JPS644304B2 - - Google Patents
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- JPS644304B2 JPS644304B2 JP16428678A JP16428678A JPS644304B2 JP S644304 B2 JPS644304 B2 JP S644304B2 JP 16428678 A JP16428678 A JP 16428678A JP 16428678 A JP16428678 A JP 16428678A JP S644304 B2 JPS644304 B2 JP S644304B2
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Description
この発明は例えば水銀および希ガスを封入した
高圧水銀灯や低圧水銀灯、水銀および希ガスに加
えてナトリウム金属を封入した高圧ナトリウムラ
ンプなどの放電灯に用いる電極に係り、特に電極
に具備された電子放射物質の改良に関するもので
ある。 以下この発明の詳細を高圧金属蒸気放電灯の場
合について説明する。 高圧金属蒸気放電灯例えば高圧水銀灯の発光管
部は、一般に第１図に示す如く構成されている。
即ち石英ガラスなどからなる透光性発光管１の内
部には適量の水銀およびアルゴンガスが封入さ
れ、その両端部には主電極２ａ，２ｂが対向して
設置され、発光管１の両端部に封着されたモリブ
デン箔４ａ，４ｂを介してそれぞれ導線６ａ，６
ｂに接続されている。また発光管１の少なくとも
一方の端部には始動を容易にするための補助電極
３が設けられ、モリブデン箔５を介して導線７に
接続されている。そして、主電極２ａ，２ｂは、
第２図に示した如き構成を有していて、タングス
テン等の耐熱性金属で形成された電極心線８の周
囲にタングステン等の耐熱性金属で形成された内
側コイル９および外側コイル１０が捲回されてい
て、内側コイル９および外側コイル１０の表面に
は電子放射物質１１が固着されている。そしてこ
の電子放射物質１１としてはバリウム、ストロン
チウム、カルシウムのタングステン酸塩（Ba2―
xSrxCaWO6但しｘの値は０ないし0.5。以下単に
タングステン酸塩と呼ぶ）と酸化イツトリウム
（Y2O3）、あるいはタングステン酸塩を酸化ベリ
リウム（BeO）と酸化イツトリウム（Y2O3）と
の混合物が用いられていた。 前者の電子放射物質の場合、Y2O3の融点が高
く電極基体への接着に難があり、ランプ点灯中に
電子放射物質の一部が剥離して、寿命中の始動開
始電圧の上昇に伴うランプの不点現像、および電
子放射性物質の消耗に伴う光束維持率の急激な低
下などの現象をひき起こし、ランプの短寿命の原
因となつていた。このような欠点はY2O3の高融
点に基づくため、バリウム、ストロンチウム、カ
ルシウムの酸化物の混合物（BaO，SrO，CaO）
とY2O3からなる電子放射物質を用いた場合にも、
上述の欠点は改善されなかつた。一方、後者のタ
ングステン酸塩とBeO及びY2O3からなる電子放
射物質の場合、BeOとY2O3とが固溶体を形成す
る効果により、長時間点灯後の光束劣化特性およ
び始動特性が前者の電子放射物質に比べ極めて優
れて安定している長所を有している。これについ
ては例えば特公昭55−9777号に記載されていると
おりである。 しかしながら、上記電子放射物質１１の中に含
まれているBeOは人体に有害であるため、その
取り扱いに十分な配慮を必要とし、生産性向上の
障害となる欠点を有していた。さらに加えて上記
電子放射物質１１を用いた高圧金属蒸気放電灯に
おいて点灯初期にしばしば黒色付着物が発生する
現象が見られた。この黒色付着物は点灯時間の経
過とともに徐々に白色化するため、ランプの寿命
特性には何ら影響を及ぼさないが、点灯初期の光
束値が若干低くなつたり、始動時の大電流、及び
イオン衝激による電子放射物質の消耗が多い点
滅、点灯状態での光束維持率が低いという欠点を
有していた。 この発明はこのような従来の欠点を鑑みてなさ
れたものであり、バリウム、ストロンチウム、カ
ルシウムのタングステン酸塩（Ba2―
xSrxCaWO6但しＸの値は０ないし0.5）と、モル
比が１：９ないし19：１である酸化ランタンと酸
化イツトリウムとを含む電子放射物質を用いるこ
とによつて、ランプ点灯初期の光束低下を、かつ
電子放射物質の消耗が大きい点滅点灯においても
光束維持率の優れた長寿命の電極を提供するとと
もに、人体に有害なBeOを含有しないので、そ
の取り扱いには特別の配慮の必要はなく、一般的
な取り扱いができるために生産性向上をも可能に
する放電灯用電極を提供するものである。 以下にこの発明の実施例と従来例とを説明する
と、まず従来例として、電極心線８として直径
1.2mmのタングステン棒を、また内・外側コイル
９，１０として直径0.6mmのタングステン線を用
いて電極構成部材を構成した。 一方、バリウム、ストロンチウム、カルシウム
のタングステン酸塩（Ba1.8Sr0.2CaWO6）…15.2
（モル％）、酸化ベリリウム（BeO）…76.3（モル
％）および酸化イツトリウム（Y2O3）…8.5（モ
ル％）を混合した電子放射物質１１をニトロセル
ローズラツカーとともに酢酸ブチルに入れ、ボー
ルミルを24時間行なつて懸濁液を作成し、この懸
濁液の中に上記電極構成部材を浸漬して、電子放
射物質１１を電極構成部材に塗布し乾燥させた
後、アルゴンガス雰囲気中で1700℃２分間加熱し
て電子放射物質１１を電極構成部材に固着させ
た。 このようにして製作した電子放射物質１１を有
する電極２ａ，２ｂを用い、内部に適量の水銀お
よび始動用アルゴンガスを封入した内径18（mm）、
アーク長70（mm）の発光管１を備えた400W高圧水
銀灯を作成し、加速試験として点滅点灯（15分点
灯、15分消灯）を行ない、その50回および6000回
を経過後の光束維持率を測定した。その結果、点
滅50回後の光束維持率は86％で、発光管内壁に黒
色付着物が発生しているランプが観察された。こ
の黒色付着物を分析したところベリリウムおよび
バリウムが検出された。また、点滅6000回経過後
の光束維持率は70％であつた。 次にこの発明の実施例を説明すると、バリウ
ム、ストロンチウム、カルシウムのタングステン
酸塩（Ba1.8Sr0.2CaWO6）に酸化ランタン
（La2O3）と酸化イツトリウム（Y2O3）を種々の
割合で混合した電子放射物質１１を上記従来例と
同様な方法で電極構成部材に固着させて電極２
ａ，２ｂを各種製作し、これらを400W高圧水銀
灯に使用して試験を行なつた。その結果を第１表
に示す。
高圧水銀灯や低圧水銀灯、水銀および希ガスに加
えてナトリウム金属を封入した高圧ナトリウムラ
ンプなどの放電灯に用いる電極に係り、特に電極
に具備された電子放射物質の改良に関するもので
ある。 以下この発明の詳細を高圧金属蒸気放電灯の場
合について説明する。 高圧金属蒸気放電灯例えば高圧水銀灯の発光管
部は、一般に第１図に示す如く構成されている。
即ち石英ガラスなどからなる透光性発光管１の内
部には適量の水銀およびアルゴンガスが封入さ
れ、その両端部には主電極２ａ，２ｂが対向して
設置され、発光管１の両端部に封着されたモリブ
デン箔４ａ，４ｂを介してそれぞれ導線６ａ，６
ｂに接続されている。また発光管１の少なくとも
一方の端部には始動を容易にするための補助電極
３が設けられ、モリブデン箔５を介して導線７に
接続されている。そして、主電極２ａ，２ｂは、
第２図に示した如き構成を有していて、タングス
テン等の耐熱性金属で形成された電極心線８の周
囲にタングステン等の耐熱性金属で形成された内
側コイル９および外側コイル１０が捲回されてい
て、内側コイル９および外側コイル１０の表面に
は電子放射物質１１が固着されている。そしてこ
の電子放射物質１１としてはバリウム、ストロン
チウム、カルシウムのタングステン酸塩（Ba2―
xSrxCaWO6但しｘの値は０ないし0.5。以下単に
タングステン酸塩と呼ぶ）と酸化イツトリウム
（Y2O3）、あるいはタングステン酸塩を酸化ベリ
リウム（BeO）と酸化イツトリウム（Y2O3）と
の混合物が用いられていた。 前者の電子放射物質の場合、Y2O3の融点が高
く電極基体への接着に難があり、ランプ点灯中に
電子放射物質の一部が剥離して、寿命中の始動開
始電圧の上昇に伴うランプの不点現像、および電
子放射性物質の消耗に伴う光束維持率の急激な低
下などの現象をひき起こし、ランプの短寿命の原
因となつていた。このような欠点はY2O3の高融
点に基づくため、バリウム、ストロンチウム、カ
ルシウムの酸化物の混合物（BaO，SrO，CaO）
とY2O3からなる電子放射物質を用いた場合にも、
上述の欠点は改善されなかつた。一方、後者のタ
ングステン酸塩とBeO及びY2O3からなる電子放
射物質の場合、BeOとY2O3とが固溶体を形成す
る効果により、長時間点灯後の光束劣化特性およ
び始動特性が前者の電子放射物質に比べ極めて優
れて安定している長所を有している。これについ
ては例えば特公昭55−9777号に記載されていると
おりである。 しかしながら、上記電子放射物質１１の中に含
まれているBeOは人体に有害であるため、その
取り扱いに十分な配慮を必要とし、生産性向上の
障害となる欠点を有していた。さらに加えて上記
電子放射物質１１を用いた高圧金属蒸気放電灯に
おいて点灯初期にしばしば黒色付着物が発生する
現象が見られた。この黒色付着物は点灯時間の経
過とともに徐々に白色化するため、ランプの寿命
特性には何ら影響を及ぼさないが、点灯初期の光
束値が若干低くなつたり、始動時の大電流、及び
イオン衝激による電子放射物質の消耗が多い点
滅、点灯状態での光束維持率が低いという欠点を
有していた。 この発明はこのような従来の欠点を鑑みてなさ
れたものであり、バリウム、ストロンチウム、カ
ルシウムのタングステン酸塩（Ba2―
xSrxCaWO6但しＸの値は０ないし0.5）と、モル
比が１：９ないし19：１である酸化ランタンと酸
化イツトリウムとを含む電子放射物質を用いるこ
とによつて、ランプ点灯初期の光束低下を、かつ
電子放射物質の消耗が大きい点滅点灯においても
光束維持率の優れた長寿命の電極を提供するとと
もに、人体に有害なBeOを含有しないので、そ
の取り扱いには特別の配慮の必要はなく、一般的
な取り扱いができるために生産性向上をも可能に
する放電灯用電極を提供するものである。 以下にこの発明の実施例と従来例とを説明する
と、まず従来例として、電極心線８として直径
1.2mmのタングステン棒を、また内・外側コイル
９，１０として直径0.6mmのタングステン線を用
いて電極構成部材を構成した。 一方、バリウム、ストロンチウム、カルシウム
のタングステン酸塩（Ba1.8Sr0.2CaWO6）…15.2
（モル％）、酸化ベリリウム（BeO）…76.3（モル
％）および酸化イツトリウム（Y2O3）…8.5（モ
ル％）を混合した電子放射物質１１をニトロセル
ローズラツカーとともに酢酸ブチルに入れ、ボー
ルミルを24時間行なつて懸濁液を作成し、この懸
濁液の中に上記電極構成部材を浸漬して、電子放
射物質１１を電極構成部材に塗布し乾燥させた
後、アルゴンガス雰囲気中で1700℃２分間加熱し
て電子放射物質１１を電極構成部材に固着させ
た。 このようにして製作した電子放射物質１１を有
する電極２ａ，２ｂを用い、内部に適量の水銀お
よび始動用アルゴンガスを封入した内径18（mm）、
アーク長70（mm）の発光管１を備えた400W高圧水
銀灯を作成し、加速試験として点滅点灯（15分点
灯、15分消灯）を行ない、その50回および6000回
を経過後の光束維持率を測定した。その結果、点
滅50回後の光束維持率は86％で、発光管内壁に黒
色付着物が発生しているランプが観察された。こ
の黒色付着物を分析したところベリリウムおよび
バリウムが検出された。また、点滅6000回経過後
の光束維持率は70％であつた。 次にこの発明の実施例を説明すると、バリウ
ム、ストロンチウム、カルシウムのタングステン
酸塩（Ba1.8Sr0.2CaWO6）に酸化ランタン
（La2O3）と酸化イツトリウム（Y2O3）を種々の
割合で混合した電子放射物質１１を上記従来例と
同様な方法で電極構成部材に固着させて電極２
ａ，２ｂを各種製作し、これらを400W高圧水銀
灯に使用して試験を行なつた。その結果を第１表
に示す。
【表】
第１表から明らかなように、La2O3とY2O3を
含む電子放射物質１１を用いた場合、前記従来の
BeOとY2O3を含む電子放射物質１１を用いた場
合に比べ50回点滅後の光束維持率が改善され、ま
た、特にLa2O3：Y2O3（モル比）が19：１ないし
１：９の範囲では、点滅6000回経過後の光束維持
率も従来より改善されることが判る。点滅点灯の
点滅頻度は電極の飛散消耗と関係することが知ら
れていて、本発明を実施してなる電極はこのよう
な苛酷な条件下でも優れた寿命特性を有すること
が判る。ちなみに点滅点灯6000回は連続点灯
12000〜18000時間に相当し、本発明を実施してな
る電極は長寿命の優れた特性を有する。 この点については例えば、三菱電機技報
Vol.40、No.９ P1398〜P1399（1966）或いは電気
学会光源・関連装置研究会資料LS―74―10 P6
（1974）に記載されている。 ところで、上述のような特性差の原因は以下の
ように考えられる。即ち、前記した従来の電子放
射物質１１においては、BeOとY2O3とは固溶体
を形成して電極構成部材への接着性を良好にする
と共に点灯中の活性バリウムの生成の適度に保つ
機能をする。 しかしながら、電子放射物質１１を電極構成部
材へ塗布、乾燥した後、これを電極構成部材に固
着せしめるために、高温加熱処理を行なうと上記
固溶体中のBeOと電子放射物質１１中に混合さ
れているタングステン酸塩とが一部反応して
BeO・3BaOなどの比較的低融点の複合化合物を
形成し、ランプ点灯時にこの複合化合物が形成さ
れた付近の電極構成部位にアークスポツトが移動
すると、上記複合化合物が急激に高熱状態にな
り、Be，Baが選択的に蒸発して発光管内壁に付
着し、点灯初期の光束低下をひき起こす。 さらに点滅点灯において大電流が流れたり、イ
オン衝激によりBeO，BaOが選択的に飛散して、
電子放射物質からの遊離Baの供給が困難になり、
点滅点灯を繰り返すと光束維持率の低下が大きく
なる。 一方、この発明よりなるLa2O3とY2O3を含む
電子放射物質１１にあつては、La2O3とY2O3と
は固溶体もしくは安定な複合化合物を形成するこ
とにより電子放射物質の融点を低下させ電極構成
部材への接着性を良好にすると共に点灯中の活性
バリウムの生成を適度に保つ機能をすることに加
えて、さらにLa2O3およびY2O3はタングステン
酸塩とは反応しないので、点灯初期においても、
さらには寿命中においても、安定した状態で電子
放射物質１１中からのBaの生成を適度に保つた
め、寿命中全般にわたつて光束維持率が安定で良
好である。前記したように、電子放射物質１１中
のLa2O3とY2O3のモル比が19：１ないし１；９
の範囲であれば上記した改善効果が著しく、
La2O3のモル比が19：１よりも大きくなると、固
溶体の融点の上昇が著しく、電子放射物質１１の
電極構成部材への接着性が低下して、点滅6000回
経過後の光束維持率が第１表に示した如く、従来
例よりもいくぶん低下する。同様にY2O3のモル
比が１；９よりも大きくなると固溶体の融点の上
昇が著しく、電子放射物質１１の電極構成部材へ
の接着性が低下して、点滅6000回経過後の光束維
持率が低下する。 ここで上記第１表で実験結果の傾向を第４図に
基き説明する。 第４図において、縦軸は光束維持率を、横軸は
La2O3／La2O3＋Y2O3，La2O2：Y2O3をそれぞれ示す。 同図中P1〜P6は点滅50回後、Q1〜Q6は点滅100回
後の測定値を示し、P1〜P6，Q1〜Q6の各添字１
〜６は第１表中の実施例１〜６に対応している。 同図から明らかなようにLa2O3：Y2O3が１：
９より小の場合および19：１より大の場合では、
点滅50回、100回後の各実験において、光束維持
率が急激に低下することが理解される。 ここでLa2O3とY2O3のモル比が電子放射物質
１１の電極構成部材への接着性に及ぼす影響を確
認するために、前述の条件（アルゴンガス雰囲気
中で1700℃２分間加熱）で電子放射物質１１を固
着させた後の電極をタングステン粉末とともにボ
ールミル機内に装てんし、２時間回転させた後の
電子放射物質１１の剥離量を測定した。第５図に
はその結果を示したが、R1〜R6は第１表及び第
４図における実施例１（P1，Q1）〜実験例６（P6，
Q6）に相当し、新たに実験例としてBa1.8Sr0.2
CaWO6：Y2O3＝15.2＝84.8（R0）及びBa1.8Sr0.2
CaWO6：La2O3＝15.2＝84.8（R7）を追加した。 それぞれの電子放射物質組成におけるサンプル
は電極20本とし、実験後の重量変化量の平均値を
実験前の電子放射物質重量の平均値で除した値
（％値）を第５図にプロツトした。 この図から明らかなように、La2O3：Y2O3＝
１：９よりLa2O3比が小さくなると、あるいは
La2O3：Y2O3＝19：１より大きくなると電子放
射物質１１の剥離量が急激に増大する。 これは、La2O3：Y2O3＝１：９〜19：１の範
囲ではLa2O3−Y2O3の固着時にほぼ均一な固溶
体が形成され、電子放射物質１１の融点が1700℃
程度まで低下するが、上記範囲外ではLa2O3又は
Y2O3が過剰になり、La2O3単体、又はY2O3単体
が高融点物質として残存するために、電子放射物
質１１の剥離量が急激に増大すると考えられる。 ところで、一般に電子放射物質の経年剥離は基
本的に電極加熱処理時の電子放射物質の溶融状態
に依存するが、上記測定試験のように加熱処理後
の電極に機械的衝撃を与え、それによる電子放射
物質の剥離量に基きその経年剥離を評価すること
の合理性に関し、その理由を以下に述べる。 使用時の経年剥離の主原因の一つは使用時の機
械的衝撃であり、この点については、例えば特公
昭52−312号公報の第１頁第１欄31行目から同頁
第２欄１行目に、アルカリ土類金属酸化物だけか
らなる電子放射物質の問題点として、基本金属と
の結着力が弱いので、使用中機械的衝撃やイオン
電子による衝撃に弱く、剥離、崩壊によつて損耗
しやすく、寿命が短かくなるとの記載がある。 このことから、短寿命をもたらす電子放射物質
の経年剥離の主原因の一つは使用時の機械的衝撃
とイオンや電子による衝撃であり、電子放射物質
の結着力が経年剥離特性を支配していることが理
解される。 また、使用時の経年剥離を支配しているのは電
子放射物質の電極構成部材への結着力ないしは接
着性であり、この結着力は基本的には電極加熱処
理時の電子放射物質の溶融状態で決定される。 この結着力については、例えば特公昭43−
24692号公報の第２頁第１欄第１行目から同第11
行目に、BaO―SrO―BeO系の電子放射物質で
BeOとBaOあるいはSrOとが固溶体を形成して、
その融点が低下して、基体金属と電子放射物質と
の接着力が向上する旨の記載がされている。つま
り、特公昭43−24692号公報第１頁第40行目から
同第２頁４行目までの記載を考慮すると、電子放
射物質塗布後の電極加熱処理時の程度より電子放
射物質の融点を低くすることにより、この加熱処
理時に電子放射物質が溶融するので、電子放射物
質の接着力が向上することが理解される。従つ
て、要するに電子放射物質の融点を電極加熱処理
温度より低くすることにより、強い接着力が得ら
れることが理解される。 なお、例えば、「セラミツクス、15（1980）No.
５」の第356頁第10行目から同第11行目に記載さ
れているように、水銀ランプの場合を例にとると
使用温度1100〜1500℃は実施例における電極加熱
処理温度1700℃より十分に低い温度なので、電子
放射物質の接着力は上記電極加熱処理後の電子放
射物質の接着特性で決定されることを付記する。 以上述べたように、電子放射物質の経年剥離の
主原因の一つは使用時の機械的衝撃であり、この
経年剥離は電極加熱処理後の電子放射物質の結着
力ないしは接着力に依存するので、上記電極加熱
処理後の電子放射物質の接着力を機械的衝撃によ
る電子放射物質の剥離量で評価した上述の測定試
験は電子放射物質の剥離試験として合理的な評価
試験の一つであると考える。 上記実施例において、バリウム、ストロンチウ
ム、カルシウムのタングステン酸塩のモル％が従
来例と同じ場合について本発明の効果を示したが
該モル％とは異なつた場合においても同様な効果
が得られる。 更にまた、この発明に係る電子放射物質１１の
組成に加えて、少量のAl2O3，SiO3およびタング
ステンをさらに添加した場合においても、この発
明の効果は得られる。 また、第２図に示した電極構造に基づいてこの
発明の実施例を説明したが、例えば第３図に示し
た如き電極構造、すなわち、タングステンなどの
耐熱性金属で形成された電極心線８の周囲に間隙
を有する内コイル９およびその外側に外側コイル
１０を捲回し、この間隙内に電子放射物質１１を
充填して、焼付固着させた電極構造においても、
この発明の効果は得られる。 以上は高圧水銀灯の場合についての説明である
が、高圧ナトリウムランプなどの高圧水銀灯以外
の金属蒸気放電灯、あるいは例えばけい光ランプ
などの低圧放電ランプにおいても同等の効果が得
られる。 以上、述べてきたように、この発明はバリウ
ム、ストロンチウム、カルシウムのタングステン
酸塩（Ba2―xSrxCaWO6ただしＸは０ないし
0.5）とモル比が１：９ないし19：１である酸化
ランタンと酸化イツトリウムとを含む電子放射物
質を用いることによつて、ランプ点灯初期の光束
低下及び点滅の繰り返しの多い点灯での光束低下
を改善し長寿命の電極を提供するとともに、従来
の酸化ベリリウムのような人体に有害な物質を用
いることがないので、生産性向上をも可能にする
など優れた効果を有する。
含む電子放射物質１１を用いた場合、前記従来の
BeOとY2O3を含む電子放射物質１１を用いた場
合に比べ50回点滅後の光束維持率が改善され、ま
た、特にLa2O3：Y2O3（モル比）が19：１ないし
１：９の範囲では、点滅6000回経過後の光束維持
率も従来より改善されることが判る。点滅点灯の
点滅頻度は電極の飛散消耗と関係することが知ら
れていて、本発明を実施してなる電極はこのよう
な苛酷な条件下でも優れた寿命特性を有すること
が判る。ちなみに点滅点灯6000回は連続点灯
12000〜18000時間に相当し、本発明を実施してな
る電極は長寿命の優れた特性を有する。 この点については例えば、三菱電機技報
Vol.40、No.９ P1398〜P1399（1966）或いは電気
学会光源・関連装置研究会資料LS―74―10 P6
（1974）に記載されている。 ところで、上述のような特性差の原因は以下の
ように考えられる。即ち、前記した従来の電子放
射物質１１においては、BeOとY2O3とは固溶体
を形成して電極構成部材への接着性を良好にする
と共に点灯中の活性バリウムの生成の適度に保つ
機能をする。 しかしながら、電子放射物質１１を電極構成部
材へ塗布、乾燥した後、これを電極構成部材に固
着せしめるために、高温加熱処理を行なうと上記
固溶体中のBeOと電子放射物質１１中に混合さ
れているタングステン酸塩とが一部反応して
BeO・3BaOなどの比較的低融点の複合化合物を
形成し、ランプ点灯時にこの複合化合物が形成さ
れた付近の電極構成部位にアークスポツトが移動
すると、上記複合化合物が急激に高熱状態にな
り、Be，Baが選択的に蒸発して発光管内壁に付
着し、点灯初期の光束低下をひき起こす。 さらに点滅点灯において大電流が流れたり、イ
オン衝激によりBeO，BaOが選択的に飛散して、
電子放射物質からの遊離Baの供給が困難になり、
点滅点灯を繰り返すと光束維持率の低下が大きく
なる。 一方、この発明よりなるLa2O3とY2O3を含む
電子放射物質１１にあつては、La2O3とY2O3と
は固溶体もしくは安定な複合化合物を形成するこ
とにより電子放射物質の融点を低下させ電極構成
部材への接着性を良好にすると共に点灯中の活性
バリウムの生成を適度に保つ機能をすることに加
えて、さらにLa2O3およびY2O3はタングステン
酸塩とは反応しないので、点灯初期においても、
さらには寿命中においても、安定した状態で電子
放射物質１１中からのBaの生成を適度に保つた
め、寿命中全般にわたつて光束維持率が安定で良
好である。前記したように、電子放射物質１１中
のLa2O3とY2O3のモル比が19：１ないし１；９
の範囲であれば上記した改善効果が著しく、
La2O3のモル比が19：１よりも大きくなると、固
溶体の融点の上昇が著しく、電子放射物質１１の
電極構成部材への接着性が低下して、点滅6000回
経過後の光束維持率が第１表に示した如く、従来
例よりもいくぶん低下する。同様にY2O3のモル
比が１；９よりも大きくなると固溶体の融点の上
昇が著しく、電子放射物質１１の電極構成部材へ
の接着性が低下して、点滅6000回経過後の光束維
持率が低下する。 ここで上記第１表で実験結果の傾向を第４図に
基き説明する。 第４図において、縦軸は光束維持率を、横軸は
La2O3／La2O3＋Y2O3，La2O2：Y2O3をそれぞれ示す。 同図中P1〜P6は点滅50回後、Q1〜Q6は点滅100回
後の測定値を示し、P1〜P6，Q1〜Q6の各添字１
〜６は第１表中の実施例１〜６に対応している。 同図から明らかなようにLa2O3：Y2O3が１：
９より小の場合および19：１より大の場合では、
点滅50回、100回後の各実験において、光束維持
率が急激に低下することが理解される。 ここでLa2O3とY2O3のモル比が電子放射物質
１１の電極構成部材への接着性に及ぼす影響を確
認するために、前述の条件（アルゴンガス雰囲気
中で1700℃２分間加熱）で電子放射物質１１を固
着させた後の電極をタングステン粉末とともにボ
ールミル機内に装てんし、２時間回転させた後の
電子放射物質１１の剥離量を測定した。第５図に
はその結果を示したが、R1〜R6は第１表及び第
４図における実施例１（P1，Q1）〜実験例６（P6，
Q6）に相当し、新たに実験例としてBa1.8Sr0.2
CaWO6：Y2O3＝15.2＝84.8（R0）及びBa1.8Sr0.2
CaWO6：La2O3＝15.2＝84.8（R7）を追加した。 それぞれの電子放射物質組成におけるサンプル
は電極20本とし、実験後の重量変化量の平均値を
実験前の電子放射物質重量の平均値で除した値
（％値）を第５図にプロツトした。 この図から明らかなように、La2O3：Y2O3＝
１：９よりLa2O3比が小さくなると、あるいは
La2O3：Y2O3＝19：１より大きくなると電子放
射物質１１の剥離量が急激に増大する。 これは、La2O3：Y2O3＝１：９〜19：１の範
囲ではLa2O3−Y2O3の固着時にほぼ均一な固溶
体が形成され、電子放射物質１１の融点が1700℃
程度まで低下するが、上記範囲外ではLa2O3又は
Y2O3が過剰になり、La2O3単体、又はY2O3単体
が高融点物質として残存するために、電子放射物
質１１の剥離量が急激に増大すると考えられる。 ところで、一般に電子放射物質の経年剥離は基
本的に電極加熱処理時の電子放射物質の溶融状態
に依存するが、上記測定試験のように加熱処理後
の電極に機械的衝撃を与え、それによる電子放射
物質の剥離量に基きその経年剥離を評価すること
の合理性に関し、その理由を以下に述べる。 使用時の経年剥離の主原因の一つは使用時の機
械的衝撃であり、この点については、例えば特公
昭52−312号公報の第１頁第１欄31行目から同頁
第２欄１行目に、アルカリ土類金属酸化物だけか
らなる電子放射物質の問題点として、基本金属と
の結着力が弱いので、使用中機械的衝撃やイオン
電子による衝撃に弱く、剥離、崩壊によつて損耗
しやすく、寿命が短かくなるとの記載がある。 このことから、短寿命をもたらす電子放射物質
の経年剥離の主原因の一つは使用時の機械的衝撃
とイオンや電子による衝撃であり、電子放射物質
の結着力が経年剥離特性を支配していることが理
解される。 また、使用時の経年剥離を支配しているのは電
子放射物質の電極構成部材への結着力ないしは接
着性であり、この結着力は基本的には電極加熱処
理時の電子放射物質の溶融状態で決定される。 この結着力については、例えば特公昭43−
24692号公報の第２頁第１欄第１行目から同第11
行目に、BaO―SrO―BeO系の電子放射物質で
BeOとBaOあるいはSrOとが固溶体を形成して、
その融点が低下して、基体金属と電子放射物質と
の接着力が向上する旨の記載がされている。つま
り、特公昭43−24692号公報第１頁第40行目から
同第２頁４行目までの記載を考慮すると、電子放
射物質塗布後の電極加熱処理時の程度より電子放
射物質の融点を低くすることにより、この加熱処
理時に電子放射物質が溶融するので、電子放射物
質の接着力が向上することが理解される。従つ
て、要するに電子放射物質の融点を電極加熱処理
温度より低くすることにより、強い接着力が得ら
れることが理解される。 なお、例えば、「セラミツクス、15（1980）No.
５」の第356頁第10行目から同第11行目に記載さ
れているように、水銀ランプの場合を例にとると
使用温度1100〜1500℃は実施例における電極加熱
処理温度1700℃より十分に低い温度なので、電子
放射物質の接着力は上記電極加熱処理後の電子放
射物質の接着特性で決定されることを付記する。 以上述べたように、電子放射物質の経年剥離の
主原因の一つは使用時の機械的衝撃であり、この
経年剥離は電極加熱処理後の電子放射物質の結着
力ないしは接着力に依存するので、上記電極加熱
処理後の電子放射物質の接着力を機械的衝撃によ
る電子放射物質の剥離量で評価した上述の測定試
験は電子放射物質の剥離試験として合理的な評価
試験の一つであると考える。 上記実施例において、バリウム、ストロンチウ
ム、カルシウムのタングステン酸塩のモル％が従
来例と同じ場合について本発明の効果を示したが
該モル％とは異なつた場合においても同様な効果
が得られる。 更にまた、この発明に係る電子放射物質１１の
組成に加えて、少量のAl2O3，SiO3およびタング
ステンをさらに添加した場合においても、この発
明の効果は得られる。 また、第２図に示した電極構造に基づいてこの
発明の実施例を説明したが、例えば第３図に示し
た如き電極構造、すなわち、タングステンなどの
耐熱性金属で形成された電極心線８の周囲に間隙
を有する内コイル９およびその外側に外側コイル
１０を捲回し、この間隙内に電子放射物質１１を
充填して、焼付固着させた電極構造においても、
この発明の効果は得られる。 以上は高圧水銀灯の場合についての説明である
が、高圧ナトリウムランプなどの高圧水銀灯以外
の金属蒸気放電灯、あるいは例えばけい光ランプ
などの低圧放電ランプにおいても同等の効果が得
られる。 以上、述べてきたように、この発明はバリウ
ム、ストロンチウム、カルシウムのタングステン
酸塩（Ba2―xSrxCaWO6ただしＸは０ないし
0.5）とモル比が１：９ないし19：１である酸化
ランタンと酸化イツトリウムとを含む電子放射物
質を用いることによつて、ランプ点灯初期の光束
低下及び点滅の繰り返しの多い点灯での光束低下
を改善し長寿命の電極を提供するとともに、従来
の酸化ベリリウムのような人体に有害な物質を用
いることがないので、生産性向上をも可能にする
など優れた効果を有する。
第１図は高圧水銀灯の発光管部の構成を示す正
面図、第２図は第１図における電極の拡大断面
図、第３図は他の電極構成を示す断面図、第４図
および第５図はこの発明の実施例の実験結果を示
す図である。 図において２ａ，２ｂは電極、１１は電子放射
物質である。なお図中同一符号は同一又は相当部
分を示す。
面図、第２図は第１図における電極の拡大断面
図、第３図は他の電極構成を示す断面図、第４図
および第５図はこの発明の実施例の実験結果を示
す図である。 図において２ａ，２ｂは電極、１１は電子放射
物質である。なお図中同一符号は同一又は相当部
分を示す。
Claims (1)
- １ バリウム、ストロンチウム、カルシウムのタ
ングステン酸塩（Ba2―xSrxCaWO6、但しＸの
値は０ないし0.5）と、モル比が１：９ないし
19：１である酸化ランタン及び酸化イツトリウム
とを含む電子放射物質を具備したことを特徴とす
る放電灯用電極。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16428678A JPS5591547A (en) | 1978-12-29 | 1978-12-29 | Electrode for discharge lamp |
| DE2951741A DE2951741C2 (de) | 1978-12-29 | 1979-12-21 | Elektrode für eine Entladungslampe |
| NLAANVRAGE7909301,A NL187876C (nl) | 1978-12-29 | 1979-12-22 | Elektrode voor een gasontladingslamp. |
| US06/108,173 US4319158A (en) | 1978-12-29 | 1979-12-28 | Electrode for discharge lamp |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16428678A JPS5591547A (en) | 1978-12-29 | 1978-12-29 | Electrode for discharge lamp |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5591547A JPS5591547A (en) | 1980-07-11 |
| JPS644304B2 true JPS644304B2 (ja) | 1989-01-25 |
Family
ID=15790209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16428678A Granted JPS5591547A (en) | 1978-12-29 | 1978-12-29 | Electrode for discharge lamp |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5591547A (ja) |
-
1978
- 1978-12-29 JP JP16428678A patent/JPS5591547A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5591547A (en) | 1980-07-11 |
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