JP3340024B2 - Method for manufacturing light-transmitting tube used for arc tube for discharge lamp - Google Patents
Method for manufacturing light-transmitting tube used for arc tube for discharge lampInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、キセノンランプ、
ナトリウムランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドラ
ンプ等の放電灯用発光管に用いる透光管の製造方法に関
するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a xenon lamp,
The present invention relates to a method for manufacturing a light-transmitting tube used for an arc tube for a discharge lamp such as a sodium lamp, a halogen lamp, and a metal halide lamp.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、道路やトンネルなどの照明等には
高圧ナトリウムランプが、自動車などのライト類には高
い発光効率を有するキセノンランプやハロゲンランプ
が、屋内外などの照明や店舗などの一般照明、さらには
ＯＨＰ用や液晶プロジェクタ用のバックライトなどには
演色性に優れたメタルハライドランプなどの放電灯が使
用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, high-pressure sodium lamps are used for lighting of roads and tunnels, xenon lamps and halogen lamps having high luminous efficiency are used for lights of automobiles, etc. 2. Description of the Related Art Discharge lamps such as metal halide lamps having excellent color rendering properties are used for lighting, and backlights for OHPs and liquid crystal projectors.
【０００３】例えば、メタルハライドランプは図２に示
すような、有底円筒体１１の内部に発光部を構成する放
電灯用発光管１（以下、発光管と略称する）を配設した
ものであり、図１に上記発光管１の詳細な構造を示すよ
うに、中央に曲面状の突出部２ａを有する略円筒状をし
た透光管２の内部に、発光材料として金属ハロゲン化物
と希ガスを封入するとともに、透光管２の両端を電極心
棒５とリード心棒６をそれぞれ備えた閉塞体３でもって
封止したものであった。For example, a metal halide lamp has a discharge lamp luminous tube 1 (hereinafter, abbreviated as luminous tube) constituting a luminous portion inside a bottomed cylindrical body 11 as shown in FIG. As shown in FIG. 1, a detailed structure of the luminous tube 1 is shown. A metal halide and a rare gas are used as luminescent materials inside a substantially cylindrical light-transmitting tube 2 having a curved protruding portion 2a at the center. At the same time, both ends of the light-transmitting tube 2 were sealed with a closing body 3 having an electrode mandrel 5 and a lead mandrel 6, respectively.
【０００４】また、このような発光管１を構成する透光
管２としては、光（可視光線）の直線透過率が高く、抗
折強度で３５ｋｇ／ｍｍ2 以上を有するとともに、発光
材料である金属ハロゲン化物との反応に伴う腐食の少な
いことが要求されていることから、ＭｇＯ等の助剤成分
を０．１重量％程度含有した透光性を有する多結晶アル
ミナ焼結体により形成したものがあった（特開昭５９−
１８４４５０号公報、特公昭６０−２２６７０号公報参
照）。The light-transmitting tube 2 constituting the light-emitting tube 1 has a high linear transmittance of light (visible light), a bending strength of 35 kg / mm 2 or more, and is a light-emitting material. Formed from a translucent polycrystalline alumina sintered body containing about 0.1% by weight of an auxiliary component such as MgO, since it is required that the corrosion accompanying the reaction with the metal halide be small. (Japanese Unexamined Patent Publication No.
184450, Japanese Patent Publication No. 60-22670).
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記透光管
２を構成するアルミナ焼結体の結晶粒界中には助剤成分
として添加したＭｇＯなどが析出しているために、この
析出物での光の複屈折が大きく、肉厚０．５ｍｍ当たり
の光（可視光線：６００ｎｍ）の直線透過率が十数％程
度と、透光管２として充分満足の得られるものではなか
った。However, since MgO or the like added as an auxiliary component is precipitated in the crystal grain boundaries of the alumina sintered body constituting the light transmitting tube 2, the precipitate is The birefringence of the light was large, and the linear transmittance of light (visible light: 600 nm) per wall thickness of 0.5 mm was about ten and several percents, which was not a sufficiently satisfactory light transmitting tube 2.
【０００６】また、アルミナ焼結体に添加されている助
剤成分は融点が低いために、メタルハライドランプのよ
うに透光管２の内部が１０００℃程度にも達する状態で
は、助剤成分と透光管２の内部に封入した金属ハロゲン
化物とが反応し、透光管２を腐食させるといった課題が
あった。Further, since the auxiliary component added to the alumina sintered body has a low melting point, when the inside of the light transmitting tube 2 reaches about 1000 ° C. like a metal halide lamp, the auxiliary component and the auxiliary component are not melted. There has been a problem that the metal halide sealed in the light tube 2 reacts with the metal tube to corrode the light transmitting tube 2.
【０００７】例えば、アルミナ焼結体の助剤成分にＭｇ
Ｏを使用し、金属ハロゲン化物にＳｃＩ3 −ＮａＩを用
いた場合、化１に示すような反応が起こるために透光管
２が腐食していた。For example, Mg is used as an auxiliary component of an alumina sintered body.
When O was used and ScI 3 —NaI was used as the metal halide, the light-transmitting tube 2 was corroded because the reaction shown in Chemical formula 1 occurred.
【０００８】[0008]
【化１】 Embedded image
【０００９】その為、透光管２の内壁面において光の散
乱が発生し、直線透過率が低下するとともに、機械的強
度も低下することから短期間の使用で寿命となってい
た。For this reason, light is scattered on the inner wall surface of the light transmitting tube 2, and the linear transmittance is reduced, and the mechanical strength is also reduced.
【００１０】一方、透光管２をサファイアで形成したも
のは、高い直線透過率が得られるものの、サファイアは
高硬度材であり加工が難しいことから透光管２の形状に
制約があり、図１のような複雑な形状をした透光管２を
製作することができないといった課題があった。On the other hand, when the light transmitting tube 2 is formed of sapphire, a high linear transmittance can be obtained. However, since the sapphire is a hard material and difficult to process, the shape of the light transmitting tube 2 is restricted. There is a problem that it is not possible to manufacture a light-transmitting tube 2 having a complicated shape as in FIG.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題に鑑み、放電灯用発光管を構成する透光管を、アルミ
ナ純度が９９．９９％以上、平均粒子径が０．５μｍ以
下、ＢＥＴ比表面積が１０ｍ2／ｇ以上のアルミナ原料
の泥漿を樹脂又は金属からなる型内に充填して加圧する
ことにより生密度が２．６ｇ／ｃｍ3以上の成形体を製
作し、この成形体を１２００〜１３００℃の温度で仮焼
して相対密度９９．０％以上とした後、１５００〜１８
００℃の温度で本焼成して製作したことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, the present invention provides a light-transmitting tube constituting an arc tube for a discharge lamp, which has an alumina purity of 99.99% or more, an average particle diameter of 0.5 μm or less, and A green body having a green density of 2.6 g / cm 3 or more is manufactured by filling a slurry made of an alumina raw material having a BET specific surface area of 10 m 2 / g or more into a mold made of a resin or a metal and pressurizing the same. Was calcined at a temperature of 1200 to 1300 ° C. to a relative density of 99.0% or more,
It is characterized by being manufactured by main firing at a temperature of 00 ° C.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】即ち、本発明は放電灯用発光管を
構成する透光管を、助剤成分を一切添加せず、実質的に
アルミナ結晶のみからなる多結晶アルミナ焼結体で形成
したことを特徴とするものであり、具体的にはアルミナ
含有量が９９．９８重量％以上、さらには９９．９９重
量％以上のアルミナ焼結体により形成してある。その
為、アルミナ以外は焼結体中において不純物だけである
ために、この不純物が結晶粒界中に析出したとしてもこ
れらによる光の吸収や拡散が少なく、光（可視光線）の
直線透過率を３０％以上にまで高めることができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, a light-transmitting tube constituting an arc tube for a discharge lamp is formed of a polycrystalline alumina sintered body consisting essentially of alumina crystals without adding any auxiliary component. Specifically, it is formed of an alumina sintered body having an alumina content of 99.98% by weight or more, and more preferably 99.99% by weight or more. Therefore, other than alumina, only impurities are contained in the sintered body, and even if these impurities are precipitated in the crystal grain boundaries, absorption and diffusion of light by these impurities are small, and the linear transmittance of light (visible light) is reduced. It can be increased to 30% or more.
【００１３】また、透光管２に要求される強度（抗折強
度：３５ｋｇ／ｍｍ2 ）は維持した状態で、光（可視光
線）の直線透過率を高めるためには、アルミナ焼結体の
相対密度を９９．８％以上とすることが必要である。In order to increase the linear transmittance of light (visible light) while maintaining the strength required for the light transmitting tube 2 (deflection strength: 35 kg / mm 2 ), it is necessary to use an alumina sintered body. The relative density needs to be 99.8% or more.
【００１４】即ち、相対密度が９９．８％未満では、ア
ルミナ結晶間の欠陥（空孔）が多くなり過ぎ、該欠陥
（空孔）において入射した光が減衰するために３０％以
上の直線透過率が得られず、さらに相対密度が小さくな
ると透光管２に要求されている強度も維持することがで
きなくなるからである。That is, if the relative density is less than 99.8%, the number of defects (vacancies) between the alumina crystals becomes too large, and the incident light at the defects (vacancies) is attenuated. This is because if the ratio cannot be obtained and the relative density is further reduced, the strength required for the light transmitting tube 2 cannot be maintained.
【００１５】また、アルミナ焼結体の相対密度を９９．
８％以上とするためには、アルミナの平均結晶粒子径は
２０μｍ以下とする必要があり、好ましくは１５μｍ以
下のものが良い。Further, the relative density of the alumina sintered body is set to 99.
In order to make it 8% or more, the average crystal particle diameter of alumina needs to be 20 μm or less, and preferably 15 μm or less.
【００１６】さらに、本件発明者らは、上記透光管をメ
タルハライドランプ用として使用する場合には、アルミ
ナ焼結体中に含有する不純物量が重要であることを見出
し、その含有量を２００ｐｐｍ以下、好ましくは１００
ｐｐｍ以下としたものである。Further, the present inventors have found that when the above light-transmitting tube is used for a metal halide lamp, the amount of impurities contained in the alumina sintered body is important, and the content is set to 200 ppm or less. , Preferably 100
ppm or less.
【００１７】即ち、本発明の透光管は助剤成分を一切添
加していないアルミナ焼結体で形成したことを特徴とす
るものであるが、不純物はアルミナ原料中に含まれてい
たり、製造工程中に混入する恐れがある。そして、アル
ミナ以外の不純物、特にＭｇ、Ｃａなどの周期律表２ａ
族元素およびその酸化物は、メタルハライドランプの発
光材料として使用されているＤｙＩ3 、ＬｉＩ、ＳｃＩ
3 等の金属ハロゲン化物と反応し易いことからアルミナ
焼結体中に２００ｐｐｍより多く含まれていると、発光
材料である金属ハロゲン化物との反応により透光管が大
きく浸食を受けて短期間のうちに寿命となってしまうか
らである。That is, the light-transmitting tube of the present invention is characterized by being formed of an alumina sintered body to which no auxiliary component is added. There is a risk of mixing during the process. Then, the periodic table 2a of impurities other than alumina, particularly Mg, Ca, etc.
Group elements and their oxides are DyI 3 , LiI, ScI used as light-emitting materials for metal halide lamps.
If the alumina sintered body contains more than 200 ppm because it easily reacts with metal halides such as 3 etc., the light-transmitting tube is greatly eroded due to the reaction with the metal halide which is a luminescent material, and the It is because the life will be over at home.
【００１８】次に、本発明に係る放電灯用発光管を構成
する透光管の製造方法について説明する。Next, a description will be given of a method of manufacturing a light-transmitting tube constituting the discharge lamp arc tube according to the present invention.
【００１９】まず、出発原料として純度９９．９９％以
上のアルミナ原料を用意する。この時、使用するアルミ
ナ原料の平均粒子径は０．５μｍ以下でかつＢＥＴ比表
面積が１０ｍ2 ／ｇ以上のものが良い。これはアルミナ
原料の平均粒子径が０．５μｍより大きかったりあるい
はＢＥＴ比表面積が１０ｍ2 ／ｇ未満であると、アルミ
ナ同士の活性度を高めることができず、また、粒成長を
充分に抑制することができなくなるからである。First, an alumina raw material having a purity of 99.99% or more is prepared as a starting raw material. At this time, it is preferable that the alumina material used has an average particle diameter of 0.5 μm or less and a BET specific surface area of 10 m 2 / g or more. If the average particle size of the alumina raw material is larger than 0.5 μm or the BET specific surface area is less than 10 m 2 / g, the activity between alumina cannot be increased and the grain growth is sufficiently suppressed. This is because they cannot do anything.
【００２０】次に、上記アルミナ原料の泥漿を製作し、
該泥漿を樹脂または金属からなる型内に充填して圧力を
加えることにより所定の形状に成形する。この時、成形
体の生密度は、焼成時における粒成長および気孔率を小
さくするために２．６ｇ／ｃｍ3 以上とすることが望ま
しい。また、型材に樹脂または金属を使用するのは不純
物の混入を抑えるためである。即ち、型材に鋳込成形等
で使用される石膏を用いると、不純物の混入が多くなる
ためにアルミナ焼結体のアルミナ純度が低下してしまう
からである。Next, a slurry of the above alumina raw material is produced,
The slurry is filled into a mold made of resin or metal, and is molded into a predetermined shape by applying pressure. At this time, it is desirable that the green density of the compact be 2.6 g / cm 3 or more in order to reduce grain growth and porosity during firing. The reason why resin or metal is used for the mold material is to suppress the entry of impurities. That is, when gypsum used in casting or the like is used as a mold material, impurities are increased and the alumina purity of the alumina sintered body is reduced.
【００２１】そして、得られた成形体を大気雰囲気中に
て１２００〜１３００℃程度の温度で仮焼して相対密度
が９９．０％以上に緻密化させ、さらに１５００〜１８
００℃の水素雰囲気下または真空雰囲気下、あるいは還
元雰囲気下で本焼成したあと、内外の表面を鏡面加工す
ることにより本発明の透光管を得ることができる。Then, the obtained molded body is calcined in an air atmosphere at a temperature of about 1200 to 1300 ° C. to densify the relative density to 99.0% or more, and further to 1500 to 18%.
After the main baking in a hydrogen atmosphere, a vacuum atmosphere, or a reducing atmosphere at 00 ° C., the inner and outer surfaces are mirror-finished to obtain the light-transmitting tube of the present invention.
【００２２】このように高純度のアルミナ原料を使用
し、成形のための型を樹脂製または金属製とするととも
に、焼成を２回に分けて行うことにより、助剤成分を添
加せずに高純度の多結晶アルミナ焼結体を製造すること
ができる。特に、本発明のアルミナ焼結体を製造するに
は仮焼および本焼成の温度も重要である。即ち、仮焼温
度が１２００℃あるいは本焼成温度が１５００℃より低
いと、充分に緻密化することが難しく、アルミナ焼結体
の相対密度を９９．８％以上とすることができないから
であり、また、仮焼温度が１３００℃あるいは本焼成温
度が１８００℃より高くなると、結晶が異常粒成長して
シンターオーバーとなるというように、いずれにおいて
も光（可視光線）の直線透過率および機械的強度を高め
ることができないからである。As described above, by using a high-purity alumina raw material and forming a mold for molding from a resin or a metal, and performing the firing in two separate steps, the high-alumina can be obtained without adding an auxiliary component. A polycrystalline alumina sintered body having a high purity can be manufactured. In particular, in order to produce the alumina sintered body of the present invention, the calcining and main firing temperatures are also important. That is, if the calcination temperature is 1200 ° C. or the main calcination temperature is lower than 1500 ° C., it is difficult to sufficiently densify, and the relative density of the alumina sintered body cannot be 99.8% or more. When the calcination temperature is 1300 ° C. or the main calcination temperature is higher than 1800 ° C., the crystal has abnormal grain growth and sinters over, so that the linear transmittance and the mechanical strength of light (visible light) are obtained. Because it cannot be increased.
【００２３】このように本発明に係る放電灯用発光管
は、助剤成分を含まない高純度のアルミナ焼結体で透光
管を形成してあることから、光の直線透過率を大幅に向
上させることができ、肉厚０．５ｍｍ当たりの光（可視
光線：６００ｎｍ）の直線透過率を３０％以上とするこ
とができる。As described above, since the light-emitting tube for a discharge lamp according to the present invention has a light-transmitting tube formed of a high-purity alumina sintered body containing no auxiliary component, the linear transmittance of light is greatly reduced. The linear transmittance of light (visible light: 600 nm) per 0.5 mm thickness can be 30% or more.
【００２４】また、アルミナ焼結体中に混入する不純
物、特にＭｇ、Ｃａなどの周期律表２ａ族元素およびそ
の酸化物の合計含有量が２００ｐｐｍ以下であることか
ら、メタルハライドランプに使用したとしても、透光管
の内部に封入する金属ハロゲン化物との反応が少なく、
３０００時間の使用においても直線透過率の低下が殆ど
ない透光管とすることができるため、この透光管を用い
て形成した本発明の放電灯用発光管は高い発光効率を有
し、特性劣化の少ない信頼性の高い発光管とすることが
できる。Further, since the total content of impurities mixed in the alumina sintered body, particularly elements of Group 2a of the periodic table such as Mg and Ca and oxides thereof is 200 ppm or less, even if used in a metal halide lamp. , Less reaction with the metal halide sealed inside the light-transmitting tube,
Since a light-transmitting tube with almost no decrease in linear transmittance can be obtained even after 3000 hours of use, the discharge lamp luminous tube of the present invention formed using this light-transmitting tube has high luminous efficiency, A highly reliable arc tube with little deterioration can be obtained.
【００２５】その上、多結晶アルミナ焼結体は一般のセ
ラミック成形方法により形成することができるため、メ
タルハライドランプのように複雑な形状を有する透光管
でも容易に形成することができる。In addition, since the polycrystalline alumina sintered body can be formed by a general ceramic molding method, a light transmitting tube having a complicated shape such as a metal halide lamp can be easily formed.
【００２６】[0026]
【実施例】以下、本発明実施例の一例としてメタルハラ
イドランプを構成する放電灯用発光管について説明す
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a discharge lamp arc tube constituting a metal halide lamp will be described as an example of the present invention.
【００２７】図１は本発明に係る放電灯用発光管１を示
す縦断面図であり、透光管２は中央に曲面状の突出部２
ａを有する略円筒状をしたもので、アルミナ含有量が９
９．９９重量％、相対密度９９．９％の多結晶アルミナ
焼結体により形成してある。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an arc tube 1 for a discharge lamp according to the present invention.
a, having an alumina content of 9
It is made of a polycrystalline alumina sintered body having a relative density of 9.9% by weight and a relative density of 99.9%.
【００２８】この透光管２の内部には、発光材料として
ＳｃＩ3 −ＮａＩと希ガスを封入してあり、上記透光管
２の両端部をＡｌ2 Ｏ3 −Ｍｏ系サーメット材からなる
閉塞体３でもって封止してある。閉塞体３の固定方法と
しては、下方端部の閉塞体３は透光管２と一体焼結によ
り固定してあり、上方端部の閉塞体３はガラス４付けに
より固定してある。The light-transmitting tube 2 is filled with ScI 3 -NaI and a rare gas as a light-emitting material, and both ends of the light-transmitting tube 2 are closed with an Al 2 O 3 -Mo cermet material. Sealed with body 3. As a fixing method of the closing body 3, the closing body 3 at the lower end is fixed to the light transmitting tube 2 by integral sintering, and the closing body 3 at the upper end is fixed by attaching a glass 4.
【００２９】また、各閉塞体３の一方端には電極心棒５
を埋設し、他方端には上記電極心棒５と内部で接触しな
いようにリード棒６が埋設してあり、該リード棒６に電
圧を印加して電極心棒５間で放電を発生させることよ
り、発光管２の内部に封入したＳｃＩ3 −ＮａＩをガス
化して発光させるようになっている。An electrode mandrel 5 is provided at one end of each closing body 3.
And a lead rod 6 is buried at the other end so as not to be in contact with the electrode mandrel 5 inside. By applying a voltage to the lead mandrel 6 and generating a discharge between the electrode mandrel 5, The ScI 3 -NaI enclosed in the arc tube 2 is gasified to emit light.
【００３０】次に、図１に示す放電灯用発光管１の製造
方法について説明する。Next, a method of manufacturing the discharge lamp arc tube 1 shown in FIG. 1 will be described.
【００３１】まず、透光管２を製作するために、ポット
ミルにイオン交換水と分散剤を投入し、これらに高純度
アルミナボールを加えて分散剤を均一に分散させたあ
と、平均粒子径０．２μｍ、ＢＥＴ比表面積１５ｍ2 ／
ｇの純度９９．９９％を有するアルミナ原料を投入して
さらに５時間程度混合粉砕する。その後、高純度アルミ
ナボールを取り除いた泥漿を多孔質の樹脂型に充填して
圧力を加えたあと、型を取り外すことにより中央に曲面
状の突出部２ａを有する円筒体２を成形した。この時、
成形体の生密度は２．６１ｇ／ｍ3 であった。そして、
この成形体を８０℃の温度で乾燥させたあと、１２５０
℃の温度で２時間程仮焼して密度が９９．２％程度の仮
焼体を形成した。First, in order to manufacture the light-transmitting tube 2, ion-exchanged water and a dispersant are put into a pot mill, and high-purity alumina balls are added thereto to uniformly disperse the dispersant. .2 μm, BET specific surface area 15 m 2 /
g of an alumina raw material having a purity of 99.99%, and mixed and pulverized for about 5 hours. Thereafter, the slurry from which the high-purity alumina balls had been removed was filled in a porous resin mold, and after applying pressure, the mold was removed to form a cylindrical body 2 having a curved projecting portion 2a at the center. At this time,
The green density of the molded article was 2.61 g / m 3 . And
After drying this molded body at a temperature of 80 ° C., 1250
Calcination was performed at a temperature of about 2 hours to form a calcined body having a density of about 99.2%.
【００３２】次に、上記仮焼体の一方の端部に電極心棒
５とリード棒６をそれぞれ埋設したＡｌ2 Ｏ3 −Ｍｏ系
サーメット材からなる閉塞体３を挿入したあと、上記仮
焼体を真空炉に入れ、焼成温度１６５０℃、真空度１×
１０-5 ｔｏｒｒの雰囲気下で６時間程度本焼成するこ
とにより、一方端部に閉塞体３を一体焼結した透光管２
を形成した。Next, a plug 3 made of an Al 2 O 3 -Mo cermet material having an electrode mandrel 5 and a lead rod 6 embedded therein is inserted into one end of the calcined body. Into a vacuum furnace, firing temperature 1650 ° C, degree of vacuum 1 ×
By performing main firing in an atmosphere of 10 -5 torr for about 6 hours, a light-transmitting tube 2 in which a closing body 3 is integrally sintered at one end is provided.
Was formed.
【００３３】次に、透光管２の内外を研摩加工により鏡
面とし、透光管２の内部に発光材料のＳｃＩ3 −ＮａＩ
と希ガスを封入したあと、透光管２の他方端部に電極心
棒５とリード棒６をそれぞれ埋設したＡｌ2 Ｏ3 −Ｍｏ
系サーメット材からなる閉塞体３をガラスを介して封止
することにより、図１に示す放電等用発光管１を得た。Next, the inside and outside of the light transmitting tube 2 are mirror-finished by polishing, and the light emitting material ScI 3 —NaI
And a rare gas, and an Al 2 O 3 —Mo in which an electrode mandrel 5 and a lead bar 6 are embedded in the other end of the light transmitting tube 2, respectively.
The luminous tube 1 for electric discharge etc. shown in FIG. 1 was obtained by sealing the closing body 3 made of a system cermet material via glass.
【００３４】また、透光管２を構成するアルミナ焼結体
の特性について分析したところ、不純物としてＳｉ
Ｏ2 、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、Ｆｅ2 Ｏ3
が合計で１００ｐｐｍ含まれていたが、このうち周期律
表２ａ族元素からなる酸化物の含有量は１９ｐｐｍ程度
であった。また、アルミナ焼結体の相対密度は９９．９
％、抗折強度は３６ｋｇ／ｍｍ2 、平均結晶粒子径は１
４μｍであり、肉厚０．５ｍｍにおける可視光線（６０
０ｎｍ）の直線透過率は３６％であった。The characteristics of the alumina sintered body constituting the light transmitting tube 2 were analyzed.
O 2 , MgO, CaO, Na 2 O, K 2 O, Fe 2 O 3
Was contained in a total of 100 ppm, of which the content of the oxide composed of Group 2a element of the periodic table was about 19 ppm. The relative density of the alumina sintered body was 99.9.
%, Bending strength is 36 kg / mm 2 , average crystal particle size is 1
4 μm, and visible light (60
(0 nm) was 36%.
【００３５】（実験例１）ここで、上記実施例の放電灯
用発光管１と従来の放電灯用発光管１を用意して、発光
管１の発光特性について測定を行った。(Experimental Example 1) Here, the discharge lamp arc tube 1 of the above embodiment and the conventional discharge lamp arc tube 1 were prepared, and the emission characteristics of the arc tube 1 were measured.
【００３６】なお、従来の放電灯用発光管１を構成する
透光管２には、ＭｇＯを４００ｐｐｍ含有するアルミナ
含有量が９９．９５重量％のアルミナ焼結体を使用し
た。As the light transmitting tube 2 constituting the conventional discharge lamp arc tube 1, an alumina sintered body containing 400 ppm of MgO and having an alumina content of 99.95% by weight was used.
【００３７】そして、各発光管１の初期の発光効率（演
色性）を１００％とした時の点灯時間における維持率を
測定し、３０００時間の点灯においても発光効率が初期
の７０％以上を有していたものを良好であるとした。Then, the maintenance rate during the lighting time when the initial luminous efficiency (color rendering property) of each arc tube 1 was set to 100% was measured, and the luminous efficiency was 70% or more of the initial value even after 3000 hours of lighting. What was done was considered good.
【００３８】それぞれの結果は図３に示す通りである。The respective results are as shown in FIG.
【００３９】この結果、従来の放電灯用発光管１は、透
光管２を構成するアルミナ焼結体中に４００ｐｐｍのＭ
ｇＯが含まれていることから、１０００時間程度の点灯
で維持率が７０％未満となった。As a result, the conventional discharge lamp luminous tube 1 contains 400 ppm of M in the alumina sintered body constituting the light transmitting tube 2.
Since gO was contained, the maintenance ratio was less than 70% after lighting for about 1000 hours.
【００４０】そこで、透光管２の内面を観察したところ
発光材料の化合物であるＡｌＳｃＯ3 がアルミナ結晶の
粒界に沿って析出しており、この化合物（ＡｌＳｃ
Ｏ3 ）の析出により光の散乱が発生して発光効率が低下
したことが判った。When the inner surface of the light-transmitting tube 2 was observed, AlScO 3 , a compound of the luminescent material, was precipitated along the grain boundaries of the alumina crystal, and this compound (AlSc
It was found that light emission occurred due to the precipitation of O 3 ) and the luminous efficiency was reduced.
【００４１】これに対し、実施例の放電灯用発光管１
は、透光管２を構成するアルミナ焼結体中には不純物が
１００ｐｐｍ程度しか含まれておらず、特に発光材料と
反応し易いＭｇＯおよびＣａＯが１９ｐｐｍ程度である
ため、３０００時間の点灯においても高い維持率を有
し、４０００時間の点灯においても７０％以上の維持率
を有していた。On the other hand, the discharge lamp arc tube 1 of the embodiment
Is that the alumina sintered body constituting the light transmitting tube 2 contains only about 100 ppm of impurities, and particularly about 19 ppm of MgO and CaO, which easily react with the light emitting material, even after 3000 hours of lighting. It had a high maintenance rate, and had a maintenance rate of 70% or more even after lighting for 4000 hours.
【００４２】このように、実施例の放電灯用発光管１
は、長期間にわたって高い発光効率が得られることが判
る。As described above, the discharge lamp arc tube 1 of the embodiment is described.
Indicates that high luminous efficiency can be obtained over a long period of time.
【００４３】（実験例２）次に、本発明の透光管２を構
成するアルミナ焼結体と従来の透光管２に使用されてい
たアルミナ焼結体とを試作し、光の直線透過率および抗
折強度について測定を行った。(Experimental Example 2) Next, an alumina sintered body constituting the light-transmitting tube 2 of the present invention and an alumina sintered body used for the conventional light-transmitting tube 2 were experimentally manufactured, and light was transmitted linearly. The measurement was performed for the rate and the bending strength.
【００４４】なお、直線透過率の測定においては、各ア
ルミナ焼結体を直径２０ｍｍ、厚み０．５ｍｍの板状体
とし、この板状体に６００ｎｍの波長光を照射した時の
直線透過率を測定した。In the measurement of the linear transmittance, each alumina sintered body was formed into a plate having a diameter of 20 mm and a thickness of 0.5 mm, and the linear transmittance when this plate was irradiated with light having a wavelength of 600 nm was measured. It was measured.
【００４５】それぞれの結果は表１に示す通りである。The results are as shown in Table 1.
【００４６】[0046]
【表１】 [Table 1]
【００４７】この結果、試料Ｎｏ．１２、１３、１５で
は、アルミナ含有量が９９．９８重量％未満であるため
に、光の直線透過率が最も高いものでも１９％しか得ら
れなかった。特に、試料Ｎｏ．１５は相対密度が９９．
４％と小さ過ぎることから、透光管２を構成するのに要
求されている抗折強度３５ｋｇ／ｍｍ2 以上を満足する
ことができなかった。As a result, Sample No. In Nos. 12, 13, and 15, the alumina content was less than 99.98% by weight, so that only 19% was obtained even with the highest linear transmittance of light. In particular, the sample No. 15 has a relative density of 99.
Since it was too small at 4%, the transverse rupture strength of 35 kg / mm 2 or more required for forming the light transmitting tube 2 could not be satisfied.
【００４８】また、試料Ｎｏ．１１、１４はアルミナ含
有量が９９．９８％重量以上を有するものの、相対密度
が９９．８％未満であるために、光の直線透過率が１２
〜１５％程度と低いものであった。The sample No. Nos. 11 and 14 have an alumina content of at least 99.98% by weight, but have a relative linear density of less than 99.8%, so that the linear transmittance of light is 12%.
It was as low as about 15%.
【００４９】これに対し、本発明に係る試料Ｎｏ．１〜
１０は、アルミナ含有量が９９．９８重量％以上でかつ
相対密度が９９．８％以上を有しているため、直線透過
率３０％以上を満足することができた。また、透光管２
に要求されている強度（抗折強度：３５ｋｇ／ｍｍ2 以
上）も充分満足し、最も高いものでは９０ｋｇ／ｍｍ2
の強度が得られた。On the other hand, the sample No. 1 to
In No. 10, since the alumina content was 99.98% by weight or more and the relative density was 99.8% or more, the linear transmittance was 30% or more. In addition, the light transmitting tube 2
(The flexural strength: 35 kg / mm 2 or more), and the highest one is 90 kg / mm 2.
Was obtained.
【００５０】なお、本発明実施例ではメタルハライドラ
ンプ用の放電灯用発光管１について説明したが、これ以
外のナトリウムランプ、水銀ランプ、キセノンランプ、
ハロゲンランプとしても好適に使用できることは言うま
でもない。In the embodiment of the present invention, the discharge lamp arc tube 1 for a metal halide lamp has been described, but other sodium lamps, mercury lamps, xenon lamps, etc.
Needless to say, it can be suitably used as a halogen lamp.
【００５１】[0051]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、放電灯
用発光管を構成する透光管を、アルミナ純度が９９．９
９％以上、平均粒子径が０．５μｍ以下、ＢＥＴ比表面
積が１０ｍ2／ｇ以上のアルミナ原料の泥漿を樹脂又は
金属からなる型内に充填して加圧することにより生密度
が２．６ｇ／ｃｍ3以上の成形体を製作し、この成形体
を１２００〜１３００℃の温度で仮焼して相対密度９
９．０％以上とした後、１５００〜１８００℃の温度で
本焼成して製作するようにしたことによって、助剤成分
を添加せずにアルミナ含有量が９９．９８重量％以上で
かつ相対密度が９９．８％以上を有するとともに、厚み
０．５ｍｍ当たりの可視光線の直線透過率が３０％以上
の透光性を有する多結晶アルミナ焼結体からなる透光管
を得ることができ、光（可視光線）の直線透過率を３０
％以上にまで高めることができるとともに、透光管の内
部に封入する発光材料との反応が少ないことから、優れ
た演色性を有する長寿命の放電灯用発光管の提供が可能
であるとともに、メタルハライドランプのような複雑な
形状を有する透光管でも製造することができる。As described above, according to the present invention, the light-transmitting tube constituting the arc tube for a discharge lamp has an alumina purity of 99.9.
A raw density of 2.6 g / g is obtained by filling a mold made of resin or metal with a slurry of alumina raw material having 9% or more, an average particle size of 0.5 μm or less, and a BET specific surface area of 10 m 2 / g or more and pressing the mold. A molded body having a relative density of 9 cm 3 or more was calcined at a temperature of 1200 to 1300 ° C.
After the content is adjusted to 9.0% or more, the main firing is performed at a temperature of 1500 to 1800 ° C., so that the alumina content is 99.98% by weight or more and the relative density is increased without adding an auxiliary component. Has a light transmittance of 99.8% or more, and has a linear transmittance of visible light per 0.5 mm of thickness of 30% or more. (Visible light) linear transmittance of 30
%, And the reaction with the luminescent material sealed in the light-transmitting tube is small, so that it is possible to provide a long-life discharge lamp luminous tube having excellent color rendering properties, A light-transmitting tube having a complicated shape such as a metal halide lamp can be manufactured.
【図１】本発明に係る放電灯用発光管を示す縦断面図で
ある。FIG. 1 is a vertical sectional view showing a discharge lamp arc tube according to the present invention.
【図２】一般的な放電灯を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing a general discharge lamp.
【図３】本発明および従来の放電灯用発光管の発光特性
を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing emission characteristics of the present invention and a conventional discharge lamp arc tube.
１ 放電灯用発光管 ２ 透光管 ３ 閉塞体 ４ ガラス ５ 電極心棒 ６ リード棒 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Arc tube for discharge lamps 2 Translucent tube 3 Closure body 4 Glass 5 Electrode mandrel 6 Lead bar
Claims (1)
であって、アルミナ純度が９９．９９％以上、平均粒子
径が０．５μｍ以下、ＢＥＴ比表面積が１０ｍ 2 ／ｇ以
上のアルミナ原料の泥漿を樹脂又は金属からなる型内に
充填して加圧することにより生密度が２．６ｇ／ｃｍ 3
以上の成形体を製作し、該成形体を１２００〜１３００
℃の温度で仮焼して相対密度９９．０％以上とした後、
１５００〜１８００℃の温度で本焼成して製作すること
を特徴とする放電灯用発光管に用いる透光管の製造方
法。 1. A method of manufacturing a light-transmitting tube used for an arc tube for a discharge lamp.
Having an alumina purity of 99.99% or more and an average particle size of
Diameter 0.5 μm or less, BET specific surface area 10 m 2 / g or less
Put the above alumina slurry into a mold made of resin or metal
The green density is 2.6 g / cm 3 by filling and pressing.
The above-mentioned molded body is manufactured, and the molded body is made 1200 to 1300
After calcination to a relative density of 99.0% or more at a temperature of
Manufacture by firing at a temperature of 1500 to 1800 ° C
Of producing a light-transmitting tube for a discharge lamp arc tube characterized by the following
Law.
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13517496A JP3340024B2 (en) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | Method for manufacturing light-transmitting tube used for arc tube for discharge lamp |
Publications (2)
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| JPH09320524A JPH09320524A (en) | 1997-12-12 |
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- 1996-05-29 JP JP13517496A patent/JP3340024B2/en not_active Expired - Fee Related
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