[发明专利]适用于荧光灯的玻璃组合物,由所述玻璃组合物制造的灯泡和用所述玻璃组合物的灯泡装置的荧光灯

说明书

本发明涉及用于灯泡的玻璃组合物，这种组合物含有氧化硅，氧化铝，氧化钡和至少两种碱金属氧化物。

本发明也涉及包含密封玻璃灯泡的荧光灯，该玻璃灯泡是由这样的一种玻璃组合物制造的。

荧光灯的灯泡一般是由便宜的钠钙玻璃制造的。这种灯泡可以作成球泡状或管状的形式。管状灯泡可以是直线形或者，例如，弯曲成U-型或螺旋形。灯泡也可以含有若干平行的直管，这些直管彼此由一架所谓的桥连接的。灯泡也包括两个所谓的玻璃芯柱(stem)，这两个玻璃芯柱能够成为供电导体的通路。玻璃中钠的存在对于玻璃的成形和加工具有有利的影响，因为钠能降低玻璃的粘度，可是，它也会导致灯产生一系列的缺点。

缺点之一是，玻璃中钠的存在有害地影响了荧光灯的保养(maintenance)。在本文中保养这个术语可理解为它的含意是指在工作期间以流明表示的灯的光输出的减少。在理想的场合下，在例如5000燃烧小时后灯的光输出将等于零燃烧小时的光输出。预计可以认为所述的减少是因为磷光体(荧光粉)由于玻璃中的钠而中毒的事实造成的。

存在于玻璃中的钠也与充入灯泡的汞蒸汽进行反应，由此形成了汞齐。这个效应将伴随着灯泡水银的消耗。此外，这种效应是可见的，因为它引起了灯泡的发黑或发灰，因此有害的影响了所述灯泡的光的传输。为了抵消玻璃中钠的有害作用，灯泡的内表面可以设置例如Y₂O₃的保护涂层；可是，这需要另外的加工步骤。此外，在熔化一密封期间，在桥部位和芯柱部位的涂层消失了。因此需要使用具有低钠含量的玻璃作为荧光灯的灯泡。

在美国专利4,666,871说明书中，给出了供荧光灯使用的具有低钠含量的玻璃。该已知玻璃可以含有0.2％摩尔(0-1.3％重量)的Na₂O。可是，这种已知的玻璃仍有许多的不足之处。

根据该实施例，所述已知玻璃含有大量的(约含30％重量)BaO，BaO是一种昂贵的原料。此外，这种组分将导致液体温度的增加(T_液)，因此导致了玻璃结晶趋势明显的增加。

已知玻璃的另一个重要的缺点是，由这种玻璃制造玻璃管和灯泡是很困难的，因为它具有很窄的工作范围(W.R.)和所述高的T_液。W.R.可以理解为，它的含意是指玻璃的工作温度(T_工作)和软化温度(T_软化)之间温差。为了制造玻璃管和灯泡，至少需要300℃的宽的W.R.。该已知玻璃的W.R.窄的多，这一点下面将要进行解释。

该已知玻璃可能含有达5％摩尔的PbO。使用PbO的缺点是由于PbO具有毒性。在制备铅玻璃时，PbO通过雾化和蒸发而析入大气中，因此这对环境和操作人员是有害的。当铅玻璃经受热加工操作，例如弯曲、成形和熔封时，也析出PbO。PbO的其它缺点是它的原料价格高，荧光灯的光输出减少，这种减少是由于在含铅玻璃管热加工期间PbO的蒸发和随后PbO在荧光粉上的冷凝而引起的。

本发明的一个目的是提供一种玻璃组合物，这种玻璃组合物能够用于灯泡，这种玻璃组合物不含钠或者具有很低的钠含量，没有上述的缺点。在现有的炉中熔化这种玻璃一定是可能的，而且这种玻璃必定很容易加工而形成玻璃管，随后形成灯泡。这种玻璃也一定不含PbO和其它的挥发性的、有毒的或腐蚀性的组分例如Sb₂O₃，As₂O₃和F。与已知的玻璃不同，根据本发明的玻璃优选地不含B₂O₃和ZrO₂。B₂O₃是有害的，因为它昂贵，并且对于玻璃炉的耐火材料有侵蚀性的。ZrO₂有害地影响了玻璃的可熔性。其物理特性也可与常用含钠玻璃的物理特璃性相比美。

本发明还涉及提供包含灯泡，特别是包含管状灯泡的汞蒸汽荧光灯，这种灯泡是由这样的玻璃组合物制造的，在灯工作期间，这种灯具有很好保全的光输出；也就是说光输出随时间变化而没什么减少。

根据本发明，下述的玻璃组合物可实现了这些目的，这种玻璃组合物，以重量百分数表示，包含下列重要的成份：

SiO₂               55            -              70

Al₂O₃             2             -              6