[发明专利]用于荧光灯的汞分配系统

说明书

本发明涉及一种用于荧光灯的汞分配系统和一种包含此分配系统的荧光灯。

一般来说，荧光灯包含玻璃管，例如具有线状或环状形状，包含一种或多种稀有气体，通常为氩或氖，以及几毫克的汞。在灯内部存在有两个电极，也称为阴极，其在灯的气态气氛中触发并保持放电从而导致发光。电极的形式为设置在管体端部的金属纤丝。优选地，由相对于灯同轴设置的遮挡元件对电极进行侧向遮挡。在灯工作期间，遮挡部件阻挡蒸发的阴极材料，因此防止其沉积到玻璃壁上，所述沉积是所不希望的，因为这会导致局部变黑以及降低的发光。

在荧光灯中，汞的剂量必须要尽可能的精确以及可重现。实际上，存在汞的最小剂量，低于所述剂量荧光灯不能正常工作，但是另一方面，由于汞的毒性，不允许汞的量远超过所需的最小量。实际上，在打破灯的情况下以及在其工作寿命结束时的灯的丢弃阶段期间，这会导致环境问题。此外，仍涉及环境问题的是，在荧光灯领域中的国际标准要求越来越低的汞量。因此灯生产商要求对于灯中汞量的更高程度的控制(具有最低的标准偏差)和其剂量的更高精确性。一些最新代的灯要求大约为2±0.1mg的汞的最小量，例如在该领域中具有大约1.6cm直径、称为“T5”那些。

在荧光灯的生产阶段，汞分配系统通常是基于在高温下，典型地大约在800-900℃时能释放汞的化合物，同时其保证在低于400℃时微量或无汞释放。在中间生产步骤期间，这种性能允许避免汞释放和所不希望的灯污染。如美国专利3657589中所描述的，在各种类型的具有这种性能的释放汞的化合物中，最常用的是Ti_xZr_yHg_z化合物，其中x和y在0到13之间变化，条件是它们的和在3和13之间并且z为1或2。特别优选地是Ti₃Hg的使用。

这些化合物也可用于与可最大化汞释放的促进剂结合。如专利EP0669639中所描述的，这些促进剂由铜与至少一种选自锡、铟和银的第二元素构成，如专利EP 0691670中所描述的，由铜和硅构成，或如专利EP 0737995中所描述的，由铜、锡和稀土金属构成，所有均以申请人的名义。

作为替代，可使用钛-铜-汞三元化合物例如在以申请人名义的专利GB 2056490中所描述的那些，或四元释放汞的化合物，其具有10-42重量％钛，14-50％铜，20-50％汞以及1-20重量％的锡、铬和硅中的一种或多种元素，如在以申请人名义的国际专利申请公开WO2006/008771中描述的。

所熟知的是，用于荧光灯的汞分配系统可有利地包含能吸收有害气体的吸气材料。由于灯的生产过程，在灯中可存在所不希望的气态化学物质并且它们可在灯的工作期间生成。因此吸气材料的使用使灯的工作寿命延长并且在保持其性能随时间基本恒定。

汞分配系统要求释放汞的化合物的活化过程，这典型地通过电磁感应产生并且可在灯的生产期间实施。由于汞分配系统的减小的尺寸，必要的是，使用非常高的且聚焦的电磁场以达到释放汞所要求的温度，这导致高的设备成本以及要求卓越的精度。此外，当灯也包含表面非常宽且通常约为250mm²的遮挡部件时，在活化过程中这些遮挡部件也由于电磁感应而受热，并导致对灯工作有害的气体的释放。这种现象，一般称为“脱气”，减小了包含在分配系统中的吸气材料的吸收容量，因此导致其工作寿命的缩短，且因此导致灯工作寿命的缩短。

例如，在美国专利US 6043603中描述了用于荧光灯的汞分配系统，其中释放汞的化合物和吸气材料呈现为沉积在作为支撑件的片状金属板上的粉末的形式并且按照条状图案设置。通过为具有比释放汞的化合物的粉末更大尺寸的电磁场设定靶(target)，作为用于释放汞的化合物的支撑件的片状金属板的使用允许提高活化过程的效率。但是，在平板支撑件上的条状形式的释放汞的化合物和吸气材料的设置可导致颗粒从支撑件上分离，并带来使灯变黑和损坏的风险。

在以申请人名义中的国际专利公开WO 98/53479中描述了包含能释放汞的化合物粉末和吸气材料粉末的丝状汞分配部件。在汞分配系统中，丝状部件的使用是非常有利的，由于其允许精确地投配汞(好于条状物)并且使损坏灯或破坏其工作的颗粒分离的风险最小化。但是，如前所述，丝状部件具有非常小的尺寸，这在材料活化步骤期间需要使用非常高的电磁场并导致聚焦问题。在丝状部件安装到遮挡部件上的情况下，活化过程导致遮挡部件的变热并且因此导致脱气现象，结果是上述讨论的吸气材料的吸收能力减小。