专利名称：具有uv阻挡层和保护性套筒的荧光灯的制作方法
技术领域：
本发明所针对的是一种具有UV阻挡层的荧光灯，该UV阻挡层保护包绕灯的保护 性聚合物套筒。
背景技术：
荧光灯如果掉落或受到碰撞则易于破损。对于荧光灯而言，已经研发出具有两种 功能的涂层和套筒1)吸收冲击，且因此给予灯增强的抗冲击能力，以减小破损，以及2)用 作收容包壳(envelope)，以便在灯破碎的情况下收容玻璃断片或碎片。通常，这些涂层和 套筒由于荧光灯所发射出的UV光而易受老化。这种老化引起涂层和套筒变黄或变模糊，这 会部分地阻挡可见光的透射。此外，这种老化造成涂层和套筒随着时间的推移而变得更加 易碎，致使它们很少能提供抗冲击能力和用作收容包壳。结果，随着时间的推移，荧光灯变 得更少能受到保护以免破损，且如果其破碎，玻璃碎片不太可能由完整的收容包壳收容。因 此，所需的是一种不易受到UV老化的保护性套筒。
发明内容
套筒保护式荧光灯包括由套筒包绕的汞蒸汽放电荧光灯。该荧光灯包括具有内表 面的透光玻璃包壳、安装在所述包壳内的一对电极结构、密封灯的第一端的第一基座、密封 灯的第二端的第二基座、包括密封在所述包壳内的惰性气体的放电维持填充物，以及在所 述包壳内且邻近包壳内表面的荧光体层。套筒包括聚合材料层。套筒保护式灯还包括处于 聚合材料层与玻璃包壳之间的UV阻挡层。UV阻挡层包括Al2O3或ZnO或SiO2或TiO2或它 们的混合物的UV阻挡成分。套筒的内径比灯的外径大至少0. 2mm，使得在灯与套筒之间存 在间隙。
图1示意性地示出了在本发明的第一实施例中局部截面由以截面形式示出的保 护性套筒所包绕的荧光灯。图2示意性地示出了在本发明的第二实施例中局部截面由以截面形式示出的保 护性套筒所包绕的荧光灯。零件清单10汞蒸汽放电荧光灯12透光玻璃管或包壳14内表面16电极结构(用于提供放电的装置)18荧光体层20 基座22 插脚
24阻隔层26保护性套筒28UV 阻挡层30透光或透明的聚合材料层32UV 阻挡层
具体实施例方式在以下描述中，当给出优选范围如5至25 (或5-25)时，这意思是优选至少为5，并 且单独地且独立地而言，优选不大于25。UV光通常认为是10-400nm。参看图1，示出了套筒保护式荧光灯，也就是，根据本发明第一实施例的由套筒26 所包绕的荧光灯10。但对于层28而言，荧光灯10为常规的汞蒸汽放电荧光灯，且包括具有 内表面14的透光玻璃管或包壳12、用于向玻璃包壳12的内部提供放电的电极结构16、玻 璃包壳12内部中的荧光体层18，以及包括与少量汞一起密封在玻璃包壳内的惰性气体的 放电维持填充物，其中，惰性气体例如为氩气、氖气、氪气、氙气或它们的混合物。如本领域 中所公知的那样，在包壳12内表面14与荧光体层18之间优选但非必须有阻隔层24。阻隔 层24例如可由氧化铝制成。灯10由附接在包壳12两端处的基座20气密性地密封。电极结构16连接到插脚 22上，以便电能可经由插脚传输至电极结构16。当灯10通电时，电极结构16之间产生电 弧，汞受到激励且发射UV光，而荧光体层中的荧光体则吸收UV光且重新发射在可见范围内 的光。阻隔层24容许可见光通过，且用来将已经通过荧光体层的UV光反射回在其中可对 其进行利用的荧光体层。然而，一些UV光可逃逸出包壳12，且可能穿透保护性套筒26。灯10优选为线性的，如2、3、4、6或8英尺长，且优选为圆形截面。灯10可为本领 域中所公知的任何直径，优选直径为5/8、3/4、1、1 %或1 %英寸，如本领域中所公知的T5 至T12的灯。灯10优选为本领域中所公知的T8或T12的灯。图1还示出了 UV阻挡层28和套筒26。套筒26优选为如本领域中所公知的常规 聚合物保护性套筒，且包括聚合材料层30。层30为透光或透明的，且优选为聚碳酸酯、聚 酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氨酯、氟化聚合物如氟化乙丙烯(FEP)，或聚丙烯酸 酯，这些中每一种均优选为通过以常规加载水平添加如本领域中所公知的一种或多种UV 稳定剂而成为UV稳定的。层30优选为UV稳定的聚碳酸酯，如从Saudi Basic Industries Corporation(SABIC)获得的 Lexanl03 或 Lexan RL7245。层 30 优选为大约 100-1000 微米 厚，更为优选的是大约150-800微米厚，更为优选的是大约200-600微米厚，更为优选的是 大约300-500微米厚，更为优选的是大约350-450微米厚，更为优选的是大约380-400微米 厚，更为优选的是大约400微米厚。如图1中所示，套筒26包绕包壳12，且优选为具有与包 壳12相同的截面几何形状；例如，优选的是，包壳12和套筒26 二者均为圆形截面。参看图1，UV阻挡层28涂布在玻璃包壳12的外表面上(且优选为未涂布在基座 20上，因为这会妨碍将套筒26密封到基座20上)。UV阻挡层28包括UV阻挡成分，且优选 包括粘合剂(粘合剂也可称为基质(host))。UV阻挡成分为Al2O3或ZnO或SiO2或TiO2或 它们的混合物。UV阻挡成分优选为0-100重量百分数的Al2O3、更为优选的是10-90重量百 分数的Al2O3、更为优选的是20-80重量百分数的Al2O3、更为优选的是30-70重量百分数的
4Al2O3、更为优选的是35-60重量百分数的Al2O3、更为优选的是38-50重量百分数的Al2O3、更 为优选的是40-45重量百分数的Al2O3、作为备选的是30-50或30-40重量百分数的Al2O3 ； UV阻挡成分还可优选为0-100重量百分数的ZnO、更为优选的是10-90重量百分数的ZnO、 更为优选的是20-80重量百分数的ZnO、更为优选的是30-70重量百分数的ZnO、更为优选 的是35-60重量百分数的ZnO、更为优选的是38-50重量百分数的ZnO、更为优选的是40-45 重量百分数的ZnO、作为备选的是30-50或30-40重量百分数的ZnO ；UV阻挡成分还可优选 为0-100重量百分数的SiO2、更为优选的是10-90重量百分数的SiO2、更为优选的是20-80 重量百分数的SiO2、更为优选的是30-70重量百分数的SiO2、更为优选的是35-60重量百 分数的SiO2、更为优选的是38-50重量百分数的SiO2、更为优选的是40-45重量百分数的 SiO2、作为备选的是30-50或30-40重量百分数的SiO2 ；UV阻挡成分还可优选为0-100重量 百分数的TiO2、更为优选的是10-90重量百分数的TiO2、更为优选的是20-80重量百分数的 TiO2、更为优选的是30-70重量百分数的TiO2、更为优选的是35-60重量百分数的TiO2、更 为优选的是38-50重量百分数的TiO2、更为优选的是40-45重量百分数的TiO2、作为备选的 是30-50或30-40重量百分数的Ti02。例如，UV阻挡成分可为10_20wt. % (重量百分数) 的 Si02、40-45wt. % 的 Al2O3 和 40-45wt. % 的 ZnO,或 UV 阻挡成分可为 10-15wt. % 的 SiO2, 10-15wt. %&Ti02、35-40wt. % 的 Al2O3 和 35_40wt. %&Ζη0。还可使用四种氧化物中的两 种或多种的任何其它重量百分数组合。对于图1而言，UV阻挡成分优选与粘合剂或基质混合，且涂布在玻璃包壳12的 外表面上，优选为通过浸涂、喷涂、利用浆料进行涂布或本领域中所公知的其它涂布方法。 粘合剂优选为有机粘合剂，如环氧树脂；此外，以下有机粘合剂也是优选的聚硅烷、聚丙 烯酸化物、聚氨酯、这些的共聚物等，或它们的混合物或调混物。还可使用无机粘合剂或 基质，例如，磷酸铝、硼酸钠或纳米级氧化铝和/或二氧化硅的分散体。后者的实例将为 Degussa W630氧化铝溶胶，或CabotCabosperse 二氧化硅溶胶。在干燥之后，层28优选为 至少75wt. %,80wt. %,85wt. %,90wt. %或95界1 %的UV阻挡成分，以及不多于5wt. 10wt. %U5wt. %,20wt. %或25衬.％的粘合剂或基质。优选的是，层28由从位于日本横 滨的Nippan Kenkyujo公司获得的产品⑶Z-140制成。⑶Z-140中的主要组分为A1203、 ZnO和SiO2;其具有25. 2%的固体含量且粘度为15。作为备选，UV阻挡成分中的组分的 相应重量百分数可与⑶Z-140中的A1203、ZnO和SiO2的重量百分数相同，分别为正负10 个重量百分数。在完成将层28施加到包壳12上之后，层28中的UV阻挡成分的涂层重量 优选为 0. 2-8mg/cm2、0. 2_7mg/cm2、0· 4_5mg/cm2、0· 7_4mg/cm2、l_3mg/cm2、1· 5-2. 5mg/cm2、 1. 8-2. 2mg/cm2，或大约 2mg/cm2。参看图1，在施加层28之后，套筒26以常规方式滑动且附接到荧光灯10上，也就 是说，胶粘剂施加到灯的两个端盖或基座上，套筒26的两端经加热且热密封/粘合密封到 涂布胶粘剂的端盖上。为了套筒可滑动到特定的荧光灯上，套筒的内径制造成使得在灯10 的外表面与套筒26的内表面之间存在大约l_2mm、更为优选的是Imm的空气间隙。灯的外 径与套筒的内径之差优选为大约0. 5-8mm、l-6mm、l. 5_4mm或2_3mm。套筒的内径优选为比 灯的外径大至少 0. 2mm、0. 4mm、0. 6mm、0. 8mm、1mm、1. 2mm、1. 5mm、1. 8mm 或 2mm。参看图2，示出了本发明的第二实施例。图1和图2中相似的标号表示图1和图2 中相似的元件。图1与图2之间的主要差别在于，图1中的UV阻挡层28为涂布在包壳12的外侧上，而图2中的UV阻挡层28 (现称为UV阻挡层32)则是涂布在套筒26层30的内 表面上。UV阻挡层32与UV阻挡层28相同。层32可施加到层30的内表面上，优选通过 浸涂、喷涂、利用浆料进行涂布，或本领域中所公知的其它涂布方法。层32的涂层重量与层 28的涂层重量相同。优选的是，层32未覆盖套筒26的密封在基座20上的部分，以免造成 干扰。图2中在灯与套筒之间的间隙与图1中的尺寸相同。层28和层32用来阻挡UV光的透射，如果UV光透射，则会造成外层30老化、导致 外层30变黄、导致外层30变模糊，以及导致外层30易碎。当套筒26老化时，其很少能保 护灯免受冲击破碎，且很少能够收容飞溅的玻璃碎片。本发明保护套筒26免于老化，故灯 具有更大的抗破碎能力，且如果灯的确破碎，还具有较好的碎片保持能力。本发明的其它细节和益处在以下实例中示出。实例1 两层进行辐照度测试1.常规四脚线性荧光灯(F32T8/SPX30)在其外表 面上涂布有大约8g Nippan Kenkyujo的⑶Z-140 (“涂布灯")。2.与涂布灯相同但没有 涂层的灯(“裸灯")。利用以NIST可溯源标准校准的Optronics Laboratories 0L756 双单色仪测量辐照度。检测器安放成距离灯的中心有20cm。灯水平地点亮，且以基准光度 在线电压下工作。表1中给出了涂布灯和裸灯的辐照度数据。如可看到的那样，涂层对阻 挡UV辐射十分有效。本发明的层28、32优选为容许以300nm、330nm、350nm、360nm、380nm 和390nm在50工作小时之后不大于5%、10%或20%的透射。表 1 尽管上文描述的本发明的实施例构成了优选实施例，但应当理解的是，可在不脱 离如所附权利要求中阐述的本发明范围的情况下对其进行修改。
权利要求
一种套筒保护式荧光灯，包括由套筒(26)所包绕的汞蒸汽放电荧光灯(10)，所述荧光灯(10)包括具有内表面(14)的透光玻璃包壳(12)、安装在所述包壳(12)内的一对电极结构(16)、密封所述灯(10)的第一端的第一基座(20)、密封所述灯(10)的第二端的第二基座(20)、包括密封在所述包壳(12)内的惰性气体的放电维持填充物，以及在所述包壳(12)内且邻近所述包壳(12)的内表面(14)的荧光体层(18)，所述套筒(26)包括聚合材料层(30)，所述套筒保护式灯(10)还包括处于所述聚合材料层(30)与所述玻璃包壳(12)之间的UV阻挡层(28，32)，所述UV阻挡层(28，32)包括Al2O3或ZnO或SiO2或TiO2或它们的混合物的UV阻挡成分，所述套筒(26)的内径比所述灯(10)的外径大至少0.2mm，使得所述灯(10)与所述套筒(26)之间存在间隙。
2.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述UV阻挡层(28，32)为处在所述玻璃包 壳(12)的外表面上的涂层。
3.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述UV阻挡层(28，32)为处在所述聚合材 料层(30)的内表面上的涂层。
4.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述UV阻挡层(28，32)包括A1203、ZnO和 Si02的混合物。
5.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述UV阻挡成分的涂层重量为0.2-8mg/cm2.
6.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述聚合材料层(30)为UV稳定的聚碳酸
7.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述聚合材料层(30)为100-1000微米厚。
8.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述UV阻挡层(28，32)容许以390nm在50 工作小时之后不大于20%的透射。
9.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述UV阻挡层(28，32)为至少75重量百分 数的UV阻挡成分。
10.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述UV阻挡层(28，32)包括粘合剂，所述 粘合剂选自由聚硅烷、聚丙烯酸化物、聚氨酯、这些的共聚物，以及它们的混合物所构成的组合。
全文摘要
本发明涉及具有UV阻挡层和保护性套筒的荧光灯。具体而言，一种荧光灯(10)具有保护性聚合物套筒(26)，用以提供抗冲击能力，且如果灯(10)破碎便收容碎片。UV阻挡层(28，32)涂布在灯(10)的玻璃包壳(12)外侧上或涂布在套筒(26)的内侧上，以便有助于保护聚合物套筒(26)免受UV老化。UV阻挡层(28，32)包括Al2O3或ZnO或SiO2或TiO2或它们的混合物的UV阻挡成分。
文档编号H01J61/20GK101882557SQ20101017815
公开日2010年11月10日 申请日期2010年5月4日 优先权日2009年5月4日
发明者J·B·詹斯马, J·M·科斯特卡 申请人:通用电气公司