DE1135097B - Quarzbrenner fuer Ultraviolettstrahlung mit einer als Filter dienenden Oxydhaut auf seiner Oberflaeche und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

ANMELDETAG: 9. SEPTEMBER 1961

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABEDER
AUSLEGESCHRIFT: 23. AUGUST 1962

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ultraviolettstrahler, der mit einer Quarzglasumhüllung versehen ist, die die Strahlung mit einer Wellenlänge über 2100 A im wesentlichen unvermindert durchläßt, jedoch die Strahlung unter 1900 A, die für die Bildung von Ozon aus dem Luft-Sauerstoff verantwortlich ist, im wesentlichen vollständig absorbiert.

Eine solche Quarzglasumhüllung ist bekannt. Zur Herstellung einer solchen Umhüllung wird Quarzglas verwendet, das kleine Mengen hitzebeständiger Oxyde, wie Zinkoxyd, in einer Menge unterhalb 0,1 °/o enthält. Auch ist es schon bekannt, eine Umhüllung zu verwenden, die aus zwei auf in der Glastechnik bekannte Weise deformierten und unter Erhitzung miteinander vereinigten Schichten besteht, deren Außenschicht aus einem solchen mit Zusätzen versehenen Quarzglas und deren Innenschicht aus Quarzglas ohne solche Zusätze besteht.

In technologischer Beziehung sind solche Quarzglasumhüllungen jedoch für die Praxis weniger geeignet. Zusätze von fremden Oxyden zu einer Quarzglasschmelze liefern nicht leicht ein homogenes Produkt. Außerdem müssen dann immer dicke Schichten verwendet werden, da Quarzglas mit- größeren Konzentrationen an diesen Oxyden im wesentlichen nicht in glasartigem Zustand erhalten werden kann. Außerdem sind eine Anzahl der meist verwendbaren Oxyde bei der Schmelztemperatur des Quarzglases flüchtig, wodurch eine genaue Dosierung bei den in Betracht kommenden Konzentrationen in der Größenordnung von 0,1 °/o nicht möglich ist. Auch tritt mit manchen Oxyden ein erhöhter Angriff des Ofenmaterials auf.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß es zur Erhaltung der obigen Filterwirkung der Umhüllung nicht erforderlich ist, den Gehalt an fremden Ionen im Quarzglas zu haben, entweder durch den ganzen Gegenstand hindurch oder als eine Schicht solcher Ionen enthaltenden Quarzglases auf Quarzglas, das frei von fremden Ionen ist. Es hat sich ebenfalls gezeigt, daß Zinkoxyd, was die obige Füterwirkung anbetrifft, den günstigsten Transmissionsverlauf hat im Vergleich zu den übrigen an sich bekannten Oxyden.

Der Ultraviolettstrahler weist eine Umhüllung auf, die aus Quarzglas ohne irgendeinen Zusatz besteht und eine Oxydschicht trägt, die erfindungsgemäß etwa 0,01 bis 1 μηι stark ist und aus SiO₂ und ZnO mit einem Gehalt von 0,01 bis 0,5 mg Zinkoxyd je Quadratzentimeter besteht. Eine solche Schicht ist völlig farblos und für sichtbares Licht durchlässig.

Die Zn O₂-Si O₂-Schicht kann außerdem noch andere Komponenten aufweisen, wie B₂O₃, Ca-ionen Quarzbrenner für Ultraviolettstrahlung

mit einer als Filter dienenden Oxydhaut

auf seiner Oberfläche und Verfahren

zu ihrer Herstellung

Anmelder:

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Auer, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 13. September 1960 (Nr. 255 863)

Willem van der CoIk, Eindhoven (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

usw., die die Transmission für eine Wellenlänge über 2100 A nicht beeinflussen.

Um eine solche Schicht auf einfache Weise auf Quarzglas aufzubringen, wird die Oberfläche mit einer Lösung einer Zink- und einer Siliziumverbindung benetzt, der gegebenenfalls noch andere Verbindungen hinzugefügt sind, wobei die Verbindungen durch Hydrolyse und/odec Pyrolyse in ihre Oxyde umwandelbar sind, und darauf auf eine Temperatur, bei der Hydrolyse und/oder Pyrolyse auftritt, erhitzt. Die Temperatur, bei der diese Erhitzung durch-

geführt wird, beträgt etwa 400 bis 700 °. Bei der Herstellung eines Ultraviolettstrahlers kann man den Strahler mit einer Umhüllung aus normalem Quarzglas ohne Zusätze herstellen, die Umhüllung in dieser Phase zuerst mit einer diesbezüglichen Lösung bespritzen und den Strahler darauf z.B. einige Minuten brennen lassen. Die Temperatursteigerung, die die Umhüllung hierdurch erfährt, ist in der Regel genügend hoch, um die obige Hydrolyse- und/oder Pyrolysereaktion zu bewirken.

Die obigen Zinkverbindungen, die durch Hydrolyse und/oder Pyrolyse Zinkoxyd liefern, sind z. B. Zinkchlorid, Zinknitrat oder Zinkacetat.

209 637/196

Die obigen Siüaumverbindungen können ζ. Β. Kieselsäureester, Siliziumhalogenide und siliziumorganische makromolekulare Verbindungen, wie Silikon und Siloxane sein.

Beispiel

Ein rohrf örmiger Ultraviolettstrahler mit einer Umhüllung aus Quarzglas ohne irgendeinen Zusatz wird in einer Lösung getaucht, die je 400 ml Methanol, 6 g Zinkacetat und 40 g einer Lösung einer teilweise hydrolisierten Äthylsilikaüösung in einem Methanol-Wasser-Gemisch enthält, welche Lösung 7,5 g SiO₂ je 100 ml aufweist, und dann langsam mit konstanter Geschwindigkeit gerade aus der Lösung herausgezogen.

Der Strahler wird dann mit der Spannungsquelle verbunden und einige Minuten im Betrieb gelassen.

Dex ganze Vorgang wird dann noch dreimal wiederholt. Die erhaltene Schicht enthält etwa 0,1 mg ZnO je Quadratzentimeter Oberfläche. Die Transmission fur Strahlung von 2300 A und höher beträgt etwa 90%; diejenige für Strahlung unterhalb 1900A ist etwa 10%. Ozon kann jetzt sogar bei längerer Verwendung des Strahlers nicht nachgewiesen werden. Die Zinkacetatmenge in der Lösung kann z. B. von 3 bis 20 g variiert werden.

Ein identisches Ergebnis erhält man, wenn die Umhüllung des Ultraviolettstrahlers mit einer siliziumtetrachlorid- und zinkcHoridhaltigen Lösung bespritzt wird.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Quarzbrenner für Ultraviolettstrahlung mit einer als Filter dienenden Oxydhaut auf der Oberfläche, die die Strahlung mit einer Wellenlänge über 2100A im wesentlichen unvermindert durchläßt, jedoch die ozonbildende Strahlung unterhalb 1900 A durch die Anwesenheit von Zinkionen im wesentlichen vollständig absorbiert, da durch gekennzeichnet, daß die Oxydschicht etwa 0,01 bis 1 μπι stark ist und aus SiO₂ und ZnO mit einem Gehalt von 0,01 bis 0,5 mg Zinkoxyd je Quadratzentimeter besteht.

2. Verfahren zur Herstellung einer Quarzumhüllung für einen Ultraviolettstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus Quarzglas ohne Zusätze bestehende Umhüllung mit einer Lösung einer Zink- und einer Siliziumverbindung benetzt wird, der gegebenenfalls noch andere Verbindungen hinzugefügt sind, wobei die Verbindungen durch Hydrolyse und/oder Pyrolyse in ihre Oxyde umwandelbar sind, und darauf auf eine Temperatur, bei der Hydrolyse und/oder Pyrolyse stattfindet, erhitzt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 956 872, 971544;
schweizerische Patentschrift Nr. 328 598;
britische Patentschrift Nr. 873 053;
USA.-Patentschrift Nr. 2 795 721.

© 2OJ 637/196 8.62