JP2003146694A - ランプ用ガラス組成物、これを用いたランプ用ステムおよびバルブ、ならびにこれを用いたランプ - Google Patents
ランプ用ガラス組成物、これを用いたランプ用ステムおよびバルブ、ならびにこれを用いたランプInfo
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- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 一旦成形したガラスをさらに加工する工程に
おけるランプ用ガラスの破損を抑制する。 【解決手段】 モル％で表示して、ＳｉＯ2：７０〜８
５％、Ｒ2Ｏ：１２〜１７％、ＭＯ：２〜８．５％を含
み（ＲはＬｉ、ＮａおよびＫから選ばれる少なくとも１
種、ＭはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、ＺｎおよびＰｂから
選ばれる少なくとも１種）、ＣａＯ＋ＭｇＯ＞ＢａＯ＋
ＳｒＯである組成を有し、ビッカース硬さ試験により求
められる脆性指標値Ｂが７０００ｍ-1/2であるランプ用
ガラス組成物とする。好ましくはＳｒＯを０〜０．５
％、ＢａＯを０．１〜１％とするとよく、Ｋ2Ｏ＞Ｎａ2
Ｏがさらに好ましい。
おけるランプ用ガラスの破損を抑制する。 【解決手段】 モル％で表示して、ＳｉＯ2：７０〜８
５％、Ｒ2Ｏ：１２〜１７％、ＭＯ：２〜８．５％を含
み（ＲはＬｉ、ＮａおよびＫから選ばれる少なくとも１
種、ＭはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、ＺｎおよびＰｂから
選ばれる少なくとも１種）、ＣａＯ＋ＭｇＯ＞ＢａＯ＋
ＳｒＯである組成を有し、ビッカース硬さ試験により求
められる脆性指標値Ｂが７０００ｍ-1/2であるランプ用
ガラス組成物とする。好ましくはＳｒＯを０〜０．５
％、ＢａＯを０．１〜１％とするとよく、Ｋ2Ｏ＞Ｎａ2
Ｏがさらに好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ランプ用ガラス組
成物、これを用いたランプ用ステムおよびバルブ、なら
びにこれを用いたランプに関する。
成物、これを用いたランプ用ステムおよびバルブ、なら
びにこれを用いたランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】代表的なランプ用ガラスであった鉛ガラ
スは１０％程度以上の鉛（ＰｂＯ）を含有するため、環
境への配慮から、鉛を削減したガラス組成物が提案され
ている。例えば、特開平９−１２３３２号公報には、ダ
ンナー法による成形に適したガラス組成物が開示されて
いる。また、特開平１０−３２４５４０号公報には、成
形に適し、炉材の浸食を抑制できるガラス組成物が開示
されている。
スは１０％程度以上の鉛（ＰｂＯ）を含有するため、環
境への配慮から、鉛を削減したガラス組成物が提案され
ている。例えば、特開平９−１２３３２号公報には、ダ
ンナー法による成形に適したガラス組成物が開示されて
いる。また、特開平１０−３２４５４０号公報には、成
形に適し、炉材の浸食を抑制できるガラス組成物が開示
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の鉛
ガラス代替組成物には、鉛ガラスに比べてその脆性が高
すぎるため、ランプ製造工程においてガラスが破損しや
すいという問題があった。特に近年、ランプの形状は複
雑化する傾向にあり、ダンナー法等により成形した直管
状バルブをＵ字状に折り畳んで用いた蛍光ランプも市販
されている。複数のバルブの内部を別のガラス管を用い
て導通させる加工が求められることもある。ステムにお
いても、リード線の封着等の後加工が伴う。これらの加
工工程、即ち一旦成形したガラスをさらに加工する工
程、におけるガラスの破損の低減がランプの量産工程で
は課題となっている。
ガラス代替組成物には、鉛ガラスに比べてその脆性が高
すぎるため、ランプ製造工程においてガラスが破損しや
すいという問題があった。特に近年、ランプの形状は複
雑化する傾向にあり、ダンナー法等により成形した直管
状バルブをＵ字状に折り畳んで用いた蛍光ランプも市販
されている。複数のバルブの内部を別のガラス管を用い
て導通させる加工が求められることもある。ステムにお
いても、リード線の封着等の後加工が伴う。これらの加
工工程、即ち一旦成形したガラスをさらに加工する工
程、におけるガラスの破損の低減がランプの量産工程で
は課題となっている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の第１のランプ用
ガラス組成物は、モル％で表示して（特に断らない限
り、以下の組成表示はモル％に基づく）、 ＳｉＯ2： ７０〜８５％ Ｒ2Ｏ ： １２〜１７％ ＭＯ ： ２〜８．５％ を含み（ただし、Ｒは、Ｌｉ、ＮａおよびＫから選ばれ
る少なくとも１種、Ｍは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚ
ｎおよびＰｂから選ばれる少なくとも１種）、ＣａＯと
ＭｇＯとの合計量がＢａＯとＳｒＯとの合計量よりも多
い組成を有し、ビッカース硬さ試験により求められる脆
性指標値Ｂが７０００ｍ-1/2以下であることを特徴とす
る。
ガラス組成物は、モル％で表示して（特に断らない限
り、以下の組成表示はモル％に基づく）、 ＳｉＯ2： ７０〜８５％ Ｒ2Ｏ ： １２〜１７％ ＭＯ ： ２〜８．５％ を含み（ただし、Ｒは、Ｌｉ、ＮａおよびＫから選ばれ
る少なくとも１種、Ｍは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚ
ｎおよびＰｂから選ばれる少なくとも１種）、ＣａＯと
ＭｇＯとの合計量がＢａＯとＳｒＯとの合計量よりも多
い組成を有し、ビッカース硬さ試験により求められる脆
性指標値Ｂが７０００ｍ-1/2以下であることを特徴とす
る。
【０００５】ガラスの脆性は、ビッカース硬さ試験（Ｊ
ＩＳ Ｚ ２２４４）により生じる圧痕とクラックとの
長さの比率から評価できることが知られている（耐擦傷
性の高いガラスを得るための指標として用いた例とし
て、特開平９−５２７２９号公報）。上記ガラス組成物
は、脆性を低く抑えながらも、ランプに適した特性を有
するものである。
ＩＳ Ｚ ２２４４）により生じる圧痕とクラックとの
長さの比率から評価できることが知られている（耐擦傷
性の高いガラスを得るための指標として用いた例とし
て、特開平９−５２７２９号公報）。上記ガラス組成物
は、脆性を低く抑えながらも、ランプに適した特性を有
するものである。
【０００６】本発明の第２のガラス組成物は、
ＳｉＯ2 ： ７０〜８５％
Ａｌ2Ｏ3 ： ０〜１０％
Ｂ2Ｏ3 ： ０〜１０％
Ｌｉ2Ｏ ： ０〜 ６％
Ｎａ2Ｏ ： １〜 ７％
Ｋ2Ｏ ： ５〜１５％
ＭｇＯ ： ０〜 ５％
ＣａＯ ： ０〜 ５％
ＳｒＯ ： ０〜０．５％
ＢａＯ ：０．１〜 １％
ＺｎＯ ： ０〜 ２％
ＰｂＯ ： ０〜８．５％
を含み、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏの合計量が１２
〜１７％、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯお
よびＰｂＯの合計量が２〜８．５％であり、Ｋ2ＯがＮ
ａ2Ｏよりも多く含まれる組成を有することを特徴とす
る。このガラス組成物も、脆性が低く、ランプに適した
特性を有する。
〜１７％、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯお
よびＰｂＯの合計量が２〜８．５％であり、Ｋ2ＯがＮ
ａ2Ｏよりも多く含まれる組成を有することを特徴とす
る。このガラス組成物も、脆性が低く、ランプに適した
特性を有する。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について説明する。所定の圧力を加えてビッカース圧子
をガラス板に押し込むと、ガラス板の表面には図１およ
び図２に示したような圧痕１およびクラック２が発生す
る。ガラス板の脆性が大きいほど、圧痕の大きさ（対角
線の長さ：２ａ）に対するクラックの長さ（２ｃ）の比
率も大きくなる。荷重Ｐを加味して、ガラスの脆性は、
以下の式（１）に示す脆性指標値Ｂにより評価できる。
について説明する。所定の圧力を加えてビッカース圧子
をガラス板に押し込むと、ガラス板の表面には図１およ
び図２に示したような圧痕１およびクラック２が発生す
る。ガラス板の脆性が大きいほど、圧痕の大きさ（対角
線の長さ：２ａ）に対するクラックの長さ（２ｃ）の比
率も大きくなる。荷重Ｐを加味して、ガラスの脆性は、
以下の式（１）に示す脆性指標値Ｂにより評価できる。
【０００８】
Ｂ＝γ・（ｃ／ａ）3/2・Ｐ-1/4 （１）
ここで、定数γは、２．３９×１０3（Ｎ1/4・ｍ-1/2）
である。
である。
【０００９】製造工程におけるガラスの破損を防ぐため
には、Ｂを、７０００ｍ-1/2以下、好ましくは６８００
ｍ-1/2以下、より好ましくは６６００ｍ-1/2以下とする
とよい。
には、Ｂを、７０００ｍ-1/2以下、好ましくは６８００
ｍ-1/2以下、より好ましくは６６００ｍ-1/2以下とする
とよい。
【００１０】脆性指標値Ｂを下げる（ガラスの脆性を低
下させる）ためには、ガラスの骨格を形成する成分であ
るＳｉＯ2の含有量は多いほうがよい。しかし、ＳｉＯ2
の含有量が多すぎると、ガラスの軟化温度が高くなりす
ぎて成形が困難となり、熱膨張係数も低くなりすぎる。
ＳｉＯ2の好ましい含有量は、７０〜８５％、特に７３
％〜８０％である。
下させる）ためには、ガラスの骨格を形成する成分であ
るＳｉＯ2の含有量は多いほうがよい。しかし、ＳｉＯ2
の含有量が多すぎると、ガラスの軟化温度が高くなりす
ぎて成形が困難となり、熱膨張係数も低くなりすぎる。
ＳｉＯ2の好ましい含有量は、７０〜８５％、特に７３
％〜８０％である。
【００１１】ＳｉＯ2のみによる調整には限度があるた
め、他の成分によりさらにＢ値を調整することが望まし
い。他の成分のうち、アルカリ金属に代表される１価金
属Ｒは、酸素を介してＳｉＯ2骨格の終端（例えばＳｉ
−Ｏ−Ｒ）に配置される。一方、アルカリ土類金属に代
表される２価金属Ｍは、３次元的に広がるＳｉＯ2骨格
の内部に組み込まれて存在すると考えられる（例えばＳ
ｉ−Ｏ−Ｍ−Ｏ−）。このため、２価金属は、ガラス骨
格に応力が印加されたときに１価金属よりも動きにく
く、応力を緩和しにくい。したがって、脆性を低下させ
るためには、２価金属酸化物ＭＯの含有量を８．５％以
下、特に７．５％以下にまで低減するとよい。ただし、
ガラスの熱膨張係数、電気抵抗等の特性を調整するため
に、２価金属は２％以上添加することが好ましい。
め、他の成分によりさらにＢ値を調整することが望まし
い。他の成分のうち、アルカリ金属に代表される１価金
属Ｒは、酸素を介してＳｉＯ2骨格の終端（例えばＳｉ
−Ｏ−Ｒ）に配置される。一方、アルカリ土類金属に代
表される２価金属Ｍは、３次元的に広がるＳｉＯ2骨格
の内部に組み込まれて存在すると考えられる（例えばＳ
ｉ−Ｏ−Ｍ−Ｏ−）。このため、２価金属は、ガラス骨
格に応力が印加されたときに１価金属よりも動きにく
く、応力を緩和しにくい。したがって、脆性を低下させ
るためには、２価金属酸化物ＭＯの含有量を８．５％以
下、特に７．５％以下にまで低減するとよい。ただし、
ガラスの熱膨張係数、電気抵抗等の特性を調整するため
に、２価金属は２％以上添加することが好ましい。
【００１２】さらに詳細に検討を加えた結果、２価金属
酸化物ＭＯは、その種類により、ガラスの脆性への寄与
が異なることが明らかとなった。酸素との結合エネルギ
ーが高い金属ほど、単位添加量当たりで比較すると脆性
を引き上げる効果が大きい。代表的な２価金属酸化物Ｍ
ＯにおけるＭ−Ｏ結合のエンタルピー（結合エンタルピ
ー）を表１に示す。
酸化物ＭＯは、その種類により、ガラスの脆性への寄与
が異なることが明らかとなった。酸素との結合エネルギ
ーが高い金属ほど、単位添加量当たりで比較すると脆性
を引き上げる効果が大きい。代表的な２価金属酸化物Ｍ
ＯにおけるＭ−Ｏ結合のエンタルピー（結合エンタルピ
ー）を表１に示す。
【００１３】（表１）
――――――――――――――――――――――
金属酸化物ＭＯ 結合エンタルヒ゜ー（kJ／mol）
――――――――――――――――――――――
Ｍｇ−Ｏ ３６３．２
Ｃａ−Ｏ ４０２．１
Ｓｒ−Ｏ ４２５．５
Ｂａ−Ｏ ５６１．９
Ｚｎ−Ｏ １５９
Ｐｂ−Ｏ ３８２
――――――――――――――――――――――
【００１４】アルカリ土類金属で比較すると、原子番号
が大きくなるほど酸素との結合エネルギーも大きくな
る。このため、アルカリ土類金属は、相対的に結合エネ
ルギーが高いＢａＯとＳｒＯとの合計量が、同エネルギ
ーが相対的に低いＭｇＯとＣａＯとの合計量がよりも少
なくなるように添加するとよい。ＳｒＯ、ＢａＯの含有
量は、ガラスの脆性を低下させるためには、それぞれ、
０．５％以下、１％以下とすることが好ましい。ＳｒＯ
とＢａＯとの合計量を１．５％以下とするとさらに脆性
が低下する。ただし、ＢａＯは、ガラスの電気絶縁性の
向上等に寄与するため、０．１％以上を添加することが
好ましい。化学的耐久性の向上を図る必要がある場合に
は、ＳｒＯを添加するとよい（ＳｒＯ＞０）。
が大きくなるほど酸素との結合エネルギーも大きくな
る。このため、アルカリ土類金属は、相対的に結合エネ
ルギーが高いＢａＯとＳｒＯとの合計量が、同エネルギ
ーが相対的に低いＭｇＯとＣａＯとの合計量がよりも少
なくなるように添加するとよい。ＳｒＯ、ＢａＯの含有
量は、ガラスの脆性を低下させるためには、それぞれ、
０．５％以下、１％以下とすることが好ましい。ＳｒＯ
とＢａＯとの合計量を１．５％以下とするとさらに脆性
が低下する。ただし、ＢａＯは、ガラスの電気絶縁性の
向上等に寄与するため、０．１％以上を添加することが
好ましい。化学的耐久性の向上を図る必要がある場合に
は、ＳｒＯを添加するとよい（ＳｒＯ＞０）。
【００１５】ＺｎＯは、溶解性や化学的耐久性を改善す
るために含めてもよいが、添加する場合は、脆性指標値
Ｂが高くなりすぎないように２％を上限とするとよい。
ＰｂＯも、脆性指標値Ｂが高くなりすぎないように８．
５％を上限とするとよい。また、ＰｂＯは、多く含むと
焼成時に着色することがあるため、５％以下が好まし
く、環境保護の観点からその含有量を不純物レベル（１
％以下）にまで低減することがさらに好ましい。
るために含めてもよいが、添加する場合は、脆性指標値
Ｂが高くなりすぎないように２％を上限とするとよい。
ＰｂＯも、脆性指標値Ｂが高くなりすぎないように８．
５％を上限とするとよい。また、ＰｂＯは、多く含むと
焼成時に着色することがあるため、５％以下が好まし
く、環境保護の観点からその含有量を不純物レベル（１
％以下）にまで低減することがさらに好ましい。
【００１６】以上から想定できることではあるが、組成
比から算出した２価金属酸化物Ｍ−Ｏの結合エネルギー
の合計量をＳｉＯ2の含有量で規格化した値（以下、
「Ｍ−Ｏ結合エネルギー規格値」と記す）は、実測した
脆性指標値Ｂとほぼ比例関係にあることが確認された
（後述する実施例の結果を示した図３参照）。Ｍ−Ｏ結
合エネルギー規格値ＥBRは、表１に示した結合エンタル
ピーを用いて下記式（２）に基づいて算出できる。
比から算出した２価金属酸化物Ｍ−Ｏの結合エネルギー
の合計量をＳｉＯ2の含有量で規格化した値（以下、
「Ｍ−Ｏ結合エネルギー規格値」と記す）は、実測した
脆性指標値Ｂとほぼ比例関係にあることが確認された
（後述する実施例の結果を示した図３参照）。Ｍ−Ｏ結
合エネルギー規格値ＥBRは、表１に示した結合エンタル
ピーを用いて下記式（２）に基づいて算出できる。
【００１７】
ＥBR＝Σ（MO含有率(mol%)×M-O結合エンタルヒ゜ー）／（SiO2含有量(mol%)）（２）
【００１８】Ｍ−Ｏ結合エネルギー規格値ＥBRは、４７
ｋＪ／ｍｏｌ以下、特に４０ｋＪ／ｍｏｌ以下が好適で
ある。
ｋＪ／ｍｏｌ以下、特に４０ｋＪ／ｍｏｌ以下が好適で
ある。
【００１９】アルカリ土類金属酸化物が少なすぎると、
ガラスの化学的耐久性等が低下しすぎるため、ＭｇＯ、
ＣａＯは、合計で１％以上添加することが好ましい。Ｍ
ｇＯおよびＣａＯは、ともに添加することが好ましい
（ＭｇＯ＞０、ＣａＯ＞０）。ただし、これらの酸化物
が過多となるとガラスが失透する傾向が強くなるため、
ＭｇＯ、ＣａＯは、それぞれ５％以下の範囲で添加する
とよい。
ガラスの化学的耐久性等が低下しすぎるため、ＭｇＯ、
ＣａＯは、合計で１％以上添加することが好ましい。Ｍ
ｇＯおよびＣａＯは、ともに添加することが好ましい
（ＭｇＯ＞０、ＣａＯ＞０）。ただし、これらの酸化物
が過多となるとガラスが失透する傾向が強くなるため、
ＭｇＯ、ＣａＯは、それぞれ５％以下の範囲で添加する
とよい。
【００２０】ガラス中での易動度が高い１価金属酸化物
Ｒ2Ｏは、１２〜１７％の範囲で添加するとよい。アル
カリ金属酸化物の含有量は、通常、必要な溶融加工性等
を得るために調整される。しかし、本発明のガラス組成
物は、ＳｉＯ2含有量が多いために熱膨張係数αが低く
なり過ぎる傾向にあるため、アルカリ金属酸化物は、α
を適当な範囲に調整する役割も担う。熱膨張係数αの向
上への寄与が大きいアルカリ金属はＫであるため、Ｋ2
Ｏの含有量は５〜１５％、より好ましくは７％以上とす
るとよい。アルカリ金属酸化物の中で、脆性の低下に最
も寄与するのもＫ2Ｏである。これらの理由から、Ｋ2Ｏ
はＮａ2Ｏよりも多く含有させるとよい。
Ｒ2Ｏは、１２〜１７％の範囲で添加するとよい。アル
カリ金属酸化物の含有量は、通常、必要な溶融加工性等
を得るために調整される。しかし、本発明のガラス組成
物は、ＳｉＯ2含有量が多いために熱膨張係数αが低く
なり過ぎる傾向にあるため、アルカリ金属酸化物は、α
を適当な範囲に調整する役割も担う。熱膨張係数αの向
上への寄与が大きいアルカリ金属はＫであるため、Ｋ2
Ｏの含有量は５〜１５％、より好ましくは７％以上とす
るとよい。アルカリ金属酸化物の中で、脆性の低下に最
も寄与するのもＫ2Ｏである。これらの理由から、Ｋ2Ｏ
はＮａ2Ｏよりも多く含有させるとよい。
【００２１】Ｎａ2Ｏは、いわゆる混合アルカリ効果を
得るために、また原料コストの低減のためにもＫ2Ｏと
ともに添加するとよい。Ｎａ2Ｏの好ましい含有量は、
１〜７％である。Ｌｉ2Ｏは必須ではないが、より有効
な混合アルカリ効果が得られるため、６％を上限として
添加しても構わない。
得るために、また原料コストの低減のためにもＫ2Ｏと
ともに添加するとよい。Ｎａ2Ｏの好ましい含有量は、
１〜７％である。Ｌｉ2Ｏは必須ではないが、より有効
な混合アルカリ効果が得られるため、６％を上限として
添加しても構わない。
【００２２】ランプ用ステムに用いる場合、ガラス組成
物の熱膨張係数αの調整は特に重要である。蛍光ランプ
の内部電極への電圧供給のために、ステムにはジュメッ
ト線（Ｎｉ−Ｆｅ合金にＣｕを被覆した線）が封着され
る。ジュメット線の熱膨張係数αは９４×１０-7Ｋ-1で
あるから、ガラスにも、これと同程度か、または適度な
圧縮応力がジュメット線に加わるようにやや高い熱膨張
係数が望まれる。好ましい熱膨張係数αは、９１〜９７
×１０-7Ｋ-1、特に９１〜９５×１０-7Ｋ-1である。な
お、本明細書では、熱膨張係数αとして、温度範囲３０
〜３８０℃における測定値を採用する。
物の熱膨張係数αの調整は特に重要である。蛍光ランプ
の内部電極への電圧供給のために、ステムにはジュメッ
ト線（Ｎｉ−Ｆｅ合金にＣｕを被覆した線）が封着され
る。ジュメット線の熱膨張係数αは９４×１０-7Ｋ-1で
あるから、ガラスにも、これと同程度か、または適度な
圧縮応力がジュメット線に加わるようにやや高い熱膨張
係数が望まれる。好ましい熱膨張係数αは、９１〜９７
×１０-7Ｋ-1、特に９１〜９５×１０-7Ｋ-1である。な
お、本明細書では、熱膨張係数αとして、温度範囲３０
〜３８０℃における測定値を採用する。
【００２３】ランプ用ガラス組成物には、電気抵抗値お
よび化学的耐久性においても、優れた特性を有すること
が望まれる。電気抵抗値は、低すぎるとガラスの絶縁性
が消失するため、２５０℃での測定値により表示して、
１０6.5Ω・ｃｍ以上、例えば１０7.0〜１０9.0Ω・ｃ
ｍが好適である。アルカリ溶出量は、ＪＩＳ Ｒ ３５
０２による測定値により表示して、１．５ｍｇ以下、例
えば０．３〜１．２ｍｇ程度にまで低いことが好まし
い。
よび化学的耐久性においても、優れた特性を有すること
が望まれる。電気抵抗値は、低すぎるとガラスの絶縁性
が消失するため、２５０℃での測定値により表示して、
１０6.5Ω・ｃｍ以上、例えば１０7.0〜１０9.0Ω・ｃ
ｍが好適である。アルカリ溶出量は、ＪＩＳ Ｒ ３５
０２による測定値により表示して、１．５ｍｇ以下、例
えば０．３〜１．２ｍｇ程度にまで低いことが好まし
い。
【００２４】溶融加工性を良好に保つためには、ガラス
組成物の作業温度が１１００℃以下、例えば９５０〜１
０５０℃であることが好ましい。軟化温度は、６００〜
７００℃、ガラス転移温度は４５０〜５５０℃程度が好
適である。
組成物の作業温度が１１００℃以下、例えば９５０〜１
０５０℃であることが好ましい。軟化温度は、６００〜
７００℃、ガラス転移温度は４５０〜５５０℃程度が好
適である。
【００２５】以上説明したガラス組成物は、さらに、Ａ
ｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3を含んでいてもよい。Ａｌ2Ｏ3およびＢ
2Ｏ3の含有量の好ましい上限は、それぞれ１０％、特に
５％である。また、上記ガラス組成物は、上記記載以外
の微量成分、例えばＳｂ2Ｏ3、ＣｅＯ2、Ｆｅ2Ｏ3、Ｔ
ｉＯ2、ＺｒＯ2等を含んでいてもよい。ただし、これら
の微量成分は、それぞれの含有量の上限が２％となるよ
うに組成を制御することが好ましい。
ｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3を含んでいてもよい。Ａｌ2Ｏ3およびＢ
2Ｏ3の含有量の好ましい上限は、それぞれ１０％、特に
５％である。また、上記ガラス組成物は、上記記載以外
の微量成分、例えばＳｂ2Ｏ3、ＣｅＯ2、Ｆｅ2Ｏ3、Ｔ
ｉＯ2、ＺｒＯ2等を含んでいてもよい。ただし、これら
の微量成分は、それぞれの含有量の上限が２％となるよ
うに組成を制御することが好ましい。
【００２６】本発明のガラス組成物は、発光機構、形状
その他を限定することなく、各種ランプに適用できる。
これらのランプのいくつかを以下に例示する。
その他を限定することなく、各種ランプに適用できる。
これらのランプのいくつかを以下に例示する。
【００２７】図４に示す直管型蛍光ランプは、バルブ１
０の両端にステム２０が気密に封着されており、それぞ
れ一対のリード線３がステムを気密に貫通している。リ
ード線は、例えば、ステムに接する部分がジュメット線
により、その両端がＦｅ−Ｎｉ合金により構成されてい
る。リード線３の間には、それぞれ電子放射性物質が塗
布されたフィラメント電極４が掛け渡されている。バル
ブの両端には、口金５が固定され、これらの口金にはリ
ード線に電気的に接続した口金ピン６が止着されてい
る。バルブの内面には蛍光体層７が形成され、その内部
空間は、水銀、希ガスを含む減圧雰囲気となっている。
０の両端にステム２０が気密に封着されており、それぞ
れ一対のリード線３がステムを気密に貫通している。リ
ード線は、例えば、ステムに接する部分がジュメット線
により、その両端がＦｅ−Ｎｉ合金により構成されてい
る。リード線３の間には、それぞれ電子放射性物質が塗
布されたフィラメント電極４が掛け渡されている。バル
ブの両端には、口金５が固定され、これらの口金にはリ
ード線に電気的に接続した口金ピン６が止着されてい
る。バルブの内面には蛍光体層７が形成され、その内部
空間は、水銀、希ガスを含む減圧雰囲気となっている。
【００２８】本発明のガラス組成物は、特に、図５〜８
に示すように、直管状に成形されたバルブがさらに曲げ
加工されたランプや、内部空間が互いに導通するように
加工された複数のバルブを備えたランプ、に特に適して
いる。
に示すように、直管状に成形されたバルブがさらに曲げ
加工されたランプや、内部空間が互いに導通するように
加工された複数のバルブを備えたランプ、に特に適して
いる。
【００２９】図５に示す蛍光ランプは、電球型と呼ば
れ、略Ｕ字状に折り曲げられた複数（図示したランプで
は３本）のバルブ１１を有し、これらバルブのＵ字開放
側がハウジング部１５により支持されている。３本のバ
ルブは、ブリッジ部１２により互いに接続され、放電空
間を共有している。本発明のガラス組成物を用いれば、
バルブの屈曲部１４やブリッジ部１２による接続部にお
ける破損を抑制できる。
れ、略Ｕ字状に折り曲げられた複数（図示したランプで
は３本）のバルブ１１を有し、これらバルブのＵ字開放
側がハウジング部１５により支持されている。３本のバ
ルブは、ブリッジ部１２により互いに接続され、放電空
間を共有している。本発明のガラス組成物を用いれば、
バルブの屈曲部１４やブリッジ部１２による接続部にお
ける破損を抑制できる。
【００３０】図６に示す蛍光ランプは、ツイン型と呼ば
れ、先端が閉じた２本の直管型バルブ２１の他端がハウ
ジング部２５により支持されている。２本のバルブは、
ブリッジ部２２により互いに接続され、放電空間を共有
している。図７に示す蛍光ランプは、Ｕ型と呼ばれ、略
Ｕ字状に折り曲げられた１本のバルブ３１を有し、バル
ブの開放側がハウジング部３５により支持されている。
図８に示す蛍光ランプは、丸管型と呼ばれ、略円形に曲
げられた１本のバルブ４１を有し、バルブの両端が円形
の一部に組み込まれたハウジング部４５により支持され
ている。
れ、先端が閉じた２本の直管型バルブ２１の他端がハウ
ジング部２５により支持されている。２本のバルブは、
ブリッジ部２２により互いに接続され、放電空間を共有
している。図７に示す蛍光ランプは、Ｕ型と呼ばれ、略
Ｕ字状に折り曲げられた１本のバルブ３１を有し、バル
ブの開放側がハウジング部３５により支持されている。
図８に示す蛍光ランプは、丸管型と呼ばれ、略円形に曲
げられた１本のバルブ４１を有し、バルブの両端が円形
の一部に組み込まれたハウジング部４５により支持され
ている。
【００３１】なお、図５以降のランプでは説明の重複を
避けたが、基本的には、いずれのランプにも、図４のラ
ンプと同様、ステム、リード線などが配置されている。
本発明のガラス組成物は、上記に例示したような蛍光ラ
ンプ、特に直管状のバルブを曲げ加工および／または内
部導通加工したバルブを有する蛍光ランプ、あるいはジ
ュメット線等のリード線を封止したステムを有する蛍光
ランプ、に適しているが、これに限ることなく他のラン
プにも有用である。また、発光機構についても上記に限
定されず、例えば電球、電磁誘導を利用した発光機構を
有する無電極ランプ等にも適用できる。
避けたが、基本的には、いずれのランプにも、図４のラ
ンプと同様、ステム、リード線などが配置されている。
本発明のガラス組成物は、上記に例示したような蛍光ラ
ンプ、特に直管状のバルブを曲げ加工および／または内
部導通加工したバルブを有する蛍光ランプ、あるいはジ
ュメット線等のリード線を封止したステムを有する蛍光
ランプ、に適しているが、これに限ることなく他のラン
プにも有用である。また、発光機構についても上記に限
定されず、例えば電球、電磁誘導を利用した発光機構を
有する無電極ランプ等にも適用できる。
【００３２】
【実施例】表２および表３に示す各組成のガラスを作製
し、その特性を評価した。具体的には、所定の組成とな
るように混合したガラス原料を白金るつぼに投入し、電
気炉中で加熱溶融し、カーボン板上に流し出して放冷し
た。
し、その特性を評価した。具体的には、所定の組成とな
るように混合したガラス原料を白金るつぼに投入し、電
気炉中で加熱溶融し、カーボン板上に流し出して放冷し
た。
【００３３】
【表２】
【００３４】
【表３】
【００３５】表中、熱膨張係数αは、ＪＩＳ Ｒ ３１
０２に基づき、測定温度を３０〜３８０℃として得た値
である。脆性指標値Ｂは、上記で説明したように、ビッ
カース硬さ試験（ＪＩＳ Ｚ ２２４４）により生じる
圧痕とクラックとの長さの比率から式（１）に基づいて
算出した。荷重Ｐは１０００ｇとした。電気抵抗値Ｒ
は、測定温度を２５０℃として測定して得た値である
（表中の数値は対数値である）。ガラス転移温度はＪＩ
Ｓ Ｒ ３１０２に基づき、軟化温度はＪＩＳ Ｒ３１
０４に基づき、作業温度は粘性が１０3Ｐａ・ｓとなっ
た温度を高温粘性測定曲線から読みとって、それぞれ定
めた。アルカリ溶出量は、ＪＩＳ Ｒ ３５０２に基づ
いて測定した。なお、比較例においてその他として表示
した微量成分は、Ｓｂ2Ｏ3、ＣｅＯ2、Ｆｅ2Ｏ3であ
る。
０２に基づき、測定温度を３０〜３８０℃として得た値
である。脆性指標値Ｂは、上記で説明したように、ビッ
カース硬さ試験（ＪＩＳ Ｚ ２２４４）により生じる
圧痕とクラックとの長さの比率から式（１）に基づいて
算出した。荷重Ｐは１０００ｇとした。電気抵抗値Ｒ
は、測定温度を２５０℃として測定して得た値である
（表中の数値は対数値である）。ガラス転移温度はＪＩ
Ｓ Ｒ ３１０２に基づき、軟化温度はＪＩＳ Ｒ３１
０４に基づき、作業温度は粘性が１０3Ｐａ・ｓとなっ
た温度を高温粘性測定曲線から読みとって、それぞれ定
めた。アルカリ溶出量は、ＪＩＳ Ｒ ３５０２に基づ
いて測定した。なお、比較例においてその他として表示
した微量成分は、Ｓｂ2Ｏ3、ＣｅＯ2、Ｆｅ2Ｏ3であ
る。
【００３６】実施例１〜６および比較例１〜６の各脆性
指標値ＢおよびＭ−Ｏ結合エネルギー規格値ＥBRを図３
にまとめて示す。ＢとＥBRとはほぼ比例関係にあった。
指標値ＢおよびＭ−Ｏ結合エネルギー規格値ＥBRを図３
にまとめて示す。ＢとＥBRとはほぼ比例関係にあった。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のランプ用
ガラス組成物によれば、成形したガラスの加工工程にお
けるガラスの破損を抑制できる。このガラス組成物は、
ランプに求められる実用的な特性を満たしたものでもあ
り、当該技術分野において極めて大きな利用価値を有す
る。
ガラス組成物によれば、成形したガラスの加工工程にお
けるガラスの破損を抑制できる。このガラス組成物は、
ランプに求められる実用的な特性を満たしたものでもあ
り、当該技術分野において極めて大きな利用価値を有す
る。
【図１】 ビッカース硬さ試験によりガラス表面に生じ
た圧痕およびクラックの例の斜視図である。
た圧痕およびクラックの例の斜視図である。
【図２】 ビッカース硬さ試験によりガラス表面に生じ
た圧痕およびクラックを模式化して示す断面図（ａ）お
よび平面図（ｂ）である。
た圧痕およびクラックを模式化して示す断面図（ａ）お
よび平面図（ｂ）である。
【図３】 脆性指標値ＢおよびＭ−Ｏ結合エネルギー規
格値ＥBRとの関係の一例を示すグラフである。
格値ＥBRとの関係の一例を示すグラフである。
【図４】 本発明のランプの一例を示す断面図である。
【図５】 本発明のランプの一例を示す平面図（ａ）お
よび側面図（ｂ）である。
よび側面図（ｂ）である。
【図６】 本発明のランプの一例を示す側面図である。
【図７】 本発明のランプの一例を示す側面図である。
【図８】 本発明のランプの一例を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 圧痕
２ クラック
１０，１１，２１，３１，４１ バルブ
３ リード線
４ フィラメント線
５ 口金
６ 口金ピン
７ 蛍光体層
２０ ステム
１２，２２ ブリッジ部
１５，２５，３５，４５ ハウジング部
１４ 屈曲部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ０３Ｃ 3/091 Ｃ０３Ｃ 3/091
3/093 3/093
3/102 3/102
3/105 3/105
Ｈ０１Ｊ 61/30 Ｈ０１Ｊ 61/30 Ｌ
(72)発明者 伊藤 雅信
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Ｆターム(参考） 4G062 AA03 BB01 CC10 DA07 DB01
DB02 DB03 DC01 DC02 DC03
DD01 DE01 DE02 DE03 DF01
DF02 DF03 EA01 EA02 EA03
EB03 EC03 EC04 ED01 ED02
ED03 EE01 EE02 EE03 EF01
EF02 EG02 EG03 FA01 FA10
FB01 FB02 FB03 FC01 FC02
FC03 FD01 FE01 FF01 FG01
FH01 FJ01 FK01 FL01 FL02
FL03 GA01 GA10 GB01 GC01
GD01 GE01 HH01 HH03 HH05
HH07 HH09 HH11 HH12 HH13
HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03
JJ04 JJ05 JJ07 JJ10 KK01
KK03 KK05 KK07 KK10 MM24
NN33
5C043 AA14 AA20 CC09 CD01 CD03
CD10 DD01 EB15 EC06
Claims (11)
- 【請求項１】 モル％で表示して、 ＳｉＯ2： ７０〜８５％ Ｒ2Ｏ ： １２〜１７％ ＭＯ ： ２〜８．５％ を含み（ただし、Ｒは、Ｌｉ、ＮａおよびＫから選ばれ
る少なくとも１種、Ｍは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚ
ｎおよびＰｂから選ばれる少なくとも１種）、ＣａＯと
ＭｇＯとの合計量がＢａＯとＳｒＯとの合計量よりも多
い組成を有し、ビッカース硬さ試験により求められる脆
性指標値Ｂが７０００ｍ-1/2以下であることを特徴とす
るランプ用ガラス組成物。 - 【請求項２】 ＳｒＯを０〜０．５％、ＢａＯを０．１
〜１％の範囲で含む請求項１に記載のランプ用ガラス組
成物。 - 【請求項３】 Ｋ2ＯをＮａ2Ｏよりも多く含む請求項１
または２に記載のランプ用ガラス組成物。 - 【請求項４】 モル％で表示して、 ＳｉＯ2 ： ７０〜８５％ Ａｌ2Ｏ3 ： ０〜１０％ Ｂ2Ｏ3 ： ０〜１０％ Ｌｉ2Ｏ ： ０〜 ６％ Ｎａ2Ｏ ： １〜 ７％ Ｋ2Ｏ ： ５〜１５％ ＭｇＯ ： ０〜 ５％ ＣａＯ ： ０〜 ５％ ＳｒＯ ： ０〜０．５％ ＢａＯ ：０．１〜 １％ ＺｎＯ ： ０〜 ２％ ＰｂＯ ： ０〜８．５％ を含み、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏの合計量が１２
〜１７％、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯお
よびＰｂＯの合計量が２〜８．５％であり、Ｋ2ＯがＮ
ａ2Ｏよりも多く含まれる組成を有することを特徴とす
るランプ用ガラス組成物。 - 【請求項５】 ＣａＯとＭｇＯとの合計量がＢａＯとＳ
ｒＯとの合計量よりも多い組成を有する請求項４に記載
のランプ用ガラス組成物。 - 【請求項６】 ビッカース硬さ試験により求められる脆
性指標値Ｂが７０００ｍ-1/2以下である請求項４または
５に記載のランプ用ガラス組成物。 - 【請求項７】 ３０〜３８０℃における熱膨張係数αが
９１×１０-7Ｋ-1〜９７×１０-7Ｋ-1である請求項１〜
６のいずれかに記載のランプ用ガラス組成物。 - 【請求項８】 ＰｂＯの含有量を５％以下とした請求項
１〜７のいずれかに記載のランプ用ガラス組成物。 - 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかに記載のガラス
組成物を含むランプ用バルブ。 - 【請求項１０】 請求項１〜８のいずれかに記載のガラ
ス組成物を含むランプ用ステム。 - 【請求項１１】 請求項１〜８のいずれかに記載のガラ
ス組成物を含むランプ。
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| EP02255969A EP1288170A1 (en) | 2001-08-31 | 2002-08-28 | Glass composition for an electric lamp, stem and bulb for an electric lamp using the same, and electric lamp using the same |
| US10/232,343 US6812175B2 (en) | 2001-08-31 | 2002-08-30 | Glass composition for an electric lamp, stem and bulb for an electric lamp using the same, and electric lamp using the same |
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| JP2001264587 | 2001-08-31 | ||
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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