JP2005294049A - Fluorescent lamp manufacturing method and fluorescent lamp - Google Patents

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健児 藤原
Nozomi Hashimoto
望 橋本
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  • Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)

Abstract

【課題】 結着剤の量を増加させることなく、蛍光体膜の被着強度を向上させることが可能な蛍光ランプの製造方法及び蛍光ランプを提供すること。
【解決手段】 ガラス管の内面に塗布する蛍光体懸濁液の製造工程を含む蛍光ランプの製造方法であって、前記蛍光体懸濁液の製造工程は、蛍光体粉体と増粘剤を含有する溶媒とを混合・混練する混練ステップ(S101)と、前記混練ステップの後に、増粘剤と結着剤とを含有する溶媒とをさらに加えて攪拌する攪拌ステップ(S102)とを含む。
【選択図】 図2
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluorescent lamp manufacturing method and a fluorescent lamp capable of improving the adhesion strength of a phosphor film without increasing the amount of a binder.
A fluorescent lamp manufacturing method including a manufacturing process of a phosphor suspension to be applied to an inner surface of a glass tube, wherein the manufacturing process of the phosphor suspension includes a phosphor powder and a thickener. A kneading step (S101) for mixing and kneading the contained solvent, and a stirring step (S102) for further adding and stirring a solvent containing a thickener and a binder after the kneading step.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、蛍光ランプの製造方法及び蛍光ランプに関する。   The present invention relates to a fluorescent lamp manufacturing method and a fluorescent lamp.

蛍光ランプ用のガラス管内面に蛍光体を被着する方法としては、蛍光体の粉体と、結着剤や増粘剤を含む溶媒とを混合・攪拌して蛍光体懸濁液を作製し、その後、この懸濁液をガラス管内面に塗布し、乾燥、焼成することが行われている(例えば、特許文献1参照)。
特公昭49−33871号公報
As a method of depositing a phosphor on the inner surface of a glass tube for a fluorescent lamp, a phosphor suspension is prepared by mixing and stirring phosphor powder and a solvent containing a binder and a thickener. Then, this suspension is applied to the inner surface of the glass tube, dried and fired (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Publication No.49-33871

ところが、上記従来の蛍光体懸濁液中においては、凝集塊が充分に解きほぐされず、この液中に蛍光体粒子の凝集塊が存在している。
このような凝集塊が存在する蛍光体をガラス管内面に被着すると、蛍光体とガラス管内面との接触部分や蛍光体粒子間にボイド(空隙)が生じてしまうこととなる。このため、蛍光体膜の被着強度が充分得られないという問題がある。
However, in the above-described conventional phosphor suspension, aggregates are not sufficiently undissolved, and aggregates of phosphor particles are present in this liquid.
When such a fluorescent substance with aggregates is deposited on the inner surface of the glass tube, voids (voids) are generated between the contact portion between the fluorescent material and the inner surface of the glass tube and between the phosphor particles. For this reason, there exists a problem that the adhesion strength of a fluorescent substance film is not fully obtained.

上記被着強度が低いと、蛍光ランプの製造工程中や完成品の搬送中などに受ける振動により、蛍光体膜が剥離してしまう場合がある。
また、近年、蛍光ランプの発光物質である水銀は、亜鉛などに含浸させた化合物の状態で封入することが行われている。この化合物の硬度は比較的高いため、ガラス管内面に形成された蛍光体膜に衝突すると、この蛍光体膜が剥離してしまう場合がある。このため、蛍光体膜の被着強度をさらに向上させることが要請されている。
If the deposition strength is low, the phosphor film may be peeled off due to vibrations received during the manufacturing process of the fluorescent lamp or during transportation of the finished product.
In recent years, mercury, which is a light-emitting substance of a fluorescent lamp, is sealed in the state of a compound impregnated with zinc or the like. Since this compound has a relatively high hardness, the phosphor film may be peeled off when it collides with the phosphor film formed on the inner surface of the glass tube. For this reason, it is required to further improve the deposition strength of the phosphor film.

上記要請に対しては、結着剤の量を従来より増やすことで、蛍光体粒子間または蛍光体粒子とガラス管内表面間の結合力を強化し、もって被着強度を高めることが考えられる。しかし、通常、結着剤は紫外線や可視光を遮光するので、結着剤の増量は蛍光ランプの光束の低下を招来することとなる。
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであって、結着剤の量を従来より増加させることなく、蛍光体膜の被着強度を向上させることが可能な蛍光ランプの製造方法及び蛍光ランプを提供することを目的とする。
In response to the above requirement, it is conceivable to increase the bonding strength by increasing the amount of the binder compared to the conventional case, thereby strengthening the bonding force between the phosphor particles or between the phosphor particles and the inner surface of the glass tube. However, since the binder usually blocks ultraviolet rays and visible light, an increase in the binder causes a decrease in the luminous flux of the fluorescent lamp.
The present invention has been made in view of the above problems, and the production of a fluorescent lamp capable of improving the adhesion strength of the phosphor film without increasing the amount of the binder as compared with the prior art. The object is to provide a method and a fluorescent lamp.

上記目的を達成するために、本発明に係る蛍光ランプの製造方法は、ガラス管の内面に塗布する蛍光体懸濁液の製造工程を含む蛍光ランプの製造方法であって、前記蛍光体懸濁液の製造工程は、蛍光体粉体と増粘剤を含有する溶媒とを混合・混練する混練ステップと、
前記混練ステップの後に、増粘剤と結着剤とを含有する溶媒をさらに加えて攪拌する攪拌ステップとを含むことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a fluorescent lamp according to the present invention is a method for manufacturing a fluorescent lamp including a step of manufacturing a phosphor suspension to be applied to the inner surface of a glass tube. The liquid manufacturing process includes mixing and kneading a phosphor powder and a solvent containing a thickener, and a kneading step;
After the kneading step, a stirring step of adding and stirring a solvent containing a thickener and a binder is further included.

また、前記混練ステップにおいて混練する前記蛍光体粉体と増粘剤を含有した前記溶媒とからなる半固形体の粘度は、100Pa・s以上10000Pa・s以下の範囲にあることを特徴とする。
さらに、前記混練ステップは、遊星運動を行う混練羽根を備えた混練機を用いて行うことを特徴とする。
The semi-solid body comprising the phosphor powder kneaded in the kneading step and the solvent containing a thickener has a viscosity in the range of 100 Pa · s to 10,000 Pa · s.
Further, the kneading step is performed using a kneader equipped with a kneading blade for performing planetary motion.

また、本発明に係る蛍光ランプは、上記した蛍光ランプの製造方法で製造されたことを特徴とする。   The fluorescent lamp according to the present invention is manufactured by the above-described fluorescent lamp manufacturing method.

本発明に係る蛍光ランプの製造方法は、蛍光体懸濁液を、蛍光体粉体と増粘剤を含有した溶媒とを混合・混練する混練ステップと、前記混練ステップの後に、増粘剤と結着剤とを含有する溶媒とをさらに加えて攪拌するステップとを経て作製する。
上記混練ステップにおいては、蛍光体懸濁液中の蛍光体粉体を1次粒子にまで解砕・分散でき、また、上記1次粒子の表面に増粘剤を被覆することができる。また、上記攪拌ステップにおいては、1次粒子にまで分散された蛍光体粒子間に結着剤を無駄なく入り込ませることができる。
The method for producing a fluorescent lamp according to the present invention comprises a kneading step of mixing and kneading a phosphor suspension with a phosphor powder and a solvent containing a thickener, and a thickener after the kneading step. It is produced through a step of further adding a solvent containing a binder and stirring.
In the kneading step, the phosphor powder in the phosphor suspension can be pulverized and dispersed to primary particles, and the surface of the primary particles can be coated with a thickener. In the stirring step, the binder can be introduced between the phosphor particles dispersed to the primary particles without waste.

これらにより、上記懸濁液中をガラス管に塗布した際には蛍光体膜内の蛍光体粒子を隙間なく緻密に配列させることができ、蛍光体粒子間やガラス管内面と蛍光体粒子間の結合力を高めることができる。
したがって、結着剤の量を従来より増加させることなく蛍光体膜の被着強度を向上させることができる。
Thus, when the suspension is applied to a glass tube, the phosphor particles in the phosphor film can be densely arranged without gaps, and between the phosphor particles or between the inner surface of the glass tube and the phosphor particles. Bonding power can be increased.
Therefore, the deposition strength of the phosphor film can be improved without increasing the amount of the binder as compared with the conventional case.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
1.蛍光ランプ
図1は蛍光ランプ(以下、単に「ランプ」という。)10の一部を切り欠いた概略図である。
定格電力20Wのランプ(FL20SS)10は、直管状のガラス管4と、このガラス管4の両端部に取り付けられた口金2とを有している。ガラス管4は、管外径28mm、管長580mmである。ガラス管4内には、図示しない水銀と希ガスがそれぞれ所定量封入されている。また、ガラス管4の両端部には図示しない電極が封着されており、この電極に電気的に接続するように口金2が取り付けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
1. Fluorescent Lamp FIG. 1 is a schematic view in which a fluorescent lamp (hereinafter simply referred to as “lamp”) 10 is partially cut away.
A lamp (FL20SS) 10 having a rated power of 20 W includes a straight glass tube 4 and a base 2 attached to both ends of the glass tube 4. The glass tube 4 has a tube outer diameter of 28 mm and a tube length of 580 mm. A predetermined amount of mercury and rare gas (not shown) are sealed in the glass tube 4. In addition, electrodes (not shown) are sealed at both ends of the glass tube 4, and the base 2 is attached so as to be electrically connected to the electrodes.

蛍光体膜6は、口金2が取り付けられる前のガラス管4の内面に蛍光体懸濁液を塗布し、乾燥、焼成の工程を経て形成される。
2.蛍光体懸濁液の作製方法
以下、上記蛍光体懸濁液の作製方法について図面を用いて詳細に説明する。
図2は、蛍光体懸濁液の作製方法を示す工程図、図3(a)は、後述する混練ステップの際に用いるプラネタリーミキサー20を示す模式図である。混練機であるプラネタリーミキサー20は、遊星運動可能な混練羽根22a,22bと高速回転を行う小型の攪拌羽根23a,23bとを備えている。また、図3(b)は、後述する混練処理途中の混練槽21内の半固形体9を示す図である。
The phosphor film 6 is formed by applying a phosphor suspension to the inner surface of the glass tube 4 before the base 2 is attached, and then performing drying and firing processes.
2. Method for Producing Phosphor Suspension Hereinafter, a method for producing the phosphor suspension will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 is a process diagram illustrating a method for producing a phosphor suspension, and FIG. 3A is a schematic diagram illustrating a planetary mixer 20 used in a kneading step described later. The planetary mixer 20 as a kneading machine includes kneading blades 22a and 22b capable of planetary movement and small stirring blades 23a and 23b that rotate at high speed. Moreover, FIG.3 (b) is a figure which shows the semi-solid body 9 in the kneading tank 21 in the middle of the kneading | mixing process mentioned later.

(1)混練ステップ
混練ステップは、蛍光体粉体と増粘剤を含有する溶媒とを半固形体9の状態になるまで混ぜ合わせる混合処理と、その後、上記半固形体9を練り合わせて捏ねる混練処理(捏和処理)とからなる。
まず、プラネタリーミキサー20の混練槽21内に、色温度7200Kの3波長域発光型の蛍光体粉体10kgと、増粘剤成分としてエチルセルロース(以下、「EC」と称する。)を所定量含有する少量(1.5リットル〜2.0リットル程度)の酢酸ブチル溶媒とを投入する。
(1) Kneading step The kneading step is a kneading process in which the phosphor powder and the solvent containing the thickener are mixed until the semi-solid 9 is obtained, and then the semi-solid 9 is kneaded and kneaded. Processing (summation processing).
First, in a kneading tank 21 of the planetary mixer 20, 10 kg of a three-wavelength region-emitting phosphor powder having a color temperature of 7200K and a predetermined amount of ethyl cellulose (hereinafter referred to as “EC”) as a thickener component are contained. A small amount (1.5 to 2.0 liters) of butyl acetate solvent is added.

次に、混練羽根22a,22bを回転させることによって数十分間の混練ステップ(S101)を行う。なお、混練羽根22a,22bの回転数は例えば自転で10〜100rpm、公転で5〜50rpmと設定する。
この混練ステップにおいては、まず、回転開始後約10分程度後に蛍光体粉体と上記溶媒とが徐々に混合されて半固形体の状態9となり(混合処理)、さらに、この比較的高い粘度の半固形体9を練り合わせる(混練処理)こととなる。
Next, a kneading step (S101) for several tens of minutes is performed by rotating the kneading blades 22a and 22b. The rotation speed of the kneading blades 22a and 22b is set to 10 to 100 rpm for rotation and 5 to 50 rpm for revolution, for example.
In this kneading step, first, about 10 minutes after the start of rotation, the phosphor powder and the solvent are gradually mixed to form a semi-solid state 9 (mixing process). The semi-solid body 9 is kneaded (kneading process).

この混練処理においては、比較的粘度の高い半固形体9を練り合わせるので、この半固形体9中の蛍光体粒子の凝集塊に、効果的に混練羽根22a,22bによるせん断力が加わり、この凝集塊を解きほぐして1次粒子にまで分散させることができる。また、それと同時に、個々の1次粒子の粒子表面に増粘剤を被覆させることができる。
(2)攪拌ステップ
続いて、半固形体9の入った混練槽21に、ECを含有する酢酸ブチル溶液6.2リットル程度と、結着剤成分(酸化バリウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、燐酸カルシウム等)を数百グラム含有する酢酸ブチル溶液1.5リットル程度を投入して、混練羽根22a,22bと攪拌羽根23a,23bの両者を約10分間ほど回転させることによって、攪拌処理(攪拌ステップ:S102)を行う。
In this kneading process, the semi-solid body 9 having a relatively high viscosity is kneaded, so that the shearing force by the kneading blades 22a and 22b is effectively applied to the aggregates of the phosphor particles in the semi-solid body 9. The agglomerates can be unwound and dispersed to primary particles. At the same time, the thickening agent can be coated on the particle surfaces of the individual primary particles.
(2) Stirring step Subsequently, about 6.2 liters of a butyl acetate solution containing EC and a binder component (barium oxide, calcium oxide, boron oxide, calcium phosphate) are added to the kneading tank 21 containing the semi-solid 9. About 1.5 liters of butyl acetate solution containing several hundred grams, etc., and both the kneading blades 22a and 22b and the stirring blades 23a and 23b are rotated for about 10 minutes, thereby stirring processing (stirring step: S102) is performed.

上述のように、混練ステップを経た蛍光体懸濁液中の蛍光体粒子は1次粒子にまで分散されているので、この攪拌処理においては、結着剤を蛍光体粒子間に有効に入り込ませることができる。
3.蛍光体膜の被着強度
上記混練ステップと攪拌ステップを経て作製された蛍光体懸濁液をガラス管に塗布し、被着させると、従来より蛍光体膜の被着強度を高めることができる。
As described above, since the phosphor particles in the phosphor suspension that has undergone the kneading step are dispersed to the primary particles, in this stirring treatment, the binder is effectively allowed to enter between the phosphor particles. be able to.
3. Adhesion strength of the phosphor film When the phosphor suspension prepared through the kneading step and the agitation step is applied to a glass tube and deposited, the deposition strength of the phosphor film can be increased as compared with the prior art.

このことを図4を用いて詳しく説明する。図4(a)は本実施の形態に係る蛍光体懸濁液を塗布・被着したガラス管内表面を示す模式図であり、図4(b)は従来技術に係る蛍光体懸濁液を塗布・被着したガラス管の内表面を示す模式図である。なお、同図においては、蛍光体粒子を白丸で示している。
従来においては、蛍光体懸濁液中に蛍光体粒子の凝集塊があるので、この懸濁液をガラス管の内面に塗布・被着した後においても、図4(b)に示すように、蛍光体粒子間のボイド8aや、ガラス管内面と蛍光体粒子の間のボイド8bが存在している。このため、充分な蛍光体膜の被着強度が得られない。
This will be described in detail with reference to FIG. FIG. 4A is a schematic view showing the inner surface of the glass tube on which the phosphor suspension according to the present embodiment is applied and deposited, and FIG. 4B is an application of the phosphor suspension according to the prior art. -It is a schematic diagram which shows the inner surface of the deposited glass tube. In the figure, the phosphor particles are indicated by white circles.
Conventionally, since there are aggregates of phosphor particles in the phosphor suspension, as shown in FIG. 4B, even after this suspension is applied and deposited on the inner surface of the glass tube, There are voids 8a between the phosphor particles and voids 8b between the inner surface of the glass tube and the phosphor particles. For this reason, sufficient deposition strength of the phosphor film cannot be obtained.

なお、上記凝集塊は、例えば攪拌機の攪拌羽根をより高速化して回転させることによって、解砕させることができるように思われる。しかし、本発明者の検討によると、上記高速回転によって、蛍光体粒子の凝集塊は減らすことができるものの、多数の蛍光体粒子が粉砕・破壊されてしまうことがわかった。このように蛍光体粒子が粉砕されると、紫外線から可視光への変換効率が下がることとなってしまう。   In addition, it seems that the said aggregate can be crushed, for example by making the stirring blade of a stirrer rotate at higher speed. However, according to the study by the present inventor, it was found that although the aggregates of the phosphor particles can be reduced by the high speed rotation, many phosphor particles are crushed and destroyed. When the phosphor particles are pulverized in this way, the conversion efficiency from ultraviolet rays to visible light is lowered.

これに対して、前述のように本実施の形態の蛍光体懸濁液においては、蛍光体粒子が1次粒子にまで解砕されており、個々の1次粒子の表面に増粘剤が被覆されているので、ガラス管内面に塗布した際には、蛍光体粒子間や蛍光体粒子とガラス管内面間の結合力は従来より高い。このような蛍光体懸濁液が塗布されたガラス管を焼成させる工程を行ってガラス管内面に蛍光体を被着させると、図4(a)に示すように、従来のようなボイド8a,8bがほとんど存在せず、蛍光体膜中の蛍光体粒子を緻密に配列させることができる。したがって、従来より蛍光体膜の被着強度を高めることができる。   On the other hand, as described above, in the phosphor suspension of the present embodiment, the phosphor particles are crushed to primary particles, and the surface of each primary particle is coated with a thickener. Therefore, when applied to the inner surface of the glass tube, the bonding force between the phosphor particles and between the phosphor particles and the inner surface of the glass tube is higher than before. When the phosphor is applied to the inner surface of the glass tube by firing the glass tube coated with such a phosphor suspension, as shown in FIG. 4A, a conventional void 8a, 8b hardly exists, and the phosphor particles in the phosphor film can be densely arranged. Therefore, the deposition strength of the phosphor film can be increased as compared with the conventional case.

また、本実施の形態の蛍光体膜においては、従来のようなボイドがほとんど存在しないため、紫外線を可視光に効率よく変換でき発光効率を向上させることができる。
なお、本実施の形態に係る蛍光体膜が従来のものに比べて、蛍光体粒子が1次粒子にまで解砕・分散されて緻密に配列していること、また蛍光体膜中の粒子が緻密に配列されているので、懸濁液の塗布量は同一であっても、従来の膜厚(例えば、20μm〜30μm)から約1割程度薄くなったことが、蛍光体膜の断面を撮影した電子顕微鏡写真によって確認されている。
4.比較試験
次に、本実施の形態に係る蛍光体懸濁液(実施例の蛍光体懸濁液)と、従来のものの諸特性を比較するための試験を行った。なお、比較例の蛍光体懸濁液は、単軸型の攪拌機内に、蛍光体粉体10kgと、ECと結着剤成分を含有する酢酸ブチル溶液とを投入して、攪拌羽根の回転数を1500rpmと設定し、30分間攪拌することにより作製した。なお、作製した比較例の蛍光体懸濁液中のECや結着剤の含有量は、実施例のものと同量となるように調整した。
Moreover, in the phosphor film of the present embodiment, since there are almost no voids as in the prior art, ultraviolet rays can be efficiently converted into visible light, and luminous efficiency can be improved.
In addition, the phosphor film according to the present embodiment is more densely arranged by being pulverized / dispersed into primary particles than the conventional phosphor film, and the particles in the phosphor film are Since it is densely arranged, even if the amount of suspension applied is the same, it is about 10% thinner than the conventional film thickness (for example, 20 μm to 30 μm). Confirmed by electron micrographs.
4). Comparative Test Next, a test for comparing the characteristics of the phosphor suspension according to the present embodiment (the phosphor suspension of the example) and the conventional one was performed. In the phosphor suspension of the comparative example, 10 kg of phosphor powder and EC and a butyl acetate solution containing a binder component are put into a single-shaft stirrer, and the rotation speed of the stirring blades Was set at 1500 rpm and stirred for 30 minutes. The contents of EC and binder in the prepared phosphor suspension of the comparative example were adjusted to be the same as those in the example.

そして、両蛍光体懸濁液を、定格電力20W用のランプ(FL20SS)10用のガラス管4内面に塗布し、公知の乾燥工程、焼成工程を経て上記内面に被着させた。
次の表1は、実施例の蛍光体懸濁液を塗布したランプ[ランプ(イ)]と、比較例の蛍光体懸濁液を塗布したランプ[ランプ(ロ)]の、蛍光体膜被着強度、発光光束、ボイドの有無などを測定した結果を示すものである。
And both fluorescent substance suspensions were apply | coated to the inner surface of the glass tube 4 for lamp | ramp (FL20SS) 10 for rated power 20W, and it was made to adhere to the said inner surface through the known drying process and baking process.
Table 1 below shows the phosphor film coating of the lamp [Lamp (A)] coated with the phosphor suspension of the example and the lamp [Lamp (B)] coated with the phosphor suspension of the comparative example. It shows the results of measuring the wearing strength, the luminous flux, the presence or absence of voids, and the like.

(1)蛍光体膜被着強度
水銀を含浸した亜鉛10mgを封入したランプを、その管軸が水平方向と略一致するようにして振動器内に設置し、この振動器を加速度1Gで27分間鉛直方向に振動(振動数は5Hzから50Hz程度)させた。
(1) Phosphor film deposition strength A lamp filled with 10 mg of zinc impregnated with mercury was placed in a vibrator so that its tube axis substantially coincided with the horizontal direction, and this vibrator was accelerated at 1 G for 27 minutes. Vibrating in the vertical direction (frequency is about 5 to 50 Hz).

その後、ガラス管内面からの蛍光体膜の剥離の有無を観察したところ、ランプ(ロ)では蛍光体膜の剥離が観察されたため、膜被着強度が小さいと判断した。これに対して、ランプ(イ)では、蛍光体膜の剥離はほとんど観察されなかったため、従来より大きな膜被着強度が得られたと判断した。
(2)発光光束
各々5本のランプ(イ)とランプ(ロ)の発光光束を比較したところ、ランプ(ロ)では平均発光光束が1395(lm)であったのに対して、ランプ(イ)では、平均発光光束が1410(lm)と約1%も向上した結果となった。
Then, when the presence or absence of peeling of the phosphor film from the inner surface of the glass tube was observed, it was judged that the film deposition strength was low because peeling of the phosphor film was observed in the lamp (b). On the other hand, in the lamp (A), since peeling of the phosphor film was hardly observed, it was judged that a higher film deposition strength than before was obtained.
(2) Luminous flux The comparison of the luminous flux of each of the five lamps (a) and lamp (b) showed that the average luminous flux in lamp (b) was 1395 (lm), whereas the lamp (b) ), The average luminous flux was 1410 (lm), an improvement of about 1%.

(3)ボイド
ランプ(ロ)では、ガラス管内面に蛍光体粒子のボイドが多数観察されたため、ガラス管の外観もやや劣る結果となった。これに対して、ランプ(イ)では、ボイドはほとんど観察されなかったので、良好なガラス管の外観が得られた。
このボイドは、顕微鏡写真においても観察されている。図5(a)は実施例の、図5(b)は比較例の各ガラス管4内面を示す光学顕微鏡写真(倍率:30倍)である。なお、図5(b)においては特に目立つボイドを黒丸で囲んでいる。
(3) Void In the lamp (b), since many voids of the phosphor particles were observed on the inner surface of the glass tube, the appearance of the glass tube was slightly inferior. On the other hand, in the lamp (A), almost no void was observed, so that a good appearance of the glass tube was obtained.
This void has also been observed in micrographs. 5A is an optical micrograph (magnification: 30 times) showing the inner surface of each glass tube 4 of the example, and FIG. 5B is a comparative example. In FIG. 5B, particularly conspicuous voids are surrounded by black circles.

図5に示すように、比較例の蛍光体を被着したランプにおいては、ボイドが多数存在している。一方、実施例の蛍光体を被着したランプにおいては、ボイドがほとんど存在していないことがわかる。
各々のボイドは微細であるが、比較例のようにガラス管4の内面にボイドが多数存在すると、ガラス管の外観を劣化させることとなる。
5.他の効果
(1)蛍光体の塗布量
図6は、蛍光体のガラス管内表面の単位面積あたりの塗布量と、発光光束との関係を示すグラフである。なお、発光光束は、実施例のランプ(イ)に3.3(mg/cm2)の蛍光体を塗布した場合の発光光束を100%として相対値で表している。
As shown in FIG. 5, in the lamp with the phosphor of the comparative example, many voids exist. On the other hand, it can be seen that there are almost no voids in the lamps coated with the phosphors of the examples.
Each of the voids is fine, but when a large number of voids are present on the inner surface of the glass tube 4 as in the comparative example, the appearance of the glass tube is deteriorated.
5). Other Effects (1) Phosphor Application Amount FIG. 6 is a graph showing the relationship between the application amount per unit area of the phosphor inner surface of the phosphor and the luminous flux. The luminous flux is expressed as a relative value when the luminous flux when 3.3 (mg / cm 2 ) phosphor is applied to the lamp (A) of the example is taken as 100%.

同図に示すように、同じ量の蛍光体を塗布した場合、実施例のランプ(イ)においては、比較例のランプ(ロ)に比べて、発光光束が高い結果となっている。このため、従来と同一の発光光束を所望するのであれば上記塗布量を減量することができるのでコスト面で有利である。例えば、一般に従来のランプ(ロ)においては、上記塗布量は3.0(mg/cm2)となるように設定されているので、同様の発光光束を所望するのであれば、実施例のランプ(イ)においては、塗布量を2.9(mg/cm2)に減量することができる。 As shown in the figure, when the same amount of phosphor is applied, the luminous flux is higher in the lamp (A) of the example than in the lamp (B) of the comparative example. For this reason, if the same luminous flux as the conventional one is desired, the coating amount can be reduced, which is advantageous in terms of cost. For example, in the conventional lamp (b), since the coating amount is generally set to 3.0 (mg / cm 2 ), if a similar luminous flux is desired, the lamp of the embodiment In (A), the coating amount can be reduced to 2.9 (mg / cm 2 ).

(2)管端色差
通常、蛍光ランプにおいては、蛍光体懸濁液中、赤・青・緑の各波長域に対応した3種類の蛍光体を含んでいるので、各色の蛍光体の比重や各色の蛍光体の表面の濡れ性及び凝集しやすさが異なる。このため、ガラス管を立設させた状態で蛍光体懸濁液を塗布する際に、比重の大きい蛍光体や濡れ性が低く凝集しやすい蛍光体がガラス管の下側に集まり、ガラス管の両端間で色差が生じている(管端色差)。
(2) Tube end color difference Normally, a fluorescent lamp contains three types of phosphors corresponding to each of the red, blue, and green wavelength regions in the phosphor suspension. The wettability and the tendency of aggregation of the surface of each color phosphor are different. For this reason, when the phosphor suspension is applied in a state where the glass tube is erected, a phosphor having a high specific gravity or a phosphor that has low wettability and tends to aggregate is gathered under the glass tube, There is a color difference between both ends (tube end color difference).

本実施の形態においては、蛍光体粒子が1次粒子にまで分散される上、その表面に増粘剤が被覆されるので表面状態は略同等となる。それゆえ、上記各色の蛍光体の表面の濡れ性や凝集しやすさの違いに起因する管端色差を抑制することができる。
表2は、CIE色度座標に基づく、管のE側(排気側)とC側(封止側)での管端色差を測定した結果を示す表である。なお、色差ΔX,ΔYは、理解しやすいように値を103倍して整数にしている。また、実施例、比較例は、それぞれ蛍光体懸濁液を、3本の40Wの直管状ランプ用のガラス管のC側の端部から流下(ダウンフラッシング)して塗布し、それぞれの塗布量が約1.45gとなるようにしたものである。
In the present embodiment, the phosphor particles are dispersed up to the primary particles and the surface is covered with a thickener, so that the surface states are substantially the same. Therefore, the color difference at the end of the tube due to the difference in the wettability and the tendency of aggregation of the phosphors of the respective colors can be suppressed.
Table 2 is a table showing the results of measuring the tube end color difference between the E side (exhaust side) and the C side (sealing side) of the tube based on the CIE chromaticity coordinates. Note that the color differences ΔX and ΔY are multiplied by 10 3 to make them easy to understand. In the examples and comparative examples, the phosphor suspensions were applied by flowing down (flushing) from the C-side ends of three 40 W straight tube lamp glass tubes. Is about 1.45 g.

同表に示すように、実施例に蛍光体を被着した3本のランプの管端色差の平均値(ave.)は、ΔX=46,ΔY=86と、比較例のものと比べて大幅に改善していることがわかる。
(3)結着剤の減量
上述のように実施例の蛍光体懸濁液は、粒子間の結合力が高いため、焼成工程において結着剤を効率よく粒子間に入り込ませることができる。このため、従来に比べて結着剤を減量することが可能となる。
As shown in the table, the average values (ave.) Of the tube end color differences of the three lamps in which the phosphors are applied to the examples are ΔX = 46 and ΔY = 86, which are significantly larger than those of the comparative example. It turns out that it is improving.
(3) Reduction of binder As described above, since the phosphor suspensions of the examples have a high bonding force between particles, the binder can efficiently enter between the particles in the firing step. For this reason, it becomes possible to reduce a binder compared with the past.

本発明者は、上記攪拌処理の際に加える結着剤(酸化バリウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、燐酸カルシウム)の量をランプ(イ)の重量比6%から重量比4%に減量したランプ(ハ)を作製したところ、ランプ(ハ)の膜被着強度はランプ(イ)のものと同程度であった。このように、結着剤の量を若干減らしたとしても、実用上問題のない膜被着強度を得ることができる。   The inventor reduced the amount of the binder (barium oxide, calcium oxide, boron oxide, calcium phosphate) added during the stirring process from 6% by weight of the lamp (ii) to 4% by weight ( C), the film deposition strength of the lamp (c) was similar to that of the lamp (b). Thus, even if the amount of the binder is slightly reduced, it is possible to obtain a film deposition strength with no practical problem.

なお、上述のように結着剤を減量したランプ(ハ)とランプ(イ)を各々4本作製し、点灯試験を行ったところ、点灯1000時間後の平均光束維持率は、ランプ(ハ)が93.8%となり、ランプ(イ)が92.8%となった。このように、結着剤を減量したランプ(ハ)においては、光束維持率が向上する結果となった。
この理由は、次の通りである。本来、焼成工程では増粘剤のみを燃焼反応させた後、低融点ガラス(結着剤)を融解させなければならないが、実際には、増粘剤と低融点ガラスの燃焼・融解は同時進行し、両者が化合して有機化合物を生じせしめている。この蛍光体膜中に残留した有機化合物は、点灯中に徐々に分解され、放電空間中にCOやCO2などの不純ガスを発生させるので、徐々に発光光束を劣化させることとなる。
As described above, four lamps (c) and lamps (a) with reduced binder were prepared and subjected to a lighting test. The average luminous flux maintenance factor after 1000 hours of lighting was determined to be that of lamp (c). Was 93.8%, and lamp (A) was 92.8%. As described above, in the lamp (c) in which the amount of the binder was reduced, the luminous flux maintenance factor was improved.
The reason for this is as follows. Originally, in the firing process, the low melting point glass (binder) must be melted after burning the thickener alone, but in actuality, the burning and melting of the thickener and the low melting point glass proceed simultaneously. However, both combine to produce an organic compound. The organic compound remaining in the phosphor film is gradually decomposed during lighting and generates an impure gas such as CO or CO 2 in the discharge space, so that the luminous flux is gradually deteriorated.

すなわち、ランプ(ハ)においては、ランプ(イ)に比べて結着剤を減量したので、上記有機化合物を減少させることができ、この有機化合物の存在に起因する光束維持率の低下を抑えられたのである。
(4)粒度分布
図7は、レーザー散乱方式により測定した粒子の粒子径の大きさの粒度分布を示すグラフである。なお、同図においては、比較例の分布のピーク値の大きさを100として、粒子径を相対的に表している。
That is, in the lamp (c), the amount of the binder is reduced compared to the lamp (a), so that the organic compound can be reduced, and the decrease in the luminous flux maintenance factor due to the presence of the organic compound can be suppressed. It was.
(4) Particle Size Distribution FIG. 7 is a graph showing the particle size distribution of the particle size of the particles measured by the laser scattering method. In the figure, the particle size is relatively represented with the magnitude of the peak value of the distribution of the comparative example being 100.

なお、ここでいう粒子径は、個々の1次粒子の径ではなく、粉体を構成する1次粒子や粒子の凝集塊の径である。
同図に示すように、実施例の蛍光体懸濁液中の蛍光体粒子は凝集塊のほとんどが解砕されて1次粒子となっているので、比較例のものと比べて、粒子径が小さくなっており、例えば分布のピーク値の粒子径は約半分となっている。
The particle diameter here is not the diameter of individual primary particles but the diameter of primary particles and aggregates of particles constituting the powder.
As shown in the figure, since the phosphor particles in the phosphor suspension of the example are mostly crushed into primary particles, the particle diameter is larger than that of the comparative example. For example, the particle size of the peak value of the distribution is about half.

(5)蛍光体懸濁液の粘度
蛍光体懸濁液中の蛍光体粉体、増粘剤の量が同一であるにも係わらず、作製した実施例の蛍光体懸濁液の粘度は20.5×10-3Pa・sであったのに対して、比較例の蛍光体懸濁液の粘度は31.8×10-3Pa・sとなり、実施例の上記懸濁液の粘度の方が低くなった。
(5) Viscosity of phosphor suspension Despite the same amount of phosphor powder and thickener in the phosphor suspension, the viscosity of the phosphor suspension of the produced example is 20 The viscosity of the phosphor suspension of the comparative example was 31.8 × 10 −3 Pa · s, whereas it was 5 × 10 −3 Pa · s. Was lower.

これは、実施例の蛍光体懸濁液中においては、個々の蛍光体粒子の表面が増粘剤で充分に被覆されているので、この液中に浮遊する増粘剤の量が比較例のものに比べて少ないからであると考えられる。
また、上記実施例の蛍光体懸濁液中の蛍光体膜の内表面を電子顕微鏡写真で観察すると、実施例の蛍光体粒子の輪郭は鮮明であった。一方、比較例のものは上記輪郭がぼやけていた。これは、蛍光体粒子に増粘剤が充分に被覆されず、蛍光体膜の表面に薄膜状に増粘剤が付着していたためであると考えられる。
6.その他
(1)プラネタリーミキサー
上記実施の形態の混練ステップにおいては、混練機としてプラネタリーミキサー20を用いている。プラネタリーミキサー20は、自転と公転の遊星運動を行う2枚の混練羽根22a,22bを有しているので、混練羽根22a,22bと蛍光体粒子の凝集塊、またはこの凝集塊同士を互いに衝突させてせん断力を加えることができ、効率よく上記凝集塊を1次粒子にまで解砕することができる。
This is because, in the phosphor suspensions of the examples, the surface of each phosphor particle is sufficiently coated with the thickener, so the amount of the thickener floating in the liquid is the same as that of the comparative example. It is thought that it is because it is less compared to things.
Further, when the inner surface of the phosphor film in the phosphor suspension of the above example was observed with an electron micrograph, the outline of the phosphor particles of the example was clear. On the other hand, the outline of the comparative example was blurred. This is presumably because the phosphor particles were not sufficiently coated with the thickener, and the thickener was attached in a thin film on the surface of the phosphor film.
6). Others (1) Planetary Mixer In the kneading step of the above embodiment, the planetary mixer 20 is used as a kneading machine. Since the planetary mixer 20 has two kneading blades 22a and 22b that perform planetary motions of rotation and revolution, the kneading blades 22a and 22b and the aggregates of the phosphor particles or the aggregates collide with each other. Thus, a shearing force can be applied, and the agglomerates can be efficiently crushed to primary particles.

また、本実施の形態に係るプラネタリーミキサー20は混練羽根22a,22bに加えて、攪拌羽根23a,23bを有しているので、混合・混練処理と攪拌処理とを混練槽21から半固形体9や溶媒等の原料を外部に取り出さなくてもそのまま行うことができるので非常に効率的である。
(2)混練処理途中の半固形体9の粘度
上記混練処理において、半固形体9内の蛍光体粒子の凝集塊に効果的にせん断力を加えるためには、混練処理途中の上記半固形体9の粘度が100〜10000Pa・sの範囲であることが好ましく、より好ましい粘度の範囲は400〜1000Pa・sである。
7.変形例
(1)本実施の形態においては、増粘剤成分を含有する溶媒として、有機溶媒である酢酸ブチルを用いているが、有機溶媒に限られるものではなく、例えば水やアルコール等の水溶性溶媒を用いても構わない。
In addition to the kneading blades 22a and 22b, the planetary mixer 20 according to the present embodiment includes the stirring blades 23a and 23b, so that the mixing / kneading process and the stirring process are performed from the kneading tank 21 to a semi-solid body. This is very efficient because it can be carried out as it is without taking out materials such as 9 and solvent.
(2) Viscosity of the semi-solid 9 during the kneading process In the kneading process, in order to effectively apply a shearing force to the aggregates of the phosphor particles in the semi-solid 9, the semi-solid body during the kneading process. The viscosity of 9 is preferably in the range of 100 to 10000 Pa · s, and more preferably in the range of 400 to 1000 Pa · s.
7). Modifications (1) In the present embodiment, butyl acetate, which is an organic solvent, is used as a solvent containing a thickener component. However, the organic solvent is not limited to water, for example, water or alcohol. An organic solvent may be used.

(2)本実施の形態においては、色温度7200K用の3波長発光型蛍光体を用いているが、色温度が3200K用、5000K用の3波長発光型蛍光体を用いても、実施の形態と同様の効果が得られることが実験で確認されている。   (2) In this embodiment, a three-wavelength light emitting phosphor for a color temperature of 7200K is used. However, even if a three-wavelength light emitting phosphor for a color temperature of 3200K or 5000K is used, the embodiment is used. It has been confirmed through experiments that the same effect as can be obtained.

本発明に係る蛍光ランプの製造方法によれば、蛍光体膜の被着強度が従来より向上した蛍光ランプを得ることができる。   According to the fluorescent lamp manufacturing method of the present invention, it is possible to obtain a fluorescent lamp in which the deposition strength of the phosphor film is improved as compared with the related art.

蛍光ランプの一部を切り欠いた概略図である。It is the schematic which notched some fluorescent lamps. 蛍光体懸濁液の作製方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the preparation methods of fluorescent substance suspension. (a)は混練ステップの際に用いるプラネタリーミキサーを示す模式図、(b)は混練処理途中の混練槽内の半固形体を示す図である。(A) is a schematic diagram which shows the planetary mixer used in the case of a kneading | mixing step, (b) is a figure which shows the semi-solid body in the kneading tank in the middle of a kneading | mixing process. (a)は本実施の形態に係り、(b)は従来技術に係る蛍光体懸濁液を被着したガラス管の内表面を示す模式図である。(A) is related with this Embodiment, (b) is a schematic diagram which shows the inner surface of the glass tube which apply | coated the phosphor suspension based on a prior art. (a)は実施例の、(b)は比較例のガラス管内面の光学顕微鏡写真である。(A) is an optical micrograph of the glass tube inner surface of an Example and (b) of a comparative example. 蛍光体のガラス管内表面の単位面積あたりの塗布量と、発光光束との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the coating amount per unit area of the glass tube inner surface of fluorescent substance, and emitted light flux. 蛍光体粒子の粒度分布を示すグラフである。It is a graph which shows the particle size distribution of fluorescent substance particles.

符号の説明Explanation of symbols

4 ガラス管
6 蛍光体
9 半固形体
10 蛍光ランプ
20 プラネタリーミキサー
22a,22b 混練羽根

4 Glass tube 6 Phosphor 9 Semi-solid 10 Fluorescent lamp 20 Planetary mixer 22a, 22b Kneading blade

Claims (4)

ガラス管の内面に塗布する蛍光体懸濁液の製造工程を含む蛍光ランプの製造方法であって、
前記蛍光体懸濁液の製造工程は、
蛍光体粉体と増粘剤を含有する溶媒とを混合・混練する混練ステップと、
前記混練ステップの後に、増粘剤と結着剤とを含有する溶媒をさらに加えて攪拌する攪拌ステップと
を含むことを特徴とする蛍光ランプの製造方法。
A method of manufacturing a fluorescent lamp including a manufacturing process of a phosphor suspension applied to the inner surface of a glass tube,
The phosphor suspension manufacturing process includes:
A kneading step of mixing and kneading the phosphor powder and a solvent containing a thickener;
A method of manufacturing a fluorescent lamp, comprising: a stirring step of further adding and stirring a solvent containing a thickener and a binder after the kneading step.
前記混練ステップにおいて混練する前記蛍光体粉体と増粘剤を含有した前記溶媒とからなる半固形体の粘度は、100Pa・s以上10000Pa・s以下の範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の蛍光ランプの製造方法。   The viscosity of a semi-solid body comprising the phosphor powder to be kneaded in the kneading step and the solvent containing a thickener is in the range of 100 Pa · s to 10,000 Pa · s. The manufacturing method of the fluorescent lamp as described in any one of. 前記混練ステップは、遊星運動を行う混練羽根を備えた混練機を用いて行うことを特徴とする請求項1または2に記載の蛍光ランプの製造方法。   The method of manufacturing a fluorescent lamp according to claim 1 or 2, wherein the kneading step is performed using a kneader equipped with a kneading blade that performs planetary motion. 請求項1から3のいずれか1項に記載の蛍光ランプの製造方法で製造されたことを特徴とする蛍光ランプ。   A fluorescent lamp manufactured by the method for manufacturing a fluorescent lamp according to any one of claims 1 to 3.
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CN100592452C (en) * 2005-07-29 2010-02-24 松下电器产业株式会社 Method for preparing phosphor suspension, fluorescent lamp, backlight unit, direct type backlight unit, and liquid crystal display device

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