JPH03176960A - 管球用被膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は蛍光ランプ、蛍光水銀ランプ、Ｘ線撮像管など
の蛍光膜あるいはメタルライドランプの発光管の保温膜
などの管球用被膜において、被膜強度を向上し、剥離を
防止したものである。

（従来の技術） たとえば蛍光ランプにおいては、蛍光膜の被膜強度を向
上するため。蛍光体に結着剤としてアルカリ土類金属は
う酸塩などのガラス質結着剤を配合し、焼成によってガ
ラス質結着剤を溶融させて蛍光体粒子相互を接着すると
ともに蛍光体粒子とバルブ面すなわちガラス基体面とを
接着している。しかしながら、このようなガラス質結着
剤を使用した場合、光束維持率およびバルブ強度が低下
することが知られている。

この対策として、ガラス質結着剤の代りに、アルミナ、
シリカなどで構成され、粒径０．５μ以下の超顕微鏡的
な微粒子からなる微粒子結着剤が開発された。このもの
は蛍光体粒子相互間および蛍光体粒子とガラス基体面と
の間に介在し、その境界面におけるファンデアワールス
力によって両者を結合するもので、結着剤の粒径が小さ
いほど結着力が強い特性を有する。

（発明が解決しようとする課題） このような微粒子結着剤は蛍光体やガラスを変質させな
い利点があるがその反面、ガラス質結着剤に比較して結
着力が弱い欠点がある。さりとて、微粒子結着剤の粒径
をさらに小さくして結着力を向上させようとしても、技
術的に限界がある。

また、微粒子結着剤の配合比を大きくして結着力を向上
させようとしても、結着剤自体は発光しないので、蛍光
膜の発光効率が低下するという新たな欠点が生じる。

このことは他の管球用被膜たとえばメタルハライドラン
プ発光管の電極部外面に形成される保温膜についても同
様である。

そこで、本発明の課題は微粒子結着剤の結着力を向上し
て管球用被膜の被膜強度を向上することである。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は管球用粒子相互間および管球用粒子とガラス基
体面との間に介在させたシリカ微粒子結着剤の表面層の
シリカと管球用粒子表面との間およびガラス基体面との
間にシロキサン結合を形成したことによって結着力を飛
躍的に強化して皮膜強度を向上したものである。

（作　用） シロキサン結合は微粒子結着剤と管球用粒子あるいはガ
ラス基体面との間の接触面に形成されるので、結着剤の
粒径が小さいほど接触面換言すれば結合面が大きい。ま
た、シロキサン結合は化学結合であるので、物理的なフ
ァンデアヮールス力に比較してその結合力が格段に強く
、しかも、その結合は接触面だけに存在するので、管球
用粒子やガラス基体の特性や寿命を害することがない。

（実施例） 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

第１図は本発明の一適用例である蛍光ランプを示し、図
中（１）はガラス基体の一例である直管形ガラスバルブ
、（２）はこのガラスバルブ（１）の内面に形成された
管球用被膜の一例である蛍光膜、（３）　、　（３）は
ガラスバルブ（１〉の両端を閉塞したステム、（４）　
、　（４）はステム（３）　、　（３）を貫通した各１
対のリード線、　　（５）、（５）はこれらリード線（
４）　、　（４）間に装架されたフィラメントである。

そして、バルブ（１）内にはアルゴンなどの始動ガスと
ともに適量の水銀が封入しである。

上記蛍光膜（２）は第２図に模型的に拡大して示すよう
に、ガラス基体（１）内面に管球用粒子の一例である粒
径５〜１０μの蛍光体粒子（２１）、（２１）・・・が
複数層（図では２層で例示する。）をなして被着され、
これら蛍光体粒子（２１）、　（２１）・・・相互間お
よび蛍光体粒子（２１）、　（２１）・・・とガラス基
体（１）の表面（１１）との間には粒径０．５μ以下の
超顕微鏡的なシリカ微粒子結着剤（２２）　、　（２２
）・・・が介在して両者（２１）：（２１）　、　　（
２１）：（１１）を強固に結着している。

そして、本発明の特徴はシリカ微粒子結着剤（２２）の
表面層のシリカと蛍光体粒子（２１）の表面層との間お
よびガラス基体面（１１）との間にシロキサン結合（−
８ｉ−０−Ｍ）が形成されており、両者はファンデアワ
ールス力および化学的結合力の両方で結合していること
である。そして、本実施例において、シリカ微粒子結着
剤（２２）の粒径は特に好ましい範囲として０．Ｏ１〜
０．００４μを採用し、また、シリカ微粒子結着剤（２
２）の好ましい配合比は蛍光体粒子（２１）を１００と
して０．５重量％とじた。

つぎに、この蛍光膜（２）の形成方法を第３図および第
４図によって説明する。まず、粒径が０．０１〜０．０
４μで表面層にシラノール（−８ｉ−ＯＨ）構造を有す
るシリカ微粒子結着剤（２２〉を用意する。

このようなシリカ微粒子結着剤（２２〉は沈澱生成した
微粒子を乾燥する際、乾燥温度やその時間を適当にして
シラノール基を残留させる方法や、あるいは完全脱水し
た微粒子を水や薬品で処理して表面層のシリカをシラノ
ール基に変成する方法で得られる。

このようなシリカ微粒子結着剤（２２）を蛍光体〈２１
）に配合し、ニトロセルローズを含む有機溶剤にけん濁
し、ガラス基体面（１１）に塗布し乾燥する。

すると、第３図に模型的に示したように結着剤（２２）
の表面層の一方のシラノール基（Ｓ　ｉ　−０Ｈ）は蛍
光体粒子（２１）表面の水酸基（−ＯＨ）　、構造水（
Ｈ−０−Ｈ）　、吸着水（Ｈ−０−Ｈ）などの水酸基（
−ＯＨ）に対向し、また他方のシラノル基（Ｓ　１−０
Ｈ）は他の蛍光体粒子（２１〉またはガラス基体面（Ｉ
Ｉ）（第３図ではガラス基体面（］１）で代表させる。

）表面の水酸基、構造水、吸着水などの水酸基（−ＯＨ
）と対向する。そこで、焼成すれば、第４図に示したよ
うに、ニトロセルローズが分解飛散するとともに、シリ
カ微粒子結着剤（２２）の水酸基と蛍光体粒子（２１）
またはガラス基体面（１１）の水酸基とが脱水縮合して
シロキサン結合（Ｓｉ　−０−Ｍ）または（Ｓｉ−０−
３ｉ）を形成して化学的な結合を生じる。このようにし
て、蛍光体粒子（２１）とガラス基体面（１１）とがシ
リカ微粒子結着剤（２２）を介して結着される。

このように、本実施例蛍光膜（２〉においてはシリカ微
粒子結着剤（２２）が超顕微鏡的な微粒子であるので、
両蛍光体粒子（２１）　、　（２１）との間の微小間隙
や蛍光体粒子（２１〉とガラス基体面（１１）との間の
微小間隙にも侵入して介在し、そのファンデアワルス力
によって結着し、さらに生じたシロキサン結合（−８ｉ
　−０−８ｉ−）は化学結合であるので、その結合力は
ファンデアワールス力に比較してはるかに強い。したが
って、本実施例におけるシリカ微粒子結着剤（２２）に
よる蛍光膜結着力は従来のガラス質結着剤や従来のシロ
キサン結合のないアルミナやシリカからなる粒径０．０
１〜０．０４μの微粒子結着剤の結着力に比較して格段
に強く、剥離しにくい。また、本実施例シリカ微粒子結
着剤（２２）はガラス質結着剤と異なり蛍光体粒子（２
１）を変質させることがないので働程特性が良く、さら
にガラス質結着剤と異なりガラス基体（２）の機械衝撃
に対する強度が低下することがない。

つぎに、上記実施例シリカ微粒子結着剤を用いた蛍光膜
を従来のほう酸バリウム・カルシウム結着剤（ガラス質
）を用いた蛍光膜および従来の粒径ｏ、ｏ１〜０．０４
μのアルミナ微粒子結着剤を用いた蛍光膜に比較して対
剥離強度、バルブ強度および働程特性を調査した。まず
、上記本実施例蛍光膜および両従来例蛍光膜について、
ノズルから１１（ｇ／ａａの圧力でしゅん間約に空気を
吹付けて生じた剥離面積を測定した。この結果を次の第
１表に示す。

この第１表から明らかなとおり、本実施例蛍光膜の対剥
離強度は従来のＢａＯ−ＣａＯ・Ｂ２Ｏ３ガラス質結着
剤使用蛍光膜のそれよりも若干高く、しかもＡρ２０３
微粒子結着剤使用蛍光膜に比較して格段に高いことが解
る。

つぎに、上述の実施例の蛍光膜および両従来例蛍光膜を
形成したガラス基体すなわち蛍光ランプバルブ（１）に
ついて、このバルブ部（１）に３０ｇの鉄球を種々の高
さか落下させ、バルブ（１）が破損したときの落下高度
を読み、鉄球の重量と高さとの積でバルブ強度を表現し
た。

（以下余白） この表から実施例のものが従来例、特にガラス質結着剤
を用いたものに比較してバルブ強度が著しく向」ニした
ことが解る。

つぎに、」二連の実施例蛍光膜および両従来例蛍光膜を
設けてなる蛍光ランプについて働程特性を調査した。こ
の結果を第５図に示す。図は横軸に点灯時間をＨｒの単
位でとり、縦軸に全光束を相対値でとったもので、実線
は実施例微粒子結着剤で用いた蛍光膜、破線は従来のア
ルミナ微粒子結着剤を用いた蛍光膜、鎖線は従来のＢａ
Ｏ・ＣａＯ−Ｂ２Ｏ３ガラス質結着剤を用いた蛍光膜を
それぞれ設けた蛍光ランプの働程特性をそれぞれ示す。

この第５図から明らかなとおり、本実施例蛍光膜を有す
るランプは従来のＢａＯ・０ ＣａＣｌＢ２Ｏ３ガラス質結着剤を用いた蛍光膜を有す
るランプに比べて働程特性が著しく優れている。このこ
とから、微粒子結着剤、特にシリカ微粒子が蛍光膜を変
質させることが少ないことが理解できる。

以上の諸データから、本実施例蛍光膜が被膜強度が高く
、剥離しがたく、ガラス基体強度およびこの蛍光膜を用
いた蛍光ランプの働程特性に優れていることが解った。

なお、蛍光膜において、シロキサン結合シリカ微粒子結
着剤の配合適量は蛍光体重量を１００として０．１〜３
重量％が適量で、０．１重量％未満では結着力が低く、
３重量％を越えると発光効率が低下する。

そうして、本発明の蛍光膜は蛍光ランプのほか、蛍光水
銀ランプ、Ｘ線撮像管など、各種管球の蛍光膜に適用し
て同様な効果がある。

さらに、本発明は他の管球用被膜にも適用できるもので
ある。たとえば、第６図に示すメタルハライドランプに
おいて、外管（６）内に封装された１ メタルハライド発光管（７〉の画電極部外面に形成され
た保温膜（８）、（８）　　（たたし、第６図では一方
のみ示し、他方は断面のみ示した。）にも適用できる。

この保温膜（８）は第２図に示した蛍光膜（２〉と同様
、ガラス基体（７）すなわち発光管外面に酸化マグネシ
ウム（ＮｇＯ）などからなる耐熱性で保温性の粒子をシ
リカからなる微粒子結着剤で結着して波膜形成したもの
で、この場合もシリカ微粒子結着剤表面層のシリカと酸
化マグネシウム粉末との間およびガラス基体面との間に
シロキサン結合を有する。この保温膜（８）においても
耐剥離性、外管強度および酸化マグネシウムの保温性維
持に優れているほか、メタルハライド発光管（７）の動
作時の高温に耐えて寿命末期まで上述の優れた特性を維
持できる。

このように、本発明の管球用被膜は管球の種類や形成目
的を問わず適用できるものであり、粒子の種類を問わな
い。そこで、被膜形成用粒子を管球用粒子と称する。そ
うして、シロキサン結合を形成するための手段はどのよ
うな方法でもよい。

２ ［発明の効果］ このように、本発明の管球用被膜はガラス基体面に形成
された管球用粒子相互間およびこれら管球用粒子とガラ
ス基体面との間にシリカからなる微粒子結着剤を介在さ
せてなる被膜において、微粒子結着剤表面層のシリカと
管球用粒子表面との間およびガラス基体面との間にシロ
キサン結合が形成されているので、被膜強度が高く、耐
剥離性に優れガラス基体の強度が高く、管球用粒子の変
質も、さらに耐熱性も優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の管球用被膜の一適用例の断面図、第２
図は同じく要部である本発明の管球用被膜の模型的拡大
断面図、第３図および第４図は上記被膜の形成方法の一
例を工程順に説明する模型的説明図、第５図は本発明の
管球用被膜の効果を示すグラフ、第６図は他の実施例の
断面図である。 （１）・・・ガラス基体の１例であるバルブ（１１）・
・・ガラス基体面 ３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ガラス基体面に形成され管球用粒子相互間およびこれ
   ら管球用粒子とガラス基体面との間にシリカからなる微
   粒子結着剤を介在させてなる管球用被膜において、上記
   微粒子結着剤表面層のシリカと上記管球用粒子表面との
   間および上記ガラス基体面との間にシロキサン結合が形
   成されていることを特徴とする管球用被膜。