JPH10199483A - 反射層を有する蛍光ランプ - Google Patents

反射層を有する蛍光ランプ

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JPH10199483A
JPH10199483A JP9221843A JP22184397A JPH10199483A JP H10199483 A JPH10199483 A JP H10199483A JP 9221843 A JP9221843 A JP 9221843A JP 22184397 A JP22184397 A JP 22184397A JP H10199483 A JPH10199483 A JP H10199483A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 改良された反射層を有する反射形蛍光ランプ
を提供する。 【解決手段】 光透過性エンベロープ(10)と蛍光体
層(22)との間に、γアルミナとαアルミナとの配合
物を含む反射層(20)を設ける。該アルミナ配合物
は、7〜80重量%のγアルミナと20〜93重量%の
αアルミナとからなり、より好ましくは30〜40重量
%のγアルミナと60〜70重量%のαアルミナとから
なる。反射層の被覆量は5mg/cm2 以上、好ましく
は6〜8mg/cm2 である。この反射層は、無電極蛍
光ランプに特に好適である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に蛍光ランプに
関するものであり、更に詳しくは改良された反射層を有
する蛍光ランプに関するものである。
【0002】
【従来の技術】反射形蛍光ランプには、無電極反射形蛍
光ランプやビーム指向性蛍光ランプなど、種々の形式の
ものがある。反射形蛍光ランプでは、導電性被膜やプレ
コートを予め被覆していてもよいが、ガラス表面の内側
の一部に微粉末反射被膜が設けられる。次いで、この反
射被膜はルミネッセンス性蛍光体被膜で被覆される。反
射被膜は、蛍光体被膜が発生する可視光を反射して、蛍
光体層を通してランプの内側へ戻す作用をなす。光は、
ランプの反射層が被覆されていない区域からしか外に出
ることができない。したがって、反射形蛍光ランプは発
生した光を効率よく送り出す。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来、蛍光ランプに通
常用いられている反射被膜は、微粉チタニアの比較的厚
い層である。このチタニア被膜は可視光を非常に効果的
に散乱または反射する。しかし、蛍光ランプ内の放電か
らの紫外線は、チタニア被膜上の蛍光体被膜に吸収され
ず、チタニア被膜に吸収されて失われる。このことは、
蛍光体の層を厚くすることにより回避できるが、厚い蛍
光体層は高価になる。チタニア粉末被膜の代わりにある
種のアルミナ粉末被膜を用いることも提案されている。
アルミナ粉末被膜は、可視光と紫外線両方を反射する点
で、チタニア粉末被膜より有利である。しかし、従来提
案されているアルミナ粉末被膜には、反射率が不十分で
あるなどのいくつかの欠点がある。
【0004】したがって、可視光および紫外線を効率よ
くかつ効果的に反射して蛍光体層を通してランプの内部
に戻し、こうして紫外線を蛍光体被膜により可視光に変
換すると共に、可視光をランプから所望の方向に送り出
すことのできる反射形蛍光ランプ用反射層が必要とされ
ている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属および不
活性ガスを封入した密封光透過性エンベロープと、放電
発生手段と、前記エンベロープの内面の一部に隣接した
反射層と、前記反射層に隣接した蛍光体層とを備える蛍
光ランプを提供する。前記反射層は前記エンベロープと
前記蛍光体層との間に位置する。前記反射層の被覆量は
5mg/cm2以上である。前記反射層はγアルミナと
αアルミナとの配合物を含み、該アルミナ配合物は7〜
80重量%のγアルミナと20〜93重量%のαアルミ
ナとからなる。
【0006】
【発明の実施の形態】図1に、本発明の代表的な例とし
て無電極蛍光ランプを8で示す。無電極蛍光ランプは当
業界で周知である。ランプ8は、たとえばソーダ石灰珪
酸塩ガラスのような密封光透過性エンベロープまたはガ
ラス質エンベロープ10を含み、エンベロープ10は気
密に密封され、金属蒸気または金属(たとえば水銀)お
よび不活性ガス(たとえばアルゴン)を封入している。
エンベロープ10は、電気励起コイル24を収容する外
部室12を有する形状となっている。コイル24はコイ
ル・ターン24Aで示してあるが、その断面の寸法を誇
張してある。コイル24は円筒形で、その中空内部にエ
ンベロープ10のステム18が貫通している。コイル2
4は導線30(一部のみ図示)により電源回路または安
定器回路28に電気接続されている。安定器回路28
は、単にブロックとして線図的に表示してある。安定器
回路28は、ねじ込み口金32を介して電源手段から交
流電力を受け取るように接続される。したがって、ラン
プは放電発生手段を有している。ランプが電極付き蛍光
ランプである場合には、放電発生手段として、当業界で
よく知られているように1対の離間した電極とその関連
要素とが設けられる。
【0007】外部室12はエンベロープ10の中央カラ
ム14を画定する。中央カラム14は外壁16を有し、
ステム18がカラム14の頂部から垂下している。プラ
スチック製スカート34は、ガラスエンベロープ10を
保護するとともにエンベロープを所定の位置に保持する
役目を果たす。ガラスエンベロープ10は、楕円部分1
1、中央カラム14およびステム18を有する。ガラス
エンベロープ10には、内側導電被膜、外側導電被膜、
および当業界で周知の他の同様の被膜またはプレコート
を設けることができる。
【0008】図1に示すように、本発明の反射被膜また
は反射層20は、中央カラム14の外壁16に隣接し
て、ステム18内にわずかに入りこみ、そしてエンベロ
ープ10の楕円形状部分11の下半部の内面に隣接して
楕円形状部分のもっとも幅広い部分まで設けられてい
る。当業界でよく知られている通りの蛍光体被膜または
蛍光体層22が、反射層20の上に設けられる共に、楕
円形状部分11の上半部の内面に隣接して設けられてい
る。なお、反射層20はエンベロープ10の楕円形状部
分11の上半部を被覆せず、したがって可視光が該上半
部から外に出る。無電極蛍光ランプの全体の構成および
動作は、当業界で周知であり、たとえば米国特許第5,
412,280号および同第5,461,284号明細
書に記載されている。本発明の反射層は、電極付き蛍光
ランプおよび無電極蛍光ランプいずれにも使用すること
ができ、たとえば、1対の離間した電極を有する低圧水
銀蒸気放電ランプ、光ビーム指向性ランプ、スリット付
きの電極付き蛍光管、米国特許第4,924,141号
に開示された蛍光ランプなどの反射形蛍光ランプに使用
することができる。
【0009】蛍光体層22は希土類蛍光体層、たとえば
希土類三蛍光体層とするのが好ましいが、当業界で知ら
れた他の蛍光体層としてもよい。多重蛍光体層を設けて
もよい。本発明の反射層20は、紫外光を反射して蛍光
体層に戻し、そこで紫外光を有効に利用し、こうして蛍
光体利用効率を向上し、可視光をより効率よく生成する
利点を有する。反射層は可視光も反射してランプ内に戻
し、かくして可視光はランプから所望の方向に出てゆ
く。
【0010】反射層20は、γアルミナ粒子とαアルミ
ナ粒子との配合物であるか、このアルミナ配合物を含有
する。γアルミナ粒子は、表面積が好ましくは30〜1
40m2 /g、より好ましくは、50〜120m2 /
g、さらに好ましくは80〜100m2 /g、特に90
〜100m2 /gであり、粒度(粒子径)が好ましくは
10〜500nm、より好ましくは30〜200nm、
特に50〜100nmである。αアルミナ粒子は、表面
積が好ましくは0.5〜15m2 /g、より好ましく
は、3〜8m2 /g、さらに好ましくは4〜6m2 /
g、特に約5m2 /gであり、粒度(粒子径)が好まし
くは50〜5000nm、より好ましくは100〜20
00nm、さらに好ましくは500〜1000nm、特
に約700nmである。
【0011】反射層20におけるアルミナ粒子配合物
は、7〜80重量%、好ましくは10〜65重量%、よ
り好ましくは20〜50重量%、さらに好ましくは30
〜40重量%、特に約35重量%のγアルミナと、20
〜93重量%、好ましくは35〜90重量%、より好ま
しくは50〜80重量%、さらに好ましくは60〜70
重量%、特に約65重量%のαアルミナとからなる。好
ましい配合物としては、40%のγアルミナと60%の
αアルミナとの配合物、および30%のγアルミナと7
0%のαアルミナとの配合物が挙げられる。
【0012】反射層20をランプに設けるには次のよう
にする。γアルミナ粒子とαアルミナ粒子を適当な重量
比で配合する。これらのアルミナ粒子は、実質的に純粋
であるか、光吸収性不純物を含まないか、僅少量の光吸
収性不純物しか含まない高純度のものである必要があ
る。次に、アルミナを水媒体中に分散剤(たとえばアン
モニウムポリアクリレート)および当業界で知られた他
の添加剤と共に分散させる。次いで、この懸濁液を所望
の表面(たとえば図1に示す通りの表面)に塗布し、加
熱して被膜を形成する。このような被膜形成工程は当業
界で周知である。加熱段階で、非アルミナ成分はとばさ
れ、アルミナだけが後に残る。反射層20を塗布する
際、反射層中のアルミナの重量(すなわち「被覆量」)
が5mg/cm2 以上、好ましくは5.5〜10mg/
cm2 、より好ましくは6〜8mg/cm2 、特に約7
mg/cm2 となるようにする。
【0013】
【実施例】以下に実施例を示して本発明をさらに具体的
に説明する。特記しない限り、%はすべて重量パーセン
トである。実施例1 図1に示したものと同様な構成の無電極蛍光ランプを用
いて試験した。光束(ルーメン)を100時間で測定し
た(n=4)。チタニアの反射層(8mg/cm2 )を
持つランプでは、測定した光束は1068ルーメンであ
った。60%のαアルミナと40%のγアルミナとの配
合物よりなる反射層(被覆量8mg/cm2 )を持つ本
発明のランプでは、測定した光束は1125ルーメンで
あり、驚異的な5.3%の向上を示した。
【0014】実施例2 アルミナ被膜を平坦なガラススライド上に被覆し、SP
EX二重格子走査分光光度計を用いて、254nm紫外
光の拡散反射率を測定した。種々の被覆量でのサンプル
AおよびBの反射率を表1に示す。被覆量はmg/cm
2 単位で表示する。反射率(%)は254nmでの硫酸
バリウム標準に対する値である。サンプルAは99%α
アルミナ(表面積4〜6m2 /g)である。サンプルB
は60%αアルミナ(表面積4〜6m2 /g)と40%
γアルミナ(表面積90〜100m2 /g)との配合物
である。
【0015】
【表1】 被覆量 サンプルAの反射率 サンプルBの反射率 4.0 90% 99% 5.0 93% 99% 6.0 95% 99.5% 7.0 96% 100% 8.0 97% 100% 9.0 98% 100% 10.0 99% 100% 図1に示すような無電極反射形蛍光ランプの反射層など
の反射層にとって、99%の拡散反射率の値は好ましい
ものである。表1から明らかなように、本発明の反射層
はより一層大きい反射率を有する。このことは、驚くべ
きことであり、予期できないことであった。
【0016】以上本発明の好適な実施例を説明し図示し
たが、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や配
置替えが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例による無電極蛍光ランプの縦
断面図である。
【符号の説明】
8 蛍光ランプ 10 エンベロープ 11 楕円形状部分 14 中央カラム 16 外壁 18 ステム 20 反射層 22 蛍光体層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス・フレデリック・ソウルス アメリカ合衆国、オハイオ州、リッチモン ド・ハイツ、クレイモア・ブールバード、 324番

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属および不活性ガスを封入した密封光
    透過性エンベロープと、放電発生手段と、前記エンベロ
    ープの内面の一部に隣接した反射層と、前記反射層に隣
    接した蛍光体層とを備える蛍光ランプにおいて、 前記反射層が前記エンベロープと前記蛍光体層との間に
    位置し、前記反射層の被覆量が5mg/cm2 以上であ
    り、前記反射層がγアルミナとαアルミナとの配合物を
    含み、該アルミナ配合物が7〜80重量%のγアルミナ
    と20〜93重量%のαアルミナとからなることを特徴
    とする蛍光ランプ。
  2. 【請求項2】 前記アルミナ配合物が20〜50重量%
    のγアルミナと50〜80重量%のαアルミナとからな
    る請求項1に記載の蛍光ランプ。
  3. 【請求項3】 前記アルミナ配合物が30〜40重量%
    のγアルミナと60〜70重量%のαアルミナとからな
    る請求項2に記載の蛍光ランプ。
  4. 【請求項4】 前記反射層の被覆量が6〜8mg/cm
    2 である請求項1に記載の蛍光ランプ。
  5. 【請求項5】 前記蛍光ランプが無電極蛍光ランプであ
    る請求項1に記載の蛍光ランプ。
  6. 【請求項6】 前記蛍光体層が希土類蛍光体層である請
    求項1に記載の蛍光ランプ。
  7. 【請求項7】 前記γアルミナの表面積が80〜100
    m2 /gであり、αアルミナの表面積が4〜6m2 /g
    である請求項1に記載の蛍光ランプ。
  8. 【請求項8】 前記ランプが1対の離間した電極を有す
    る低圧水銀蒸気放電ランプである請求項1に記載の蛍光
    ランプ。
  9. 【請求項9】 前記反射層が実質的にγアルミナとαア
    ルミナとの配合物であり、該アルミナ配合物が10〜6
    5重量%のγアルミナと35〜90重量%のαアルミナ
    とからなる請求項1に記載の蛍光ランプ。
  10. 【請求項10】 前記エンベロープが、下半部およびと
    上半部を持つ楕円形状部分と、外壁を持つ中央カラム
    と、ステムとで構成されており、前記反射層が少なくと
    も(a)前記中央カラムの外壁および(b)前記楕円形
    状部分の下半部に隣接して配置されており、前記蛍光体
    層が前記反射層の上に配置されていると共に前記楕円形
    状部分の上半部に隣接して配置されている請求項5に記
    載の蛍光ランプ。
  11. 【請求項11】 前記アルミナ配合物が30〜40重量
    %のγアルミナと60〜70重量%のαアルミナとから
    なり、前記反射層の被覆量が6〜8mg/cm2 であ
    り、前記反射層が実質的に前記アルミナ配合物からなる
    請求項10に記載の蛍光ランプ。
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