JPS58150259A - 曲管形「あ」光ランプ - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は曲管形蛍光ランプに係り１％にソーダライムガ
ラスの透光性気密容器を使用した曲管形蛍光ランプの構
成の改良に関する。

〔発明の技術的背景〕

曲管形蛍光ランプ、たとえば環形の螢光ランプの製造は
一般に直肯のガラスの透光性気密容器の内壁にバリウム
、カルシウムのようなアルカリ土類金属のほう酸塩など
の結着剤を螢光体重量の１ないし３重量％添加した螢光
体を被着させ、その両端部に電子放射物質を被着された
電極を保持するステムを封着し、これを炉などで高温に
加熱して軟化させ、ドラムに捲回して環形に成形し、透
光性気密容器内を排気して不活性ガスと少量の水銀とを
導入したのち、排気管を封緘してなるのである。この透
光性気密容器を形成するガラスは環形成形の容易さから
、酸化鉛を２２ないし２９重＊Ｓ程度含有する軟化温度
が低い９通常鉛ガラスと呼ばれるガラスが使用されてい
た。

〔背景技術の問題点〕

曲管形螢光ランプに従来使用されていた上ｄピ鉛ガラス
は高価な原料である酸化鉛を多量に含有しているから、
ガラスの価格が筒くなり、そのため環形螢光ランプなど
の曲管形螢光ランプの製造原価を高くするという問題点
を肩していた。このような問題点を解決するために、近
時、直管形螢光ランプの透光性気密容器に使用されてい
るソーダライムガラスを環形螢光ランプなどの曲管形螢
光ランプの透光性気密容器に使用することが計画され、
試験されているが、鉛ガラスの透光性気密容器に比べて
初光束やその働程などの光出力の低下が犬きく、シかも
９曲管に成形したのちのガラスの透光性気密容器の強度
が低下するという致命的な問題が発生した。鉛ガラスお
よびソーダライムガラスの一例の酸化物組成および物理
特性は下記第１表に示すとおりである。

以下余白 第　　　　　１　　　　　表 （５）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、。

上記第１表に示すソーダライムガラスの透光性気密容器
を使用した白色環形螢光ランプ、たとえば１００　Ｖ　
３０ＷＦＣＬ−３０Ｗは鉛ガラスの透光性気密容器を使
用した同種ランプに比べて初光束が４％、１，０００時
間点灯点灯光束が５．６チ程度低下し、透光性気密容器
の強度は４５％も低下するのである。上記光出力の低下
は透光性気密容器が環形成形の際に高温度にさらされる
ことによって。

第１表から明らかなよ５に透光性気密容器を構成するソ
ーダライムガラスに含有されている鉛ガラスの３倍以上
の量のアルカリ、主としてナトリウムが析出して、たと
えばアンチモン、マンガンふ活ハロりん酸カルシウム螢
光体などの螢光体中に拡散し、上記螢光体の発光効率を
低下させ、また螢光ランプ点灯時の紫外縁によってガラ
ス中の鉄分などと光化学反応を起こしてガラスを黄褐色
に着色しｙＣの透過率を低下させ、さらに螢光ランプ内
に存在する水銀とも反応してナトリウムアマルガムを作
り、光出力の働程を低下させるものと思われる。また、
ガラスの透光性気密容器を環形にフヘ　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（６
）成形する際の高温加工時に軟化したガラスの表面に螢
光体粒子のめり込みが発生し、特に軟化温度が鉛ガラス
より８０℃近く高いソーダライムガラスでは環形成形の
ための加熱温度が上記軟化温度の差よりも商い温度にし
なければならないからガラス表面への會光体のめり込み
が部分的に大きくなり、そのためガラス表面に多数の疵
を発生させガラスの透光性気密容器の強度低下が大きく
なったものと思われる。１ｉのような問題点を防ぐ方法
としてガラスの透光性気密容器とその内面に被着された
螢光体被膜との間にりん酸カルシウムなどの金属りん酸
塩被膜を設ける方法がある。上記した金属りん酸塩のり
ん酸カルシウム被膜の透光性気密容器内面への被着量が
小さいとソーダライムガラスの透光性気密容器から析出
されるナトリウムの影響を防ぐことができず、したがっ
て９曲管形螢光ランプの光出力の向上を期待することが
できず、また透光性気密容器の強度の向上もできない。

さらにまた、透光性気密容器の内面へのりん酸カルシウ
ム被膜の被着量が太きすぎると光出力が低下するという
問題点が発生することが判った。

〔発明の目的〕

本発明は上記の問題点を改良するためになされたもので
、ソーダライムガラスの透光性気密容器から加熱加工の
際析出されるナトリウムなどのアルカリの影響を防止し
、したがって光出力および光釆維持率か向上し、透光性
気密容器の強度の低下のない改良された曲管形螢光ラン
プを提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

透光性気密容器の内面に被着されたりん酸カルシウム被
膜の上に螢光体被膜を被着し、上記螢光体被膜の螢光体
は平均粒径が５μ以上の螢光体と平均粒径が５μ未満の
螢光体との混合螢光体であって、半均粒径が５μ以上の
螢光体が螢光体熱重賞の少なくとも７０重量％のときの
りん酸カルシウム被膜の被着量を透光性気密容器内表面
積１　ｃｔ−当り０．８Ｘ１０−２ないし４．３　Ｘ　
１００−２ｒ１１とし、平均粒径が５μ以上の螢光体が
７０重量％未満のときのりん酸カルシウム被膜の被着蓋
を透光性気密容器内表面積１　ｃｎＭ当り０．３Ｘ１０
−２ないし４．７Ｘ１０−２■とした曲管形螢光ランプ
であって、背景技術の問題点を解決することができる構
成である。

〔発明の実施例〕

以下に本発明者らの行なった実験の結果に基いて本発明
の実施例の詳細を説明する。

本発明者らは、内面に螢光体被膜が被着され曲折された
ソーダライムガラスの透光性気密容器の両端部に電子放
射物質の被着された１＆構体を封着され、透光性気密容
器の内部に易放電気体と少量の水銀とを封入された曲管
形螢光ランプ、たとえば環形螢光ランプにおいて、上記
透光性気密容器であるソーダライムガラスのガラスパル
プの内面に被層されたりん酸カルシウム被膜の被＊−＊
　ト。

さらにりん酸カルシウム被膜の上に被着された螢光体被
膜を形成する螢光体の平均粒径との影響について試験を
繰返した。ます、上記ガラスバルブの内向に被着するり
ん酸カルシウム被膜の１ＣＩＩＩ当りの被着量を０．０
Ｏ５Ｘ１０−２１Ｑから５．５　Ｘ　１０−２ｍｇまで
変化させ、その上に螢光体被膜を被層させて板形螢光ラ
ンプ１００Ｖ３０Ｗを製作した。上記螢光体被膜は螢光
体の平均粒径が５μ以上の螢光体としてはアンチモン、
マンガンふ活ハロりん酸カルシウム螢光体を使用し、平
均粒径を５ないし８μに変化させ、螢光体の平均粒径が
５μ未満の螢光体としては青色発光螢光体（ユーロピウ
ムふ活ストロンチウム、カルシウム、クロロアパタイト
螢光体）、緑色発光螢光体（セリウム、テルビウムふ活
イツトリウム、シリケート螢光体）と赤色発光螢光体（
ユーロピウムふ活イツトリウム、オキサイド螢光体）の
３棟を混合した螢光体を使用し、平均粒径な２ないし５
μ未満に変化させ、上記平均粒径が５μ以上の螢光体と
平均粒径が５μ未満の螢光体との平均粒径と混合割合と
を変化させて混合螢光体を製造し、これを透光性気密容
器の内面に被層させて形成した。上記螢光体の半均粒径
は米国フィッシャ社のサブ・シーブ・サイザで測定した
。螢光体被膜の被！ｉは４．６ＩＩ１ｇ／ＣｒＡとした
。

上記谷袖の環形螢光ランプ１００Ｖ３０Ｗについて初光
束、光束維持率、ガラスパルプの強度を測定した。上記
初光束は定格電圧で１００時間点は環形螢光ランプの排
気管側の端部から１００ｍｍの位置に直径が９．５ｍｍ
で３．５ｇの重量の鋼球な落下させて環形螢光ランプの
ガラスパルプが破壊したときの高さのエネルギー（ｇｃ
ｍ）である。第１図は横軸にりん酸カルシウム被膜の被
着量（ＩＩ！ｇ／ＣｆＩ）。

縦軸に供試環形螢光ランプの初光束の最高値を１００と
した比初光束をとった特性曲線図である。

第１図の曲線人ないしＤに使用した螢光ランプの螢光体
の組合せを下記第２表に示す。

第２表 第１図から明らかなように最高初光乗値の９Ｏチ以上の
初光束を得るためには平均粒径が５μ以上の螢光体が約
７０重量％以上を含有する場合（上記曲線ＡおよびＢ）
には、りん酸カルシウム被膜の被着量は０．８Ｘ１０　
　ｍｇ／ｃｆｌないし４．３Ｘ１０　１１１ｇ／　Ｃ＋
ａであり、平均粒径が５μ以上の螢光体が７０重量−未
満の場合（上記曲線ＣおよびＤ）には。

りん酸カルシウム被膜の被着量は０．３Ｘ１０−２■／
ＣｒＡないし４．７Ｘ１０　　■／　ｃｎｌであること
が必要なことが判る。そうして、上記それぞれの範囲を
外れると初光束の低下がいちじるしく商品価値が低下す
ることが判った。りん酸カルシウム被膜の膜厚が上記範
囲より厚すぎるとりん酸カルシウム被膜上に被層された
螢光体被膜の剥離が発生し好ましくない。第２図は横軸
に供試環形螢光ランプの点灯時間（時間）をとり縦軸に
光束維持率をとり。

りん酸カルシウム被膜の被７＃量の光束維持率に及ぼす
影響な示す特性曲線図であって、上記環形螢光ランプは
透光性気密＠器の内面に被層量の異なるりん酸カルシウ
ム被膜を被増し、その上に平均粒径が５μ以上の螢光体
７０重景チと平均粒径５μ未満の螢光体３０重量％との
混合螢光体を被着した例を示し、イの領域はりん酸カル
シウム被膜の被着量が１．　ＯＸ　１０−”ｌＴ１ｇ／
Ｃｎｌから５．５　Ｘ　ｉ　ｎ−２＋Ｉ１ｇ／ｃ％未満
９口の領域は同じ＜　０．３　Ｘ　１０−２＋Ｉ１ｇ／
ｃｆｆｌから１、ＯＸ　１０　　ｒｎｇ／ｃｎｆ未満、
ハの領域は同じ＜：　０．０５　Ｘ１Ｏ−２Ｉ［１ｇ／
ｃ−から０．３　Ｘ　１０−２ｍｇ／ｃｆｆｌのもので
あり。

それぞれの領域内ノー束維持率が分布することを示して
いる。第２図から明らかなように、りん酸カルシウム被
膜の被層量が少なくなると光束維持率が低下し９点灯時
間ｉ、　ｏ　ｏ　ｏ時間において光束維持率を９０％に
するためにはりん酸カルシウムの被層量は透光性気密容
器内表面積１　ｃｆ当り０．３×１０−２［１１ｇ以上
が必要なことが判った。この結果は平均粒径５μ以上の
螢光体の混合割合を変化させた場合にも全く同様の傾向
を示した。このことはりん酸カルシウム被膜の膜厚が０
．３■／　ｃ＋＋１以上あるとソーダライムガラスから
多電に析出されるナトリウムなどのアルカリによる螢光
体の輝度低下やガラスの増色による透過率の低下が防止
でき。

１、０００時間点灯後においても９０％以上の光束維持
率が得られるものと思われる。

つぎにガラスパルプの透光性気密容器に被着されたりん
酸カルシウム被膜の被着量とガラスパルプの強度とにつ
いて述べる。下記第３表に上Ｍ己り度は前記鋼球の高さ
のエネルギーが７０　ｇｃｍ以上のものを１００％とし
て７０ｇＣｍを１００としたときのｇｃｍの比率（チ）
で表示した。

以下余白 上記表の結果から明らかなとおり、平均粒径が５μ以上
の螢光体７０重量％以上の場合にはりん酸カルシウム被
膜の被着量がガラスパルプの内表面積１ｃｒＡ当り０．
８Ｘ１０　　■より少なくなるとガラスパルプの強度が
急激に低下する傾向があることが判る。そうして０．８
Ｘ１０　　■／ｃ［ｉ！のりん酸カルシウム被膜のとき
のガラスパルプの強ｆは７７％。

すなわち５３．９ｇｃｍであり、従来のりん酸カルシウ
ム被膜を有しない低鉛ガラスのガラスパルプの強度が前
述した試験法において５０　ｇｃｍ程度であるので、こ
れより優れていることが明らかである。

平均粒径が５μ未満の螢光体が７０重量％未滴の場合に
はガラスパルプの強度の低下は比較的少なく０．３Ｘ１
０　　■／　ｃｍのりん酸カルシウム被膜でも７７％、
　　５３．９ｇｃｍの強度を示したが、それ以下の被層
重ではガラスパルプの強度が急激に低下した。

以上の結果より９本発明者らはつぎの様に考察した。す
なわち、りん酸カルシウム被膜が薄い場合に半均粒径が
５μ以上の螢光体が７０］ｉｋ％以上であるとりん酸カ
ルシウム被膜のガラスパルプ内面を保議する効果が小さ
く、シたがって螢光体粒子のガラスバルブ内表面へのめ
り込みを抑制できずガラスパルプの強度が低下する。平
均粒径が５μ以下の螢光体を多く混合した平均粒径５μ
以上の螢光体７０重ｔチ未滴のものはりん酸カルシウム
被膜の被着量が少なくても螢光体粒子の粒径が小さいも
のが多く混入されているからガラスバルブ内表面へのめ
り込みが浅くなりガラスパルプの強度低下が少なくなる
ものと思われる。したがって、ガラスパルプの強度から
みてもりん酸カルシウムの被膜の被層重は平均粒径５μ
以上の螢光体が７０重量％以上の場合ｏ、ｓ　ｘ　ｌｏ
　　ｌｌ１ｇ／ｃｎ！以上。

平均粒径５μ以上の螢光体が７０重ｉ％未満の場合０．
３　Ｘ　１０　　（Ｑｇ／　ｃｆｆ１以上が良好な結果
を示すことが判った。

本発明者らは、さらにりん酸カルシウム被膜の破着量な
２　Ｘ　１０　　■／ｃｎｌとしたソーダライムガラス
のガラスパルプを使用してりん酸カルシウム被膜上に被
着させる螢光体を平均粒径５μ以上の螢光体７０重量％
以上の愼九体と、平均粒任か５μ以十の螢光体７０重ｔ
％未満の螢光体とについて螢光体被膜の破着量を変化さ
せて初光乗値を測定した。その結果を第３図に示しであ
る。第３図は横軸にガラスパルプ内表面積１ｃｒＡ当り
の螢光体被膜の被着量（［Ｄｇ）をとり、縦軸に最高初
光束を１００とした比初光束（チ）をとった特性曲線図
である。第３図において曲線ａは平均粒径５μ以上の螢
光体を７０重量係以上含有する場合９曲線すは平均粒径
５μ以上の螢光体を７０重量−未満含有する場合である
。第３図から明らかなよ５に。

最高初光束値の９０チ以上の初光乗値を得るためには螢
光体被膜の被着蓋は曲＠ａの場合３１１１ｇ　／　ｃｆ
ｆｌ　。

曲巌すの場合０．６　ｍｇ　／　ｃｎ１以上が好ましい
ことが判った。上記螢光体被膜の被着量の上限は曲線ａ
で示す平均粒径５μ以上の螢光体を７０重：ｉｔ％以上
含有する場合には平均粒径が大きいものが多いから７Ｉ
［Ｉｇ／ｃｍｌより大きいと螢光体被膜の剥離が発生し
やすくなるので好ましくなく９曲線すで示す平均粒径５
μ以上の螢光体を７０重蓋チ未満含有する螢光体被膜の
場合には、被層重が５１１１ｇ　／　ｃｎ！より大きく
なると平均粒径の比較的小さい螢光体が多く被着される
ことになるので螢光体粒子間の剥離が発生しやすくなり
これまた好ましくなかった。

なお、上記いずれの螢光体被膜の場合にもガラスパルプ
に被着されたりん酸カルシウム被膜の被着量との相関は
ないことを本発明者らは確認ｔ、た。

なお、前掲第１図におけるりん酸カルシウム被膜の被着
量の試験では螢光体被膜の被着量は第３図の曲線ａと曲
線すとの交点に相当する４、　６１１１ｇ　／　ｃ４ｆ
ｌの螢光体被着量で試験しているから螢光体の平均粒径
による初光束の差は出ない。

を具備し曲折されたソーダライムガラスの透光性気密容
器と、上記透光性気密容器の両端部に刺着されＩｌ電子
放射物質を被着された電極構体と、透光性気密容器の内
部に封入された易放電気体とを有するものにおいて、上
記螢光体被膜は透光性気密容器の内向に被着されたりん
酸カルシウム被膜の上に被着されており、上記螢光体被
膜の螢光体は、平均粒径５μ以上の螢光体と、平均粒径
５μ未満の螢光体との混合螢光体とからなっており。

上記平均粒径５μ以上の螢光体が螢光体総重量に対１２
少なくとも７０重量％のときは上記りん酸カルシウム被
膜の被着量は透光性気密容器の内表面積１　ｃｌ当り０
．８Ｘ１０−２ないし４．３　Ｘ　１　ｏ−２ｍｇテｌ
ｉ）’）　。

上記平均粒径５μ以上の螢光体が螢光体総重量の７０重
ｔｉｔ％未満のときは上記りん酸カルシウム被膜の被着
量は透光性気密容器内表面積１　ｃＩＡ当り０．３Ｘｌ
Ｏないし４．７Ｘ１０　　ｍｇであることを特徴とする
曲管形螢光ランプであって、鉛ガラスのような高価で公
害の原因となるおそれのあるガラスを使用することなく
ソーダライムガラスの透光性気密容器を使用してソーダ
ライムガラスの加熱時などにソーダライムガラスから析
出されるナトリウムなどのアルカリによって螢光体の発
光効率が低下することを防止することができ、したがっ
て初光束、光束維持率の低下が少なく、シかも透光性気
密容器の強度低下がないという格別のすぐれた特性を有
する曲管形螢光ランプを提供することができる効果を有
している。なお、実験例においては環形螢光ランプの例
で説明したが９本発明はこれに限るものではなく、Ｕ字
形や鞍形などの立体的Ｗ字形螢光ランプなどにおいても
すぐれた効果を発揮するものであることはいうまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は横軸にりん酸カルシウム被膜の被着量。 縦軸に環形螢光ランプの初光束の最高値を１００とした
比初光束をとった特性曲線図、第２図は横軸に環形螢光
ランプの点灯時間、縦軸に光束維持率をとった特性曲線
１図、第３図は横軸に螢光体被膜の被着蓋、縦軸に環形
螢光ランプの初光束の最高値を１００とした比初光束を
とった特性曲線図である。 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 （ほか１名） 第１図 り 一りん酸カルシウム被膜の被着量（Ｘ１０′２ｍｇ／ｃ
ｍ２）第２図 □点灯時間　（時間） 第３図 °°囮世糎〒 ５ 比９０ 初　　。。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内面に螢光体被膜を具備し曲折されたソーダライ
   ムガラスの透光性気密容器と、上記透光性気密容器の両
   端部に封着され電子放射物質を被着された電極構体と、
   透光性気密容器の内部に封入された易放電気体とを有す
   るものにおいて、上記螢光体被膜は透光性気密容器の内
   面に被着されたりん酸カルシウム被膜の上に被着されて
   おり、上記螢光体被膜の螢光体は、平均粒径５μ以上の
   螢光体と、平均粒径５μ未満の螢光体との混合螢光体と
   からなっており、上記平均粒径５μ以上の螢光体が螢光
   体総重量に対し少なくとも７０重量％のときは上記りん
   酸カルシウム被膜の被着量は透光性気密容器の内表面積
   １　ｃｒＡ当り０．８ＸＩＯないし４゜３　Ｘ　１０−
   ２■であり、上記平均粒径５μ以上の螢光体が螢光体総
   重量の７０重童子禾満のときは上記りん酸カルシウム被
   膜の仮Ｎ童は透光注気＠谷器内表面積１ｃｒＡ当り０．
   ３ＸＩＯ”ないし４．７　Ｘ　１０−２■であることを
   特徴とする曲管形蛍光ランプ。
2. （２）透光性気密容器の内面に被着されたりん酸カルシ
   ウム被膜の上に被着された螢光体被膜の螢光体が平均粒
   径５μ以上の螢光体を螢光体総軍ｉＫ対し少なくとも７
   ０重ｉ％を含有するときは、上記螢光体被膜の被着量は
   透光性気密容器の内表面、ｔ＊１　ｃｎｌ当り３ないし
   ７ｔｌ１ｇであり、平均粒径５μ以上の螢光体を７０重
   量％未満含有するときは、上記螢光体被膜の被着量は透
   光性気密容器の内表面積１　ｃｏ（当り０６ないし５ｍ
   ｇであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   曲管形蛍光ランプ。