JPS5951105B2 - 螢光灯管およびその他のガラス管の表面処理方法 - Google Patents

螢光灯管およびその他のガラス管の表面処理方法

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JPS5951105B2
JPS5951105B2 JP49008661A JP866174A JPS5951105B2 JP S5951105 B2 JPS5951105 B2 JP S5951105B2 JP 49008661 A JP49008661 A JP 49008661A JP 866174 A JP866174 A JP 866174A JP S5951105 B2 JPS5951105 B2 JP S5951105B2
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    • H01J9/20Manufacture of screens on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted or stored; Applying coatings to the vessel
    • H01J9/22Applying luminescent coatings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガラス、特にランプのガラス管もしくはその
他のガラス管の内面もしくは外面の被覆および表面処理
に関する。
特性と性能を改善するために、ランプのガラス管のよう
なガラス体に各種の物質が被覆されている。
細長い螢光灯管球においては、管外ならびに管内の両者
に保護被覆を施すことが重要視されている。
たとえば、あるガラス処理物質はテトラブチルチタネー
ト(Tt (OC4H9) 4 )とトルブチルアンチ
モン〔5b(04H9)3〕の一者又は両者と混合した
アルミニウムーS−ブトキシル[Al(OC4H9)3
〕の溶液を含む。
この溶液は、適当なシンナー(thiner)とバイン
ダーと混合してガラス表面に施されて、約400℃ある
いはそれ以上の温度に加熱されて、その間に溶液物質は
ガラス表面と反応する。
その結果、第1には被覆ではなくして、強くそして硬く
なった化合処理ガラス表面が得られる。
このような処理は、螢光灯管球の外表面と内表面の両者
に施されることもある。
処理した内表面は、ガラス管内のアルカリ金属に対して
障壁として機能し、水銀蒸気ランプ内の水銀とガラス表
面とが反応するのを防止する。
本発明は、好ましい実施例について簡単に言うならば、
ガラス表面にトリーn−プチルアンチモナイト 〔5b
(OC4H9)3〕 とトリーn−ブチルボレート 〔
B(OC4H9)3〕の1者又は両者と組合せた、アル
ミニウムーS−ブトキシル(AI(OC4H9)3〕
とテトラブチルチタネート 〔Ti(OC4H9)4〕
の混合物又は溶液を施す段階と、約400℃あるいはそ
れ以上の温度に加熱する段階とで成り立つ。
本発明を螢光灯管球に実施する場合には、溶液は管内面
に施され(必要ならば管外面にも施される)、次に空気
で乾燥される。
次に処理した管内面上に螢光体が施される。
螢光体被覆をした処理管球は、次に空気で約400℃あ
るいはそれ以上に加熱され、したがって同時に螢光体の
熟成(lehring)がおこなわれて、溶液は、螢光
体の接合を改善する態様でガラスと反応してアルカリに
対する障壁となり、しかもガラス表面を硬く強くする。
上述した溶液にエチルセルローズバインダーを用いて、
加熱段階の前の、ガラスと反応する物質の早過ぎる加水
分解を防止するのが好ましい。
図面に示すランプは、以下において説明するように、本
発明方法にもとづいてガラス管を処理する点を除いては
従来のものと変りはない。
ランプは、細長い管状の気密封止した容器11を有し、
この容器は、通常の場合ソーダライムシリカガラス(ソ
ーダ石灰ガラス)で作られる。
各端には、通常のフィラメント12が設けられており、
内部導体13.14で保持されている。
この内部導体はマウントステム16のガラスプレス(p
ress)15を通ってのびており、口金17に接続し
ている。
ランプ容器には、アンボン又はアルゴンとネオンの混合
気体などの不活性ガスが例えば2mmHgの低圧で、水
銀の少量と供に封止されている。
この水銀の量は、ランプ動作中に少くとも約6 X 1
0−3mmHgの圧力になる量である。
第1図でやや黒く示した領域18は、螢光灯容器のカソ
ード前部に生ずる黒化を示し、この発生を防止する処置
を施さない場谷に生ずる。
この黒化部は、通常の場合において酸化物リングの形で
あり、水銀化合物を含んでいる。
以後において詳細に説明するように、本発明によってガ
ラス管を処理すると、このような酸化物リングの発生は
顕著に低減される。
19は、管内の螢光体被膜を示し、これは、たとえばア
ンチモンとマンガンで活性化したカルシウム螢光体、あ
るいはその他の適当な螢光灯用螢光体で構成される。
マウントステム16を管内に封着する前、そして螢光体
19を管に施す前に、管は、本発明に基づいて次のよう
に処理される。
アルミニウムーS−ブトキシルおよび、トリーn−ブチ
ルボレートとトリーn−プチルアンチモナイトの両者又
はいずれか一方と結合したテトラブチルチタネートを含
む溶液を準備する。
この溶液を管11の内表面、外表面あるいはその両者に
施す。
これは、溶液をスプレーするか、あるいは内表面又は外
表面に溶液をそそぐか、もしくは、管を溶液中にひなす
ことによっておこなう。
表面に溶液を施した管を炉などの適当な手段で400℃
以上の温度に加熱して、管壁と溶液とを化学的に反応さ
せる。
約600℃の温度が好適である。
この反応の性質は十分に解明していないが、上述した溶
液からのチタンイオンとアルミニウムイオンが加熱ガラ
スの表面部に浸潤するものと考えられる。
これはガラス管の表面性状に影響を及ぼして、ガラス自
身に上述したような望ましい特性を与える。
通常の従前技術でガラス表面に保護被膜を形成する場合
では、このような特性は得られない。
水銀蒸気ランプでは、本発明にもとついて処理したガラ
ス内表面22 (第2図)は、ガラス内のアルカリ金属
が水銀と反応して酸化物リング18を形成するのを阻止
する障壁として働き、しかも螢光体19の管表面に対す
る接合を改善することが分った。
螢光体の接合が改善されることは、加熱されたときに生
ずる5b203又はB2O3あるいはその両者が螢光体
と反応するからであるものと思われる。
加熱によって、TiO2とAl2O3の組合せが、5b
203又はB2O3あるいはその両者と共に、処理済の
管表面に、科学測定機器によってのみ識別できるような
薄い層を生ずるものと思われる。
本発明を螢光ランプに実施する場合には、上記したよう
に、管の内面、外面あるいは内外面に上記した溶液を施
す。
そして室温又は加熱空気の吹きつけで溶液をかわかす。
次に螢光体被膜19を管11内の溶液被覆上に施し、上
述したように管を加熱して保護被覆をガラス表面と反応
させる。
同時に螢光体被膜に必要な加熱すなわち熟成をおこなう
こうすることにより、製造工程において、以後に熟成処
理をおこなう必要はない。
第2図の21は、管11の本発明によって処理した外表
面を示す。
22は管11の本発明によって処理した内表面を示す。
第3図の21′と22′は、加熱する前の表面被覆を示
す。
上述した本発明方法を実施するにおいては、少なくとも
22で示す内表面を処理する溶液に、十分な量あるいは
過剰量のアルミニウムーS−ブトキシルを含めて、処理
した後にガラス管の内表面にアルミニウム酸化物が残留
するようにするのが好ましい。
このアルミニウム酸化物は完成したランプ内に残留する
水蒸気や酸素に対してゲッターとして働いて、ランプの
始動を容易にする。
管表面を処理するに用いる溶液の上述した基本成分は、
空気にさらすと加水分解するから、それらの成分を一諸
に混合するときには、エチルセルローズバインダーで混
合するのが好ましい。
エチルセルローズバインダーは、上述したように400
℃以上に加熱してガラス表面と反応させる迄それらの成
分物質が加水分解するのを防止する。
また、被覆溶液と混合したエチルセルローズバインダー
が、溶液を管に施して乾燥させた後にも成分物質が加水
分解するのを阻止することが分った。
螢光体粉末すなわち螢光体が施される管の内表面ならび
に管外表面を処理するに特に好ましいところの、ガラス
処理溶液の好ましい組合せは、次のとおりである。
1/2ml )−リーn−プチルアンチモナイト (s
b(OC4H9) a ) 172ml )クーn−ブチルボレート 〔B(
OC4H9) 3 ) 5mlテトラブチル チタネート 〔Ti(OC4H9)4〕 10m1アルミニウムーS−ブトキシル [Al (OC4H9) 31) 150mlシンナー(50%ナフサ、50%ブチルアセ
テート) 150mlブタノール 40m1エチルセルローズバインター 好ましい成分比(体積比)は次に通りである。
トリーn−プチルアンチモナイト 0.01〜1.0% トリーn−ブチルボレート 0.01〜1.0% エチルセルローズバインダー 5〜20% シンナー/ブタノールの比 0.01〜100 アルミニウムーS−ブトキシル /テトラブチルチタネートの比 171〜3/1 アルミニウムーS−ブトキシルの量を、その他の主要な
有機−金属化合物の量の約2倍に組合せると、溶液を焼
成するときに上述したアルミニウム酸化物を生じ、この
アルミニウム酸化物は完成したランプ内の酸素や水蒸気
のゲッターとして作用する。
シンナーは、エチルセルローズと、有機金属化合物すな
わちテトラブチルチタネート、アルミニウムーS−ブト
キシル、トリーn−ブチルボレートおよびトリーn−プ
チルアンチモナイトを溶解させるために用いる。
ブタノールは、溶液を管に施したときの溶液の蒸発をゆ
るやかにし、また水をバインダーとした螢光体被膜とう
まく接触するようにするために用いる。
前に説明したように、溶液を管の内外表面に施して乾燥
させ、管内面に螢光体サスペンションを塗布して乾燥さ
せ、溶液と螢光体とを同時に焼成してもよい。
本発明の方法は、硬質ガラスを含む多くのガラスに用い
て有用であって、ガラス表面を硬く強くする目的を達成
する。
そして、ガラス表面をガラス内に存在する有害物質(特
に螢光灯管に通常使用されるソーダ石灰ガラス内のアル
カリ)対する障壁として作用させるという目的を達成す
る。
本発明はまた、透過光を低減させることのない汚れのな
い透明なガラス表面とするという目的をも達成する。
本発明において用いるトリーn−プチルアンチモナイト
が、トリブチルアンチモンとは異る物質であって、異っ
た性状を呈することに注目されたい。
本発明の方法によれば、螢光体の接合が改善され、すぐ
れたアルカリ障壁が得られ、ガラス表面は硬く強くなり
、外表面は自動機械で処理するのに好ましいようにすべ
すべになる。
以下実施例をあげて本願発明の効果を具体的に説明する
実施例 テトラブチルチタネート、アルミニウムブトキシルおよ
びトリーn−プチルアンチモナイトよりなる本願発明の
プレコレ−)16Aを有する螢光灯管、テトラブチルチ
タネートおよびアルミニウムブトキシルよりなるプレコ
ート16を有する螢光灯管およびプレコートのない螢光
灯管の3種類につき光度を測定して比較試験をおこなっ
た。
本試験は、プレコート以外は全ての条件を同一にしてお
こなった。
螢光灯管用のガラス、螢光体および他のランプ用構成成
分はそれぞれ同一の製造バッチの製品を採取し、螢光灯
管の173はプレコートのないもの、他の1/3はプレ
コート16を有するもの、残りの173はプレコー1−
16Aを有するものとした。
プレコート16および16Aに使用するテトラブチルチ
タネートおよびアルミニウムブトキシルも同一容器のも
のを使用し、塗布にあたってはプレコート組成以外に条
件差の生じないようにした。
なお、光度測定は「米国標準規格による螢光灯の電気測
定法指針(American NationalSta
ndard for Fluorescent Lam
ps−Guide forElectrical Me
asurements) Jに準拠して実施した。
第1表および第2表の表題に記載されているように、1
.5アンペアの標準焼成Nは3000時間、2.6アン
ペアの強制焼成Fは800時間おこなった。
第1表および第2表に比較試験結果を示した。
第1表には、プレコー) 16Aおよび16のプレコー
トを有する螢光灯管およびプレコートのない螢光灯管の
ルーメンしおよびルーメン/ワットLPWの比較値を示
した。
この結果によれば、プレコートのない場合が最悪で、プ
レコート16Aの場合が最良であることが明白である。
第2表にはプレコートなしに対するプレコートが16A
および16である場合のLおよびLPWの増加%の比較
値を示したが、この結果からも本願発明のトリーn−プ
チルアンチモナイトを含有するプレニ−)16Aを有す
る螢光灯管がすぐれていることが明らかで゛ある。
以下において実施の態様を例示する。
(1)加熱温度を約600℃とするところの特許請求の
範囲に記載の方法。
(2)混合中のアルミニウムーS−ブトキシルの量を、
混合物中のその他の物質の量の2倍とするところの特許
請求の範囲に記載の方法。
(3)加熱の前に混合物質が加水分解するのを防止する
目的で混合物にエチルセルローズバインダーを加えると
ころの特許請求の範囲の方法。
(4))見合物中のアルミニウムーS−7月・キシルの
量を、加熱時に過剰のアルミニウム酸化物を生じてゲー
タ−として作用させるに十分な量とするところの特許請
求の範囲の方法。
(5)管が螢光灯管であり、管内に混合物を施して、そ
れを加熱する前に管内に螢光体被覆を施して、加熱する
ことによって混合物とガラス管と化学反応させると共に
螢光体を熟成するところの、特許請求の範囲に記載の方
法。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の好適な実施例に基づいて作った螢光
水銀蒸気ランプの側面図であり、内部の詳細を示すよう
にその一部を破断して示す。 第2図は、第1図のランプの中央部を切断して拡大して
示す部分断面図である。 第3図は、第2図と類似の図面であり、製造の途中の状
態を示す。 図において、11・・・ガラス容器、12・・・フィラ
メント、13.14・・・内部導体、15・・・ガラス
プレス、16・・・マウントステム、17・・心金、2
1・・・外表面、22・・・内表面、19・・・螢光体

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ガラスの少くとも一表面に、アルミニウムーS−ブ
    トキシルと、テトラブチルチタネート、および斗り−n
    −ブチルボレートとトリーn−ブチルアンチ上ナイトの
    一方もしくは両者の混合物を施し、ガラスと混合物とを
    少くとも400℃の温度に加熱し、混合物中のアルミニ
    ウムーS−ブトキシル量が、過剰なアルミニウム酸化物
    を発生させ、また加熱段階中で混合物がガラスと反応す
    るのに充分足りていることを特徴とする螢光灯管および
    その他のガラス管の表面処理方法。
JP49008661A 1973-01-22 1974-01-21 螢光灯管およびその他のガラス管の表面処理方法 Expired JPS5951105B2 (ja)

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