JP2005314169A - ランプ用ガラス組成物およびこれを用いたランプ - Google Patents
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Abstract
【課題】 二次加工性および電気絶縁性が鉛ガラスと同等でありながら、低コストで一次加工性の良いランプ用ガラス組成物を提供することを主たる目的とする。
【解決手段】 SiO2を55〜80wt%、Al2O3を0.5〜5wt%、B2O3を0〜5wt%、Na2Oを2〜15wt%、Li2Oを0〜5wt%、K2Oを1〜15wt%、Na2O、Li2OおよびK2Oを合計で3〜25wt%、MgOを0.1〜10wt%、CaOを0.1〜10wt%、ZnOを0〜5wt%、MgO、CaO、SrO、BaOおよびZnOを合計で1〜20wt%、Sb2O3を0〜1wt%、CeO2を0〜1wt%含有するランプ用ガラス組成物であって、SrOおよびBaOを合計で4wt%よりも少なく含有するとともに、Na2OとLi2Oとの重量比が1:0.05〜1:0.7であり、かつ、Na2OとK2Oとの重量比が1:0.4〜1:1.3である。
【選択図】 図1
【解決手段】 SiO2を55〜80wt%、Al2O3を0.5〜5wt%、B2O3を0〜5wt%、Na2Oを2〜15wt%、Li2Oを0〜5wt%、K2Oを1〜15wt%、Na2O、Li2OおよびK2Oを合計で3〜25wt%、MgOを0.1〜10wt%、CaOを0.1〜10wt%、ZnOを0〜5wt%、MgO、CaO、SrO、BaOおよびZnOを合計で1〜20wt%、Sb2O3を0〜1wt%、CeO2を0〜1wt%含有するランプ用ガラス組成物であって、SrOおよびBaOを合計で4wt%よりも少なく含有するとともに、Na2OとLi2Oとの重量比が1:0.05〜1:0.7であり、かつ、Na2OとK2Oとの重量比が1:0.4〜1:1.3である。
【選択図】 図1
Description
本発明は、ランプ用ガラス組成物およびこれを用いたランプに関する。
一般に、ガラスバルブやフレアステムなどのランプ用ガラス部材には、当該ガラス部材に電流が流れて、照明装置の回路がショートしたり当該ガラス部材が異常発熱により溶けたりすることがないように、電気絶縁性の高いガラスが用いられる。また、U字形ガラスバルブのような屈曲したガラスバルブには、二次加工(直管状のガラスバルブを加熱して曲げる加工)が必要であるため、二次加工性の良いガラスが用いられる。
従来は、電気絶縁性が高く二次加工性の良いガラスとして、PbO(酸化鉛)を多量に含有したいわゆる鉛ガラスが多用されていた。ところが、近年、鉛ガラスは、有害物質である鉛成分を含有していることから公的規制の対象となったため、鉛ガラスと同程度の電気絶縁性および二次加工性を有するガラスとして、SrO(酸化ストロンチウム)やBaO(酸化バリウム)を多量に含有するガラスが数多く提案されている(特許文献1および特許文献2)。
特開平9−12332号公報
特開2003−306344号公報
しかしながら、BaOやSrOは、天然鉱石から得ることのできない高価な原料であるため、当該BaOやSrOを多量に含有したガラスを用いると低コストでランプを製造することができなかった。また、BaOやSrOを多量に含有するガラスは、一次加工(炉内の溶融ガラスから直管状のガラスバルブを作製する管引き加工)の歩留まりが悪かった。
なお、BaOやSrOを多量に含有すると一次加工の歩留まりが悪くなる具体的な原因としては、ガラスバルブの径を変更する時(以下、品種切替え時)に生じるガラスバルブにスジが入る不良(以下、スジ不良)が挙げられ、当該スジ不良が生じる原因は、SrOやBaOが多量に含有されたガラスは溶融状態において組成がばらつき易く、炉内で十分に対流させておかなければならないところ、品種切替え時にはその対流が乱れてしまうからであると推測されている。
本発明は、上記の課題に鑑み、鉛ガラスと同程度の電気絶縁性および二次加工性を有するとともに、低コストで一次加工性の良いランプ用ガラス組成物を提供することを主たる目的とする。本発明の他の目的は、そのようなガラス組成物を用いたランプを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明のランプ用ガラス組成物は、SiO2(二酸化ケイ素)を55〜80wt%、Al2O3(酸化アルミニウム)を0.5〜5wt%、B2O3(酸化ホウ素)を0〜5wt%、Na2O(酸化ナトリウム)を2〜15wt%、Li2O(酸化リチウム)を0〜5wt%、K2O(酸化カリウム)を1〜15wt%、Na2O、Li2OおよびK2Oを合計で3〜25wt%、MgO(酸化マグネシウム)を0.1〜10wt%、CaO(酸化カルシウム)を0.1〜10wt%、ZnO(酸化亜鉛)を0〜5wt%、MgO、CaO、SrO、BaOおよびZnOを合計で1〜20wt%、Sb2O3(酸化アンチモン)を0〜1wt%、CeO2(酸化セリウム)を0〜1wt%含有するランプ用ガラス組成物であって、SrOおよびBaOを合計で4wt%よりも少なく含有するとともに、Na2OとLi2Oとの重量比が1:0.05〜1:0.7であり、かつ、Na2OとK2Oとの重量比が1:0.4〜1:1.3であることを特徴とする。
SiO2は、ガラスの網目構造を形成する主成分であり、その含有率は55〜80wt%である。SiO2の含有率が55wt%よりも低くなると、ガラスの化学的耐久性が悪くなるとともに、ガラスの膨張係数が大きくなり過ぎて電極の封着性が悪くなる。一方、SiO2の含有率が80wt%よりも高くなると、ガラスの粘度が高くなって当該ガラスの溶融性が悪くなるとともに、ガラスの膨張係数が小さくなり過ぎて電極の封着性が悪くなる。
Al2O3は、ガラスの化学耐久性を改善させる成分であり、その含有率は0.5〜5wt%である。Al2O3の含有率が0.5wt%よりも低くなると、ガラスの化学的耐久性が悪くなる。一方、Al2O3の含有率が5wt%よりも高くなると、ガラスの粘度が高くなって当該ガラスの溶融性が悪くなりガラスバルブに脈理が発生する。
B2O3は、ガラスの溶融性の向上および粘度調整のための成分であり、その含有率は0〜5wt%である。B2O3の含有率が5wt%よりも高くなると、ガラスの化学的耐久性が悪くなるとともに、ガラスの膨張係数が小さくなり過ぎて電極の封着性が悪くなる。
B2O3は、ガラスの溶融性の向上および粘度調整のための成分であり、その含有率は0〜5wt%である。B2O3の含有率が5wt%よりも高くなると、ガラスの化学的耐久性が悪くなるとともに、ガラスの膨張係数が小さくなり過ぎて電極の封着性が悪くなる。
Na2Oは、ガラスの溶融性を向上させるための必須の成分であり、その含有率は2〜15wt%である。Na2Oの含有率が2wt%よりも低くなると、ガラスの粘度が高くなって当該ガラスの溶融性が悪くなる。一方、Na2Oの含有率が15wt%よりも高くなると、ガラスの化学的耐久性が悪くなる。
Li2Oは、Na2Oと混合させることによってガラスの化学耐久性や電気絶縁性を向上させる効果(以下、混合アルカリ効果)を得るための成分であり、その含有率は0〜5wt%である。Li2Oの含有率が5wt%よりも高くなると、コスト高になってしまうとともに、ガラスの膨張係数が大きくなり過ぎて電極の封着性が悪くなる。
Li2Oは、Na2Oと混合させることによってガラスの化学耐久性や電気絶縁性を向上させる効果(以下、混合アルカリ効果)を得るための成分であり、その含有率は0〜5wt%である。Li2Oの含有率が5wt%よりも高くなると、コスト高になってしまうとともに、ガラスの膨張係数が大きくなり過ぎて電極の封着性が悪くなる。
K2Oは、前記混合アルカリ効果を得るための必須成分であり、その含有率は1〜15wt%である。K2Oの含有率が1wt%よりも低くなると、混合アルカリ効果を得ることができない。一方、K2Oの含有率が15wt%よりも高くなると、ガラスの膨張係数が大きくなり過ぎて電極の封着性が悪くなる。
アルカリ金属であるNa2O、Li2OおよびK2Oは、既述したように、それらの内の2種もしくは3種類を混合させることによって混合アルカリ効果を得ることができる成分であり、その含有率の合計は3〜25wt%である。Na2O、Li2OおよびK2Oの含有率の合計が3wt%よりも低くなると、ガラスの粘度が高くなって当該ガラスの溶融性が悪くなる。一方、Na2O、Li2OおよびK2Oの含有率の合計が25wt%よりも高くなると、ガラスの膨張係数が大きくなり過ぎて電極の封着性が悪くなるとともに、ガラスの化学耐久性が悪くなる。
アルカリ金属であるNa2O、Li2OおよびK2Oは、既述したように、それらの内の2種もしくは3種類を混合させることによって混合アルカリ効果を得ることができる成分であり、その含有率の合計は3〜25wt%である。Na2O、Li2OおよびK2Oの含有率の合計が3wt%よりも低くなると、ガラスの粘度が高くなって当該ガラスの溶融性が悪くなる。一方、Na2O、Li2OおよびK2Oの含有率の合計が25wt%よりも高くなると、ガラスの膨張係数が大きくなり過ぎて電極の封着性が悪くなるとともに、ガラスの化学耐久性が悪くなる。
Na2OとLi2Oとの重量比は、Na2Oが1に対してLi2Oが0.05よりも小さいと、電気絶縁性が悪くなる。一方、Na2Oが1に対してLi2Oが0.7よりも大きくても、電気絶縁性が悪くなる。
Na2OとK2Oとの重量比は、Na2Oが1に対してK2Oが0.4よりも小さいと、電気絶縁性が悪くなる。一方、Na2Oが1に対してK2Oが1.3よりも大きくても、電気絶縁性が悪くなる。
Na2OとK2Oとの重量比は、Na2Oが1に対してK2Oが0.4よりも小さいと、電気絶縁性が悪くなる。一方、Na2Oが1に対してK2Oが1.3よりも大きくても、電気絶縁性が悪くなる。
MgOは、ガラスの二次加工性および電気絶縁性を向上させるための必須成分であり、その含有率は0.1〜10wt%である。MgOの含有率が0.1wt%よりも低くなると、ガラスの溶融性が悪くなる。一方、MgOの含有率が10wt%よりも高くなると、ガラスが結晶化してしまう虞がある。
CaOは、ガラスの二次加工性および電気絶縁性を向上させるための必須成分であり、その含有率は0.1〜10wt%である。CaOの含有率が0.1wt%よりも低くなると、ガラスの溶融性が悪くなる。一方、CaOの含有率が10wt%よりも高くなると、ガラスが結晶化してしまう虞がある。
CaOは、ガラスの二次加工性および電気絶縁性を向上させるための必須成分であり、その含有率は0.1〜10wt%である。CaOの含有率が0.1wt%よりも低くなると、ガラスの溶融性が悪くなる。一方、CaOの含有率が10wt%よりも高くなると、ガラスが結晶化してしまう虞がある。
ZnOは、ガラスの二次加工性および電気絶縁性を向上させるための成分であり、その含有率は0〜5wt%である。ZnOの含有率が5wt%よりも高くなると、ガラスが結晶化してしまう虞がある。
MgO、CaO、SrO、BaOおよびZnOは、その含有率の合計が1wt%よりも低くなると、ガラスの二次加工性および電気絶縁性を向上させることができない。一方、MgO、CaO、SrO、BaOおよびZnOの含有率が20wt%よりも高くなると、ガラスが結晶化してしまう虞がある。
MgO、CaO、SrO、BaOおよびZnOは、その含有率の合計が1wt%よりも低くなると、ガラスの二次加工性および電気絶縁性を向上させることができない。一方、MgO、CaO、SrO、BaOおよびZnOの含有率が20wt%よりも高くなると、ガラスが結晶化してしまう虞がある。
Sb2O3は、溶融時のガラスを清澄させる効果を有し、スジ不良や泡不良などによる一次加工の歩留まり悪化を防止するための成分であって、その含有率は0〜1wt%である。Sb2O3の含有率が1wt%よりも高くなると、ガラスに着色が発生してランプ用ガラスとして不向きになる。
CeO2は、溶融時のガラスを清澄させる効果を有するとともに、紫外線カット効果を有する成分であって、その含有率は0〜1wt%である。CeO2の含有率が1wt%よりも高くなると、ガラス着色が発生してランプ用ガラスとして不向きになる。
CeO2は、溶融時のガラスを清澄させる効果を有するとともに、紫外線カット効果を有する成分であって、その含有率は0〜1wt%である。CeO2の含有率が1wt%よりも高くなると、ガラス着色が発生してランプ用ガラスとして不向きになる。
なお、CeO2とSb2O3は、共存するとガラスの着色が顕著になるため、どちらか一方のみを含有していることが好ましい。
SrOおよびBaOは、ガラスの電気絶縁性を高める効果を有する成分であり、この効果は、Sr(ストロンチウム)およびBa(バリウム)の原子半径が大きいことによる。しかし、上述の通り、SrOおよびBaOは高価な原料であるため、その含有率が高くなるほどガラスのコストが高くなってしまう。また、上述の通り、SrOおよびBaOの含有率が高くなると、ガラスの一次加工性が悪くなる。したがって、SrOおよびBaOの含有率は、ガラスの電気絶縁性を確保できる範囲内においてなるべく低いことが望ましく、SrOおよびBaOの含有率の合計が4wt%よりも低い場合に、顕著な低コスト化および一次加工性向上の効果を得ることができる。
SrOおよびBaOは、ガラスの電気絶縁性を高める効果を有する成分であり、この効果は、Sr(ストロンチウム)およびBa(バリウム)の原子半径が大きいことによる。しかし、上述の通り、SrOおよびBaOは高価な原料であるため、その含有率が高くなるほどガラスのコストが高くなってしまう。また、上述の通り、SrOおよびBaOの含有率が高くなると、ガラスの一次加工性が悪くなる。したがって、SrOおよびBaOの含有率は、ガラスの電気絶縁性を確保できる範囲内においてなるべく低いことが望ましく、SrOおよびBaOの含有率の合計が4wt%よりも低い場合に、顕著な低コスト化および一次加工性向上の効果を得ることができる。
特に、SrOおよびBaOの含有率の合計が0wt%の場合は、低コスト化および一次加工性向上の効果がより顕著であるとともに、ガラス製造の設備面において原料サイロを2基減らすことができる。加えて、SrOおよびBaOのいずれかの含有率が0wt%である場合にも、低コスト化と一次加工性向上の効果を得ることができ、前記原料サイロを1基減らすことができる。
従来においては、SrOおよびBaOの合計の含有率が4wt%よりも低くなると、ランプ用ガラスに必要な電気絶縁性を確保することができなかった。しかし、本発明では、Na2OとLi2Oとの重量比を1:0.05〜1:0.7とし、かつ、Na2OとK2Oとの重量比を1:0.4〜1:1.3とすることによって、SrOおよびBaOの含有率の合計が4wt%よりも低くなってもガラスバルブに必要な電気絶縁性を確保することができる。
本発明のランプ用ガラス組成物の特定の局面では、250℃における体積抵抗率ρが108.5Ω・cm以上であることを特徴とする。
本発明のランプ用ガラス組成物の他の特定の局面では、30〜380℃の温度範囲における膨張係数が90〜98×10-7/Kの範囲内であることを特徴とする。
また、本発明のランプは、上記のガラス組成物から形成されたガラスバルブを備えていることを特徴とする。
本発明のランプ用ガラス組成物の他の特定の局面では、30〜380℃の温度範囲における膨張係数が90〜98×10-7/Kの範囲内であることを特徴とする。
また、本発明のランプは、上記のガラス組成物から形成されたガラスバルブを備えていることを特徴とする。
本発明のランプ用ガラス組成物は、SrOおよびBaOの含有率が低いため低コストであるとともに、ガラスバルブの作製する際の一次加工における歩留まりが良い。したがって、ランプの製造コストを低くすることができる。そして、当該ガラス組成物で作られたガラスは、鉛ガラスと同等の二次加工性および電気絶縁性を有するため、鉛ガラスの代替品として利用できる。
また、本発明のランプ用ガラス組成物を、250℃における体積抵抗率ρが108.5Ω・cm以上のガラス組成物とした場合、照明装置の回路のショートやガラスバルブの異常発熱などの生じない品質の高いランプを製造することができる。
さらに、本発明のランプ用ガラス組成物を、30〜380℃の温度範囲における膨張係数が90〜98×10-7/Kの範囲内のガラス組成物とした場合、電極のリード線においてフレアステムに封着される部分(ジュメット線の部分)と膨張係数が近似するため、当該電極の封着性が良くなり信頼性の高いランプを製造することができる。
さらに、本発明のランプ用ガラス組成物を、30〜380℃の温度範囲における膨張係数が90〜98×10-7/Kの範囲内のガラス組成物とした場合、電極のリード線においてフレアステムに封着される部分(ジュメット線の部分)と膨張係数が近似するため、当該電極の封着性が良くなり信頼性の高いランプを製造することができる。
本発明のランプは、上述のガラス組成物から形成されたガラスバルブを備えている。上述の通り当該ガラスバルブは低コストで製造することができるため、前記ランプも低コストで製造することができる。
(ランプの説明)
本発明の実施の形態に係る蛍光ランプについて、図1および図2に基づいて説明する。図1は、本実施の形態に係るランプを示す側面図であり、図2は、当該ランプの発光管の端部を示す拡大断面図である。
本発明の実施の形態に係るランプは、図1に示すように、コンパクト形蛍光ランプ1であって、発光管2と口金3とを備えている。発光管2は、複数のU字形ガラスバルブ4をブリッジ接合して形成した発光管本体5を備え、当該発光管本体5の端部には、図2に示すように、電極6を備えたフレアステム7が封着されている。
本発明の実施の形態に係る蛍光ランプについて、図1および図2に基づいて説明する。図1は、本実施の形態に係るランプを示す側面図であり、図2は、当該ランプの発光管の端部を示す拡大断面図である。
本発明の実施の形態に係るランプは、図1に示すように、コンパクト形蛍光ランプ1であって、発光管2と口金3とを備えている。発光管2は、複数のU字形ガラスバルブ4をブリッジ接合して形成した発光管本体5を備え、当該発光管本体5の端部には、図2に示すように、電極6を備えたフレアステム7が封着されている。
電極6は、フレアステム7を貫通する一対のリード線8と、それら一対のリード線8の一方の端部間に差し渡されるフィラメントコイル9とからなり、各リード線8は、フレアステム7に封着された部分8aがジュメット線(膨張係数:94×10-7/K)で形成されている。また、発光管本体5の内面には、三波長域発光の蛍光体(色温度5000K)層が形成されているとともに、当該発光管本体5の内部には、水銀および希ガスが封入されている。
(ガラス組成物の成分の説明)
上記ガラスバルブ4は、表1におけるNo.4〜No.10、および、表2におけるNo.15〜No.21に示すような成分のガラス組成物から形成されている。
(ガラス組成物の成分の説明)
上記ガラスバルブ4は、表1におけるNo.4〜No.10、および、表2におけるNo.15〜No.21に示すような成分のガラス組成物から形成されている。
SiO2:55〜80wt%、Al2O3:0.5〜5wt%、B2O3:0〜5wt%、Na2O:2〜15wt%、Li2O:0〜5wt%、K2O:1〜15wt%、Na2O、Li2OおよびK2Oの合計:3〜25wt%、MgO:0.1〜10wt%、CaO:0.1〜10wt%、ZnO:0〜5wt%、MgO、CaO、SrO、BaOおよびZnOの合計:1〜20wt%、Sb2O3:0〜1wt%、CeO2:0〜1wt%。
なお、必要に応じて少量のFe2O3(酸化鉄)、酸化チタンTiO2(酸化チタン)、ZrO(酸化ジルコニウム)或いはSnO2(酸化錫)を加えても良いことを確認している。
(実験の説明)
(実験1:Na2OとLi2Oの重量比についての検討)
表1に示すように、Na2OとLi2Oの重量比を種々変更したNo.1〜No.11のガラスを作製し、当該ガラスについて種々評価をおこなった。具体的には、電気絶縁性、原料費に基づくコスト、溶融ガラスから直管状ガラスバルブを作製する一次加工における加工性、および、ガラスが熱によって膨張する度合いを表した膨張係数を評価することによって、Na2OとLi2Oの重量比がガラスの特性に与える影響について評価した。
(実験の説明)
(実験1:Na2OとLi2Oの重量比についての検討)
表1に示すように、Na2OとLi2Oの重量比を種々変更したNo.1〜No.11のガラスを作製し、当該ガラスについて種々評価をおこなった。具体的には、電気絶縁性、原料費に基づくコスト、溶融ガラスから直管状ガラスバルブを作製する一次加工における加工性、および、ガラスが熱によって膨張する度合いを表した膨張係数を評価することによって、Na2OとLi2Oの重量比がガラスの特性に与える影響について評価した。
No.1およびNo.2のガラスは、従来のSrOおよびBaOが多量に含有されたガラスである。No.3〜No.11のガラスは、SrOとBaOの合計含有率が4wt%よりも低いガラスである。
電気絶縁性は、体積抵抗率ρを測定して評価した。測定用試料としては、ガラスを直径25mm、高さ約4mmの円盤状に成形し、当該成型品の一方の主面に銀ペーストを用いて直径10mmの電極面を形成し、他方の主面に同じく銀ペーストを用いて直径10mm以上の電極面を形成したものを用いた。体積抵抗率ρは、各測定用試料を、250℃に保たれた炉の中に入れ、両電極面にそれぞれリード線を接続して、デジタル絶縁計(東亜電波工業(株)製、型番DSM−8103)で測定した。
電気絶縁性は、体積抵抗率ρを測定して評価した。測定用試料としては、ガラスを直径25mm、高さ約4mmの円盤状に成形し、当該成型品の一方の主面に銀ペーストを用いて直径10mmの電極面を形成し、他方の主面に同じく銀ペーストを用いて直径10mm以上の電極面を形成したものを用いた。体積抵抗率ρは、各測定用試料を、250℃に保たれた炉の中に入れ、両電極面にそれぞれリード線を接続して、デジタル絶縁計(東亜電波工業(株)製、型番DSM−8103)で測定した。
なお、蛍光ランプ用ガラスバルブ4のガラスとしては、250℃における体積抵抗率ρが108.5Ω・cm以上であることが望ましく、体積抵抗率ρが108.5Ω・cm以上の場合に電気絶縁性が良いと評価できる。
コストは、No.1のガラスのコストを100とした場合における相対値を算出することにより数値化した。
コストは、No.1のガラスのコストを100とした場合における相対値を算出することにより数値化した。
一次加工性は、ガラスバルブを作製する際にスジ不良が発生する頻度で評価した。具体的には、品種切替え時にスジ不良が発生する頻度がガラスバルブの生産性に影響を与える虞のない程度である場合を「○」、生産性に影響を与えうる場合を「×」として評価した。
膨張係数は、熱機械分析装置(株式会社リガク製 TAS300 TMA8140C)を用いて測定した。測定用試料として、ガラスを直径5mm、高さ10mmの円柱状に成形し、当該測定用試料の平均線膨張係数を、熱機械分析装置にて、圧縮荷重法(JIS R 3102)により、30〜380℃の温度範囲において測定した。
膨張係数は、熱機械分析装置(株式会社リガク製 TAS300 TMA8140C)を用いて測定した。測定用試料として、ガラスを直径5mm、高さ10mmの円柱状に成形し、当該測定用試料の平均線膨張係数を、熱機械分析装置にて、圧縮荷重法(JIS R 3102)により、30〜380℃の温度範囲において測定した。
表1に示すように、Na2Oが1に対してLi2Oが0.02であるNo.3のガラスは、体積抵抗率ρが107.8Ω・cmであり電気絶縁性が悪かった。
Na2Oが1に対してLi2Oが0.77であるNo.11のガラスは、体積抵抗率ρが107.9Ω・cm以下であり電気絶縁性が悪かった。また、No.11のガラスは、コストの相対値が113であり、従来のガラスであるNo.1およびNo.2のガラスよりも高コストであった。なお、No.11のガラスが高コストになるのは、高価な原料であるLi2Oを多量に含有しているからである。さらに、No.11のガラスは、膨張係数が99×10-7/Kであり、電極の封着性も悪かった。
Na2Oが1に対してLi2Oが0.77であるNo.11のガラスは、体積抵抗率ρが107.9Ω・cm以下であり電気絶縁性が悪かった。また、No.11のガラスは、コストの相対値が113であり、従来のガラスであるNo.1およびNo.2のガラスよりも高コストであった。なお、No.11のガラスが高コストになるのは、高価な原料であるLi2Oを多量に含有しているからである。さらに、No.11のガラスは、膨張係数が99×10-7/Kであり、電極の封着性も悪かった。
一方、Na2Oが1に対してLi2Oが0.05〜0.7の範囲内であるNo.4〜No.10のガラスは、それぞれ体積抵抗率ρが108.5Ω・cm以上であり電気絶縁性が良かった。また、No.4〜No.10のガラスは、それぞれコストの相対値が100以下であり、従来のガラスであるNo.1およびNo.2のガラスよりも低コストであった。特に、No.4のガラスは、コストの相対値が52であり、従来のガラスと比べて約半分のコストであった。さらに、No.4〜No.10のガラスは、スジ不良が発生しない一次加工性の高いガラスであるとともに、膨張係数がジュメット線の膨張係数の近似範囲内(90〜98×10-7/K)に収まる電極封着性の良いガラスであった。なお、表1には示していないが、No.4〜No.10のガラスは、二次加工性についても良好であった。
以上の結果から、Na2OとLi2Oの重量比は、1:0.05〜1:0.7の範囲内であることが好ましい。
(実験2:Na2OとK2Oの重量比についての検討)
表2に示すように、Na2OとK2Oの重量比を種々変更したNo.12〜No.22のガラスを作製し、各ガラスについて、電気絶縁性、コスト、一次加工性および膨張係数を評価することによって、Na2OとK2Oの重量比がガラスの特性に与える影響について評価した。
(実験2:Na2OとK2Oの重量比についての検討)
表2に示すように、Na2OとK2Oの重量比を種々変更したNo.12〜No.22のガラスを作製し、各ガラスについて、電気絶縁性、コスト、一次加工性および膨張係数を評価することによって、Na2OとK2Oの重量比がガラスの特性に与える影響について評価した。
No.12およびNo.13のガラスは、従来のSrOおよびBaOが多量に含有されたガラスである。No.14〜No.22のガラスは、SrOとBaOの合計含有率が4wt%よりも低いガラスである。
電気絶縁性、コスト、一次加工性および膨張係数の評価は、実験1と同様の方法で行った。
電気絶縁性、コスト、一次加工性および膨張係数の評価は、実験1と同様の方法で行った。
表2に示すように、Na2Oが1に対してK2Oが0.36であるNo.14のガラスは、体積抵抗率ρが107.4Ω・cmであり電気絶縁性が悪かった。また、No.14のガラスは、コストの相対値が106であり、従来のガラスであるNo.12のガラスよりも高コストであった。
Na2Oが1に対してK2Oが1.36であるNo.22のガラスは、体積抵抗率ρが108.2Ω・cmであり電気絶縁性が悪かった。また、No.22のガラスは、膨張係数が101.2×10-7/Kであり、電極の封着性が悪かった。
Na2Oが1に対してK2Oが1.36であるNo.22のガラスは、体積抵抗率ρが108.2Ω・cmであり電気絶縁性が悪かった。また、No.22のガラスは、膨張係数が101.2×10-7/Kであり、電極の封着性が悪かった。
一方、Na2Oが1に対してK2Oが0.4〜1.3の範囲内であるNo.15〜No.21のガラスは、それぞれ体積抵抗率ρが108.5Ω・cm以上であり電気絶縁性が良かった。また、No.15〜No.21のガラスは、それぞれコストの相対値が100以下であり、従来のガラスであるNo.12およびNo.13のガラスよりも低コストであった。さらに、No.15〜No.21のガラスは、スジ不良が発生しない一次加工性の高いガラスであるとともに、膨張係数がジュメット線の膨張係数の近似範囲内(90〜98×10-7/K)に収まる電極封着性の良いガラスであった。なお、表2には示していないが、No.15〜No.21のガラスは、二次加工性についても良好であった。
以上の結果から、Na2OとK2Oの重量比は、1:0.4〜1:1.3の範囲内であることが好ましい。
本発明のガラス組成物は、コンパクト形蛍光ランプ、環形蛍光ランプおよび直管形蛍光ランプなどの蛍光ランプや、蛍光ランプ以外の水銀蒸気放電ランプに利用可能できる。特に、屈曲したガラスバルブを備えたランプに適している。
1 コンパクト形蛍光ランプ
4 ガラスバルブ
4 ガラスバルブ
Claims (4)
- SiO2を55〜80wt%、Al2O3を0.5〜5wt%、B2O3を0〜5wt%、Na2Oを2〜15wt%、Li2Oを0〜5wt%、K2Oを1〜15wt%、Na2O、Li2OおよびK2Oを合計で3〜25wt%、MgOを0.1〜10wt%、CaOを0.1〜10wt%、ZnOを0〜5wt%、MgO、CaO、SrO、BaOおよびZnOを合計で1〜20wt%、Sb2O3を0〜1wt%、CeO2を0〜1wt%含有するランプ用ガラス組成物であって、
SrOおよびBaOを合計で4wt%よりも少なく含有するとともに、Na2OとLi2Oとの重量比が1:0.05〜1:0.7であり、かつ、Na2OとK2Oとの重量比が1:0.4〜1:1.3であることを特徴とするランプ用ガラス組成物。 - 250℃における体積抵抗率ρが108.5Ω・cm以上であることを特徴とする請求項1記載のランプ用ガラス組成物。
- 30〜380℃の温度範囲における膨張係数が90〜98×10-7/Kの範囲内であることを特徴とする請求項1または2に記載のランプ用ガラス組成物。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のガラス組成物から形成されたガラスバルブを備えていることを特徴とするランプ。
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