JP2639171B2

JP2639171B2 - 光拡散形管球

Info

Publication number: JP2639171B2
Application number: JP9631390A
Authority: JP
Inventors: 伸治犬飼; 哲岩沢
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1990-04-13
Filing date: 1990-04-13
Publication date: 1997-08-06
Anticipated expiration: 2012-08-06
Also published as: JPH03295149A

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、ガラスバルブの外表面にフッ素樹脂よりな
る防飛（防爆）皮膜を形成した光拡散タイプの管球に関
する。

（従来の技術）一般に、各種ランプにおいては透明タイプと光拡散タ
イプがあり、透明タイプのランプは輝度の高いシャープ
な光を出し、光拡散タイプは柔らかい感じの光を出すな
どの特質がある。

光拡散タイプのランプはバルブが光拡散作用をなすよ
うになっており、例えばバルブの内面もしくは外面にブ
ラスト加工面を形成して光拡散面を作るか、酸化珪素な
どからなる光拡散被膜をコーティングするか、またはバ
ルブの内面にけい光体被膜を形成して演色性を改善する
とともに光拡散作用を生じさせる等の手段が採用されて
いる。

一方、最近、高輝度放電灯（HID）の小形化が進み、
店舗等の屋内で使用するケースが多くなってきた。

高輝度放電灯を特に店舗等の屋内で使用する場合、万
が一外管バルブが破損した際にガラス破片が落下するこ
とは危険である。

すなわち、金属蒸気放電灯は外管に発光管を収容した
２重管構造となっており、外管の端部に取り付けた口金
を器具のソケットに装着して使用される。

この場合、一般的に口金を上向きとした垂直方向の姿
勢で点灯されることが多い。

このような放電灯においては、外管に外部から衝撃等
が加わったり、発光管が破裂するなどが原因して外管が
万が一破損した場合はガラス破片が飛散、落下する危険
があり、特に店舗等の屋内で使用する場合には危険が大
きい。

このような不具合を防止するため、外管の外表面にフ
ッ素樹脂をコーティングして防飛被膜を形成する手段が
採用されている。

外管の外表面をフッ素樹脂で被覆すれば、このフッ素
樹脂被膜が外管ガラスの機械的強度を向上させて破損を
防止し、また例え外管ガラスが破損しても、ガラス破片
の飛散や落下を阻止することができる。

しかし、放電灯を上記店舗等の陳列商品の照明に使用
する場合、ランプから放出される紫外線を無視すること
はできず、陳列商品を紫外線により退色させることがあ
る。

今後、さらに店舗では商品を照らす照度が高くなるも
のと考えられ、紫外線を抑止したランプの開発が必要と
考えられる。

このようなランプとして、従来、特開昭64−21855号
公報には、外管ガラスの外面に紫外線抑止剤を被覆する
技術が開示されている。

上記公報のものは、フッ素樹脂よりなる防飛被膜の下
塗り材としてのプライマー膜に酸化チタンからなる紫外
線抑止剤を混入させるものであった。

すなわち、外管ガラスの外面にフッ素樹脂よりなる防
飛被膜を形成する場合、まず外管ガラスの外面にプライ
マー膜を形成し、このプライマー膜の外面にフッ素樹脂
からなる防飛被膜を形成する構造が採用されており、プ
ライマー膜は防飛被膜のガラスに対する付着力を高める
ための接着作用のために塗布されている。

従来においては、このプライマー膜に酸化チタンから
なる粉末の紫外線抑止剤を混合させていた。

しかしながら、プライマー層に上記酸化チタンなどの
粉末を混合すると接着機能が低下し、フッ素樹脂よりな
る防飛被膜が剥離し易くなる。したがって、紫外線抑止
剤を多く混入することが出来ず、紫外線抑止作用が不充
分になる場合がある。

防飛被膜の結着力を高めるにはプライマー層の膜厚を
大きくすることが考えられが、プライマー層はこれ自身
に色が着いており、この膜厚を大きくすると着色のため
可視光の透過効率が低下する不具合がある。

（発明が解決しようとする課題）ところで、前述した光拡散タイプのランプで上記防飛
被膜を有し、かつ紫外線抑止機能を備えようとすると、
少なくともバルブの内面もしくは外面に光拡散面を作る
か光拡散被膜を形成するなどの表面処理が必要があり、
しかも防飛被膜を形成しなければならない。

しかしながら、このような複数の表面処理は、製造に
手間を要し、コスト高になる不具合がある。

本発明はこのような事情にもとづきなされたもので、
その目的とするところは、形成する被膜数が少なくて、
防爆作用と紫外線の放出抑止作用および光拡散作用を実
現でき、しかも被膜強度が大きくて剥離を防止すること
ができる光拡散形管球を提供しようとするものである。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、ガラスバルブの外表面に、紫外線抑制剤を
混入したフッ素樹脂の被膜を形成し、この紫外線抑制剤
の粒径をｄ（μｍ）、フッ素樹脂に対する紫外線抑制剤
の含有比率をＭ（重量％）、フッ素樹脂の膜厚をｔ（μ
ｍ）とした場合、ｄ≦0.1（μｍ）、 300≦Ｍ×ｔ≦500 としたことを特徴とする。

（作用）本発明によれば、ガラスバルブの外表面に紫外線抑制
剤を混入したフッ素樹脂の被膜を形成し、この紫外線抑
制剤の粒径およびフッ素樹脂に対する紫外線抑制剤の含
有量を規制したので、フッ素樹脂被膜が防飛膜となり、
紫外線抑制剤が紫外線をカットし、かつこの紫外線抑制
剤を多量に混合したのでこの紫外線抑制剤が光拡散作用
を生じ、したがって１個の被膜で防爆作用と紫外線の放
出抑止作用および光拡散作用の３者を同時に実現でき
る。

（実施例）以下、本発明について、図面に示す一実施例にもとづ
き説明する。

図面は本発明を250Wのメタルハライドランプに適用し
た場合の例を示し、図において１はメタルハライドラン
プの外管バルブであり、硬質ガラスにより形成されてい
る。この外管１は中央部に膨出部を有するとともに、図
示下部に小径なトップ部２および図示上部に小径なネッ
ク部を３を有し、いわゆるBT形に形成されている。

ネック部３の上端部には口金４が固定されており、こ
の口金４を図示しない器具側のソケットにねじ込んで使
用される。

上記外管１内には石英ガラスなどからなる発光管５が
収容されており、この発光管５の両端内部には電極６、
６が封装されている。なお発光管５内には、所定量の水
銀と、ScとNaのよう化物などのようなハロゲン化金属お
よび始動用希ガスが封入されている。

発光管５の両端は絶縁性ホルダー７、７を介してサポ
ートワイヤ８、８に支持されている。

一方のサポートワイヤ８は、弾性体９を介して上記外
管１のトップ部２に係止されており、他方のサポートワ
イヤ８はステム10に突設したリード線11aに溶接されて
いる。

一方の電極６は給電線12を介して上記ステム10に突設
した他のリード線11bに接続されており、他方の電極６
は上記他方のサポートワイヤ８に接続されている。

上記リード線11aおよび11bは口金４のシェルおよび外
部端子に接続されている。

そして、外管ガラス１の外表面には、全面に亘りフッ
素樹脂よりなる被膜13が形成されている。

この場合、まず外管ガラス１の外表面にプライマー層
14を形成し、このプライマー層14の外側にフッ素樹脂よ
りなる防飛用の被膜13が形成されている。

上記フッ素樹脂被膜13は外管１の外表面全面に亘り膜
厚ｔが100〜300μｍ、例えば200μｍ程度に形成されて
いる。

このフッ素樹脂被膜13には、酸化チタン（TiO₂）およ
び酸化亜鉛（ZnO）の少なくも１種からなる紫外線抑制
剤を混合してある。

本実施例の場合、平均粒径ｄが0.1μｍ以下、例えば
0.02〜0.04μｍ程の酸化チタン粉末と酸化亜鉛粉末をそ
れぞれ50％つづ混ぜ合わせ、これをフッ素樹脂に対して
混合比率Ｍが1.00〜5.00重量％、具体的には２重量％程
度の割合で混在させてある。

なお、この場合、フッ素樹脂を粉末にし、これに上記
酸化チタン粉末と酸化亜鉛粉末をそれぞれ上記の割合で
混合し、このような混合粉末を、予めプライマー層14を
形成してある外管ガラス１の該プライマー層14の外面に
静電塗装方法で塗布し、これを例えば350℃で焼成する
ことによりフッ素樹脂被膜13を作ることができる。

このような構成によれば、外管バルブ１の外表面にフ
ッ素樹脂の被膜13を形成してあるから、このフッ素樹脂
被膜13が外管バルブ１の機械的強度を向上させて破損を
防止し、また例え外管バルブ１が破損しても、ガラス破
片の飛散や落下を阻止することができる。

また、上記フッ素樹脂被膜13に酸化チタンおよび酸化
亜鉛の少なくとも１種からなる紫外線抑制剤を混在させ
たので、これら紫外線抑制剤が紫外線の透過を規制す
る。

このため、このランプを店舗等の陳列商品の照明に使
用した場合、このランプから出る紫外線の量を低減する
ことができ、陳列商品の紫外線による退色を防止するこ
とができる。

しかも、紫外線抑制剤は、プライマー層14を避けてフ
ッ素樹脂被膜13に混合したので、プライマー層14による
結着力に影響を及ぼすことがなく、プライマー層14は格
別に膜厚を厚くする必要がなく、本来の付着強度を維持
し、フッ素樹脂被膜13の剥れを防止することができる。

また、紫外線抑制剤の混合量を多くしてあるので、フ
ッ素樹脂被膜13が白濁色になり光拡散作用を生じる。

つまり、紫外線抑制作用のみであれば紫外線抑制剤の
混合量を少なくしてもよいが、この場合は光の透過性が
良くてクリアランプとなる。これに対し紫外線抑制剤の
混合量を多くすると、この紫外線抑制剤の粉末が光を拡
散させる働きをなし、被膜13が白濁色になって光拡散作
用を生じることになる。

次に、フッ素樹脂被膜中における紫外線抑制剤の含有
量について調べた結果を説明する。

ここでフッ素樹脂被膜中における紫外線抑制剤の含有
量は、フッ素樹脂粉末に対す紫外線抑制剤の混合比Ｍ
（重量％）×被膜13の膜厚ｔ（μｍ）で定義され、結局
紫外線抑制剤の絶対含有量として示される。

第２図は、上記紫外線抑制剤の含有量（Ｍ×ｔ）と、
波長280〜315nm領域の紫外線UVBの放射量との関係を測
定した結果の特性図である。

紫外線放射量は、紫外線抑制剤を混ぜることにより急
激に減少する。

前記実施例の場合、フッ素樹脂に対する紫外線抑制剤
の混合割合Ｍは２重量％であり、膜厚を200μｍとした
場合、紫外線抑制剤の含有量は400（重量％×μｍ）と
なり、紫外線抑制剤を混合しないフッ素樹脂のみの被膜
の場合に比べて紫外線放射割合が1/100以下になること
が確認された。

そして、商品の退色防止などのような紫外線抑制効果
は、紫外線UVB量を略1/2に抑止すればその効果が得られ
ると考えられ、このため紫外線抑制剤の含有量を５（重
量％×μｍ）以上にすれば目的を達成することができ
る。

また、第３図は、紫外線抑制剤の含有量と全光束（明
るさ）との関係を測定した結果の特性図である。

この実験結果から、紫外線抑制剤の含有量（Ｍ×ｔ）
を多くしていくと光束は次第に低下する。これは紫外線
抑制剤が可視光を吸収するためである。

そして、紫外線抑制剤の含有量が300（重量％×μ
ｍ）未満の場合は光束が90％以上と明るいが、この場合
はクリアなランプとなるので好ましくない。

紫外線抑制剤の含有量が300（重量％×μｍ）以上に
なると、被膜13が外観上からも白くなり、光拡散作用が
発生する。このため光拡散形ランプとして有効になり、
柔らかな光を放出し、器具と組合わせた場合に配光特性
の調整が容易になる。

そして、第３図より、紫外線抑制剤の含有量が500
（重量％×μｍ）を超えると光束が80％以下に低下し、
実用的でなくなる。

さらに、紫外線抑制剤粉末の粒径は、平均粒径ｄが0.
1μｍ以下とするのが望まい。

平均粒径ｄが0.1μｍを超えると、紫外線抑止機能が
低下するとともに、可視光透過率が大幅に低下する。

このようなことから、紫外線抑制剤粉末の平均粒径ｄ
は、ｄ≦0.1μｍ紫外線抑制剤の含有量（Ｍ×ｔ）は、 300≦Ｍ×ｔ≦500 の範囲に規制すればよいことが判かる。

なお、フッ素樹脂粉末の粒径と、紫外線抑制剤の粉末
の粒径との関係は、（紫外線抑制剤の粉末の粒径／フッ素樹脂粉末の粒径） ×100≦１（％）とするのが望ましい。

上記粉末の大きさ比率が１％を超えると、フッ素樹脂
被膜中の紫外線抑制剤の分散が悪くなり、被膜の一部で
紫外線抑止作用が低下し、つまり被膜全体に亘り紫外線
抑制作用のばらつきが発生する場合がある。

また、第４図は、紫外線抑制剤の含有量と、フッ素樹
脂被膜13の引っ張り強さとの関係を測定した結果の特性
図である。

この実験結果から、紫外線抑制剤の含有量を多くして
いくとフッ素樹脂被膜13の引っ張り強さが次第に向上す
る。したがって、膜厚が同一であれば紫外線抑制剤の含
有量を増すことによりガラス破片の飛散防止効果を増す
ことができる。また、逆に紫外線抑制剤を混合すること
により従来と同等の引っ張り強さであれば、膜厚を制限
して材料費の高いフッ素樹脂の使用量を節約することが
できる。

なお、上記実施例では紫外線抑制剤として、酸化チタ
ンと酸化亜鉛を同等量混合したが、可視光の透過率を高
く要求する場合は酸化亜鉛のみ、または酸化亜鉛を相対
的に多くし、また紫外線の抑止作用を高く要求する場合
は酸化チタンのみ、または酸化チタンを相対的に多くし
てもよい。

また、紫外線抑制剤は、酸化チタンと酸化亜鉛に限ら
ず、他の紫外線抑制剤であってもよい。

さらに、本発明はメタルハライドランプに制約される
ものではなく、その他２重管構造の水銀ランプや高圧ナ
トリウムランプなどの外管ガラスにも適用でき、また紫
外線を放出するランプとして、ハロゲン白熱電球に実施
しても同様の効果がある。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、フッ素樹脂の被
膜に紫外線抑制剤を混合し、しかも紫外線抑制剤の粒径
およびフッ素樹脂に対する紫外線抑制剤の含有量を規制
したので、フッ素樹脂被膜が防飛作用を果たし、紫外線
抑制剤が紫外線をカットするとともに光拡散作用をな
し、したがって格別な光拡散面や膜が不要で、１つの被
膜で３者の機能を奏することができる。このため、被膜
の数が少なく、表面処理が少なくてすみ、製造が容易で
コスト安が可能になる。しかもフッ素樹脂被膜の結着強
度を低下させることがなく、バルブの防飛性能を高く維
持して破片の落下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図はメタルハライ
ドランプの正面図、第２図は紫外線抑制剤の含有量と紫
外線放射量の関係を示す特性図、第３図は紫外線抑制剤
の含有量と全光束との関係を示す特性図、第４図は紫外
線抑制剤の含有量とフッ素樹脂被膜の引っ張り強さの関
係を示す特性図である。１……外管、３……ネック部、４……口金、５……発光
管、６……電極、８……サポートワイヤ、13……フッ素
樹脂被膜、14……プライマー層。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラスバルブの外表面に紫外線抑制剤を混
入したフッ素樹脂よりなる被膜を形成し、上記紫外線抑
制剤の粒径をｄ（μｍ）、フッ素樹脂に対する紫外線抑
制剤の含有比率をＭ（重量％）、フッ素樹脂の膜厚をｔ
（μｍ）とした場合、ｄ≦0.1（μｍ）、 300≦Ｍ×ｔ≦500 としたことを特徴とする光拡散形管球。