JP3368982B2 - 高負荷蛍光ランプ - Google Patents
高負荷蛍光ランプInfo
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Description
銀蒸気放電ランプに関し、詳しくは蛍光層にホウ酸スト
ロンチウム蛍光体を有し、陽光柱放電により消費される
電力が該蛍光層の単位面積あたり500W/m2以上で
ある高負荷蛍光ランプに関する。 【0002】 【従来の技術】一般に、350nm付近の近紫外線を主
成分とする紫外線を放射する蛍光体を使用した蛍光ラン
プはブラックライト蛍光ランプと呼ばれ、舞台照明、鉱
物や宝石等の鑑別、或いは計器類の照明等の幅広い用途
に用いられる。このブラックライト蛍光ランプに用いら
れる蛍光体としては2価のEu付活のホウ酸ストロンチ
ウム蛍光体(以下ホウ酸ストロンチウム蛍光体と称す)
が優れていることが知られ実用されている。 【0003】近年の傾向として、一般照明用の蛍光ラン
プのみならずこのような紫外線を放射する蛍光ランプに
おいても、ランプのコンパクト化、或いはスリム化が進
行し、そのことがこの種のランプの新たな用途にも連関
するという活発な動きがある。このことは蛍光ランプの
管壁負荷が大きくなり、蛍光ランプのガラス管内面の蛍
光体層に加わる負荷が増大することを意味する。 【0004】陽光柱放電により消費される電力が蛍光層
の単位面積あたり500W/m2以上である高負荷蛍光
ランプは、通常の蛍光ランプに比較し、励起された水銀
原子及び水銀イオンの密度が大きくなり、これらが蛍光
体表面の結晶を破壊し、蛍光層を黒化し長期にわたりラ
ンプ出力を著しく低下させる。ホウ酸ストロンチウム蛍
光体においても、高負荷条件においてはこのような劣化
要因が支配し、経時的な紫外線放射の低下が著しく、近
紫外線励起の高負荷蛍光ランプの実用化を大きく妨げて
いた。 【0005】また、一般に蛍光ランプは水銀及び1種以
上の希ガスが充填されており、放電により紫外線が発生
し、この紫外線の大半は254nmで、わずかに185
nmの波長の紫外線を有しているが、高負荷蛍光ランプ
では、この185nmの波長の紫外線が発生する割合が
大きくなる。185nmの放射に蛍光体をさらすこと
は、非常に短時間であっても一般に蛍光物質の発光に有
害な影響を及ぼすことが知られている。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は陽光柱放電により消費される電力が蛍光層の単位面積
あたり500W/m2以上である高負荷蛍光ランプに対
し、ホウ酸ストロンチウム蛍光体を改良することにより
優れた維持率を有する近紫外線放射の高負荷蛍光ランプ
を提供することにある。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明者はホウ酸ストロ
ンチウム蛍光体を高負荷蛍光ランプに適用することを目
的として鋭意研究した結果、希土類元素の内La,Y,
及びGdを特定量ホウ酸ストロンチウム蛍光体に含有さ
せることにより、その維持率が改善できることを新たに
見いだした。 【0008】即ち、本発明の高負荷蛍光ランプは、動作
中の陽光柱放電により消費される電力が蛍光層の単位面
積あたり500W/m2以上である高負荷蛍光ランプに
おいて、蛍光層が(Sr,Eu)B4O7で表現されるホ
ウ酸ストロンチウム蛍光体を具備し、そのホウ酸ストロ
ンチウム蛍光体は原料に希土類元素のLa,Y,及びG
dの内の1種を含む化合物を混合し焼成して得られるホ
ウ酸ストロンチウム蛍光体であって、前記希土類元素の
含有量が蛍光体に対し10ppm以上、5000ppm
以下であることを特徴とする。 【0009】また、希土類元素の範囲は100ppm以
上、2000ppm以下の範囲に調製されることが好ま
しい。 【0010】希土類元素のLa,Y,及びGdの内の少
なくとも一種をホウ酸ストロンチウム蛍光体に含有させ
る方法としては、ホウ酸ストロンチウム蛍光体の焼成前
の必要成分を混合した原料(以下原料生粉と称す)に、
希土類元素のLa,Y,及びGdの内の少なくとも一種
を含む化合物を混合し、800℃以上の還元雰囲気下で
焼成する方法、あるいは既に焼成された蛍光体に、希土
類化合物を混合し、500℃以上の温度で再焼成する方
法のいずれでも得られる。希土類元素の化合物としては
酸化物が最適であり、硝酸塩、ハロゲン化物も有効であ
る。また、酢酸塩のような有機酸塩であっても使用でき
るが、加熱分解するのに長時間を要するものは適当でな
い。 【0011】 【作用】上記したように、ホウ酸ストロンチウム蛍光体
に希土類元素を含有させることにより、高負荷蛍光ラン
プに適用できるようになった理由は、La,Y,及びG
dの内の少なくとも1種を含有することにより、蛍光ラ
ンプ中の主劣化要因である水銀イオンプラズマの攻撃に
対し劣化しにくくなったことと推定できる。 【0012】La,Y,及びGdの内の少なくとも1種
の最適含有量について試験したところ、10ppm以
上、5000ppm以下の範囲に改善の効果がある。な
ぜなら、10ppm未満では希土類元素の含有の効果が
なくなり、また、5000ppmより多いと、キラーと
しての挙動を示し、初光束が大幅に低下し実用的でない
からだ。また、希土類元素は100ppm以上で劣化改
善の効果が大きく、2000ppm以下で初出力の低下
が少なく、従ってこの範囲に調製することが好ましい。 【0013】 【実施例】 [実施例1]SrOを680.0g、B2O3を110
0.0g、Eu2O3を17.6g、及びLa2O3を0.
007gをボールミルで十分混合し、得られた原料生粉
を石英ルツボに充填し、還元雰囲気下900℃で2時間
焼成する。得られた焼成品をクラッシャーで粗粉砕し、
更に湿式法で粉砕し、洗浄し、分離乾燥し、200メッ
シュの篩を通しホウ酸ストロンチウム蛍光体を得た。こ
の様にして得たホウ酸ストロンチウム蛍光体中のLaの
定量分析を行った結果11ppmであった。 【0014】ニトロセルロース/酢酸ブチル溶液に、ホ
ウ酸ストロンチウム蛍光体と、微粒子アルミナを結着剤
として蛍光体に対し1wt%を加え、十分に懸濁させ
る。得られた懸濁液を図1に示す外径20mmφ、長さ
55cmのガラス管2に塗布し、乾燥し蛍光層4を形成
した。この状態で、蛍光体の塗布量は1.5gであっ
た。次に、580℃の電気炉で10分間ベーキングし、
電極3を装着した後、排気等の通常の工程を経て、N
e,Ar,Krの混合ガス2Torr及び、水銀20m
gを封じ込み、口金1を取り付けて、本発明の高負荷蛍
光ランプを作製した。 【0015】この高負荷蛍光ランプを、管電流0.53
A,管電圧53.8V,管電力24.0Wの条件で作動
させた。この状態で本発明の高負荷蛍光ランプの管壁負
荷は計算により807W/m2であった。 【0016】[比較例1]La2O3を混合しない以外実
施例1と同じ方法で、ホウ酸ストロンチウム蛍光体を調
製し、同じ方法で高負荷蛍光ランプを製作し、同じ条件
で作動させ、管壁負荷807W/m2の高負荷蛍光ラン
プを得た。この高負荷蛍光ランプの点灯初期(0時間)
のランプ出力を100%とし、高負荷ランプの点灯時間
に対するランプ出力の経時変化の相対値%を調べ結果を
表1にまとめる。 【0017】 【表1】 【0018】実施例1の0時間のランプ出力について
は、比較例1の99%と寧ろ低下しているが、注目すべ
きは100時間後のランプ出力では、比較例が89%に
低下しているのに対し、実施例1では92%と逆転して
いる点である。蛍光ランプに於ける100時間値は、当
業界ではカタログ等に記載する初出力を意味し、即ち、
高負荷蛍光ランプの初出力を向上したことになる。 【0019】[実施例2]La2O3を0.68g混合す
る以外実施例1と同じ方法で、ホウ酸ストロンチウム蛍
光体を調製した。得られた蛍光体のLaの定量分析をす
ると985ppmであった。同じ方法で高負荷蛍光ラン
プを製作し、同じ条件で作動させ、管壁負荷800W/
m2の高負荷蛍光ランプを得た。100時間後の出力に
ついて比較すると、比較例1が89%であるのに対し、
94%と極めて高い。また、1000時間後の出力が、
比較例1が66%であるのに対し、81%と15%の大
差があり、維持率が著しく改善されている。注目すべき
は、Laの含有により0時間値は低下傾向にあるが、維
持率の改善がそれを越える点である。 【0020】[実施例3]La2O3を3.40g混合す
る以外実施例1と同じ方法で、ホウ酸ストロンチウム蛍
光体を調製した。得られた蛍光体のLaの定量分析をす
ると4980ppmであった。同じ方法で高負荷蛍光ラ
ンプを製作し、同じ条件で作動させ、管壁負荷807W
/m2の高負荷蛍光ランプを得た。100時間後の出力
については、91%と高く、また、1000時間後の出
力も71%と、維持率が改善されていることが分かる。
しかし、初出力及び維持率ともLa含量が1000pp
m程度のものより低下している。 【0021】[比較例2]La2O3を6.8g混合する
以外実施例1と同じ方法で、ホウ酸ストロンチウム蛍光
体を調製した。得られた蛍光体のLaの定量分析をする
と9690ppmであった。同じ方法で、高負荷蛍光ラ
ンプを製作し、同じ条件で作動させ、管壁負荷807W
/m2の高負荷蛍光ランプを得た。 【0022】[実施例4〜9]Y2O3をそれぞれ、0.
0074g、0.74g、及び3.7g、または、Gd
2O3をそれぞれ、0.0070g、0.67g、及び
3.35g混合する以外実施例1と同じ方法でホウ酸ス
トロンチウム蛍光体を調製した。得られた蛍光体のY、
またはGdの定量分析すると、Yがそれぞれ11pp
m、990ppm、及び5020ppm、Gdがそれぞ
れ11ppm、1030ppm、及び4900ppmで
あった。これらの蛍光体を用いた高負荷蛍光ランプの相
対出力値は表1に示すように、Y,Gdの含有の場合も
Laと同様、特定の濃度範囲で維持率改善に効果がある
ことがわかる。 【0023】[比較例2〜4]La2O3を6.8g、Y
2O3を7.4g、あるいはGd2O3を6.7g混合する
以外実施例1と同じ方法でホウ酸ストロンチウム蛍光体
を調製した。得られた蛍光体のLa、Y、またはGdの
定量分析をすると、それぞれ9690、10110pp
m、9830ppmであった。表1の比較例2に着目す
ると、100時間後の出力については88%、1000
時間後で62%とLaの含有による効果はみられない。
これは、Laの含有量が多すぎると、キラーとして作用
し、高負荷ランプの初出力及び維持率を低下してしまう
ためである。これはY,Gdについても同様である。 【0024】 【発明の効果】以上に述べたように、本発明においてホ
ウ酸ストロンチウム蛍光体の改良を行い、これを蛍光層
に適用することで高負荷蛍光ランプの維持率を大幅改善
できた。その結果として、近紫外線放射の実用可能な高
負荷蛍光ランプを提供することができた。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 陽光柱放電により消費される電力が蛍
光層の単位面積あたり500W/m2以上である高負荷
蛍光ランプにおいて、蛍光層が(Sr,Eu)B4O7で
表現されるホウ酸ストロンチウム蛍光体を具備し、その
ホウ酸ストロンチウム蛍光体は原料に希土類元素のL
a,Y,及びGdの内の1種を含む化合物を混合し焼成
して得られるホウ酸ストロンチウム蛍光体であって、前
記希土類元素の含有量がホウ酸ストロンチウム蛍光体に
対し10ppm以上、5000ppm以下であることを
特徴とする高負荷蛍光ランプ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10237194A JP3368982B2 (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | 高負荷蛍光ランプ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10237194A JP3368982B2 (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | 高負荷蛍光ランプ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07312206A JPH07312206A (ja) | 1995-11-28 |
JP3368982B2 true JP3368982B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=14325609
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10237194A Expired - Lifetime JP3368982B2 (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | 高負荷蛍光ランプ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3368982B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5084386B2 (ja) * | 2007-07-20 | 2012-11-28 | 株式会社東通研 | 紫外線硬化インキの硬化方法 |
-
1994
- 1994-05-17 JP JP10237194A patent/JP3368982B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07312206A (ja) | 1995-11-28 |
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