JP3396993B2 - 蛍光ランプおよび照明器具 - Google Patents
蛍光ランプおよび照明器具Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光触媒作用を有する被膜
を備えた低圧水銀蒸気放電ランプおよび照明装置に関す
る。
を備えた低圧水銀蒸気放電ランプおよび照明装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】たとえば住宅やオフィス、もしくは各種
の乗り物などの居住空間は、その密閉度が高くなってお
り、このような居住環境の空気を清浄化したり、消臭や
殺菌（減菌）などが課題となっている。そして、この対
応策として、光触媒による空気清浄化手段などの研究・
開発が知られている。すなわち、紫外線を放射する放電
灯、換言すると、放電によって紫外線を放射する水銀な
どを封有して成る放電灯の外周面（外表面）に、光触媒
作用を有する物質の（たとえば TiO2 …酸化チタン，チ
タニア）膜を一体的に設けた放電灯が知られている（特
開平1-169866号公報）。そして、この種の放電灯は、外
周面に設けた光触媒作用を有する物質膜が、放電灯内部
から放出（放射）される紫外線を受けると、脱臭などの
作用を呈し、周囲の臭いなど消すように作用する。つま
り、前記放電灯を設置した雰囲気では、その雰囲気中の
脱臭もしくは消臭、雰囲気中の有機成分の分解などが行
われる。
の乗り物などの居住空間は、その密閉度が高くなってお
り、このような居住環境の空気を清浄化したり、消臭や
殺菌（減菌）などが課題となっている。そして、この対
応策として、光触媒による空気清浄化手段などの研究・
開発が知られている。すなわち、紫外線を放射する放電
灯、換言すると、放電によって紫外線を放射する水銀な
どを封有して成る放電灯の外周面（外表面）に、光触媒
作用を有する物質の（たとえば TiO2 …酸化チタン，チ
タニア）膜を一体的に設けた放電灯が知られている（特
開平1-169866号公報）。そして、この種の放電灯は、外
周面に設けた光触媒作用を有する物質膜が、放電灯内部
から放出（放射）される紫外線を受けると、脱臭などの
作用を呈し、周囲の臭いなど消すように作用する。つま
り、前記放電灯を設置した雰囲気では、その雰囲気中の
脱臭もしくは消臭、雰囲気中の有機成分の分解などが行
われる。
【０００３】この点さらに説明すると、たとえば TiO2
は、約 3.0eVのバンドギャップ（禁制帯幅）を有する半
導体である。そして、前記バンドギャップよりも大きな
エネルネギーを有する波長 400nm以下の紫外線が照射さ
れると、 TiO2 に電子および電子の抜け穴（ホール）が
生じ、このホールの移動で、表面において電子移動反応
を起こす。このとき、ホールはバンドギャップ分のエネ
ルギーに相当する電子を引き抜く力（酸化力）を持って
いるため、このホールの酸化力によって、 TiO2 表面に
付着（もしくは接触）した物質を酸化させる作用を呈す
るといわれている。
は、約 3.0eVのバンドギャップ（禁制帯幅）を有する半
導体である。そして、前記バンドギャップよりも大きな
エネルネギーを有する波長 400nm以下の紫外線が照射さ
れると、 TiO2 に電子および電子の抜け穴（ホール）が
生じ、このホールの移動で、表面において電子移動反応
を起こす。このとき、ホールはバンドギャップ分のエネ
ルギーに相当する電子を引き抜く力（酸化力）を持って
いるため、このホールの酸化力によって、 TiO2 表面に
付着（もしくは接触）した物質を酸化させる作用を呈す
るといわれている。
【０００４】上記したように、 TiO2 は紫外線を受ける
と強い酸化力を呈するため、 TiO2表面に付着した物
質、たとえばアセトアルデヒド，メチルメルカプタン，
硫化水素，アンモニアなどの臭い発生物質の酸化・分解
を促す。したがって、大気汚染の防止，病院での空気中
の雑菌やばい菌などの殺菌、浄水場での排水処理などへ
の利用も試みられている。
と強い酸化力を呈するため、 TiO2表面に付着した物
質、たとえばアセトアルデヒド，メチルメルカプタン，
硫化水素，アンモニアなどの臭い発生物質の酸化・分解
を促す。したがって、大気汚染の防止，病院での空気中
の雑菌やばい菌などの殺菌、浄水場での排水処理などへ
の利用も試みられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記放
電灯は、陰極と陽極との間で発生した負グローを利用し
て水銀を電離および励起させ、この水銀から放出される
185nmおよび 254nmの紫外線を石英ガラス製バルブを透
過させ、外表面（外周面）に形成した TiO2 膜に照射す
るようになっている。そして、前記放電灯の構成では、
紫外線照射ランプの機能を奏するが、蛍光体層を備えて
いないために可視光をほとんど発生しない。 一方、一
般照明用の蛍光ランプの場合は、通常、放電ランプ外に
紫外線が放出されるのを、極力防止するように考慮され
ているが、水銀の輝線である 365nmの紫外線が僅かなが
ら放出されている。この放出される紫外線を利用し、一
般照明用の蛍光ランプ外表面に、 TiO2 などの光触媒作
用を有する膜を形設して、照明用光源としての機能に加
えて、蛍光ランプから放射される紫外線で TiO2 などを
励起し、光触媒作用を持たせることも可能と考えられ
る。しかし、一般照明用の蛍光ランプ外表面に、 TiO2
などの光触媒作用を有する膜を、たとえばジィピング法
など使用する常套的な手段で形設した場合、光触媒膜が
触媒作用を十分に呈しないことが往々ある。
電灯は、陰極と陽極との間で発生した負グローを利用し
て水銀を電離および励起させ、この水銀から放出される
185nmおよび 254nmの紫外線を石英ガラス製バルブを透
過させ、外表面（外周面）に形成した TiO2 膜に照射す
るようになっている。そして、前記放電灯の構成では、
紫外線照射ランプの機能を奏するが、蛍光体層を備えて
いないために可視光をほとんど発生しない。 一方、一
般照明用の蛍光ランプの場合は、通常、放電ランプ外に
紫外線が放出されるのを、極力防止するように考慮され
ているが、水銀の輝線である 365nmの紫外線が僅かなが
ら放出されている。この放出される紫外線を利用し、一
般照明用の蛍光ランプ外表面に、 TiO2 などの光触媒作
用を有する膜を形設して、照明用光源としての機能に加
えて、蛍光ランプから放射される紫外線で TiO2 などを
励起し、光触媒作用を持たせることも可能と考えられ
る。しかし、一般照明用の蛍光ランプ外表面に、 TiO2
などの光触媒作用を有する膜を、たとえばジィピング法
など使用する常套的な手段で形設した場合、光触媒膜が
触媒作用を十分に呈しないことが往々ある。
【０００６】本発明は、上記問題点を解決するもので、
所要の光触媒作用を十分に呈するとともに、一般照明用
光源としての機能をも備えた蛍光ランプ、および照明装
置の提供を目的とする。
所要の光触媒作用を十分に呈するとともに、一般照明用
光源としての機能をも備えた蛍光ランプ、および照明装
置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、内部
に水銀および希ガスが封入された透光性気密容器と、前
記透光性気密容器内に放電を発生させる電極手段と、蛍
光体スラリーを前記透光性気密容器の内部に流下させて
流下方向の膜厚が大きくなるような膜厚分布で前記透光
性気密容器の内壁面に形成され、かつ前記放電によって
生じる紫外線に励起されて発光する蛍光体層と、前記透
光性気密容器の外周面に設けられ、前記蛍光体層の膜厚
が小さく紫外線の放射量が多い部分に対応する領域の膜
厚を大きく、蛍光体層の膜厚が大きく紫外線の放射量の
少ない部分に対応する領域の膜厚を小さくなるようにジ
ィッピング法によって形成され、紫外線を受けて触媒作
用をする光触媒膜とを具備していることを特徴とする蛍
光ランプである。
に水銀および希ガスが封入された透光性気密容器と、前
記透光性気密容器内に放電を発生させる電極手段と、蛍
光体スラリーを前記透光性気密容器の内部に流下させて
流下方向の膜厚が大きくなるような膜厚分布で前記透光
性気密容器の内壁面に形成され、かつ前記放電によって
生じる紫外線に励起されて発光する蛍光体層と、前記透
光性気密容器の外周面に設けられ、前記蛍光体層の膜厚
が小さく紫外線の放射量が多い部分に対応する領域の膜
厚を大きく、蛍光体層の膜厚が大きく紫外線の放射量の
少ない部分に対応する領域の膜厚を小さくなるようにジ
ィッピング法によって形成され、紫外線を受けて触媒作
用をする光触媒膜とを具備していることを特徴とする蛍
光ランプである。
【０００８】前記蛍光ランプの電極手段は、透光性気密
容器内に設けられたもの、もしくは透光性気密容器外に
設けられた無電極形のどちらでもよい。また、放電ガス
に水銀および希ガスを混合したものを用いることができ
るが、放電によって紫外線を発生する物であればこれら
に限らない。
容器内に設けられたもの、もしくは透光性気密容器外に
設けられた無電極形のどちらでもよい。また、放電ガス
に水銀および希ガスを混合したものを用いることができ
るが、放電によって紫外線を発生する物であればこれら
に限らない。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】請求項２の発明は、光触媒膜が酸化チタン
もしくは酸化チタンを主成分として構成されていること
を特徴とする請求項１記載の蛍光ランプである。
もしくは酸化チタンを主成分として構成されていること
を特徴とする請求項１記載の蛍光ランプである。
【００１３】請求項３の発明は、器具本体と、前記器具
本体に着脱自在に装着された請求項１または２記載の蛍
光ランプとを備えた照明器具である。
本体に着脱自在に装着された請求項１または２記載の蛍
光ランプとを備えた照明器具である。
【００１４】本発明において、蛍光ランプは、一般的な
照明用蛍光ランプである。そして、その形状は直管型を
始め、たとえば環状，Ｕ字型，Ｗ−Ｕ字型などの曲管型
のいずれでもよい。
照明用蛍光ランプである。そして、その形状は直管型を
始め、たとえば環状，Ｕ字型，Ｗ−Ｕ字型などの曲管型
のいずれでもよい。
【００１５】また、光触媒膜は、前記 TiO2 の外、たと
えばWO3 ， LaRhO3 ， FeTiO3 ，Fe2 O3 ，CdFe2 O
4 ，SrTiO 3 ，CdSe，GaAs， GaP， RuO2 などの１
種、もしくは２種以上の混合系で形成してもよい。そし
て、この光触媒膜の膜厚は、一般的に 0.5〜50μm 程度
であり、膜厚差をつけるときもこの範囲内で行うのが好
ましい。なお、光触媒膜は、たとえば Si(EtO)4 （テト
ラエトキシシラン…Etはエチル基）を素材とする場合、
Si(EtO)4 を溶液化するとき、親水性溶媒および疎水性
高沸点溶媒を併用したりして、この溶液を塗布・乾燥す
ることによって形成できる。
えばWO3 ， LaRhO3 ， FeTiO3 ，Fe2 O3 ，CdFe2 O
4 ，SrTiO 3 ，CdSe，GaAs， GaP， RuO2 などの１
種、もしくは２種以上の混合系で形成してもよい。そし
て、この光触媒膜の膜厚は、一般的に 0.5〜50μm 程度
であり、膜厚差をつけるときもこの範囲内で行うのが好
ましい。なお、光触媒膜は、たとえば Si(EtO)4 （テト
ラエトキシシラン…Etはエチル基）を素材とする場合、
Si(EtO)4 を溶液化するとき、親水性溶媒および疎水性
高沸点溶媒を併用したりして、この溶液を塗布・乾燥す
ることによって形成できる。
【００１６】
【作用】請求項１の発明では、蛍光層の膜が薄くて紫外
線の透過放射量が多い部分では光触媒膜が触媒作用を行
い易いので、その膜を厚く設定し、逆に蛍光層の膜が厚
くて紫外線の透過放射量が少ない部分では光触媒膜が触
媒作用を行い難いので、その膜を薄く設定している。し
たがって、低圧水銀蒸気放電ランプさ外周面の光触媒膜
は、ほぼ一様に紫外線で照射されることになるので、全
面的に所要の触媒作用を呈する。一方、対向する領域で
は、蛍光層の膜厚および光触媒膜の膜厚が相互に補完さ
れる形態を採るため発光管に対して補強的な作用も呈す
る。
線の透過放射量が多い部分では光触媒膜が触媒作用を行
い易いので、その膜を厚く設定し、逆に蛍光層の膜が厚
くて紫外線の透過放射量が少ない部分では光触媒膜が触
媒作用を行い難いので、その膜を薄く設定している。し
たがって、低圧水銀蒸気放電ランプさ外周面の光触媒膜
は、ほぼ一様に紫外線で照射されることになるので、全
面的に所要の触媒作用を呈する。一方、対向する領域で
は、蛍光層の膜厚および光触媒膜の膜厚が相互に補完さ
れる形態を採るため発光管に対して補強的な作用も呈す
る。
【００１７】本発明者らは、ランプの外周面側に、 TiO
2 （酸化チタン）膜を被覆形成した形態で、光触媒作用
について検討を重ねた結果、発光管内壁面に設けられて
いる蛍光体層の膜厚ムラ光触媒作用に大きく影響し、蛍
光体層の膜厚に対応させて、光触媒膜の厚さを反比例的
に変えたとき、前記光触媒膜の触媒作用が効果的に促進
されることを確認した。
2 （酸化チタン）膜を被覆形成した形態で、光触媒作用
について検討を重ねた結果、発光管内壁面に設けられて
いる蛍光体層の膜厚ムラ光触媒作用に大きく影響し、蛍
光体層の膜厚に対応させて、光触媒膜の厚さを反比例的
に変えたとき、前記光触媒膜の触媒作用が効果的に促進
されることを確認した。
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】請求項２の発明では、光触媒膜を構成する
素材を酸化チタンもしくは酸化チタンを主成分としたこ
とによって、前記請求項１の場合で記載した作用が、よ
り有効に行われる。ここで、酸化チタンとしてアナター
ゼを選択すると、光触媒作用がさらに助長される。
素材を酸化チタンもしくは酸化チタンを主成分としたこ
とによって、前記請求項１の場合で記載した作用が、よ
り有効に行われる。ここで、酸化チタンとしてアナター
ゼを選択すると、光触媒作用がさらに助長される。
【００２２】請求項３の発明では、前記請求項１，請求
項２の場合で記載した作用を呈する蛍光ランプを具備し
た構成を採ったことに伴い、一般照明用光源として使用
しながら消臭，殺菌（減菌）なども行い得る。
項２の場合で記載した作用を呈する蛍光ランプを具備し
た構成を採ったことに伴い、一般照明用光源として使用
しながら消臭，殺菌（減菌）なども行い得る。
【００２３】
【実施例】以下、図１〜図６を参照して本発明の実施例
を説明する。
を説明する。
【００２４】実施例１
この実施例は３波長発光形の直管形蛍光ランプの場合で
あり、図１ (a)は直管形蛍光ランプの斜視図、図１ (b)
は一部を拡大した断面図、図２は直管形蛍光ランプを用
いた照明装置の概略構成を示す側面図である。
あり、図１ (a)は直管形蛍光ランプの斜視図、図１ (b)
は一部を拡大した断面図、図２は直管形蛍光ランプを用
いた照明装置の概略構成を示す側面図である。
【００２５】蛍光ランプ本体は、ＪＩＳ規格でFL40SSと
表示される定格電力37 Wの低圧水銀蒸気放電ランプであ
り、１はその直管形を成す透光性気密容器としての発光
管である。この発光管１は、バルブ外径が28mm、管長11
98mm程度の大きさをなし、 300nm以上の紫外線を透過す
るガラス、たとえばソーダライムガラスにて形成されて
いる。そして, この発光管１の両端部はステム２、２に
より封止されており、これらステム２、２にはリード線
３、３が気密に貫通されている。また、前記リード線
３、３には、タングステンワイヤなどにより２重コイル
に形成された電極手段としてのフィラメント電極４、４
が取付けられており、図示しないエミッタが塗布されて
いる。
表示される定格電力37 Wの低圧水銀蒸気放電ランプであ
り、１はその直管形を成す透光性気密容器としての発光
管である。この発光管１は、バルブ外径が28mm、管長11
98mm程度の大きさをなし、 300nm以上の紫外線を透過す
るガラス、たとえばソーダライムガラスにて形成されて
いる。そして, この発光管１の両端部はステム２、２に
より封止されており、これらステム２、２にはリード線
３、３が気密に貫通されている。また、前記リード線
３、３には、タングステンワイヤなどにより２重コイル
に形成された電極手段としてのフィラメント電極４、４
が取付けられており、図示しないエミッタが塗布されて
いる。
【００２６】さらに、前記発光管１の外周面（外表面）
には全面に亘り光触媒作用膜５が形成されている。ここ
で、光触媒膜５は、たとえば TiO2 （酸化チタン）， Z
nO（酸化亜鉛）などで形成されており、この実施例では
アナターゼ型酸化チタン膜５が形成されている。この酸
化チタン膜５は、平均粒径が 1.0μm 以下、たとえば0.
05μm の TiO2 粉末の分散・懸濁液を用いて、たとえば
ジィッピング法などによって塗布し、乾燥させることに
よって形成する。ただし、この光触媒膜５の形成に当た
っては、前記発光管内壁面に形成されている蛍光層６の
膜厚の分布、もしくは膜厚のムラ状態を考慮して、光触
媒膜５の膜厚も適宜調整・選択される。 すなわち、前
記発光管１内壁面への蛍光層６形成は、直管形の発光管
１の一端側から蛍光体スラリーを流し込み乾燥・焼成す
ることによって行うが、一般的蛍光体スラリーの流下方
向での膜厚が厚くなる傾向がある。したがって、前記光
触媒膜５の塗布・乾燥による形成では、前記蛍光体スラ
リーを流し込んだ側が膜厚で、蛍光体スラリーの流下側
を薄膜に形成すればよい。
には全面に亘り光触媒作用膜５が形成されている。ここ
で、光触媒膜５は、たとえば TiO2 （酸化チタン）， Z
nO（酸化亜鉛）などで形成されており、この実施例では
アナターゼ型酸化チタン膜５が形成されている。この酸
化チタン膜５は、平均粒径が 1.0μm 以下、たとえば0.
05μm の TiO2 粉末の分散・懸濁液を用いて、たとえば
ジィッピング法などによって塗布し、乾燥させることに
よって形成する。ただし、この光触媒膜５の形成に当た
っては、前記発光管内壁面に形成されている蛍光層６の
膜厚の分布、もしくは膜厚のムラ状態を考慮して、光触
媒膜５の膜厚も適宜調整・選択される。 すなわち、前
記発光管１内壁面への蛍光層６形成は、直管形の発光管
１の一端側から蛍光体スラリーを流し込み乾燥・焼成す
ることによって行うが、一般的蛍光体スラリーの流下方
向での膜厚が厚くなる傾向がある。したがって、前記光
触媒膜５の塗布・乾燥による形成では、前記蛍光体スラ
リーを流し込んだ側が膜厚で、蛍光体スラリーの流下側
を薄膜に形成すればよい。
【００２７】なお、この実施例では、水銀から放出され
た紫外線により励起されて可視光に変換する蛍光体層６
を、たとえば３波長発光形蛍光体、および水銀から放出
された紫外線により励起されて 300nm〜 400nmの紫外線
を発する蛍光体の混合体で構成した。ここで、３波長発
光形蛍光体はしては、たとえば 610nm付近にピーク波長
を有する赤系蛍光体として（Y,Gd）BO3 ：Eu、 540nm付
近にピーク波長を有する緑系蛍光体としてCaPO4 、 450
nm付近にピーク波長を有する青系蛍光体としてBaMgAl14
O23：Euが用いられている。また、紫外線発光蛍光体と
しては、ユーロピウム付活アルカリ土類金属硼酸塩、鉛
付活珪酸塩、ユーロピウム付活アルカリ土類金属アルミ
ン酸塩、またはこれらにハロゲンが添加された蛍光体の
少なくとも１種類以上が用いられている。ユーロピウム
付活アルカリ土類金属硼酸塩としては、たとえば 368nm
にピーク波長をもつSr2 ,B2 ,O7 ：Eu2+が有効であり、
鉛付活珪酸塩としては 370nmにピーク長をもつ（Ba,Sr,
Mg）3 Si2 O7 ：Pb2+や 350nmにピーク波長をもつBaSi
2 O5 ：Pb2+などが好適し、またユーロピウム付活アル
カリ土類金属アルミン酸塩としては 358〜 360nmにピー
ク波長をもつものなどが有効である。なお、紫外線発光
蛍光体としては、Sr2 B2 O7 ：Eu2+を用いており、そ
の混合比は蛍光層６の 1〜10質量％の割合である。
た紫外線により励起されて可視光に変換する蛍光体層６
を、たとえば３波長発光形蛍光体、および水銀から放出
された紫外線により励起されて 300nm〜 400nmの紫外線
を発する蛍光体の混合体で構成した。ここで、３波長発
光形蛍光体はしては、たとえば 610nm付近にピーク波長
を有する赤系蛍光体として（Y,Gd）BO3 ：Eu、 540nm付
近にピーク波長を有する緑系蛍光体としてCaPO4 、 450
nm付近にピーク波長を有する青系蛍光体としてBaMgAl14
O23：Euが用いられている。また、紫外線発光蛍光体と
しては、ユーロピウム付活アルカリ土類金属硼酸塩、鉛
付活珪酸塩、ユーロピウム付活アルカリ土類金属アルミ
ン酸塩、またはこれらにハロゲンが添加された蛍光体の
少なくとも１種類以上が用いられている。ユーロピウム
付活アルカリ土類金属硼酸塩としては、たとえば 368nm
にピーク波長をもつSr2 ,B2 ,O7 ：Eu2+が有効であり、
鉛付活珪酸塩としては 370nmにピーク長をもつ（Ba,Sr,
Mg）3 Si2 O7 ：Pb2+や 350nmにピーク波長をもつBaSi
2 O5 ：Pb2+などが好適し、またユーロピウム付活アル
カリ土類金属アルミン酸塩としては 358〜 360nmにピー
ク波長をもつものなどが有効である。なお、紫外線発光
蛍光体としては、Sr2 B2 O7 ：Eu2+を用いており、そ
の混合比は蛍光層６の 1〜10質量％の割合である。
【００２８】また、前記発光管１内には所定量の水銀と
アルゴンガスなどの不活性ガスが封入されており、さら
に発光管１の端部には口金ピン８を突設させた口金９、
９が被着されている。そして、前記口金ピン８は前記リ
ード線３を介してフィラメント電極（放電電極）４、４
に接続されている。
アルゴンガスなどの不活性ガスが封入されており、さら
に発光管１の端部には口金ピン８を突設させた口金９、
９が被着されている。そして、前記口金ピン８は前記リ
ード線３を介してフィラメント電極（放電電極）４、４
に接続されている。
【００２９】前記構成の蛍光ランプ10を、たとえば図２
に示すような器具本体に取り付けて照明器具を構成する
ことができる。すなわち、図２において11は天井直付け
形器具本体であり、この器具本体11の長手方向両端には
ランプソケット12，12が相互に対向して配置されてい
る。これらソケット12，12間に、前記蛍光ランプ10を、
その口金９、９の口金ピン８を係合させて取り付けら
れ、照明器具を構成している。なお、器具本体11には、
蛍光ランプ10を点灯させるための安定器13を含む点灯回
路が収容されており、前記蛍光ランプ10は安定器13を介
して点灯される。
に示すような器具本体に取り付けて照明器具を構成する
ことができる。すなわち、図２において11は天井直付け
形器具本体であり、この器具本体11の長手方向両端には
ランプソケット12，12が相互に対向して配置されてい
る。これらソケット12，12間に、前記蛍光ランプ10を、
その口金９、９の口金ピン８を係合させて取り付けら
れ、照明器具を構成している。なお、器具本体11には、
蛍光ランプ10を点灯させるための安定器13を含む点灯回
路が収容されており、前記蛍光ランプ10は安定器13を介
して点灯される。
【００３０】次に、前記構成の蛍光ランプおよび照明器
具の作用を説明する。
具の作用を説明する。
【００３１】蛍光ランプ10を点灯すると電極４、４間の
アーク放電により水銀蒸気が水銀特有の 185nmおよび 2
54nmの紫外線を放出し、この紫外線は蛍光体層６を励起
する。この場合、蛍光体層６は３波長発光形蛍光体およ
び 300nm〜 400nmの紫外線を発する蛍光体を混合体で形
成されていので、３波長発光形蛍光体が３波長域にピー
ク波長を有する可視光を発するとともに、紫外線発光蛍
光体が 300nm〜 400nmの紫外線を発する。そして、３波
長発光形蛍光体により発せられた可視光は発光管１の壁
を透過し、酸化チタン膜５を透過して外部に放出され、
所定の可視光量が得られので、所定の明るさに照らすこ
とができる。
アーク放電により水銀蒸気が水銀特有の 185nmおよび 2
54nmの紫外線を放出し、この紫外線は蛍光体層６を励起
する。この場合、蛍光体層６は３波長発光形蛍光体およ
び 300nm〜 400nmの紫外線を発する蛍光体を混合体で形
成されていので、３波長発光形蛍光体が３波長域にピー
ク波長を有する可視光を発するとともに、紫外線発光蛍
光体が 300nm〜 400nmの紫外線を発する。そして、３波
長発光形蛍光体により発せられた可視光は発光管１の壁
を透過し、酸化チタン膜５を透過して外部に放出され、
所定の可視光量が得られので、所定の明るさに照らすこ
とができる。
【００３２】一方、紫外線発光蛍光体が 300nm〜 400nm
の紫外線を発するので、この紫外線は発光管１の壁を透
過し、酸化チタン膜５に達する。このため酸化チタンは
紫外線を吸収し、光触媒作用出酸化チタンの内部に電子
とホールを生させるとともに、このホールを移動させて
表面において電子移動反応を起こし、このホールがほぼ
バンドギャップ（3.0 eV）分のエネルギーだけ電子を引
き抜く力、すなわち酸化力をもち、表面に付着した物質
を酸化させる。
の紫外線を発するので、この紫外線は発光管１の壁を透
過し、酸化チタン膜５に達する。このため酸化チタンは
紫外線を吸収し、光触媒作用出酸化チタンの内部に電子
とホールを生させるとともに、このホールを移動させて
表面において電子移動反応を起こし、このホールがほぼ
バンドギャップ（3.0 eV）分のエネルギーだけ電子を引
き抜く力、すなわち酸化力をもち、表面に付着した物質
を酸化させる。
【００３３】たとえば、臭気（アセトアルデヒド濃度13
00 ppm）を有する密閉型の雰囲気下で、前記照明器具を
点灯して、点灯時間とアセトアルデヒド濃度の変化を測
定したところ、図３に曲線Ａで示すような傾向が認めら
れた。
00 ppm）を有する密閉型の雰囲気下で、前記照明器具を
点灯して、点灯時間とアセトアルデヒド濃度の変化を測
定したところ、図３に曲線Ａで示すような傾向が認めら
れた。
【００３４】一方、比較のため、前記蛍光ランプの構成
において、発光管１外周面に一様な厚さの光触媒膜６を
形成した他は、前記と同じ条件で構成した蛍光ランプに
ついて、前記条件で脱臭作用など比較・検討した結果は
図３に曲線Ｂで示すごとくであった。
において、発光管１外周面に一様な厚さの光触媒膜６を
形成した他は、前記と同じ条件で構成した蛍光ランプに
ついて、前記条件で脱臭作用など比較・検討した結果は
図３に曲線Ｂで示すごとくであった。
【００３５】このように、酸化チタン膜５の表面に付着
した物質を酸化分解させることができため、たとえばメ
チルメルカプタン、硫化水素などの硫黄化合物、アンモ
ニアなどの含窒素化合物、アルデヒド類などの分解を促
し、臭気物質の分解による消臭作用を奏する。また、同
じく強い酸化作用により、細菌を含む雑菌の殺菌作用、
汚れなどの浄化、たとえば煙草のヤニを分解するなどの
作用を生じる。
した物質を酸化分解させることができため、たとえばメ
チルメルカプタン、硫化水素などの硫黄化合物、アンモ
ニアなどの含窒素化合物、アルデヒド類などの分解を促
し、臭気物質の分解による消臭作用を奏する。また、同
じく強い酸化作用により、細菌を含む雑菌の殺菌作用、
汚れなどの浄化、たとえば煙草のヤニを分解するなどの
作用を生じる。
【００３６】したがって、前記蛍光ランプ10によれば、
照明用光源として多量の可視光を発するとともに、表面
に塗布した酸化チタン膜５に対する紫外線発生源として
も機能し、住宅やオフィスなどの居住空間の照明および
空気浄化を単一の蛍光ランプで実現できることになり、
快適な居住環境を得ることができる。また、ランプの外
表面にほこりや、煙草のヤニ、油脂成分などが堆積しよ
うとしても、酸化チタン膜５の酸化分解作用によりこれ
ら物質の付着を防止するから、ランプの光束低下を防止
することができ、ランプを拭くなどの掃除が不要であ
り、メンテナンスも容易になる。
照明用光源として多量の可視光を発するとともに、表面
に塗布した酸化チタン膜５に対する紫外線発生源として
も機能し、住宅やオフィスなどの居住空間の照明および
空気浄化を単一の蛍光ランプで実現できることになり、
快適な居住環境を得ることができる。また、ランプの外
表面にほこりや、煙草のヤニ、油脂成分などが堆積しよ
うとしても、酸化チタン膜５の酸化分解作用によりこれ
ら物質の付着を防止するから、ランプの光束低下を防止
することができ、ランプを拭くなどの掃除が不要であ
り、メンテナンスも容易になる。
【００３７】実施例２
前記実施例１に準じた製造方法によって、曲成，排気，
封止までの工程を経た環状の蛍光ランプを用意した。こ
の環状の蛍光ランプは、蛍光体層の塗布形成で両端側の
膜厚に差が生じているとともに、曲成加工によってガラ
スバルブ壁が延伸された側の内壁面に設けられた蛍光体
層の厚さと、圧縮された側の内壁面に設けられた蛍光体
層の厚さが相違していた。この環状の蛍光ランプ14を図
４ (a)に模式的に示すごとく、封止部を上方として、 T
iO2 微粒子を分散させた分散液15に浸漬，取り出してか
ら、図４ (b)に模式的に示すように、前記封止部を下方
に反転させた状態で、 150℃で約 5分間保持して環状の
蛍光ランプ14外周面に TiO2 から成る光触媒膜を形成し
た。なお、図４において 14aはリード端子である。その
後、さらに環状の蛍光ランプの外周側表面に、前記 TiO
2 微粒子分散液を選択的に塗布し、乾燥させて蛍光体層
の厚さを補完する形態で部分的に厚さの異なる光触媒膜
を形成した。
封止までの工程を経た環状の蛍光ランプを用意した。こ
の環状の蛍光ランプは、蛍光体層の塗布形成で両端側の
膜厚に差が生じているとともに、曲成加工によってガラ
スバルブ壁が延伸された側の内壁面に設けられた蛍光体
層の厚さと、圧縮された側の内壁面に設けられた蛍光体
層の厚さが相違していた。この環状の蛍光ランプ14を図
４ (a)に模式的に示すごとく、封止部を上方として、 T
iO2 微粒子を分散させた分散液15に浸漬，取り出してか
ら、図４ (b)に模式的に示すように、前記封止部を下方
に反転させた状態で、 150℃で約 5分間保持して環状の
蛍光ランプ14外周面に TiO2 から成る光触媒膜を形成し
た。なお、図４において 14aはリード端子である。その
後、さらに環状の蛍光ランプの外周側表面に、前記 TiO
2 微粒子分散液を選択的に塗布し、乾燥させて蛍光体層
の厚さを補完する形態で部分的に厚さの異なる光触媒膜
を形成した。
【００３８】この環状蛍光ランプ14の外周面に設けた光
触媒膜の厚さは、外周側表面での平均値 1μm ，内周側
表面での平均値 0.7μm ，封止部側での平均値 0.8μm
であった。
触媒膜の厚さは、外周側表面での平均値 1μm ，内周側
表面での平均値 0.7μm ，封止部側での平均値 0.8μm
であった。
【００３９】次に、前記光触媒膜を発光管外周面に設け
た環状蛍光ランプを、対応する器具本体に組み込み、実
施例１の場合と同様に脱臭効果を検討したところ、実施
例１の場合と同様な作用効果が認められた。
た環状蛍光ランプを、対応する器具本体に組み込み、実
施例１の場合と同様に脱臭効果を検討したところ、実施
例１の場合と同様な作用効果が認められた。
【００４０】また、前記環状蛍光ランプ外周面の光触媒
膜に、一定量の煙草のヤニを全面的に塗布し、無色にな
る間での時間で光触媒作用を比較したところ、熱の影響
を受け易い封止部（電極近傍）における光触媒作用は、
他の領域の約 2倍であった。なお、上記では環状蛍光ラ
ンプの場合を説明したが、図５ (a)に平面的に示すよう
なＵ字型蛍光ランプ16，図５ (b)もしくは図５ (c)に斜
視的に示すようなＷ−Ｕ字型蛍光ランプ17，18の発光管
外周面に、前記に準じてそれぞれ光触媒膜を形成・具備
させた場合も同様の作用効果が認められた。
膜に、一定量の煙草のヤニを全面的に塗布し、無色にな
る間での時間で光触媒作用を比較したところ、熱の影響
を受け易い封止部（電極近傍）における光触媒作用は、
他の領域の約 2倍であった。なお、上記では環状蛍光ラ
ンプの場合を説明したが、図５ (a)に平面的に示すよう
なＵ字型蛍光ランプ16，図５ (b)もしくは図５ (c)に斜
視的に示すようなＷ−Ｕ字型蛍光ランプ17，18の発光管
外周面に、前記に準じてそれぞれ光触媒膜を形成・具備
させた場合も同様の作用効果が認められた。
【００４１】実施例３
実施例２の場合の環状蛍光ランプにおいて、外周面での
光触媒膜の形成を全体的に行わず、環状蛍光ランプを所
要の照明器具にほぼ水平に組み込ん出点灯したとき、下
側となる光放射面領域にのみに、 TiO2 微粒子分散液を
選択的に塗布し、乾燥させて光触媒膜を形成した。図６
はこの蛍光ランプの断面構造を示したもので１はガラス
バルブ、６はガラスバルブ１内壁面に設けられている蛍
光体層、５はガラスバルブ１外周面に設けられている光
触媒膜である。
光触媒膜の形成を全体的に行わず、環状蛍光ランプを所
要の照明器具にほぼ水平に組み込ん出点灯したとき、下
側となる光放射面領域にのみに、 TiO2 微粒子分散液を
選択的に塗布し、乾燥させて光触媒膜を形成した。図６
はこの蛍光ランプの断面構造を示したもので１はガラス
バルブ、６はガラスバルブ１内壁面に設けられている蛍
光体層、５はガラスバルブ１外周面に設けられている光
触媒膜である。
【００４２】次に、前記光触媒膜を設けた環状蛍光ラン
プを、対応する器具本体に組み込み、実施例１の場合と
同様に脱臭効果を検討したところ、実施例１の場合と同
様な作用効果が認められた。また、この構成の蛍光ラン
プでは、前記光触媒膜の保温効果によって、光放射面領
域を成しているガスバルブ壁面部での水銀蒸気凝縮など
も回避され、めざわりを感じない照明機器として機能し
た。
プを、対応する器具本体に組み込み、実施例１の場合と
同様に脱臭効果を検討したところ、実施例１の場合と同
様な作用効果が認められた。また、この構成の蛍光ラン
プでは、前記光触媒膜の保温効果によって、光放射面領
域を成しているガスバルブ壁面部での水銀蒸気凝縮など
も回避され、めざわりを感じない照明機器として機能し
た。
【００４３】なお、上記では環状蛍光ランプの場合につ
いて例示したが、直管型蛍光ランプの場合でも同様であ
った。
いて例示したが、直管型蛍光ランプの場合でも同様であ
った。
【００４４】実施例４
実施例１の場合において、外周面に設けた光触媒膜の構
成を次のようにした外は、同一条件として直管型蛍光ラ
ンプを作成した。すなわち、外周面に厚さ50μm の TiO
2 系光触媒膜を設け、その光触媒膜上にガス吸着性を有
するゼオライト微粒子膜を50μm の厚さで設けた外は、
実施例１の場合と同一の構成，条件で蛍光ランプを作成
した。この蛍光ランプを所定の照明器具に組み込み、通
常の点灯を行って少量の大腸菌が存在するところを照射
し、10〜 500時間に亘って減菌状態（洗浄効果）を測定
した結果、洗浄効果の大きいことが分かった。これは、
ゼオライト微粒子膜のすぐれた吸着作用と光触媒膜の殺
菌作用が有効にかみ合ったことによるといえる。
成を次のようにした外は、同一条件として直管型蛍光ラ
ンプを作成した。すなわち、外周面に厚さ50μm の TiO
2 系光触媒膜を設け、その光触媒膜上にガス吸着性を有
するゼオライト微粒子膜を50μm の厚さで設けた外は、
実施例１の場合と同一の構成，条件で蛍光ランプを作成
した。この蛍光ランプを所定の照明器具に組み込み、通
常の点灯を行って少量の大腸菌が存在するところを照射
し、10〜 500時間に亘って減菌状態（洗浄効果）を測定
した結果、洗浄効果の大きいことが分かった。これは、
ゼオライト微粒子膜のすぐれた吸着作用と光触媒膜の殺
菌作用が有効にかみ合ったことによるといえる。
【００４５】なお、本発明は上記実施例の構造に制約さ
れるものではない。
れるものではない。
【００４６】すなわち、上記実施例では可視光を発する
蛍光体として３波長発光形蛍光体６ａを用いたが、本発
明はこれに限らず、ハロりん酸カルシウム蛍光体や、そ
の他蛍光ランプに使用されている通常の蛍光体であって
もよい。
蛍光体として３波長発光形蛍光体６ａを用いたが、本発
明はこれに限らず、ハロりん酸カルシウム蛍光体や、そ
の他蛍光ランプに使用されている通常の蛍光体であって
もよい。
【００４７】また、蛍光ランプは直管形蛍光ランプ環形
蛍光ランプ、Ｕ字型、Ｗ字型に限らず、Ｈ字、鞍形など
のような屈曲形蛍光ランプなどであってもよい。
蛍光ランプ、Ｕ字型、Ｗ字型に限らず、Ｈ字、鞍形など
のような屈曲形蛍光ランプなどであってもよい。
【００４８】さらに、光触媒作用を奏する物質として
は、上記 TiO2 （酸化チタン）， ZnO（酸化亜鉛）の外
に、 CeO2 （酸化セリウム），Tb2 O 3 （酸化テルビウ
ム），MgO（酸化マグネシウム），Er2 O 3 （酸化エル
ビウム）、もしくはこれらの２種以上の混合系、さらに
はゼオライトなど混合した形態を採ってもよい。
は、上記 TiO2 （酸化チタン）， ZnO（酸化亜鉛）の外
に、 CeO2 （酸化セリウム），Tb2 O 3 （酸化テルビウ
ム），MgO（酸化マグネシウム），Er2 O 3 （酸化エル
ビウム）、もしくはこれらの２種以上の混合系、さらに
はゼオライトなど混合した形態を採ってもよい。
【００４９】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、低圧水銀蒸気
放電ランプ外周面の光触媒膜は、ほぼ一様に紫外線で照
射されることになるので、全面的に所要の触媒作用が効
率的に行われる。
放電ランプ外周面の光触媒膜は、ほぼ一様に紫外線で照
射されることになるので、全面的に所要の触媒作用が効
率的に行われる。
【００５０】
【００５１】
【００５２】
【００５３】請求項２の発明によれば、光触媒膜を構成
する素材を酸化チタンもしくは酸化チタンを主成分とし
たことによって、前記請求項１の場合の効果がさらに助
長される。
する素材を酸化チタンもしくは酸化チタンを主成分とし
たことによって、前記請求項１の場合の効果がさらに助
長される。
【００５４】請求項３の発明によれば、前記請求項１，
請求項２の場合における効果を利用する照明器具が構成
される。
請求項２の場合における効果を利用する照明器具が構成
される。
【図１】本発明の第１の実施例を示し、 (a)は直管型蛍
光ランプの一部切り欠き斜視図、 (b)は (a)の一部を拡
大した断面図。
光ランプの一部切り欠き斜視図、 (b)は (a)の一部を拡
大した断面図。
【図２】上記実施例の直管型蛍光ランプを用いた照明装
置の側面図。
置の側面図。
【図３】上記実施例の照明装置のランプ点灯時間とアセ
トアルデヒド濃度変化を示す特性図。
トアルデヒド濃度変化を示す特性図。
【図４】本発明の第２の実施例を示し、 (a)は蛍光ラン
プを酸化チタン微粒子分散液に浸漬するときの状態を模
式的に示す側面図、 (b)は蛍光ランプに塗布した酸化チ
タン微粒子分散液を加熱乾燥するときの状態を模式的に
示す側面図。
プを酸化チタン微粒子分散液に浸漬するときの状態を模
式的に示す側面図、 (b)は蛍光ランプに塗布した酸化チ
タン微粒子分散液を加熱乾燥するときの状態を模式的に
示す側面図。
【図５】本発明の第２の実施例での変形例を示し、 (a)
はＵ字型蛍光ランプの側面図、(b)はＷＵ字型蛍光ラン
プの側面図、 (c)は他のＷ−Ｕ字型蛍光ランプの側面
図。
はＵ字型蛍光ランプの側面図、(b)はＷＵ字型蛍光ラン
プの側面図、 (c)は他のＷ−Ｕ字型蛍光ランプの側面
図。
【図６】本発明の第３の実施例を示す蛍光ランプの断面
図。
図。
１……発光管
５……酸化チタン膜（光触媒膜）
６……蛍光層
10……直管型低圧水銀蒸気放電ランプ
11……照明器具本体
14，16，17，18……曲管型低圧水銀蒸気放電ランプ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 榊原 裕一
東京都品川区東品川四丁目３番１号 東
芝ライテック株式会社内
(72)発明者 畠山 圭司
東京都品川区東品川四丁目３番１号 東
芝ライテック株式会社内
(56)参考文献 特開 平２−40986（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−169866（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−304237（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−45109（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−123746（ＪＰ，Ａ)
実開 平３−30314（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01J 61/35
F21S 2/00
H01J 61/32
Claims (3)
- 【請求項１】 内部に水銀および希ガスが封入された透
光性気密容器と； 前記透光性気密容器内に放電を発生させる電極手段と；蛍光体スラリーを前記透光性気密容器の内部に流下させ
て流下方向の膜厚が大きくなるような膜厚分布で前記透
光性気密容器の内壁面に形成され、 かつ前記放電によっ
て生じる紫外線に励起されて発光する蛍光体層と； 前記透光性気密容器の外周面に設けられ、前記蛍光体層
の膜厚が小さく紫外線の放射量が多い部分に対応する領
域の膜厚を大きく、蛍光体層の膜厚が大きく紫外線の放
射量の少ない部分に対応する領域の膜厚を小さくなるよ
うにジィッピング法によって形成され、紫外線を受けて
触媒作用をする光触媒膜と； を具備していることを特徴とする蛍光ランプ。 - 【請求項２】 光触媒膜が酸化チタンもしくは酸化チタ
ンを主成分として構成されていることを特徴とする請求
項１記載の蛍光ランプ。 - 【請求項３】 器具本体と； 前記器具本体に着脱自在に装着された請求項１または２
記載の蛍光ランプと； を備えた照明器具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07534095A JP3396993B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 蛍光ランプおよび照明器具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07534095A JP3396993B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 蛍光ランプおよび照明器具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08273612A JPH08273612A (ja) | 1996-10-18 |
| JP3396993B2 true JP3396993B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=13573438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07534095A Expired - Fee Related JP3396993B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 蛍光ランプおよび照明器具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3396993B2 (ja) |
-
1995
- 1995-03-31 JP JP07534095A patent/JP3396993B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08273612A (ja) | 1996-10-18 |
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