JP3644302B2 - Fluorescent lamp - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高負荷で点灯される蛍光ランプに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、従来の直管蛍光ランプ、丸形蛍光ランプのほかに、コンパクト形蛍光ランプや電球形蛍光ランプ等多種の蛍光ランプが市場に出ている。また、蛍光ランプのコンパクト設計によって、省スペース、高輝度化、高出力化によって、多様な照明空間の演出に貢献している。
【0003】
従来の蛍光ランプはコンパクト化のために、発光管の細径化、また、ストレート硝子管を加熱曲げ加工(ベンディング)、また、二本の硝子管をブリッジ接合する技術を用いている。特に、硝子管を2本ブリッジ接合し二倍の発光面積を得る技術を用い、硝子管4本の接合や、6本の接合、また8本の接合を行い、放電路長が長く、しかもコンパクトな蛍光ランプが開発されている。
【0004】
また、直管の発光管を用いた蛍光ランプも近年省スペース化が進み、外径16mm以下のストレート硝子管を用いた発光管が開発されている。
【0005】
蛍光ランプの発光管には、各種の硝子が使用されており、硝子組成によって膨張係数、軟化温度、作業温度等の物理特性が異なるということや、硝子加工性についても考慮することが必要である。また、安価であることや、強度および耐久性についても考慮する必要がある。一般には、安価で適度な強度が得られるソーダ石灰硝子、また、より加工性のよい鉛硝子が発光管材料として主に用いられている。このような硝子は、加工温度が低いため、屈曲した形状の発光管を容易に形成することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来の蛍光ランプは、コンパクト化に伴い、光束維持率の低下や、点灯時間の経過とともに黒点や黒ずみが発生し、ランプ性能が著しく低下するという問題がある。また、高周波による高出力点灯や、グローブとケースとからなる外囲器やシーリング内等の密閉具内における点灯等によっても、光束維持率が著しく低下するという問題がある。この光束維持率の低下は、放電空間中に存在する水銀の発光管内壁への吸着、紫外線による硝子の着色、蛍光体の輝度低下等が原因として考えられている。なかでも、発光管内面積当たりのランプ消費電力で表される管壁負荷の高い蛍光ランプは、点灯中における、水銀化合物等による発光管の黒ずみ、黒点の発生が特に顕著であり、このため光束維持率の低下も著しい。
【0007】
また、特にグローブとケースとからなる外囲器内に発光管を設けた電球形蛍光ランプにおいては、点灯中、発光管の少なくとも一部の管壁温度が100℃以上にも達するため光束維持率の低下が著しい。また、硝子管を屈曲したり、ブリッジによる接合を行ったコンパクト形の蛍光ランプは、この硝子加工した部分において、点灯中に着色が著しく生じ、外観を損なうという課題がある。
【0008】
このように、発光管にかかる電気的かつ、温度的な負荷は、蛍光ランプの高出力化にともなって、近年上昇する傾向にあり、負荷の高い蛍光ランプの光束維持率を改善し、寿命を長くすることが望まれる。
【0009】
一方、従来このような蛍光ランプの発光管に用いられる硝子管の硝子組成物として、安価で、加工性も良好なソーダ石灰硝子が蛍光ランプの発光管材料として使用されてきた。しかし、このソーダ石灰硝子は、ナトリウムの含有量が非常に多い。ナトリウムは、硝子加工性の向上のため必要不可欠であるが、含有量が多いと硝子加工性は向上するものの、硝子表面へナトリウムが析出しやすくなる。従って、ナトリウムが多く含まれていると、発光管内面へ水銀が付着しやすくなり、発光管内部の着色の原因となる。
【0010】
例えば、発光管の内径が15mm以下の細管形蛍光ランプや、管壁負荷の高いコンパクト形蛍光ランプは、光束維持率の低下は著しくなる。
【0011】
これは、消費電力に対する発光管内面積が極端に小さいため、単位面積当たりの紫外線強度、イオン衝撃および温度負荷が従来の蛍光ランプと比較にならないほど大きくなることに起因する。
【0012】
図1に、各種の蛍光ランプの管壁に対する負荷とそのランプの光束維持率を示す。図1から明らかなように、記号×に示す従来の蛍光ランプにおいては、管壁負荷が0.13W/cm2以上で極端に光束維持率が低下していることがわかる。管壁負荷が0.13W/cm2以上のものは、ブリッジ接合箇所が2箇所以上あるか、発光管内径が15mm以下の屈曲部を2箇所以上備えた、いわゆるコンパクト形の蛍光ランプに相当する。
【0013】
また、従来の発光管材料としての鉛硝子は、一般的に、組成としてPbOが20%以上、Na2Oは6〜10%程度含まれ、加工性、耐久性も良好で、比較的安価であるため、種々の蛍光ランプに使用されている。しかしながら、鉛を含むため、地球環境を配慮して鉛の使用を抑えることが必要である。特開平6−206737号公報に示すように、この鉛硝子の代替とした電灯用硝子の組成が報告されている。しかしながら、このような管壁負荷が0.13W/cm2と高い蛍光ランプに適用した場合の様々な欠点を改善するには不十分であった。
【0014】
また、ナトリウムを多く含む硝子を使用した蛍光ランプの欠点を改善するために、硝子管内表面に、保護膜を設けて、水銀の付着を防ぎ、光束維持率等のランプ特性を改善することが知られている。一般に使用される材料は、アルミナ、シリカ等の金属酸化物層を塗布している。しかしながら、管壁負荷の高い蛍光ランプにおいては、性能を維持するため1μm以上の厚みでバルブを被覆しなければならないが、バルブの加工工程で、蛍光膜の剥がれを引き起こしやすいという問題があった。
【0015】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、加工性がよく、管壁負荷の高い蛍光ランプの黒ずみ・黒点を防止することにより、光束維持率を向上することのできる長寿命のコンパクトな蛍光ランプを提供することを目的とするものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の本発明の蛍光ランプは、内面に蛍光体層を被着した硝子管内に、水銀および希ガスが封入されているとともに、管壁負荷が、0.13W/cm2以上であって、かつ前記硝子管が、重量比でSiO2を57%以上78%以下、BaOを0%を越え6%以下、SrOを2%以上10%以下、CaOを0以上6%以下、MgOを0以上6%以下、Na2Oを4%以上11%以下、K2Oを2%以上11%以下、Li2Oを0以上4%以下、B23を0.5%以上3%以下、P250以上3%未満、Al23を1%以上6%以下、Sb23を0%を越え1.5%以下、Fe230以上0.5%以下、SO30以上0.5%以下含んでおり、BaOとSrOとを合わせた重量比が11%以下であり、BaOとSrOとの重量比に対して、B 2 3 ,P 2 5 は、1/2以下である構成を有する。
【0017】
これにより、従来ソーダ硝子と同じ程度の加工性、強度、耐久性を有し、なおかつ、硝子中のナトリウムの発光管内壁への拡散を少なくすることにより、蛍光ランプの特性である光束及び、光束維持率を格段に向上することができる。
【0018】
請求項2記載の発明は、請求項1に記載の蛍光ランプにおいて、発光管が硝子製または樹脂製のグローブ内に収納された構成を有している。
【0019】
これにより、発光管外囲を密閉された高温点灯時の屈曲形発光管を備えた蛍光ランプにおける、黒ずみ・黒点の発生を防止でき、光束維持率を向上することができるものである。
【0020】
請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の蛍光ランプにおいて、前記硝子管の内面と前記蛍光体層との間に保護膜が形成された構成を有している。
【0021】
これにより、加工特性を維持でき、なおかつ硝子の着色、水銀の吸着、ナトリウムの移動を防止できるので、蛍光ランプの光束維持率を大幅に向上することができるものである。
【0022】
請求項4記載の発明は、請求項3に記載の蛍光ランプにおいて、前記保護膜が、金属酸化物であり、元素としてアルミニウム、シリコン、イットリウム、セリウム、チタンのうち少なくとも一種の元素を含む構成を有する。
【0023】
これにより、安価で入手しやすい金属酸化物を少量使用して、水銀の吸着防止、ナトリウムの拡散抑制、および硝子の紫外線劣化防止効果により、より効果的に蛍光ランプの光束維持率を向上することができるものである。
【0024】
請求項5記載の発明は、請求項1〜請求項4のいずれかに記載の蛍光ランプにおいて、前記硝子管の内径が、15.0mm以下である構成を有する。
【0025】
これにより、従来光束維持率の向上が不可能であった細管を使用した蛍光ランプの光束維持率を格段に向上することができるものである。
【0026】
【発明の実施の形態】
本発明に係る蛍光ランプは、硝子組成として、Na2O添加量が、重量比4%以上11%以下である。Na2Oの添加量が重量比11%を越えると、加工性は良いが、発光管の光束維持率の低下が際だって激しくなる。重量比4%未満では、硝子の加工温度が高くなり、従来使用してきたソーダ石灰硝子よりも粘度が上昇するため管球用硝子として不適当となる。
【0027】
また、K2O,Li2Oは、Na2Oとともに、硝子の粘度低下により加工温度を低下する効果を有する。また、アルカリ混合効果によって、ナトリウムイオンの表面への溶出を防ぐ効果があるため、K2O,Li2Oを、Na2Oと混合し、硝子加工性を従来使用のソーダ石灰硝子と同等にすることが可能である。しかし、前記K2O,Li2Oを多くすると、硝子の耐水性および強度を低下するため好ましくない。
【0028】
また、K2Oは、重量比2%以上11%以下で添加することが好ましく、2%未満では、アルカリ混合効果が得られず、11%を越えると失透の原因になる。
【0029】
また、本発明でLi2Oは重量比4%以下で添加することにより、硝子の線膨張係数を調整することができる。しかし、4%を越えると、膨張係数が高くなりすぎ、管球用硝子として不適当となる。
【0030】
さらに、ソーダ石灰硝子並みの物理特性を保持するために、BaO,SrOを添加している。上記BaO,SrOは、硝子中で、比較的大きな二価のイオンとなり、ナトリウムイオンの拡散を防ぐ効果を有する。しかし、多量に添加すると、双方とも、結晶化を起こし、失透しやすい。適した添加量は重量比各10%程度までである。
【0031】
また、B23,P25の添加は、このBaO,SrOの存在による硝子の失透を防ぐことができるものである。なお、B23,P25は、硝子網目構造を構成する材料であり、少量添加することにより、硝子強度の増加と加工温度の低減が可能となる。また、耐水性を向上することができるため、この硝子管を使用した蛍光ランプの使用に対する耐久性が向上する効果がある。従って、硝子の構造を強化する効果により、ナトリウムイオンの移動が防がれる。
【0032】
前記のように、BaO,SrOは、B23,P25とともに硝子組成に添加することが有効である。しかし、B23,P25は、添加量を増やすと分相する特性があるため、多量に使用することは避ける必要があり、BaOは、重量比0%を越え6%以下、SrOは重量比2%以上10%以下、それに対するB23は、重量比0.5%以上3%以下、P25は、重量比3%以下の範囲で添加することが好ましい。特に、BaOとSrOを合わせた重量比を11%以下にすることが好ましく、BaOとSrOとの重量比に対して、B23,P25は、1/2以下になるよう添加することが好ましい。
【0033】
CaO,MgOは、添加することにより管球硝子としての加工性と適度な強度を付与する。また、硝子の失透を予防するため、また安価であるため他の金属の代わりに加えることが好ましい。CaOは重量比6%以下、MgOは重量比6%以下が適している。CaOおよびMgOをそれぞれ重量比6%を越えて添加すると、失透を抑制する効果が消失する。
【0034】
また、Sb23,Fe23を少量添加すると、消泡作用によって硝子の透過率が高くなるため、蛍光ランプの光束を向上することができる。特記すべきことは、光束維持率の向上にも寄与する。特に、電球型蛍光ランプに代表される、屈曲した発光管を有する蛍光ランプにおいて効果が高いことを見いだした。これらの材料は、添加量に依存して光束維持率が向上するが、硝子の着色の起こらない程度であることが好ましい。そのため、Sb23は重量比0を越え1.5%以下、Fe23は、重量比0.5%以下の範囲で添加することが好ましい。Sb23が重量比1.5%、Fe23が、重量比0.5%を越えると、ランプの光束を低下する原因となる。
【0035】
また、清澄剤としてSO3を添加することにより、上記Sb23,Fe23による着色を防ぐため好ましい。なお、SO3は重量比0.5%以下で添加することが好ましい。
【0036】
ZnO,TiO2,CeO2等を添加すると、硝子の可視光透過率を上げ、紫外線劣化を防ぐため好ましい。
【0037】
SiO2は、硝子構成物質として重要な物質であるが、重量比50%以下であると各添加金属の再結晶による失透および硝子強度の極端な低下を引き起こす。そのため、重量比50%より多く添加する必要があり、本発明では、重量比57%以上78%以下の範囲がもっとも適している。
【0038】
Al23は、硝子の失透を防ぎ、耐水性を増加する効果がある。そのため重量比1%以上6%以下を添加することが好ましく、1%未満では、失透防止および耐水性を付加することができず、6%を越えると硝子生成温度および硝子加工温度が上昇するため好ましくない。
【0039】
このように、上記硝子組成物を使用することによって、発光管中の水銀とナトリウムイオンとの結合を減少することができ、特にコンパクト形蛍光ランプや電球形蛍光ランプの光束維持率を大幅に改善できる。
【0040】
さらに、硝子管内面と蛍光体層との間に、保護膜を設け、本発明の組成の硝子管と組み合わせて使用することが好ましい。保護膜の効果は、発光管内壁の硝子表面への水銀付着を低減することにより、光束維持率を改善するものである。具体的材料としてアルミニウム、シリコン、イットリウム、セリウム、チタンのうち少なくとも一種の元素を含む金属酸化物層であることが好ましい。
【0041】
発光管内部へのナトリウムイオンの移動を防ぐためには、ナトリウムの移動経路を塞ぐことが重要である。保護膜材料の一次粒子径が0.01〜0.1μmのものを使用して十分な効果を確認した。このような保護膜材料を使用すれば、1μm以下の薄膜でも、コンパクト形蛍光ランプや電球形蛍光ランプ等の光束維持率を向上させる効果を発揮する。そして、従来と異なり、薄膜として形成することにより、ランプ製造時の硝子加工性を大きく変化させることがなく、膜剥がれによる外観問題も引き起こしにくい。
【0042】
保護膜の材料は、上記元素を含む、有機金属溶液、ゾル液、微粉体分散液をディッピングにより塗布する方法がもっとも一般的である。焼成を通して、保護膜として形成されるため、出発物質が、酸化物でなくてもよく、また各種の有機材料分散剤、バインダーとの組み合わせにより、より均一な保護膜の形成が可能である。
【0043】
図1は蛍光ランプの管壁負荷を測定し、その2500時間の点灯ライフ試験後の光束維持率を比較している。光束維持率は、100時間の光束を100%として2500時間点灯後の光束維持率である。図中、記号○は本発明に係る蛍光ランプを、記号×は従来の蛍光ランプの結果を示す。
【0044】
図1に示す測定結果から明らかなように、管壁負荷が、0.13W/cm2以上の従来の蛍光ランプは、光束維持率が80%以下であるのに対し、本発明に係る蛍光ランプでは、管壁負荷0.13W/cm2以上であっても光束維持率を80%以上に維持することができ、従来の蛍光ランプに比して本発明の蛍光ランプは、2500時間点灯で約10%以上の光束維持率を改善することができた。
【0045】
この管壁負荷の高い蛍光ランプとしては、例えば図2に示すように、2本の直管状の硝子管の一端部同士をブリッジ接合により接続して一体化し、この一体化された硝子管の両端部に電極を備え、この一体化された硝子管の内面には蛍光体層が形成され、また、内部には水銀および希ガスが封入されて発光管を形成し、この発光管の電極側端部に口金が固着された構成のもの(FPL)がある。
【0046】
これ以外にもFDL,FHT等のコンパクト形蛍光ランプや、EFT,EFG等の発光管が硝子製または樹脂製のグローブ内に収納された電球形蛍光ランプや、FHF等の蛍光ランプ等、管壁負荷の高い蛍光ランプの硝子管として用いることによって同様の効果を得ることができる。点灯器具としては、シーリングライト、ダウンライト、インバータによる高周波点灯方式またはその組み合わせによる点灯器具がある。このような蛍光ランプ、点灯器具で本発明は有効である。
【0047】
以下、本発明の実施例について説明する。
【0048】
(実施例1)
硝子組成を種々検討し各種硝子組成からなる硝子を作成し評価した。図3に評価した各種硝子組成硝子管の組成および特性を示す。また、図中の組成は、全て重量百分率で記載した。各硝子組成の線膨張係数は、温度約25〜300℃での線膨張係数である。各硝子の軟化温度は、加熱して硝子自体の粘度が107.6dPa.sになったときの温度である。作業温度は、加熱して硝子自体の粘度が、104dPa.sになったときの温度である。各硝子の透過率は、透過率分光装置で、硝子管の透過率を測定し、1ミリ厚さ当たりの透過率を計算した。各硝子のアルカリ溶出量の測定は、JIS R3502に準拠した。
【0049】
本発明の蛍光ランプに係る硝子組成(表中、本発明品1で示す組成(以下、本発明品1という))、同じく本発明の蛍光ランプに係る硝子組成(表中、本発明品2で示す組成(以下、本発明品2という))、比較例として示す比較品1、比較品2の組成からなる硝子管を作成した。すなわち、各種原料比を表中にあるように添加し、溶融後、スリーブを通して、硝子管を作製した。
【0050】
これらの組成は、硝子管として成形し易く、蛍光ランプ発光管への加工も問題なく行えた。理由として、ナトリウムが少ない分、ストロンチウム、バリウム、硼素の添加によって、硝子溶融温度の低下効果が得られたと考える。なお、硝子にならなかった、あるいは目的の特性が得られなかった組成を図3の比較品3、比較品4に示す。
【0051】
従来の硝子組成であるソーダ石灰硝子および鉛硝子の一例について、図3に示す従来品1、従来品2に、その硝子組成と物理特性を記載した。
【0052】
これらの硝子組成は、ほぼ満足できる物理特性を示している。しかし、本発明では蛍光ランプの性能として光束維持率を満足する必要がある。実際に本発明品1、本発明品2、比較品1、比較品2、従来品1、従来品2の硝子を使用して、ランプを形成したとき特性がどう変化するか評価した結果を以下の実施例に示す。
【0053】
(実施例2)
高負荷蛍光ランプとして、FHT32Wタイプの発光管を図3に示す本発明品1、比較品1、比較品2、従来品1、従来品2の組成の硝子で作製し、ランプ特性を比較した。
【0054】
まず、各種組成の硝子を、外径12.5mm、肉厚1.0mmのバルブに加工し、ストレート硝子管として全長230mmに切り出した。この硝子管を、水洗浄した後、必要に応じて硝子管内面に保護膜を塗布し、この保護膜上に蛍光体サスペンジョンを塗布し乾燥させた。このバルブをシンターで焼き付けを行い、一本のバルブをほぼ中央で2本に焼き切り、これら2本のバルブは、バーナーで焼き切った一方の面は焼き切りと同時に閉じており、他方には排気細管または電極を有するマウントを封止加工した。
【0055】
3本のバルブをこのように、4本の排気細管と2本のマウント封止したものに加工し、互いのブリッジ加工によって、一本の発光管にした。ブリッジ箇所は合計で、5カ所である。最後に、排気細管を1本だけとし、排気装置で、加熱及び真空排気ののち水銀と少量の希ガスを封入し、排気細管を閉じて発光管を作製した。点灯装置に装着できるように、口金を取り付けて仕上げた。
【0056】
この発光管加工において、本発明品1、比較品1および従来品1は、特に問題は確認されなかったが、比較品2の組成の硝子を使用した場合、発光管のリークが生じ、数日の間に約70%が不点灯ランプとなった。
【0057】
分析の結果、1本のバルブを2本に焼き切った後、移載の際、機械的な衝撃が加わり、最終段階で先端部のクラックが成長、排気後スローリークとして現れた。特に、発光管端部の強度を鉄球落下テストを行うことで比較すると、比較品2は、他の組成の硝子に比べて極端に低く、本発明品1に比べて1/2の強度であった。このことより、比較品2は硝子強度が低いと考えられる。
【0058】
次に、本発明品1、比較品1および従来品1を使用して作製した蛍光ランプを、32Wで点灯した。管壁負荷は、同じで0.17W/cm2である。点灯中、上記蛍光ランプの管壁温度は高く、ブリッジ部分で、130℃を越えていた。
【0059】
各ランプの特性を測定したところ、同じ消費電力でありながら、比較品1は、本発明品1、従来品1と比較して初期光束値が約5%低下した。これは、バリウムの添加量による影響と考えられ、過剰なバリウムがランプ初期特性を低下させている可能性がある。
【0060】
ライフ試験は、1日2.5時間点灯0.5時間消灯サイクルで寿命及び光束の測定を行い、経時的変化を調査した。
【0061】
図4に、本発明品1と従来品1との光束維持率を示す。比較すると、本発明品1は、従来品1よりも約10%程度の光束維持率が向上している。また、保護膜を塗布した構成の本発明品1(図4中、記号Bで示す)は、保護膜を設けなかった本発明品1(図4中、記号Aで示す)と比較して約7%光束維持率が向上している。保護膜は、アルミナで、アルミナ粉体分散液として粒子径平均0.1μmのものを塗布した。保護膜の厚みは、平均0.7μmであった。従来品1(図4中、記号Dで示す)の場合は、同じ保護膜を塗布したにもかかわらず光束維持率の改善効果の程度は低く、わずか数%程度である。
【0062】
従来品1(図4中、記号Cで示す)は、ランプ点灯中1000時間を越えると黒点が現れ、点灯時間と共に徐々に広がっていった。保護膜を設けても2000時間点灯後ぐらいから黒点が現れることから、この硝子は、ナトリウムの析出量が根本的に多く、黒点をなくすことは不可能と考える。本発明品1の硝子では、保護膜のありなしに関わらず、7000時間の点灯でも黒点は全く生じなかった。
【0063】
このように、本発明の硝子材料を使用して、格段の光束維持率の向上が認められ、保護膜を塗布することによって、硝子単体の場合と比較してさらに、効果的な改善が可能であることがわかった。
【0064】
(実施例3)
また、図3に示す、本発明品2の硝子は、本発明品1にP23を0.5%添加した組成であり、10℃程度軟化点が上昇したが、本発明品1と同様に全く硝子加工条件を変えずに、硝子加工可能であった。この硝子管を使用して、FHTタイプの蛍光ランプを作製し専用インバータで32Wで点灯試験を行い、2500時間の点灯の後、光束維持率を比較すると、従来品1よりも約12%の改善効果が認められた。また、この硝子は、蛍光ランプの強度の増加に効果があり、ブリッジ接合部の圧縮強度が、通常の1.3倍に達した。
【0065】
(実施例4)
図3に示す本発明品1と従来品1と従来品2とを使用して、外径12.0mm、厚さ1.0mm、256mmの硝子管を作製した。この硝子管を実施例1に従って、保護膜、及び蛍光体を塗布、シンター焼き付けを行った後、バーナー加熱して二回屈曲させ、屈曲部を3つ有する発光管を作製した。この発光管を透明硝子のグローブと、電子回路を組み込んだ電球形蛍光ランプとして組立てた。消費電力は、約14Wで、管壁負荷は約0.14W/cm2である。実施例1と同様に2500時間点灯後の光束維持率を比較した。
【0066】
結果は、本発明品1の硝子製の蛍光ランプは、従来品1よりも2500時間点灯後、約12%の光束維持率の向上が認められた。また、従来品2との比較により、約5%の光束維持率の差が現れ、長期になると、一層効果が現れた。これは、本発明品1と従来品2の硝子組成において、ナトリウム量が7%程度とほぼ等しいのにもかかわらず、ナトリウムイオンの移動が従来品2より低いためと思われる。従って、グローブで蛍光管を覆った電球型蛍光ランプにおいても、本発明の硝子組成は、光束維持率の効果的な改善が可能である。
【0067】
(実施例5)
図3に示す本発明品1と従来品1との硝子を使って、管外径が、32.5mm長さ580mmの直線状発光管を作り、両極端に口金を取り付けた蛍光ランプを作製した。そして、20Wで点灯し、管壁負荷は0.04W/cm2であった。この二種類の硝子製の蛍光ランプのライフ点灯試験を行い、2500時間および7000時間の光束維持率を比較したところ、2500時間で平均して1.5%の向上、7000時間では約3%程度の改善効果しか認められなかった。この蛍光ランプを密閉点灯器具内で点灯し測定したところ、約2500時間で、光束維持率の改善は従来品1と比較して3%程度の効果しかなかった。ランプの最大温度は、電極付近であり、室温25℃の時、約70±5℃であった。
【0068】
しかし、本発明品1と従来品1との硝子を、管内径が、14.5mm、長さ360mmの直線状発光管に加工して、高周波点灯約20Wで点灯すると、2500時間の光束維持率は、本発明1の硝子の方が約5%高い値であった。また、前面を光拡散プラスチックで覆った密閉器具内での点灯では、本発明品1は、約10%従来1より光束維持率が高くなった。この場合の管壁の温度は、100℃を越えていた。管壁負荷は、0.13W/cm2であった。このことから、ストレート管を使用した蛍光ランプでも、管壁負荷が高い場合、高温での点灯により本発明が光束維持率を改善する効果が確認された。
【0069】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、コンパクト形蛍光ランプや電球形蛍光ランプに代表される管壁負荷の高い蛍光ランプにおいて、発光管内壁に析出するナトリウムイオンの量を低減することにより、光束維持率の低下を防ぎ、発光管の黒化や黒点の発生をなくすことができる。また、管壁負荷が、0.13W/cm2以上のコンパクト形蛍光ランプや電球形蛍光ランプに対して、従来の発光管の加工性を損なうことなく、光束維持率の低下を抑えることができる。また、保護膜を発光管内壁に設けることにより、発光管内壁へのナトリウムの析出を効果的に抑制し、上記の組成硝子管と組み合わせて発光管の光束寿命をより向上することができる。また、管壁負荷が高い蛍光ランプだけでなく、点灯中の発光管の少なくとも一部の管壁温度が100℃を越える場合、電球形蛍光ランプ等、蛍光管が外囲器に収納された蛍光ランプ、発光管が屈曲されたコンパクト型蛍光ランプの寿命を著しく向上できる。また、全く鉛を用いず環境に対する負荷の低減が可能であり、より安価で軽量化できる蛍光ランプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】蛍光ランプの管壁負荷と2500時間点灯後の光束維持率との関係を示す図
【図2】本発明の一実施形態であるFPL形の蛍光ランプを示す図
【図3】各種硝子組成と物理特性の比較を示す図
【図4】コンパクト蛍光ランプの光束維持率の経時変化を示す図
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluorescent lamp that is lit at a high load.
[0002]
[Prior art]
In recent years, various fluorescent lamps such as compact fluorescent lamps and bulb-type fluorescent lamps have been put on the market in addition to conventional straight fluorescent lamps and round fluorescent lamps. In addition, the compact design of the fluorescent lamp contributes to the production of various lighting spaces by saving space, increasing brightness, and increasing output.
[0003]
In order to make the conventional fluorescent lamp compact, the diameter of the arc tube is reduced, the straight glass tube is heated and bent (bending), and two glass tubes are bridge-joined. In particular, using a technology that bridges two glass tubes and obtains twice the light emitting area, 4 glass tubes, 6 or 8 tubes are joined, and the discharge path length is long and compact. Fluorescent lamps have been developed.
[0004]
In recent years, fluorescent lamps using straight arc tubes have been saved in space, and arc tubes using straight glass tubes having an outer diameter of 16 mm or less have been developed.
[0005]
Various types of glass are used in the fluorescent tube of fluorescent lamps, and it is necessary to consider that the physical properties such as expansion coefficient, softening temperature, working temperature, etc. differ depending on the glass composition, and glass workability. . In addition, it is necessary to consider the low cost, strength and durability. In general, soda-lime glass that can be obtained at a low price and appropriate strength, and lead glass with better workability are mainly used as arc tube materials. Since such glass has a low processing temperature, it is possible to easily form a bent arc tube.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Conventional fluorescent lamps have a problem in that, as the size of the fluorescent lamp decreases, the luminous flux maintenance factor decreases, and black spots and darkening occur as the lighting time elapses. In addition, there is a problem that the luminous flux maintenance factor is remarkably lowered by high output lighting by high frequency, lighting in an envelope made of a glove and a case, or a sealing device such as a ceiling. The decrease in the luminous flux maintenance factor is considered to be caused by adsorption of mercury existing in the discharge space to the inner wall of the arc tube, coloring of glass by ultraviolet rays, reduction in luminance of the phosphor, and the like. Among them, fluorescent lamps with high tube wall load expressed by lamp power consumption per arc tube area are particularly prominent in arc tube blackening and black spots caused by mercury compounds during lighting, and therefore maintain the luminous flux. The rate decline is also significant.
[0007]
In particular, in a light bulb-type fluorescent lamp in which an arc tube is provided in an envelope made up of a globe and a case, the tube wall temperature of the arc tube reaches 100 ° C. or more during lighting, so the luminous flux maintenance factor The decline of In addition, the compact fluorescent lamp in which the glass tube is bent or joined by a bridge has a problem that the glass-processed portion is markedly colored during lighting and the appearance is impaired.
[0008]
In this way, the electrical and temperature load on the arc tube tends to increase in recent years as the output of the fluorescent lamp increases, improving the luminous flux maintenance factor of the high-load fluorescent lamp and extending the service life. Longer length is desired.
[0009]
On the other hand, soda lime glass, which is inexpensive and has good workability, has been used as a fluorescent tube arc tube material as a glass composition for a glass tube used in such an arc tube of a fluorescent lamp. However, this soda-lime glass has a very high sodium content. Sodium is indispensable for improving the glass workability, but if the content is large, the glass workability is improved, but sodium tends to precipitate on the glass surface. Accordingly, when a large amount of sodium is contained, mercury tends to adhere to the inner surface of the arc tube, which causes coloring inside the arc tube.
[0010]
For example, in the case of a thin fluorescent lamp with an arc tube having an inner diameter of 15 mm or less, or a compact fluorescent lamp having a high tube wall load, the luminous flux maintenance factor is significantly reduced.
[0011]
This is because the area inside the arc tube with respect to the power consumption is extremely small, so that the ultraviolet intensity per unit area, ion bombardment, and temperature load become so large that they cannot be compared with a conventional fluorescent lamp.
[0012]
FIG. 1 shows the load on the tube wall of various fluorescent lamps and the luminous flux maintenance factor of the lamp. As is apparent from FIG. 1, in the conventional fluorescent lamp indicated by symbol x, the tube wall load is 0.13 W / cm.2From the above, it can be seen that the luminous flux maintenance factor is extremely lowered. Tube wall load is 0.13 W / cm2The above is equivalent to a so-called compact fluorescent lamp having two or more bridge joints or two or more bent portions having an arc tube inner diameter of 15 mm or less.
[0013]
In addition, lead glass as a conventional arc tube material generally has a composition of PbO of 20% or more, Na2O is contained in an amount of about 6 to 10%, has good workability and durability, and is relatively inexpensive. Therefore, it is used in various fluorescent lamps. However, since it contains lead, it is necessary to suppress the use of lead in consideration of the global environment. As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-206737, a composition of a glass for electric lamps as an alternative to this lead glass has been reported. However, such a tube wall load is 0.13 W / cm.2However, it was insufficient to improve various drawbacks when applied to high fluorescent lamps.
[0014]
In addition, in order to improve the disadvantages of fluorescent lamps using glass containing a lot of sodium, it is known that a protective film is provided on the inner surface of the glass tube to prevent mercury from adhering and to improve lamp characteristics such as luminous flux maintenance factor. It has been. A commonly used material is coated with a metal oxide layer such as alumina or silica. However, in a fluorescent lamp with a high tube wall load, the bulb must be coated with a thickness of 1 μm or more in order to maintain the performance, but there is a problem that the fluorescent film is liable to be peeled off in the bulb processing step.
[0015]
The present invention has been made to solve such a problem, and has good workability, and can improve the luminous flux maintenance factor by preventing darkening and black spots of a fluorescent lamp having a high tube wall load. The object is to provide a long-life compact fluorescent lamp.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
  In the fluorescent lamp according to the first aspect of the present invention, mercury and a rare gas are enclosed in a glass tube having an inner surface coated with a phosphor layer, and the tube wall load is 0.13 W / cm.2And the glass tube has a weight ratio of SiO257% to 78%, BaO over 0% to 6%, SrO 2% to 10%, CaO0 or more6% or less, MgO0 or more6% or less, Na2O is 4% to 11%, K2O is 2% to 11%, Li2O0 or more4% or less, B2OThree0.5% to 3%, P2OFiveThe0 or moreLess than 3%, Al2OThree1% to 6%, Sb2OThreeMore than 0% and 1.5% or less, Fe2OThreeThe0 or more0.5% or less, SOThreeThe0 or moreIncluding 0.5% or lessThe combined weight ratio of BaO and SrO is 11% or less, and the weight ratio of BaO and SrO is B 2 O Three , P 2 O Five Is 1/2 or lessIt has a configuration.
[0017]
As a result, it has the same level of workability, strength, and durability as conventional soda glass, and also reduces the diffusion of sodium in the glass to the inner wall of the arc tube, thereby reducing the luminous flux and luminous flux that are the characteristics of fluorescent lamps. The maintenance rate can be significantly improved.
[0018]
According to a second aspect of the present invention, in the fluorescent lamp according to the first aspect, the arc tube is housed in a glass or resin globe.
[0019]
As a result, it is possible to prevent the occurrence of darkening and black spots in a fluorescent lamp having a bent arc tube at high temperature lighting with the arc tube envelope sealed, and to improve the luminous flux maintenance factor.
[0020]
A third aspect of the present invention is the fluorescent lamp according to the first or second aspect, wherein a protective film is formed between the inner surface of the glass tube and the phosphor layer.
[0021]
As a result, the processing characteristics can be maintained, and further, the coloring of glass, the adsorption of mercury, and the movement of sodium can be prevented, so that the luminous flux maintenance factor of the fluorescent lamp can be greatly improved.
[0022]
According to a fourth aspect of the present invention, in the fluorescent lamp according to the third aspect, the protective film is a metal oxide and includes at least one element of aluminum, silicon, yttrium, cerium, and titanium as an element. Have.
[0023]
By using a small amount of inexpensive and easily available metal oxides, the luminous flux maintenance factor of fluorescent lamps can be improved more effectively by preventing mercury adsorption, suppressing sodium diffusion, and preventing UV degradation of glass. It is something that can be done.
[0024]
According to a fifth aspect of the present invention, in the fluorescent lamp according to any one of the first to fourth aspects, the inner diameter of the glass tube is 15.0 mm or less.
[0025]
As a result, the luminous flux maintenance factor of a fluorescent lamp using a thin tube, which has been impossible to improve the luminous flux maintenance factor, can be significantly improved.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The fluorescent lamp according to the present invention has Na as a glass composition.2O addition amount is 4% or more and 11% or less by weight. Na2When the addition amount of O exceeds 11% by weight, the workability is good, but the luminous flux maintenance factor of the arc tube is markedly lowered. If the weight ratio is less than 4%, the processing temperature of the glass is high, and the viscosity is higher than that of soda lime glass that has been conventionally used.
[0027]
K2O, Li2O is Na2Along with O, it has the effect of lowering the processing temperature by reducing the viscosity of the glass. In addition, because of the effect of preventing the elution of sodium ions to the surface by the alkali mixing effect, K2O, Li2O for Na2It can be mixed with O to make the glass workability comparable to that of soda-lime glass used in the past. However, K2O, Li2Increasing O is not preferable because the water resistance and strength of the glass are lowered.
[0028]
K2O is preferably added in a weight ratio of 2% or more and 11% or less, and if it is less than 2%, an alkali mixing effect cannot be obtained, and if it exceeds 11%, devitrification occurs.
[0029]
In the present invention, Li2By adding O at a weight ratio of 4% or less, the linear expansion coefficient of the glass can be adjusted. However, if it exceeds 4%, the expansion coefficient becomes too high, making it unsuitable as a glass for a tube.
[0030]
Furthermore, BaO and SrO are added in order to maintain physical properties similar to soda lime glass. BaO and SrO are relatively large divalent ions in glass and have an effect of preventing the diffusion of sodium ions. However, when added in a large amount, both cause crystallization and easily devitrify. Suitable addition amounts are up to about 10% by weight.
[0031]
B2OThree, P2OFiveThe addition of can prevent devitrification of the glass due to the presence of BaO and SrO. B2OThree, P2OFiveIs a material constituting the glass network structure, and by adding a small amount, the glass strength can be increased and the processing temperature can be reduced. Moreover, since water resistance can be improved, there exists an effect which the durability with respect to use of the fluorescent lamp which uses this glass tube improves. Therefore, the movement of sodium ions is prevented by the effect of strengthening the glass structure.
[0032]
As mentioned above, BaO and SrO are B2OThree, P2OFiveIn addition, it is effective to add to the glass composition. But B2OThree, P2OFiveHas a property of phase separation when the addition amount is increased, so it is necessary to avoid using a large amount. BaO is more than 0% by weight and less than 6%, SrO is more than 2% by weight and less than 10%, B against it2OThreeIs 0.5% to 3% by weight, P2OFiveIs preferably added in a range of 3% or less by weight. In particular, the combined weight ratio of BaO and SrO is preferably 11% or less, and the weight ratio of BaO and SrO is2OThree, P2OFiveIs preferably added to be 1/2 or less.
[0033]
By adding CaO and MgO, processability as tube glass and appropriate strength are imparted. Moreover, in order to prevent the devitrification of a glass, and since it is cheap, it is preferable to add instead of another metal. The weight ratio of CaO is 6% or less, and the weight ratio of MgO is 6% or less. If CaO and MgO are added in excess of 6% by weight, the effect of suppressing devitrification disappears.
[0034]
Sb2OThree, Fe2OThreeWhen a small amount of is added, the transmittance of the glass increases due to the defoaming action, so that the luminous flux of the fluorescent lamp can be improved. It should be noted that this also contributes to an improvement in the luminous flux maintenance factor. In particular, it has been found that a fluorescent lamp having a bent arc tube represented by a bulb-type fluorescent lamp is highly effective. These materials improve the luminous flux maintenance factor depending on the addition amount, but it is preferable that the glass is not colored. Therefore, Sb2OThreeIs more than 0% by weight and 1.5% or less, Fe2OThreeIs preferably added in a range of 0.5% or less by weight. Sb2OThreeIs 1.5% by weight, Fe2OThreeHowever, if the weight ratio exceeds 0.5%, the luminous flux of the lamp is reduced.
[0035]
Also, as a clarifier, SOThreeBy adding Sb2OThree, Fe2OThreeIt is preferable in order to prevent coloring due to. In addition, SOThreeIs preferably added at a weight ratio of 0.5% or less.
[0036]
ZnO, TiO2, CeO2And the like are preferable because they increase the visible light transmittance of the glass and prevent ultraviolet degradation.
[0037]
SiO2Is an important substance as a glass constituent, but when the weight ratio is 50% or less, devitrification due to recrystallization of each additive metal and an extreme decrease in glass strength are caused. Therefore, it is necessary to add more than 50% by weight, and in the present invention, the range of 57% to 78% by weight is most suitable.
[0038]
Al2OThreeHas the effect of preventing devitrification of the glass and increasing water resistance. Therefore, it is preferable to add a weight ratio of 1% or more and 6% or less. If it is less than 1%, devitrification prevention and water resistance cannot be added, and if it exceeds 6%, the glass formation temperature and the glass processing temperature increase. Therefore, it is not preferable.
[0039]
Thus, by using the above glass composition, it is possible to reduce the bond between mercury and sodium ions in the arc tube, and in particular, the luminous flux maintenance rate of compact fluorescent lamps and bulb-type fluorescent lamps is greatly improved. it can.
[0040]
Further, a protective film is preferably provided between the inner surface of the glass tube and the phosphor layer, and is preferably used in combination with the glass tube having the composition of the present invention. The effect of the protective film is to improve the luminous flux maintenance factor by reducing the adhesion of mercury to the glass surface of the inner wall of the arc tube. A specific material is preferably a metal oxide layer containing at least one element of aluminum, silicon, yttrium, cerium, and titanium.
[0041]
In order to prevent the movement of sodium ions into the arc tube, it is important to block the sodium movement path. Sufficient effects were confirmed using a protective film material having a primary particle diameter of 0.01 to 0.1 μm. If such a protective film material is used, the effect of improving the luminous flux maintenance factor of a compact fluorescent lamp, a bulb-type fluorescent lamp, etc. is exhibited even with a thin film of 1 μm or less. Unlike the prior art, forming as a thin film does not greatly change the glass workability at the time of lamp production, and hardly causes appearance problems due to film peeling.
[0042]
The most common material for the protective film is a method in which an organic metal solution, a sol liquid, or a fine powder dispersion containing the above elements is applied by dipping. Since a protective film is formed through firing, the starting material may not be an oxide, and a more uniform protective film can be formed by combining various organic material dispersants and binders.
[0043]
FIG. 1 measures the tube wall load of a fluorescent lamp and compares the luminous flux maintenance factor after a 2500-hour lighting life test. The luminous flux maintenance factor is a luminous flux maintenance factor after lighting for 2500 hours with a luminous flux of 100 hours as 100%. In the figure, symbol ◯ indicates the result of the fluorescent lamp according to the present invention, and symbol x indicates the result of the conventional fluorescent lamp.
[0044]
As is apparent from the measurement results shown in FIG. 1, the tube wall load is 0.13 W / cm.2The conventional fluorescent lamp described above has a luminous flux maintenance factor of 80% or less, whereas the fluorescent lamp according to the present invention has a tube wall load of 0.13 W / cm.2Even if it is above, the luminous flux maintenance factor can be maintained at 80% or more, and the fluorescent lamp of the present invention improves the luminous flux maintenance factor of about 10% or more when lit for 2500 hours as compared with the conventional fluorescent lamp. I was able to.
[0045]
As this fluorescent lamp with a high tube wall load, for example, as shown in FIG. 2, one end portions of two straight tubular glass tubes are connected and integrated by bridge joining, and both ends of the integrated glass tube are integrated. An electrode is provided on the inner part, a phosphor layer is formed on the inner surface of the integrated glass tube, and mercury and a rare gas are enclosed inside to form an arc tube. There is a structure (FPL) in which a base is fixed to the part.
[0046]
In addition to this, tube tubes such as compact fluorescent lamps such as FDL and FHT, bulb-type fluorescent lamps in which arc tubes such as EFT and EFG are housed in glass or resin globes, fluorescent lamps such as FHF, etc. The same effect can be obtained by using it as a glass tube of a fluorescent lamp with a high load. Examples of the lighting device include a ceiling light, a downlight, a high-frequency lighting system using an inverter, or a combination thereof. The present invention is effective with such fluorescent lamps and lighting fixtures.
[0047]
Examples of the present invention will be described below.
[0048]
Example 1
Various glass compositions were examined, and glass composed of various glass compositions was prepared and evaluated. FIG. 3 shows the composition and characteristics of various glass composition glass tubes evaluated. Moreover, all the compositions in the figure are described in weight percentages. The linear expansion coefficient of each glass composition is a linear expansion coefficient at a temperature of about 25 to 300 ° C. The softening temperature of each glass is such that the viscosity of the glass itself upon heating is 107.6 dPa.s. This is the temperature when s is reached. The working temperature is that when heated, the viscosity of the glass itself is 104 dPa.s. This is the temperature when s is reached. The transmittance of each glass was determined by measuring the transmittance of the glass tube with a transmittance spectrometer and calculating the transmittance per millimeter thickness. The measurement of the alkali elution amount of each glass was based on JIS R3502.
[0049]
The glass composition related to the fluorescent lamp of the present invention (in the table, the composition indicated by the present invention product 1 (hereinafter referred to as the present invention product 1)) and the glass composition related to the fluorescent lamp of the present invention (in the table, the present invention product 2) The glass tube which consists of the composition of the composition shown (henceforth this invention product 2) and the composition of the comparative product 1 shown as a comparative example and the comparative product 2 was created. That is, various raw material ratios were added as shown in the table, and after melting, a glass tube was produced through a sleeve.
[0050]
These compositions were easy to mold as a glass tube and could be processed into a fluorescent lamp arc tube without problems. The reason for this is that the addition of strontium, barium, and boron has the effect of lowering the glass melting temperature due to the small amount of sodium. Compositions that did not become glass or that did not achieve the desired characteristics are shown in Comparative Product 3 and Comparative Product 4 in FIG.
[0051]
With respect to an example of soda lime glass and lead glass, which are conventional glass compositions, the glass composition and physical properties are described in Conventional Product 1 and Conventional Product 2 shown in FIG.
[0052]
These glass compositions show almost satisfactory physical properties. However, in the present invention, it is necessary to satisfy the luminous flux maintenance factor as the performance of the fluorescent lamp. The results of evaluating how the characteristics change when a lamp is formed using the glass of the present invention product 1, the present invention product 2, the comparison product 1, the comparison product 2, the conventional product 1 and the conventional product 2 are shown below. This is shown in the examples.
[0053]
(Example 2)
As a high-load fluorescent lamp, an FHT32W type arc tube was manufactured with the glass of the composition of the present invention product 1, comparative product 1, comparative product 2, conventional product 1 and conventional product 2 shown in FIG. 3, and the lamp characteristics were compared.
[0054]
First, glass of various compositions was processed into a bulb having an outer diameter of 12.5 mm and a wall thickness of 1.0 mm, and cut into a total length of 230 mm as a straight glass tube. After the glass tube was washed with water, a protective film was applied to the inner surface of the glass tube as necessary, and a phosphor suspension was applied onto the protective film and dried. This valve is baked in a sinter, and one valve is burned out into two at the center. These two valves are closed at the same time as one of the burned out burners, and the other is an exhaust tube Alternatively, a mount having an electrode was sealed.
[0055]
The three bulbs were thus processed into four exhaust tubules and two mount-sealed ones, and a single arc tube was formed by mutual bridge processing. There are 5 bridges in total. Finally, only one exhaust thin tube was used, and after heating and evacuating with an exhaust device, mercury and a small amount of rare gas were sealed, and the exhaust thin tube was closed to produce an arc tube. A base was attached and finished so that it could be attached to the lighting device.
[0056]
In this arc tube processing, the product 1, the comparative product 1 and the conventional product 1 were not particularly problematic, but when the glass having the composition of the comparative product 2 was used, the arc tube leaked, and several days During this period, about 70% became non-lighting lamps.
[0057]
As a result of analysis, after one valve was burned into two, a mechanical shock was applied during transfer, cracks at the tip portion grew at the final stage, and appeared as a slow leak after exhaust. In particular, when the strength of the arc tube end is compared by performing an iron ball drop test, the comparative product 2 is extremely lower than the glass of other compositions, and is ½ the strength of the product 1 of the present invention. there were. From this, it is considered that the comparative product 2 has low glass strength.
[0058]
Next, the fluorescent lamp produced using the product 1 of the present invention, the comparative product 1 and the conventional product 1 was lit at 32W. The tube wall load is the same, 0.17 W / cm2It is. During lighting, the tube wall temperature of the fluorescent lamp was high and exceeded 130 ° C. at the bridge portion.
[0059]
When the characteristics of each lamp were measured, the initial luminous flux value of the comparative product 1 was reduced by about 5% as compared with the product 1 of the present invention and the conventional product 1 with the same power consumption. This is considered to be due to the amount of barium added, and there is a possibility that excessive barium deteriorates the initial lamp characteristics.
[0060]
In the life test, the life and luminous flux were measured in a cycle of lighting for 2.5 hours per day and 0.5 hours for light extinction, and changes over time were investigated.
[0061]
In FIG. 4, the luminous flux maintenance factor of this invention product 1 and the conventional product 1 is shown. In comparison, the product 1 of the present invention has a luminous flux maintenance factor of about 10% higher than that of the conventional product 1. In addition, the product 1 of the present invention having a structure coated with a protective film (indicated by symbol B in FIG. 4) is approximately compared to the product 1 of the present invention in which a protective film is not provided (indicated by symbol A in FIG. 4). 7% luminous flux maintenance factor is improved. The protective film was alumina, and an alumina powder dispersion having an average particle size of 0.1 μm was applied. The average thickness of the protective film was 0.7 μm. In the case of the conventional product 1 (indicated by symbol D in FIG. 4), the effect of improving the luminous flux maintenance factor is low and only a few percent, even though the same protective film is applied.
[0062]
In the conventional product 1 (indicated by symbol C in FIG. 4), a black spot appeared when the lamp was turned on for over 1000 hours and gradually spread with the lighting time. Even if a protective film is provided, black spots appear after about 2000 hours of lighting, so this glass has a fundamentally large amount of sodium deposited, and it is considered impossible to eliminate the black spots. In the glass of the product 1 of the present invention, no black spot was generated even after lighting for 7000 hours regardless of the presence or absence of the protective film.
[0063]
In this way, using the glass material of the present invention, a remarkable improvement in luminous flux maintenance factor is recognized, and by applying a protective film, further effective improvement is possible compared to the case of a single glass. I found out.
[0064]
(Example 3)
Further, the glass of the present invention product 2 shown in FIG.2OThreeAlthough the softening point increased by about 10 ° C., glass processing was possible without changing the glass processing conditions at all as in the case of the product 1 of the present invention. Using this glass tube, an FHT type fluorescent lamp was manufactured, and a lighting test was performed at 32 W with a dedicated inverter. After lighting for 2500 hours, the luminous flux maintenance factor was compared, which was about 12% improvement over the conventional product 1 The effect was recognized. Moreover, this glass was effective in increasing the strength of the fluorescent lamp, and the compressive strength of the bridge joint reached 1.3 times the normal.
[0065]
Example 4
A glass tube having an outer diameter of 12.0 mm, a thickness of 1.0 mm, and a thickness of 256 mm was produced using the product 1 of the present invention, the conventional product 1 and the conventional product 2 shown in FIG. The glass tube was coated with a protective film and a phosphor according to Example 1 and sinter baked, and then heated twice with a burner to bend twice to produce an arc tube having three bent portions. The arc tube was assembled as a bulb-type fluorescent lamp incorporating a transparent glass globe and an electronic circuit. The power consumption is about 14 W and the tube wall load is about 0.14 W / cm.2It is. Similar to Example 1, the luminous flux maintenance factors after 2500 hours of lighting were compared.
[0066]
As a result, the fluorescent lamp made of glass of the product 1 of the present invention was found to have an improvement in the luminous flux maintenance factor of about 12% after being lit for 2500 hours compared to the conventional product 1. In addition, a comparison with the conventional product 2 shows a difference in the luminous flux maintenance factor of about 5%, and a longer effect was obtained over a long period of time. This seems to be because the sodium ion migration is lower than that of the conventional product 2 in the glass compositions of the product 1 of the present invention and the conventional product 2 even though the amount of sodium is almost equal to about 7%. Therefore, even in a light bulb type fluorescent lamp in which a fluorescent tube is covered with a globe, the glass composition of the present invention can effectively improve the luminous flux maintenance factor.
[0067]
(Example 5)
Using the glass of the product 1 of the present invention and the conventional product 1 shown in FIG. 3, a linear luminous tube having a tube outer diameter of 32.5 mm and a length of 580 mm was produced, and a fluorescent lamp having a base attached to both extremes was produced. And it lights at 20W and the tube wall load is 0.04W / cm.2Met. A life lighting test of these two kinds of glass fluorescent lamps was conducted, and the luminous flux maintenance rates of 2500 hours and 7000 hours were compared. As a result, an average of 1.5% was improved in 2500 hours, and about 3% in 7000 hours. Only the improvement effect was recognized. When this fluorescent lamp was turned on and measured in a sealed lighting fixture, the improvement of the luminous flux maintenance factor was only about 3% as compared with the conventional product 1 in about 2500 hours. The maximum temperature of the lamp was in the vicinity of the electrode, and was about 70 ± 5 ° C. at room temperature of 25 ° C.
[0068]
However, when the glass of the product 1 of the present invention and the conventional product 1 are processed into a linear arc tube having a tube inner diameter of 14.5 mm and a length of 360 mm and are lit at a high frequency lighting of about 20 W, a luminous flux maintenance factor of 2500 hours is obtained. The glass of the present invention 1 was about 5% higher. Further, in lighting in a sealed device whose front surface is covered with a light diffusing plastic, the product 1 of the present invention has a higher luminous flux maintenance rate than the conventional 1 by about 10%. In this case, the temperature of the tube wall exceeded 100 ° C. Tube wall load is 0.13 W / cm2Met. From this, even in a fluorescent lamp using a straight tube, it was confirmed that the present invention improves the luminous flux maintenance factor by lighting at a high temperature when the tube wall load is high.
[0069]
【The invention's effect】
As described above, the present invention provides a luminous flux maintenance factor by reducing the amount of sodium ions deposited on the inner wall of the arc tube in a fluorescent lamp with a high tube wall load represented by a compact fluorescent lamp and a bulb-type fluorescent lamp. , And the occurrence of blackening of the arc tube and generation of black spots can be eliminated. The tube wall load is 0.13 W / cm2Compared to the above compact fluorescent lamp and bulb-type fluorescent lamp, it is possible to suppress a decrease in the luminous flux maintenance factor without impairing the workability of the conventional arc tube. Further, by providing the protective film on the inner wall of the arc tube, it is possible to effectively suppress the precipitation of sodium on the inner wall of the arc tube, and to improve the luminous lifetime of the arc tube in combination with the above-described composition glass tube. In addition to fluorescent lamps with high tube wall load, if the wall temperature of at least some of the light-emitting tubes that are lit exceeds 100 ° C, a fluorescent tube such as a bulb-type fluorescent lamp that is housed in an envelope. The lifetime of a compact fluorescent lamp with a bent lamp or arc tube can be significantly improved. In addition, it is possible to provide a fluorescent lamp that can reduce the burden on the environment without using lead at all, and can be made cheaper and lighter.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the tube wall load of a fluorescent lamp and the luminous flux maintenance factor after 2500 hours of lighting.
FIG. 2 is a diagram showing an FPL type fluorescent lamp according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows a comparison of various glass compositions and physical properties.
FIG. 4 is a graph showing the change over time of the luminous flux maintenance factor of a compact fluorescent lamp.

Claims (5)

内面に蛍光体層を被着した硝子管内に、水銀および希ガスが封入されているとともに、管壁負荷が、0.13W/cm2以上であって、かつ前記硝子管が、重量比でSiO2を57%以上78%以下、BaOを0%を越え6%以下、SrOを2%以上10%以下、CaOを0以上6%以下、MgOを0以上6%以下、Na2Oを4%以上11%以下、K2Oを2%以上11%以下、Li2Oを0以上4%以下、B23を0.5%以上3%以下、P250以上3%未満、Al23を1%以上6%以下、Sb23を0%を越え1.5%以下、Fe230以上0.5%以下、SO30以上0.5%以下含んでおり、BaOとSrOとを合わせた重量比が11%以下であり、BaOとSrOとの重量比に対して、B 2 3 ,P 2 5 は、1/2以下であることを特徴とする蛍光ランプ。Mercury and a rare gas are sealed in a glass tube having a phosphor layer deposited on the inner surface, the tube wall load is 0.13 W / cm 2 or more, and the glass tube is made of SiO 2 by weight. 2 to 57% to 78%, BaO to more than 0% to 6%, SrO to 2% to 10%, CaO to 0 to 6%, MgO to 0 to 6%, Na 2 O to 4% more than 11% or less, 2% or more 11% or less K2O, the Li 2 O 0 or more and 4% or less, the B 2 O 3 0.5% 3% or less, the P 2 O 5 0 to less than 3%, Al 2 O 3 is 1% or more and 6% or less, Sb 2 O 3 is more than 0% and 1.5% or less, Fe 2 O 3 is 0 or more and 0.5% or less, and SO 3 is 0 or more and 0.5% or less. The combined weight ratio of BaO and SrO is 11% or less, and with respect to the weight ratio of BaO and SrO, B 2 O 3 and P 2 O 5 are 1 / A fluorescent lamp characterized by being 2 or less . 発光管が硝子製または樹脂製のグローブ内に収納されていることを特徴とする請求項1に記載の蛍光ランプ。  The fluorescent lamp according to claim 1, wherein the arc tube is housed in a glass or resin globe. 前記硝子管の内面と前記蛍光体層との間に保護膜が形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の蛍光ランプ。  The fluorescent lamp according to claim 1 or 2, wherein a protective film is formed between an inner surface of the glass tube and the phosphor layer. 前記保護膜が、金属酸化物であり、元素としてアルミニウム、シリコン、イットリウム、セリウム、チタンのうち少なくとも一種の元素を含むことを特徴とする請求項3に記載の蛍光ランプ。  The fluorescent lamp according to claim 3, wherein the protective film is a metal oxide and contains at least one element of aluminum, silicon, yttrium, cerium, and titanium as an element. 前記硝子管の内径が15.0mm以下であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の蛍光ランプ。  The fluorescent lamp according to any one of claims 1 to 4, wherein an inner diameter of the glass tube is 15.0 mm or less.
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