JP4388991B2

JP4388991B2 - Fluorescent lamp

Info

Publication number: JP4388991B2
Application number: JP2008270004A
Authority: JP
Inventors: 文拓稲垣; 政明濱
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-10-20
Filing date: 2008-10-20
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2024-09-28
Also published as: JP2009043735A

Description

本発明は、蛍光ランプに関するものである。 The present invention relates to a fluorescent lamp.

蛍光ランプにとって水銀は、放電ガスとしてまた紫外線の発生源として、不可欠な構成材料である。ところが、水銀は、ランプ点灯中において、ガラスから溶出するアルカリ金属と反応して徐々に不活性化（水銀が不活性化する現象を、以下「水銀消費」と称する）する。そして、水銀消費により発光に寄与する水銀量が不足すると、ランプの光束維持率が低下し、その結果ランプ寿命が短くなる。また、水銀とアルカリ金属とが反応してアマルガムが生成すると、ガラスバルブ表面に黒点や黒ずみが発生するが、これら黒点や黒ずみの発生によってもランプの光束維持率は低下し、ランプ寿命が短くなる。 For fluorescent lamps, mercury is an indispensable constituent material as a discharge gas and a source of ultraviolet rays. However, mercury reacts with an alkali metal eluted from the glass during lamp operation and is gradually inactivated (a phenomenon in which mercury is deactivated is hereinafter referred to as “mercury consumption”). When the amount of mercury that contributes to light emission due to mercury consumption is insufficient, the luminous flux maintenance factor of the lamp decreases, and as a result, the lamp life is shortened. In addition, when amalgam is formed by the reaction of mercury and alkali metal, black spots and dark spots are generated on the surface of the glass bulb. However, the occurrence of these black spots and dark spots also reduces the luminous flux maintenance factor of the lamp and shortens the lamp life. .

特に、コンパクト形蛍光ランプ等の管壁負荷の高い蛍光ランプは、水銀消費量が多く、またアマルガムが生成され易いため、光束維持率の低下が著しいことが知られている。特許文献１には、図１０に示すような管壁負荷と光束維持率との関係を示す図が記載されているが、この図を参照すると、管壁負荷が０．１３Ｗ／ｃｍ²以上の蛍光ランプは、管壁
負荷が０．１０Ｗ／ｃｍ²以下の蛍光ランプと比べて、光束維持率の低下が著しいことが
わかる。 In particular, it is known that a fluorescent lamp with a high tube wall load, such as a compact fluorescent lamp, consumes a large amount of mercury and is likely to generate amalgam, resulting in a significant decrease in luminous flux maintenance factor. Patent Document 1 describes a relationship between the tube wall load and the luminous flux maintenance factor as shown in FIG. 10. Referring to this figure, the tube wall load is 0.13 W / cm ² or more. It can be seen that the fluorescent lamp has a remarkable decrease in luminous flux maintenance factor as compared with a fluorescent lamp having a tube wall load of 0.10 W / cm ² or less.

そこで、従来から、水銀消費を見越して予め余分に水銀を封入し、水銀量の不足を補うことが行われている。また、水銀消費やアマルガムの生成を抑制するために、ガラスバルブと蛍光体層との間にシリカ系或いはアルミナ系の保護膜を設けて前記反応を起こり難くする技術が、特許文献２および３に開示されている。
一方、近年、環境に対する意識の高まりから、水銀封入量の低減が望まれている。水銀封入量を低減させる方法としては、保護膜を厚くし、水銀とアルカリ金属との反応をより効果的に抑制することなどが考えられる。
特開２０００−３１５４７７号公報特開平１０−１２５２８２号公報特許第３３４１４４３号公報 Therefore, conventionally, extra mercury has been sealed in advance in anticipation of mercury consumption to compensate for the shortage of mercury. Patent Documents 2 and 3 disclose a technique in which a silica-based or alumina-based protective film is provided between a glass bulb and a phosphor layer to make the reaction difficult to suppress in order to suppress mercury consumption and amalgam generation. It is disclosed.
On the other hand, in recent years, reduction in the amount of mercury enclosed has been desired due to an increase in environmental awareness. As a method of reducing the amount of mercury enclosed, it is conceivable to increase the thickness of the protective film and more effectively suppress the reaction between mercury and alkali metal.
JP 2000-315477 A JP-A-10-125282 Japanese Patent No. 3341443

ところが、保護膜を厚くすると、可視光が遮られランプ光束が低下するおそれがある。また、ガラスバルブを作製する際の曲げ加工やブリッジ接続によって保護膜に亀裂が生じ易く、前記保護膜の上層に形成する蛍光体層も剥離し易くなるため、ランプ光束が低下したり外観不良が生じたりする。
本発明は、上記した課題に鑑み、ランプ光束を低下させずに水銀とアルカリ金属との反応を抑制する保護膜を備えることにより、水銀封入量を減らすことのできる蛍光ランプを提供することを目的とする。 However, when the protective film is thickened, visible light may be blocked and the lamp luminous flux may be reduced. In addition, the protective film is easily cracked by bending or bridge connection when manufacturing the glass bulb, and the phosphor layer formed on the protective film is also easily peeled off. It happens.
An object of the present invention is to provide a fluorescent lamp capable of reducing the amount of mercury enclosed by providing a protective film that suppresses the reaction between mercury and an alkali metal without reducing the lamp luminous flux in view of the above-described problems. And

上記目的を達成するため、本発明に係る蛍光ランプは、内面に保護膜と蛍光体層とが順次積層され、内部に水銀および希ガスが封入され、両端部に電極が配置されたガラスバルブを備える管壁負荷が０．１３Ｗ／ｃｍ²以上の蛍光ランプであって、前記ガラスバルブの内径は、１０ｍｍ以上１３．７ｍｍ以下の範囲内であり、前記保護膜は、膜厚が０．８〜５．０μｍの範囲であり、少なくとも５０wt％のシリカを含有し、前記水銀は、６〜５０μｇ／ｃｍ³の範囲で封入されている構成を有する。 In order to achieve the above object, a fluorescent lamp according to the present invention includes a glass bulb in which a protective film and a phosphor layer are sequentially laminated on the inner surface, mercury and a rare gas are sealed inside, and electrodes are disposed at both ends. The fluorescent lamp has a tube wall load of 0.13 W / cm ² or more, the inner diameter of the glass bulb is in the range of 10 mm to 13.7 mm, and the protective film has a thickness of 0.8 to It is in the range of 5.0 μm, contains at least 50 wt% silica, and the mercury has a configuration of being enclosed in the range of 6 to 50 μg / cm ³ .

また、本発明に係る蛍光ランプは、前記保護膜は、チタニア、アルミナ、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化セリウム、ジルコニアまたは酸化亜鉛を含有することが好ましい
また、本発明に係る蛍光ランプは、前記保護膜は、ナノ蛍光体粒子を含有することが好ましい。 The fluorescent lamp according to the present invention, the protective film is titania, alumina, calcium oxide, barium oxide, magnesium oxide, cerium oxide, also preferably contains zirconia A or zinc oxide, according to the present invention In the fluorescent lamp, the protective film preferably contains nanophosphor particles.

また、本発明に係る蛍光ランプは、前記保護膜は、イットリアを含有することが好ましい。
さらにまた、本発明に係る蛍光ランプは、請求項１乃至３のいずれかに記載の蛍光ランプにおいて、前記シリカは、ＢＥＴ比表面積が２５〜１８０ｍ²／ｇの範囲であることが好ましい。 In the fluorescent lamp according to the present invention, the protective film preferably contains yttria.
Furthermore, in the fluorescent lamp according to any one of claims 1 to 3, the fluorescent lamp according to the present invention is preferably such that the silica has a BET specific surface area of 25 to 180 m ² / g.

本発明の構成を有する蛍光ランプは、保護膜の膜厚が０．５〜５．０μｍの範囲であり、前記保護膜に少なくとも５０wt％のシリカが含有され、水銀が６〜５０μｇ／ｃｍ³の範囲で封入されている。そのため、ランプ光束を低下させることなく水銀とアルカリ金属との反応を抑制することができるとともに、水銀封入量を従来の蛍光ランプより少なくすることができるため、水銀使用量削減による環境負荷の低減を図ることができる。 In the fluorescent lamp having the configuration of the present invention, the thickness of the protective film is in the range of 0.5 to 5.0 μm, the protective film contains at least 50 wt% silica, and mercury is 6 to 50 μg / cm ³ . Enclosed in range. As a result, the reaction between mercury and alkali metals can be suppressed without lowering the luminous flux of the lamp, and the amount of mercury enclosed can be reduced compared to conventional fluorescent lamps, reducing the environmental burden by reducing the amount of mercury used. Can be planned.

特に、管壁負荷が０．１３Ｗ／ｃｍ²以上の蛍光ランプは、水銀とアルカリ金属との反
応が激しく、光束維持率の低下が著しいため、本発明の構成が効果的である。なお、管壁負荷とは、ガラスバルブ内面における電極間部分の単位面積当たりのランプ消費電力を意味する。
水銀とアルカリ金属との反応を抑制することができるのは、保護膜の膜厚が従来よりも厚い０．５〜５．０μｍの範囲だからであり、水銀がガラスバルブと接触しにくいからである。そして、前記反応が抑制されることによって、水銀消費が少なくなり、ガラスバルブに黒点等が発生しにくくなると、光束維持率が低下しにくくなって、定格寿命を維持することができる。 In particular, a fluorescent lamp having a tube wall load of 0.13 W / cm ² or more has a strong reaction between mercury and an alkali metal and a significant decrease in luminous flux maintenance factor, so the configuration of the present invention is effective. The tube wall load means the lamp power consumption per unit area of the portion between the electrodes on the inner surface of the glass bulb.
The reaction between mercury and alkali metal can be suppressed because the thickness of the protective film is in the range of 0.5 to 5.0 μm, which is thicker than before, and mercury is difficult to contact the glass bulb. . When the reaction is suppressed and mercury consumption is reduced and black spots or the like are hardly generated on the glass bulb, the luminous flux maintenance factor is hardly lowered, and the rated life can be maintained.

また、保護膜の膜厚が従来より厚いにも拘わらずランプ光束が低下しないのは、保護膜が可視光を遮りランプ光束が低下する一方で、保護膜が紫外線を反射することによって蛍光体層における紫外線の利用効率が高まり、ランプ光束が向上するからであると推測される。
さらに、保護膜は、シリカを主体として形成されているため、アルミナで形成されたものよりも蛍光体層との接着力が強い。そのため、保護膜が厚くなって亀裂が生じても蛍光体層が剥離しにくく、蛍光体層の剥離によるランプ光束の低下や外観不良が生じにくいため、製造歩留まりが良い。 Moreover, although the protective film is thicker than before, the lamp light flux does not decrease because the protective film blocks the visible light and the lamp light flux decreases, while the protective film reflects the ultraviolet rays. This is presumed to be because the use efficiency of ultraviolet rays increases in the lamp and the luminous flux of the lamp improves.
Furthermore, since the protective film is formed mainly of silica, it has a stronger adhesive force with the phosphor layer than that formed of alumina. Therefore, even if the protective film is thick and cracks occur, the phosphor layer is difficult to peel off, and the lamp light flux is not reduced and appearance defects are not easily caused by peeling of the phosphor layer, so that the manufacturing yield is good.

その上、保護膜の膜厚が厚いためガラスバルブから機械的に除去し易く、ガラス管の両端を封止する際に封止部分の保護膜を除去する作業や、リサイクルのために廃品のガラスバルブから保護膜を除去する作業が容易である。しかも、既存の設備で製造することができるため新たな設備投資が不要であり、またガラスバルブには従来と同様に安価なソーダライムガラスを使用することができる。 In addition, since the protective film is thick, it is easy to remove mechanically from the glass bulb. When sealing both ends of the glass tube, the glass used as a waste product is removed for the purpose of removing the protective film from the sealing part or recycling. It is easy to remove the protective film from the valve. And since it can manufacture with the existing installation, a new capital investment is unnecessary, and cheap soda-lime glass can be used for a glass bulb like the past.

また、本発明の構成を有する蛍光ランプにおいて、ガラスバルブの管内径が１２．５ｍｍ未満の場合は、ランプの管壁負荷が特に高いため、水銀消費量が多くまたガラスバルブに黒点などが発生し易いが、保護膜の膜厚を０．８μｍ以上にすれば定格寿命を維持することができる。
さらに、本発明の構成を有する蛍光ランプの保護膜にシリカ以外の無機酸化物を含有させる場合は、イットリアが適している。イットリアが含有された保護膜を有する蛍光ランプは、他の無機酸化物が含有された保護膜を有する蛍光ランプよりもランプ寿命が長いからである。 In addition, in the fluorescent lamp having the configuration of the present invention, when the tube inner diameter of the glass bulb is less than 12.5 mm, the load on the tube wall of the lamp is particularly high, so that the mercury consumption is large and black spots are generated on the glass bulb. Although it is easy, the rated life can be maintained if the thickness of the protective film is 0.8 μm or more.
Furthermore, yttria is suitable when the protective film of the fluorescent lamp having the configuration of the present invention contains an inorganic oxide other than silica. This is because a fluorescent lamp having a protective film containing yttria has a longer lamp life than a fluorescent lamp having a protective film containing another inorganic oxide.

さらにまた、本発明の構成を有する蛍光ランプの保護膜に含有されるシリカが、ＢＥＴ比表面積が２５〜１８０ｍ²／ｇの範囲の場合は、均一で耐久性の高い保護膜を形成する
ことができる。 Furthermore, when the silica contained in the protective film of the fluorescent lamp having the configuration of the present invention has a BET specific surface area of 25 to 180 m ² / g, a uniform and highly durable protective film can be formed. it can.

以下、本発明の実施の形態に係る蛍光ランプについて、図面を参照しながら説明する。
（１）蛍光ランプの構成
１、第１の実施形態
図１（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の第１の実施形態に係るコンパクト形蛍光ランプを示す一部破断側面図、および、図１（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面平面図である。 Hereinafter, fluorescent lamps according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1) Configuration of Fluorescent Lamp 1. First Embodiment FIGS. 1 (a) and 1 (b) are partially broken side views showing a compact fluorescent lamp according to a first embodiment of the present invention, and It is a cross-sectional top view along the AA line in Fig.1 (a).

本発明の一実施形態に係る蛍光ランプ１は、消費電力が４２Ｗのコンパクト形蛍光ランプであって、図１に示すように、放電路が蛇行するソーダ石灰ガラス製のガラスバルブ２と、当該ガラスバルブ２の一端側に取り付けられた口金３とを備えている。
ガラスバルブ２は、長さが１５０ｍｍ、内径が１０ｍｍ、肉厚が１ｍｍのガラス直管４を、ブリッジ５によって内部を連通させ６本接続したものであって、放電路長が６９０ｍｍ、内容積が約６０ｃｍ³、管壁負荷が０．１６Ｗ／ｃｍ²である。また、ガラスバルブ２は、内面に保護膜６と蛍光体層７とが順次積層され、内部に水銀と希ガスとしてのアルゴンガスとが封入され、両端部に電極８が配置されている。 A fluorescent lamp 1 according to an embodiment of the present invention is a compact fluorescent lamp with a power consumption of 42 W. As shown in FIG. 1, a glass bulb 2 made of soda-lime glass with a meandering discharge path, and the glass And a base 3 attached to one end of the valve 2.
The glass bulb 2 is a glass straight tube 4 having a length of 150 mm, an inner diameter of 10 mm, and a wall thickness of 1 mm, in which six are connected through a bridge 5 and have a discharge path length of 690 mm and an internal volume of The tube wall load is about 60 cm ³ and 0.16 W / cm ² . Further, the glass bulb 2 has a protective film 6 and a phosphor layer 7 sequentially laminated on the inner surface, mercury and argon gas as a rare gas are sealed inside, and electrodes 8 are arranged at both ends.

保護膜６は、ＢＥＴ比表面積５０ｍ²／ｇのシリカ（日本アエロジル工業株式会社製、
商品名アエロジル）からなり、膜厚は０．８μｍである。なお、本発明において、保護膜６の膜厚とは、前記保護膜６全体における平均膜厚を意味する。蛍光体層７は、青色蛍光体（ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺）、緑色蛍光体（ＬａＰＯ₄：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺）、および、赤色蛍光体（Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺）を混合したものであり、蛍光体同士をつなぎとめる結着剤として、無機酸化物の微粒子（酸化カルシウム、酸化バリウムおよびホウ素とピロリン酸カルシウムの混合物）が混合されている。 The protective film 6 is made of silica having a BET specific surface area of 50 m ² / g (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.,
(Trade name Aerosil) and the film thickness is 0.8 μm. In the present invention, the film thickness of the protective film 6 means an average film thickness in the entire protective film 6. The phosphor layer 7 includes a blue phosphor (BaMg ₂ Al ₁₆ O ₂₇ : Eu ²⁺ ), a green phosphor (LaPO ₄ : Ce ³⁺ , Tb ³⁺ ), and a red phosphor (Y ₂ O ₃ : Eu). ³⁺ ), and fine particles of inorganic oxide (a mixture of calcium oxide, barium oxide, and boron and calcium pyrophosphate) are mixed as a binder for holding phosphors together.

２、第２の実施形態
図２は、本発明の第２の実施形態に係るコンパクト形蛍光ランプを示す一部破断斜視図および破断部分の一部を模式的に示す拡大図である。
本発明の一実施形態に係る蛍光ランプ１１は、消費電力が２７Ｗのコンパクト形蛍光ランプであって、図２に示すように、放電路が蛇行するソーダ石灰ガラス製のガラスバルブ１２と、当該ガラスバルブ１２の一端側に取り付けられた口金１３とを備えている。 2. Second Embodiment FIG. 2 is a partially broken perspective view showing a compact fluorescent lamp according to a second embodiment of the present invention and an enlarged view schematically showing a part of the broken portion.
A fluorescent lamp 11 according to an embodiment of the present invention is a compact fluorescent lamp with power consumption of 27 W, and as shown in FIG. 2, a glass bulb 12 made of soda-lime glass with a meandering discharge path, and the glass And a base 13 attached to one end of the valve 12.

ガラスバルブ１２は、長さが１４０ｍｍ、内径が１３．７ｍｍ、肉厚が１．０ｍｍのガラス直管１４を、ブリッジ１５によって４本接続したものであって、放電路長が４４０ｍｍ、内容積が約８０ｃｍ³、管壁負荷が１．４Ｗ／ｃｍ²である。また、ガラスバルブ１２は、内面に保護膜１６と蛍光体層１７とが順次積層され、内部に水銀と希ガスとしてのアルゴンガスとが封入され、両端部に電極１８が配置されている。 The glass bulb 12 is formed by connecting four glass straight tubes 14 having a length of 140 mm, an inner diameter of 13.7 mm, and a thickness of 1.0 mm by a bridge 15, having a discharge path length of 440 mm and an internal volume. The tube wall load is about 80 cm ³ and 1.4 W / cm ² . The glass bulb 12 has a protective film 16 and a phosphor layer 17 sequentially laminated on the inner surface, mercury and argon gas as a rare gas are sealed inside, and electrodes 18 are arranged at both ends.

保護膜１６は、ＢＥＴ比表面積５０ｍ²／ｇのシリカからなり、膜厚は０．５μｍであ
る。蛍光体層１７は、上記第１の実施形態と同様の構成である。
（２）蛍光ランプの製造方法
第１の実施形態に係る蛍光ランプ１を用いて蛍光ランプの製造方法を説明する。
まず、ガラス直管４の内面に保護膜６および蛍光体層７を形成する。保護膜６は、水とポリエチレンオキサイドとの混合液にシリカを分散させてスラリーを作製し、前記スラリーをガラス直管４内に流し込んで前記ガラス直管４内面に前記スラリーを塗布し、温風エアーで前記スラリーを乾燥させて形成する。蛍光体層７は、青色蛍光体、緑色蛍光体および赤色蛍光体の混合物と、無機酸化物（酸化カルシウム、酸化バリウム、ホウ酸およびピロリン酸カルシウムの混合物）の微粒子からなる結着剤とを混合し、保護膜６の上側に積層塗布して形成する。そして、保護膜６および蛍光体層７を形成したガラス直管４を、焼成炉で約５５０℃で５分間加熱する。 The protective film 16 is made of silica having a BET specific surface area of 50 m ² / g, and the film thickness is 0.5 μm. The phosphor layer 17 has the same configuration as that of the first embodiment.
(2) Fluorescent lamp manufacturing method A fluorescent lamp manufacturing method using the fluorescent lamp 1 according to the first embodiment will be described.
First, the protective film 6 and the phosphor layer 7 are formed on the inner surface of the glass straight tube 4. The protective film 6 is prepared by dispersing silica in a mixed solution of water and polyethylene oxide to produce a slurry, pouring the slurry into the glass straight tube 4, applying the slurry to the inner surface of the glass straight tube 4, The slurry is formed by drying with air. The phosphor layer 7 is a mixture of a blue phosphor, a green phosphor and a red phosphor and a binder composed of fine particles of an inorganic oxide (a mixture of calcium oxide, barium oxide, boric acid and calcium pyrophosphate). Then, it is formed by laminating and coating on the upper side of the protective film 6. Then, the glass straight tube 4 on which the protective film 6 and the phosphor layer 7 are formed is heated at about 550 ° C. for 5 minutes in a baking furnace.

次に、ガラス直管４の両端部付近の保護膜６および蛍光体層７を除去し、一方の端部をシールする。６本のガラス直管４のうちのガラスバルブ２の両端部を形成する２本のガラス直管４の開放側の端部にコイル付きマウントを封止し、前記ガラスバルブ２の中間部を形成する残り４本のガラス直管４の開放側の端部に排気細管（不図示）を封止する。そして、それら６本のガラス直管４を順次ブリッジ５で接合する。 Next, the protective film 6 and the phosphor layer 7 near both ends of the glass straight tube 4 are removed, and one end is sealed. A mount with a coil is sealed at the open ends of the two glass straight tubes 4 that form both ends of the glass bulb 2 of the six glass straight tubes 4, thereby forming an intermediate portion of the glass bulb 2. Then, exhaust thin tubes (not shown) are sealed at the open ends of the remaining four glass straight tubes 4. Then, these six glass straight tubes 4 are sequentially joined by a bridge 5.

ガラスバルブ２内には、排気細管から水銀およびアルゴンガスを封入し、封入後前記排気細管を封止切る。最後に、ガラスバルブ２の電極８が封止されている側の端部を覆うように口金３を取り付け、蛍光ランプ１を完成させる。
（３）保護膜の膜厚と水銀封入量とがランプ寿命に及ぼす影響
管壁負荷の高い蛍光ランプの中でも、ガラスバルブの管内径が１２．５ｍｍ未満の蛍光ランプは、点灯中の温度が極端に高くなる。そこで、ガラスバルブの管内径が１２．５ｍｍ未満の蛍光ランプと、ガラスバルブの管内径が１２．５ｍｍ以上の蛍光ランプについて、保護膜６の膜厚と水銀封入量とがランプ寿命に及ぼす影響について検討した。 Mercury and argon gas are sealed in the glass bulb 2 from the exhaust thin tube, and after the sealing, the exhaust thin tube is sealed off. Finally, the base 3 is attached so as to cover the end of the glass bulb 2 where the electrode 8 is sealed, and the fluorescent lamp 1 is completed.
(3) Effect of protective film thickness and mercury content on lamp life Among fluorescent lamps with high tube wall load, fluorescent lamps with glass bulbs with an inner diameter of less than 12.5 mm have extreme temperatures during lighting. To be high. Therefore, for fluorescent lamps having a glass bulb inner diameter of less than 12.5 mm and fluorescent lamps having a glass bulb inner diameter of 12.5 mm or more, the influence of the film thickness of the protective film 6 and the amount of mercury enclosed on the lamp life. investigated.

実験は、第１の実施形態に係る蛍光ランプ１および第２の実施形態に係る蛍光ランプ１１をベースに、保護膜６、１６の膜厚および水銀封入量について変更を加えた蛍光ランプ１、１１を種々作製し、それら蛍光ランプ１、１１について寿命試験を行った。
寿命試験は、本発明品および比較品についてそれぞれ１０本ずつの蛍光ランプ１、１１を用意し、点灯安定器を用いて電力４２Ｗまたは２７Ｗ、３時間サイクル（２．７５時間点灯、０．２５時間消灯）で点灯させ、蛍光ランプ１、１１が不点になるまでの時間を測定した。 The experiment was based on the fluorescent lamp 1 according to the first embodiment and the fluorescent lamp 11 according to the second embodiment, and the fluorescent lamps 1 and 11 were modified with respect to the film thicknesses of the protective films 6 and 16 and the amount of mercury enclosed. Were manufactured, and a life test was conducted on the fluorescent lamps 1 and 11.
For the life test, 10 fluorescent lamps 1 and 11 are prepared for the product of the present invention and the comparative product, respectively, and using a lighting ballast, power 42W or 27W, 3 hour cycle (2.75 hour lighting, 0.25 hour) The time until the fluorescent lamps 1 and 11 become inconspicuous was measured.

図３および図４は、それぞれ保護膜６、１６の膜厚と封入水銀量とがランプ寿命に与える影響を示す図であって、図３は、管内径が１２．５ｍｍ未満のガラスバルブを備えた蛍光ランプに関し、図４は、管内径が１２．５ｍｍ以上のガラスバルブを備えた蛍光ランプに関する。
図３および図４において、「○」は、１０本全ての蛍光ランプ１、１１が定格寿命である６０００時間を超えて点灯したことを示し、「×」は、６０００時間を超えない蛍光ランプ１、１１があったことを示す。 FIGS. 3 and 4 are views showing the influence of the film thickness of the protective films 6 and 16 and the amount of enclosed mercury on the lamp life. FIG. 3 includes a glass bulb having a tube inner diameter of less than 12.5 mm. FIG. 4 relates to a fluorescent lamp provided with a glass bulb having a tube inner diameter of 12.5 mm or more.
3 and 4, “◯” indicates that all 10 fluorescent lamps 1 and 11 have been lit for more than the rated life of 6000 hours, and “x” indicates that the fluorescent lamp 1 does not exceed 6000 hours. , 11.

また、図３および図４における曲線Ａ、Ｂは、それぞれ実験結果から全ての蛍光ランプ１、１１が定格寿命を超えて点灯するであろうと推測される範囲の下限を示している。すなわち、曲線Ａ、Ｂを含む前記曲線Ａ、Ｂより上側の範囲が、定格寿命を維持するであろうと推測される範囲であって、前記曲線Ａ、Ｂよりも下側の範囲が、定格寿命を維持しないであろうと推測される範囲である。 Curves A and B in FIGS. 3 and 4 indicate the lower limits of the ranges in which it is estimated from the experimental results that all the fluorescent lamps 1 and 11 will be lit beyond the rated life. That is, the range above the curves A and B including the curves A and B is a range where it is estimated that the rated life will be maintained, and the range below the curves A and B is the rated life. It is the range which is estimated that will not be maintained.

したがって、図３に示すように、ガラスバルブの管内径が１２．５ｍｍ未満の場合、本発明に係る蛍光ランプ１を得るためには、保護膜６の膜厚および封入水銀量が、曲線Ａを含む前記曲線Ａより上側の範囲であることが好ましい。
また、前記範囲であっても、曲線Ａ付近は定格寿命を満たす条件の限界付近であり、実質上大きな効果が望めないため、確実に定格寿命を維持することができた範囲、すなわち図中に斜線で示す保護膜６の膜厚が０．８〜５．０μｍ、水銀封入量が６〜５０μｇ／ｃｍ³の範囲であることがより好ましい。この範囲であれば、水銀封入量が少ないにも拘わらず定格寿命を維持できる蛍光ランプ１を得ることができる。 Therefore, as shown in FIG. 3, when the tube inner diameter of the glass bulb is less than 12.5 mm, in order to obtain the fluorescent lamp 1 according to the present invention, the thickness of the protective film 6 and the amount of enclosed mercury are represented by the curve A. It is preferable that it is the range above the curve A including.
Even in the above range, the vicinity of the curve A is near the limit of the condition for satisfying the rated life, and since a substantial effect cannot be expected, the range in which the rated life can be reliably maintained, that is, in the figure More preferably, the thickness of the protective film 6 indicated by oblique lines is in the range of 0.8 to 5.0 μm, and the amount of mercury enclosed is in the range of 6 to 50 μg / cm ³ . Within this range, it is possible to obtain the fluorescent lamp 1 that can maintain the rated life despite the small amount of mercury enclosed.

一方、図４に示すように、ガラスバルブの管内径が１２．５ｍｍ以上の場合、本発明に係る蛍光ランプ１１を得るためには、保護膜１６の膜厚および封入水銀量が、曲線Ｂを含む前記曲線Ｂより上側の範囲であることが好ましい。
また、前記範囲であっても、曲線Ｂ付近は定格寿命を満たす条件の限界付近であり、実質上大きな効果が望めないため、確実に定格寿命を維持することができた範囲、すなわち図中に斜線で示す保護膜１６の膜厚が０．５〜５．０μｍ、水銀封入量が６〜５０μｇ／ｃｍ³の範囲であることがより好ましい。この範囲であれば、水銀封入量が少ないにも拘
わらず定格寿命を維持できる蛍光ランプ１１を得ることができる。 On the other hand, as shown in FIG. 4, when the tube inner diameter of the glass bulb is 12.5 mm or more, in order to obtain the fluorescent lamp 11 according to the present invention, the thickness of the protective film 16 and the amount of enclosed mercury are represented by the curve B. It is preferable that it is the range above the curve B including.
Even in the above range, the vicinity of the curve B is near the limit of the condition that satisfies the rated life, and since a substantial effect cannot be expected, the range in which the rated life can be reliably maintained, that is, in the figure More preferably, the thickness of the protective film 16 indicated by oblique lines is in the range of 0.5 to 5.0 μm and the amount of mercury enclosed is in the range of 6 to 50 μg / cm ³ . Within this range, it is possible to obtain the fluorescent lamp 11 that can maintain the rated life despite the small amount of mercury enclosed.

なお、水銀封入量は、２５μｇ／ｃｍ³以下の範囲であることがより好ましい。この範
囲であれば、水銀封入量が従来の蛍光ランプの半分以下となるため、水銀封入量の削減効果が大きいといえる。さらに、水銀封入量が９μｇ／ｃｍ³以上の範囲であることが好ま
しい。一般的に、管壁負荷の高い蛍光ランプはガラスバルブの内容積が小さいため、水銀封入量が９μｇ／ｃｍ³未満になると、ガラスバルブに投入する水銀の量（μｇ）が少な
くなり過ぎて、生産工程上正確な封入が困難だからである。 In addition, it is more preferable that the amount of mercury enclosed is in the range of 25 μg / cm ³ or less. Within this range, the amount of mercury enclosed is less than half that of conventional fluorescent lamps, so it can be said that the effect of reducing the amount of mercury enclosed is great. Furthermore, it is preferable that the amount of mercury enclosed is in the range of 9 μg / cm ³ or more. Generally, a fluorescent lamp with a high tube wall load has a small internal volume of a glass bulb. Therefore, when the amount of mercury enclosed is less than 9 μg / cm ³ , the amount of mercury (μg) put into the glass bulb becomes too small. This is because accurate encapsulation is difficult in the production process.

保護膜６の膜厚の上限を５．０μｍとしたのは、これ以上保護膜６を厚くすると保護膜６が可視光を遮りランプ光束が低下するとともに、封入水銀量の削減効果も頭打ちになるからである。
（４）ランプ寿命についての評価
本発明に係る蛍光ランプ（以下、本発明品という）のランプ寿命を、寿命試験によって評価した。実験は、第１の実施形態に係る蛍光ランプ１をベースに、保護膜６の膜厚に変更を加えた蛍光ランプを種々作製し（図５、Ｎｏ．１〜５参照）、水銀封入量を１０ｍｇ、３ｍｇおよび１ｍｇとしたときのランプ寿命を評価した。その結果を図５に示す。 The upper limit of the thickness of the protective film 6 is set to 5.0 μm. If the protective film 6 is made thicker than this, the protective film 6 blocks the visible light and the luminous flux of the lamp decreases, and the effect of reducing the amount of enclosed mercury reaches its peak. Because.
(4) Evaluation of lamp life The lamp life of the fluorescent lamp according to the present invention (hereinafter referred to as the present product) was evaluated by a life test. The experiment is based on the fluorescent lamp 1 according to the first embodiment, and various fluorescent lamps with a change in the thickness of the protective film 6 are manufactured (see No. 1 to 5 in FIG. 5), and the amount of mercury enclosed is set. The lamp life at 10 mg, 3 mg and 1 mg was evaluated. The result is shown in FIG.

比較品には、アルミナ（平均粒径０．０５μｍ、ＢＥＴ比表面積１００ｍ²／ｇ）で形
成した膜厚が０．５μｍの保護膜６を備え、前記保護膜６以外は、第１の実施形態に係る蛍光ランプ１と同様の構成を有する蛍光ランプ（以下、比較品という）を用いた。
まず、第１の実施形態に係る蛍光ランプ１（図５、Ｎｏ．１〜５）についての結果を説明する。図５は、保護膜の膜厚がランプ寿命に及ぼす影響を示す図である。図５における「判定」の欄の評価は、各蛍光ランプ１について上記寿命試験をおこない、１０本の蛍光ランプ１が全てが定格寿命である６０００時間を超えて点灯していた場合を「○」とし、６０００時間を超えずに不点となる蛍光ランプ１があった場合を「×」とした。 The comparative product includes a protective film 6 having a film thickness of 0.5 μm formed of alumina (average particle size 0.05 μm, BET specific surface area 100 m ² / g). Except for the protective film 6, the first embodiment A fluorescent lamp (hereinafter referred to as a comparative product) having the same configuration as that of the fluorescent lamp 1 according to the above was used.
First, the result about the fluorescent lamp 1 (FIG. 5, No. 1-5) which concerns on 1st Embodiment is demonstrated. FIG. 5 is a diagram showing the influence of the thickness of the protective film on the lamp life. In the evaluation in the “determination” column in FIG. 5, the above-described life test is performed for each fluorescent lamp 1, and “10” indicates that all 10 fluorescent lamps 1 have been lit for more than the rated life of 6000 hours. In the case where there was a fluorescent lamp 1 that was inconspicuous without exceeding 6000 hours, it was indicated as “x”.

図５に示すように、保護膜６の膜厚を厚くするほど水銀消費を抑える効果が向上し、少ない水銀封入量で長時間ランプを点灯させることが可能である。
比較品は、水銀封入量が１ｍｇのときの平均寿命が３０００時間であり、定格寿命の６０００時間に満たなかった。原因としては、水銀封入量が少ないため余分な水銀が殆どなく、その上、水銀消費が保護膜６で十分に抑えられていなかったため、発光に寄与する水銀量が不足したと考えられる。 As shown in FIG. 5, the effect of suppressing mercury consumption increases as the thickness of the protective film 6 increases, and the lamp can be lit for a long time with a small amount of mercury enclosed.
The comparative product had an average life of 3000 hours when the mercury content was 1 mg, which was less than the rated life of 6000 hours. The cause is considered to be that the amount of mercury that contributes to light emission is insufficient because the amount of mercury enclosed is small so that there is almost no excess mercury, and the mercury consumption is not sufficiently suppressed by the protective film 6.

また、本発明品である膜厚が０．５μｍで、水銀封入量が１ｍｇの蛍光ランプ１（Ｎｏ．５）は、平均寿命が６０００時間であり定格寿命を維持していたが、一部にランプ寿命が６０００時間を超えない蛍光ランプ１があり、水銀消費が十分に抑えられているとはいえない。一方、膜厚６が０．８μｍ以上の蛍光ランプ１（Ｎｏ．１〜４）は、平均寿命が８０００時間以上であり定格寿命を維持しているとともに、ランプ寿命が６０００時間に満たない蛍光ランプ１もなかったため、水銀消費が十分に抑えられているといえる。そして、例えば、膜厚が１．５μｍ以上になると、１ｍｇでも十分に長い平均寿命（１００００時間）を有する。 In addition, the fluorescent lamp 1 (No. 5) having a film thickness of 0.5 μm and a mercury content of 1 mg, which is the product of the present invention, has an average life of 6000 hours and has maintained its rated life. There is a fluorescent lamp 1 whose lamp life does not exceed 6000 hours, and it cannot be said that mercury consumption is sufficiently suppressed. On the other hand, the fluorescent lamp 1 (No. 1 to 4) having a film thickness 6 of 0.8 μm or more has an average life of 8000 hours or more and maintains the rated life, and the lamp life is less than 6000 hours. Since there was no 1, it can be said that mercury consumption was sufficiently suppressed. For example, when the film thickness is 1.5 μm or more, 1 mg has a sufficiently long average life (10000 hours).

本発明に係る蛍光ランプは、従来の蛍光ランプの半分よりもはるかに少ない水銀封入量で、従来の蛍光ランプの１．５〜２倍以上の平均寿命を有した。
また、シリカで形成した保護膜６を備えた本発明に係る蛍光ランプ１は、保護膜６の膜厚を５．０μｍにしても蛍光体層７が剥離することがなかった。一方、アルミナで形成した保護膜６は、蛍光体層７が剥離するため膜厚を１．０μｍ以上にすることができなかった。 The fluorescent lamp according to the present invention has an average life of 1.5 to 2 times or more that of a conventional fluorescent lamp with a mercury filling amount far less than half that of the conventional fluorescent lamp.
Further, in the fluorescent lamp 1 according to the present invention including the protective film 6 formed of silica, the phosphor layer 7 was not peeled even when the protective film 6 had a thickness of 5.0 μm. On the other hand, the protective film 6 formed of alumina could not have a film thickness of 1.0 μm or more because the phosphor layer 7 was peeled off.

そして、本実施の形態に係る蛍光ランプ１は、保護膜６の膜厚を厚くしたにも拘わらず、ランプ光束および光束維持率が低下することがなく、予想に反してランプ光束および光束維持率が向上していた。これは、保護膜６が可視光を遮ってランプ光束が低下する一方で、保護膜６が紫外線を反射することによって蛍光体層７における紫外線の利用効率が高まり、ランプ光束が向上したためであると推測される。 In the fluorescent lamp 1 according to the present embodiment, the lamp luminous flux and the luminous flux maintenance factor are not lowered despite the increase in the thickness of the protective film 6, and the lamp luminous flux and the luminous flux maintenance factor are not expected. Had improved. This is because the protective film 6 blocks the visible light and the lamp light flux decreases, while the protective film 6 reflects the ultraviolet light to increase the use efficiency of the ultraviolet light in the phosphor layer 7 and improve the lamp light flux. Guessed.

以上のことから、本発明に係る蛍光ランプ１は、保護膜６の膜厚が０．８μｍ以上であることが好ましく、この範囲であれば、水銀消費を抑える効果を発揮することができる。
（５）保護膜におけるシリカの含有率がランプ寿命に及ぼす影響
保護膜６におけるシリカの含有率がランプ寿命に及ぼす影響を検討した。上記本実施の形態に係る蛍光ランプ１をベースに保護膜６の組成に変更を加えた蛍光ランプ１を種々作製し、それら蛍光ランプ１の特性を評価した。 From the above, in the fluorescent lamp 1 according to the present invention, the protective film 6 preferably has a thickness of 0.8 μm or more, and within this range, the effect of suppressing mercury consumption can be exhibited.
(5) Influence of the silica content in the protective film on the lamp life The influence of the silica content in the protective film 6 on the lamp life was examined. Various fluorescent lamps 1 in which the composition of the protective film 6 was changed based on the fluorescent lamp 1 according to the present embodiment were manufactured, and the characteristics of the fluorescent lamps 1 were evaluated.

図６は、保護膜６におけるシリカの含有率がランプ寿命に及ぼす影響を示す図である。図６における「判定」の欄の評価は、上記図３における「判定」の欄の評価と同様の基準で行った。
図６に示すように、シリカの含有率が５０wt％以上の保護膜６を有する蛍光ランプ１（Ｎｏ．６〜１２）は、いずれも定格寿命を維持していた。ただし、Ｎｏ．１２の蛍光ランプ１は、定格寿命を維持していたものの、比較品の蛍光ランプ１よりもランプ光束が低かったため、「判定」の欄では「△」と評価した。したがって、シリカの含有量は５０wt％以上であることが好ましい。シリカの含有量が５０wt％以上であれば他の無機酸化物を添加物として加えても、シリカで形成した保護膜６の特徴を生かしながらさらに前記添加物の特性を得ることができる。 FIG. 6 is a diagram showing the influence of the silica content in the protective film 6 on the lamp life. The evaluation in the “determination” column in FIG. 6 was performed according to the same criteria as the evaluation in the “determination” column in FIG.
As shown in FIG. 6, all the fluorescent lamps 1 (Nos. 6 to 12) having the protective film 6 having a silica content of 50 wt% or more maintained the rated life. However, no. Although 12 fluorescent lamps 1 maintained their rated life, the luminous flux of the lamp was lower than that of the comparative fluorescent lamp 1, and therefore, “△” was evaluated in the “judgment” column. Accordingly, the silica content is preferably 50 wt% or more. If the content of silica is 50 wt% or more, even if other inorganic oxides are added as additives, the characteristics of the additives can be further obtained while taking advantage of the characteristics of the protective film 6 formed of silica.

なお、シリカの含有率が５０wt％よりも少なくなると蛍光体層７が剥離し易く、保護膜６の膜厚を０．７μｍより厚くすることができなかった。また、保護膜６自体も剥離し、蛍光体層７の厚みが不均一になったり、紫外線の照射を受けてガラスが着色したりする不都合も生じた。
膜厚が１．５ｍｍの蛍光ランプ１（Ｎｏ．６、７、８、１０、１１）において、イットリアが含有された保護膜６を有する蛍光ランプ１（Ｎｏ．７、８、１１）は、シリカのみからなる保護膜６を有する蛍光ランプ１（Ｎｏ．６）と同等の平均寿命を有した。したがって、イットリアはシリカと組み合わせて用いる材料として適しているといえる。このような結果は、チタニアが含有された保護膜６を有する蛍光ランプ１（Ｎｏ．１０）では得られない効果である。 When the silica content was less than 50 wt%, the phosphor layer 7 was easily peeled off, and the protective film 6 could not be made thicker than 0.7 μm. In addition, the protective film 6 itself was peeled off, resulting in inconvenience that the thickness of the phosphor layer 7 became non-uniform and the glass was colored by being irradiated with ultraviolet rays.
In the fluorescent lamp 1 (No. 6, 7, 8, 10, 11) having a thickness of 1.5 mm, the fluorescent lamp 1 (No. 7, 8, 11) having the protective film 6 containing yttria is silica. It had an average life equivalent to that of the fluorescent lamp 1 (No. 6) having the protective film 6 made of only. Therefore, it can be said that yttria is suitable as a material used in combination with silica. Such a result is an effect that cannot be obtained with the fluorescent lamp 1 (No. 10) having the protective film 6 containing titania.

以上のように、保護膜６にシリカを５０wt％以上含有させることによって、水銀消費を抑える効果を維持できるとともに、シリカ以外の無機酸化物として添加する場合には、イットリアが好ましいことがわかる。
（６）シリカのＢＥＴ比表面積が保護膜形成に及ぼす影響
シリカのＢＥＴ比表面積が保護膜６の形成に及ぼす影響について検討した。実験は、ＢＥＴ比表面積の異なる種々のシリカを用いて保護膜６を形成し、膜厚の均一な保護膜６を形成することができるか否かについて評価した。 As described above, it can be understood that by containing 50 wt% or more of silica in the protective film 6, the effect of suppressing mercury consumption can be maintained, and yttria is preferable when added as an inorganic oxide other than silica.
(6) Influence of BET specific surface area of silica on formation of protective film The influence of the BET specific surface area of silica on the formation of the protective film 6 was examined. In the experiment, the protective film 6 was formed using various silicas having different BET specific surface areas, and it was evaluated whether or not the protective film 6 having a uniform film thickness could be formed.

図７は、シリカのＢＥＴ比表面積が保護膜の形成に及ぼす影響を示す図である。図７に示すように、ＢＥＴ比表面積が２０ｍ²／ｇのシリカは、懸濁液中において数時間で沈殿
するため、本発明に係る蛍光ランプ１に適さなかった。一方、ＢＥＴ比表面積が３００ｍ²／ｇのシリカは、非常にコスト高となるとともに、空気抵抗が小さく安全に扱いにくい
ため、本発明に係る蛍光ランプ１に適さなかった。 FIG. 7 is a diagram showing the influence of the BET specific surface area of silica on the formation of a protective film. As shown in FIG. 7, silica having a BET specific surface area of 20 m ² / g was not suitable for the fluorescent lamp 1 according to the present invention because it precipitated in a suspension in several hours. On the other hand, silica having a BET specific surface area of 300 m ² / g is not suitable for the fluorescent lamp 1 according to the present invention because it is very expensive and has low air resistance and is difficult to handle safely.

ＢＥＴ比表面積が２５ｍ²／ｇ〜１８０ｍ²／ｇのシリカは、一般的な分散剤に対する分散性、膜厚の均一性、ガラス加工時の膜の耐久性を評価した結果も良好であり、本発明に係る蛍光ランプ１に適していることがわかった。
また、ＢＥＴ比表面積が２５ｍ²／ｇ〜１８０ｍ²／ｇのシリカは、分散剤に安定に分散させることができるため、スラリーのシリカ濃度の調整が容易で、膜厚が１〜５μｍになるように塗布することができた。また、分散剤として使用するポリエチレンオキサイドの添加量を調整することにより、保護膜６に緻密性や耐熱加工性を付与することができた。 Silica having a BET specific surface area of 25m ^² / g~180m ² / g, the dispersibility in common dispersing agents, film thickness uniformity, it is also good results of evaluating the durability of the film during glass processing, the It turned out that it is suitable for the fluorescent lamp 1 which concerns on invention.
Further, silica having a BET specific surface area of 25m ^² / g~180m ² / g, since it is possible to stably disperse the dispersant is easy to adjust the silica concentration of the slurry, so that the film thickness of 1~5μm Could be applied. Further, by adjusting the addition amount of polyethylene oxide used as a dispersant, it was possible to impart denseness and heat resistance processability to the protective film 6.

なお、分散剤としては、ポリエチレンオキサイドのほかに、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなど水溶性の高分子なども一般に使用できる。また、分散剤の溶媒をブタノールや酢酸ブチルにした場合や、アンモニアや酢酸を添加してｐＨを調整した場合にも、保護膜６の水銀消費を抑える効果が高いことがわかった。また、上記以外に、酸、塩およびアルカリなどによるｐＨの変化、その他無機酸化物などの混合効果によっても、本発明に係る保護膜６を形成することが可能である。 In addition to polyethylene oxide, water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol and polyvinyl pyrrolidone can be generally used as the dispersant. It was also found that the protective film 6 is highly effective in suppressing mercury consumption when the solvent of the dispersant is butanol or butyl acetate or when pH is adjusted by adding ammonia or acetic acid. In addition to the above, the protective film 6 according to the present invention can also be formed by a change in pH due to an acid, salt, alkali, or the like, or a mixing effect of other inorganic oxides.

（７）蛍光ランプの変形例
本発明に係る蛍光ランプは、上記本実施の形態に係るコンパクト形蛍光ランプに限定されず、電球形蛍光ランプであってもよい。また、ガラスバルブがグローブ内に収容されていてもよい。さらに、ガラスバルブは、ガラス直管を６本接続した形状のものに限定されず、例えば、ガラス直管を４本接続した形状のものや、Ｕ字形ガラス管を２本或いは３本接続した形状のもの、Ｕ字形ガラス管を更に折り曲げたいわゆるダブルＵ形状のもの、スパイラル形状のもの等が考えられる。さらにまた、点灯回路内蔵形蛍光ランプであってもよい。 (7) Modification of fluorescent lamp The fluorescent lamp according to the present invention is not limited to the compact fluorescent lamp according to the present embodiment, and may be a bulb-type fluorescent lamp. Moreover, the glass bulb | bulb may be accommodated in the globe. Further, the glass bulb is not limited to a shape in which six straight glass tubes are connected, for example, a shape in which four straight glass tubes are connected, or a shape in which two or three U-shaped glass tubes are connected. A so-called double U-shape obtained by further folding a U-shaped glass tube, a spiral shape, or the like can be considered. Furthermore, a fluorescent lamp with a built-in lighting circuit may be used.

具体的な例として、図８に示すような複数のＵ字形ガラス管２０をブリッジ接続してなるガラスバルブ２１を備えた蛍光ランプ２２が挙げられる。当該ガラスバルブ２１は、内面に保護膜２３および蛍光体層２４が形成され、両端部に電極２５が配置され、前記電極２５と電気的に接続する点灯回路２６を内部に収容した口金２７付きのケース２８に取り付けられている。そして、ガラスバルブ２１は、ケース２８に取り付けられたガラス製または樹脂製のグローブ２９で覆われている。 As a specific example, there is a fluorescent lamp 22 having a glass bulb 21 formed by bridge-connecting a plurality of U-shaped glass tubes 20 as shown in FIG. The glass bulb 21 is provided with a cap 27 that has a protective film 23 and a phosphor layer 24 formed on the inner surface, electrodes 25 are disposed at both ends, and a lighting circuit 26 that is electrically connected to the electrodes 25 is accommodated therein. It is attached to the case 28. The glass bulb 21 is covered with a glass or resin globe 29 attached to the case 28.

また、図９に示すような２重螺旋形状のガラスバルブ３０を備えた蛍光ランプ３１が挙げられる。ガラスバルブ３０は、内面に保護膜３２および蛍光体層３３が形成され、両端部に電極３４が配置され、前記電極３４と電気的に接続する点灯回路（不図示）を内部に収容した口金３５付きのケース３６に取り付けられ、グローブ３７で覆われている。
さらに、本発明に係る蛍光ランプは、外部電極から誘導磁界を発生させランプ内に電力投入する無電極蛍光ランプであってもよい。無電極蛍光ランプは、電極エミッターの消耗がなく、半永久的に使用することのできる環境への負荷の低い蛍光ランプである。しかしながら、内部に水銀蒸気を含み、前記水銀が消費されることにより点灯しなくなるため、長寿命化を実現するためには通常の蛍光ランプと同様に水銀消費量が少ないことが望まれる。本発明の構成は、それに十分応えることができるものである。 Further, a fluorescent lamp 31 having a double spiral glass bulb 30 as shown in FIG. The glass bulb 30 has a protective film 32 and a phosphor layer 33 formed on the inner surface, electrodes 34 disposed at both ends, and a base 35 that houses a lighting circuit (not shown) that is electrically connected to the electrodes 34. It is attached to a case 36 and covered with a globe 37.
Furthermore, the fluorescent lamp according to the present invention may be an electrodeless fluorescent lamp that generates an induction magnetic field from an external electrode and supplies power into the lamp. An electrodeless fluorescent lamp is a fluorescent lamp with a low environmental load that can be used semi-permanently without the consumption of an electrode emitter. However, since mercury vapor is contained inside and the lamp is not turned on when the mercury is consumed, it is desired that the amount of mercury consumed is small as in the case of a normal fluorescent lamp in order to realize a long life. The configuration of the present invention can sufficiently respond to this.

加えて、本発明に係る蛍光ランプは、冷陰極蛍光ランプであってもよい。冷陰極蛍光ランプは、ガラスバルブの管径が細く、熱や紫外線の影響が大きいため、本発明の効果を発揮する。
（８）その他の変形例
１．保護膜について
本発明に係る保護膜は、スラリー溶媒は、酢酸ブチル、キシレン、メタノール、エタノール、ブタノール、ベンゼン、トルエン、ペンタン、ジオキサン、ヘキサンなど石油系の溶媒を使用して形成してもよい。近年、有機溶媒の使用が制限されるようになり、水を使用した環境にやさしい塗布媒体を使用することが好まれる。そのため、水に水溶性分散剤（ポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコールおよびポリビニルピロリドンなど）混合したものが最も好適である。 In addition, the fluorescent lamp according to the present invention may be a cold cathode fluorescent lamp. The cold cathode fluorescent lamp exhibits the effects of the present invention because the glass bulb has a thin tube diameter and is greatly affected by heat and ultraviolet rays.
(8) Other modifications About Protective Film The protective film according to the present invention may be formed by using a petroleum solvent such as butyl acetate, xylene, methanol, ethanol, butanol, benzene, toluene, pentane, dioxane, hexane as the slurry solvent. In recent years, the use of organic solvents has been limited, and it is preferred to use an environment-friendly coating medium using water. Therefore, water mixed with a water-soluble dispersant (polyethylene oxide, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, etc.) is most preferable.

また、保護膜は、エタン、メタン、二酸化炭素、窒素、一酸化炭素および酸素などの加圧液体を分散媒としてシリカなどを分散させ、前記シリカなどをノズルから急激に射出させて、ガラスバルブの内面に保護膜を形成する方法で形成してもよい。この方法で形成された保護膜は、かさ密度が低く均一に塗布されているため水銀消費を抑える効果が高い。また、その後の曲げ加工による膨張収縮に対しても耐久性が高いため、保護膜を厚く形成することができる。 Further, the protective film disperses silica or the like using a pressurized liquid such as ethane, methane, carbon dioxide, nitrogen, carbon monoxide and oxygen as a dispersion medium, and the silica or the like is abruptly injected from a nozzle, so that the glass bulb You may form by the method of forming a protective film in an inner surface. Since the protective film formed by this method has a low bulk density and is uniformly applied, the effect of suppressing mercury consumption is high. In addition, since the durability against expansion and contraction due to subsequent bending is high, the protective film can be formed thick.

さらに、本発明に係る保護膜は、シリカに添加できる無機酸化化合物として、イットリア、チタニア、アルミナ、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化セリウム、ジルコニア、酸化亜鉛などが安価で入手し易い材料を使用することが好ましい。また、高価ではあるが、マンガン、ユーロピウム、バナジウム、リン、硫黄、ホウ素、アンチモン、テルビウム、ガリウム、鉄、銀、銅、鉛、亜鉛、カドミウム、ガドリニウム、ランタン、ストロンチウム、タングステン、タリウムなどから選ばれる元素を含んだ複合酸化物を使用することも、発光輝度を向上する効果があるため好ましい。 Further, the protective film according to the present invention is made of an inexpensive and easily available material such as yttria, titania, alumina, calcium oxide, barium oxide, magnesium oxide, cerium oxide, zirconia, and zinc oxide as inorganic oxide compounds that can be added to silica. It is preferable to use it. Moreover, although it is expensive, it is selected from manganese, europium, vanadium, phosphorus, sulfur, boron, antimony, terbium, gallium, iron, silver, copper, lead, zinc, cadmium, gadolinium, lanthanum, strontium, tungsten, thallium, etc. It is also preferable to use a complex oxide containing an element because it has an effect of improving emission luminance.

なお、シリカ５０wt％以上であれば、上記材料を添加したとしても、膜のかさ密度、膜厚の制限に大きな影響はなく、消費水銀量を低減する効果を十分に発揮することができる。
２．蛍光体について
本発明に係る蛍光体層には、一般的な蛍光体を使用することができるが、微粒子化或いは球状化された蛍光体を使用してもよい。この場合、保護膜のかさ密度が比較的大きくなるため、蛍光体層の剥離などをより防止することができる。また、近年注目されている数百ナノ〜数ナノの粒径を有するいわゆるナノ粒子蛍光体と呼ばれる微粒子蛍光体を使用することも好ましい。この場合、本発明に係る保護膜の上に前記蛍光体を塗布すると、前記蛍光体が保護膜材料と混合されて発光効率を高く保つため、蛍光体層をある程度厚く塗布することが可能である。 If the silica content is 50 wt% or more, even if the above materials are added, the bulk density and film thickness of the film are not greatly affected, and the effect of reducing the amount of mercury consumed can be sufficiently exerted.
2. Phosphors For the phosphor layer according to the present invention, general phosphors can be used, but fine particles or spheroidized phosphors may be used. In this case, since the bulk density of the protective film becomes relatively large, peeling of the phosphor layer can be further prevented. In addition, it is also preferable to use a fine particle phosphor called a nanoparticle phosphor having a particle size of several hundred nano to several nano, which has been attracting attention in recent years. In this case, when the phosphor is applied on the protective film according to the present invention, the phosphor is mixed with the protective film material to keep the luminous efficiency high, so that the phosphor layer can be applied to a certain extent thick. .

また、本発明に係る蛍光体には、蛍光体層が剥離しないよう結着剤を混合することが好ましい。結着剤を増加することにより蛍光体層の脱落を防ぐことができる。なお、結着剤としては、上記本実施の形態で使用した結着剤以外に、アルミナ、イットリア、シリカなど無機酸化物を使用することができる。
３．ガラスについて
本発明に係るガラスは、加工性の良いソーダライムガラスが好ましいが、ホウケイ酸ガラスやアルミナガラスなどを用いてもよい。この場合、加工性は低下するが、ホウケイ酸ガラスやアルミナガラスは、アルカリ成分が少ないため水銀削減効果は高まる。 Moreover, it is preferable to mix a binder with the phosphor according to the present invention so that the phosphor layer does not peel off. Decreasing the phosphor layer can be prevented by increasing the binder. In addition to the binder used in the present embodiment, an inorganic oxide such as alumina, yttria, or silica can be used as the binder.
3. About Glass The glass according to the present invention is preferably soda-lime glass with good processability, but borosilicate glass, alumina glass, or the like may be used. In this case, the processability is lowered, but borosilicate glass and alumina glass have a reduced alkali component, so the effect of reducing mercury is enhanced.

また、ソーダライムガラスを使用する場合は、洗浄によって、バルブ内面のソーダを除去することにより水銀消費量をさらに少なくすることができるため、酸洗浄、蒸気洗浄などを行うことが好ましい。
４．水銀について
本発明に係る蛍光ランプにおいて水銀を封入する方法としては、ドロッパーによって水銀を滴下する方法、亜鉛やスズとのアマルガム形態にして封入する方法、ディスペンサーによって鉄亜鉛銅水銀合金やチタン水銀を封入する方法、水銀を封入したガラスなどのカプセルを封入する方法などが考えられる。また、水銀の蒸気圧を高温域（５０〜８０℃）で低く保つことができるビスマス、インジウム、鉛、スズ混合アマルガムも、水銀低封入を実現する手段と考えられる。 Moreover, when using soda-lime glass, mercury consumption can be further reduced by removing soda on the inner surface of the valve by washing, so that it is preferable to perform acid washing, steam washing, or the like.
4). About mercury As a method of sealing mercury in the fluorescent lamp according to the present invention, a method of dropping mercury with a dropper, a method of sealing in the form of amalgam with zinc or tin, a zinc zinc mercury mercury alloy or titanium mercury sealed with a dispenser And a method of encapsulating a capsule of glass or the like encapsulating mercury. A bismuth, indium, lead and tin mixed amalgam capable of keeping the vapor pressure of mercury low in a high temperature range (50 to 80 ° C.) is also considered as a means for realizing low mercury encapsulation.

蛍光ランプに封入する水銀の量が少なくなると、極微量の水銀をばらつきなく封入する必要があるが、前記水銀をアマルガム形態で封入する方法は、封入量の調整が容易である。また、カプセルを封入する方法は、カプセルの有無を見分けることが容易なことから、水銀未封入品が市場に流出することを防止することができる。 When the amount of mercury enclosed in the fluorescent lamp is reduced, it is necessary to enclose a very small amount of mercury without variation, but the method of encapsulating mercury in the form of an amalgam makes it easy to adjust the amount of encapsulation. Moreover, since the method of encapsulating the capsule makes it easy to distinguish the presence or absence of the capsule, it is possible to prevent the non-mercury product from flowing out to the market.

本発明に係る蛍光ランプは、コンパクト形蛍光ランプや電球形蛍光ランプに利用することができる。特に、管壁負荷の高い蛍光ランプに適している。 The fluorescent lamp according to the present invention can be used for a compact fluorescent lamp or a bulb-type fluorescent lamp. Particularly, it is suitable for a fluorescent lamp having a high tube wall load.

図１（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の第１の実施形態に係るコンパクト形蛍光ランプを示す一部破断側面図、および、図１（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面平面図1 (a) and 1 (b) are respectively a partially broken side view showing a compact fluorescent lamp according to the first embodiment of the present invention, and a cross section taken along line AA in FIG. 1 (a). Plan view 図２は、本発明の第２の実施形態に係るコンパクト形蛍光ランプを示す一部破断斜視図および破断部分の一部を模式的に示す拡大図FIG. 2 is a partially broken perspective view showing a compact fluorescent lamp according to a second embodiment of the present invention and an enlarged view schematically showing a part of the broken portion. 保護膜の膜厚と封入水銀量とがランプ寿命に与える影響を示す図Diagram showing the effect of protective film thickness and mercury content on lamp life 保護膜の膜厚と封入水銀量とがランプ寿命に与える影響を示す図Diagram showing the effect of protective film thickness and mercury content on lamp life 保護膜の膜厚がランプ特性に与える影響を示す図Diagram showing the effect of protective film thickness on lamp characteristics シリカの含有量がランプ寿命に与える影響を示す図Diagram showing the effect of silica content on lamp life シリカのＢＥＴ比表面積がランプ特性に与える影響を示す図Figure showing the effect of silica BET specific surface area on lamp characteristics 変形例に係る電球形蛍光ランプを示す一部破断斜視図および破断部分の一部を模式的に示す拡大図The partially broken perspective view which shows the lightbulb-type fluorescent lamp which concerns on a modification, and the enlarged view which shows typically a part of broken part 変形例に係る電球形蛍光ランプを示す一部破断斜視図および破断部分の一部を模式的に示す拡大図The partially broken perspective view which shows the lightbulb-type fluorescent lamp which concerns on a modification, and the enlarged view which shows typically a part of broken part 管壁負荷と光束維持率との関係を示す図Diagram showing the relationship between tube wall load and luminous flux maintenance factor

Explanation of symbols

１蛍光ランプ
２ガラスバルブ
６保護膜
７蛍光体層
８電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fluorescent lamp 2 Glass bulb 6 Protective film 7 Phosphor layer 8 Electrode

Claims

A fluorescent lamp having a tube wall load of 0.13 W / cm ² or more, comprising a glass bulb in which a protective film and a phosphor layer are sequentially laminated on the inner surface, mercury and a rare gas are sealed inside, and electrodes are arranged at both ends. Because
The inner diameter of the glass bulb is in the range of 10 mm to 13.7 mm,
The protective film has a thickness in the range of 0.8 to 5.0 μm and contains at least 50 wt% silica;
The fluorescent lamp, wherein the mercury is sealed in a range of 6 to 50 μg / cm ³ .

The protective film is titania, alumina, calcium oxide, barium oxide, magnesium oxide, cerium oxide, fluorescent lamp according to claim 1, characterized in that it contains zirconia A or zinc oxide.

The fluorescent lamp according to claim 1, wherein the protective film contains nanophosphor particles.

The fluorescent lamp according to claim 1, wherein the protective film contains yttria.

The fluorescent lamp according to any one of claims 1 to 4, wherein the silica has a BET specific surface area of 25 to 180 m ² / g.