JPH0115077Y2

JPH0115077Y2 -

Info

Publication number: JPH0115077Y2
Application number: JP1986001422U
Authority: JP
Priority date: 1986-01-09
Filing date: 1986-01-09
Publication date: 1989-05-08
Also published as: JPS6212261U

Description

【考案の詳細な説明】本考案はけい光ランプに関するものである。

近時、けい光ランプの効率及び演色性を高める
ために、人間の色覚に関する研究結果にもとづ
き、波長が450nm、540nm及び610nm付近に発光
スペクトルのピークを有する三種のけい光体を混
合したけい光体層を有するけい光ランプが提案さ
れている。そのけい光体としては、452nmに発光
ピークを有するユーロピウム付活アルミン酸バリ
ウムマグネシウム、543nmに発光ピークを有する
テルピウム付活アルミン酸セリウムマグネシウム
及び611nmに発光ピークを有するユーロピウム付
活酸化イツトリウムけい光体がある。これら三種
のけい光体はいずれも極めて高価格であるので、
ランプコストの低減化のためにけい光体膜を二層
に分けて塗布し、ガラス管側に安価なけい光体、
例えばハロリン酸カルシウムけい光体を塗布し、
放電側に前記三種のけい光体からなる混合けい光
体を塗布する。この場合、放電側のけい光体重量
は、これら三種のけい光体からなる単一けい光体
に比し約50％で、単一けい光体からなるけい光ラ
ンプとほぼ同等のランプ光束及び演色性がえら
れ、これにより大幅なコストの低減化が可能なこ
とが知られている。

ところで、20ワツト以上のけい光ランプでは一
般にガラス管の内径が30〜36mmのものが大部分で
あるが、最近省エネルギーを目的としたガラス管
内径18〜27mmのけい光ランプが公表されている。
ガラス管内径が細くなるにつれて、ランプ製造に
際して、けい光体粒子径のコントロール、けい光
体膜焼付工程の温度コントロール等に細心の注意
を払うことが不可欠となり、従来の単一けい光体
膜を有するけい光ランプでも、製造条件をきびし
くする必要があり、二層けい光体構造を内径18〜
27mmで、かつ20ワツト用以上の長さを有するガラ
ス管に適用することはほとんど不可能であつた。
すなわち、細くて長いガラス管の場合、管内の空
気の流通が悪い上、二層構造であると、焼付時に
おいて、放電側に塗布されたけい光体が、ガラス
管側に塗布されたけい光体への酸素の供給を遮蔽
する等の妨害をするため、ガラス管側のけい光体
中の粘結剤が完全に分解しにくく、けい光体中に
残存して、光束の低下等をもたらす。

本考案はこれらの欠点に鑑みてなされたもの
で、二層けい光体構造を、ガラス管内径が18〜27
mmの超細形けい光ランプに適用でき、ランプ光束
の低下が少ないけい光ランプを提供することを目
的とするものである。

本考案は、内径が18〜27mmの範囲にあり、かつ
20ワツト用以上の長さを有するガラス管の内壁面
にけい光体を二層に被着してなり、前記ガラス管
側に被着されたけい光体層中に占める粒径2μｍ
以下のけい光体粒子の割合を、放電側に被着され
たけい光体層中に占める粒径2μｍ以下のけい光
体粒子の割合よりも少なくしたけい光ランプを特
徴とするものである。

ガラス管側に粒径2μｍ以下の超微粒子の含有
率が小なるけい光体を塗布し、その上、つまり放
電側には粒径2μｍ以下の超微粒子の含有率がよ
り大なるけい光体を塗布し焼付けると、ガラス管
側のけい光体中の含有酸素量が大であるため、焼
付中に外気からの酸素の供給が不十分であつても
粘結剤は容易に分解し、また放電側のけい光体は
外気からの酸素供給があるため、この粘結剤も分
解する。その結果、従来、二層けい光体構造の欠
点であつた、けい光体中の未分解粘結剤の残存に
よる光束の低下がなくなる。

ところで、ガラス管側に塗布されるけい光体は
ランプ効率、安定性及びコストの点から、アンチ
モン及びマンガン付活ハロリン酸カルシウムけい
光体（Sb及びMn付活3Ca₃（PO₄）・CaX₂）が最
適であるが、このけい光体の平均粒径は通常６〜
8μｍあり、放電側に塗布される三種のけい光体
の平均粒径が３〜4μｍであるのに比して約２倍
も大きい。従つて、ガラス管内壁面へのけい光体
付着強度の改善のため、通常ボールミルを用いて
粉砕し粒径を小さくする方法が採用されている。
この場合、最初の２〜４時間は、いわゆるけい光
体粒子をより小さい体積を有するものに分割する
体積粉砕が行われ、これにひき続き、粉砕を続け
て行くと、粒子の表面がけずられて、微粉が発生
する表面粉砕に移行する。しかしながら、この表
面粉砕にて生ずる粒子径は2μｍ以下のものとな
り、平均粒径が３〜4μｍとなつても一方で2μｍ
以下の微粉の割合がきわめて多くなるために、放
電側に塗布したものと平均的粒子径では同等であ
つても、2μｍ以下の占める割合は大きく異なつ
てしまう結果、次のような問題点を生じることが
実験により明らかとなつた。すなわち、ガラス管
側に塗布するアンチモン及びマンガン付活ハロり
ん酸カルシウムけい光体を、ボールミルにより平
均粒径を３〜4μｍまで小さくしたところ、粒径
2μｍ以下の微粉が多くなり、このためけい光体
焼付工程で、けい本体中に存在する粘結剤（例え
ばニトロセルロース）が完全に熱分解することが
困難となり、その結果、ランプ光束が大きく低下
してしまうことが明らかとなつた。

この解決方法として、例えば焼付炉温度を上げ
たり、焼付スピードをおくらすなどの方法を採つ
てみたが、熱によるガラス管の軟化のためにガラ
ス管の変形や生産能率の低下などが生じて不適当
であつた。

けい光体の平均粒径、粒径とランプ光束との関
係について更に詳しく実験を行つた結果、けい光
体の平均粒径が比較的小さくても、2μｍ以下の
粒径のものが存在しなければ、けい光体中の粘結
剤が完全に熱分解されるため、良好なランプ光束
を有するものが得られ、一方平均粒径が大きくて
も、2μｍ以下の粒径のものの割合が多いと、け
い光体中の粘結剤が完全に熱分解されないため、
ランプ光束が大きく低下することが明らかになつ
た。そして、二層方式のけい光体の場合について
実験した結果、ガラス管側に塗布したけい光体層
中の2μｍ以下のけい光体粒子の割合が、放電側
に塗布したけい光体層中の2μｍ以下のけい光体
粒子の割合よりも多いと、けい光体中の粘結剤が
熱分解されにくくなる結果、ランプ光束が大きく
低下することが判明した。

この理由は、けい光体層中の2μｍ以下の粒径
のけい光体粒子の占める割合が多くなるにつれて
熱分解に必要な酸素が多量必要となり、一方ガラ
ス管側に塗布されたけい光体中の粘結剤の熱分解
については、その上に塗布されたけい光体膜が遮
蔽をする結果、ガラス管側に塗布されたけい光体
への酸素の供給が困難になるという二重の作用に
より、けい光体中の粘結剤の熱分解が不十分にな
ると考えられる。けい光体中に占める2μｍ以下
の粒径のものの割合について詳細な試験の結果、
ガラス管側に塗布されたけい光体中の2μｍ以下
の粒径のものの占める割合が、放電側に塗布され
たけい光体中の2μｍ以下の粒径のものの占める
割合よりも５〜40％少ないときにランプ光束及び
ランプ外観が、良好なものが得られることが見い
出された。

なお、けい光体の平均粒径を変えずに、粒径
2μｍ以下の超微粒子の占める割合をコントロー
ルするには、前記ボールミル法を用いて不可能で
あつて、例えば分級法を用いることによつて可能
となるものである。これは一般に風力分級といわ
れる方法で、原理は流体（この場合空気）による
抗力の方向とは方向の異なる力、つまり分級力に
より粒径に応じて分級するものである。このよう
な分級法を用いることにより、けい光体の平均粒
径をほぼ一定に保ちながら、2μｍ以下の粒径の
ものの占める割合を無段階に選ぶことができるも
のである。

以下、本考案の実施例について図面を用いて説
明する。

実施例１図に示したごとく内径が23mmの20ワツト用ガラ
ス管１の内壁面に平均粒径が4.5μｍ、かつ粒径2μ
ｍ以下のものの占める割合が12％のアンチモン及
びマンガン付活ハロりん酸カルシウムけい光体２
を1gr塗布し、その上に平均粒径が3.5μｍ、かつ
粒径2μｍ以下のものの占める割合が19％のEu付
活BaMg₂Al₁₆O₂₇，Tb付活CeMgAl₁₁O₁₉及びEu
付活Y₂O₃からなる混合けい光体３を1.2gr塗布
し、以下通常の方法にて20ワツトのけい光ランプ
を作製し、ランプ光束を測定した結果1290lmが
得られた。４は電極を示す。

一方、比較のため同一管径のガラス管の内壁面
に平均粒径が3.9μｍ、かつ粒径2μｍ以下のものの
占める割合が51％のアンチモン及びマンガン付活
ハロリン酸カルシウムを1gr塗布し、その上に平
均粒径が3.5μｍ、かつ粒径2μｍ以下のものの占め
る割合が32％のEu付活BaMg₂Al₁₆O₂₇，Tb付活
CeMgAl₁₁O₁₉及びEu付活Y₂O₃からなる混合けい
光体を1.2gr塗布し、前記と同じ方法にて20ワツ
トのけい光ランプを作製し、ランプ光束を測定し
たところ、1152lmと極めて低い値しか得られな
かつた。

実施例２内径が23mmの40ワツト用ガラス管の内壁面に平
均粒径が4.5μｍ、かつ粒径2μｍ以下のものの占め
る割合が27％のアンチモン及びマンガン付活ハロ
りん酸カルシウムけい光体を2.1gr塗布し、その
上に平均粒径が3.5μｍ光体、かつ粒径2μｍ以下の
ものの占める割合が32％のEu付活
BaMg₂Al₁₆O₂₇，Tb付活CeMgAl₁₁O₁₉及びEu付
活Y₂O₃からなる混合けい光体を2.2gr塗布し通常
の方法で40ワツトのけい光ランプを作製し、ラン
プ光束を測定した結果、3310lmが得られた。

一方比較のため、同時に、同じ管径を有するガ
ラス管内壁面に平均粒径4.2μｍ、かつ粒径2μｍ以
下のものの占める割合が58％のアンチモン及びマ
ンガン付活ハロりん酸カリウムけい光体を2.0gr
塗布し、その上に平均粒径が3.5μｍ、かつ粒径2μ
ｍ以下のものの占める割合が32％のEu付活
BaMg₂Al₁₆O₂₇，Tb付活CeMgAl₁₁O₁₉及びEu付
活Y₂O₃からなる混合けい光体を2.2gr塗布し、前
記と同一条件でランプを作製し、測定したとこ
ろ、3220lmと極めて低い値しかえられなかつた。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の一実施例であるけい光ランプの縦
断面図である。１……ガラス管、２……けい光体、３……けい
光体、４……電極。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

内径が18〜27mmの範囲にあり、かつ20ワツト用
以上の長さを有するガラス管の内壁面にけい光体
を二層に被着してなり、前記ガラス管側に被着さ
れたけい光体層中に占める粒径2μｍ以下のけい
光体粒子の割合を、放電側に被着されたけい光体
層中に占める粒径2μｍの以下のけい光体粒子の
割合よりも少なくしたことを特徴とするけい光ラ
ンプ。