JPH0325850A - 二重管形蛍光放電灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は蛍光水銀ランプのような二重管形蛍光放電灯に
おいて、組立て時の蛍光膜のちぎれや剥離を防止したも
のである。

（従来の技術） たとえば、蛍光水銀ランプはステムに設けられた枠形サ
ポートに高圧水銀蒸気発光内管を装着し、内面に蛍光膜
を形成した外管に上述のマウントステムの発光内管を挿
入し，ステムを外管に封着して得られる． しかして、従来の蛍光膜は蛍光体粉末をニトロセルロー
ズなどの有機結着剤とともに有機溶剤にけん濁し，ガラ
ス外管内面に塗布し、乾燥して焼成して形成した．この
方法によって得られた蛍光膜は蛍光体粒子相互または蛍
光体粒子とガラスバルブとはたんにその一部が接触して
いるだけで、その付着力は接触部における分子引力だけ
に過ぎず、付着力が低く、ステムにマウントされた発光
内管を外管内に挿入するとき発光内管やサポートが蛍光
膜に擦られると、蛍光体粒子の一部がちぎれて脱落した
り、または外管のガラス面から剥離するおそれがあった
。

この対策として、蛍光体粒子にりん酸塩などのガラス質
結着剤やコロイダルシリカなどの極微粒子結着剤を配合
してこれを有機結着剤とともに有機溶剤にけん濁し，こ
のけん濁液をガラス外管内面に抱布し、乾燥して焼成す
る方法が開発された．このようにして得られた蛍光膜は
蛍光体粒子相互または蛍光体粒子とガラス外管内面との
間に上述のガラス質結着剤や極微粒子結着剤が介在する
ので，蛍光膜の耐ちぎれ強度と耐剥離強度が若干向上し
た． （発明が解決しようとする課題） 上記ガラス質結着剤または極微粒子結着剤を蛍光体粒子
間に介在させた蛍光膜は膜の被着強度の点で未だ充分で
なく，また膜の強度向上のため大量のこの種無機結着剤
を配合すれば発光効率を低下させる欠点がある．さらに
極微粒子結着剤を大量に配合すると蛍光体塗布膜を乾繰
するとき、塗布膜にひび割れを生じる欠点がある。

そこで、本発明の課題は耐ちぎれ強度と耐剥離強度が高
く、しかも発光効率の低下が少ない蛍光膜を有する二重
管形蛍光放電灯を提供することである． 〔発明の構成〕 （課題を解決するための手段） 本発明は二重管形蛍光放電灯において、外管内面に形成
した蛍光膜を蛍光体粒子が金属酸化物からなる一体的に
連続した透光性結着膜で被覆された構造に構威したこと
によって、内管を外管内に挿入して組立てるとき、蛍光
膜が内管やその支持部材に擦られてちぎれたり剥離した
りするおそれをなくしたことである。

（作　用） 有機金属化合物の塗布膜を焼或すると酸化物からなり透
光性で、粒子性がなく、かつ連続した薄い結着膜が得ら
れる．そこで、蛍光体粒子を有機金属化合物とともに有
機溶剤でけん濁して外管内面に塗布して焼或すれば、蛍
光体粒子はいずれも有機金属化合物が分解してなる上述
の結着模で被覆され、この各蛍光体粒子を被覆した結着
膜が一体となって連続している。この結果、各蛍光体粒
子は結着膜によって一体的に結着され、かつガラス基体
面に付着している．しかも結着膜自体の抗張強度が大き
く、かつ蛍光体粒子およびガラス面との付着強度が大き
いので、蛍光膜が内管やその支持部材で擦られてもちぎ
れたり、剥離することがない． （実施例） 以下，本発明の詳細を図示の実施例によって説明する．
第１図は本発明を適用してなる二重管形蛍光放電灯の一
例である蛍光水銀ランプを示し、図中、（１）はガラス
製外管，■はこの外管（１）の内面に形成された蛍光膜
，■は外管（１）の端部を閉塞するステム、（４），■
はこのステム■に植設され給電を兼ねた枠形支持部材、
■は同じくステム■から導入され内導線、■は支持部材
（４），■に支持された高圧水銀蒸気発光内管（以下．
単に内管と称する。），ωは支持部材■に接続したバイ
メタルスイッチ，■は外管のに設けた口金である．上記
蛍光膜■は第２図に拡大して示すように、外管（１）の
内面（１１）に蛍光体粒子（２１），　（２１）・・・
が透光性結着膜（２２）で結着してなる。そして、上記
蛍光体粒子（２ｌ）は図で真球形で模擬したが、多くは
不整形粒体で，多くは微小間隙を隔てて近接して位置し
、図では２層構造で模擬したが実際には所望の暦数たと
えば数層ときには十数層に構成されている．そして，蛍
光体の種類は問わず，粒径は不斉であってもよい。

上記結着膜（２２）はたとえば、シリカ，アルミナ，チ
タニャなどの金属酸化物あるいはそれらの固溶体からな
り、厚さ約数μ程度の薄膜をなして蛍光体粒子（２１）
を被覆し、粒子性がほとんどなく，体的でかつ連続して
おり、透光性を有する。そうして、この結着膜（２２）
を介して、蛍光体粒子（２１），（２ｌ）・・・相互が
結着されるとともに、蛍光体粒子（２１），　（２１）
・・・が外管（１）内面（１１）に結着されている。

上記内管０は石英管の両端を圧潰封止してなる封止部（
６１），　（６１）に１対の電極（６２）　（６２）を
封装し，一方の封止部（６Ｉ）に補助電極（６３）を設
け，両電極（６２）．　（６２）を支持部材■と内導線
■とにそれぞれ接続し、補助電極（６３）はバイメタル
スイッチ０に接続してある。

この高圧水銀ランプを組立てるにはステム（３）に支持
部材（４）を結合し、この支持部材（４）に内管０とバ
イメタルスイッチωを取付け、両電極（６２）　，（６
２）および補助電極（６３）とにそれぞれ所定の接続を
行なう。そして、このようにしてマウントされたステム
■を取り、支持部材■を外管（１）内に挿入し、ステム
■と外管（１）とを封止し、外管（１）内を真空にする
。

しかして、上述のステム■の支持部材■を外管（１）内
に挿入するとき支持部材■や内管０が蛍光膜■に接触し
たり，擦られることがあるが、本実施例ランプにおいて
は蛍光膜■の耐ちぎれ強度と耐剥離強度が大きく、蛍光
体粒子（２１）がちぎれて脱落したり、蛍光膜■の一部
が剥落することがない。

しかして，本実施例ランプにおいて、蛍光膜■が耐ちぎ
れ性および耐剥離性に優れている理由は、結着膜（２２
）と蛍光体粒子（２１），　（２１）・・・との間およ
び外管内面（１ｌ）との間の付着力が強く、かつその付
着面積が大きく、さらに透光性連続膜（２２）が一体的
に連続しその抗張力も強いので、外力によって、蛍光体
粒子（２ｌ）がちぎれて離脱する破壊に対する抵抗力（
耐ちぎれ強度〉と蛍光膜がガラス基体（１）から剥離す
る破壊に対する抵抗力（耐剥離強度）が極めて大きいこ
とが特徴である。

つぎに，この蛍光膜の形成方法の一例を説明する。まず
，次の処方によって蛍光体けん濁液を調整する， ユーロピウム付活酸化イットリウム蛍光体（Ｙ２０３：
Ｅｕ”） エチルシリケート（Ｓｉ（ＣｚＨｓＯ）４）（エチルア
ルコール溶液） この両者をエチルアルコール（Ｃ，ｌ｛．０｝１）など
の有機溶剤にけん濁した．そして、このけん濁液をスプ
レ一方式または写流方式などによって，外管（１）の内
面（１ｌ）に塗布し乾燥する。すると，各蛍光体粒子（
２１），　（２１）・・・はいずれもエチルシリケート
が重合してなるゲル状の薄膜に被覆され、しかも、この
薄膜が連続し、かつこの薄膜を介して外管内面（ｌ１）
に被着している．また、一部の蛍光体粒子（２１）はそ
の突角部が他の蛍光体粒子（２ｌ）に直接接触し，この
周囲を薄膜で被覆されている。

そこで、このバルブを空気中において５００℃で５分間
焼成する．すると，エチルシリケートの重合物は蛍光体
粒子■，■・・・に密着したまま分解して非品質のシリ
カからなる透光性で連続した結着膜（２２）に形成され
る．そして、焼威時間が長くなるに従って透光性結着膜
（２２）中にシリカの微結晶が発生し，次第に生長する
．しかしながら、この透光性結着膜（２２）は通常の焼
成時間では粒状になることなく，連続組織をなしており
，また膜（２２）内にき裂が発生することもない。そし
て、第２図に示したとおり、蛍光体粒子（２１），　（
２１）・・・は結着膜（２２）によって被覆されかつこ
の結着膜（２２）によって粒子（２１），　（２１）・
・・相互が結着され，かつ外管α）の内面（１１）に付
着している． つぎに、試験用として．実験用石英ガラス基板（１３）
の表面に上述と同様な蛍光膜■を形成し、被着強度を試
験した。試験法はＪＩＳに規定する鉛筆硬度試験法によ
った。その試験法を第３図および第４図に示す．すなわ
ち、各種硬度の鉛筆■を用意し、蛍光膜上を所定筆圧で
直線を画く。このとき、蛍光体粒子（２１）と結着膜（
２２）との付着強度が劣る場合、第２図に示すように，
蛍光体粒子（２１）が結着膜（２２）から剥離して脱落
する。この場合の膜強度をちぎれ強度と称し、鉛筆の規
格硬度表示で表現する。また、結着膜（２２）とガラス
基体（１３）との付着強度が劣る場合、結着膜（２２）
がガラス基板（ｌ３）から剥離する．この場合の膜強度
を剥離強度と称し，鉛筆の規格硬度表示で表現する．そ
して，蛍光膜■中の結着膜（２２）の割合いを変えて，
この鉛筆硬度試験法によって膜強度を試験した。この結
果を第５図に示す。図は横軸に蛍光膜■中の結着膜（２
２）の割合いとしてシリカ量を重量％の単位で対数目盛
りでとり、縦軸に鉛筆硬度をとったもので、Δ印はちぎ
れ発生，×印は剥離発生，Ｏ印はちぎれも剥離も発生し
ないものを表わす．この第５図から明らかなとおり、シ
リカ量が０．１重量％のとき硬度Ｂの鉛筆ではちぎれも
剥離発生せず、８Ｂの鉛筆でようやくちぎれが発生し，
Ｈの鉛筆でようやく剥離した。さらに、シリカ量が０．
５重量％のとき硬度Ｈの鉛筆ではちぎれも剥離も発生せ
ず、４Ｈの鉛筆でようやくちぎれが発生した。これに比
較して、従来のガラス質結着剤や極微粒子結着剤を添加
した蛍光膜は６Ｂの鉛筆でもほとんど全部がちぎれまた
は剥離した。このように、本実施例蛍光膜は比較的少量
の金属酸化物からなる結着膜（２２）によって討ちざれ
強度や耐剥離強度が著く向上し、かつシリカ量が多くな
るほど、換言すれば結着膜（２２）が厚くなるほど向上
の度合いが大きいことが理解できる。

このように、本実施例蛍光膜において、耐ちぎれ強度と
耐剥離強度が格段に向上した理由をつぎのように推測し
た。前述のとおり、蛍光体粒子（２１），　（２１）と
有機金属化合物とのけん濁液を塗布して乾燥すると、有
機金属化合物の重合体がゲル状薄膜となって蛍光体粒子
（２ｌ）を被覆し、このとき第６図に示すように、有機
金属化合物のモノマ（２２ａ）がその水酸基（ＯＨ）の
原子手によって蛍光体粒子（２１）の酸素原子（０）に
結合する．そして、焼成すると，第６図に示すように有
機金属化合物のモノマ（２２ａ）が酸化的に分解して炭
酸ガスと水とを放出して金属酸化物（２２ｂ）となり、
その酸素（０）の原子手によって蛍光体粒子（２１）の
酸素原子（０）に結合して結着膜（２２）を形成する。

しかも、有機金属化合物モノマ（２２ａ）の分解と薄膜
形或とが同時に進行するため形成された結着膜（２２）
は非品質をなしかつ連続した被膜を形成しているため、
結着膜（２２）自体が強じんで、しかも蛍光体粒子（２
１）との付着強度が甚だ強いのである。そして、上述の
原理は結着膜（２２）とガラス基体（１３）との付着強
度が甚だ強い理由でもある．このため、上述のとおり、
この蛍光膜（２）は耐ちぎれ強度と耐剥離強度とが著く
大きくなったのである．しかも、上述のとおり、この結
着膜（２２）は比較的少ない金属酸化物量で優れた膜強
度を発揮するので、蛍光体粒子（２ｌ）の配合割合いを
多くすることができ、上述の蛍光水銀ランプに適用して
蛍光膜■のちぎれや剥離がなく、しかもランプの発光効
率が高いのである。

なお、本発明において、蛍光体粒子がある程度大小不斉
であってもよく、また、蛍光体粒子の一部または大部分
がその突角部を他の蛍光体粒子と直接接触してもよく，
さらに、金属酸化物からなる厚い結着膜内に蛍光体粒子
が分散して埋設していてもよい．さらに、本発明におい
て，結着膜は一部または大部分が微結晶で構成されてい
てもよく、要は結着膜は粒子性がなく、透光性で一体的
に連続していればよい。

さらに、本発明を適用すべき二重管形蛍光放電灯は前述
の蛍光水銀ランプに限らず、たとえば二重管形蛍光ラン
プなどでもよく、要は内面に蛍光膜を形成した外管内に
放電発光内管を挿入して配設するものであれば総て適用
して同様な効果がある。そして，内管を支持する支持部
材はあってもなくてもよい。さらに、外管内は真空であ
っても、不活性ガスが封入してあっても、あるいは外気
が自由に連通ずる構造であってもよい． 〔発明の効果〕 このように、本発明の二重管形蛍光放電灯は、内面に蛍
光膜を形成してなる外管内に放電発光内管を配設したも
のにおいて、蛍光膜は蛍光体粒子が金属酸化物からなる
一体的に連続した透光性結着膜で被覆されているので，
組立てに際し、蛍光膜が内管やその支持部材によって擦
られも蛍光膜がちぎれたり、剥離したりすることなく利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の二重管形蛍光放電灯の一実施例の断面
図，第２図は要部である蛍光膜の一例の模形的拡大断面
図，第３図および第４図は上記蛍光膜の鉛筆硬度試験法
における破壊状態を示す説明図、第５図は上記鉛筆硬度
試験法による蛍光膜中の金属酸化物量と強度との関係を
示すグラフ、第６図および第７図は本発明において蛍光
膜の強度が優れている理由を示す原理的説明図である。 ■・・・外　管　　　　　　■・・・蛍光膜（２ｌ）・
・・蛍光体粒子　　　（２２）・・・結着膜■・・・ス
テム　　　　　　（４）・・・支持部材０・・・内管　
　　（６２）・・・電極（１３）・・・試験用ガラス基
板 （９）・・・鉛　筆

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　内面に蛍光膜を形成してなる外管内に放電発光内管を
   配設したものにおいて、上記蛍光膜は蛍光体粒子が金属
   酸化物からなる一体的に連続した透光性結着膜で被覆さ
   れてなることを特徴とする二重管形蛍光放電灯。