JPH0370341B2 - - Google Patents

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JPH0370341B2
JPH0370341B2 JP58215028A JP21502883A JPH0370341B2 JP H0370341 B2 JPH0370341 B2 JP H0370341B2 JP 58215028 A JP58215028 A JP 58215028A JP 21502883 A JP21502883 A JP 21502883A JP H0370341 B2 JPH0370341 B2 JP H0370341B2
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phosphor particles
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Juichi Sakakibara
Yukio Takahashi
Hideji Shima
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/38Devices for influencing the colour or wavelength of the light
    • H01J61/42Devices for influencing the colour or wavelength of the light by transforming the wavelength of the light by luminescence
    • H01J61/46Devices characterised by the binder or other non-luminescent constituent of the luminescent material, e.g. for obtaining desired pouring or drying properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • C09K11/025Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor non-luminescent particle coatings or suspension media
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は蛍光体とガラス成分との相互反応によ
るバルブ強度の低下や発光効率の低下を防止した
紫外線用蛍光ランプに関する。
(従来の技術) 蛍光ランプは一般にバルブ内面に蛍光体粒子を
膜状に被着し、ベーキングし、排気し、電極物質
を活性化し、さらに水銀と始動ガスを封入し、封
止して得られる。特に曲管形蛍光ランプにおいて
はこの間にバルブの曲成が行なわれる。
そうして、紫外線用蛍光ランプにおいても、同
様な方法によつて鉛付活けい酸バリウム蛍光体
(BaSi2O5:Pb)粒子をバルブ内面に被着してい
た。
(発明が解決しようとする問題点) 製造工程中において数次にわたりバルブが加熱
されるため、蛍光体粒子が軟化したバルブ内面に
めり込んだり、あるいは蛍光体成分がガラスに溶
解したりしてバルブ強度を低下させ、外部からの
衝撃によつてバルブが破損しやすくなる。また、
場合によつてはガラス成分が蛍光体に侵入して発
光効率を低下させることがある。特に、鉛付活け
い酸バリウム蛍光体(BaSi2O5:Pb)はガラス
との相互溶解性が大きく比較的低温でガラスに混
融するため、これを用いた紫外線用蛍光ランプに
おいてこの傾向が著しい。
しかも、蛍光ランプ用バルブは通常の蛍光体を
用いた場合に耐えられる極限まで肉厚を薄く形成
しあるので、このような一般用バルブに鉛付活け
い酸バリウム蛍光体を被着すると、上述の相互作
用によつてバルブの割れ不良が多発する。さりと
て、バルブの肉厚を特別に厚くして割れ不良発生
を防止すれば材料費が著しく高価になるばかり
か、紫外線損失が大きくなる別な欠点を生じる。
〔発明の構成〕
(問題点を解決するための手段) 本発明は一般蛍光ランプ用ガラスバルブを用い
てしかもバルブの割れ不良発生や蛍光体の発光効
率低下の少ない紫外線用の蛍光ランプを提供する
もので、鉛付活けい酸バリウム蛍光体粒子の表面
に金属酸化物からなる保護膜を形成してガラスバ
ルブ内面に被着したことによつて、蛍光体粒子と
バルブ内面のガラスとの相互反応を防止したもの
である。
(作用) 金属酸化物は通常の蛍光ランプ製造工程におけ
る程度の加熱温度では蛍光体やガラスと反応や溶
解をしないので、このような金属酸化物で保護膜
を構成すれば、蛍光体粒子がガラスに直接接触す
ることがなく、したがつて蛍光体がガラスにめり
込んだり、溶解したりすることがなく、鉛付活け
い酸バリウム蛍光体でも肉厚の薄い一般用ガラス
バルブに用いることができる。
(実施例) 本発明の詳細を下記の各実施例によつて説明す
る。
実施例 1 本実施例は蛍光体粒子を直接バルブ内面に被着
したもので、その詳細を第1図に示す。図中、1
はソーダ石灰ガラスからなるバルブ、2はこのバ
ルブ1内面に形成された蛍光体被膜、3,3はバ
ルブ1の両端に封装された対向フイラメント電極
である。
上記蛍光体被膜2は第2図に示すとおり、表面
をアルミナ、シリカ、チタニヤなどの金属酸化物
のいずれか1種またはそれらの混合物からなる保
護膜5を被覆した蛍光体粒子4をバルブ1内面に
直接被着したもので、蛍光体粒子4は鉛付活けい
酸バリウム蛍光体(BaSi2O5:Pb)からなり、
蛍光体粒子4はそれぞれ保護膜5を介してバルブ
1のガラスや他の蛍光体粒子4に接している。
このようなランプを得るには、まず、金属酸化
物微粉末をエチルアルコール等の有機溶剤に分散
させ、この分散液を蛍光体粒子4に被着し、乾燥
して、保護膜5を形成する。そうして、この保護
膜5を有する蛍光体粒子4を用いて通常の方法で
蛍光体混合液に調整して蛍光ランプに構成すれば
よい。
このようなランプは製造工程中数次にわたり、
バルブ1が加熱されるが、蛍光体粒子4が保護膜
5を介してバルブ1内面に接触しているので、蛍
光体粒子4が軟化したガラスにめり込むこともな
く、また蛍光体成分がガラスに溶解することもな
く、したがつて、バルブ1の強度が低下すること
がない。また、ガラス成分が蛍光体粒子4に侵入
することもないので、蛍光体の発光効率が低下す
ることもない。特に、BaSi2O5:Pb蛍光体はガ
ラスとの相互溶解性が大きいので、従来は、加熱
工程によつて蛍光体粒子がバルブ1のガラスに反
応してその強度を大幅に低下させる欠点がある
が、本発明のように、保護膜5によつて保護され
ていると、ガラスと反応しにくくなり、一般用バ
ルブを用いても割れ不良発生のおそれがない。
つぎに、このようにして得られた19W定格の直
管形蛍光ランプにつき、スチールボールによる破
壊試験を行なつた。試験品の蛍光体には
BaSi2O5:Pb蛍光体および比較用として白色ハ
ロりん酸カルシウム蛍光体の粒子を用い、金属酸
化物としてはアルミナ、シリカおよび酸化チタン
の3種をそれぞれ単独で用い、かつバルブ1は同
じガラスで同じ肉厚のものを用い、かつベーキン
グ温度を550℃に選定した。また、破壊試験は約
5gのスチールボールを各種の高さからバルブ1
中央部に落下させて、破壊したときの衝撃の大き
さを調査した。この衝撃はスチールボールの重量
と高さとの積をとり、その相対値で表した。これ
らの結果を第3図ないし第6図に示す。第3図は
BaSi2O5:Pb蛍光体を用いて各種金属酸化物付
着量とバルブ強度との相関を示したもので、横軸
に保護膜を被着する前の蛍光体粒子に対する金属
酸化物の割合いを重量%でとり、縦軸にバルブ強
度を相対値でとつたもので、曲線A3はアルミナ
を付着した場合、曲線B3はシリカを付着した場
合、曲線C3はチタニヤを付着した場合のそれぞ
れの相関を示す。
つぎに、蛍光体をBaSi2O5:Pbおよび白色ハ
ロりん酸カルシウム蛍光体の両者とし、いずれも
金属酸化物をアルミナとした場合のアルミナ被着
量とバルブ強度との相関を第4図に示す。図は第
3図と同様横軸に保護膜を被着する前の蛍光体粒
子に対するアルミナの割合いを重量%でとり、縦
軸にバルブ強度を相対値でとつたもので、曲線
A3はBaSi2O5:Pb(第3図の曲線A3と同じ)、曲
線Hは白色ハロりん酸カルシウム蛍光体をそれぞ
れ示す。
さらに、バルブ強度と割れ不良発生率との相関
を第5図に示す。図は横軸に割れ不良発生率を%
でとり、縦軸にバルブ強度を相対値でとつたもの
で、4個の○印(A0.05、A0.03、A0.02、A0)はア
ルミナ0.05、0.03、0.02、0重量%をそれぞれ被
着したBaSi2O5:Pbの座標、2個の●印(H0.05
H0)はアルミナ0.05、0重量%をそれぞれ被着
した白色ハロりん酸カルシウム蛍光体の座標をそ
れぞれ示す。これら第3図ないし第5図から金属
酸化物が0.05重量%以上付着したときバルブ強度
が大きいことが理解できる。特に第4図および第
5図からアルミナを0.05重量%付着した
BaSi2O5:Pbのバルブ強度がアルミナを付着し
ない従来の白色ハロりん酸カルシウム蛍光体のバ
ルブ強度と一致することが解る。そうして、第4
図および第5図の横点線Lは上述の白色ハロりん
酸カルシウム蛍光体を用いた場合、工業的に許さ
れる最低のバルブ強度で、一般的にこのバルブ強
度が得られるようバルブの肉厚を定めてある。換
言すれば、BaSi2O5:Pbの場合、アルミナを0.05
重量%以上付着すれば、従来の一般用バルブを用
いて割れ不良がほとんど発生しない。
また、第6図はBaSi2O5:Pb蛍光体を用いて
各種金属酸化物付着量と光出力との相関を示した
もので、横軸に第3図と同様、金属酸化物量をと
り、縦軸に光出力を相対値でとつたもので、曲線
A5はアルミナ、曲線B5はシリカ、曲線C5はチタ
ニヤをそれぞれ付着したときの相関を示す。
この第6図から金属酸化物が3重量%を越える
と光出力が低下するので好ましくないことが理解
できる。
しかして、本発明において、金属酸化物は上述
した3種に限らず、加熱による蛍光体粒子がガラ
スへのめり込みや溶解を防止できるものならば何
んでもよく、またこのような金属酸化物を混合し
て用いてもよく、さらに、被着方法は上述の例に
限らない。さらに、蛍光体はガラス成分によつて
侵蝕されないものを含む。
実施例 2 本実施例はBaSi2O5:Pb蛍光体粒子をバルブ
内面に形成された隔離膜上に被着したもので、そ
の詳細を第7図に示す。すなわち、本実施例はバ
ルブ1内面に隔離膜6を形成し、この膜6上に上
述の実施例1と同様に金属酸化物からなる保護膜
5を被覆した蛍光体粒子4を被着したもので、そ
の他同一部分には同一符号を付して説明を省略す
る。そうして、上記バルブ1内面の隔離膜6は第
8図に示すように、アルミナ、シリカ、チタニ
ヤ、アルカリ土類金属りん酸塩などの粒子7,7
…をバインダとともに有機溶剤に分散したものを
バルブ1内面に塗布し、550℃の温度でベーキン
グして形成したものである。
つぎに、この実施例について、上述の実施例1
と同様に強度試験および発光試験を行つた。ま
ず、バルブ1内面の隔離膜6をアルミナで形成
し、そのうえにBaSi2O5:Pb蛍光体にその0.3重
量%のシリカ粒子を分散したものを塗布してラン
プに構成し、アルミナ付着量とバルブ強度との関
係を測定して第9図に示し、さらに、アルミナ付
着量と光出力との関係を第10図に示した。両図
とも横軸にアルミナ付着量をバルブ内面積1cm2
りのmg数でとり、縦軸にバルブ強度および光出力
をとつたもので、曲線はそれぞれ相関を示す。
これら第9図および第10図から金属酸化物の
付着量0.05〜3重量%の範囲が好ましいことが理
解できる。
この場合も、バルブ内面に被着する金属酸化物
および金属りん酸塩は前述の例に限らず、蛍光体
のガラスへのめり込みや溶解を防止できるものな
らばなんでもよい。蛍光体へ被覆する金属酸化物
についても同様である。そうして、本実施例は蛍
光体粒子やバルブ内面との間が2重の保護膜でし
や断されているので、曲管形蛍光ランプには特に
好適である。
〔発明の効果〕
本発明の蛍光ランプはBaSi2O5:Pb蛍光体粒
子表面に金属酸化物からなる保護膜を形成したの
で、このBaSi2O5:Pb蛍光体とガラスとの相互
溶解性が大きいにもかかわらず、加熱によつてこ
の蛍光体粒子がバルブ内面のガラスにめり込んだ
り、溶解したりすることがなく、バルブ強度の低
下が防止でき、一般用バルブを用いてもバルブの
割れ不良がほとんど発生しなくなつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の蛍光ランプの一実施例の断面
図、第2図は同じく要部拡大断面図、第3図ない
し第6図は蛍光体を被覆した金属酸化物量と特性
との相関を示すグラフ、第7図は他の実施例の断
面図、第8図は同じく要部拡大断面図、第9図お
よび第10図は第7図に示す他の実施例における
バルブ内面の隔離膜の金属酸化物量と特性との相
関を示すグラフである。 1……バルブ、2……蛍光体被膜、4……蛍光
体粒子、5……保護膜、6……隔離膜、7……金
属酸化物粒子。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ガラスバルブ内面に鉛付活けい酸バリウム蛍
    光体粒子を被着したものにおいて、上記蛍光体粒
    子表面に金属酸化物からなる保護膜を形成したこ
    とを特徴とする蛍光ランプ。 2 上記金属酸化物はアルミナ、シリカおよびチ
    タニヤのうち少なくとも1種からなることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の蛍光ランプ。 3 蛍光体粒子に被着した金属酸化物の量は蛍光
    体の重量に対し0.05〜3重量%であることを特徴
    とする特許請求の範囲第2項記載の蛍光ランプ。 4 蛍光体粒子はバルブ内面に直接被着したこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3項
    のいずれかに記載した蛍光ランプ。 5 蛍光体粒子はガラスバルブ内面に形成した金
    属酸化物およびまたは金属りん酸塩からなる隔離
    膜上に被着したことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項ないし第3項のいずれかに記載の蛍光ラン
    プ。 6 バルブ内面の隔離膜はアルミナ、シリカ、チ
    タニヤおよびアルカリ土類金属り酸塩のうち少な
    くとも1種からなることを特徴とする特許請求の
    範囲第5項記載の蛍光ランプ。 7 バルブ内面の隔離膜の量はバルブ内の単位面
    積当り0.005〜0.5mgであることを特徴とする特許
    請求の範囲第6項記載の蛍光ランプ。 8 蛍光ランプはバルブが曲成されていることを
    特徴とする特許請求の範囲第5項記載の蛍光ラン
    プ。
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