JPH0692677A - 照明用ガラス組成物 - Google Patents
照明用ガラス組成物Info
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C4/00—Compositions for glass with special properties
- C03C4/08—Compositions for glass with special properties for glass selectively absorbing radiation of specified wave lengths
- C03C4/085—Compositions for glass with special properties for glass selectively absorbing radiation of specified wave lengths for ultraviolet absorbing glass
-
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- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
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- C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03C3/095—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing rare earths
Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱加工性がよくランプ特性の初期光束および
光束維持率の向上が得られ、耐ソラリゼーション性と紫
外線漏洩性とを改善した照明用ソーダライムガラスを提
供する。 【構成】 重量百分率でＳｉＯ2 ６５〜７５％，Ａｌ2
Ｏ3 ０．５〜４．０％，Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏ＋Ｌｉ2 Ｏ
１３〜２０％，ＣａＯ＋ＭｇＯ １〜１３％，ＢａＯ
０．１〜１０％，Ｂ2 Ｏ3 ０．１〜５％，ＴｉＯ2 ＋Ｃ
ｅＯ2 ０．０１〜１．０％， Ｓｂ2 Ｏ3 ０．２〜
１．０％， Ｆｅ2 Ｏ3 ０．０１〜０．２％を含有し、
Ｆｅ3+／全Ｆｅ ０．５〜１．０であることを特徴とす
る照明用ガラス組成物。 【効果】 本発明による照明用ガラス組成物は熱加工性
がよい上ランプ特性もよく化学的耐久性にも優れ直管
形、環形のいずれの管球ガラスとしても使用できる。
光束維持率の向上が得られ、耐ソラリゼーション性と紫
外線漏洩性とを改善した照明用ソーダライムガラスを提
供する。 【構成】 重量百分率でＳｉＯ2 ６５〜７５％，Ａｌ2
Ｏ3 ０．５〜４．０％，Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏ＋Ｌｉ2 Ｏ
１３〜２０％，ＣａＯ＋ＭｇＯ １〜１３％，ＢａＯ
０．１〜１０％，Ｂ2 Ｏ3 ０．１〜５％，ＴｉＯ2 ＋Ｃ
ｅＯ2 ０．０１〜１．０％， Ｓｂ2 Ｏ3 ０．２〜
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Ｆｅ3+／全Ｆｅ ０．５〜１．０であることを特徴とす
る照明用ガラス組成物。 【効果】 本発明による照明用ガラス組成物は熱加工性
がよい上ランプ特性もよく化学的耐久性にも優れ直管
形、環形のいずれの管球ガラスとしても使用できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，熱加工性とランプ特性
が良好でかつ、紫外域の放射光を減少させた照明用ガラ
ス組成物に関する。
が良好でかつ、紫外域の放射光を減少させた照明用ガラ
ス組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、照明製品たとえば環形蛍光ラン
プの製造は、直管ガラスからなる気密容器の内壁に蛍光
体を被着させ、その両端部に電極を保持するステムを封
止し、これを電気炉等で７００〜８００℃に加熱軟化さ
せて成形ドラムに捲回して環形に成形するものである。
近年ランプの効率化、コンパクト化のためガラス管断面
形状を偏平にしたり直管ガラスをＵ字形やダブルＵ字形
に屈曲した蛍光ランプも開発されている。このガラス製
気密容器を形成するガラスは従来ＰｂＯを多量に含有す
るガラス（以下鉛ガラスという）が使われていた。
プの製造は、直管ガラスからなる気密容器の内壁に蛍光
体を被着させ、その両端部に電極を保持するステムを封
止し、これを電気炉等で７００〜８００℃に加熱軟化さ
せて成形ドラムに捲回して環形に成形するものである。
近年ランプの効率化、コンパクト化のためガラス管断面
形状を偏平にしたり直管ガラスをＵ字形やダブルＵ字形
に屈曲した蛍光ランプも開発されている。このガラス製
気密容器を形成するガラスは従来ＰｂＯを多量に含有す
るガラス（以下鉛ガラスという）が使われていた。
【０００３】一般に鉛ガラスは鉛原料の飛散およびガラ
ス溶解時ないし成形、加工時の鉛成分の揮散による環境
汚染等を防止するため、多大の作業環境整備費用を要す
る上に原料費もかさみ、また製品自体の重量が重くなる
などの欠点があった。このため最近は、省エネルギー、
公害防止、製品の軽量化、コストダウン等の目的から、
一般照明用電球バルブに用いられるソーダライムガラス
が使用されるようになった。
ス溶解時ないし成形、加工時の鉛成分の揮散による環境
汚染等を防止するため、多大の作業環境整備費用を要す
る上に原料費もかさみ、また製品自体の重量が重くなる
などの欠点があった。このため最近は、省エネルギー、
公害防止、製品の軽量化、コストダウン等の目的から、
一般照明用電球バルブに用いられるソーダライムガラス
が使用されるようになった。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】しかしソーダライムガ
ラスは前記鉛ガラスに比べて熱加工温度が約１００℃高
くなるため、加工時の歩留の低下は勿論、蛍光体や結着
剤とガラス管との間に物理的および化学的反応を生じ蛍
光体が変質し、環形蛍光ランプの初期光束および光束維
持率を劣化させる問題が生じた。またランプ点灯により
光源から放射される紫外線被爆によって、ソーダライム
ガラスがソラリゼーションを起こし光透過率の低下をき
たしたり、被爆したプラスチックや紙等が色褪せたり表
面に微細な傷を生じたりする劣化の問題が生じた。特に
美術品などの色彩を重視するものは重大な問題であっ
た。
ラスは前記鉛ガラスに比べて熱加工温度が約１００℃高
くなるため、加工時の歩留の低下は勿論、蛍光体や結着
剤とガラス管との間に物理的および化学的反応を生じ蛍
光体が変質し、環形蛍光ランプの初期光束および光束維
持率を劣化させる問題が生じた。またランプ点灯により
光源から放射される紫外線被爆によって、ソーダライム
ガラスがソラリゼーションを起こし光透過率の低下をき
たしたり、被爆したプラスチックや紙等が色褪せたり表
面に微細な傷を生じたりする劣化の問題が生じた。特に
美術品などの色彩を重視するものは重大な問題であっ
た。
【０００５】本発明は上記問題点を考慮してなされたも
ので、熱加工性がよくランプ特性の初期光束および光束
維持率の向上が得られ、耐ソラリゼーション性と紫外線
漏洩性とを改善した照明用ガラス組成物を提供すること
を目的とする。
ので、熱加工性がよくランプ特性の初期光束および光束
維持率の向上が得られ、耐ソラリゼーション性と紫外線
漏洩性とを改善した照明用ガラス組成物を提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用】本発明は上記
目的を達成するために、従来のソーダライムガラスに必
須成分としてＢａＯ，Ｂ2 Ｏ3 ，ＴｉＯ2 ，ＣｅＯ2 ，
Ｆｅ2 Ｏ3 の特定量を導入した。すなわち本発明は、重
量百分率でＳｉＯ2 ６５〜７５％，Ａｌ2 Ｏ3 ０．５〜
４．０％，Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏ＋Ｌｉ2 Ｏ １３〜２０
％，ＣａＯ＋ＭｇＯ １〜１３％，ＢａＯ ０．１〜１
０％，Ｂ2 Ｏ3 ０．１〜５％，ＴｉＯ2 ＋ＣｅＯ2 ０．
０１〜１．０％， Ｓｂ2 Ｏ3 ０．２〜１．０％，
Ｆｅ2 Ｏ3 ０．０１〜０．２％を含有し、Ｆｅ3+／全Ｆ
ｅ ０．５〜１．０であることを特徴とする照明用ガラ
ス組成物である。
目的を達成するために、従来のソーダライムガラスに必
須成分としてＢａＯ，Ｂ2 Ｏ3 ，ＴｉＯ2 ，ＣｅＯ2 ，
Ｆｅ2 Ｏ3 の特定量を導入した。すなわち本発明は、重
量百分率でＳｉＯ2 ６５〜７５％，Ａｌ2 Ｏ3 ０．５〜
４．０％，Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏ＋Ｌｉ2 Ｏ １３〜２０
％，ＣａＯ＋ＭｇＯ １〜１３％，ＢａＯ ０．１〜１
０％，Ｂ2 Ｏ3 ０．１〜５％，ＴｉＯ2 ＋ＣｅＯ2 ０．
０１〜１．０％， Ｓｂ2 Ｏ3 ０．２〜１．０％，
Ｆｅ2 Ｏ3 ０．０１〜０．２％を含有し、Ｆｅ3+／全Ｆ
ｅ ０．５〜１．０であることを特徴とする照明用ガラ
ス組成物である。
【０００７】次に上記組成範囲の数値限定理由について
詳述する。ＳｉＯ2 はガラス形成の必須成分の一つであ
るが、６５％未満では化学的耐久性が劣化するので好ま
しくない。また７５％を越えると軟化温度が高くなり環
形成形が困難となる。
詳述する。ＳｉＯ2 はガラス形成の必須成分の一つであ
るが、６５％未満では化学的耐久性が劣化するので好ま
しくない。また７５％を越えると軟化温度が高くなり環
形成形が困難となる。
【０００８】Ａｌ2 Ｏ3 は０．５％未満では化学的耐久
性が劣化し、４％を越えると溶融ガラスの粘性が高くな
り脈理不良が増加する。Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、Ｌｉ2 Ｏの
アルカリ金属酸化物合量が１３％未満では軟化温度が高
くなり環形成形が難しくなる。また２０％を越えると化
学的耐久性が劣化するので好ましくない。
性が劣化し、４％を越えると溶融ガラスの粘性が高くな
り脈理不良が増加する。Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、Ｌｉ2 Ｏの
アルカリ金属酸化物合量が１３％未満では軟化温度が高
くなり環形成形が難しくなる。また２０％を越えると化
学的耐久性が劣化するので好ましくない。
【０００９】ＣａＯおよびＭｇＯのアルカリ土類金属酸
化物は電気絶縁性および化学的耐久性を向上させるが、
その合量が１％未満ではその効果が期待できず溶融性が
悪化する。１３％を越えるとガラスを失透させる傾向が
強くなり、高温粘性を低下させる効果はあるものの、作
業温度域以下では粘性を上げるため軟化温度を低下させ
る目的には好ましくない。
化物は電気絶縁性および化学的耐久性を向上させるが、
その合量が１％未満ではその効果が期待できず溶融性が
悪化する。１３％を越えるとガラスを失透させる傾向が
強くなり、高温粘性を低下させる効果はあるものの、作
業温度域以下では粘性を上げるため軟化温度を低下させ
る目的には好ましくない。
【００１０】ＢａＯはアルカリ成分の含量を少なくして
もガラスの粘性を下げる効果があるので必須成分として
添加されるが、０．１％未満では顕著な効果を得られず
１０％を越えると泡切れが悪く作業温度範囲も狭くなり
加工性が悪化するので好ましくない。Ｂ2 Ｏ3 は溶融性
を向上させ、かつ化学的耐久性を向上させるが、０．１
％未満ではその効果を得られず５％を越えると軟化温度
を上昇させるので好ましくない。
もガラスの粘性を下げる効果があるので必須成分として
添加されるが、０．１％未満では顕著な効果を得られず
１０％を越えると泡切れが悪く作業温度範囲も狭くなり
加工性が悪化するので好ましくない。Ｂ2 Ｏ3 は溶融性
を向上させ、かつ化学的耐久性を向上させるが、０．１
％未満ではその効果を得られず５％を越えると軟化温度
を上昇させるので好ましくない。
【００１１】ＴｉＯ2 とＣｅＯ2 とは耐ソラリゼーショ
ン性の改善に顕著な効果を示すので必須成分として添加
されるが、その合量が０．０１％未満では効果が得られ
ず、また１％を越えて合量をいくら増やしてもその効果
は１％添加したときとほぼ同じである。Ｓｂ2 Ｏ3 は清
澄剤として使用されるが０．２％未満では十分な効果が
得られず、また１％を越えると熱加工時に再発泡したり
黒化する恐れがあるので好ましくない。
ン性の改善に顕著な効果を示すので必須成分として添加
されるが、その合量が０．０１％未満では効果が得られ
ず、また１％を越えて合量をいくら増やしてもその効果
は１％添加したときとほぼ同じである。Ｓｂ2 Ｏ3 は清
澄剤として使用されるが０．２％未満では十分な効果が
得られず、また１％を越えると熱加工時に再発泡したり
黒化する恐れがあるので好ましくない。
【００１２】Ｆｅ2 Ｏ3 は有力な紫外線吸収剤であるの
で必須成分として添加されるが０．０１％未満では人体
に有害な２５４ｎｍの紫外線が透過するので好ましくな
い。また０．２％を越えると可視域の透過率が下がりラ
ンプ光束が低下するので好ましくない。
で必須成分として添加されるが０．０１％未満では人体
に有害な２５４ｎｍの紫外線が透過するので好ましくな
い。また０．２％を越えると可視域の透過率が下がりラ
ンプ光束が低下するので好ましくない。
【００１３】次にＦｅ3+／全Ｆｅ ０．５〜１．０ と
限定する理由を述べる。ガラス中で全ＦｅはＦｅ3+とＦ
ｅ2+とが共存しているが、Ｆｅ3+は３８０ｎｍを中心と
して狭い範囲に吸収帯が存在するのに対し、Ｆｅ2+は１
１００ｎｍを中心として可視域まで広い範囲に吸収帯が
存在している。このため最小のＦｅ2 Ｏ3 添加量により
最大の効率で紫外線をカットするためＦｅ2+からＦｅ3+
への変換が有効である。Ｆｅ3+／全Ｆｅ １．０のとき
すべてのＦｅ2+がＦｅ3+に変換されるので最も効率よく
紫外線をカットできる。Ｆｅ3+／全Ｆｅ が０．５未満
であると十分な紫外線吸収効果を得るためＦｅ2 Ｏ3 の
添加量を０．２％を越えて増やさなければならず、可視
域の透過率が下がり、ランプ光束が低下するので好まし
くない。
限定する理由を述べる。ガラス中で全ＦｅはＦｅ3+とＦ
ｅ2+とが共存しているが、Ｆｅ3+は３８０ｎｍを中心と
して狭い範囲に吸収帯が存在するのに対し、Ｆｅ2+は１
１００ｎｍを中心として可視域まで広い範囲に吸収帯が
存在している。このため最小のＦｅ2 Ｏ3 添加量により
最大の効率で紫外線をカットするためＦｅ2+からＦｅ3+
への変換が有効である。Ｆｅ3+／全Ｆｅ １．０のとき
すべてのＦｅ2+がＦｅ3+に変換されるので最も効率よく
紫外線をカットできる。Ｆｅ3+／全Ｆｅ が０．５未満
であると十分な紫外線吸収効果を得るためＦｅ2 Ｏ3 の
添加量を０．２％を越えて増やさなければならず、可視
域の透過率が下がり、ランプ光束が低下するので好まし
くない。
【００１４】
【実施例】本発明の実施例を表１に示す。Ｎｏ．１〜Ｎ
ｏ．６が実施例である。比較例はソーダライムガラスの
従来例である。軟化温度は粘性１０7.65ポイズに相当す
る温度である。更に上記実施例のガラス管を使用して３
０ワット環形蛍光ランプを試作し、ランプ初期光束およ
び光束維持率を評価した。
ｏ．６が実施例である。比較例はソーダライムガラスの
従来例である。軟化温度は粘性１０7.65ポイズに相当す
る温度である。更に上記実施例のガラス管を使用して３
０ワット環形蛍光ランプを試作し、ランプ初期光束およ
び光束維持率を評価した。
【００１５】
【表１】
【００１６】本発明の実施例ガラスを使用した環形蛍光
ランプは表１のごとく従来のソーダライムガラスに比べ
て５０〜９０℃低い温度で環形成形が可能となり、これ
により蛍光体の劣化が防止でき初期光束が５０〜１１０
ｌｍ向上した。またガラスの耐ソラリゼーション性の
改善によって光束維持率が５００時間で２〜４．５％、
２０００時間で２．５〜５％それぞれ向上した。なお本
発明は照明用ガラス組成物として記載したが熱加工性と
化学的耐久性とに優れておりＵ字形またはダブルＵ字形
等の蛍光ランプや電球等にも適用できることは勿論であ
る。
ランプは表１のごとく従来のソーダライムガラスに比べ
て５０〜９０℃低い温度で環形成形が可能となり、これ
により蛍光体の劣化が防止でき初期光束が５０〜１１０
ｌｍ向上した。またガラスの耐ソラリゼーション性の
改善によって光束維持率が５００時間で２〜４．５％、
２０００時間で２．５〜５％それぞれ向上した。なお本
発明は照明用ガラス組成物として記載したが熱加工性と
化学的耐久性とに優れておりＵ字形またはダブルＵ字形
等の蛍光ランプや電球等にも適用できることは勿論であ
る。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明による照明用
ガラス組成物は熱加工性がよい上ランプ特性もよく化学
的耐久性にも優れ直管形、環形のいずれの管球ガラスと
しても使用できる。
ガラス組成物は熱加工性がよい上ランプ特性もよく化学
的耐久性にも優れ直管形、環形のいずれの管球ガラスと
しても使用できる。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量百分率で、ＳｉＯ2 ６５〜７５
％， Ａｌ2 Ｏ3 ０．５〜４．０％， Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2
Ｏ＋Ｌｉ2 Ｏ １３〜２０％， ＣａＯ＋ＭｇＯ １〜
１３％， ＢａＯ ０．１〜１０％， Ｂ2 Ｏ3 ０．
１〜５％，ＴｉＯ2 ＋ＣｅＯ2 ０．０１〜１．０％，
Ｓｂ2 Ｏ3 ０．２〜１．０％，Ｆｅ2 Ｏ3 ０．０
１〜０．２％を含有し、かつＦｅ3+／全Ｆｅ ０．５〜
１．０ であることを特徴とする照明用ガラス組成物。
Priority Applications (1)
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