JPH11283563A - 蛍光ランプ、照明器具および蛍光ランプの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光触媒膜形成部の境界が現れることのない外
観に優れた光触媒膜付きの蛍光ランプおよび蛍光ランプ
の製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 蛍光ランプは、内面に蛍光体層７が形成
され、両端に電極４が封装された管状バルブ１と；この
バルブ１端部に取付けられた口金９と；バルブ外面およ
び口金９に覆われるバルブ部位に形成された光触媒膜６
と；を具備している。こ蛍光ランプによれば、外方に露
出するバルブ外面全領域にわたって光触媒膜が形成され
るので、非形成部との境界が現れることがなく、ランプ
点灯時の外観が損なわれるおそれがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光触媒膜が外面に形
成された蛍光ランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】蛍光ランプ外面に酸化チタン等の光触媒
膜を形成した光触媒膜付蛍光ランプは、特許第２５４５
７２７号公報に記載されているように蛍光ランプから発
する光に含まれる近紫外線を受けた光触媒活性により、
表面に付着した有機化合物を分解するため、点灯中にラ
ンプ表面に汚れが付着しにくく、また空気中の臭いのも
とを分解するため消臭の効果がある。

【０００３】蛍光ランプは、通常、蛍光ランプ外に紫外
線が放射されるのを極力防止するように構成されている
が、水銀の輝線である３６５ｎｍなどの近紫外線がわず
かながら放射されている。

【０００４】一般的に、蛍光ランプから放射される近紫
外線は、放電路が形成される両電極間が放射量が多く、
電極から口金側に近くなるにしたがい放射量が少なくな
る。

【０００５】光触媒膜はこの近紫外線が照射されること
によって活性化され、酸化、分解力を示すようになるの
で、近紫外線の放射量が比較的少ないランプ部位に形成
された光触媒膜は活性度が低くなる。

【０００６】したがって、光触媒膜は紫外線放射量の少
ないバルブ両端部まで形成する必要はなく、従来の光触
媒膜付き蛍光ランプは、口金が配設されるバルブ端部か
ら一定領域を残すように光触媒膜を形成している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光触媒膜は
可視光線を多少吸収するとともに、バルブとの屈折率差
により光干渉作用を起こすため、蛍光ランプの点灯時に
おける光触媒膜の外面と光触媒膜が形成されていないバ
ルブ外面とでは外観上の輝度または光色に若干の差が生
じる。

【０００８】したがって、従来の光触媒膜付き蛍光ラン
プのように、バルブ端部から一定領域を残して光触媒膜
を形成すると、バルブ端部に光触媒膜形成部と非形成部
との境界がはっきりと現れてしまうことがあり、外観上
好ましくない。

【０００９】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、光触媒膜形成部の境界が現れることのない外観
に優れた光触媒膜付きの蛍光ランプ、この蛍光ランプを
使用した照明器具および蛍光ランプの製造方法を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を達成するための手段】請求項１の蛍光ランプ
は、内面に蛍光体層が形成され、両端に電極が封装され
た管状バルブと；このバルブ端部に取付けられた口金
と；バルブ外面および口金の周側面に形成された光触媒
膜と；を具備していることを特徴とする。

【００１１】請求項２の蛍光ランプは、内面に蛍光体層
が形成され、両端に電極が封装された管状バルブと；こ
のバルブ端部に取付けられた口金と；バルブ外面および
口金に覆われるバルブ部位に形成された光触媒膜と；を
具備していることを特徴とする。

【００１２】上記各請求項および以下の請求項におい
て、特に限定していない限り用語の定義は以下の説明に
よる。

【００１３】バルブはソーダライムガラス、鉛ガラスな
どが用いられるが透光性であればセラミックスなどであ
ってもよい。

【００１４】蛍光ランプは直管状の他、環形、屈曲形な
ど、端部に口金が取り付けられるものが適用可能であ
る。

【００１５】電極は、熱陰極、冷陰極などであるが、放
電を生起するものであれば、バルブ外面に取付けられる
電界発生形電極や誘導コイルなどの外部電極であっても
よい。

【００１６】蛍光体は、３波長発光形蛍光体やカルシウ
ムハロ燐酸塩蛍光体のような白色蛍光体であるが、近紫
外線を発生する蛍光体であってもよい。

【００１７】口金は、これら蛍光ランプの形態に対応し
て、適切な任意の構造が採られ、またその素材も、金属
系やたとえばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）な
どのプラスチック類やであってもよい。

【００１８】光触媒膜は、酸化チタン（ＴｉＯ2）が光
触媒効果、製造コストの観点から最適であるが、膜状に
形成したときに透光性を有するものであれば、たとえば
ＷＯ3，ＬａＲｈＯ3．ＦｅＴｉＯ3，Ｆｅ2Ｏ3，ＣｄＦ
ｅ2Ｏ4，ＳｒＴｉＯ3，ＣｄＳｅ,ＧａＡｓ，ＧａＰ，Ｒ
ｕＯ2などの光触媒作用を有する化合物の微粒子、もし
くは２種以上の微粒子混合系であってもよい。

【００１９】光触媒膜は、ＴｉＯ2およびＳｉＯ2などの
バインダー成分で形成されるが、ＴｉＯ2のみを主成分
として形成されていてもよい。光触媒膜の膜厚は、アル
コレート膜形の場合は０．０ｌ〜１μｍ程度、微粒子膜
形の場合は平均粒径０．００７〜０．０５μｍ程度の微
粒子を素材とすることが好ましい。

【００２０】請求項1または2の蛍光ランプによれば、外
方に露出するバルブ外面全領域にわたって光触媒膜が形
成されるので、非形成部との境界が現れることがなく、
ランプ点灯時の外観が損なわれるおそれがない。

【００２１】請求項３の照明器具は、器具本体と：前記
器具本体に着脱自在に装着された請求項１または２記載
の蛍光ランプと：を具備していることを特徴とする。

【００２２】照明器具は、室内用の天井直付形または吊
下げ形の器具や、屋外用の照明器具などが挙げられる。

【００２３】請求項４の蛍光ランプの製造方法は、管状
バルブの両端に口金が取り付けられる前に光触媒膜をバ
ルブ外面に塗布し、その後管状バルブの両端に口金を取
付けることを特徴とする。

【００２４】口金は、光触媒膜形成後に、フェノール樹
脂溶液に石粉など添加配合して調製したセメント系の接
着剤でバルブ端部に固着される。この接着剤は、光触媒
膜に酸化、分解されないように有機系材料の混合量が少
ない構成であればセメント系の接着剤に限定されず、周
知のものが適用可能である。

【００２５】請求項4の蛍光ランプの製造方法によれ
ば、口金が取り付けられる前に光触媒膜をバルブ外面に
塗布するので、口金近傍に発生しやすい液溜りによる塗
りむらが発生することがなく、バルブ外面に均一に光触
媒膜を形成することが可能となる。

【００２６】請求項５は、請求項４の蛍光ランプの製造
方法において、光触媒膜は、口金が取り付けられる前の
蛍光ランプの長手方向を鉛直に保持してコーティング剤
を上方より流して塗布することにより光触媒膜を形成す
ることを特徴とする。

【００２７】請求項５は、請求項４の蛍光ランプの製造
方法の作用に加え、容易な方法でバルブ外面全領域にわ
たって均一な光触媒膜を形成することが可能となる。

【００２８】請求項６の蛍光ランプの製造方法は、管状
バルブの両端に口金が取り付けられた蛍光ランプの長手
方向を鉛直に保持してことにより口金の周側面を含めて
光触媒膜を形成することを特徴とする。

【００２９】バルブに光触媒膜を形成してから口金を取
付ける工程では、光触媒膜を塗布した後、膜が乾燥する
まで口金を取付ける工程に移れず、製造が煩雑となるこ
とも考えられる。

【００３０】請求項６の蛍光ランプの製造方法によれ
ば、口金の周側面を含めて光触媒膜を形成するようにコ
ーティング剤を蛍光ランプの上方より流して塗布するよ
うにしたので、乾燥工程を製造の最終段階にすることが
でき、効率よく蛍光ランプを製造することができる。

【００３１】請求項７は、請求項６の蛍光ランプの製造
方法において、口金ピンに光触媒膜のコーティング剤が
侵入しないように口金ピンの周囲に遮蔽体を取り付けて
から光触媒膜を塗布したことを特徴とする。

【００３２】請求項７は、請求項６の蛍光ランプの製造
方法の作用に加え、容易な方法でバルブ外面および口金
の周側面に光触媒膜を形成するとともに、口金ピンに光
触媒膜が形成されることが防止され、口金ピンの電気接
触および電気絶縁の信頼性を高めることが可能となる。

【００３３】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図面を参
照して説明する。

【００３４】図１は、第１の実施形態の蛍光ランプを模
式的に示す一部切欠き断面図である。

【００３５】蛍光ランプは、ＪＩＳ規格でＦＬ４０ＳＳ
と表示される定袷電力３７Ｗの低圧水銀蒸気放電ランプ
であり、１は直管形をなすバルブとしての発光管であっ
て、この発光管１は、バルブ外径が２８ｍｍ、管長１１
９８ｍｍ程度の大きさをなし、約３００ｎｍ以上の紫外
線を透過するガラス、たとえばソーダライムガラスにて
形成されている。そして、この発光管１の両端部はステ
ム２，２により封止されており、これらステム２，２に
はリード線３，３が気密に貫通されている。また、リー
ド線３，３には、タングステンワイヤなどにより２重コ
イルに形成された電極手段としてのフィラメント電極
４，４が取付けられており、図示しないエミッタが塗布
されている。

【００３６】さらに、発光管１の外方に露出する外面に
は光触媒膜６（図1においては破線で示す。）が形成さ
れている。ここで、光触媒膜６は、たとえばＴｉＯ2
（酸化チタン）で形成されており、主に平均粒径０．０
５〜０．２μｍのアナターゼ形ＴｉＯ2微粒子をおよび
ＳｉＯ2微粒子（バインダー成分）で構成されている。

【００３７】７は、発光管の内面に形成された蛍光体層
であり、水銀から放射された紫外線により励起されて可
視光に変換する。

【００３８】蛍光体層７は、主に３波長発光形蛍光体を
主体として構成されている。３波長発光形蛍光体として
は、たとえば６１０ｎｍ付近にピーク波長を有する赤色
蛍光体としてＹ2Ｏ3：Ｅｕ、５４０ｎｍ付近にピーク波
長を有する緑色蛍光体としてＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ、
４５０ｎｍ付近にピーク波長を有する青色蛍光体として
（ＳｒＣａＢａ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕが用いられて
いる。

【００３９】さらに、発光管１内には所定量の水銀とア
ルゴンガスなどの不活性ガスが封入されており、さらに
発光管１の端部には口金ピン８を突設させた口金９，９
が被着されている。そして、口金ピン８はリード線３を
介してフィラメント電極４，４に接続されている。

【００４０】なお、蛍光体層７は、水銀から放射された
紫外線により励起されて３００〜４００ｎｍの紫外線を
発する紫外線発光蛍光体を３波長発光形蛍光体に混合し
て構成してもよい。紫外線発光蛍光体としては、ユーロ
ピウム付活アルカリ土類金属硼酸塩、鉛付活珪酸塩、ユ
ーロピウム付活アルカリ土類金属アルミン酸塩、または
これらにハロゲンが添加された蛍光体の少なくとも１種
類以上が用いられている。ユーロピウム付活アルカリ土
額金属硼酸塩としては、たとえば３６８ｎｍにピーク波
長をもつＳｒ2Ｂ2Ｏ7：Ｅ2+が有効であり、鉛付活珪酸
塩としては３７０ｎｍにピ一ク波長をもつ（Ｂａ,Ｓ
ｒ，Ｍｇ）3Ｓｉ2Ｏ7：Ｅｕ2+や３５０ｎｍにピーク波
長をもつＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ2+などが好適し、またユー
ロピウム付活アルカリ土類金属アルミン酸塩としては３
５８〜３６０ｎｍにピーク波長をもつものなどが有効で
ある。

【００４１】図２は、第１の実施形態の蛍光ランプを模
式的に示す一部切欠き断面図である。

【００４２】本実施形態の蛍光ランプは、外方に露出す
る発光管１の外面に連続して口金９で覆われる発光管１
の外面部位にも光触媒膜６が形成されている。なお、１
０は口金９を発光管１の端部に被着する接着剤であり、
フェノール樹脂溶液に石粉など添加配合して調製したセ
メントが使用されている。

【００４３】次に、本実施形態の蛍光ランプの製造方法
を説明する。

【００４４】図３は、本実施形態の蛍光ランプの外面に
光触媒膜を塗布する工程を説明する概念図、図４は、同
蛍光ランプの光触媒膜塗布後の口金被着工程を説明する
一部拡大断面図である。

【００４５】発光管１は、放電媒体が発光管１内に封止
された後、口金９が取付けられる前に一方のアウターリ
ード線１１がチャック１２に把持され、その長手方向が
鉛直となるように保持される。この状態で、発光管１の
上端部にノズル１３の先端を位置させ、ノズル１３の先
端から光触媒膜コーティング剤を流出しながらノズル１
２を発光管１の管軸を中心として回動させる。こうし
て、光触媒膜６が口金９で覆われる部位を含んだ発光管
１の外面全体に塗布され、その後乾燥工程を経て膜形成
が完了する。なお、このコーティング剤には、ＴｉＯ2
微粒子およびＳｉＯ2微粒子を酢酸ブチルアルコール−
ブチルアルコールの混合溶媒に分散させて調製した懸濁
液が使用されている。このコーティング剤に使用される
バインダー成分はＳｉＯ2微粒子に限らず、種々のもの
が適用可能である。また、混合溶媒も周知のものを用い
てもよい。

【００４６】こうして、発光管１に光触媒膜６が形成さ
れた後、図４に示すように口金９が発光管１の端部に被
着される。口金９は、その開口縁内部に接着剤１０が注
入されており、発光管１の端部と光触媒膜６を介して被
着されている。接着剤１０は、光触媒膜６に酸化、分解
されないように有機系材料の混合量が少なく構成されて
いる。

【００４７】次に、本実施形態の蛍光ランプの作用につ
いて説明する。

【００４８】蛍光ランプを点灯すると電極４，４問のア
ーク放電により水銀蒸気が水銀特有のｌ８５ｎｍおよび
２５４ｎｍの紫外線を放射し、この紫外線は蛍光体層７
を励起する。この場合、蛍光体層７の３波長発光形蛍光
体が３波長域にピーク波長を有する可視光を発する。そ
して、３波長発光形蛍光体によって発せられた可視光は
発光管１の管壁を透過し、光触媒膜６を透過して外部に
放射され、所定の可視光量が得られので、所定の明るさ
に照らすことができる。

【００４９】一方、アーク放電によって水銀の輝線であ
る３６５ｎｍなどの紫外線がわずかながら発光管１から
放射されるので、この紫外線は発光管１の管壁を透過
し、光触媒膜６に達する。光触媒膜６はこの紫外線を吸
収し、光触媒膜６表面が光触媒活性を生起し、周囲環境
を汚染している臭気や有機物などを、効率的に酸化、分
解するように機能する。

【００５０】たとえば、臭気（アセトアルデヒド濃度１
３００ｐｐｍ）を有する密閉形の雰囲気下で、本実施形
態の蛍光ランプを点灯して、点灯時間とアセトアルデヒ
ド濃度の変化を測定したところ、１時間後３００ｐｐ
ｍ、２４時間後５ｐｐｍ程度とすぐれた光触媒機能を呈
することが確認された。

【００５１】本実施形態の蛍光ランプによれば、照明用
光源として所要の可視光を発するとともに、表面に塗布
した光触媒膜６に対する紫外線発生源としても機能し、
住宅やオフィスなどの居住空間の照明および空気浄化を
単一の蛍光ランプで実現でき、快適な居住環境が得られ
る。また、蛍光ランプの外表面にほこりや、煙草のヤ
ニ、油脂成分などが堆積しても、光触媒膜６の酸化分解
作用によりこれら物質の付着を防止する。一方、蛍光ラ
ンプの規格表示などが鮮明に維持されるため、光触媒作
用による光束低下の防止、蛍光ランプの拭き洗い掃除の
不要化などと相俟ってメンテナンスも容易になる。

【００５２】本実施形態の蛍光ランプによれば、外方に
露出する発光管１の外面全領域にわたって光触媒膜６が
形成されるので、光触媒膜非形成部との境界が現れるこ
とがなく、ランプ点灯時の外観が損なわれるおそれがな
い。

【００５３】また、本実施形態の蛍光ランプ製造方法に
よれば、口金９が取付けられる前に光触媒膜６を発光管
１の外面に形成するので、口金９の近傍に発生しやすい
液溜りによる塗りむらが発生することがなく、発光管１
の外面に均一に光触媒膜６が形成される。

【００５４】また、光触媒膜６が、口金９が取付けられ
る前にコーティング剤を上方より流して塗布するので、
容易な方法で発光管１の外面全領域にわたって均一な光
触媒膜６が形成される。

【００５５】次に、第２実施形態の蛍光ランプについて
図５および図６を参照して説明する。

【００５６】図５は第２実施形態の蛍光ランプの端部を
示す一部拡大側面図、図６は同蛍光ランプの光触媒膜塗
布時の口金状態を説明する一部拡大側面図である。な
お、第１実施形態と同一構成について説明を省略し、同
一構成については同一符号を用いて説明する。

【００５７】本実施形態の蛍光ランプは、光触媒膜６が
発光管１の外面および口金９の周側面に形成されている
点で第１実施形態と異なる。口金９は、アルミニウムな
どの金属製で成形された中空部材であるため、口金９の
表面は光触媒作用によってほとんど影響を受けない。な
お、光触媒膜６は口金９が被着される発光管部位に形成
されないので、口金被着用の接着剤を有機系材料の混合
量が少ないものにする必要がなく、接着剤の使用できる
範囲が広がるという利点がある。

【００５８】次に、本実施形態の蛍光ランプ製造方法に
ついて説明する。

【００５９】蛍光ランプは、放電媒体が発光管１内に封
止されて口金９が発光管１の端部に被着された後、図３
と同様に口金９がチャックに把持されて、発光管の長手
方向が鉛直となるように保持される。その後は、第１実
施形態の製造方法と同様にして光触媒膜６が形成され
る。

【００６０】なお、コーティング剤を塗布する工程にお
いて、口金ピン８にコーティング剤が塗布されないよう
にする必要がある。したがって、コーティング剤を塗布
する前に、図６に示すリング状の遮蔽体１４を口金ピン
８の周囲に予め取付けておくことが望ましい。この遮蔽
体１４によって、口金ピン８に光触媒膜が形成されるこ
とが防止され、口金ピン８の電気接触および電気絶縁の
信頼性を高められる。

【００６１】本実施形態の蛍光ランプによれば、外方に
露出する発光管１の外面全領域にわたって光触媒膜６が
形成されるので、光触媒膜非形成部との境界が現れるこ
とがなく、ランプ点灯時の外観が損なわれない。

【００６２】なお、発光管１に光触媒膜６を形成してか
ら口金９を取りつける工程では、光触媒膜６を塗布した
後、光触媒膜６が乾燥するまで口金９を取付ける工程に
移れず、製造が煩雑となることも考えられる。

【００６３】本実施形態の蛍光ランプ製造方法によれ
ば、口金９の周側面を含めて光触媒膜６を形成するよう
にコーティング剤を蛍光ランプの上方より流して塗布す
るようにしたので、乾燥工程を蛍光ランプの製造工程の
最終段階にすることができ、効率よく蛍光ランプを製造
することができる。

【００６４】なお、上記各実施形態では直管形蛍光ラン
プについて説明したが、環形蛍光ランプや、発光管がＵ
字状、ダブルＵ字状などの蛍光ランプであっても構わな
い。

【００６５】また、照明を用途としない光源であれば、
紫外線蛍光体のみで蛍光体層を形成した蛍光ランプや発
光管内に蛍光体が形成されていない殺菌ランプのような
低圧水銀蒸気放電灯に置き換えても上記各実施形態と同
様の効果を得ることができる。

【００６６】さらに、光触媒作用を奏する物質として
は、ＴｉＯ2（酸化チタン）の他に、ＺｎＯ（酸化亜
鉛）ＣｅＯ2（酸化セリウム）、Ｔｂ2Ｏ3（酸化テルビ
ウム）、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）、Ｅｒ2Ｏ3（酸化
エルビウム）、もしくはこれらの２種類以上の混合系、
さらにはゼオライトなど混合した形態を採ってもよい。

【００６７】

【発明の効果】本発明の蛍光ランプによれば、外方に露
出するバルブ外面全領域にわたって光触媒膜が形成され
るので、非形成部との境界が現れることがなく、ランプ
点灯時の外観が損なわれるおそれがない。

【００６８】また、本発明の蛍光ランプの製造方法は、
口金が取り付けられる前に光触媒膜をバルブ外面に塗布
すると、口金近傍に発生しやすい液溜りによる塗りむら
が発生することがなく、バルブ外面に均一に光触媒膜を
形成することが可能となり、口金の周側面を含めて光触
媒膜を形成するようにコーティング剤を蛍光ランプの上
方より流して塗布すると、乾燥工程を製造の最終段階に
することができ、効率よく蛍光ランプを製造することが
できる。

【００６９】

【図面の簡単な説明】

【００７０】

【図１】本発明の第１の実施形態の蛍光ランプを模式的
に示す一部切欠き断面図。

【００７１】

【図２】同上蛍光ランプを模式的に示す一部切欠き断面
図。

【００７２】

【図３】同上蛍光ランプの外面に光触媒膜を塗布する工
程を説明する概念図。

【００７３】

【図４】同上蛍光ランプの光触媒膜塗布後の口金被着工
程を説明する一部拡大断面図。

【００７４】

【図５】本発明の第２実施形態の蛍光ランプの端部を示
す一部拡大側面図。

【００７５】

【図６】同上蛍光ランプの光触媒膜塗布時の口金状態を
説明する一部拡大側面図。

【００７６】

【符号の説明】

１…バルブ、４…電極、９…口金、６…光触媒膜、７…
蛍光体層。

フロントページの続き (72)発明者 河野 仁志 東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ラ イテック株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内面に蛍光体層が形成され、両端に電極
   が封装された管状バルブと；このバルブ端部に取付けら
   れた口金と；バルブ外面および口金の周側面に形成され
   た光触媒膜と；を具備していることを特徴とする蛍光ラ
   ンプ。
2. 【請求項２】 内面に蛍光体層が形成され、両端に電極
   が封装された管状バルブと；このバルブ端部に取付けら
   れた口金と；バルブ外面および口金に覆われるバルブ部
   位に形成された光触媒膜と；を具備していることを特徴
   とする蛍光ランプ。
3. 【請求項３】 器具本体と：前記器具本体に着脱自在に
   装着された請求項１または２記載の蛍光ランプと：を具
   備していることを特徴とする照明器具。
4. 【請求項４】 管状バルブの両端に口金が取り付けられ
   る前に光触媒膜をバルブ外面に塗布し、その後管状バル
   ブの両端に口金を取付けることを特徴とする蛍光ランプ
   の製造方法。
5. 【請求項５】 光触媒膜は、口金が取り付けられる前の
   蛍光ランプの長手方向を鉛直に保持してコーティング剤
   を上方より流して塗布することにより光触媒膜を形成す
   ることを特徴とする請求項４記載の蛍光ランプの製造方
   法。
6. 【請求項６】 管状バルブの両端に口金が取り付けられ
   た蛍光ランプの長手方向を鉛直に保持してコーティング
   剤を蛍光ランプの上方より流して塗布することにより口
   金の周側面を含めて光触媒膜を形成することを特徴とす
   る蛍光ランプの製造方法。
7. 【請求項７】 口金ピンに光触媒膜のコーティング剤が
   侵入しないように口金ピンの周囲に遮蔽体を取り付けて
   から光触媒膜を塗布したことを特徴とする請求項６記載
   の蛍光ランプの製造方法。