JPS6323617B2

JPS6323617B2 -

Info

Publication number: JPS6323617B2
Application number: JP9687378A
Authority: JP
Inventors: Akira Maeda; Yoshizo Urata
Original assignee: NEC Home Electronics Ltd
Current assignee: NEC Home Electronics Ltd
Priority date: 1978-08-08
Filing date: 1978-08-08
Publication date: 1988-05-17
Also published as: JPS5524348A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は管球内面に透明な導電性被膜を有する
ラピツドスタート型けい光ランプに関し、その砂
まき現象の防止を目的とする。

一般に、ラピツドスタート型けい光ランプにお
いては、ガラス管球と螢光体との間に酸化錫を主
成分とする透明な導電性被膜（以下ネサ膜とい
う）が形成されている。

ところが、このランプを点灯すると夏期よりは
冬期に又屋内より屋外において特に管球端部より
10cm〜30cm離れた部分に過剰の水銀粒子が砂をま
いたように付着し、時間の経過と共に黒褐色に変
色するいわゆる砂まき現象に発展し、外観を著し
く損なうという欠点があり、種々の解決策が提案
されているが、末だ充分に満足しうる結果は得ら
れていない。

そこで、本発明者らはこの砂まき現象の発生し
易い条件について、徹底的に追究して次のような
傾向を把握することができた。すなわち、同一ラ
ンプでの砂まき現象の発生し易すい場所を見る
と、管球の一端のけい光体の膜厚側に発生し易
い。なおこの膜厚側とは、けい光体懸濁液を管球
に流下塗布する際その下側にけい光体が多く付着
する傾向によつて生じるものである。また、電極
付近の管端部のけい光体の一部を剥離してネサ膜
を露出しておくと発生しにくく、実験のためけい
光体層のない、ネサ膜のみのランプを作つてみる
とやはり同様に発生しにくく、10000時間点灯後
でも発生しなかつた。また、ネサ膜を薄くして、
ランプ全長方向の抵抗を高くすると共に、ネサ膜
製造時に未反応物（S_o化合物）がなくなるように
すれば発生しにくい。

このことから、本発明者らは砂まき現象の発生
機構について、従来知られていたことに更に検討
を加え、次のような発生過程を推定・把握するこ
とができた。

すなわち、一般にけい光ランプ内には理論的に
必要な４〜10μmHgの蒸気圧を得るのに必要な量
以上の水銀が封入されている。これは、点灯中に
おける水銀の消耗、排気装置における水銀の封入
精度などを考慮したためである。従つて点灯時に
ランプの管球面に冷却部が形成されると、４〜
10μmHgの水銀蒸気圧に相当する水銀蒸気以外の
過剰の液状水銀は同冷却部分のけい光体上に砂を
まいたように無数に凝縮される。通常、40Wラピ
ツドスタート型けい光ランプでは、管球端部より
10〜30cm離れた部分に多く付着する。そして多く
の場合この状態では外観が損なわれることは殆ん
どない。

しかしながら、ランプ両端部のネサ膜は交流点
灯の場合交互にマイナス電位になるので、けい光
体被膜上に凝縮した水銀粒とネサ膜の間の電位差
は管球端部ほどに大きく、両者間には放電が生起
される。そして、水銀粒は徐々に酸化物などを生
成して表面張力を減じ、けい光体となじみ易くな
り、けい光体層に侵入して行き、ついにはネサ膜
にまで達して、水銀粒とネサ膜とは導通状態にな
る。そして、ネサ膜がマイナス電位となつた時、
ネサ膜と導通状態になつた水銀粒は非導通状態の
他の水銀粒に比べて多くのイオン衝撃を受けて、
二次イオンHg⁺⁺を放出し、放電空間内のO^--イ
オンと結合して形成された酸化物Hg₂O₂などと共
に飛散する。そしてその周辺のけい光体表面部分
に褐色の沈積物としてリング状に付着する。ま
た、この時露呈されたネサ膜上に未反応の錫が残
留していると、イオン衝撃を受けて水銀粒から発
生した二次イオンHg⁺⁺とアマルガムを形成し、
露呈したネサ膜の近接部分に黒色の沈積物として
リング状に付着する。このようにして形成された
褐色リング及び黒色リングが一つの変色した点と
して無数に現われていわゆる砂まき現象として目
視されるものである。

このような砂まき現象の直接の原因となるイオ
ン衝撃は、けい光膜が多孔質だとネサ膜へ直接イ
オン衝撃の行なわれる割合が高く、凝縮した水銀
に行なわれる確率が小さくなる。これに対して、
けい光体膜が緻密になるとネサ膜の露出部分が少
ないためイオン衝撃はほとんど凝縮した水銀へ行
なわれるため上記反応の進行速度が早く酸化水
銀、及び錫と水銀とのアマルガムの形成速度が早
く砂まきの発生時間が早くなり500時間程度の点
灯で発生し始める。

そこで、本発明者らは上記したような砂まき現
象を生じ難くする条件と、その発生の機構に基づ
き、次のような工夫をして砂まき現象の発生を防
止したものである。

すなわち、上記の現象によりネサ膜の露出度が
大きいと砂まき現象が起こりにくいという推定に
基いて、ネサ膜の露出率に対する砂まき発生率の
変化をみる実験を行なつた。この結果、第１図に
示すようなデータが得られた。なお、このデータ
は50本の試料を各々10000時間点灯した時の砂ま
き現象による不良品発生率を取つたものである。
このデータからはネサ膜の露出割合が３％以上に
なるようにすれば実用上問題となる砂まき現象は
起らないことがわかつた。

次に、実際にネサ膜の露出割合の多い、多孔質
のけい光膜を形成する方法について述べる。

その一方法は、けい光体中の微粒子を除去し
て、平均粒径の大きいけい光体を用いることであ
る。例えば従来使用しているものは、平均粒径６
〜7μのけい光体であるが、これを平均粒径８〜
9μで5μ以下のイオン光体を少なくしたけい光体
を使用すると、塗布重量は従来品の5.4mg/cm²と変
わらないで多孔質度のみが従来品の約２％から約
７％に格段とよくなつたけい光体被膜を得ること
ができる。このため全光束の低下を起こすことな
く砂まき防止のためのけい光膜の多孔質度を改善
できる。

次に具体的実施例の１つとして、平均粒径の異
なる二種のけい光体について比較した結果を述べ
る。第２図で示されているように、けい光体粒径
に対する成分比として、5μ以下のものを9.3％、
５〜11μのものを84.8％、11μ以上のものを5.9％
で、平均粒径が7.2μの通常のけい光体を使用する
と、FLR40SW／Ｍの全光束（100時間値）
3200lmを確保するためには、塗布重量5.0mg/cm²の
密度でネサ膜の露出割合が３％になるまで、けい
光体を塗布しなければならなかつた。しかし、
5μ以下1.7％、５〜22μ以下が85.2％、22μ以上が
13.1％平均粒径8.9μのけい光体を使用すると、塗
布重量5.0mg/cm²でのネサ膜の露出割合が7.6％で
全光束は3250lmのものを得ることができる。

なお、けい光体被膜の多孔質度を大きくする方
法としては、上記説明のようにけい光体中の微粒
子を除去するものに限られないことは勿論で、例
えば塗布するけい光体懸濁液の粘度を低くし、管
球内面に塗布しても同様の結果が得られ、また、
けい光体粒子が従来より丸みを帯びたものを使用
するようにしてもよい。

なお、本発明は下層のネサ膜がけい光体被膜か
ら露出する割合が３％以上になるように塗布する
ことによつて充分な効果を得るものであるが、先
に説明したように、ネサ膜がより薄くてランプ全
長方向の抵抗が高く、且つネサ膜製造時の未反応
の錫化合物が残らなければ、砂まきが起こりにく
いので、ネサ膜製造時のバルブ温度を600゜以上に
保ち、且つネサ液の管球内壁への吹き付け量を極
力少なくする方法を併用すれば、より完全な効果
を挙げることができる。さらにネサ膜の露出割合
は15％を越えると逆に全光束が低下するので、３
〜15％（好ましくは３〜10％）の範囲に設定しな
ければならない。

以上説明したように、本発明はラピツドスター
ト型けい光ランプにおいて、導電性被膜がけい光
体被膜から３〜15％露出するように、けい光体被
膜を多孔質に塗布形成したから簡便な方法で砂ま
き現象の発生時期を遅らせて外観及び光束劣化を
防止し、ランプの実用性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はけい光体被膜からのネサ膜露出率に対
する10000時間点灯後の砂まき発生率の実験デー
タを示す図表、第２図はけい光体塗布重量に対す
るネサ膜露出割合及び全光束の変化をけい光体の
平均粒径が従来型の６〜7μのものイと本発明型
の８〜9μのものロの夫々に対して示した特性図
である。

Claims

【特許請求の範囲】

１管球内面に形成した導電性被膜上にけい光体
被膜を積層形成したものにおいて、上記けい光体
被膜を、それより導電性被膜が３〜15％露出する
ように多孔質に塗布形成したことを特徴とするラ
ピツドスタート型けい光ランプ。