(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に蛍光体層を被着した硝子管内に、水銀および希ガスが封入されているとともに、管壁負荷が、０．１３Ｗ／ｃｍ2以上であって、かつ前記硝子管が、重量比でＳｉＯ2を５７％以上７８％以下、ＢａＯを０％を越え６％以下、ＳｒＯを２％以上１０％以下、ＣａＯを０以上６％以下、ＭｇＯを０以上６％以下、Ｎａ2Ｏを４％以上１１％以下、Ｋ2Ｏを２％以上１１％以下、Ｌｉ2Ｏを０以上４％以下、Ｂ2Ｏ3を０．５％以上３％以下、Ｐ2Ｏ5を０以上３％未満、Ａｌ2Ｏ3を１％以上６％以下、Ｓｂ2Ｏ3を０％を越え１．５％以下、Ｆｅ2Ｏ3を０以上０．５％以下、ＳＯ3を０以上０．５％以下含んでおり、ＢａＯとＳｒＯとを合わせた重量比が１１％以下であり、ＢａＯとＳｒＯとの重量比に対して、Ｂ2Ｏ3，Ｐ2Ｏ5は、１／２以下であることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】
発光管が硝子製または樹脂製のグローブ内に収納されていることを特徴とする請求項１に記載の蛍光ランプ。
【請求項３】
前記硝子管の内面と前記蛍光体層との間に保護膜が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の蛍光ランプ。
【請求項４】
前記保護膜が、金属酸化物であり、元素としてアルミニウム、シリコン、イットリウム、セリウム、チタンのうち少なくとも一種の元素を含むことを特徴とする請求項３に記載の蛍光ランプ。
【請求項５】
前記硝子管の内径が１５．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の蛍光ランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高負荷で点灯される蛍光ランプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、従来の直管蛍光ランプ、丸形蛍光ランプのほかに、コンパクト形蛍光ランプや電球形蛍光ランプ等多種の蛍光ランプが市場に出ている。また、蛍光ランプのコンパクト設計によって、省スペース、高輝度化、高出力化によって、多様な照明空間の演出に貢献している。
【０００３】
従来の蛍光ランプはコンパクト化のために、発光管の細径化、また、ストレート硝子管を加熱曲げ加工（ベンディング）、また、二本の硝子管をブリッジ接合する技術を用いている。特に、硝子管を２本ブリッジ接合し二倍の発光面積を得る技術を用い、硝子管４本の接合や、６本の接合、また８本の接合を行い、放電路長が長く、しかもコンパクトな蛍光ランプが開発されている。
【０００４】
また、直管の発光管を用いた蛍光ランプも近年省スペース化が進み、外径１６ｍｍ以下のストレート硝子管を用いた発光管が開発されている。
【０００５】
蛍光ランプの発光管には、各種の硝子が使用されており、硝子組成によって膨張係数、軟化温度、作業温度等の物理特性が異なるということや、硝子加工性についても考慮することが必要である。また、安価であることや、強度および耐久性についても考慮する必要がある。一般には、安価で適度な強度が得られるソーダ石灰硝子、また、より加工性のよい鉛硝子が発光管材料として主に用いられている。このような硝子は、加工温度が低いため、屈曲した形状の発光管を容易に形成することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の蛍光ランプは、コンパクト化に伴い、光束維持率の低下や、点灯時間の経過とともに黒点や黒ずみが発生し、ランプ性能が著しく低下するという問題がある。また、高周波による高出力点灯や、グローブとケースとからなる外囲器やシーリング内等の密閉具内における点灯等によっても、光束維持率が著しく低下するという問題がある。この光束維持率の低下は、放電空間中に存在する水銀の発光管内壁への吸着、紫外線による硝子の着色、蛍光体の輝度低下等が原因として考えられている。なかでも、発光管内面積当たりのランプ消費電力で表される管壁負荷の高い蛍光ランプは、点灯中における、水銀化合物等による発光管の黒ずみ、黒点の発生が特に顕著であり、このため光束維持率の低下も著しい。
【０００７】
また、特にグローブとケースとからなる外囲器内に発光管を設けた電球形蛍光ランプにおいては、点灯中、発光管の少なくとも一部の管壁温度が１００℃以上にも達するため光束維持率の低下が著しい。また、硝子管を屈曲したり、ブリッジによる接合を行ったコンパクト形の蛍光ランプは、この硝子加工した部分において、点灯中に着色が著しく生じ、外観を損なうという課題がある。
【０００８】
このように、発光管にかかる電気的かつ、温度的な負荷は、蛍光ランプの高出力化にともなって、近年上昇する傾向にあり、負荷の高い蛍光ランプの光束維持率を改善し、寿命を長くすることが望まれる。
【０００９】
一方、従来このような蛍光ランプの発光管に用いられる硝子管の硝子組成物として、安価で、加工性も良好なソーダ石灰硝子が蛍光ランプの発光管材料として使用されてきた。しかし、このソーダ石灰硝子は、ナトリウムの含有量が非常に多い。ナトリウムは、硝子加工性の向上のため必要不可欠であるが、含有量が多いと硝子加工性は向上するものの、硝子表面へナトリウムが析出しやすくなる。従って、ナトリウムが多く含まれていると、発光管内面へ水銀が付着しやすくなり、発光管内部の着色の原因となる。
【００１０】
例えば、発光管の内径が１５ｍｍ以下の細管形蛍光ランプや、管壁負荷の高いコンパクト形蛍光ランプは、光束維持率の低下は著しくなる。
【００１１】
これは、消費電力に対する発光管内面積が極端に小さいため、単位面積当たりの紫外線強度、イオン衝撃および温度負荷が従来の蛍光ランプと比較にならないほど大きくなることに起因する。
【００１２】
図１に、各種の蛍光ランプの管壁に対する負荷とそのランプの光束維持率を示す。図１から明らかなように、記号×に示す従来の蛍光ランプにおいては、管壁負荷が０．１３Ｗ／ｃｍ2以上で極端に光束維持率が低下していることがわかる。管壁負荷が０．１３Ｗ／ｃｍ2以上のものは、ブリッジ接合箇所が２箇所以上あるか、発光管内径が１５ｍｍ以下の屈曲部を２箇所以上備えた、いわゆるコンパクト形の蛍光ランプに相当する。
【００１３】
また、従来の発光管材料としての鉛硝子は、一般的に、組成としてＰｂＯが２０％以上、Ｎａ2Ｏは６〜１０％程度含まれ、加工性、耐久性も良好で、比較的安価であるため、種々の蛍光ランプに使用されている。しかしながら、鉛を含むため、地球環境を配慮して鉛の使用を抑えることが必要である。特開平６−２０６７３７号公報に示すように、この鉛硝子の代替とした電灯用硝子の組成が報告されている。しかしながら、このような管壁負荷が０．１３Ｗ／ｃｍ2と高い蛍光ランプに適用した場合の様々な欠点を改善するには不十分であった。
【００１４】
また、ナトリウムを多く含む硝子を使用した蛍光ランプの欠点を改善するために、硝子管内表面に、保護膜を設けて、水銀の付着を防ぎ、光束維持率等のランプ特性を改善することが知られている。一般に使用される材料は、アルミナ、シリカ等の金属酸化物層を塗布している。しかしながら、管壁負荷の高い蛍光ランプにおいては、性能を維持するため１μｍ以上の厚みでバルブを被覆しなければならないが、バルブの加工工程で、蛍光膜の剥がれを引き起こしやすいという問題があった。
【００１５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、加工性がよく、管壁負荷の高い蛍光ランプの黒ずみ・黒点を防止することにより、光束維持率を向上することのできる長寿命のコンパクトな蛍光ランプを提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明の蛍光ランプは、内面に蛍光体層を被着した硝子管内に、水銀および希ガスが封入されているとともに、管壁負荷が、０．１３Ｗ／ｃｍ2以上であって、かつ前記硝子管が、重量比でＳｉＯ2を５７％以上７８％以下、ＢａＯを０％を越え６％以下、ＳｒＯを２％以上１０％以下、ＣａＯを０以上６％以下、ＭｇＯを０以上６％以下、Ｎａ2Ｏを４％以上１１％以下、Ｋ2Ｏを２％以上１１％以下、Ｌｉ2Ｏを０以上４％以下、Ｂ2Ｏ3を０．５％以上３％以下、Ｐ2Ｏ5を０以上３％未満、Ａｌ2Ｏ3を１％以上６％以下、Ｓｂ2Ｏ3を０％を越え１．５％以下、Ｆｅ2Ｏ3を０以上０．５％以下、ＳＯ3を０以上０．５％以下含んでおり、ＢａＯとＳｒＯとを合わせた重量比が１１％以下であり、ＢａＯとＳｒＯとの重量比に対して、Ｂ2Ｏ3，Ｐ2Ｏ5は、１／２以下である構成を有する。
【００１７】
これにより、従来ソーダ硝子と同じ程度の加工性、強度、耐久性を有し、なおかつ、硝子中のナトリウムの発光管内壁への拡散を少なくすることにより、蛍光ランプの特性である光束及び、光束維持率を格段に向上することができる。
【００１８】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の蛍光ランプにおいて、発光管が硝子製または樹脂製のグローブ内に収納された構成を有している。
【００１９】
これにより、発光管外囲を密閉された高温点灯時の屈曲形発光管を備えた蛍光ランプにおける、黒ずみ・黒点の発生を防止でき、光束維持率を向上することができるものである。
【００２０】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の蛍光ランプにおいて、前記硝子管の内面と前記蛍光体層との間に保護膜が形成された構成を有している。
【００２１】
これにより、加工特性を維持でき、なおかつ硝子の着色、水銀の吸着、ナトリウムの移動を防止できるので、蛍光ランプの光束維持率を大幅に向上することができるものである。
【００２２】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載の蛍光ランプにおいて、前記保護膜が、金属酸化物であり、元素としてアルミニウム、シリコン、イットリウム、セリウム、チタンのうち少なくとも一種の元素を含む構成を有する。
【００２３】
これにより、安価で入手しやすい金属酸化物を少量使用して、水銀の吸着防止、ナトリウムの拡散抑制、および硝子の紫外線劣化防止効果により、より効果的に蛍光ランプの光束維持率を向上することができるものである。
【００２４】
請求項５記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の蛍光ランプにおいて、前記硝子管の内径が、１５．０ｍｍ以下である構成を有する。
【００２５】
これにより、従来光束維持率の向上が不可能であった細管を使用した蛍光ランプの光束維持率を格段に向上することができるものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明に係る蛍光ランプは、硝子組成として、Ｎａ2Ｏ添加量が、重量比４％以上１１％以下である。Ｎａ2Ｏの添加量が重量比１１％を越えると、加工性は良いが、発光管の光束維持率の低下が際だって激しくなる。重量比４％未満では、硝子の加工温度が高くなり、従来使用してきたソーダ石灰硝子よりも粘度が上昇するため管球用硝子として不適当となる。
【００２７】
また、Ｋ2Ｏ，Ｌｉ2Ｏは、Ｎａ2Ｏとともに、硝子の粘度低下により加工温度を低下する効果を有する。また、アルカリ混合効果によって、ナトリウムイオンの表面への溶出を防ぐ効果があるため、Ｋ2Ｏ，Ｌｉ2Ｏを、Ｎａ2Ｏと混合し、硝子加工性を従来使用のソーダ石灰硝子と同等にすることが可能である。しかし、前記Ｋ2Ｏ，Ｌｉ2Ｏを多くすると、硝子の耐水性および強度を低下するため好ましくない。
【００２８】
また、Ｋ2Ｏは、重量比２％以上１１％以下で添加することが好ましく、２％未満では、アルカリ混合効果が得られず、１１％を越えると失透の原因になる。
【００２９】
また、本発明でＬｉ2Ｏは重量比４％以下で添加することにより、硝子の線膨張係数を調整することができる。しかし、４％を越えると、膨張係数が高くなりすぎ、管球用硝子として不適当となる。
【００３０】
さらに、ソーダ石灰硝子並みの物理特性を保持するために、ＢａＯ，ＳｒＯを添加している。上記ＢａＯ，ＳｒＯは、硝子中で、比較的大きな二価のイオンとなり、ナトリウムイオンの拡散を防ぐ効果を有する。しかし、多量に添加すると、双方とも、結晶化を起こし、失透しやすい。適した添加量は重量比各１０％程度までである。
【００３１】
また、Ｂ2Ｏ3，Ｐ2Ｏ5の添加は、このＢａＯ，ＳｒＯの存在による硝子の失透を防ぐことができるものである。なお、Ｂ2Ｏ3，Ｐ2Ｏ5は、硝子網目構造を構成する材料であり、少量添加することにより、硝子強度の増加と加工温度の低減が可能となる。また、耐水性を向上することができるため、この硝子管を使用した蛍光ランプの使用に対する耐久性が向上する効果がある。従って、硝子の構造を強化する効果により、ナトリウムイオンの移動が防がれる。
【００３２】
前記のように、ＢａＯ，ＳｒＯは、Ｂ2Ｏ3，Ｐ2Ｏ5とともに硝子組成に添加することが有効である。しかし、Ｂ2Ｏ3，Ｐ2Ｏ5は、添加量を増やすと分相する特性があるため、多量に使用することは避ける必要があり、ＢａＯは、重量比０％を越え６％以下、ＳｒＯは重量比２％以上１０％以下、それに対するＢ2Ｏ3は、重量比０．５％以上３％以下、Ｐ2Ｏ5は、重量比３％以下の範囲で添加することが好ましい。特に、ＢａＯとＳｒＯを合わせた重量比を１１％以下にすることが好ましく、ＢａＯとＳｒＯとの重量比に対して、Ｂ2Ｏ3，Ｐ2Ｏ5は、１／２以下になるよう添加することが好ましい。
【００３３】
ＣａＯ，ＭｇＯは、添加することにより管球硝子としての加工性と適度な強度を付与する。また、硝子の失透を予防するため、また安価であるため他の金属の代わりに加えることが好ましい。ＣａＯは重量比６％以下、ＭｇＯは重量比６％以下が適している。ＣａＯおよびＭｇＯをそれぞれ重量比６％を越えて添加すると、失透を抑制する効果が消失する。
【００３４】
また、Ｓｂ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3を少量添加すると、消泡作用によって硝子の透過率が高くなるため、蛍光ランプの光束を向上することができる。特記すべきことは、光束維持率の向上にも寄与する。特に、電球型蛍光ランプに代表される、屈曲した発光管を有する蛍光ランプにおいて効果が高いことを見いだした。これらの材料は、添加量に依存して光束維持率が向上するが、硝子の着色の起こらない程度であることが好ましい。そのため、Ｓｂ2Ｏ3は重量比０を越え１．５％以下、Ｆｅ2Ｏ3は、重量比０．５％以下の範囲で添加することが好ましい。Ｓｂ2Ｏ3が重量比１．５％、Ｆｅ2Ｏ3が、重量比０．５％を越えると、ランプの光束を低下する原因となる。
【００３５】
また、清澄剤としてＳＯ3を添加することにより、上記Ｓｂ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3による着色を防ぐため好ましい。なお、ＳＯ3は重量比０．５％以下で添加することが好ましい。
【００３６】
ＺｎＯ，ＴｉＯ2，ＣｅＯ2等を添加すると、硝子の可視光透過率を上げ、紫外線劣化を防ぐため好ましい。
【００３７】
ＳｉＯ2は、硝子構成物質として重要な物質であるが、重量比５０％以下であると各添加金属の再結晶による失透および硝子強度の極端な低下を引き起こす。そのため、重量比５０％より多く添加する必要があり、本発明では、重量比５７％以上７８％以下の範囲がもっとも適している。
【００３８】
Ａｌ2Ｏ3は、硝子の失透を防ぎ、耐水性を増加する効果がある。そのため重量比１％以上６％以下を添加することが好ましく、１％未満では、失透防止および耐水性を付加することができず、６％を越えると硝子生成温度および硝子加工温度が上昇するため好ましくない。
【００３９】
このように、上記硝子組成物を使用することによって、発光管中の水銀とナトリウムイオンとの結合を減少することができ、特にコンパクト形蛍光ランプや電球形蛍光ランプの光束維持率を大幅に改善できる。
【００４０】
さらに、硝子管内面と蛍光体層との間に、保護膜を設け、本発明の組成の硝子管と組み合わせて使用することが好ましい。保護膜の効果は、発光管内壁の硝子表面への水銀付着を低減することにより、光束維持率を改善するものである。具体的材料としてアルミニウム、シリコン、イットリウム、セリウム、チタンのうち少なくとも一種の元素を含む金属酸化物層であることが好ましい。
【００４１】
発光管内部へのナトリウムイオンの移動を防ぐためには、ナトリウムの移動経路を塞ぐことが重要である。保護膜材料の一次粒子径が０．０１〜０．１μｍのものを使用して十分な効果を確認した。このような保護膜材料を使用すれば、１μｍ以下の薄膜でも、コンパクト形蛍光ランプや電球形蛍光ランプ等の光束維持率を向上させる効果を発揮する。そして、従来と異なり、薄膜として形成することにより、ランプ製造時の硝子加工性を大きく変化させることがなく、膜剥がれによる外観問題も引き起こしにくい。
【００４２】
保護膜の材料は、上記元素を含む、有機金属溶液、ゾル液、微粉体分散液をディッピングにより塗布する方法がもっとも一般的である。焼成を通して、保護膜として形成されるため、出発物質が、酸化物でなくてもよく、また各種の有機材料分散剤、バインダーとの組み合わせにより、より均一な保護膜の形成が可能である。
【００４３】
図１は蛍光ランプの管壁負荷を測定し、その２５００時間の点灯ライフ試験後の光束維持率を比較している。光束維持率は、１００時間の光束を１００％として２５００時間点灯後の光束維持率である。図中、記号○は本発明に係る蛍光ランプを、記号×は従来の蛍光ランプの結果を示す。
【００４４】
図１に示す測定結果から明らかなように、管壁負荷が、０．１３Ｗ／ｃｍ2以上の従来の蛍光ランプは、光束維持率が８０％以下であるのに対し、本発明に係る蛍光ランプでは、管壁負荷０．１３Ｗ／ｃｍ2以上であっても光束維持率を８０％以上に維持することができ、従来の蛍光ランプに比して本発明の蛍光ランプは、２５００時間点灯で約１０％以上の光束維持率を改善することができた。
【００４５】
この管壁負荷の高い蛍光ランプとしては、例えば図２に示すように、２本の直管状の硝子管の一端部同士をブリッジ接合により接続して一体化し、この一体化された硝子管の両端部に電極を備え、この一体化された硝子管の内面には蛍光体層が形成され、また、内部には水銀および希ガスが封入されて発光管を形成し、この発光管の電極側端部に口金が固着された構成のもの（ＦＰＬ）がある。
【００４６】
これ以外にもＦＤＬ，ＦＨＴ等のコンパクト形蛍光ランプや、ＥＦＴ，ＥＦＧ等の発光管が硝子製または樹脂製のグローブ内に収納された電球形蛍光ランプや、ＦＨＦ等の蛍光ランプ等、管壁負荷の高い蛍光ランプの硝子管として用いることによって同様の効果を得ることができる。点灯器具としては、シーリングライト、ダウンライト、インバータによる高周波点灯方式またはその組み合わせによる点灯器具がある。このような蛍光ランプ、点灯器具で本発明は有効である。
【００４７】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００４８】
（実施例１）
硝子組成を種々検討し各種硝子組成からなる硝子を作成し評価した。図３に評価した各種硝子組成硝子管の組成および特性を示す。また、図中の組成は、全て重量百分率で記載した。各硝子組成の線膨張係数は、温度約２５〜３００℃での線膨張係数である。各硝子の軟化温度は、加熱して硝子自体の粘度が１０７．６ｄＰａ．ｓになったときの温度である。作業温度は、加熱して硝子自体の粘度が、１０４ｄＰａ．ｓになったときの温度である。各硝子の透過率は、透過率分光装置で、硝子管の透過率を測定し、１ミリ厚さ当たりの透過率を計算した。各硝子のアルカリ溶出量の測定は、ＪＩＳ  Ｒ３５０２に準拠した。
【００４９】
本発明の蛍光ランプに係る硝子組成（表中、本発明品１で示す組成（以下、本発明品１という））、同じく本発明の蛍光ランプに係る硝子組成（表中、本発明品２で示す組成（以下、本発明品２という））、比較例として示す比較品１、比較品２の組成からなる硝子管を作成した。すなわち、各種原料比を表中にあるように添加し、溶融後、スリーブを通して、硝子管を作製した。
【００５０】
これらの組成は、硝子管として成形し易く、蛍光ランプ発光管への加工も問題なく行えた。理由として、ナトリウムが少ない分、ストロンチウム、バリウム、硼素の添加によって、硝子溶融温度の低下効果が得られたと考える。なお、硝子にならなかった、あるいは目的の特性が得られなかった組成を図３の比較品３、比較品４に示す。
【００５１】
従来の硝子組成であるソーダ石灰硝子および鉛硝子の一例について、図３に示す従来品１、従来品２に、その硝子組成と物理特性を記載した。
【００５２】
これらの硝子組成は、ほぼ満足できる物理特性を示している。しかし、本発明では蛍光ランプの性能として光束維持率を満足する必要がある。実際に本発明品１、本発明品２、比較品１、比較品２、従来品１、従来品２の硝子を使用して、ランプを形成したとき特性がどう変化するか評価した結果を以下の実施例に示す。
【００５３】
（実施例２）
高負荷蛍光ランプとして、ＦＨＴ３２Ｗタイプの発光管を図３に示す本発明品１、比較品１、比較品２、従来品１、従来品２の組成の硝子で作製し、ランプ特性を比較した。
【００５４】
まず、各種組成の硝子を、外径１２．５ｍｍ、肉厚１．０ｍｍのバルブに加工し、ストレート硝子管として全長２３０ｍｍに切り出した。この硝子管を、水洗浄した後、必要に応じて硝子管内面に保護膜を塗布し、この保護膜上に蛍光体サスペンジョンを塗布し乾燥させた。このバルブをシンターで焼き付けを行い、一本のバルブをほぼ中央で２本に焼き切り、これら２本のバルブは、バーナーで焼き切った一方の面は焼き切りと同時に閉じており、他方には排気細管または電極を有するマウントを封止加工した。
【００５５】
３本のバルブをこのように、４本の排気細管と２本のマウント封止したものに加工し、互いのブリッジ加工によって、一本の発光管にした。ブリッジ箇所は合計で、５カ所である。最後に、排気細管を１本だけとし、排気装置で、加熱及び真空排気ののち水銀と少量の希ガスを封入し、排気細管を閉じて発光管を作製した。点灯装置に装着できるように、口金を取り付けて仕上げた。
【００５６】
この発光管加工において、本発明品１、比較品１および従来品１は、特に問題は確認されなかったが、比較品２の組成の硝子を使用した場合、発光管のリークが生じ、数日の間に約７０％が不点灯ランプとなった。
【００５７】
分析の結果、１本のバルブを２本に焼き切った後、移載の際、機械的な衝撃が加わり、最終段階で先端部のクラックが成長、排気後スローリークとして現れた。特に、発光管端部の強度を鉄球落下テストを行うことで比較すると、比較品２は、他の組成の硝子に比べて極端に低く、本発明品１に比べて１／２の強度であった。このことより、比較品２は硝子強度が低いと考えられる。
【００５８】
次に、本発明品１、比較品１および従来品１を使用して作製した蛍光ランプを、３２Ｗで点灯した。管壁負荷は、同じで０．１７Ｗ／ｃｍ2である。点灯中、上記蛍光ランプの管壁温度は高く、ブリッジ部分で、１３０℃を越えていた。
【００５９】
各ランプの特性を測定したところ、同じ消費電力でありながら、比較品１は、本発明品１、従来品１と比較して初期光束値が約５％低下した。これは、バリウムの添加量による影響と考えられ、過剰なバリウムがランプ初期特性を低下させている可能性がある。
【００６０】
ライフ試験は、１日２．５時間点灯０．５時間消灯サイクルで寿命及び光束の測定を行い、経時的変化を調査した。
【００６１】
図４に、本発明品１と従来品１との光束維持率を示す。比較すると、本発明品１は、従来品１よりも約１０％程度の光束維持率が向上している。また、保護膜を塗布した構成の本発明品１（図４中、記号Ｂで示す）は、保護膜を設けなかった本発明品１（図４中、記号Ａで示す）と比較して約７％光束維持率が向上している。保護膜は、アルミナで、アルミナ粉体分散液として粒子径平均０．１μｍのものを塗布した。保護膜の厚みは、平均０．７μｍであった。従来品１（図４中、記号Ｄで示す）の場合は、同じ保護膜を塗布したにもかかわらず光束維持率の改善効果の程度は低く、わずか数％程度である。
【００６２】
従来品１（図４中、記号Ｃで示す）は、ランプ点灯中１０００時間を越えると黒点が現れ、点灯時間と共に徐々に広がっていった。保護膜を設けても２０００時間点灯後ぐらいから黒点が現れることから、この硝子は、ナトリウムの析出量が根本的に多く、黒点をなくすことは不可能と考える。本発明品１の硝子では、保護膜のありなしに関わらず、７０００時間の点灯でも黒点は全く生じなかった。
【００６３】
このように、本発明の硝子材料を使用して、格段の光束維持率の向上が認められ、保護膜を塗布することによって、硝子単体の場合と比較してさらに、効果的な改善が可能であることがわかった。
【００６４】
（実施例３）
また、図３に示す、本発明品２の硝子は、本発明品１にＰ2Ｏ3を０．５％添加した組成であり、１０℃程度軟化点が上昇したが、本発明品１と同様に全く硝子加工条件を変えずに、硝子加工可能であった。この硝子管を使用して、ＦＨＴタイプの蛍光ランプを作製し専用インバータで３２Ｗで点灯試験を行い、２５００時間の点灯の後、光束維持率を比較すると、従来品１よりも約１２％の改善効果が認められた。また、この硝子は、蛍光ランプの強度の増加に効果があり、ブリッジ接合部の圧縮強度が、通常の１．３倍に達した。
【００６５】
（実施例４）
図３に示す本発明品１と従来品１と従来品２とを使用して、外径１２．０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍ、２５６ｍｍの硝子管を作製した。この硝子管を実施例１に従って、保護膜、及び蛍光体を塗布、シンター焼き付けを行った後、バーナー加熱して二回屈曲させ、屈曲部を３つ有する発光管を作製した。この発光管を透明硝子のグローブと、電子回路を組み込んだ電球形蛍光ランプとして組立てた。消費電力は、約１４Ｗで、管壁負荷は約０．１４Ｗ／ｃｍ2である。実施例１と同様に２５００時間点灯後の光束維持率を比較した。
【００６６】
結果は、本発明品１の硝子製の蛍光ランプは、従来品１よりも２５００時間点灯後、約１２％の光束維持率の向上が認められた。また、従来品２との比較により、約５％の光束維持率の差が現れ、長期になると、一層効果が現れた。これは、本発明品１と従来品２の硝子組成において、ナトリウム量が７％程度とほぼ等しいのにもかかわらず、ナトリウムイオンの移動が従来品２より低いためと思われる。従って、グローブで蛍光管を覆った電球型蛍光ランプにおいても、本発明の硝子組成は、光束維持率の効果的な改善が可能である。
【００６７】
（実施例５）
図３に示す本発明品１と従来品１との硝子を使って、管外径が、３２．５ｍｍ長さ５８０ｍｍの直線状発光管を作り、両極端に口金を取り付けた蛍光ランプを作製した。そして、２０Ｗで点灯し、管壁負荷は０．０４Ｗ／ｃｍ2であった。この二種類の硝子製の蛍光ランプのライフ点灯試験を行い、２５００時間および７０００時間の光束維持率を比較したところ、２５００時間で平均して１．５％の向上、７０００時間では約３％程度の改善効果しか認められなかった。この蛍光ランプを密閉点灯器具内で点灯し測定したところ、約２５００時間で、光束維持率の改善は従来品１と比較して３％程度の効果しかなかった。ランプの最大温度は、電極付近であり、室温２５℃の時、約７０±５℃であった。
【００６８】
しかし、本発明品１と従来品１との硝子を、管内径が、１４．５ｍｍ、長さ３６０ｍｍの直線状発光管に加工して、高周波点灯約２０Ｗで点灯すると、２５００時間の光束維持率は、本発明１の硝子の方が約５％高い値であった。また、前面を光拡散プラスチックで覆った密閉器具内での点灯では、本発明品１は、約１０％従来１より光束維持率が高くなった。この場合の管壁の温度は、１００℃を越えていた。管壁負荷は、０．１３Ｗ／ｃｍ2であった。このことから、ストレート管を使用した蛍光ランプでも、管壁負荷が高い場合、高温での点灯により本発明が光束維持率を改善する効果が確認された。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、コンパクト形蛍光ランプや電球形蛍光ランプに代表される管壁負荷の高い蛍光ランプにおいて、発光管内壁に析出するナトリウムイオンの量を低減することにより、光束維持率の低下を防ぎ、発光管の黒化や黒点の発生をなくすことができる。また、管壁負荷が、０．１３Ｗ／ｃｍ2以上のコンパクト形蛍光ランプや電球形蛍光ランプに対して、従来の発光管の加工性を損なうことなく、光束維持率の低下を抑えることができる。また、保護膜を発光管内壁に設けることにより、発光管内壁へのナトリウムの析出を効果的に抑制し、上記の組成硝子管と組み合わせて発光管の光束寿命をより向上することができる。また、管壁負荷が高い蛍光ランプだけでなく、点灯中の発光管の少なくとも一部の管壁温度が１００℃を越える場合、電球形蛍光ランプ等、蛍光管が外囲器に収納された蛍光ランプ、発光管が屈曲されたコンパクト型蛍光ランプの寿命を著しく向上できる。また、全く鉛を用いず環境に対する負荷の低減が可能であり、より安価で軽量化できる蛍光ランプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】蛍光ランプの管壁負荷と２５００時間点灯後の光束維持率との関係を示す図
【図２】本発明の一実施形態であるＦＰＬ形の蛍光ランプを示す図
【図３】各種硝子組成と物理特性の比較を示す図
【図４】コンパクト蛍光ランプの光束維持率の経時変化を示す図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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