(57)【要約】【課題】本発明は、無効水銀の発生を抑え、かつガラス管の内面に設けた蛍光体層が水銀合金との衝突によっての剥離を防ぐ蛍光ランプの提供を目的とする。【解決手段】内面に蛍光体層を設けるガラス管と、該ガラス管の両端部に設けられた電極と、を有する蛍光ランプにおいて、前記蛍光体層は前記ガラス管側の第１層目蛍光体層と放電空間側の第２層目蛍光体層とからなり、第１層目蛍光体層はハロリン酸カルシウム蛍光体を主成分とし、第２層目蛍光体層は希土類付活蛍光体を主成分とし、蛍光ランプ内部に封入する水銀として、亜鉛−水銀合金乃至亜鉛−錫−水銀合金を使用する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に蛍光体層を設けるガラス管と、該ガラス管の両端部に設けられた電極と、を有する蛍光ランプにおいて、
前記蛍光体層は前記ガラス管側の第１層目蛍光体層と放電空間側の第２層目蛍光体層とからなり、
第１層目蛍光体層はハロリン酸カルシウム蛍光体を主成分とし、第２層目蛍光体層は希土類付活蛍光体を主成分とし、
蛍光ランプ内部に封入する水銀として、亜鉛−水銀合金乃至亜鉛−錫−水銀合金を使用することを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】
蛍光ランプ内部に封入する水銀合金の重量が、３mg以上６mg未満であることを特徴とする請求項１に記載の蛍光ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蛍光ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
蛍光ランプは透光性外被として筒状のガラス管を用いており、一般的にガラス管の内面には紫外線により励起され、可視光に変換する蛍光体層が具備されている。その蛍光体は、構造的に１層或いは複数の蛍光体層で構成されている。
【０００３】
蛍光ランプには、紫外線発光源として必要な水銀が封入されている。しかし、環境意識の高まりにつれて、封入水銀量を低減する必要が生じている。しかしながら、封入された水銀は蛍光ランプを長時間使用するにしたがって、ガラス管内に拡散し、蛍光体層を潜り抜け、ガラス管の組成の一つであるナトリウム成分と反応し、発光に寄与しない水銀（無効水銀）となってしまう。発光に寄与しない水銀が増えていくとガラス管内に蒸気として存在する水銀量が枯渇し、不点灯となってしまう恐れがある。
【０００４】
封入水銀量を低減するために水銀合金の粒をガラス管内に封入する技術がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３１３２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、水銀合金の粒はラグビーボール状に変形していたり、角張っていたりして、完全な球状ではない。水銀合金はガラス管に封入されると蛍光体層上を自由に移動できるため、水銀合金の形状が角張った形状であれば、水銀合金が蛍光体層上を移動する度に蛍光体を剥がしてしまい、外観上好ましくない状態となってしまう。
【０００７】
本発明は、発光に寄与しない無効水銀の発生を抑え、かつ蛍光体層の剥離を防止する蛍光ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
内面に蛍光体層を設けるガラス管と、該ガラス管の両端部に設けられた電極と、を有する蛍光ランプにおいて、前記蛍光体層は前記ガラス管側の第１層目蛍光体層と放電空間側の第２層目蛍光体層とからなり、第１層目蛍光体層はハロリン酸カルシウム蛍光体を主成分とし、第２層目蛍光体層は希土類付活蛍光体を主成分とし、蛍光ランプ内部に封入する水銀として、亜鉛−水銀合金乃至亜鉛−錫−水銀合金を使用する。
【発明の効果】
【０００９】
内面に蛍光体層を設けるガラス管と、該ガラス管の両端部に設けられた電極と、を有する蛍光ランプにおいて、前記蛍光体層は前記ガラス管側の第１層目蛍光体層と放電空間側の第２層目蛍光体層とからなり、第１層目蛍光体層はハロリン酸カルシウム蛍光体を主成分とし、第２層目蛍光体層は希土類付活蛍光体を主成分とし、蛍光ランプ内部に封入する水銀として、亜鉛−水銀合金乃至亜鉛−錫−水銀合金を使用することにより、封入水銀量を低減し発光に寄与しない無効水銀の発生を抑え、かつ蛍光体層の剥離を防止す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】
【００１０】
【図１】蛍光ランプ１の全体図。
【図２】蛍光ランプの両端部拡大図。
【図３】蛍光体層膜厚分布グラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して詳細を説明する。
【００１２】
図１は本発明の蛍光ランプ１の外観を示している。蛍光ランプ１は、両端に口金を有した直管形の蛍光ランプである。一方の口金をＡ側、他方の口金をＢ側としている。図２は蛍光ランプ１の両端部を拡大した拡大断面図である。図３は蛍光体膜厚分布を示したグラフである。蛍光ランプ１は外被としてガラス管２が用いられている。ガラス管２の内側には酸化アルミニウムが保護膜３として設けられている。保護膜３の材料として酸化アルミニウムの他に酸化チタン、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化ケイ素などを保護膜３として用いてもよい。保護膜３の内側には、ハロリン酸カルシウム蛍光体を主成分とする第１層目蛍光体層４が形成されている。第１層目蛍光体層４の内側には希土類付活蛍光体を主成分とする第２層目蛍光体層５が形成されている。蛍光ランプ１の内部には水銀合金６が封入されている。また、ガラス管２の両端には電極が設けられており、ガラス管２の内部にはアルゴンガスが封入されている。
【００１３】
第１層目蛍光体層４の形成は、ハロリン酸カルシウムを懸濁させたポリエチレンオキサイド水溶液に結着剤として酸化ホウ素を蛍光体１００ｇに対して０.１ｇ以上５ｇ未満、望ましくは０.２ｇ以上２ｇ未満添加し、乾燥後の蛍光体層の単位面積当たりの重量が１.４ｇ／cm2以上２.８ｇ／cm2未満となるように濃度調整を行ったものを第１層目用蛍光塗料として調整する。その後、第１層目蛍光塗料をガラス管２の端部Ａ側から流し込み、端部Ａ側を上部として垂直に立てた状態でガラス管２上部から約８０℃の熱風を吹き込んで乾燥させる。乾燥時の熱風量はガラス管２上部の第１層目蛍光体層４の膜厚が１３μｍ以上２１μｍ未満、ガラス管２下部の膜厚が１６μｍ以上３０μｍ未満となるように調整する。
【００１４】
第２層目蛍光体層５の成形は、ユーロピウム付活イットリウム酸化物蛍光体、テルビウム・セリウム共付活ランタンリン酸塩蛍光体、ユーロピウム付活バリウムアルミン酸塩蛍光体に代表される希土類付活蛍光体を所望の光源色となる比率でポリエチレンオキサイド水溶液に懸濁させる。結着剤として酸化ホウ素を混合蛍光体１００ｇに対して０.０５ｇ以上２.５ｇ未満、望ましくは０.１ｇ以上１ｇ未満添加し、乾燥後の蛍光体層の単位面積当たりの重量が１.４ｇ／cm2以上２.５ｇ／cm2未満となるよう濃度調整を行い、第２層目用蛍光塗料として調整する。その後、第２層目用蛍光塗料をガラス管２の端部Ｂ側から流し込み、端部Ｂ側を上部として垂直に立てた状態でガラス管２上部から約８０℃の熱風を吹き込んで乾燥させる。即ち、第２層目用蛍光塗料は、第１層目蛍光体を成形する際に第１層目用蛍光塗料を流し込んだ端部と逆の端部から流し込み乾燥させる。乾燥時の熱風量はガラス管２上部の第２層目蛍光体層５の膜厚が７μｍ以上１７μｍ未満、ガラス管２下部の膜厚が９μｍ以上１５μｍ未満、且つ、第１層目蛍光体層４と第２層目蛍光体層５を合わせた膜厚はＡ側で２２μｍ以上３６μｍ未満、Ｂ側で２３μｍ以上４７μｍ未満となるように調整する。
【００１５】
また、第１層目の蛍光体は発光へ寄与する割合が低いため、非発光物質の添加量を増加させても、ランプ全光束への影響が少ない。従って、第１層目の蛍光体層の添加剤量を第２層目の蛍光体層に混合する量よりも多くすることで膜剥がれを防止することができる。
【００１６】
図３に記載の通り、第１層目蛍光体層と第２層目蛍光体層を合わせた厚さはＡ側とＢ側とで略同一である。蛍光体層を２層構造とすることにより、ガラス管と水銀との遮蔽を十分にとることができ、ガラス管と水銀との反応を防ぎ、発光に寄与しない水銀の発生を抑え、水銀枯渇による不点灯を防止できる。つまり、蛍光体を２層とし遮蔽を十分にとることで無効水銀の発生を抑えることができる蛍光ランプを提供することができる。
【００１７】
以上のように蛍光体層を成形した後、公知の方法で焼成、電極封止を行う。電極封止後、ガラス管２内の排気を行い、ガラス管２に所定量のアルゴンガスと水銀合金６を導入し、封止をして気密を守る。
【００１８】
ここで、蛍光ランプ内部に封入する水銀は、定格寿命を満足する所定量を封入する必要があり、ガラス管の組成の一つであるナトリウム成分と反応する量が多い程、所定量を多くしなければならない。蛍光ランプ内に封入する水銀の形態が水銀合金の場合、水銀合金の重量は、水銀合金の組成比に従って、水銀の重量に比例する。同様に水銀合金の寸法は、水銀合金の組成比に従って、水銀の重量に比例する。即ち、蛍光ランプに封入する水銀量が多い程、水銀合金の重量及び寸法も大きくなる。点灯時において、上記ナトリウム成分と反応し消耗する水銀量が多い蛍光ランプ程、水銀合金の重量・寸法は大きくなるため、水銀合金がガラス管内面に設けられている蛍光体層上を移動する際に発生する水銀合金と蛍光体層との衝突は強くなり、蛍光体層をガラス管から剥離する恐れがある。
【００１９】
そこで、ガラス管２に導入する水銀合金６は、亜鉛−水銀合金乃至亜鉛−錫−水銀合金とし、重量が３mg以上６mg未満とすることで水銀合金の寸法が小さくなり、水銀合金と蛍光体層の衝突を緩和し、蛍光体層の剥離を防止する蛍光ランプを提供することができる。ちなみに、重量が３mg以上６mg未満とすることで粒径は０.８mm以上１.３mm未満となる。
【００２０】
蛍光体層を２層構造とし、膜厚を厚くすることにより、水銀合金６が蛍光体層上を移動しても、蛍光体剥がれを抑制することができる。つまり、蛍光体を２層とし蛍光体層の膜厚を厚くすることにより、蛍光体層の剥離を防止する蛍光ランプを提供することができる。
【００２１】
上述の通り、ガラス管２の内面に設けた蛍光体層を２層構造とすることで、ガラス管と水銀との遮蔽を十分にとることができ、水銀の消耗量を抑制できるため、ガラス管２に封入する水銀合金６に含有されている水銀成分の重量を低減することができる。水銀合金６の組成比が同一の場合、水銀合金６自体の重量を低減することができるため、水銀合金６が第２層目蛍光体層上５を移動する際に生じる水銀合金６と第２層目蛍光体層５との衝撃を緩和することができ、蛍光体剥がれを抑制することができる。
【００２２】
以上のようにガラス管２の封止後、口金を装着することで、発光に寄与しない無効水銀の発生を抑え、かつ蛍光体層の剥離を抑制できる蛍光ランプ１を提供することができる。
【００２３】
また、第１層目の結着剤添加量を第２層目より多くすることで、水銀合金がガラス管２内で移動することによる蛍光体剥がれを抑えることができる。第１層目、第２層目の結着剤量がそれぞれ０.１ｇ、０.０５ｇを下回った場合は、蛍光体の膜剥がれが発生し、結着剤量がそれぞれ５ｇ、２.５ｇ以上或いは、第２層目の結着剤量が第１層目の結着剤量を上回るとランプ点灯中に早期黒化が発生する恐れが生じる。
【符号の説明】
【００２４】
１  蛍光ランプ
２  ガラス管
３  保護膜
４  第１層目蛍光体層
５  第２層目蛍光体層
６  水銀合金
【図１】
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【図２】
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【図３】
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