(57)【要約】【課題】本発明は、製造に手間がかかることがなく厚い保護膜を有し、膜強度が十分である蛍光ランプを提供することを目的とする。【解決手段】  ガラス管と、該ガラス管の管端部に設けられた一対の電極と、前記ガラス管内に封入された水銀と、希ガスを含む放電媒体と、口金と、を有し、前記ガラス管の内壁に塗布される保護膜と、該保護膜上に塗布される蛍光体層と、が設けられている蛍光ランプにおいて、前記保護膜は、多層の異なる保護膜から構成されており、前記多層の異なる保護膜は、隣り合う保護膜に含有されるそれぞれの保護膜材料と水性溶剤とが異なる。【選択図】  図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス管と、該ガラス管の管端部に設けられた一対の電極と、前記ガラス管内に封入された水銀と、希ガスを含む放電媒体と、口金と、を有し、前記ガラス管の内壁に塗布される保護膜と、該保護膜上に塗布される蛍光体層と、が設けられている蛍光ランプにおいて、前記保護膜は、多層の異なる保護膜から構成されており、前記多層の異なる保護膜は、隣り合う保護膜に含有されるそれぞれの保護膜材料と水性溶剤とが異なることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】
前記保護膜材料は、酸化セリウムの他三酸化アンチモン、酸化アルミナ、酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化ニオブ等の金属酸化物の少なくとも1種類を混合し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】
前記多層の異なる保護膜における1層の膜厚は0.2μm〜0.6μmの範囲内であることを特徴とする請求項２に記載の蛍光ランプ。
【請求項４】
前記水性溶剤は、分散させる前記保護膜材料に応じpH調整されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項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、蛍光ランプ点灯中にガラスバルブ内に封入された水銀とガラスバルブから析出したナトリウム成分とが反応し、アマルガムを生成し、発光に寄与する水銀量の低下により光束が低下する恐れのあるものであった。
【０００３】
そこで従来から、水銀とガラスバルブから析出したナトリウム成分との反応を防ぎ、光束の低下を防ぐ目的として、蛍光体とガラスバルブの間に保護膜が形成されている。
【０００４】
また、近年の環境に対する意識の高まりから、ガラスバルブ内の水銀封入量を低減させる試みがなされている。
【０００５】
例えば特許文献１のように、シリカ系の保護膜を０．５μm〜５．０μmと厚くし、水銀とアルカリ金属との反応をより抑え、かつ水銀封入量を低減させ、光束低下を抑えようとするものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2006-49280号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、１層の保護膜を厚く形成しても、厚く形成した保護膜に焼成を行わずに水性の蛍光体を塗布している。保護膜にはバインダーや含有した水分層があるため、水性の蛍光体塗料を塗布することで、保護膜層に再度水分が供給され吸収される。そのため、蛍光体層を乾燥させる時に、保護膜層に吸収された水分も乾燥する必要が生じる。乾燥に時間を要すことで保護膜層が膨潤等により白濁または形成した保護膜層が上層の蛍光体の重量により一部崩壊し、蛍光体の塗料と共に流れる恐れがある。
【０００８】
これを防ぐ為、仮焼成を行いバインダー成分及び水分を除去する必要がある。しかしながら、仮焼成を行う分、製造に手間がかかるものとなる。
【０００９】
また、環形蛍光ランプのような屈曲したガラスバルブでは、ガラスの曲げ加工時、ガラス、保護膜、蛍光体層の伸びのバラツキや蛍光体層の膜強度不足により、蛍光体層が剥離する恐れがある。
【００１０】
本発明は、製造に手間がかかることがなく厚い保護膜を有し、膜強度が十分であ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】
【００１１】
本発明は、ガラス管と、該ガラス管の管端部に設けられた一対の電極と、前記ガラス管内に封入された水銀と、希ガスを含む放電媒体と、口金と、を有し、前記ガラス管の内壁に塗布される保護膜と、該保護膜上に塗布される蛍光体層と、が設けられている蛍光ランプにおいて、前記保護膜は、多層の異なる保護膜から構成されており、前記多層の異なる保護膜は、隣り合う保護膜に含有されるそれぞれの保護膜材料と水性溶剤とが異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、製造に手間がかかることがなく厚い保護膜を有し、膜強度が十分であ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】
【００１３】
【図１】蛍光ランプ１００の外観図
【図２】環形蛍光ランプ２００の外観図
【図３】図１、図２の断面図
【図４】本発明の実施例の2重保護膜形成部電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面等を参照して詳細を説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は本発明の蛍光ランプ１００の外観図である。蛍光ランプ１００は，両端に口金１０１、１０２を有した直管形の蛍光ランプである。一方の口金１０１がある側をA側、他方の口金１０２がある側をB側としている。図２は、本発明の環形蛍光ランプ２００の外観図である。図３は蛍光ランプ１００および環形蛍光ランプ２００の部分断面図である。蛍光ランプ１００及び環形蛍光ランプ２００は外被としてガラス管５が用いられている。ガラス管５の内側には保護膜３００が設けられている。保護膜３００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３００として用いてもよい。保護膜３００の内側には、蛍光体層４が形成されている。蛍光ランプ１００及び環形蛍光ランプ２００の内部には水銀合金が封入されている。また、ガラス管５の両端には電極が設けられており、ガラス管５の内部にはアルゴンガスが封入されている。
【００１６】
保護膜３００は、多層の異なる保護膜により構成されている。ここで、多層の異なる保護膜における１層の保護膜は厚いものではない。乾燥に焼成を要さないほど薄いものであれば良い。多層の異なる保護膜は、隣り合うように設けられている。また、多層の異なる薄膜保護膜は、隣り合う保護膜に含有される保護膜酸化物（保護膜材料）とバインダー（水性溶剤）が異なるものである。
【００１７】
蛍光ランプ１００及び環形蛍光ランプ２００は次のように作成する。ガラス管５の内側に第一の保護膜２を塗布乾燥後、第一の保護膜上に第二の保護膜３を塗布乾燥し、これを繰り返して保護膜３００を構成し、保護膜３００上にｐＨ７〜８のポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）をバインダーとした蛍光体層４を塗布乾燥後、バインダーを本焼成により焼き飛ばす。環形蛍光ランプ２００では、この後、ガラスの曲げ加工を行う。保護膜３００を構成する多数の保護膜における隣り合う保護膜に、保護膜材料や水性溶剤の異なるものを用いることにより、下層に塗布した保護膜層との溶解度の違い及びバインダー成分の異なるものを用いることになり、これにより下層の保護膜への水分の吸湿および膨潤を抑え、上層の保護膜層を乾燥形成することが出来る。そのため、１層の保護膜層の形成後に仮焼成を行わず、選択された保護膜塗料を用いて塗布乾燥工程を繰り返し、蛍光体塗布後に本焼成を行うことで、仮焼成の必要がなく厚い保護膜を有し、膜強度が十分で、水銀の反応を抑えることが可能な蛍光ランプを提供することができる。仮焼成を行わないため、ガラス管５への熱の影響を気にすることがない。また、仮焼成をおこなう際に必要なエネルギーを削除することができる。なお、前記多層の異なる保護膜は、酸化セリウムの他三酸化アンチモン、酸化アルミナ、酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化ニオブ等の金属酸化物の少なくとも1種類を混合するものである。特に、酸化セリウムを混合するものでは、紫外線をカットする効果も奏する。なお、前記多層の異なる保護膜における1層の膜厚は0.2〜0.6μmの範囲内であると仮焼成の必要が生じないものとなる。なお、前記多層の異なる保護膜は、バインダーとしてポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコール等を用い分散媒として純水を用いているものである。なお、前記バインダーは、分散させる前記保護膜材料に応じpH調整されていれば、保護膜材料が分散され易くなり、保護膜材料の粒子間が広がり、隣り合う保護膜との密着性が上がる。これにより、厚い保護膜を作成することができる。
【００１８】
ちなみに同種類の保護膜の塗布と乾燥を繰り返した場合には、同一のバインダー及び保護膜の粒子径が同等である為、1層目の塗布した保護膜層への水分の吸収率が高く（馴染みが良く）、1層目が膨潤する。よって1層目の保護膜層として形成していた粒子間に水分が入り込み、2層目の粒子の重量に耐えることができず、2層目の乾燥時に下部に流れる余分な2層目塗料と共に流れ落ちやすくなる恐れがある。
【００１９】
以下には、本発明者等が行った試験の結果を記載する。表１には、保護膜酸化物（保護膜材料）、バインダー（水性溶剤）、保護膜層のpH、各保護膜層の膜厚、合計膜厚、蛍光体膜強度、2000h光束維持率を示している。
【００２０】
ガラスバルブ内面に形成する多層の保護膜層の金属酸化物がpH2〜5で分散性の良いものには、バインダーとしてポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、分散媒として純水を用いる。保護膜層の金属酸化物がpH6〜9付近で分散性の良いものには、バインダーとしてポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を用いる。保護膜の金属酸化物がpH9〜12で分散性の良いものには、バインダーとしポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、分散媒として純水を用いる。
【００２１】
これらの保護膜層を塗布乾燥時、同じバインダーが層を成さないように塗布乾燥後、バインダーとしてポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）を用いた蛍光体層を形成する。
【００２２】
試験は、各保護膜を塗布乾燥後、pH7〜8のポリエチレンオキサイド（PEO）をバインダーとした蛍光体塗料を塗布乾燥後、バインダーを焼き飛ばした後、ガラスバルブを曲げる工程を行った後の保護膜の膜厚及び蛍光体膜強度を調べることにより行う。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
上記結果のように、比較例1では、γ-アルミナ（Al2O3）をバインダーにPEOを用いpH3.5とした保護膜を用いた場合である。保護膜の厚さが1.02μmにて蛍光体は弱く曲げるのみで剥離した。比較例2では、γ-アルミナ（Al2O3）をバインダーにPEOを用いpH3.5とした第一の保護膜と、CeO2+SiO2をバインダーにPVAを用いpH6.8とした第二の保護膜とを用いた場合である。第一の保護膜の厚さは0.98μmであり、第二の保護膜の厚さは0.58μmであり、合計膜厚は1.56μmである。比較例２では、蛍光体は、曲げ工程では剥離しなかったが、蛍光ランプに鋼線を用いて衝撃を与えると剥離した。比較例3では、γ-アルミナ（Al2O3）をバインダーにPEOを用いpH3.5とした保護膜を用いた場合である。保護膜の厚さが0.50μmであり、蛍光体膜強度は問題ないが、保護膜の膜厚としては十分な膜厚でなく光束維持率は86.6％となった。
【００２５】
実施例１は、γ-アルミナ（Al2O3）をバインダーにPEOを用いpH3.5とした第一の保護膜と、CeO2+SiO2をバインダーにPVAを用いpH6.8とした第二の保護膜とを用いた場合である。第一の保護膜の厚さは0.50μmであり、第二の保護膜の厚さは0.55μmであり、合計膜厚は1.05μmである。蛍光体膜強度、光束維持率ともに良い結果となっている。実施例２においては、CeO2+SiO2をバインダーにPVAを用いpH6.8とした第一の保護膜と、γ-アルミナ（Al2O3）をバインダーにPEOを用いpH3.5とした第二の保護膜と、CeO2+SiO2をバインダーにPVAを用いpH6.8とした第三の保護膜と、を用いた場合である。第一の保護膜の厚さは0.56μmであり、第二の保護膜の厚さは0.48μmであり、第三の保護膜の厚さは0.55μmであり、合計膜厚は1.59μmである。蛍光体膜強度、光束維持率ともに良い結果となっている。
【００２６】
この結果、蛍光体膜強度を維持しながら、保護膜の膜厚を厚くすることが可能になると共に光束維持率においても、90％以上を確保する効果がある。
【符号の説明】
【００２７】
１  蛍光ランプ
２  保護膜１
３  保護膜２
４  蛍光体層
５  ガラス管
１００  蛍光ランプ
１０１、１０２  口金
２００  環形蛍光ランプ
３００  保護膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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