(57)【要約】  本発明の蛍光ランプ用ガラス管は、Ｎａ２Ｏを５〜１７重量％、Ｋ２Ｏを３〜７重量％含む、円筒状のガラス管と、前記ガラス管の外周面の一部または全部を覆い、ＨＬＢ値が８以上のノニオン系界面活性剤を含む保護膜と、を含み、滑り角度が１０°以下である。ノニオン系界面活性剤は、下記（式１）で表されるノニオン系界面活性剤であると好ましい。ただし、Ｒは炭素数１２〜１８の直鎖状アルキル基であり、ｎは平均付加モル数であり、ｎは４以上の数であり、ＥＯはエチレンオキシ基（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）である。  （式１）  Ｒ-Ｏ-（ＥＯ）ｎ-Ｈ
2009157156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎａ２Ｏを５〜１７重量％、Ｋ２Ｏを３〜７重量％含む、円筒状のガラス管と、
前記ガラス管の外周面の一部または全部を覆い、ＨＬＢ値が８以上のノニオン系界面活性剤を含む保護膜と、を含み、
滑り角度が１０°以下の蛍光ランプ用ガラス管。
【請求項２】
前記ノニオン系界面活性剤が、下記（式１）で表されるノニオン系界面活性剤である請求項１に記載の蛍光ランプ用ガラス管。
（式１）
Ｒ-Ｏ-（ＥＯ）ｎ-Ｈ
ただし、Ｒは炭素数１２〜１８の直鎖状アルキル基であり、ｎは平均付加モル数であり、ｎは４以上の数であり、ＥＯはエチレンオキシ基（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）である。
【請求項３】
Ｎａ２Ｏを５〜１７重量％、Ｋ２Ｏを３〜７重量％含む、円筒状のガラス管の外周面の一部または全部に、ＨＬＢ値が８以上の界面活性剤の塗布量が０．００２μｇ／ｃｍ２以上となるように、前記界面活性剤を含む水溶液を塗布し、かつ、得られた塗膜を乾燥させて、保護膜を形成する保護膜形成工程を含む、蛍光ランプ用ガラス管の製造方法。
【請求項４】
前記界面活性剤の塗布量が、０．３μｇ／ｃｍ２以下である、蛍光ランプ用ガラス管の製造方法。
【請求項５】
前記保護膜形成工程において、加熱された前記ガラス管の外周面に前記水溶液を吹き付けることにより前記塗膜を形成する請求項３または４に記載の蛍光ランプ用ガラス管の製造方法。
【請求項６】
前記界面活性剤が、下記（式１）で表されるノニオン系界面活性剤である請求項３〜５のいずれかの項に記載の蛍光ランプ用ガラス管の製造方法。
（式１）
Ｒ-Ｏ-（ＥＯ）ｎ-Ｈ
ただし、Ｒは炭素数１２〜１８の直鎖状アルキル基であり、ｎは平均付加モル数であり、ｎは４以上の数であり、ＥＯはエチレンオキシ基（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）である。
【請求項７】
前記保護膜形成工程において、加熱された前記ガラス管が有する熱により前記塗膜を乾燥させる請求項５に記載の蛍光ランプ用ガラス管の製造方法。
【請求項８】
ガラス管を形成するための溶融されたガラス材料が円筒状に成形された後、冷却される最中に、前記ガラス管に前記水溶液を塗布し、前記ガラス管が有する熱により前記塗膜を乾燥させる請求項７に記載の蛍光ランプ用ガラス管の製造方法。
【請求項９】
前記水溶液が塗布される直前の前記ガラス管の外周面の温度が、１００〜４５０℃である請求項７または８に記載の蛍光ランプ用ガラス管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光ランプ用ガラス管、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光ランプの製造過程等において、複数の蛍光ランプ用ガラス管は箱詰めされ、輸送されることがある。しかし、上記複数の蛍光ランプ用ガラス管は、クッション材等により介されることなく相互に接した状態で箱詰めされているので、隣り合う蛍光ランプ用ガラス管が擦れ合い、または、ぶつかり合うことにより、蛍光ランプ用ガラス管の外周面にキズがつくことがある。蛍光ランプ用ガラス管の外周面のキズは、蛍光ランプの製造過程において、蛍光ランプ用ガラス管の割れ等の問題を引き起こすだけでなく、蛍光ランプの外観品質を低下させる。【０００３】
上記キズの発生を抑制する方法として、ガラス管の表面の一部または全部に、陰イオン性界面活性剤を含む水溶液を塗布して保護膜を形成する方法が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２１１９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記保護膜を形成する方法によるキズの発生を抑制する効果は十分ではなかった。【０００６】
本発明では、上記キズの発生がより効果的に抑制された蛍光ランプ用ガラス管およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の蛍光ランプ用ガラス管は、Ｎａ２Ｏを５〜１７重量％、Ｋ２Ｏを３〜７重量％含む、円筒状のガラス管と、前記ガラス管の外周面の一部または全部を覆い、ＨＬＢ値が８以上のノニオン系界面活性剤を含む保護膜と、を含み、滑り角度が１０°以下である。【０００８】
本発明の蛍光ランプ用ガラス管の製造方法は、Ｎａ２Ｏを５〜１７重量％、Ｋ２Ｏを３〜７重量％含む、円筒状のガラス管の外周面の一部または全部に、ＨＬＢ値が８以上の界面活性剤の塗布量が０．００２μｇ／ｃｍ２以上となるように、前記界面活性剤を含む水溶液を塗布し、かつ、得られた塗膜を乾燥させて、保護膜を形成する保護膜形成工程を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、キズの発生がより効果的に抑制された蛍光ランプ用ガラス管、およびその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の蛍光ランプ用ガラス管の一例を示す側面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１ＡのＩ−Ｉ'断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、滑り角度の測定方法を説明する側面概念図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、滑り角度の測定方法を説明する平面概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明者らは、特定の組成のガラス管の外表面の一部または全部を、特定の界面活性剤を含む保護膜により被覆することにより、キズの発生がより効果的に抑制された蛍光ランプ用ガラス管を提供できることを見出した。
【００１２】
次に、本発明の蛍光ランプ用ガラス管の一例を説明する。
【００１３】
図１Ａに、本発明の蛍光ランプ用ガラス管の一例の側面図を、図１Ｂに図１ＡのＩ−Ｉ'断面図を示している。図１Ａおよび図１Ｂに示すように、本発明の蛍光ランプ用ガラス管の一例は、円筒状のガラス管１と、ガラス管１の外周面を覆う保護膜２とを含む。
【００１４】
保護膜２は、ガラス管１の外周面の一部又は全部を覆うように形成される。保護膜２は、ガラス管１の外周面の全部を覆うように形成されていると好ましいが、例えば、蛍光ランプ用ガラス管１０の両端部は蛍光ランプの製造過程において切断される場合があり、このような場合は、ガラス管１の両端部は保護膜２により覆われている必要はない。また、保護膜２の形成過程において、ガラス管１の両端部が治具により把持される場合があり、その場合は、当該両端部には保護膜２は形成されない。このように、本発明において、保護膜２は、ガラス管１の外周面の全部ではなく、本発明の効果が損なわれない限りにおいて、ガラス管１の外周面の一部を覆うように形成されていてもよい。
【００１５】
ガラス管１は、Ｎａ２Ｏを５重量％以上、Ｋ２Ｏを３重量％以上含むため、ガラス表面は極性基を持ち、高い親水性を呈する。そのため、ＨＬＢ値が８以上のノニオン系界面活性剤の親水基が、ガラス管１が有する上記極性基と強く結合し、ガラス管１の外周面は、ＨＬＢ値が８以上のノニオン系界面活性剤を含む上記保護膜２により、均一性よく被覆される。上記保護膜２のガラス管１側の反対側には、親油基が集まっており、蛍光ランプ用ガラス管１０の滑り角度は１０°以下であることから、隣り合う蛍光ランプ用ガラス管同士が擦れ合い、または、ぶつかり合うことにより生じるキズの発生が抑制される。
【００１６】
なお、滑り角度θは、水平な基準面上に配置された水平面を有する測定台上の蛍光ランプ用ガラス管１ａの上に、蛍光ランプ用ガラス管１ｂが水平に配置された状態で、測定台を傾斜させた場合に、蛍光ランプ用ガラス管１ｂが蛍光ランプ用ガラス管１ａ上を滑りはじめた時の、測定台の基準面に対する傾斜角度である。蛍光ランプ用ガラス管１ａおよび蛍光ランプ用ガラス管１ｂはいずれも、本発明の蛍光ランプ用ガラス管であり、滑り角度θは後述の実施例に記載の方法で測定できる（図２Ａおよび図２Ｂ参照）。
【００１７】
ガラス管１に含まれるＮａ２Ｏの含有量が１７％重量を超え、Ｋ２Ｏの含有量が７重量％を越えると、ガラス管１からアルカリ成分が溶出し易くなり、そのようなガラス管を用いて形成される蛍光ランプでは、蛍光体や水銀と、アルカリ成分とが反応して蛍光ランプの光束が低下する。よって、本発明では、ガラス管１の保護膜２による高い隠蔽性と光束が高い蛍光ランプの提供を可能とする観点から、ガラス管１に含まれるＮａ２Ｏの含有量は５〜１７％重量％であり、Ｋ２Ｏの含有量は３〜７重量％とされる。
【００１８】
ガラス管１は、Ｎａ２Ｏを５〜１７重量％、Ｋ２Ｏを３〜７重量％含む限り、その組成について特に制限はないが、例えば、下記組成であると好ましい。
ＳｉＯ２        ５５〜７５重量％
Ｂ２Ｏ３        ０〜５重量％
Ａｌ２Ｏ３      ０〜５重量％
Ｌｉ２Ｏ        ０〜５重量％
Ｎａ２Ｏ        ５〜１７重量％
Ｋ２Ｏ          ３〜７重量％
ＭｇＯ          ０〜５重量％
ＣａＯ          ０〜１０重量％
ＳｒＯ          ０〜１０重量％
ＢａＯ          ０〜１０重量％
【００１９】
ＳｉＯ２は主成分であり、ガラスの基礎構造を造る成分である。ＳｉＯ２の含有量が５５〜７５重量％であると、良質なガラス管が得られる。アルカリ金属酸化物である、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、およびＬｉ２Ｏは、ガラスの粘性を低下させ、溶融加工性を向上させる機能を有している。
【００２０】
アルカリ土類金属酸化物である、ＭｇＯおよびＣａＯは、ガラスの電気絶縁性および化学的耐久性を向上させる観点から、ガラス中に含まれていると好ましく、ＭｇＯの含有量は０．５重量％以上がより好ましく、ＣａＯの含有量は１重量％以上がより好ましい。一方、ガラスの高い透光性を確保する観点から、ＭｇＯの含有量は５重量％以下であると好ましく、ＣａＯの含有量は１０重量％以下であると好ましい。
【００２１】
ＳｒＯおよびＢａＯは、ガラスの電気絶縁性を向上させる観点から、ガラス中に含まれていると好ましい。一方、ガラスの高い透光性を確保する観点から、ＳｒＯの含有量は１０重量％以下であると好ましく、ＢａＯの含有量は１０重量％以下であると好ましい。
【００２２】
Ｂ２Ｏ３は、ガラスの化学的耐久性を向上させる観点、及び粘性を低下させ、加工性を向上させる観点から、ガラス中に含まれていると好ましい。Ｂ２Ｏ３の含有量は１重量％以上が好ましい。
【００２３】
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの化学的耐久性を向上させる観点からガラス中に含まれていることが好ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有量は０．５重量％以上であることが好ましい。一方、ガラスの高い加工性を確保する観点から、Ａｌ２Ｏ３の含有量は５重量％以下であることが好ましい。
【００２４】
本発明の蛍光ランプ用ガラス管を構成するガラス管１は円筒状であるかぎりその形状について特に制限はないが、通常、外径は３〜２５ｍｍ、内径は２〜２４ｍｍ、長さは３００〜１１００ｍｍ、厚みは０．４〜０．９ｍｍであると好ましい。
【００２５】
保護膜２に含まれる、ＨＬＢ値が８以上のノニオン系界面活性剤は、下記（式１）で表される、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等のエーテル型ノニオン系界面活性剤であると、界面活性剤の凝集力が大きく、保護膜２がガラス管１表面から剥がれにくく、キズ発生抑制効果が長時間持続するので好ましい。
（式１）
Ｒ-Ｏ-（ＥＯ）ｎ-Ｈ
ただし、Ｒは炭素数１２〜１８の直鎖状アルキル基であり、ｎは平均付加モル数であり、ｎは４以上の数、好ましくは３０以上の数であり、ＥＯはエチレンオキシ基（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）である。
【００２６】
ＨＬＢ値は、グリフィン法に基づいて下記（式２）より定義される値である。ＨＬＢ値は、保護膜２がガラス管１表面へ付着しやすく、キズ防止の効果が得られるという理由から、８以上であることを要する。界面活性剤のＨＬＢ値の上限について特に制限はないが、通常１８である。
（式２）
ＨＬＢ値=２０×（親水部の式量の総和/分子量）
【００２７】
次に、本発明の蛍光ランプ用ガラス管の製造方法の一例について説明する。
【００２８】
発明の蛍光ランプ用ガラス管の製造方法の一例では、円筒状のガラス管１の外周面に、ＨＬＢ値が８以上のノニオン系界面活性剤を含む水溶液を塗布し、かつ、得られた塗膜を乾燥させて、保護膜２を形成する保護膜形成工程を含む。
【００２９】
上記水溶液が塗布されるときのガラス管１の表面温度について特に制限はないが、後述する水溶液の塗布方法が、水溶液をガラス管に吹き付けるスプレー法である場合、ガラス管１は、塗布された水溶液中の界面活性剤が燃焼により分解されない程度（例えば４５０℃以下、好ましくは４００℃以下）に加熱されていると好ましく、さらには、界面活性剤がガラス管へより強固に付着するという理由から３８０℃以下であると好ましく、３５０℃以下であるとより好ましい。一方、加熱されたガラス管が有する熱により塗膜を乾燥させることができるという理由から、１００℃以上であると好ましく、１２０℃以上であるとより好ましい。
【００３０】
なお、ガラス管１の外周面の温度は、上記水溶液が塗布される直前のガラス管１の外周面の温度であり、後述する実施例に記載の方法によって測定される値である。
【００３１】
ガラス管の製造過程では、溶融軟化されたガラス材料が円筒状に成形された後、その成形物の冷却がなされる（本発明では、上記冷却最中の上記成形物もガラス管に含める。）。ガラス管が加熱された状態で水溶液が塗布される場合、例えば、上記冷却最中のガラス管が有する熱を利用して塗膜の乾燥を行ってもよいし、再加熱されたガラス管に上記水溶液を塗布し、当該ガラス管が有する熱により塗膜の乾燥を行ってもよい。
【００３２】
上記ガラス管は、Ｎａ２Ｏを５〜１７重量％、Ｋ２Ｏを３〜７重量％含む。ガラス管に含まれる他の成分については上記したとおりである。
【００３３】
ＨＬＢ値が８以上のノニオン系界面活性剤を含む水溶液中における、ノニオン系界面活性剤の含有量は、キズ発生抑制効果を得ながら、保護膜２を形成することによる蛍光ランプ用ガラス管のべたつきおよび吸着汚れの発生を抑制する観点から、０．０１〜５重量％であると好ましいが、低コストで処理を行うという理由から、０．０１〜１重量％であるとより好ましい。
【００３４】
ガラス管１の単位面積当たりのノニオン系界面活性剤の塗布量は、キズ発生抑制効果を得るために、０．００２μｇ／ｃｍ２以上であることを要する。保護膜２を形成することによる蛍光ランプ用ガラス管１０のべたつきおよび吸着汚れの発生を抑制する観点から、ノニオン系界面活性剤の塗布量は、０．３μｇ／ｃｍ２以下であると好ましい。
【００３５】
水溶液中に含まれる水としては、例えば、超純水、純水、イオン交換水、蒸留水等のいずれであってもよい。ここで、純水および超純水とは、水道水を活性炭に通し、イオン交換処理し、さらに蒸留したものを、必要に応じて所定の紫外線殺菌灯の光を照射しまたはフィルターに通したものを言う。
【００３６】
水溶液の塗布方法について特に制限はなく、スプレー法、浸漬法、刷毛塗り法などの公知の方法が挙げられるが、ガラス管の内周面等に水溶液を付着させることなくガラス管１の外周面だけに水溶液を均一性よく塗布でき、かつ、加熱されたガラス管１に対して水溶液を容易に塗布可能なスプレー法が好ましい。
【００３７】
塗膜の乾燥方法について特に制限はないが、加熱されたガラス管１が有する熱により塗膜を乾燥させる方法が、生産性を向上させ、および、より均一な保護膜を形成する観点から、好ましい。
【実施例】
【００３８】
下記表１に記載の界面活性剤を含む水溶液を、スプレー塗布により、外周面の温度が３５０〜４００℃のガラス管（外径：４ｍｍ、内径：３ｍｍ、長さ：１０００ｍｍ、厚み：０．５ｍｍ）に塗布し、塗膜を乾燥させて、実施例１〜９、比較例１〜５の蛍光ランプ用ガラス管を得た。【００３９】
ガラス管の組成、水溶液中の界面活性剤の濃度、界面活性剤の種類、単位面積当たりの界面活性剤の塗布量は、各々表１に記載のとおりとした。ガラス管に上記水溶液を塗布することにより形成された塗膜の乾燥は、ガラス管が有する熱により、行った。なお、表１中の実施例１〜９および比較例１〜４では、界面活性剤として、ノニオン系界面活性剤（Ｒ-Ｏ-（ＥＯ）ｎ-Ｈ）を用いたが、比較例５では、アニオン系界面活性剤のアルキルポリオキシエチレンスルホン酸ナトリウムを使用した。【００４０】
上記水溶液が塗布される直前のガラス管１の外周面の温度は、サーモビューア（株式会社チノー製、ＣＰＡ−８０００）を使用して測定した。その際、放射率はｅ＝０．８６とし、測定箇所は、長手方向両端部および中央の３箇所とした。３箇所の温度はいずれも３５０〜４００℃の温度範囲の値であった。【００４１】
＜滑り角度の測定方法＞
図２Ｂに示すように、水平な基準面上に配置された水平面を有する測定台３上に、複数の蛍光ランプ用ガラス管１ａ６本を１ｃｍ間隔で相互に平行に固定し、この複数の蛍光ランプ用のガラス管１ａの上に、別の６本の蛍光ランプ用ガラス管１ｂが１ｃｍ間隔で固定された治具４を置く。次に、図２Ａに示すように、蛍光ランプ用ガラス管１ｂが滑り出すまで、徐々に測定台３を傾斜させる。そして、蛍光ランプ用ガラス管１ｂが滑り出した時の角度を読み取り、この角度を「滑り角度」とする。滑り角度が小さいほど、蛍光ランプ用ガラス管間の摩擦力が小さいことを意味する。この測定方法は、日本ガラス瓶協会規格の規定を参考にしたものである。【００４２】
＜触傷の有無の評価方法/評価基準＞
蛍光ランプ用ガラス管の傷の付き難さを評価する為に、加傷試験前後の強度を評価した。加傷試験は、蛍光ランプ用ガラス管（外径４ｍｍ、内径：３ｍｍ、長さ：５０ｍｍ、厚み：０．５ｍｍ）２０本をポリプロピレン容器に入れ、振動試験機で１７５ｒｐｍの回転速度で１８０秒間、上記容器を回転させた。その後、蛍光ランプ用ガラス管について、３点曲げ強度を測定した。強度の測定は３点曲げ強度試験機(（株）島津製作所製オートグラフ)を使用した。３点曲げ強度の測定の際、蛍光ランプ用ガラス管を二つの台座で支持し、台座間の距離を４０ｍｍとした。荷重速度は１ｍｍ／ｍｉｎ、各サンプル数はｎ＝５０本とした。測定結果をワイブルプロットし、ガラスの特性強度を算出した。上記ガラスの特性強度とは、ワイブルプロットを行った際の、６３．２％破壊確率の時の強度を指す。【００４３】
実施例１〜９、比較例１〜５で用いたガラス管は、いずれも蛍光ランプに用いられるガラス管として適当なガラスの特性強度を有するものであるが、加傷試験後の加傷試験前に対するガラスの特性強度の低下率が２０％以上であると、蛍光ランプ用ガラス管を用いた蛍光ランプの製造工程での、蛍光ランプ用ガラス管の外周面のキズに起因して生じるガラス管の割れが、著しく増大する。【００４４】
【表１】
2009157156.tif 000003
【００４５】
表１に示されるように、Ｎａ２Ｏを５〜１７重量％、Ｋ２Ｏを３〜７重量％含む、円筒状のガラス管が、ＨＬＢ値が８以上の界面活性剤を含む保護膜により被覆され、滑り角度が１０°以下の、実施例１〜９の蛍光ランプ用ガラス管では、上記ガラスの特性強度の低下率が２０％未満であり、上記キズの発生が、比較例１〜５の蛍光ランプ用ガラス管よりも抑制されていると推測される。また、界面活性剤の塗布量が０．３μｇ／ｃｍ２以下の実施例１〜７の蛍光ランプ用ガラス管では、保護膜のべたつきが抑制されており、外観も良好であった。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明では、キズの発生が効果的に抑制された蛍光ランプ用ガラス管を提供できる。また、本発明では、キズの発生が効果的に抑制され、且つ、保護膜を形成することによる蛍光ランプ用ガラス管のべたつきおよび吸着汚れの発生が抑制された、蛍光ランプ用ガラス管を提供できる。よって、本発明の蛍光ランプ用ガラス管およびその製造方法は、直管蛍光ランプ、丸管蛍光ランプ、電球型蛍光ランプ、冷陰極蛍光ランプ等の蛍光ランプの製造に有用である。
【符号の説明】
【００４７】
１        ガラス管
２        保護膜
１０      蛍光ランプ用ガラス管
【図１Ａ】
2009157156.tif 000004
【図１Ｂ】
2009157156.tif 000005
【図２Ａ】
2009157156.tif 000006
【図２Ｂ】
2009157156.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成22年6月1日(2010.6.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光ランプ用ガラス管、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光ランプの製造過程等において、複数の蛍光ランプ用ガラス管は箱詰めされ、輸送されることがある。しかし、上記複数の蛍光ランプ用ガラス管は、クッション材等により介されることなく相互に接した状態で箱詰めされているので、隣り合う蛍光ランプ用ガラス管が擦れ合い、または、ぶつかり合うことにより、蛍光ランプ用ガラス管の外周面にキズがつくことがある。蛍光ランプ用ガラス管の外周面のキズは、蛍光ランプの製造過程において、蛍光ランプ用ガラス管の割れ等の問題を引き起こすだけでなく、蛍光ランプの外観品質を低下させる。
【０００３】
上記キズの発生を抑制する方法として、ガラス管の表面の一部または全部に、陰イオン性界面活性剤を含む水溶液を塗布して保護膜を形成する方法が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２１１９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記保護膜を形成する方法によるキズの発生を抑制する効果は十分ではなかった。
【０００６】
本発明では、上記キズの発生がより効果的に抑制された蛍光ランプ用ガラス管およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の蛍光ランプ用ガラス管は、Ｎａ2Ｏを５〜１７重量％、Ｋ2Ｏを３〜７重量％含む、円筒状のガラス管と、前記ガラス管の外周面の一部または全部を覆い、ＨＬＢ値が８以上のノニオン系界面活性剤を含む保護膜と、を含み、滑り角度が１０°以下である。
【０００８】
本発明の蛍光ランプ用ガラス管の製造方法は、Ｎａ2Ｏを５〜１７重量％、Ｋ2Ｏを３〜７重量％含む、円筒状のガラス管の外周面の一部または全部に、ＨＬＢ値が８以上の界面活性剤の塗布量が０．００２μｇ／ｃｍ2以上となるように、前記界面活性剤を含む水溶液を塗布し、かつ、得られた塗膜を乾燥させて、保護膜を形成する保護膜形成工程を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、キズの発生がより効果的に抑制された蛍光ランプ用ガラス管、およびその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の蛍光ランプ用ガラス管の一例を示す側面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１ＡのＩ−Ｉ'断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、滑り角度の測定方法を説明する側面概念図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、滑り角度の測定方法を説明する平面概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明者らは、特定の組成のガラス管の外表面の一部または全部を、特定の界面活性剤を含む保護膜により被覆することにより、キズの発生がより効果的に抑制された蛍光ランプ用ガラス管を提供できることを見出した。
【００１２】
次に、本発明の蛍光ランプ用ガラス管の一例を説明する。
【００１３】
図１Ａに、本発明の蛍光ランプ用ガラス管の一例の側面図を、図１Ｂに図１ＡのＩ−Ｉ'断面図を示している。図１Ａおよび図１Ｂに示すように、本発明の蛍光ランプ用ガラス管の一例は、円筒状のガラス管１と、ガラス管１の外周面を覆う保護膜２とを含む。
【００１４】
保護膜２は、ガラス管１の外周面の一部又は全部を覆うように形成される。保護膜２は、ガラス管１の外周面の全部を覆うように形成されていると好ましいが、例えば、蛍光ランプ用ガラス管１０の両端部は蛍光ランプの製造過程において切断される場合があり、このような場合は、ガラス管１の両端部は保護膜２により覆われている必要はない。また、保護膜２の形成過程において、ガラス管１の両端部が治具により把持される場合があり、その場合は、当該両端部には保護膜２は形成されない。このように、本発明において、保護膜２は、ガラス管１の外周面の全部ではなく、本発明の効果が損なわれない限りにおいて、ガラス管１の外周面の一部を覆うように形成されていてもよい。
【００１５】
ガラス管１は、Ｎａ2Ｏを５重量％以上、Ｋ2Ｏを３重量％以上含むため、ガラス表面は極性基を持ち、高い親水性を呈する。そのため、ＨＬＢ値が８以上のノニオン系界面活性剤の親水基が、ガラス管１が有する上記極性基と強く結合し、ガラス管１の外周面は、ＨＬＢ値が８以上のノニオン系界面活性剤を含む上記保護膜２により、均一性よく被覆される。上記保護膜２のガラス管１側の反対側には、親油基が集まっており、蛍光ランプ用ガラス管１０の滑り角度は１０°以下であることから、隣り合う蛍光ランプ用ガラス管同士が擦れ合い、または、ぶつかり合うことにより生じるキズの発生が抑制される。
【００１６】
なお、滑り角度θは、水平な基準面上に配置された水平面を有する測定台上の蛍光ランプ用ガラス管１ａの上に、蛍光ランプ用ガラス管１ｂが水平に配置された状態で、測定台を傾斜させた場合に、蛍光ランプ用ガラス管１ｂが蛍光ランプ用ガラス管１ａ上を滑りはじめた時の、測定台の基準面に対する傾斜角度である。蛍光ランプ用ガラス管１ａおよび蛍光ランプ用ガラス管１ｂはいずれも、本発明の蛍光ランプ用ガラス管であり、滑り角度θは後述の実施例に記載の方法で測定できる（図２Ａおよび図２Ｂ参照）。
【００１７】
ガラス管１に含まれるＮａ2Ｏの含有量が１７％重量を超え、Ｋ2Ｏの含有量が７重量％を越えると、ガラス管１からアルカリ成分が溶出し易くなり、そのようなガラス管を用いて形成される蛍光ランプでは、蛍光体や水銀と、アルカリ成分とが反応して蛍光ランプの光束が低下する。よって、本発明では、ガラス管１の保護膜２による高い隠蔽性と光束が高い蛍光ランプの提供を可能とする観点から、ガラス管１に含まれるＮａ2Ｏの含有量は５〜１７％重量％であり、Ｋ2Ｏの含有量は３〜７重量％とされる。
【００１８】
ガラス管１は、Ｎａ2Ｏを５〜１７重量％、Ｋ2Ｏを３〜７重量％含む限り、その組成について特に制限はないが、例えば、下記組成であると好ましい。
ＳｉＯ2        ５５〜７５重量％
Ｂ2Ｏ3        ０〜５重量％
Ａｌ2Ｏ3      ０〜５重量％
Ｌｉ2Ｏ        ０〜５重量％
Ｎａ2Ｏ        ５〜１７重量％
Ｋ2Ｏ          ３〜７重量％
ＭｇＯ          ０〜５重量％
ＣａＯ          ０〜１０重量％
ＳｒＯ          ０〜１０重量％
ＢａＯ          ０〜１０重量％
【００１９】
ＳｉＯ2は主成分であり、ガラスの基礎構造を造る成分である。ＳｉＯ2の含有量が５５〜７５重量％であると、良質なガラス管が得られる。アルカリ金属酸化物である、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、およびＬｉ2Ｏは、ガラスの粘性を低下させ、溶融加工性を向上させる機能を有している。
【００２０】
アルカリ土類金属酸化物である、ＭｇＯおよびＣａＯは、ガラスの電気絶縁性および化学的耐久性を向上させる観点から、ガラス中に含まれていると好ましく、ＭｇＯの含有量は０．５重量％以上がより好ましく、ＣａＯの含有量は１重量％以上がより好ましい。一方、ガラスの高い透光性を確保する観点から、ＭｇＯの含有量は５重量％以下であると好ましく、ＣａＯの含有量は１０重量％以下であると好ましい。
【００２１】
ＳｒＯおよびＢａＯは、ガラスの電気絶縁性を向上させる観点から、ガラス中に含まれていると好ましい。一方、ガラスの高い透光性を確保する観点から、ＳｒＯの含有量は１０重量％以下であると好ましく、ＢａＯの含有量は１０重量％以下であると好ましい。
【００２２】
Ｂ2Ｏ3は、ガラスの化学的耐久性を向上させる観点、及び粘性を低下させ、加工性を向上させる観点から、ガラス中に含まれていると好ましい。Ｂ2Ｏ3の含有量は１重量％以上が好ましい。
【００２３】
Ａｌ2Ｏ3は、ガラスの化学的耐久性を向上させる観点からガラス中に含まれていることが好ましい。Ａｌ2Ｏ3の含有量は０．５重量％以上であることが好ましい。一方、ガラスの高い加工性を確保する観点から、Ａｌ2Ｏ3の含有量は５重量％以下であることが好ましい。
【００２４】
本発明の蛍光ランプ用ガラス管を構成するガラス管１は円筒状であるかぎりその形状について特に制限はないが、通常、外径は３〜２５ｍｍ、内径は２〜２４ｍｍ、長さは３００〜１１００ｍｍ、厚みは０．４〜０．９ｍｍであると好ましい。
【００２５】
保護膜２に含まれる、ＨＬＢ値が８以上のノニオン系界面活性剤は、下記（式１）で表される、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等のエーテル型ノニオン系界面活性剤であると、界面活性剤の凝集力が大きく、保護膜２がガラス管１表面から剥がれにくく、キズ発生抑制効果が長時間持続するので好ましい。
（式１）
Ｒ-Ｏ-（ＥＯ）n-Ｈ
ただし、Ｒは炭素数１２〜１８の直鎖状アルキル基であり、ｎは平均付加モル数であり、ｎは４以上の数、好ましくは３０以上の数であり、ＥＯはエチレンオキシ基（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）である。
【００２６】
ＨＬＢ値は、グリフィン法に基づいて下記（式２）より定義される値である。ＨＬＢ値は、保護膜２がガラス管１表面へ付着しやすく、キズ防止の効果が得られるという理由から、８以上であることを要する。界面活性剤のＨＬＢ値の上限について特に制限はないが、通常１８である。
（式２）
ＨＬＢ値=２０×（親水部の式量の総和/分子量）
【００２７】
次に、本発明の蛍光ランプ用ガラス管の製造方法の一例について説明する。
【００２８】
発明の蛍光ランプ用ガラス管の製造方法の一例では、円筒状のガラス管１の外周面に、ＨＬＢ値が８以上のノニオン系界面活性剤を含む水溶液を塗布し、かつ、得られた塗膜を乾燥させて、保護膜２を形成する保護膜形成工程を含む。
【００２９】
上記水溶液が塗布されるときのガラス管１の表面温度について特に制限はないが、後述する水溶液の塗布方法が、水溶液をガラス管に吹き付けるスプレー法である場合、ガラス管１は、塗布された水溶液中の界面活性剤が燃焼により分解されない程度（例えば４５０℃以下、好ましくは４００℃以下）に加熱されていると好ましく、さらには、界面活性剤がガラス管へより強固に付着するという理由から３８０℃以下であると好ましく、３５０℃以下であるとより好ましい。一方、加熱されたガラス管が有する熱により塗膜を乾燥させることができるという理由から、１００℃以上であると好ましく、１２０℃以上であるとより好ましい。
【００３０】
なお、ガラス管１の外周面の温度は、上記水溶液が塗布される直前のガラス管１の外周面の温度であり、後述する実施例に記載の方法によって測定される値である。
【００３１】
ガラス管の製造過程では、溶融軟化されたガラス材料が円筒状に成形された後、その成形物の冷却がなされる（本発明では、上記冷却最中の上記成形物もガラス管に含める。）。ガラス管が加熱された状態で水溶液が塗布される場合、例えば、上記冷却最中のガラス管が有する熱を利用して塗膜の乾燥を行ってもよいし、再加熱されたガラス管に上記水溶液を塗布し、当該ガラス管が有する熱により塗膜の乾燥を行ってもよい。
【００３２】
上記ガラス管は、Ｎａ2Ｏを５〜１７重量％、Ｋ2Ｏを３〜７重量％含む。ガラス管に含まれる他の成分については上記したとおりである。
【００３３】
ＨＬＢ値が８以上のノニオン系界面活性剤を含む水溶液中における、ノニオン系界面活性剤の含有量は、キズ発生抑制効果を得ながら、保護膜２を形成することによる蛍光ランプ用ガラス管のべたつきおよび吸着汚れの発生を抑制する観点から、０．０１〜５重量％であると好ましいが、低コストで処理を行うという理由から、０．０１〜１重量％であるとより好ましい。
【００３４】
ガラス管１の単位面積当たりのノニオン系界面活性剤の塗布量は、キズ発生抑制効果を得るために、０．００２μｇ／ｃｍ2以上であることを要する。保護膜２を形成することによる蛍光ランプ用ガラス管１０のべたつきおよび吸着汚れの発生を抑制する観点から、ノニオン系界面活性剤の塗布量は、０．３μｇ／ｃｍ2以下であると好ましい。
【００３５】
水溶液中に含まれる水としては、例えば、超純水、純水、イオン交換水、蒸留水等のいずれであってもよい。ここで、純水および超純水とは、水道水を活性炭に通し、イオン交換処理し、さらに蒸留したものを、必要に応じて所定の紫外線殺菌灯の光を照射しまたはフィルターに通したものを言う。
【００３６】
水溶液の塗布方法について特に制限はなく、スプレー法、浸漬法、刷毛塗り法などの公知の方法が挙げられるが、ガラス管の内周面等に水溶液を付着させることなくガラス管１の外周面だけに水溶液を均一性よく塗布でき、かつ、加熱されたガラス管１に対して水溶液を容易に塗布可能なスプレー法が好ましい。
【００３７】
塗膜の乾燥方法について特に制限はないが、加熱されたガラス管１が有する熱により塗膜を乾燥させる方法が、生産性を向上させ、および、より均一な保護膜を形成する観点から、好ましい。
【実施例】
【００３８】
下記表１に記載の界面活性剤を含む水溶液を、スプレー塗布により、外周面の温度が３５０〜４００℃のガラス管（外径：４ｍｍ、内径：３ｍｍ、長さ：１０００ｍｍ、厚み：０．５ｍｍ）に塗布し、塗膜を乾燥させて、実施例１〜９、比較例１〜５の蛍光ランプ用ガラス管を得た。
【００３９】
ガラス管の組成、水溶液中の界面活性剤の濃度、界面活性剤の種類、単位面積当たりの界面活性剤の塗布量は、各々表１に記載のとおりとした。ガラス管に上記水溶液を塗布することにより形成された塗膜の乾燥は、ガラス管が有する熱により、行った。なお、表１中の実施例１〜９および比較例１〜４では、界面活性剤として、ノニオン系界面活性剤（Ｒ-Ｏ-（ＥＯ）n-Ｈ）を用いたが、比較例５では、アニオン系界面活性剤のアルキルポリオキシエチレンスルホン酸ナトリウムを使用した。
【００４０】
上記水溶液が塗布される直前のガラス管１の外周面の温度は、サーモビューア（株式会社チノー製、ＣＰＡ−８０００）を使用して測定した。その際、放射率はｅ＝０．８６とし、測定箇所は、長手方向両端部および中央の３箇所とした。３箇所の温度はいずれも３５０〜４００℃の温度範囲の値であった。
【００４１】
＜滑り角度の測定方法＞
図２Ｂに示すように、水平な基準面上に配置された水平面を有する測定台３上に、複数の蛍光ランプ用ガラス管１ａ６本を１ｃｍ間隔で相互に平行に固定し、この複数の蛍光ランプ用のガラス管１ａの上に、別の６本の蛍光ランプ用ガラス管１ｂが１ｃｍ間隔で固定された治具４を置く。次に、図２Ａに示すように、蛍光ランプ用ガラス管１ｂが滑り出すまで、徐々に測定台３を傾斜させる。そして、蛍光ランプ用ガラス管１ｂが滑り出した時の角度を読み取り、この角度を「滑り角度」とする。滑り角度が小さいほど、蛍光ランプ用ガラス管間の摩擦力が小さいことを意味する。この測定方法は、日本ガラス瓶協会規格の規定を参考にしたものである。
【００４２】
＜触傷の有無の評価方法/評価基準＞
蛍光ランプ用ガラス管の傷の付き難さを評価する為に、加傷試験前後の強度を評価した。加傷試験は、蛍光ランプ用ガラス管（外径４ｍｍ、内径：３ｍｍ、長さ：５０ｍｍ、厚み：０．５ｍｍ）２０本をポリプロピレン容器に入れ、振動試験機で１７５ｒｐｍの回転速度で１８０秒間、上記容器を回転させた。その後、蛍光ランプ用ガラス管について、３点曲げ強度を測定した。強度の測定は３点曲げ強度試験機(（株）島津製作所製オートグラフ)を使用した。３点曲げ強度の測定の際、蛍光ランプ用ガラス管を二つの台座で支持し、台座間の距離を４０ｍｍとした。荷重速度は１ｍｍ／ｍｉｎ、各サンプル数はｎ＝５０本とした。測定結果をワイブルプロットし、ガラスの特性強度を算出した。上記ガラスの特性強度とは、ワイブルプロットを行った際の、６３．２％破壊確率の時の強度を指す。
【００４３】
実施例１〜９、比較例１〜５で用いたガラス管は、いずれも蛍光ランプに用いられるガラス管として適当なガラスの特性強度を有するものであるが、加傷試験後の加傷試験前に対するガラスの特性強度の低下率が２０％以上であると、蛍光ランプ用ガラス管を用いた蛍光ランプの製造工程での、蛍光ランプ用ガラス管の外周面のキズに起因して生じるガラス管の割れが、著しく増大する。
【００４４】
【表１】
2009157156.tif 000008
【００４５】
表１に示されるように、Ｎａ2Ｏを５〜１７重量％、Ｋ2Ｏを３〜７重量％含む、円筒状のガラス管が、ＨＬＢ値が８以上の界面活性剤を含む保護膜により被覆され、滑り角度が１０°以下の、実施例１〜９の蛍光ランプ用ガラス管では、上記ガラスの特性強度の低下率が２０％未満であり、上記キズの発生が、比較例１〜５の蛍光ランプ用ガラス管よりも抑制されていると推測される。また、界面活性剤の塗布量が０．３μｇ／ｃｍ2以下の実施例１〜７の蛍光ランプ用ガラス管では、保護膜のべたつきが抑制されており、外観も良好であった。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明では、キズの発生が効果的に抑制された蛍光ランプ用ガラス管を提供できる。また、本発明では、キズの発生が効果的に抑制され、且つ、保護膜を形成することによる蛍光ランプ用ガラス管のべたつきおよび吸着汚れの発生が抑制された、蛍光ランプ用ガラス管を提供できる。よって、本発明の蛍光ランプ用ガラス管およびその製造方法は、直管蛍光ランプ、丸管蛍光ランプ、電球型蛍光ランプ、冷陰極蛍光ランプ等の蛍光ランプの製造に有用である。
【符号の説明】
【００４７】
１        ガラス管
２        保護膜
１０      蛍光ランプ用ガラス管
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎａ2Ｏを５〜１７重量％、Ｋ2Ｏを３〜７重量％含む、円筒状のガラス管と、
前記ガラス管の外周面の一部または全部を覆い、ＨＬＢ値が８以上のノニオン系界面活性剤を含む保護膜と、を含み、
滑り角度が１０°以下の蛍光ランプ用ガラス管。
【請求項２】
前記ノニオン系界面活性剤が、下記（式１）で表されるノニオン系界面活性剤である請求項１に記載の蛍光ランプ用ガラス管。
（式１）
Ｒ-Ｏ-（ＥＯ）n-Ｈ
ただし、Ｒは炭素数１２〜１８の直鎖状アルキル基であり、ｎは平均付加モル数であり、ｎは４以上の数であり、ＥＯはエチレンオキシ基（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）である。
【請求項３】
Ｎａ2Ｏを５〜１７重量％、Ｋ2Ｏを３〜７重量％含む、円筒状のガラス管の外周面の一部または全部に、ＨＬＢ値が８以上の界面活性剤の塗布量が０．００２μｇ／ｃｍ2以上となるように、前記界面活性剤を含む水溶液を塗布し、かつ、得られた塗膜を乾燥させて、保護膜を形成する保護膜形成工程を含む、蛍光ランプ用ガラス管の製造方法。
【請求項４】
前記界面活性剤の塗布量が、０．３μｇ／ｃｍ2以下である、蛍光ランプ用ガラス管の製造方法。
【請求項５】
前記保護膜形成工程において、加熱された前記ガラス管の外周面に前記水溶液を吹き付けることにより前記塗膜を形成する請求項３または４に記載の蛍光ランプ用ガラス管の製造方法。
【請求項６】
前記界面活性剤が、下記（式１）で表されるノニオン系界面活性剤である請求項３〜５のいずれかの項に記載の蛍光ランプ用ガラス管の製造方法。
（式１）
Ｒ-Ｏ-（ＥＯ）n-Ｈ
ただし、Ｒは炭素数１２〜１８の直鎖状アルキル基であり、ｎは平均付加モル数であり、ｎは４以上の数であり、ＥＯはエチレンオキシ基（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）である。
【請求項７】
前記保護膜形成工程において、加熱された前記ガラス管が有する熱により前記塗膜を乾燥させる請求項５に記載の蛍光ランプ用ガラス管の製造方法。
【請求項８】
ガラス管を形成するための溶融されたガラス材料が円筒状に成形された後、冷却される最中に、前記ガラス管に前記水溶液を塗布し、前記ガラス管が有する熱により前記塗膜を乾燥させる請求項７に記載の蛍光ランプ用ガラス管の製造方法。
【請求項９】
前記水溶液が塗布される直前の前記ガラス管の外周面の温度が、１００〜４５０℃である請求項７または８に記載の蛍光ランプ用ガラス管の製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ａ】
2009157156.tif 000009
【図１Ｂ】
2009157156.tif 000010
【図２Ａ】
2009157156.tif 000011
【図２Ｂ】
2009157156.tif 000012
【国際調査報告】
2009157156.tif 000013
2009157156.tif 000014