(57)【要約】  【課題】  紫外線遮断性能が高く、ガラス着色が生じにくいランプ用ガラス組成物を提供する。  【解決手段】  実質的に、酸化物換算で、ＳｉＯ２：６０〜７５ｗｔ％、ＭｏＯ３：１〜３ｗｔ％、Ｆｅ２Ｏ３：０．０３〜０．２ｗｔ％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ：１３〜２０ｗｔ％、ＭｇＯ：０．５〜５ｗｔ％、ＣａＯ：１〜１０ｗｔ％、ＳｒＯ：０〜１０ｗｔ％、ＢａＯ：０〜１０ｗｔ％、ＺｎＯ：０〜５ｗｔ％、Ｂ２Ｏ３：０〜２．９ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３：０．５〜６ｗｔ％、Ｓｂ２Ｏ３：０〜１ｗｔ％を含有するランプ用ガラス組成物とする。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に、酸化物換算で、ＳｉＯ２：６０〜７５ｗｔ％、ＭｏＯ３：１〜３ｗｔ％、Ｆｅ２Ｏ３：０．０３〜０．２ｗｔ％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ：１３〜２０ｗｔ％、ＭｇＯ：０．５〜５ｗｔ％、ＣａＯ：１〜１０ｗｔ％、ＳｒＯ：０〜１０ｗｔ％、ＢａＯ：０〜１０ｗｔ％、ＺｎＯ：０〜５ｗｔ％、Ｂ２Ｏ３：０〜２．９ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３：０．５〜６ｗｔ％、Ｓｂ２Ｏ３：０〜１ｗｔ％を含有していることを特徴とするランプ用ガラス組成物。
【請求項２】
熱膨張係数（α３０／３８０）が９０×１０−７／Ｋ〜１０４×１０−７／Ｋの範囲であることを特徴とする請求項１記載のランプ用ガラス組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載のガラス組成物からなることを特徴とするランプ用ガラス管。
【請求項４】
請求項３に記載のランプ用ガラス管をガラスバルブとして用いたことを特徴とするランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランプ用ガラス組成物、ランプ用ガラス管およびランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、蛍光ランプは、放電によって発生した紫外線がガラス管内壁に塗布されている蛍光体に照射されることによって発生する可視光を利用している。従来、蛍光ランプには、ＰｂＯ２を４〜２８wt％含有する鉛ガラスが用いられてきたが、現在では地球環境保護の観点からＰｂＯ２を含有しないソーダライムガラスに切り替えられている。
しかし、ソ−ダライムガラスは、波長３１５ｎｍ付近の紫外線透過率が高いといった課題を有する。そのため、ソータライムガラスを用いて蛍光ランプを作製すると、蛍光ランプ点灯時に放射される紫外線（主として波長３１３ｎｍの水銀輝線）がガラスを透過してランプから漏洩し、被照明物や灯具の樹脂製部材を褪色させたり、それらの機械的強度を劣化させたりする虞がある。特に、被照明物が衣料品や美術品等である展示照明用の蛍光ランプにおいては、このような褪色・劣化は重大な問題となる。
【０００３】
これに対し、例えば、特許文献１および２には、ＣｅＯ２を含有させることによって紫外線遮蔽性能を向上させたガラスが開示されている。また、特許文献３には、磁気ディスク用ガラスではあるが、紫外線吸収目的でＭｏを含有させたソーダライムガラスが開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１３７９３５号公報
【特許文献２】特開平６−９２６７７号公報
【特許文献３】特開平９−１９４２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示されているようなＣｅＯ２を含有するガラスは、紫外線によってガラスが着色するソラリゼーションが起こるため、ガラスの可視光透過率が低下する。そのため、ＣｅＯ２を含有するガラスを用いてランプを作製してもランプの輝度が十分に得られない。なお、ソラリゼーションは、ランプの輝度を向上させる効果を有するＳｂ２Ｏ３がＣｅＯ２と共存する場合にも起こる。
【０００５】
一方、Ｍｏを含有するソーダライムガラスも、ソラリゼーションによってガラスの可視光透過率が低下する。そのため、Ｍｏを含有するソーダライムガラスを用いてランプを作製しても、ランプの輝度が十分に得られない。
本発明の目的は、紫外線遮断性能が高く、ガラスの着色が生じにくいランプ用ガラス組成物およびガラス管を提供することにある。また、本発明の他の目的は、紫外線の漏洩が少なく、高い光束維持率を実現できるランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係るランプ用ガラス組成物は、実質的に、酸化物換算で、ＳｉＯ２：６０〜７５ｗｔ％、ＭｏＯ３：１〜３ｗｔ％、Ｆｅ２Ｏ３：０．０３〜０．２ｗｔ％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ：１３〜２０ｗｔ％、ＭｇＯ：０．５〜５ｗｔ％、ＣａＯ：１〜１０ｗｔ％、ＳｒＯ：０〜１０ｗｔ％、ＢａＯ：０〜１０ｗｔ％、ＺｎＯ：０〜５ｗｔ％、Ｂ２Ｏ３：０〜２．９ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３：０．５〜６ｗｔ％、Ｓｂ２Ｏ３：０〜１ｗｔ％を含有していることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係るランプ用ガラス組成物の特定の局面では、熱膨張係数（α３０／３８０）が９０×１０−７／Ｋ〜１０４×１０−７／Ｋの範囲であることを特徴とする。
本発明に係るランプ用ガラス管は、上記ガラス組成物からなることを特徴とする。
本発明に係るランプは、上記ランプ用ガラス管をガラスバルブとして用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のランプ用ガラス組成物は、酸化物換算で、ＭｏＯ３が１〜３ｗｔ％、Ｆｅ２Ｏ３が０．０３〜０．２ｗｔ％含有されているため、紫外線遮蔽性能が高く、ガラスの初期着色やソラリゼーションによる着色が起こりにくい。
また、本発明に係るランプ用ガラス組成物の熱膨張係数(α３０／３８０）が９０×１０−７／ｋ〜１０４×１０−７／Ｋである場合、前記ガラス組成物で形成されたガラスバルブは、一般的なステムと熱膨張係数が近似するため、前記ガラスバルブに前記ステムを封着する際ランプの気密性を高くすることができ、当該ランプが不点となりにくい。
【０００９】
本発明に係るランプ用ガラス管は、上記ガラス組成物からなるため、紫外線遮断性能が高く、ガラスに着色が生じにくい。
本発明に係るランプは、上記ランプ用ガラス管をガラスバルブとして用いており、当該ガラスバルブは紫外線遮蔽性能が高く、波長３１３ｎｍの紫外線の透過を十分に抑制することができるため、被照明物や灯具の樹脂性部材の褪色・劣化が起こりにくい。したがって、紫外線漏洩が特に問題となる衣料品や美術品等の展示照明用のランプとしても好適に使用できる。
【００１０】
また、本発明に係るランプは、ガラスバルブの着色が少ないため、ランプの輝度が高く、ソラリゼーションによる光束維持率の低下も起こりにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態に係るランプ用ガラス組成物、ランプ用ガラス管およびランプについて、図面に基づき説明する。
（ランプ用ガラス組成物の説明）
図１は、本発明の実施の形態に係るガラス組成物等の組成および特性を示す。実施の形態に係るガラス組成物の組成は、図１におけるＮｏ．１〜６に示すとおりである。
【００１２】
なお、本発明に係るガラス組成物（以下、単に「ガラス」と称する）の組成は、Ｎｏ．１〜６に示す組成に限定されないが、ランプ用のガラスとしての特性を保つためには、実質的に、酸化物換算で、ＳｉＯ２：６０〜７５ｗｔ％、ＭｏＯ３：１〜３ｗｔ％、Ｆｅ２Ｏ３：０．０３〜０．２ｗｔ％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ：１３〜２０ｗｔ％、ＭｇＯ：０．５〜５ｗｔ％、ＣａＯ：１〜１０ｗｔ％、ＳｒＯ：０〜１０ｗｔ％、ＢａＯ：０〜１０ｗｔ％、ＺｎＯ：０〜５ｗｔ％、Ｂ２Ｏ３：０〜２．９ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３：０．５〜６ｗｔ％、Ｓｂ２Ｏ３：０〜１ｗｔ％であることが好ましい。
【００１３】
ＳｉＯ２は、ガラス骨格を形成する成分である。ＳｉＯ２の含有量が６０ｗｔ％より少ないと熱膨張係数が高くなり過ぎ、化学的耐久性も劣化する。一方、ＳｉＯ２の含有量が７５ｗｔ％より多いと熱膨張係数が低くなり過ぎて加工が困難となる。
ＭｏＯ３は、紫外線遮断性能が得られる成分である。ＭｏＯ３の含有量が１wt％より少ないとその効果が十分に得られず、３wt％より多いとガラスの熱特性に影響を与える。
【００１４】
Ｆｅ２Ｏ３は、ガラス溶融時にＭｏＯ３と共存させることによってＭｏイオンの価数変化を抑制する効果を有する。ただし、Ｆｅ２Ｏ３の含有量が０．０３wt％より少ないとその効果がない。一方、Ｆｅ２Ｏ３の含有量が０．２wt％より多いと、可視域の透過率が低下し、蛍光ランプの初期光束が低下するため好ましくない。
以下に、ガラス溶融時にＭｏＯ３とＦｅ２Ｏ３を共存させるとＭｏイオンの価数変化が抑制される理由を説明する。
【００１５】
Ｍｏ含有ガラスにおけるＭｏイオンは、ガラス溶融時の雰囲気により２価から６価まで、その状態が変化することが知られている。そして、６価のＭｏイオンは、ガラスに高い紫外線遮断性を付与するが、可視光は吸収しないためガラスが着色しない。一方、２価から５価までのＭｏイオンは、波長４００ｎｍおよび５５０ｎｍ付近の可視光を吸収するためガラスが褐色に着色し、可視光透過率が低下する。
【００１６】
本発明者等は、ガラス溶融時に６価のＭｏイオンが主成分となるようＭｏＯ３の価数変化を抑制する方法について種々検討したところ、Ｆｅイオンを共存させることが効果的であることを見出した。Ｆｅイオンの共存によりＭｏイオンの価数変化が抑制されるのは、Ｍｏイオンの代わりにＦｅイオンが価数変化するからであると考えられる。
実際に、Ｆｅ２Ｏ３を含有させたＭｏ含有ガラスを作製し、当該ガラス用いて作製した蛍光ランプで確認したところ、ランプ点灯時に発生する紫外線照射によってＭｏが価数変化して起こるガラスの着色を、Ｆｅ２Ｏ３を所定量共存させることによって抑制することができた。
【００１７】
なお、ガラス組成物中にＦｅ２Ｏ３が上記範囲で含有されていれば、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化銅、酸化タングステンおよび酸化セリウムなどの価数変化を起す可能性を有する金属が不純物レベルで含有されていても、Ｍｏイオンの価数変化が抑制され、ソラリゼ−ションによるガラスの着色が抑制される。
【００１８】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏのアルカリ金属酸化物は、ガラスの粘性を低下させ、溶融加工性を向上させる効果を有している。これらの含有量が１３wt％より少ないと、この効果が不十分となる。一方、これらの含有量が２０wt％より多いと、ガラスの熱膨張係数が大きくなり過ぎる。また、ガラスからアルカリ成分が溶出し易くなり、当該アルカリ成分が蛍光体や水銀と反応して蛍光ランプの輝度を低下させるため、蛍光ランプ用としては不適当となる。
【００１９】
ＭｇＯおよびＣａＯのアルカリ土類金属酸化物は、化学的耐久性を向上させる効果を有する。ＭｇＯの含有量が０．５wt％より少ないかＣａＯの含有量が１wt％より少ないと、その効果が期待できない。一方、ＭｇＯの含有量が５wt％より多いか、ＣａＯの含有量が１０wt％よりも多いとガラスを失透させる傾向が強くなる。
ＳｒＯ、ＢａＯおよびＺｎＯは、ガラスの溶融性および蛍光ランプ製造時のバルブ加工性を向上させ、かつ、ガラスの電気抵抗率向上にも影響を与える物質であり、電気的絶縁性も与える。これらの含有量が１０wt％より多いとガラスが失透し易くなる。好ましい範囲は、ＳｒＯが０〜８wt％、ＢａＯが０〜１０wt％、ＺｎＯが０〜５ｗｔ％であり、この範囲であれば、ランプ用としてより好適なガラスを得ることができる。
【００２０】
Ｂ２Ｏ３は、ガラスの強度および耐久性を向上させ、失透傾向を減少させる効果を有するため含有されていることが好ましいが、含有量が２．９wt％より多くなると熱膨張係数が小さくなり過ぎる。
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの耐候性および失透性を向上させる効果を有する。Ａｌ２Ｏ３の含有量が０．５wt％より少ないと、これら効果が得られにくくなる。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が６wt％より多いと、ガラスの溶融性が悪化する。好ましい範囲は０．５〜５wt％であり、この範囲であれば、ランプ用としてより好適なガラスを得ることができる。
【００２１】
Ｓｂ２Ｏ３は、ガラスを清澄させる目的で添加される。また、紫外線遮蔽効果を有する。Ｓｂ２Ｏ３の好ましい範囲は、０〜１ｗｔ％であり、この範囲であれば、蛍光ランプ用としてより好適なガラスを得ることができる。
本発明に係るガラス組成物は、上記各成分の含有率が、実質的に本発明に係る組成範囲内であれば良く、前記範囲を逸脱しない限度において、ＺｒＯ、Ｐ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＰｂＯ、Ａｓ２Ｏ３等の金属酸化物を含有していても良い。但し、地球環境保護の観点から、Ｓｂ２Ｏ３、ＰｂＯおよびＡｓ２Ｏ３は含有しない方が好ましい。
【００２２】
上記ガラス組成物は、ガラスバルブやステムに用いた際それらの封着性が良くなるように、熱膨張係数（α３０／３８０）が９０×１０−７／Ｋ〜１０４×１０−７／Ｋの範囲であることが望ましい。
以上のように説明した本発明に係るガラス組成物は、所定の組成となるように調合したガラス原料を、ガラス溶融窯に投入し、１５００〜１６００℃で溶融し、ガラス化させて製造する。
【００２３】
なお、溶融ガラスをダンナー法等の管引き法によって管状に成型し、所定の寸法に切断加工すれば、ランプ用ガラス管を得ることができる。さらに、前記ランプ用ガラス管をガラスバルブとして用いて、公知のランプ製造方法により各種ランプを作製することができる。
（ランプの説明）
本発明に係るランプの一実施形態として、直管形蛍光ランプについて図面に基づき説明する。図２は、本発明の一実施形態にかかる直管形蛍光ランプの要部構成を示す断面図である。図２に示すように、蛍光ランプ１０の構造は、基本的に従来技術による蛍光ランプの構造に準じるものである。
【００２４】
ガラスバルブ１には、本発明に係るガラス組成物からなるランプ用ガラス管が用いられている。ガラスバルブ１の両端には、それぞれステム２が気密に封着されている。なお、各ステム２は、本発明に係るガラス組成物からなるランプ用ガラス管で作製されていてもよい。
各ステム２には、一対のリード線３が前記ステム２を貫通するようにして気密に封着されている。また、一対のリード線３のガラスバルブ内部側の端部間には、電子放射性物質が塗布されたフィラメント電極４が取り付けられている。
【００２５】
ガラスバルブ1の両端部には、口金５が固定されており、これら口金５にはリ−ド線３と電気的に接続された口金ピン６が取り付けられている。ガラスバルブ1には、その内面に蛍光体層７が形成され、その内部に所定量の水銀（不図示）とアルゴン等の希ガス（不図示）とが封入されている。
以上、本発明に係る直管形蛍光ランプを実施の形態に基づいて具体的に説明してきたが、本発明の内容は、上記の実施の形態に限定されない。
【００２６】
（実験の説明）
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
図１に示す各組成のガラスを作製し、ガラスの特性を評価した。ガラスは、図中の組成となるようにガラス原料を調合し、これを白金坩堝に入れて電気炉中で加熱溶融、成型、アニールすることによりガラスブロックを作製し、その後、以下に述べる評価に求められる大きさに再成型したものを用いた。
【００２７】
なお、比較例７〜９は、本発明に係るＦｅ２Ｏ３およびＭｏＯ３成分の組成範囲を満足していないガラス、また比較例１０は、紫外線遮断成分としてＣｅＯ２を使用したガラス、比較例１１は、従来のソ−ダライムガラスである。
ここで、熱膨張係数は、ガラスを直径４ｍｍ、高さ１２ｍｍに加工後、熱機械分析装置（リガク製  型番Ｔｈｅｒｍｏ  ｐｌｕｓ  ＴＭＡ８３１０）にて、３０〜３８０℃の温度範囲の熱線膨張係数を測定した。
【００２８】
紫外線透過率は、肉厚が２ｍｍのガラスの両面を鏡面研磨した後、分光光度計を用いて波長３１３ｎｍにおける紫外線透過率を測定した。また、分光光度計により可視域も測定し、標準比視感度曲線を考慮した可視光透過率も求めた。
図１から明らかなように、実施例および比較例のいずれのガラスでも可視光の透過率は変わらなかった。一方、波長３１３ｎｍの紫外線透過率については、実施例１〜６は、Ｆｅ２Ｏ３およびＭｏＯ３の含有量が本発明の組成を満足しているため、前記紫外線透過率が従来のソ−ダライムガラス（比較例１１）と比較して約１／１０以下に抑えられていた。
【００２９】
次に、これらのガラスを用いて２７Ｗのツイン１蛍光ランプ（ＦＰＬ２７ＥＸＮ）を作製した。そして、これらの蛍光ランプについて、ガラスの初期着色、２０００時間点灯させた後のソラリゼ−ションによるガラスの着色、および、紫外線の漏洩による灯具の樹脂製部材の褪色・劣化を観察し、評価した。
その結果、実施例１〜６は、ガラスの初期着色も、２０００時間点灯後のソラリゼ−ションによる着色も認められず、また、紫外線の漏洩による樹脂製部材の褪色・劣化も認められなかった。
【００３０】
これに対して、比較例７は、ＭｏＯ３の含有量が本発明の組成範囲内であるため、ガラスの紫外線遮断効果により樹脂製部材の劣化は見られなかったが、Ｆｅ２Ｏ３の量が多過ぎるために、ガラスに初期着色が見られた。比較例８は、ＭｏＯ３とＳｂ２Ｏ３が共存していたので紫外線遮断効果が得られ、樹脂製部材の褪色・劣化が認められなかったが、Ｆｅを含有していないためＭｏイオンの価数変化による着色が見られた。従来のソ−ダライムガラス（比較例１１）では、ガラスの着色は見られなかったものの、紫外線透過率が高いため樹脂製部材の劣化が認められた。
【００３１】
さらに、光束・光束維持率について評価した。１００時間後光束については、いずれのガラスも従来のソ−ダライムガラス（比較例１１）と比較して大差が見られなかった。一方、２０００時間点灯後の光束維持率については、実施例１〜６と比較例９では、ガラスの着色が認められなかった分、従来品と同等の性能を有した。また、比較例８および１０においては、ソラリゼ−ションによる着色が影響して若干の光束維持率低下が見られ、外観品位も低下した。
【００３２】
なお、いずれのランプにも封着不良などの不具合は確認されなかった。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明のランプ用ガラス組成物は、コンパクト形蛍光ランプ、環形蛍光ランプおよび直管形蛍光ランプなどの蛍光ランプや、蛍光ランプ以外の水銀蒸気放電ランプ等、ランプ全般に広く利用できる。また、本発明のランプ用ガラス管は、ガラスバルブやステム等のランプ用ガラス部品に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係るガラス組成物の組成および特性を示す。
【図２】本発明の一実施形態にかかる蛍光ランプの要部構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  蛍光ランプ
１  ガラスバルブ
【図１】
2006321686.tif 000003
【図２】
2006321686.tif 000004