(57)【要約】【課題】本発明の目的は、ベーキングによる蛍光体劣化を改善できる結着剤及びそれを用いた蛍光ランプを提供することである。【解決手段】平均粒径が０．５〜１０．０μｍの範囲にあるリン酸亜鉛を結着剤として蛍光ランプに使用すると、蛍光ランプ作製時のベーキング温度を低くしても結着力が低下しないため、ベーキング温度を下げることができ、そのことにより、ベーキングによる蛍光体の劣化を改善することができる。また、本発明の結着剤を用いた蛍光ランプは、蛍光体とガラス管の間の結着力が強く、優れたランプ光束を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光ランプのガラス管と蛍光体を接着させるために使用する結着剤において、平均粒径が０．５〜１０．０μｍの範囲にあるリン酸亜鉛であることを特徴とする結着剤。
【請求項２】
前記リン酸亜鉛は、亜鉛化合物の水溶液とリン酸塩の水溶液を１０〜７０℃の温度範囲で反応させて生成する沈殿物を、１００〜５００℃の温度範囲で焼成して得られることを特徴とする請求項１に記載の結着剤。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の結着剤を用いて得られる結着剤スラリーであって、そのスラリーの中心粒径が５．０μｍ以下であることを特徴とする結着剤スラリー。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の結着剤を用いた蛍光ランプ。
【請求項５】
蛍光ランプの蛍光体層に、請求項１又は２に記載の結着剤が蛍光体に対し６重量％以下含有されていることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項６】
蛍光ランプの蛍光体層に、請求項１又は２に記載の結着剤と微粒子リン酸カルシウムが含有され、その和が蛍光体に対し６重量％以下であることを特徴とする蛍光ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結着剤及びそれを用いた蛍光ランプに係り、特に、ベーキングによる蛍光体劣化を改善できる結着剤及びそれを用いた蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に蛍光ランプはバインダーを溶媒に溶解した高粘度の溶液（ビヒクル）に蛍光体を懸濁させた蛍光体懸濁液（蛍光体塗布液）をガラスバルブ内面に流し込み、均一に塗布、乾燥した後、６００℃付近でこれをベーキングすることにより作製される。蛍光体塗布液は用いる溶媒の種類により、有機溶媒を使用する有機系と、水を使用する水性系に大別される。
【０００３】
蛍光ランプでは形成された蛍光体層がガラスバルブから剥離するのを防止する目的で結着剤が一般に使用されている。結着剤は蛍光体塗布液に添加されて使用されることが多く、また希に蛍光体と混合するか、またはその表面に付着させて用いられることもある。
【０００４】
蛍光体塗布液に添加する結着剤としてはホウ酸カルシウム・バリウム、ピロリン酸カルシウム、アルミナ等が知られている。これらの結着剤は微粒子のスラリーとして用いられる。また、蛍光体に付着、混合される結着剤として、例えば特開昭６３−２８９０８７号に示されるようなアルカリ土類のリン酸塩もしくはホウ酸塩、塩化アルミニウム、またはそれらの混合物が知られている。またピロリン酸カルシウムと四ホウ酸カルシウムとのフリットガラスや耐水性の低融点ガラス組成物［Ｌｎ２Ｏ３−ＭｎＯ−Ｂ２Ｏ３（ＬｎはＹまたはランタノイド、ＭはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよび／またはＺｎ］も知られている。
【０００５】
蛍光ランプ作製時、上述したように６００℃付近でベーキングして蛍光体層を形成しているが、ベーキング工程において蛍光体が酸化され発光効率が低下するという問題があった。そして、この問題に対してベーキング温度を下げると、従来の上記結着剤では結着力が低下し衝撃により蛍光体層が剥がれやすくなるという新たな問題があった。
【特許文献１】特開昭６３−２８９０８７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものである。本発明の目的は、ベーキングによる蛍光体劣化を改善できる結着剤及びそれを用いた蛍光ランプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は上述した問題を解決するために鋭意検討した結果、特定のリン酸亜鉛を結着剤として用いることにより、上記課題を解決することができることを見いだし、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
（１）本発明の結着剤は、蛍光ランプのガラス管と蛍光体を接着させるために使用する結着剤において、平均粒径が０．５〜１０．０μｍの範囲にあるリン酸亜鉛であることを特徴とする。
【０００９】
（２）本発明の結着剤は、（１）に記載の結着剤であって、前記リン酸亜鉛が、亜鉛化合物の水溶液とリン酸塩の水溶液を１０〜７０℃の温度範囲で反応させて生成する沈殿物を、１００〜５００℃の温度範囲で焼成して得られることを特徴とする。
【００１０】
（３）本発明の結着剤スラリーは、（１）又は（２）に記載の結着剤を用いて得られる結着剤スラリーであって、そのスラリーの中心粒径が５．０μｍ以下であることを特徴とする。
【００１１】
（４）本発明の蛍光ランプは、（１）又は（２）に記載の結着剤を用いた蛍光ランプである。
【００１２】
（５）本発明の蛍光ランプは、蛍光ランプの蛍光体層に、（１）又は（２）に記載の結着剤が蛍光体に対し６重量％以下含有されていることを特徴とする。
【００１３】
（６）本発明の蛍光ランプは、蛍光ランプの蛍光体層に、（１）又は（２）に記載の結着剤と微粒子リン酸カルシウムが含有され、その和が蛍光体に対し６重量％以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の結着剤を蛍光ランプに使用すると、蛍光ランプ作製時のベーキング温度を低くしても結着力が低下しないため、ベーキング温度を下げることができ、そのことにより、ベーキングによる蛍光体の劣化を改善することができる。また、本発明の結着剤を用いた蛍光ランプは、蛍光体とガラス管の間の結着力が強く、優れたランプ光束を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための結着剤及びそれを用いた蛍光ランプを例示するものであって、本発明は結着剤及びそれを用いた蛍光ランプを以下のものに特定しない。
【００１６】
ここで、本発明の一実施の形態に係る結着剤の製造方法について詳細に説明する。先ず、水溶性の亜鉛化合物を純水に溶解し、水溶液の温度を１０〜７０℃に調整する。また、水溶性のリン酸塩を純水に溶解し、水溶液の温度を１０〜７０℃に調整する。次に、両方の水溶液を混合し、反応させてリン酸亜鉛の沈殿を得る。これを固液分離し、乾燥した後、１００〜５００℃の温度範囲で焼成する。焼成品を粗粉砕してリン酸亜鉛粉末を得る。このリン酸亜鉛粉末とニトロセルロース／酢酸ブチル溶液を混合しボールミル等により十分粉砕して結着剤スラリーを得る。
【００１７】
リン酸亜鉛粉末の平均粒径は０．５〜１０．０μｍの範囲が好ましい。平均粒径が０．５μｍより小さいとスラリーにしたときに粒子が凝集して粘度が高くなってしまい、逆に１０．０μｍより大きいと結着力が低下してしまう。より好ましい範囲は０．５〜５．０μｍである。ここで、平均粒径は空気透過法によるフィッシャー・サブ・シーブ・サイザー（Ｆ.Ｓ.Ｓ.Ｓ）を用いて測定した値である。
【００１８】
亜鉛化合物の水溶液とリン酸塩の水溶液を反応させる温度は１０〜７０℃の温度範囲が好ましい。反応温度が１０℃より低いと微粒子になってしまい、逆に７０℃より高いと粗大粒子になってしまう。
【００１９】
リン酸亜鉛の沈殿物を焼成する温度は１００〜５００℃の温度範囲が好ましい。焼成温度が１００℃より低いとランプ光束が低下してしまい、逆に５００℃より高いと結着剤の粒径が大きくなってしまう。焼成温度のより好ましい範囲は１５０〜４５０℃である。
【００２０】
結着剤スラリーの中心粒径は５．０μｍ以下が好ましい。中心粒径が５．０μｍより大きいと結着力が低下してしまう。スラリーの中心粒径のより好ましい範囲は０．５〜３．０μｍであり、さらに好ましい範囲は０．５〜２．０μｍである。ここで、結着剤スラリーの中心粒径はレーザー回折式粒度測定装置を用いて測定した値である。
【００２１】
結着剤スラリーは固形分で３〜３０重量％の範囲に調製する。３重量％より濃度が低いと結着剤スラリーを多く加えなければならなくなり、蛍光体塗布スラリー濃度が低下してしまい、逆に、３０重量％より濃度が高いと分散しにくくなるためである。
【００２２】
本発明の蛍光ランプは次のような方法で製造する。先ず、蛍光体をニトロセルロース／酢酸ブチル溶液に懸濁させ、これに本発明の結着剤スラリーを添加し、混合して蛍光体塗布スラリーを得る。この蛍光体塗布スラリー中に含まれるリン酸亜鉛結着剤は蛍光体に対して６重量％以下である。次に、得られた蛍光体塗布スラリーをガラス管の内面に流し込み、その後これに温風を通じることで乾燥させ、ベーキング、排気、フィラメントの装着、口金の取り付けを行い、蛍光ランプを得る。なお、蛍光ランプは蛍光体の付着量が４．５〜５．０ｇの範囲となるように作製する。
【００２３】
本発明の結着剤は適量があり、塗布スラリー中の蛍光体に対しその添加量が６重量％より多くなると、ランプ光束が低下してしまい実用的でない。すなわち本結着剤の適量は蛍光体に対し６重量％以下であり、好ましくは０．５〜５．０重量％の範囲、より好ましくは０．５〜２．０重量％の範囲である。
【００２４】
また、リン酸亜鉛の結着剤に微粒子リン酸カルシウムの結着剤を併用することで結着力はさらに改善される。しかし、微粒子リン酸カルシウムの添加量があまり多くなると、ランプ光束が低下する問題があり、適量はリン酸亜鉛量と微粒子リン酸カルシウム量の和が蛍光体に対し６重量％以下であり、微粒子リン酸カルシウム量はリン酸亜鉛量以下に抑えることが好ましい。
【００２５】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は具体的実施例のみに限定されるものではないことは言うまでもない。
【実施例】
【００２６】
［実施例１］
＜結着剤及び結着剤スラリー＞
ＺｎＣｌ２２０６．４ｇを純水に溶解して１．５リットルとし、液温５０℃に調節して塩化亜鉛水溶液を調製する。次に、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４４１３３．３ｇを純水に溶解して１．５リットルとし、液温５０℃に調節してリン酸アンモニウム水溶液を調製する。次に、塩化亜鉛水溶液とリン酸アンモニウム水溶液を混合し、反応させてリン酸亜鉛の沈殿を得る。これをヌッチェで固液分離し、固形分を９０℃で１５時間乾燥する。これをさらにマッフル炉で４５０℃で２時間焼成する。焼成品を粗粉砕して平均粒径が５．０μｍの本発明の結着剤（リン酸亜鉛粉末）を得る。ここで結着剤の平均粒径は空気透過法によるフィッシャー・サブ・シーブ・サイザー（Ｆ.Ｓ.Ｓ.Ｓ）を用いて測定する。図１に得られたリン酸亜鉛粉末のＸ線回折図を示す。次に、このリン酸亜鉛粉末１００ｇと１％ニトロセルロース／酢酸ブチル溶液３００ｇを混合しボールミルにより１５時間粉砕し、中心粒径が１．７μｍの本発明の結着剤スラリーを得る。ここで結着剤スラリーの中心粒径はレーザー回折式粒度測定装置を用いて測定する。
【００２７】
＜蛍光ランプ＞
ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ青色発光蛍光体と、ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ緑色発光蛍光体と、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ赤色発光蛍光体を重量比で青色：緑色：赤色＝５０：２０：３０の割合で混合する。この三波長混合蛍光体３１．５ｇを１％ニトロセルロース／酢酸ブチル溶液４０ｇに懸濁させ、これに本発明の結着剤スラリーを４．２ｇ添加し、十分に撹拌し全体を均一に混合し、フルイを通し蛍光体塗布スラリーを得る。このスラリー中に含まれるリン酸亜鉛結着剤は蛍光体に対して２重量％である。
【００２８】
次に、外径３ｍｍ長さ４００ｍｍの蛍光ランプ用ガラス管に、得られた蛍光体塗布スラリーを一様に流し込み、温風で乾燥させ蛍光体層を形成する。次に、これを５８０℃の温度で５分間ベーキングし有機バインダーを除去する。ガラス管が冷却された後、通常の方法に従ってガラス管内を真空排気し、希ガス及び水銀を封入し、電極を取り付けて蛍光ランプを得る。本実施例において、蛍光ランプの初期光束は１８８８９ｃｄ／ｍ２、色度座標値はｘ＝０．２４９３、ｙ＝０．２１３４であり、従来の結着剤を用いた蛍光ランプに比べて、同等以上の優れたランプ光束を有する。
【００２９】
＜結着力の測定＞
上記蛍光体塗布スラリーを外径３２ｍｍφ４０ワット蛍光ランプ用ガラス管に一様に流し込み、温風で乾燥させ蛍光体層を形成する。ここで蛍光体の付着量はガラス１本あたり４．５〜５．０ｇの範囲になるように調節する。次に、これを５８０℃または５００℃の温度で５分間ベーキングし、有機バインダーを除去する。ガラス管が冷却された後、結着力の測定を行なう。
【００３０】
結着力は、排気時の蛍光体層の剥がれ不良を比較する為に、次のように実際より強力な条件で強制試験する。ベーキング後の蛍光面から５ｍｍ離れた位置にある吹き出し口が３ｍｍφのノズルから、空気を圧力１．２ｋｇ／ｃｍ2で０．５秒間噴出させ、吹き飛んだ蛍光体層の直径を測定する。従って、この直径が小さいほど結着力が強いことになる。本実施例において、結着力は、ベーキング温度が５８０℃の場合に２６ｍｍφであり、５００℃の場合に２８ｍｍφであって、いずれの場合も従来の結着剤に比べて結着力が強くなっている。
【００３１】
［実施例２］
焼成温度を３５０℃にする以外は実施例１と同様に行い、本発明のリン酸亜鉛の結着剤と結着剤スラリーを得る。
【００３２】
［実施例３］
焼成温度を１５０℃にする以外は実施例１と同様に行い、本発明のリン酸亜鉛の結着剤と結着剤スラリーを得る。
【００３３】
［比較例１］
結着剤として従来から知られている０．３ＣａＯ・０．７ＢａＯ・１．６Ｂ２Ｏ３とＣａ２Ｐ２Ｏ４の重量比が１：１の混合品を用い、この１００ｇと１％ニトロセルロース／酢酸ブチル溶液３００ｇを混合しボールミルにより２時間粉砕し、中心粒径が０．７μｍの結着剤スラリーを得る。この結着剤スラリーを用いて実施例１と同様にして作製した蛍光ランプの初期光束は１８３２２ｃｄ／ｍ２であり、色度座標値はｘ＝０．２４７８、ｙ＝０．２１０５である。
【００３４】
実施例１〜３及び比較例１で得られる結着剤及び結着剤スラリーについて、実施例１と同様にして結着力を測定した結果を表１にまとめる。また、結着剤の平均粒径と結着剤スラリーの中心粒径を表１に示す。この表からベーキング温度が５８０℃と５００℃のいずれの場合も実施例１〜３は比較例に比べて結着力が大きいことがわかる。このように本発明の結着剤を使用すると、ベーキング温度を５００℃と低くしても結着力が大きいため、蛍光ランプ作製時のベーキング温度を下げることができる。そして、そのことにより、ベーキングによる蛍光体の劣化を改善することができる。また、本発明の結着剤を用いた蛍光ランプは、蛍光体とガラス管の間の結着力が強く、優れたランプ光束を有する。
【００３５】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上に述べたように、本発明の結着剤を蛍光ランプに使用すると、蛍光ランプ作製時のベーキング温度を低くしても結着力が低下しないため、ベーキング温度を下げることができ、そのことにより、ベーキングによる蛍光体の劣化を改善することができる。さらに、本発明の結着剤を用いることによって、蛍光体とガラス管の間の結着力が強く、優れたランプ光束を有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】
【００３７】
【図１】実施例１で得られる結着剤のＸ線回折図である。
【図１】
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