低壓水銀蒸氣放電燈及其製造方法

2023-09-21 04:22:30

>樣品No膠粘劑焦磷酸鹽硼酸化合物鹼土金屬鹽螢光體膜的剝離面積(mm2)初期全光束(1m)2000Hr點燈後種類含量(％)種類含量(％)種類含量(％)光束維持率(％)耐黑化指數實施例1水溶性Ca2P2O71.0B2O30.2Ca(NO3)20.50.8220794.38.5實施例2水溶性Ca2P2O72.0B2O30.2Ca(NO3)20.50.0220994.59.0實施例3水溶性Ca2P2O73.0B2O30.2Ca(NO3)20.50.0219493.99.0實施例4水溶性Sr2P2O70.5H3BO30.2Ca(NO3)20.50.0218993.68.5實施例5水溶性Sr2P2O70.5H3BO31.5Ca(NO3)20.50.0218591.88.0實施例6水溶性Sr2P2O70.5H3BO36.0Ca(NO3)20.50.0215790.17.0實施例7水溶性Ca2P2O71.0B2O30.2Ba(NO3)20.50.0221994.79.0實施例8水溶性Ca2P2O71.0B2O30.2Sr(NO3)20.50.0220193.38.5實施例9水溶性Ca2P2O71.0B2O30.2Mg(NO3)20.50.0222093.18.5實施例10水溶性Ca2P2O71.0B2O30.2CaCl20.50.0214790.67.0比較例1水溶性--B2O30.2Ca(NO3)20.57.1221593.58.0比較例2有機乙酸丁酯+硝化纖維素+硼酸化合物12.6218091.28.0從表1的結果看，很明顯，使用含有定量焦磷酸鹽、硼酸化合物、鹼土金屬鹽的水溶性螢光體塗覆組合物所製成的各實例螢光燈，與使用常規有機膠粘體的比較例2相比，螢光體膜的剝離極少，且附著強度優秀。另外對於初期全光束、2000小時點燈後的光束維持率及耐黑化性等燈的特性，與常規製品相比較得到良好的結果。實例4～6表示了含有經珠粒研磨的微細焦磷酸鍶，其量為螢光體的0.5重量％，而且硼酸鹽含有量從0.2重量％增大到6重量％的螢光燈。這時，即使Sr2P2O7的粒度分布良好，硼酸添加量增至6.0重量％時，附著強度雖良好，但2000小時點燈後的光束維持率及黑化狀況有惡化趨勢。已經確認，這種趨勢不只限於使用Sr2P2O7時，Ba2P2O7；Al4(P2O7)3，Ca2P2O7，Mg2P2O7，Sn2P2O7及Zn2P2O7單獨或組合使用製造螢光燈時，燈的特性同樣表現出這種趨勢。實例10表示了使用鹼土金屬鹽(CaCl2)的螢光燈。然而，這種螢光燈的初期全光束顯著低下，且觀察到有2000小時點燈後光束維持率及黑化狀況惡化趨勢。這種趨勢並不只限於使用CaCl2，使用鹼土金屬的其它滷素化合物時也同樣如此，這一點得以確認。實例11～12及比較例3下面就焦磷酸鹽的50％粒度分布值的大小給螢光體膜的附著強度及燈的特性帶來的影響基於實例11～12及比較例3進行說明。通過調節前述珠粒研磨的處理時間，分別調製50％粒度分布1.2m(實例11用)、6.1μm(實例12用)及15.9μm(比較例3用)的3種Ca2P2O7分散液。另一方面，向實例1調製的水溶性膠粘劑(320ml)中，邊攪拌邊慢慢加200g3波長日光色螢光體，經2小時攪拌後添加表面活性劑。再添加1.0gBa(NO3)2攪拌2小時後添加B2O30.4g，攪拌3小時。充分攪拌後，得到的水溶性膠粘劑分別用於實例11-12及比較例3，對於實例11，添加預先準備的50％粒度分布為1.2μm的Ca2P2O7分散液，量為螢光體的1.0重量％；對於實例12，添加50％粒度分布為6.1μm的分散液，量為1.0重量％；比較例3中，添加50％粒度分布為15.9μm的分散液，量為1.0重量％，經10小時攪拌，調製成3種螢光體塗覆組合物。把得到的各螢光體組合物按與實例1同樣的步驟，塗於玻璃泡內表面，經乾燥、燒制，經通常的燈製造工藝，製造同一尺寸的與實例11～12及比較例相關的30W環狀螢光燈(FCL30EX-N/28型)。與實例1相同，測定螢光體膜的附著強度及燈的特性。測定結果如下表2所示。比較例2中使用常規有機膠粘劑的螢光燈的特性也在表2中表示。表2樣品No膠粘劑Ca2P2O7的粒度分布50％值(μm)螢光體膜的剝離面積(mm2)初期全光束(lm)2000Hr點燈後光束維持率(％)耐黑化指數實施例11水溶性1.20.0221994.79.0實施例12水溶性6.12.0218393.48.5比較例3水溶性15.97.1215892.28.5比較例2有機膠粘-12.6218091.28.0從上表2所示的結果看，很明顯，使用50％粒度分布為1.2μm的微細Ca2P2O7螢光燈，螢光體膜極其緻密，根本觀察不到螢光體膜的剝離及脫落。另外與使用有機膠粘劑形成的常規螢光燈(比較例2)相比，初期全光束提高了2.0％，而且2000小時光束維持率也改善了3.5％。另一方面，50％粒度分布為6.1μm的實例12，其燈的特性良好，但螢光體膜的附著強度有略微降低的趨勢。另外，超大的50％粒度分布為15.9μm的比較例3的情況，與使用常規有機溶劑的比較例2的情況相比，附著強度良好，但螢光體膜的質量顯著下降。從而判明添加的Ca2P2O7的微粒子對螢光體膜的附著強度沒有起有效作用。另外，使用Ca2P2O7等的焦磷酸鹽，其50％粒度分布為10μm或以下，優選5μm或以下的焦磷酸鹽，與常規螢光燈相比，螢光體膜的附著強度高，而且可以得到改善燈特性的螢光燈。下面，對使用作為偶合劑的各種硝酸鹽的實例進行如下說明。實例13～15用Gd(NO3)30.5重量％的硝酸鹽替換實例1～3中硝酸鹽Ca(NO3)，除此以外都用與實例1～3相同的條件調製螢光體塗覆組合物。將各組合物塗於玻璃管泡內表面，依照乾燥、燒制等通常的燈製造工藝，分別製造同一尺寸的和實例13～15相關的FCL30W螢光燈。實例16～18用Za(NO3)20.5重量％的硝酸鹽替換實例4～6中鹼土金屬鹽Ca(NO3)2及硼酸含量分別為0.005、2.0、4.0重量％，除此以外都用與實例4～6相同的條件調製螢光體塗覆組合物。將各組合物塗於玻璃管泡內表面，依照乾燥、燒制等通常的燈製造工藝，分別製造同一尺寸的和實例16～18相磁關FCL30W螢光燈。實例19～21用A1(NO3)3，Y(NO3)3，Ce(NO3)30.5重量％的硝酸鹽替換實例7～9中鹼土金屬鹽Ba(NO3)2、Sr(NO3)2、Mg(NO3)2，除此以外都用與實例7～9相同的條件調製螢光體塗覆組合物，再將組合物塗於玻璃管泡內表面，依照乾燥、燒制等通常的燈製造工藝，分別製造同一尺寸的與實例19～21相關的FCL30W螢光燈。比較例4除不添加焦磷酸鹽CaP2O7以外，調製與實例13同樣的螢光體塗覆組合物。再將該組合物塗於玻璃管泡內表面，經乾燥、燒制製造與比較例4相關的30W環形螢光燈。比較例5使用有機溶劑二甲苯溶解乙基纖維素的常規膠粘劑，同時添加偶合劑硼酸化合物，製得螢光體塗覆組合物。使用該組合物製造具有與上述實例同樣尺寸、與比較例5相關的30W環狀螢光燈。為評價這樣製造的實例13～21及比較例4～5螢光燈的特性，對螢光體膜的附著強度、初期全光束、2000小時點燈後的光束維持率及抗黑化性進行與實例1～10相同樣的測定，得到如下表3所示的結果。表3從表3所示的結果看，很明顯，使用含有定量焦磷酸鹽硼酸化合物、鹼土金屬鹽的螢光體塗覆組合物所形成的各實例的螢光燈，與常規的使用有機膠粘劑的比較例5相比較，螢光體的剝離都極少，且附著強度優秀。另外，初期全光束、2000小時點燈後的光束維持率及耐黑化性等燈的特性與常規製品相比得到良好的結果。實例16～18表示了一種螢光燈，它含有經珠粒研磨微細的焦磷酸鍶。其量為螢光體的0.5重量％，且硼酸(H3BO3)的含量從0.005重量％增大到4.0重量％。在這種情況下，雖然Sr2P2O7的粒度分布良好，H2BO3的含量在0.005重量％以下時，產生螢光體膜的剝離增多、附著強度低下的問題。另一方面，H2BO3的添加量增大到4.0重量％時，雖然附著強度良好，但2000小時點燈後的光束維持率及黑化狀況有惡化的趨勢。這種趨勢並不只限於焦磷酸鹽Sr2P2O7的情況，Ba2P2O7、Al4(P2O7)3、Ca2P2O7、Mg2P2O7、Sr2P2O7及Zn2P2O7單獨或組合使用製造螢光燈，燈的特性也同樣表現這種趨勢。另外與實例19～21相關的螢光燈與使用有機膠粘劑製造的常規燈(比較例5)相比較，初期光束提高2％，2000小時光束維持率提高2～3％均得到良好的燈特性。實例22～23及比較例6～7下面就焦磷酸鹽的50％粒度分布值的大小給螢光體膜的附著強度及燈的特性帶來的影響基於實例22～23及比較例6～7進行說明。通過調節前述珠粒研磨的處理時間，分別調製50％粒度分布為1.2μm(實例22用)、6.1μm(實例23用)及15.9μm(比較例6用)及30.0μm(比較例7用)的4種Ca2P2O7分散液。另一方面，向實例1調製的水溶性膠粘劑中，邊攪拌邊慢慢添加200g3波長日光色螢光體，經2小時攪拌後添加表面活性劑。再添加1.0gGd(NO3)2，攪拌2小時後添加B2O30.4g，攪拌3小時。充分攪拌後，得到的水溶性膠粘劑分別用於實例及比較例。實例22中添加預先準備的50％粒度分布為1.2μm的Ca2P2O7分散液，量為螢光體的1.0重量％；實例23中，添加50％粒度分布為6.1μm的分散液，1.0重量％；比較例6中，添加50％粒度分布為15.9μm的分散液，1.0重量％；比較例7中，添加50％粒度分布為30.0μm的分散液，1.0重量％，經10小時攪拌，調製成4種螢光體塗覆組合物。把得到的各螢光體組合物按照與實例1同樣的步驟，塗於玻璃泡內表面，經乾燥、燒制，經通常的製造工藝，製造具有同一尺寸的與實例22～23及比較例6～7相關的30W環形螢光燈(FCL30EX-N/28型)。和實例1一樣測定螢光體膜的附著強度及燈的特性。測定結果如下表4所示。表4從上表4的結果看，很明顯，使用50％粒度分布為1.2μm的微細的Ca2P207實例22的螢光燈，螢光體膜極其緻密，根本觀察不到螢光體膜的剝離和脫落。另一方面，雖然50％粒度分布為6.1μm的實例23燈的特性良好，但螢光體膜的附著強度有略低的趨勢。另外對於過大的50％粒度分布為15.9μm和30.0μm的比較例6～7的情況，螢光體膜的質量顯著下降，從而判明，添加的Ca2P2O7的微粒對螢光體膜的附著強度沒有起有效作用。由此判明Ca2P2O7的50％粒度分布值對螢光體膜的附著強度有很大影響。使用其它的焦磷酸鹽時同樣表現出這種影響，這一點得已確認。使用Ca2P2O7等焦磷酸鹽，其50％粒度分布為10μm以下，優選5μm以下，和常規螢光燈相比，螢光體膜的附著強度高，而且可以得到改善燈特性的螢光燈。工業上的應用根據本發明的低壓水銀蒸氣放電燈的製造方法，將含有50％粒度分布為10.0μm或以下的焦磷酸鹽、水溶性膠粘劑、鹼土金屬鹽及硝酸鹽中的至少一種和硼酸化合物的螢光體組合物(漿)，塗於玻璃管內表面，經加熱形成螢光體膜的放電燈，或在低壓水銀放電燈的玻璃管內表面的螢光體膜中含有的焦磷酸鹽的平均粒徑等於或小於螢光體的平均粒徑，就可以得到螢光體膜的附著強度(偶合力)高，且全光束、光束維持率等特性優越的放電燈。另外由於不使用乙酸丁酯及二甲苯等有機溶劑，而使用水溶性螢光體塗覆組合物，不會引起影響人體、大氣汙染、操作的安全性等問題，可以安全地製造高品質的放電燈。而且，由於螢光體膜的附著強度大，對於包括玻璃管彎曲加工工序的環形放電燈及高負荷形放電燈的加工工序，螢光體膜的剝離、脫落也很少，能得到高品質的放電燈。權利要求1.玻璃泡內表面上形成螢光體膜的低壓水銀蒸氣放電燈，其中所說的螢光體膜含有螢光體、平均粒徑在3.0μm或以下的焦磷酸鹽、鹼土金屬鹽及硝酸鹽中至少一種和硼酸化合物。2.權利要求1的低壓水銀蒸氣放電燈，其中所說的焦磷酸鹽的平均粒子徑在1.0μm或以下。3.權利要求1的低壓水銀蒸氣放電燈，其中所說的焦磷酸鹽選自Ba2P2O7、Al4(P2O7)3、Sr2P2O7、Ca2P2O7、Mg2P2O7、Sn2P2O7及Zn2P2O7中至少一種。4.權利要求1的低壓水銀蒸氣放電燈，其中所說的玻璃泡的形狀為環形或高負荷型。5.玻璃泡內表面形成螢光體膜的低壓水銀蒸氣放電燈，其中所說的螢光體膜含有螢光體、具有螢光體平均粒子徑的1/2或以下的平均粒子徑的焦磷酸鹽、鹼土金屬鹽及硝酸鹽中至少一種和硼酸化合物。6.權利要求5的低壓水銀蒸氣放電燈，其中所說的焦磷酸鹽的平均粒子徑為螢光體平均粒子徑的1/5或以下。7.權利要求5的低壓水銀蒸氣放電燈，其中所說的焦磷酸鹽選自Ba2P2O7、Al4(P2O7)3、Sr2P2O7、Ca2P2O7、Mg2P2O7、Sn2P2O7及Zn2P2O7中至少一種。8.權利要求5的低壓水銀蒸氣放電燈，其中所說的玻璃泡的形狀為環形或高負荷型。9.一種製造低壓水銀蒸氣放電燈的方法，包括將含有螢光體、水溶性膠粘劑、粒子50％粒度分布為10.0μm或以下的焦磷酸鹽、鹼土金屬鹽及硝酸鹽中至少一種和硼酸化合物的螢光體塗覆組合物塗於玻璃管內表面，加熱形成螢光體膜。10.權利要求9的一種製造低壓水銀蒸氣放電燈的方法，其中所說的焦磷酸鹽粒子的50％粒度分布值為5.0μm或以下。11.權利要求9的一種製造低壓水銀蒸氣放電燈的方法，其中所說的粒子的50％粒度分布為10.0μm或以下的焦磷酸鹽是用非鹼玻璃珠，通過珠粒研磨調製的。12.一種製造低壓水銀蒸氣放電燈的方法，包括將含有螢光體、水溶性膠粘劑、平均粒子徑等於或小於螢光體平均粒子徑的焦磷酸鹽、鹼土金屬鹽及硝酸鹽中至少一種和硼酸化合物的螢光體塗覆組合物塗於玻璃管內表面，加熱形成螢光體膜。13.權利要求12的一種製造低壓水銀蒸氣放電燈的方法，其中所說的焦磷酸鹽的平均粒子徑為螢光體的平均粒子徑的1/2或以下。14.權利要求12的一種製造低壓水銀蒸氣放電燈的方法，其中所說的平均粒子徑等於或小於螢光體平均粒徑的焦磷酸鹽是用非鹼玻璃珠，通過珠粒研磨調製的。全文摘要本發明提供一種在玻璃管內表面形成螢光體膜的低壓水銀蒸氣放電燈，其螢光體膜含有螢光體、平均粒子徑在3.0μm或以下，優選1.0μm或以下的焦磷酸鹽、鹼土金屬鹽及硝酸鹽中至少一種和硼酸化合物。由於有上述的構成，可以得到改善螢光體膜的附著強度及全光束和高光束維持率、低黑化的低壓水銀蒸氣放電燈。文檔編號H01J61/44GK1164930SQ9619000公開日1997年11月12日申請日期1996年3月26日優先權日1995年9月27日發明者戶村智治,稻田奈津子,山川昌彥申請人:株式會社東芝