傷防止膜形成用塗料と傷防止膜及びその製造方法並びに蛍光ランプ
【課題】製造工程中はもちろんのこと、製造工程後においても外部からの衝撃等に起因する傷の発生を未然に防止するとともに、この傷防止効果を十分持続させることが可能な傷防止膜を形成するための傷防止膜形成用塗料と傷防止膜及びその製造方法並びに蛍光ランプを提供する。
【解決手段】本発明の傷防止膜形成用塗料は、窒化ホウ素及び硫酸バリウムのいずれか一方または双方からなる無機系滑り材と、有機無機複合樹脂からなるバインダ成分と、分散媒とを含有している。
【解決手段】本発明の傷防止膜形成用塗料は、窒化ホウ素及び硫酸バリウムのいずれか一方または双方からなる無機系滑り材と、有機無機複合樹脂からなるバインダ成分と、分散媒とを含有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傷防止膜形成用塗料と傷防止膜及びその製造方法並びに蛍光ランプに関し、更に詳しくは、蛍光ランプ用の透光性封止管等のガラス基材の搬送中あるいは製造工程中における外部からの衝撃等に起因する傷の発生を未然に防止することが可能な傷防止膜を形成するための傷防止膜形成用塗料、この塗料により形成された傷防止膜及びその製造方法、この傷防止膜を備えた蛍光ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス管、ガラス板等の各種ガラス部材を用いたガラス製品が多く用いられており、これらのガラス製品の一種に、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）やワードプロセッサ（ＷＰ）等のＯＡ機器に用いられている液晶表示装置（ＬＣＤ）のバックライトユニットに用いられている冷陰極型の蛍光ランプがある。
この蛍光ランプは、例えば、ガラス管の両端が封止された透光性封止管の内面に保護膜が形成され、この保護膜上に蛍光体からなる発光層が形成され、この透光性封止管内の両端部側にそれぞれ電極が設けられ、この透光性封止管内に水銀及びアルゴン等の希ガスが封入されている。
この蛍光ランプでは、透光性封止管の内面に、有機溶媒を含む保護膜形成用塗料を塗布し、乾燥することにより保護膜が形成され、この保護膜上に蛍光体スラリを塗布し、乾燥することにより、蛍光体膜が形成される。
【０００３】
ところで、従来の蛍光ランプに用いられるガラス管は、製造工程に沿って移動する間に、ガラス管を配列あるいは積載した際に隣接するガラス管同士が接触したり、あるいはガラス管が外部からの衝撃を受けたり等、様々な理由によりその外表面や開口端面に傷が生じる。
そこで、ガラス管の表面にリン酸塩やホウ酸塩等の水溶性物質を塗布することにより、製造工程中におけるガラス管の傷の発生を防止し、滑り性を改善した蛍光ランプ用ガラス管（特許文献１）、ガラス管の表面に界面活性剤等の表面処理物質を含む水溶液を泡状に噴射して、この泡状の表面処理物質をガラス管の表面に被着させることにより、表面の傷の発生を防止したガラス管（特許文献２）等が提案されている。
これらのガラス管では、表面に付着した水溶性物質や泡状の表面処理物質は、水洗工程にて完全に除去されるようになっている。
【特許文献１】特開平７−１４５４５号公報
【特許文献２】特開２００７−１９６２０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のガラス管では、表面に付着させた水溶性物質や泡状の表面処理物質を水洗工程で完全に除去することになっているために、この水洗工程以降、ガラス管の表面の傷防止効果が消滅してしまうこととなる。したがって、この水洗工程以降の製造工程においても、ガラス管同士の接触や外部からの衝撃を受ける等により傷が生じる虞があるという問題点があった。
このように、従来のガラス管では、傷防止効果が製造工程の途中で消滅してしまうために永続性が無く、製造工程後においても傷防止効果を十分持続させるまでには至っていない。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、蛍光ランプ用ガラス管を用いる際に、製造工程中はもちろんのこと、製造工程後においても外部からの衝撃等に起因する傷の発生を未然に防止するとともに、この傷防止効果を十分持続させることが可能な傷防止膜を形成するための傷防止膜形成用塗料と傷防止膜及びその製造方法並びに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】
【０００６】
本発明者等は、上記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、蛍光ランプ用のガラス管の外表面に、無機系滑り材と、バインダ成分と、分散媒とを含有してなる傷防止膜形成用塗料を塗布して塗布膜を形成し、次いで、この塗布膜を、乾燥、または乾燥及び熱処理すれば、このガラス管では、製造工程中はもちろんのこと、製造工程後においても外部からの衝撃等に起因する傷の発生を未然に防止することができ、しかも、この傷防止効果を十分持続させることが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明の傷防止膜形成用塗料は、無機系滑り材と、バインダ成分と、分散媒とを含有してなることを特徴とする。
【０００８】
前記無機系滑り材は、窒化ホウ素及び硫酸バリウムのいずれか一方または双方であることが好ましい。
前記バインダ成分は、有機無機複合樹脂であることが好ましい。
【０００９】
本発明の傷防止膜は、本発明の傷防止膜形成用塗料からなる塗布膜を、乾燥、または乾燥及び熱処理してなることを特徴とする。
【００１０】
本発明の傷防止膜の製造方法は、本発明の傷防止膜形成用塗料を塗布して塗布膜を形成し、次いで、この塗布膜を、乾燥、または乾燥及び熱処理することを特徴とする。
【００１１】
本発明の蛍光ランプは、蛍光ランプ用のガラス管の外表面に、本発明の傷防止膜を備えてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の傷防止膜形成用塗料によれば、無機系滑り材と、バインダ成分と、分散媒とを含有したので、この塗料を塗布することで得られた塗布膜に、乾燥、または乾燥及び熱処理を施すことで永続性を有する傷防止膜を得ることができ、その後の工程においても、傷防止効果が消滅することなく、十分持続させることができる。したがって、傷防止効果を長期に亘って保持することができる。
【００１３】
本発明の傷防止膜によれば、本発明の傷防止膜形成用塗料からなる塗布膜を、乾燥、または乾燥及び熱処理したので、傷防止効果を長期に亘って保持することができる。
【００１４】
本発明の傷防止膜の製造方法によれば、本発明の傷防止膜形成用塗料を塗布して塗布膜を形成し、次いで、この塗布膜を、乾燥、または乾燥及び熱処理するので、この乾燥、または乾燥及び熱処理の工程後においても、この傷防止膜の傷防止効果を消滅させることなく、十分持続させることができる。したがって、傷防止効果を長期に亘って保持することができる傷防止膜を簡便かつ低コストにて製造することができる。
【００１５】
本発明の蛍光ランプによれば、蛍光ランプ用のガラス管の外表面及び開口端面に、本発明の傷防止膜を備えたので、製造工程中あるいはその後にガラス管同士の接触や外部からの衝撃を受けるような場合があっても、ガラス管に傷が付くのを防止することができる。しかも、この傷防止膜は永続性を有するので、製造工程後においても消滅してしまう虞がなく、長期間に亘って傷防止効果を持続させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の傷防止膜形成用塗料と傷防止膜及びその製造方法並びに蛍光ランプを実施するための最良の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００１７】
「傷防止膜形成用塗料」
本実施形態の傷防止膜形成用塗料は、無機系滑り材と、バインダ成分と、分散媒とを含有してなる塗料である。
【００１８】
無機系滑り材は、膜中に分散させることにより、膜の表面に適度の滑り性を付与するとともに、この膜に対して適度の摩擦を生じさせることにより、搬送等の作業性を容易にするものであり、この無機系滑り材としては、窒化ホウ素及び硫酸バリウムのいずれか一方または双方が好適に用いられる。
【００１９】
この無機系滑り材の平均粒子径は、特に限定されるものではないが、塗工性を考慮すると、５ｎｍ以上かつ５００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１０ｎｍ以上かつ１００ｎｍ以下である。
ここで、無機系滑り材の平均粒子径を５ｎｍ以上かつ５００ｎｍ以下とした理由は、平均粒子径が５ｎｍ未満では、比表面積が大きくなりすぎて表面活性が大きくなってしまい、塗料の安定性、及び塗布膜とした場合の膜の安定性が低下するからであり、一方、平均粒子径が５００ｎｍを超えると、塗布膜とした場合の膜の均質性が低下するからである。
【００２０】
バインダ成分は、無機系滑り材を被着物に固着させて安定させるために用いられるもので、無機系滑り材となじみ（濡れ性）がよく、無機系滑り材を被着物に確実に固着させ得るものとしては、有機無機複合樹脂が好ましい。
この有機無機複合樹脂としては、例えば、アクリル・ポリシロキサン・ハイブリッドエマルション、エポキシ・ポリシロキサン・ハイブリッドエマルション、ウレタン・ポリシロキサン・ハイブリッドエマルション等が挙げられる。
これらの有機無機複合樹脂は、１種のみを単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００２１】
無機系滑り材（Ｍ）とバインダ成分（Ｂ）との質量比（Ｍ：Ｂ）は、無機系滑り材を被着物に固着させて安定させることができる比率であればよく、２０：８０〜０．１：９９．９が好ましく、より好ましくは１０：９０〜０．５：９９．５、さらに好ましくは５：９５〜１：９９である。
ここで、質量比（Ｍ：Ｂ）を上記の範囲内に限定した理由は、無機系滑り材が過多になると、バインダ成分が無機系滑り材を十分に固着することができず、無機系滑り材が剥がれ落ちる等の不具合が生じる虞があるからであり、バインダが過多になると、無機系滑り材の傷防止効果が不十分なものとなり、傷防止効果を長期に亘って保持することができなくなるからである。
【００２２】
この傷防止膜形成用塗料に用いられる溶媒は、塗布膜を乾燥、または乾燥及び熱処理した段階で完全に散逸させて膜中に残留しないことが必要であることから、基本的には、水、低沸点有機溶媒のいずれか一方または双方である。
この溶媒中の水の含有率は、５０質量％以上かつ１００質量％以下が好ましく、より好ましくは８０質量％以上かつ１００質量％以下である。
この低沸点有機溶媒は、１気圧（１ａｔｍ＝１０１３．２５ｈＰａ）下における沸点が１００℃以下の有機溶媒であり、低級アルコール、ケトン、エーテルの群から選択される１種または２種以上が好適に用いられる。
【００２３】
この低級アルコールとしては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノールの群から選択される１種または２種以上が好適に用いられる。
また、ケトンとしては、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトンの群から選択される１種または２種以上が好適に用いられる。
また、エーテルとしては、沸点が１００℃以下であるジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチルブチルエーテル、メチルイソブチルエーテルの群から選択される１種または２種以上が好適に用いられ、特にジエチルエーテルが好ましい。
【００２４】
この塗料には、塗料の濡れ性を改良する目的で界面活性剤を含有してもよく、また、塗布膜の膜質を改善する目的でバインダ成分である有機樹脂を含有してもよく、塗布膜の乾燥速度を調整する目的で上記以外の有機溶媒を含有してもよい。
また、塗布膜に影響を及ぼさない範囲で上記以外の無機化合物、分散剤等を含有していてもよい。
【００２５】
本実施形態の傷防止膜形成用塗料は、無機系滑り材と、バインダ成分と、分散媒と、必要に応じて界面活性剤、有機樹脂、上記以外の有機溶媒等とをビーズミル等の分散機を用いて均一に分散させることで作製することができる。
【００２６】
「傷防止膜」
本実施形態の傷防止膜は、上記の傷防止膜形成用塗料を塗布して塗布膜を形成し、次いで、この塗布膜を、乾燥、または乾燥及び熱処理することで得ることができる。
【００２７】
この傷防止膜を形成する基材としては、乾燥、または熱処理に耐える基材であればよく、特に限定されないが、ガラス管、ガラス板等のガラス部材、透光性のセラミックス基材等が好適に用いられる。
特に、この傷防止膜を蛍光ランプに適用する場合には、蛍光ランプの仕様に適合可能なガラス管が好適に用いられる。
【００２８】
上記の傷防止膜形成用塗料の塗布方法としては、ガラス部材の形状や塗布する位置に合わせて適宜選択すればよく、スピンコート法、ロールコート法、スプレーコート法、バーコート法、ディップコート法、メニスカスコート法、吸上げ塗工法、フローコート法等、通常のウエットコート法から適宜選択すればよい。
特に、蛍光ランプに用いられるガラス管の外周面及び開口端面に塗布膜を形成する場合、スプレーコート法、ロールコート法等が好適に用いられる。
【００２９】
次いで、この塗布膜を、大気中にて乾燥、または乾燥及び熱処理する。
乾燥温度は、塗料に含まれる分散媒が充分に散逸する温度であればよく、例えば、常温（２５℃）〜１００℃である。
この乾燥工程では、塗布膜が充分乾燥すればよく、加熱だけの乾燥でもよく、空気を吹き付けてもよい。具体的には、常温のエアブローでも、熱風を吹き付けてもよい。
熱処理は、８０℃〜８００℃の範囲の温度にて、ガラス管等のガラス部材に不具合が生じない範囲で所定時間行う。
【００３０】
「蛍光ランプ」
本実施形態の傷防止膜を蛍光ランプ用のガラス管の外表面に形成することで、この傷防止膜が、その後の工程においても傷防止効果を消滅させることなく、十分持続させることができる。したがって、傷防止効果を長期に亘って保持することができる。
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態の蛍光ランプを示す縦断面図、図２は同横断面図であり、図において、１は両端が封止されたガラス管からなる透光性封止管、２は透光性封止管１の内壁全体（内面）に形成された保護膜（塗膜）、３は赤色系発光蛍光体、緑色系発光蛍光体及び青色系発光蛍光体の混合物からなる蛍光体層、４は透光性封止管１内の両端部側にそれぞれ設けられた電極、５は電極４に電気的に接続されたリード線、６は透光性封止管１の外表面１ａに形成された傷防止膜である。
【００３２】
また、Ｇは透光性封止管１内に封入された封入ガスであり、この封入ガスＧは、水銀、及びアルゴン等の希ガスや窒素等の不活性ガスにより構成されている。
また、保護膜２は、電極４、４間に高周波高電圧を印加した場合に、透光性封止管１に含まれている物質とガスＧに含まれる水銀とが反応してアマルガムを生成するのを防止する機能を備えている膜である。
【００３３】
この蛍光ランプでは、透光性封止管１の外表面１ａに本実施形態の傷防止膜形成用塗料を塗布して塗布膜を形成し、次いで、この塗布膜を、乾燥、または乾燥及び熱処理することで、透光性封止管１との密着性が良くかつ長期間に亘って傷防止効果を持続させることができる傷防止膜６を設けたものであるから、この傷防止膜６が製造工程中あるいはその後のガラス管同士の接触や外部からの衝撃による傷の発生を防止することができる。しかも、この傷防止膜６は永続性を有するので、製造工程後においても消滅してしまう虞がなく、長期間に亘って傷防止効果を持続させることができる。
【００３４】
本実施形態では、傷防止膜を蛍光ランプ用のガラス管の外表面に形成した場合について説明したが、この傷防止膜は、蛍光ランプ用のガラス管に限定されることなく、例えば、ガラス板等の表面、さらには金属板等の表面の傷防止性を改善する際にも用いられ、様々な分野にても適用可能である。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００３６】
「実施例１」
窒化ホウ素粉体０．２ｇを、分散剤として脂肪酸ナトリウムを０．２ｇ、有機無機複合樹脂としてアクリル・ポリシロキサン・ハイブリッドエマルションを０．２ｇ含む水溶液中にビーズミルを用いて分散させ、その後、ビーズを分離し、窒化ホウ素を０．２質量％、アクリル・ポリシロキサン（有機無機複合樹脂）を１．６質量％、分散剤を０．２質量％含有する塗料を作製した。
【００３７】
次いで、この塗料を、平板スライドガラスに膜厚が０．１μｍになるように塗布し、その後、９０℃にて５分間、エアブローしながら乾燥し、評価用の試料を２０個作製した。
これらの試料の全光線透過率を、ヘーズメータ ＮＨＤ２０００（日本電色工業社製）を用いて測定し、２０個の平均値を実施例１の試料の全光線透過率とした。
次いで、これらの試料を７００℃にて１０分間、熱処理し、この熱処理後の全光線透過率を上記と同様にして測定した。測定結果を表１に示す。
【００３８】
次いで、蛍光ランプ用のガラス管を用意し、このガラス管の外表面に上記の塗料を膜厚が０．１μｍになるようにスプレー塗工法にて塗布した。
次いで、この塗布膜付きガラス管を、大気中、９０℃にて５分間、エアブローしながら乾燥を行い、実施例１の傷防止膜付きガラス管を得た。
【００３９】
次いで、この傷防止膜付きガラス管の加重試験を行った。
ここでは、洗浄処理、焼成処理の２通りについて加重試験を行い、評価した。試験結果を表１に示す。加重試験の方法は次のとおりである。
（１）洗浄処理
ガラス管を純水を入れた水槽内に浸漬することによって洗浄し、その後、水槽から取り出して乾燥させた。次いで、このガラス管に加傷０回、加傷２０回の加重試験を行った。
Ａ．加傷０回
図３に示すように、ガラス管１１の両端部を支持台１２に固定して固定端の距離Ｌが２００ｍｍとなるようにし、このガラス管１１の中央部Ｃ（固定端の両端から１００ｍｍの位置）に瓶１３を吊し、この瓶１３内に水１４を徐々に注入してガラス管１１に加わる加重を増加させ、ガラス管１１が折れた時の加重を測定した。ここでは、２０本のガラス管の平均値にて評価した。
【００４０】
Ｂ．加傷２０回
ガラス管を２本用意し、１本のガラス管を固定し、もう１本のガラス管をガラス管の中央部同士が直角になるように接触させ、１方向に２０回擦りつけ、加傷を行った。
次いで、この擦りつけられた側のガラス管について、上記の「Ａ．加傷０回」に準じて加重を測定した。ここでも上記と同様、２０本のガラス管の平均値にて評価した。
【００４１】
（２）熱処理
ガラス管に、大気中、７００℃にて１０分間熱処理を行った。
次いで、このガラス管に対して、上記の「Ａ．加傷０回」及び「Ｂ．加傷２０回」に準じて加重を測定した。
【００４２】
「実施例２」
窒化ホウ素を硫酸バリウムに替えた他は、実施例１に準じて実施例２の塗料及び傷防止膜付きガラス管を作製した。
この塗料及び傷防止膜付きガラス管について、実施例１に準じて評価を行った。
これらの測定結果及び試験結果を表１に示す。
【００４３】
「実施例３」
窒化ホウ素を、窒化ホウ素と硫酸バリウムとを１：１（質量部）にて混合した混合物に替えた他は、実施例１に準じて実施例３の塗料及び傷防止膜付きガラス管を作製した。
この塗料及び傷防止膜付きガラス管について、実施例１に準じて評価を行った。
これらの測定結果及び試験結果を表１に示す。
【００４４】
「比較例」
蛍光ランプ用のガラス管の外表面に、０．０１ｍｏｌ／Ｌのトリポリリン酸ナトリウム水溶液を膜厚が０．１μｍになるようにスプレー塗工法にて塗布した。
次いで、この塗布膜付きガラス管を、大気中、９０℃にて５分間、エアブローしながら乾燥を行い、比較例の傷防止膜付きガラス管を得た。
この０．０１ｍｏｌ／Ｌのトリポリリン酸ナトリウム水溶液の全光線透過率及び傷防止膜付きガラス管の加重試験を、実施例１に準じて行った。
これらの測定結果及び試験結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
これらの結果によれば、実施例１〜３では、加傷２０回の加重量が比較例と比べて殆ど低下せず、防傷性が大きく改善されていることが分かった。
一方、比較例は、熱処理によりトリポリリン酸ナトリウムが除去されてしまったために、熱処理後の全光線透過率がガラス管自体の全光線透過率を示しており、また、加重試験の結果では、加傷２０回の加重量が大幅に低下しており、防傷性に劣っていた。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態の蛍光ランプを示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の蛍光ランプを示す横断面図である。
【図３】加重試験の試験方法を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 透光性封止管
２ 保護膜
３ 蛍光体層
４ 電極
５ リード線
６ 傷防止膜
Ｇ 封入ガス
１１ ガラス管
１２ 支持台
１３ 瓶
１４ 水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傷防止膜形成用塗料と傷防止膜及びその製造方法並びに蛍光ランプに関し、更に詳しくは、蛍光ランプ用の透光性封止管等のガラス基材の搬送中あるいは製造工程中における外部からの衝撃等に起因する傷の発生を未然に防止することが可能な傷防止膜を形成するための傷防止膜形成用塗料、この塗料により形成された傷防止膜及びその製造方法、この傷防止膜を備えた蛍光ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス管、ガラス板等の各種ガラス部材を用いたガラス製品が多く用いられており、これらのガラス製品の一種に、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）やワードプロセッサ（ＷＰ）等のＯＡ機器に用いられている液晶表示装置（ＬＣＤ）のバックライトユニットに用いられている冷陰極型の蛍光ランプがある。
この蛍光ランプは、例えば、ガラス管の両端が封止された透光性封止管の内面に保護膜が形成され、この保護膜上に蛍光体からなる発光層が形成され、この透光性封止管内の両端部側にそれぞれ電極が設けられ、この透光性封止管内に水銀及びアルゴン等の希ガスが封入されている。
この蛍光ランプでは、透光性封止管の内面に、有機溶媒を含む保護膜形成用塗料を塗布し、乾燥することにより保護膜が形成され、この保護膜上に蛍光体スラリを塗布し、乾燥することにより、蛍光体膜が形成される。
【０００３】
ところで、従来の蛍光ランプに用いられるガラス管は、製造工程に沿って移動する間に、ガラス管を配列あるいは積載した際に隣接するガラス管同士が接触したり、あるいはガラス管が外部からの衝撃を受けたり等、様々な理由によりその外表面や開口端面に傷が生じる。
そこで、ガラス管の表面にリン酸塩やホウ酸塩等の水溶性物質を塗布することにより、製造工程中におけるガラス管の傷の発生を防止し、滑り性を改善した蛍光ランプ用ガラス管（特許文献１）、ガラス管の表面に界面活性剤等の表面処理物質を含む水溶液を泡状に噴射して、この泡状の表面処理物質をガラス管の表面に被着させることにより、表面の傷の発生を防止したガラス管（特許文献２）等が提案されている。
これらのガラス管では、表面に付着した水溶性物質や泡状の表面処理物質は、水洗工程にて完全に除去されるようになっている。
【特許文献１】特開平７−１４５４５号公報
【特許文献２】特開２００７−１９６２０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のガラス管では、表面に付着させた水溶性物質や泡状の表面処理物質を水洗工程で完全に除去することになっているために、この水洗工程以降、ガラス管の表面の傷防止効果が消滅してしまうこととなる。したがって、この水洗工程以降の製造工程においても、ガラス管同士の接触や外部からの衝撃を受ける等により傷が生じる虞があるという問題点があった。
このように、従来のガラス管では、傷防止効果が製造工程の途中で消滅してしまうために永続性が無く、製造工程後においても傷防止効果を十分持続させるまでには至っていない。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、蛍光ランプ用ガラス管を用いる際に、製造工程中はもちろんのこと、製造工程後においても外部からの衝撃等に起因する傷の発生を未然に防止するとともに、この傷防止効果を十分持続させることが可能な傷防止膜を形成するための傷防止膜形成用塗料と傷防止膜及びその製造方法並びに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】
【０００６】
本発明者等は、上記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、蛍光ランプ用のガラス管の外表面に、無機系滑り材と、バインダ成分と、分散媒とを含有してなる傷防止膜形成用塗料を塗布して塗布膜を形成し、次いで、この塗布膜を、乾燥、または乾燥及び熱処理すれば、このガラス管では、製造工程中はもちろんのこと、製造工程後においても外部からの衝撃等に起因する傷の発生を未然に防止することができ、しかも、この傷防止効果を十分持続させることが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明の傷防止膜形成用塗料は、無機系滑り材と、バインダ成分と、分散媒とを含有してなることを特徴とする。
【０００８】
前記無機系滑り材は、窒化ホウ素及び硫酸バリウムのいずれか一方または双方であることが好ましい。
前記バインダ成分は、有機無機複合樹脂であることが好ましい。
【０００９】
本発明の傷防止膜は、本発明の傷防止膜形成用塗料からなる塗布膜を、乾燥、または乾燥及び熱処理してなることを特徴とする。
【００１０】
本発明の傷防止膜の製造方法は、本発明の傷防止膜形成用塗料を塗布して塗布膜を形成し、次いで、この塗布膜を、乾燥、または乾燥及び熱処理することを特徴とする。
【００１１】
本発明の蛍光ランプは、蛍光ランプ用のガラス管の外表面に、本発明の傷防止膜を備えてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の傷防止膜形成用塗料によれば、無機系滑り材と、バインダ成分と、分散媒とを含有したので、この塗料を塗布することで得られた塗布膜に、乾燥、または乾燥及び熱処理を施すことで永続性を有する傷防止膜を得ることができ、その後の工程においても、傷防止効果が消滅することなく、十分持続させることができる。したがって、傷防止効果を長期に亘って保持することができる。
【００１３】
本発明の傷防止膜によれば、本発明の傷防止膜形成用塗料からなる塗布膜を、乾燥、または乾燥及び熱処理したので、傷防止効果を長期に亘って保持することができる。
【００１４】
本発明の傷防止膜の製造方法によれば、本発明の傷防止膜形成用塗料を塗布して塗布膜を形成し、次いで、この塗布膜を、乾燥、または乾燥及び熱処理するので、この乾燥、または乾燥及び熱処理の工程後においても、この傷防止膜の傷防止効果を消滅させることなく、十分持続させることができる。したがって、傷防止効果を長期に亘って保持することができる傷防止膜を簡便かつ低コストにて製造することができる。
【００１５】
本発明の蛍光ランプによれば、蛍光ランプ用のガラス管の外表面及び開口端面に、本発明の傷防止膜を備えたので、製造工程中あるいはその後にガラス管同士の接触や外部からの衝撃を受けるような場合があっても、ガラス管に傷が付くのを防止することができる。しかも、この傷防止膜は永続性を有するので、製造工程後においても消滅してしまう虞がなく、長期間に亘って傷防止効果を持続させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の傷防止膜形成用塗料と傷防止膜及びその製造方法並びに蛍光ランプを実施するための最良の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００１７】
「傷防止膜形成用塗料」
本実施形態の傷防止膜形成用塗料は、無機系滑り材と、バインダ成分と、分散媒とを含有してなる塗料である。
【００１８】
無機系滑り材は、膜中に分散させることにより、膜の表面に適度の滑り性を付与するとともに、この膜に対して適度の摩擦を生じさせることにより、搬送等の作業性を容易にするものであり、この無機系滑り材としては、窒化ホウ素及び硫酸バリウムのいずれか一方または双方が好適に用いられる。
【００１９】
この無機系滑り材の平均粒子径は、特に限定されるものではないが、塗工性を考慮すると、５ｎｍ以上かつ５００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１０ｎｍ以上かつ１００ｎｍ以下である。
ここで、無機系滑り材の平均粒子径を５ｎｍ以上かつ５００ｎｍ以下とした理由は、平均粒子径が５ｎｍ未満では、比表面積が大きくなりすぎて表面活性が大きくなってしまい、塗料の安定性、及び塗布膜とした場合の膜の安定性が低下するからであり、一方、平均粒子径が５００ｎｍを超えると、塗布膜とした場合の膜の均質性が低下するからである。
【００２０】
バインダ成分は、無機系滑り材を被着物に固着させて安定させるために用いられるもので、無機系滑り材となじみ（濡れ性）がよく、無機系滑り材を被着物に確実に固着させ得るものとしては、有機無機複合樹脂が好ましい。
この有機無機複合樹脂としては、例えば、アクリル・ポリシロキサン・ハイブリッドエマルション、エポキシ・ポリシロキサン・ハイブリッドエマルション、ウレタン・ポリシロキサン・ハイブリッドエマルション等が挙げられる。
これらの有機無機複合樹脂は、１種のみを単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００２１】
無機系滑り材（Ｍ）とバインダ成分（Ｂ）との質量比（Ｍ：Ｂ）は、無機系滑り材を被着物に固着させて安定させることができる比率であればよく、２０：８０〜０．１：９９．９が好ましく、より好ましくは１０：９０〜０．５：９９．５、さらに好ましくは５：９５〜１：９９である。
ここで、質量比（Ｍ：Ｂ）を上記の範囲内に限定した理由は、無機系滑り材が過多になると、バインダ成分が無機系滑り材を十分に固着することができず、無機系滑り材が剥がれ落ちる等の不具合が生じる虞があるからであり、バインダが過多になると、無機系滑り材の傷防止効果が不十分なものとなり、傷防止効果を長期に亘って保持することができなくなるからである。
【００２２】
この傷防止膜形成用塗料に用いられる溶媒は、塗布膜を乾燥、または乾燥及び熱処理した段階で完全に散逸させて膜中に残留しないことが必要であることから、基本的には、水、低沸点有機溶媒のいずれか一方または双方である。
この溶媒中の水の含有率は、５０質量％以上かつ１００質量％以下が好ましく、より好ましくは８０質量％以上かつ１００質量％以下である。
この低沸点有機溶媒は、１気圧（１ａｔｍ＝１０１３．２５ｈＰａ）下における沸点が１００℃以下の有機溶媒であり、低級アルコール、ケトン、エーテルの群から選択される１種または２種以上が好適に用いられる。
【００２３】
この低級アルコールとしては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノールの群から選択される１種または２種以上が好適に用いられる。
また、ケトンとしては、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトンの群から選択される１種または２種以上が好適に用いられる。
また、エーテルとしては、沸点が１００℃以下であるジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチルブチルエーテル、メチルイソブチルエーテルの群から選択される１種または２種以上が好適に用いられ、特にジエチルエーテルが好ましい。
【００２４】
この塗料には、塗料の濡れ性を改良する目的で界面活性剤を含有してもよく、また、塗布膜の膜質を改善する目的でバインダ成分である有機樹脂を含有してもよく、塗布膜の乾燥速度を調整する目的で上記以外の有機溶媒を含有してもよい。
また、塗布膜に影響を及ぼさない範囲で上記以外の無機化合物、分散剤等を含有していてもよい。
【００２５】
本実施形態の傷防止膜形成用塗料は、無機系滑り材と、バインダ成分と、分散媒と、必要に応じて界面活性剤、有機樹脂、上記以外の有機溶媒等とをビーズミル等の分散機を用いて均一に分散させることで作製することができる。
【００２６】
「傷防止膜」
本実施形態の傷防止膜は、上記の傷防止膜形成用塗料を塗布して塗布膜を形成し、次いで、この塗布膜を、乾燥、または乾燥及び熱処理することで得ることができる。
【００２７】
この傷防止膜を形成する基材としては、乾燥、または熱処理に耐える基材であればよく、特に限定されないが、ガラス管、ガラス板等のガラス部材、透光性のセラミックス基材等が好適に用いられる。
特に、この傷防止膜を蛍光ランプに適用する場合には、蛍光ランプの仕様に適合可能なガラス管が好適に用いられる。
【００２８】
上記の傷防止膜形成用塗料の塗布方法としては、ガラス部材の形状や塗布する位置に合わせて適宜選択すればよく、スピンコート法、ロールコート法、スプレーコート法、バーコート法、ディップコート法、メニスカスコート法、吸上げ塗工法、フローコート法等、通常のウエットコート法から適宜選択すればよい。
特に、蛍光ランプに用いられるガラス管の外周面及び開口端面に塗布膜を形成する場合、スプレーコート法、ロールコート法等が好適に用いられる。
【００２９】
次いで、この塗布膜を、大気中にて乾燥、または乾燥及び熱処理する。
乾燥温度は、塗料に含まれる分散媒が充分に散逸する温度であればよく、例えば、常温（２５℃）〜１００℃である。
この乾燥工程では、塗布膜が充分乾燥すればよく、加熱だけの乾燥でもよく、空気を吹き付けてもよい。具体的には、常温のエアブローでも、熱風を吹き付けてもよい。
熱処理は、８０℃〜８００℃の範囲の温度にて、ガラス管等のガラス部材に不具合が生じない範囲で所定時間行う。
【００３０】
「蛍光ランプ」
本実施形態の傷防止膜を蛍光ランプ用のガラス管の外表面に形成することで、この傷防止膜が、その後の工程においても傷防止効果を消滅させることなく、十分持続させることができる。したがって、傷防止効果を長期に亘って保持することができる。
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態の蛍光ランプを示す縦断面図、図２は同横断面図であり、図において、１は両端が封止されたガラス管からなる透光性封止管、２は透光性封止管１の内壁全体（内面）に形成された保護膜（塗膜）、３は赤色系発光蛍光体、緑色系発光蛍光体及び青色系発光蛍光体の混合物からなる蛍光体層、４は透光性封止管１内の両端部側にそれぞれ設けられた電極、５は電極４に電気的に接続されたリード線、６は透光性封止管１の外表面１ａに形成された傷防止膜である。
【００３２】
また、Ｇは透光性封止管１内に封入された封入ガスであり、この封入ガスＧは、水銀、及びアルゴン等の希ガスや窒素等の不活性ガスにより構成されている。
また、保護膜２は、電極４、４間に高周波高電圧を印加した場合に、透光性封止管１に含まれている物質とガスＧに含まれる水銀とが反応してアマルガムを生成するのを防止する機能を備えている膜である。
【００３３】
この蛍光ランプでは、透光性封止管１の外表面１ａに本実施形態の傷防止膜形成用塗料を塗布して塗布膜を形成し、次いで、この塗布膜を、乾燥、または乾燥及び熱処理することで、透光性封止管１との密着性が良くかつ長期間に亘って傷防止効果を持続させることができる傷防止膜６を設けたものであるから、この傷防止膜６が製造工程中あるいはその後のガラス管同士の接触や外部からの衝撃による傷の発生を防止することができる。しかも、この傷防止膜６は永続性を有するので、製造工程後においても消滅してしまう虞がなく、長期間に亘って傷防止効果を持続させることができる。
【００３４】
本実施形態では、傷防止膜を蛍光ランプ用のガラス管の外表面に形成した場合について説明したが、この傷防止膜は、蛍光ランプ用のガラス管に限定されることなく、例えば、ガラス板等の表面、さらには金属板等の表面の傷防止性を改善する際にも用いられ、様々な分野にても適用可能である。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００３６】
「実施例１」
窒化ホウ素粉体０．２ｇを、分散剤として脂肪酸ナトリウムを０．２ｇ、有機無機複合樹脂としてアクリル・ポリシロキサン・ハイブリッドエマルションを０．２ｇ含む水溶液中にビーズミルを用いて分散させ、その後、ビーズを分離し、窒化ホウ素を０．２質量％、アクリル・ポリシロキサン（有機無機複合樹脂）を１．６質量％、分散剤を０．２質量％含有する塗料を作製した。
【００３７】
次いで、この塗料を、平板スライドガラスに膜厚が０．１μｍになるように塗布し、その後、９０℃にて５分間、エアブローしながら乾燥し、評価用の試料を２０個作製した。
これらの試料の全光線透過率を、ヘーズメータ ＮＨＤ２０００（日本電色工業社製）を用いて測定し、２０個の平均値を実施例１の試料の全光線透過率とした。
次いで、これらの試料を７００℃にて１０分間、熱処理し、この熱処理後の全光線透過率を上記と同様にして測定した。測定結果を表１に示す。
【００３８】
次いで、蛍光ランプ用のガラス管を用意し、このガラス管の外表面に上記の塗料を膜厚が０．１μｍになるようにスプレー塗工法にて塗布した。
次いで、この塗布膜付きガラス管を、大気中、９０℃にて５分間、エアブローしながら乾燥を行い、実施例１の傷防止膜付きガラス管を得た。
【００３９】
次いで、この傷防止膜付きガラス管の加重試験を行った。
ここでは、洗浄処理、焼成処理の２通りについて加重試験を行い、評価した。試験結果を表１に示す。加重試験の方法は次のとおりである。
（１）洗浄処理
ガラス管を純水を入れた水槽内に浸漬することによって洗浄し、その後、水槽から取り出して乾燥させた。次いで、このガラス管に加傷０回、加傷２０回の加重試験を行った。
Ａ．加傷０回
図３に示すように、ガラス管１１の両端部を支持台１２に固定して固定端の距離Ｌが２００ｍｍとなるようにし、このガラス管１１の中央部Ｃ（固定端の両端から１００ｍｍの位置）に瓶１３を吊し、この瓶１３内に水１４を徐々に注入してガラス管１１に加わる加重を増加させ、ガラス管１１が折れた時の加重を測定した。ここでは、２０本のガラス管の平均値にて評価した。
【００４０】
Ｂ．加傷２０回
ガラス管を２本用意し、１本のガラス管を固定し、もう１本のガラス管をガラス管の中央部同士が直角になるように接触させ、１方向に２０回擦りつけ、加傷を行った。
次いで、この擦りつけられた側のガラス管について、上記の「Ａ．加傷０回」に準じて加重を測定した。ここでも上記と同様、２０本のガラス管の平均値にて評価した。
【００４１】
（２）熱処理
ガラス管に、大気中、７００℃にて１０分間熱処理を行った。
次いで、このガラス管に対して、上記の「Ａ．加傷０回」及び「Ｂ．加傷２０回」に準じて加重を測定した。
【００４２】
「実施例２」
窒化ホウ素を硫酸バリウムに替えた他は、実施例１に準じて実施例２の塗料及び傷防止膜付きガラス管を作製した。
この塗料及び傷防止膜付きガラス管について、実施例１に準じて評価を行った。
これらの測定結果及び試験結果を表１に示す。
【００４３】
「実施例３」
窒化ホウ素を、窒化ホウ素と硫酸バリウムとを１：１（質量部）にて混合した混合物に替えた他は、実施例１に準じて実施例３の塗料及び傷防止膜付きガラス管を作製した。
この塗料及び傷防止膜付きガラス管について、実施例１に準じて評価を行った。
これらの測定結果及び試験結果を表１に示す。
【００４４】
「比較例」
蛍光ランプ用のガラス管の外表面に、０．０１ｍｏｌ／Ｌのトリポリリン酸ナトリウム水溶液を膜厚が０．１μｍになるようにスプレー塗工法にて塗布した。
次いで、この塗布膜付きガラス管を、大気中、９０℃にて５分間、エアブローしながら乾燥を行い、比較例の傷防止膜付きガラス管を得た。
この０．０１ｍｏｌ／Ｌのトリポリリン酸ナトリウム水溶液の全光線透過率及び傷防止膜付きガラス管の加重試験を、実施例１に準じて行った。
これらの測定結果及び試験結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
これらの結果によれば、実施例１〜３では、加傷２０回の加重量が比較例と比べて殆ど低下せず、防傷性が大きく改善されていることが分かった。
一方、比較例は、熱処理によりトリポリリン酸ナトリウムが除去されてしまったために、熱処理後の全光線透過率がガラス管自体の全光線透過率を示しており、また、加重試験の結果では、加傷２０回の加重量が大幅に低下しており、防傷性に劣っていた。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態の蛍光ランプを示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の蛍光ランプを示す横断面図である。
【図３】加重試験の試験方法を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 透光性封止管
２ 保護膜
３ 蛍光体層
４ 電極
５ リード線
６ 傷防止膜
Ｇ 封入ガス
１１ ガラス管
１２ 支持台
１３ 瓶
１４ 水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機系滑り材と、バインダ成分と、分散媒とを含有してなることを特徴とする傷防止膜形成用塗料。
【請求項２】
前記無機系滑り材は、窒化ホウ素及び硫酸バリウムのいずれか一方または双方であることを特徴とする請求項１記載の傷防止膜形成用塗料。
【請求項３】
前記バインダ成分は、有機無機複合樹脂であることを特徴とする請求項１または２記載の傷防止膜形成用塗料。
【請求項４】
請求項１、２または３記載の傷防止膜形成用塗料からなる塗布膜を、乾燥、または乾燥及び熱処理してなることを特徴とする傷防止膜。
【請求項５】
請求項１、２または３記載の傷防止膜形成用塗料を塗布して塗布膜を形成し、次いで、この塗布膜を、乾燥、または乾燥及び熱処理することを特徴とする傷防止膜の製造方法。
【請求項６】
蛍光ランプ用のガラス管の外表面に、請求項４記載の傷防止膜を備えてなることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項１】
無機系滑り材と、バインダ成分と、分散媒とを含有してなることを特徴とする傷防止膜形成用塗料。
【請求項２】
前記無機系滑り材は、窒化ホウ素及び硫酸バリウムのいずれか一方または双方であることを特徴とする請求項１記載の傷防止膜形成用塗料。
【請求項３】
前記バインダ成分は、有機無機複合樹脂であることを特徴とする請求項１または２記載の傷防止膜形成用塗料。
【請求項４】
請求項１、２または３記載の傷防止膜形成用塗料からなる塗布膜を、乾燥、または乾燥及び熱処理してなることを特徴とする傷防止膜。
【請求項５】
請求項１、２または３記載の傷防止膜形成用塗料を塗布して塗布膜を形成し、次いで、この塗布膜を、乾燥、または乾燥及び熱処理することを特徴とする傷防止膜の製造方法。
【請求項６】
蛍光ランプ用のガラス管の外表面に、請求項４記載の傷防止膜を備えてなることを特徴とする蛍光ランプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−６７４４９（Ｐ２０１０−６７４４９Ａ）
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３２３３０（Ｐ２００８−２３２３３０）
【出願日】平成２０年９月１０日（２００８．９．１０）
【出願人】（０００１８３２６６）住友大阪セメント株式会社 (1,342)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１０日（２００８．９．１０）
【出願人】（０００１８３２６６）住友大阪セメント株式会社 (1,342)
【Ｆターム（参考）】
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