蛍光ランプ
【課題】長期間にわたり飛散防止機能を維持できる蛍光ランプを提供する。
【解決手段】本発明の第１の蛍光ランプは、蛍光管と、前記蛍光管を覆う樹脂膜とを含み、前記樹脂膜は、紫外線吸収剤と、光安定剤と、酸化防止剤とを含む樹脂から形成されている。また、本発明の第２の蛍光ランプは、蛍光管と、前記蛍光管の内面に形成された紫外線吸収層とを含み、前記紫外線吸収層は、無機粒子からなる紫外線吸収材料を含み、前記紫外線吸収層の厚さが、２μｍ以上である。
【解決手段】本発明の第１の蛍光ランプは、蛍光管と、前記蛍光管を覆う樹脂膜とを含み、前記樹脂膜は、紫外線吸収剤と、光安定剤と、酸化防止剤とを含む樹脂から形成されている。また、本発明の第２の蛍光ランプは、蛍光管と、前記蛍光管の内面に形成された紫外線吸収層とを含み、前記紫外線吸収層は、無機粒子からなる紫外線吸収材料を含み、前記紫外線吸収層の厚さが、２μｍ以上である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛散防止機能を有する蛍光ランプに関するもので、蛍光ランプから放射される紫外線を吸収させることで、飛散防止膜の経時変化を低減させるものである。
【背景技術】
【０００２】
飛散防止機能を有する蛍光ランプとしては、直管形蛍光ランプ等の各種蛍光ランプにおいて、落下時の破損防止、破損時におけるガラス破片の飛散防止あるいは半導体加工用クリーンボックス照明用等のために、バルブ外面を熱収縮性樹脂膜で被覆したものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この熱収縮性樹脂膜を用いた飛散防止機能を有する蛍光ランプは、管軸方向の引張り強度を調整し、ランプの破損防止に一定の効果が認められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−１５９９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、環境性や効率向上の要請に伴い、蛍光ランプの電力増加や定格寿命の増加が図られ、飛散防止機能を有する蛍光ランプにおいても長期間にわたって、飛散防止機能を維持する必要が生じてきた。しかし、従来の熱収縮性樹脂膜を用いた飛散防止機能を有する蛍光ランプを長期間使用すると、太陽光からの紫外線や、蛍光ランプ自身や他の蛍光ランプから放射される紫外線によって、熱収縮性樹脂膜の加水分解等による機械的強度の低下が生じる問題があった。このため、蛍光ランプの寿命末期までの長期間にわたり飛散防止機能を維持させることが難しかった。
【０００５】
本発明は上記問題点を解決したもので、長期間にわたり飛散防止機能を維持できる蛍光ランプを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の蛍光ランプは、蛍光管と、前記蛍光管を覆う樹脂膜とを含む飛散防止機能を有する蛍光ランプであって、前記樹脂膜は、紫外線吸収剤と、光安定剤と、酸化防止剤とを含む樹脂から形成されていることを特徴する。
【０００７】
また、本発明の第２の蛍光ランプは、蛍光管と、前記蛍光管の内面に形成された紫外線吸収層とを含む蛍光ランプであって、前記紫外線吸収層は、無機粒子からなる紫外線吸収材料を含み、前記紫外線吸収層の厚さが、２μｍ以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、長期間にわたり飛散防止機能を維持できる蛍光ランプを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、従来の熱収縮チューブを用いた蛍光ランプの耐飛散防止試験の結果を示す図である。
【図２】図２は、本発明の蛍光ランプの一例を示す一部断面図である。
【図３】図３は、実施例１で用いた熱収縮チューブの光透過特性の測定結果を示す図である。
【図４】図４は、比較例１で用いた熱収縮チューブの光透過特性の測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明者らは、飛散防止機能を有する熱収縮チューブを用いて、種々の管壁負荷の違う蛍光ランプについて、点灯後ある一定時間ごとに後述する日本電球工業会規格の耐飛散防止試験を行った。具体的には、種々の管壁負荷の違うほぼ長さの同じ三波長形の飛散防止機能を有する蛍光ランプ（相関色温度：５０００Ｋ）として、下記（１）〜（４）の蛍光ランプを準備し、各蛍光ランプをポリエチレンテレフタレート樹脂製の１００μｍ膜厚の熱収縮チューブで被膜形成した後、耐飛散防止試験を行った。その結果を図１に示す。
【００１１】
（１）ＦＬＲ４０Ｓ／ＥＸ−Ｎ／Ｍ／３６（管径：３．２５ｃｍ、長さ１１９．８ｃｍ、投入電力３６Ｗ、管壁負荷：２９．４ｍＷ／ｃｍ2）
（２）ＦＬ４０ＳＳ／ＥＸ−Ｎ／３７（管径：２．８ｃｍ、長さ１１９．８ｃｍ、投入電力３７Ｗ、管壁負荷：３５．１ｍＷ／ｃｍ2）
（３）ＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎ（管径：２．５５ｃｍ、長さ１１９．８ｃｍ、投入電力４５Ｗ、管壁負荷：４６．９ｍＷ／ｃｍ2）
（４）ＦＨＦ６３ＥＸＮ−Ｇ（管径：２．５５ｃｍ、長さ１１７．８ｃｍ、投入電力６３Ｗ、管壁負荷：６６．８ｍＷ／ｃｍ2）
【００１２】
図１では、耐飛散防止試験の合格を黒丸印で示し、不合格を×印で示した。図１から、管壁負荷によって耐飛散防止試験の結果に違いが生じることが分かる。ところで、飛散防止機能を有する熱収縮チューブの材料樹脂として用いられているポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル樹脂は、紫外線を照射されると分解されることはよく知られている。図１から明らかなように、管壁負荷と点灯時間のある範囲（管壁負荷と点灯時間が反比例関係）にある蛍光ランプが耐飛散防止試験に合格している。即ち、紫外線によるポリエステル樹脂の分解は、紫外線量密度と時間との積により決定される単位面積あたりの紫外線総量が一定の値を超えると生じると考えられる。また、熱収縮チューブの膜厚と耐飛散防止試験に合格する点灯時間は比例し、膜厚を厚くすれば耐飛散防止試験に合格する点灯時間は延びた。従って、熱収縮チューブの膜厚は、定格点灯時間又は管壁負荷に合わせて大きくする必要がある。
【００１３】
本発明は上記観点からなされたものであり、以下本発明を詳細に説明する。
【００１４】
本発明の第１の蛍光ランプは、蛍光管と、上記蛍光管を覆う樹脂膜とを備え、上記樹脂膜は、紫外線吸収剤と、光安定剤と、酸化防止剤とを含む樹脂から形成されている。
【００１５】
上記樹脂膜を、紫外線吸収剤と、光安定剤と、酸化防止剤とを含む樹脂で形成することにより、樹脂膜の劣化を抑制し、長期間にわたり飛散防止機能を維持できる蛍光ランプを提供できる。
【００１６】
上記樹脂膜は、熱収縮性樹脂膜であることが好ましく、上記樹脂は、ポリエステル樹脂であることが好ましい。これにより樹脂膜の機械的強度を向上できる。
【００１７】
また、上記樹脂膜の膜厚は、下記下限値と下記上限値の範囲内に設定するのが好ましい。即ち、上記樹脂膜の膜厚の下限値をＤ１（μｍ）、上記樹脂膜の膜厚の上限値をＤ２（μｍ）、上記蛍光ランプの定格寿命をＡ（時間）、上記蛍光ランプの管壁負荷をＢ（ｍＷ／ｃｍ2）とした時に、Ｄ１＝Ｃ×Ａ×Ｂで、Ｃ＝６．４×１０-5〜１．２×１０-4で表され、Ｄ２＝１５０μｍであり、Ｄ１が５０μｍ未満の場合は、上記樹脂膜の膜厚の下限値を５０μｍとすることが好ましい。上記下限値を５０μｍとしたのは、これよりも下限値が小さいと熱収縮中に樹脂の一様性がなくなり、膜が切れるおそれがあるからである。また、上限値を１５０μｍとしたのは、これよりも上限値が大きいと作業性が著しく悪化するためである。上記係数Ｃの決定根拠については後述する。
【００１８】
上記蛍光管の内面には、紫外線吸収層がさらに形成されていることが好ましい。紫外線吸収層を蛍光体の内面に形成することにより、紫外線をさらに吸収でき、樹脂膜の劣化をさらに抑制でき、より長期間にわたり飛散防止効果を維持できる蛍光ランプを提供できる。
【００１９】
上記紫外線吸収層は、無機粒子からなる紫外線吸収材料を含み、上記紫外線吸収層の厚さは２μｍ以上であることが好ましい。これにより充分な紫外線吸収効果を発揮できる。紫外線吸収層の厚さの上限は特に限定されないが、通常５μｍ以下である。
【００２０】
また、本発明の第２の蛍光ランプは、蛍光管と、上記蛍光管の内面に形成された紫外線吸収層とを備え、上記紫外線吸収層は、無機粒子からなる紫外線吸収材料を含み、上記紫外線吸収層の厚さが、２μｍ以上である。
【００２１】
蛍光管の内面に紫外線吸収層を形成することのみによっても、樹脂膜の劣化を抑制し、長期間にわたり飛散防止機能を維持できる蛍光ランプを提供できる。紫外線吸収層の厚さの上限は特に限定されないが、前述と同様に通常５μｍ以下である。
【００２２】
次に、本発明の蛍光ランプを図面に基づき説明する。図２は、本発明の蛍光ランプの一例を示す一部断面図である。図２では、図面の煩雑化を避けるため、断面の一部にハッチングを付けていない。図２において、本発明の蛍光ランプ１０は、ガラス管等から形成された蛍光管１１と、蛍光管１１の外面を覆う樹脂膜１２とを備えている。また。蛍光管１１の内面には、紫外線吸収層１３と蛍光体層１４とを備えている。また、蛍光管１１の両端の内側には、フィラメント電極１５が備えられ、蛍光管１１の両端の外側には、口金１６が備えられている。さらに、蛍光管１１内には、アルゴン等の不活性ガスと水銀が封入されている。
【００２３】
樹脂膜１２は熱収縮性樹脂膜で形成され、樹脂膜１２を形成する樹脂としては、例えば、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート／イソフタレート共重合体、ポリエチレン／ネオペンチルテレフタレート共重合体等のポリエステル樹脂が使用できる。これらは、一種のみを単独で使用しても、２種以上を混合して使用してもよい。
【００２４】
樹脂膜１２を形成する樹脂には、紫外線吸収剤と、光安定剤と、酸化防止剤とがを含まれている。
【００２５】
上記紫外線吸収剤としては、樹脂との相溶性が高い有機材料を用いることが好ましい。紫外線吸収剤として使用できる有機材料としては、例えば、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、トリアジン系化合物等を用いることができ、特にベンゾトリアゾール系化合物は紫外線吸収能力が高いため最も好ましい。これらの有機材料は、それぞれ単独又は混合して使用することができる。
【００２６】
上記ベンゾトリアゾール系化合物としては、例えば、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、２−〔２−ヒドロキシ−３，５−ビス（α，α−ジメチルベンジル）フェニル〕−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾール等を使用できる。上記ベンゾフェノン系化合物としては、例えば、（２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン等を使用できる。上記トリアジン系化合物としては、例えば、２−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５〔（ヘキシル）オキシ〕−フェノール等を使用できる。
【００２７】
上記光安定剤としては、例えば、ヒンダードアミン系光安定剤であるビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）セバケート、２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−２−ｎ−ブチルマロン酸ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）等が使用できる。
【００２８】
上記酸化防止剤としては、３，９−Ｂｉｓ［２−〔３−（３−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ−４−ｈｙｄｒｏｘｙ−５−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）ｐｒｏｐｉｏｎｙｌｏｘｙ〕−１，１−ｄｉｍｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌ］−２，４，８，１０−ｔｅｔｒａｏｘａｓｐｉｒｏ［５・５］ｕｎｄｅｃａｎｅ、Ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｙｌ ｔｅｔｒａｋｉｓ（３−ｌａｕｒｙｌｔｈｉｏｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ）等を使用できる。
【００２９】
樹脂膜１２の膜厚は、下記下限値と下記上限値の範囲内に設定されている。即ち、樹脂膜１２の膜厚の下限値をＤ１（μｍ）、樹脂膜１２の膜厚の上限値をＤ２（μｍ）、蛍光ランプ１０の定格寿命をＡ（時間）、蛍光ランプ１０の管壁負荷をＢ（ｍＷ／ｃｍ2）とした時に、Ｄ１＝Ｃ×Ａ×Ｂで、Ｃ＝６．４×１０-5〜１．２×１０-4で表され、Ｄ２＝１５０μｍであり、Ｄ１が５０μｍ未満の場合は、樹脂膜１２の膜厚の下限値が５０μｍと設定される。
【００３０】
紫外線吸収層１３は、無機粒子からなる紫外線吸収材料を含み、紫外線吸収層１３の厚さは２〜５μｍに設定されている。紫外線吸収材料として使用できる無機粒子としては、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）等を挙げることができ、特にＺｎＯは紫外線吸収能力が高いため最も好ましい。紫外線吸収材料は、これらの無機粒子を単独又は混合して使用することができる。これらの無機粒子の粒径としては、１０〜１００ｎｍであることが好ましい。この範囲内であれば、波長３７５ｎｍに代表される近紫外線まで吸収することができるからである。
【００３１】
また、紫外線吸収層１３には、紫外線を吸収しない無機粒子を含むことができる。紫外線を吸収しない無機粒子としては、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、二酸化珪素（ＳｉＯ2）が挙げられる。紫外線吸収層１３がこれらの無機粒子を含むことにより、紫外線吸収層１３に蛍光体の保護膜としての機能を付与できる。紫外線吸収層１３が紫外線を吸収しない無機粒子を含む場合は、紫外線を吸収する無機粒子のみを含む場合に比べて、紫外線吸収層１３の厚さを厚くすることが好ましい。また、紫外線吸収層１３とは別に、紫外線を吸収しない無機粒子のみからなる保護膜を別に形成してもよい。
【００３２】
以上、図２では直管形蛍光ランプを用いて説明したが、蛍光管が丸形や四角状であり、電極を備えた端部同士を口金で跨いで連結した環形蛍光ランプ；直管状のバルブを複数本ブリッジ状に接続して端部で保持した、いわゆる直管形のツイン形蛍光ランプ；丸形や四角状のバルブを複数本ブリッジ状に接続して形成した、いわゆるツイン形状の環形蛍光ランプ等にも本発明は適用可能である。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明を実施例に基づき説明する。但し、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００３４】
（実施例１）
先ず、下記のとおり、管径２５．５ｍｍ、長さ１１７８ｍｍの定格６３Ｗの直管形蛍光ランプ（以下、ＦＨＦ６３形直管タイプと記す。）を作製した。
【００３５】
＜保護膜液の調製＞
平均粒径５０ｎｍの酸化アルミニウム微粒子６０ｇに、ｐＨ５の酢酸水溶液２６０ｇを加えて、攪拌装置を用いて攪拌することにより、保護膜液を調製した。
【００３６】
＜蛍光体塗布液の調製＞
蛍光体塗布液の材料として以下のものを準備した。
（１）溶媒：蒸留水１７００ｇ
（２）蛍光体：赤色蛍光体としてユーロピウム付活酸化イットリウム蛍光体（Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ3+、以下「ＹＯＸ」という。）３５０ｇ、緑色蛍光体としてセリウムテルビウム付活燐酸ストロンチウム蛍光体（ＬａＰＯ4：Ｃｅ3+，Ｔｂ3+、以下「ＬＡＰ」という。）３５０ｇ、及び青色蛍光体としてユーロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム蛍光体（ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+、以下「ＢＡＭ」という。）３００ｇ
（３）増粘剤：重量平均分子量が約１００万のポリエチレンオキシド１５ｇ
（４）結着剤：平均粒径が５０ｎｍのアルミナ１５ｇ
【００３７】
次に、攪拌装置を用いて蒸留水にポリエチレンオキシドを溶解させた後、蛍光体、アルミナをこの順に添加して攪拌することにより、蛍光体塗布液を調製した。
【００３８】
＜直管形蛍光ランプの作製＞
上記保護膜液と上記蛍光体塗布液とを用いてＦＨＦ６３形直管タイプの蛍光ランプを次のようにして作製した。先ず、鉛直方向が長手方向になるように設置したソーダガラス製の直管状のガラス管の中に、上記保護膜液を上部から流し込み、自然流下させてガラス管の内側に保護膜液を付着させた。その後、付着した保護膜液を約６０℃の温風にて４分間乾燥してガラス管の内面に保護膜を形成した。このときの保護膜の膜厚は２μｍであった。
【００３９】
次に、保護膜を形成したガラス管の中に、上記蛍光体塗布液を上部から流し込み、自然流下させて保護膜の上に蛍光体塗布液を付着させた。その後、付着した蛍光体塗布液を約６０℃の温風にて約１０分乾燥して保護膜の上に蛍光体層を積層した。その後、ガラス管全体をガス炉に入れて、空気中において約５５０℃の温度にて約３分間加熱し、保護膜と蛍光体層とをガラス管に焼付けて固着させた。保護膜の設計厚さは２μｍとし、蛍光体層の設計厚さは２０μｍとした。続いて、ガラス管の両端部に、フィラメント電極を装着した排気管付きガラスを融着し、排気管からガラス管内部の空気をロータリーポンプにて真空排気した。最後に、水銀とアルゴンガスとを封入し、口金を取り付けて蛍光ランプを作製した。
【００４０】
続いて、上記蛍光ランプに飛散防止機能付き熱収縮チューブをかぶせ、温度１５０〜１７０℃の加熱炉の中を約２分間通過させて収縮させ、口金からはみ出した部分を切り取り、本実施例の蛍光ランプを得た。上記飛散防止機能付き熱収縮チューブとしては、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤が添加されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂から形成された郡是高分子工業社製の熱収縮チューブ（商品名：コパロンＰＥＴチューブ ＰＴＮＡ、膜厚：１００μｍ）を用いた。
【００４１】
（実施例２）
実施例１で用いた保護膜液に代えて、下記の紫外線吸収層形成用塗布液を用い、実施例１で用いた熱収縮チューブに代えて、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤が添加されていないＰＥＴ樹脂から形成された帝人化成社製の熱収縮チューブ（商品名：テレチューブ、膜厚：１００μｍ）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、本実施例の蛍光ランプを作製した。
【００４２】
＜紫外線吸収層形成用塗布液の調製＞
紫外線吸収材料である、平均粒径３０ｎｍの酸化亜鉛微粒子３０ｇに、脱イオン水２５０ｇを加えて、攪拌装置を用いて攪拌することにより、紫外線吸収層形成用塗布液を調製した。
【００４３】
（実施例３）
実施例１で用いた保護膜液に代えて、実施例２で用いた紫外線吸収層形成用塗布液を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、本実施例の蛍光ランプを作製した。
【００４４】
（比較例１）
実施例１で用いた熱収縮チューブに代えて、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤が添加されていないＰＥＴ樹脂から形成された帝人化成社製の熱収縮チューブ（商品名：テレチューブ、膜厚：１００μｍ）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、本比較例の蛍光ランプを作製した。
【００４５】
（実施例４）
下記蛍光体塗布液を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、本実施例の蛍光ランプを作製した。本実施例の蛍光ランプは、紫外線照射の加速試験用の紫外線放射蛍光ランプである。
【００４６】
（１）溶媒：蒸留水１２００ｇ
（２）蛍光体：紫外線放射蛍光体としてユーロピウム付活硼酸ストロンチウム蛍光体（ＳｒＢ4Ｏ3：Ｅｕ2+、以下「ＢＬＫ」という。）４００ｇ
（３）増粘剤：重量平均分子量が約１００万のポリエチレンオキシド１５ｇ
（４）結着剤：平均粒径が５０ｎｍのアルミナ１５ｇ
【００４７】
次に、攪拌装置を用いて蒸留水にポリエチレンオキシドを溶解させた後、蛍光体、アルミナをこの順に添加して攪拌することにより、ＢＬＫ蛍光体塗布液を調製した。
【００４８】
（比較例２）
実施例４で用いた熱収縮チューブに代えて、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤が添加されていない帝人化成社製の熱収縮チューブ（商品名：テレチューブ、膜厚：１００μｍ）を用いたこと以外は、実施例４と同様にして、本比較例の蛍光ランプを作製した。
【００４９】
次に、上記実施例及び上記比較例の蛍光ランプを用いた耐飛散防止試験方法、各特性の測定方法及び耐飛散性の加速試験方法を説明する。
【００５０】
＜耐飛散防止試験方法＞
各蛍光ランプの飛散防止機能の評価は、下記２つの評価試験を行い、両評価試験とも合格したものを、耐飛散防止試験の合格とした。
【００５１】
第１の評価試験は、日本電球工業会規格の飛散防止形蛍光ランプ ＪＥＬ ２１８の耐飛散性試験に準拠して行った。耐飛散性試験の合格基準は、床面から高さ３ｍの位置に水平に保持した蛍光ランプを床面に自然落下させ、落下した蛍光ランプのほぼ中心から蛍光ランプの長さ＋１ｍ（本実施例の蛍光ランプでは約２２０ｃｍ）を半径とする円外にガラス片が飛散しないことである。
【００５２】
第２の評価試験は、日本電球工業会規格の飛散防止膜強度試験に準拠して行った。飛散防止膜強度試験の合格基準は、長さ１ｍの糸に吊り下げた質量２００ｇの鋼球を鉛直とのなす角度が３０°の方向に糸を張った状態で静止させ、糸の支点の鉛直下方約１ｍの位置に保持したランプに、鋼球の静止を解除し重力の作用によって蛍光ランプの円周上の中心に衝突させて、蛍光ランプの飛散防止膜が破断しないことである。
【００５３】
＜発光スペクトル及び光強度の測定方法＞
各蛍光ランプの紫外線領域から可視光領域までの発光スペクトル及び光強度は、瞬間マルチ測光システム「ＭＣＰＤ−３０００」（大塚電子社製）を用いて測定した。また、その光の強度の校正は紫外線強度計「ＵＭ−１０」（ミノルタ社製）を使用して行った。
【００５４】
＜飛散防止膜の光透過特性の測定方法＞
各蛍光ランプの紫外線領域から可視光領域までの飛散防止膜の光透過特性は、分光光度計「Ｕ−４１００」（日立ハイテクノロジーズ社製）を用いて測定した。
【００５５】
＜相関色温度の測定方法＞
相関色温度は、日本工業規格の光源の分布温度及び色温度・相関色温度の測定方法（ＪＩＳ Ｚ ８７２５）に準拠して測定した。
【００５６】
＜紫外線放射蛍光ランプを用いた耐飛散性の加速試験方法＞
飛散防止機能を有する熱収縮チューブは、紫外線領域によって光劣化が生じるので、通常のＦＨＦ６３形直管タイプの蛍光ランプにおけるＥＸ−Ｎ色の入力電力６３Ｗでのランプ管表面における単位面積あたりの紫外域放射強度（２００〜３８０ｎｍ領域）は、０．３１（μＷ／ｃｍ2）であり、一方、紫外線放射蛍光ランプ（入力電力６３Ｗ）の上記単位面積あたりの紫外域放射強度は、１３．８μＷ／ｃｍ2であるので、紫外線放射蛍光ランプを用いることにより紫外線照射の加速試験を行うことができ、その加速係数としては４５．４倍となる。また、比較例１の蛍光ランプにおける点灯時間としての０時間、２０００時間、３０００時間での耐飛散防止試験の結果と、紫外線放射蛍光ランプによる加速試験における点灯時間としての０時間、２０００時間、３０００時間相当での耐飛散防止試験の結果とは、一致した。この加速試験方法を用いて、実施例４及び比較例２の蛍光ランプについて、点灯時間１８０００時間相当の耐飛散防止試験の評価を実施した。
【００５７】
（比較例３）
熱収縮チューブを使用せず、赤色蛍光体（ＹＯＸ）、緑色蛍光体（ＬＡＰ）及び青色蛍光体（ＢＡＭ）の組成比を変化させた以外は、実施例１と同様にして、相関色温度３０００Ｋ、３５００Ｋ、４２００Ｋ、５０００Ｋ、６７００Ｋのそれぞれの蛍光ランプを作製した。
【００５８】
〔本発明の蛍光ランプと従来の蛍光ランプとの比較〕
図３、図４に実施例１、比較例１の蛍光ランプ〔投入電力：６３Ｗ一定、管壁負荷：６６．８ｍＷ／ｃｍ2、熱収縮チューブの膜厚：１００μｍ〕の各点灯時間（０、２３００、６０００、９０００時間）でのそれぞれの熱収縮チューブの光透過特性の測定結果を示す。測定対象の熱収縮チューブは、測定時に蛍光ランプから剥がして光透過特性を測定した。
【００５９】
図３から分かるように、実施例１では、ＰＥＴ樹脂に紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤を添加した熱収縮チューブを用いているので、９０００時間まで３８０ｎｍまでの紫外線の吸収係数が２００ｃｍ-1と高い値を示し、３８０ｎｍまでの紫外線が充分に吸収されるので、熱収縮チューブが殆ど劣化しなかった。また、この傾向は１８０００時間まで同じであった。このためにＰＥＴ樹脂の分解が発生せず、１００００時間まで耐飛散防止試験の結果が合格であった。
【００６０】
一方、図４から分かるように、比較例１では、ＰＥＴ樹脂に紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤を添加していない熱収縮チューブを用いているので、近紫外線領域の光が透過し、さらに、時間と共に、ＰＥＴ樹脂の結合が切れて吸収係数の低下を示した。また、比較例１では現実に蛍光ランプ自体が透明であったものが褪色した。また、図１に示したように、この６３Ｗ点灯（管壁負荷：６６．８ｍＷ／ｃｍ2）であれば、１００μｍのＰＥＴ樹脂製の熱収縮チューブでは２０００時間しか飛散防止機能が維持できず、ＦＨＦ６３形直管タイプの蛍光ランプの定格寿命の１８０００時間に達しなかった。
【００６１】
〔蛍光ランプの相関色温度と紫外線放射との関係〕
比較例３で作製した各種相関色温度の蛍光ランプの紫外線量を測定し、その結果を表１に示す。
【００６２】
【表１】
【００６３】
表１から、相関色温度が上がるほど紫外域放射照度が減少することが分かる。これは、相対色温度を高くするには青色蛍光体の量を増加させる必要があり、青色蛍光体が蛍光ランプの近紫外線領域の光を吸収して発光するためであると考えられる。また、管壁負荷が同じであっても相関色温度の違いで紫外線放射量が違う。このため、飛散防止機能を有する熱収縮チューブの耐飛散防止試験に合格できる点灯時間に差異が生じると考えられる。
【００６４】
次に、実施例１〜３、比較例１の蛍光ランプを、入力電力６３Ｗ一定で点灯し、９０００時間、１００００時間における耐飛散防止試験を行った。また、加速試験用の実施例４及び比較例２の紫外線放射蛍光ランプを用いて１８０００時間相当の耐飛散防止試験を行った。また、実施例１〜３及び比較例１の蛍光ランプの１００００時間の時点の褪色の有無と、実施例４及び比較例２の蛍光ランプの１８０００時間相当での褪色の有無とを観察した。以上の結果を表２に示す。表２では、耐飛散防止試験の合格をＡ、不合格をＢと表示した。
【００６５】
【表２】
【００６６】
表２から明らかなように、熱収縮チューブのＰＥＴ樹脂に紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤を添加した蛍光ランプでは、飛散防止機能は１８０００時間まで維持できた。紫外線を吸収する紫外線吸収層を形成した実施例２の蛍光ランプでも飛散防止機能は９０００時間まで維持できた。一方、熱収縮チューブの褪色は、紫外線吸収層を形成した蛍光ランプでは認められなかった
【００６７】
以上の結果から、飛散防止機能は、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤を添加した樹脂を使用した蛍光ランプにおいて維持可能であることが分かる。紫外線吸収層を形成した蛍光ランプでは、紫外線吸収層の厚さが２μｍ以上の場合に、蛍光ランプからの紫外線を遮断して飛散防止機能を維持できた。長期間にわたっての飛散防止効果を生じさせるためには、紫外線吸収層の厚さを厚くする必要があった。さらに、蛍光ランプからの紫外線の遮断を行うと熱収縮チューブの褪色防止効果があった。
【００６８】
以上の結果から、ＰＥＴ樹脂及び飽和エステル樹脂における蛍光ランプから放射される紫外線による光劣化、特に耐飛散防止試験の結果を考慮すると、飛散防止効果を有効に作用させるための飛散防止膜の膜厚は、紫外線量（管壁負荷に比例）と紫外線被爆総量（点灯時間に比例）とに比例すると考えられる。
【００６９】
これらの結果から、飛散防止機能を有する熱収縮チューブに紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤等を添加したＰＥＴ樹脂の場合、膜厚１００μｍ、定格寿命１８０００時間、管壁負荷６６．８ｍＷ／ｃｍ2から、膜厚（Ｄ）は、定格寿命（Ａ）（１８０００時間）と管壁負荷（Ｂ）（６７ｍＷ／ｃｍ2）の積に比例すると考えられ、また光色の違いによる紫外線放射量の違いを考慮すると、
膜厚（Ｄ）＝比例定数（Ｃ）×定格寿命（Ａ）×管壁負荷（Ｂ）
と表現でき、ＥＸ−Ｎ色で膜厚１００μｍであったので、
１００μｍ＝Ｃ×１８０００時間×６７ｍＷ／ｃｍ2
なので、Ｃ＝８．３×１０-5（μｍ／時間／ｍＷ／ｃｍ2）となり、
光色を考慮すると、ＥＸ−Ｄ色であれば、ＥＸ−Ｎ色に対する相対比７７、ＥＸ−Ｌ色の場合１４３となるので、
比例定数Ｃは、６．４×１０-5〜１．２×１０-4となる。
【００７０】
以上より、樹脂膜の膜厚の下限値をＤ１（μｍ）、樹脂膜の膜厚の上限値をＤ２（μｍ）、蛍光ランプの定格寿命をＡ（時間）、蛍光ランプの管壁負荷をＢ（ｍＷ／ｃｍ2）とした時に、
Ｄ１＝Ｃ×Ａ×Ｂで、Ｃ＝６．４×１０-5〜１．２×１０-4で表され、Ｄ２＝１５０μｍであり、Ｄ１が５０μｍ未満の場合は、樹脂膜の膜厚の下限値を５０μｍとすることが好ましいことが分かる。
【００７１】
本実施例では紫外線吸収材料として、平均粒径３０ｎｍの酸化亜鉛微粒子を用いたが、１０〜１００ｎｍ程度の平均粒径であれば、同じ膜厚の場合には同様に紫外線吸収効果を有した。また、紫外線吸収材料として酸化亜鉛を用いたが、酸化チタン、酸化セリウムでも同様の紫外線吸収効果があった。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明によれば、長期間にわたり飛散防止機能を維持できる蛍光ランプを提供でき、その工業的価値は大である。
【符号の説明】
【００７３】
１０ 蛍光ランプ
１１ 蛍光管
１２ 樹脂膜
１３ 紫外線吸収層
１４ 蛍光体層
１５ フィラメント電極
１６ 口金
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛散防止機能を有する蛍光ランプに関するもので、蛍光ランプから放射される紫外線を吸収させることで、飛散防止膜の経時変化を低減させるものである。
【背景技術】
【０００２】
飛散防止機能を有する蛍光ランプとしては、直管形蛍光ランプ等の各種蛍光ランプにおいて、落下時の破損防止、破損時におけるガラス破片の飛散防止あるいは半導体加工用クリーンボックス照明用等のために、バルブ外面を熱収縮性樹脂膜で被覆したものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この熱収縮性樹脂膜を用いた飛散防止機能を有する蛍光ランプは、管軸方向の引張り強度を調整し、ランプの破損防止に一定の効果が認められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−１５９９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、環境性や効率向上の要請に伴い、蛍光ランプの電力増加や定格寿命の増加が図られ、飛散防止機能を有する蛍光ランプにおいても長期間にわたって、飛散防止機能を維持する必要が生じてきた。しかし、従来の熱収縮性樹脂膜を用いた飛散防止機能を有する蛍光ランプを長期間使用すると、太陽光からの紫外線や、蛍光ランプ自身や他の蛍光ランプから放射される紫外線によって、熱収縮性樹脂膜の加水分解等による機械的強度の低下が生じる問題があった。このため、蛍光ランプの寿命末期までの長期間にわたり飛散防止機能を維持させることが難しかった。
【０００５】
本発明は上記問題点を解決したもので、長期間にわたり飛散防止機能を維持できる蛍光ランプを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の蛍光ランプは、蛍光管と、前記蛍光管を覆う樹脂膜とを含む飛散防止機能を有する蛍光ランプであって、前記樹脂膜は、紫外線吸収剤と、光安定剤と、酸化防止剤とを含む樹脂から形成されていることを特徴する。
【０００７】
また、本発明の第２の蛍光ランプは、蛍光管と、前記蛍光管の内面に形成された紫外線吸収層とを含む蛍光ランプであって、前記紫外線吸収層は、無機粒子からなる紫外線吸収材料を含み、前記紫外線吸収層の厚さが、２μｍ以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、長期間にわたり飛散防止機能を維持できる蛍光ランプを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、従来の熱収縮チューブを用いた蛍光ランプの耐飛散防止試験の結果を示す図である。
【図２】図２は、本発明の蛍光ランプの一例を示す一部断面図である。
【図３】図３は、実施例１で用いた熱収縮チューブの光透過特性の測定結果を示す図である。
【図４】図４は、比較例１で用いた熱収縮チューブの光透過特性の測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明者らは、飛散防止機能を有する熱収縮チューブを用いて、種々の管壁負荷の違う蛍光ランプについて、点灯後ある一定時間ごとに後述する日本電球工業会規格の耐飛散防止試験を行った。具体的には、種々の管壁負荷の違うほぼ長さの同じ三波長形の飛散防止機能を有する蛍光ランプ（相関色温度：５０００Ｋ）として、下記（１）〜（４）の蛍光ランプを準備し、各蛍光ランプをポリエチレンテレフタレート樹脂製の１００μｍ膜厚の熱収縮チューブで被膜形成した後、耐飛散防止試験を行った。その結果を図１に示す。
【００１１】
（１）ＦＬＲ４０Ｓ／ＥＸ−Ｎ／Ｍ／３６（管径：３．２５ｃｍ、長さ１１９．８ｃｍ、投入電力３６Ｗ、管壁負荷：２９．４ｍＷ／ｃｍ2）
（２）ＦＬ４０ＳＳ／ＥＸ−Ｎ／３７（管径：２．８ｃｍ、長さ１１９．８ｃｍ、投入電力３７Ｗ、管壁負荷：３５．１ｍＷ／ｃｍ2）
（３）ＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎ（管径：２．５５ｃｍ、長さ１１９．８ｃｍ、投入電力４５Ｗ、管壁負荷：４６．９ｍＷ／ｃｍ2）
（４）ＦＨＦ６３ＥＸＮ−Ｇ（管径：２．５５ｃｍ、長さ１１７．８ｃｍ、投入電力６３Ｗ、管壁負荷：６６．８ｍＷ／ｃｍ2）
【００１２】
図１では、耐飛散防止試験の合格を黒丸印で示し、不合格を×印で示した。図１から、管壁負荷によって耐飛散防止試験の結果に違いが生じることが分かる。ところで、飛散防止機能を有する熱収縮チューブの材料樹脂として用いられているポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル樹脂は、紫外線を照射されると分解されることはよく知られている。図１から明らかなように、管壁負荷と点灯時間のある範囲（管壁負荷と点灯時間が反比例関係）にある蛍光ランプが耐飛散防止試験に合格している。即ち、紫外線によるポリエステル樹脂の分解は、紫外線量密度と時間との積により決定される単位面積あたりの紫外線総量が一定の値を超えると生じると考えられる。また、熱収縮チューブの膜厚と耐飛散防止試験に合格する点灯時間は比例し、膜厚を厚くすれば耐飛散防止試験に合格する点灯時間は延びた。従って、熱収縮チューブの膜厚は、定格点灯時間又は管壁負荷に合わせて大きくする必要がある。
【００１３】
本発明は上記観点からなされたものであり、以下本発明を詳細に説明する。
【００１４】
本発明の第１の蛍光ランプは、蛍光管と、上記蛍光管を覆う樹脂膜とを備え、上記樹脂膜は、紫外線吸収剤と、光安定剤と、酸化防止剤とを含む樹脂から形成されている。
【００１５】
上記樹脂膜を、紫外線吸収剤と、光安定剤と、酸化防止剤とを含む樹脂で形成することにより、樹脂膜の劣化を抑制し、長期間にわたり飛散防止機能を維持できる蛍光ランプを提供できる。
【００１６】
上記樹脂膜は、熱収縮性樹脂膜であることが好ましく、上記樹脂は、ポリエステル樹脂であることが好ましい。これにより樹脂膜の機械的強度を向上できる。
【００１７】
また、上記樹脂膜の膜厚は、下記下限値と下記上限値の範囲内に設定するのが好ましい。即ち、上記樹脂膜の膜厚の下限値をＤ１（μｍ）、上記樹脂膜の膜厚の上限値をＤ２（μｍ）、上記蛍光ランプの定格寿命をＡ（時間）、上記蛍光ランプの管壁負荷をＢ（ｍＷ／ｃｍ2）とした時に、Ｄ１＝Ｃ×Ａ×Ｂで、Ｃ＝６．４×１０-5〜１．２×１０-4で表され、Ｄ２＝１５０μｍであり、Ｄ１が５０μｍ未満の場合は、上記樹脂膜の膜厚の下限値を５０μｍとすることが好ましい。上記下限値を５０μｍとしたのは、これよりも下限値が小さいと熱収縮中に樹脂の一様性がなくなり、膜が切れるおそれがあるからである。また、上限値を１５０μｍとしたのは、これよりも上限値が大きいと作業性が著しく悪化するためである。上記係数Ｃの決定根拠については後述する。
【００１８】
上記蛍光管の内面には、紫外線吸収層がさらに形成されていることが好ましい。紫外線吸収層を蛍光体の内面に形成することにより、紫外線をさらに吸収でき、樹脂膜の劣化をさらに抑制でき、より長期間にわたり飛散防止効果を維持できる蛍光ランプを提供できる。
【００１９】
上記紫外線吸収層は、無機粒子からなる紫外線吸収材料を含み、上記紫外線吸収層の厚さは２μｍ以上であることが好ましい。これにより充分な紫外線吸収効果を発揮できる。紫外線吸収層の厚さの上限は特に限定されないが、通常５μｍ以下である。
【００２０】
また、本発明の第２の蛍光ランプは、蛍光管と、上記蛍光管の内面に形成された紫外線吸収層とを備え、上記紫外線吸収層は、無機粒子からなる紫外線吸収材料を含み、上記紫外線吸収層の厚さが、２μｍ以上である。
【００２１】
蛍光管の内面に紫外線吸収層を形成することのみによっても、樹脂膜の劣化を抑制し、長期間にわたり飛散防止機能を維持できる蛍光ランプを提供できる。紫外線吸収層の厚さの上限は特に限定されないが、前述と同様に通常５μｍ以下である。
【００２２】
次に、本発明の蛍光ランプを図面に基づき説明する。図２は、本発明の蛍光ランプの一例を示す一部断面図である。図２では、図面の煩雑化を避けるため、断面の一部にハッチングを付けていない。図２において、本発明の蛍光ランプ１０は、ガラス管等から形成された蛍光管１１と、蛍光管１１の外面を覆う樹脂膜１２とを備えている。また。蛍光管１１の内面には、紫外線吸収層１３と蛍光体層１４とを備えている。また、蛍光管１１の両端の内側には、フィラメント電極１５が備えられ、蛍光管１１の両端の外側には、口金１６が備えられている。さらに、蛍光管１１内には、アルゴン等の不活性ガスと水銀が封入されている。
【００２３】
樹脂膜１２は熱収縮性樹脂膜で形成され、樹脂膜１２を形成する樹脂としては、例えば、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート／イソフタレート共重合体、ポリエチレン／ネオペンチルテレフタレート共重合体等のポリエステル樹脂が使用できる。これらは、一種のみを単独で使用しても、２種以上を混合して使用してもよい。
【００２４】
樹脂膜１２を形成する樹脂には、紫外線吸収剤と、光安定剤と、酸化防止剤とがを含まれている。
【００２５】
上記紫外線吸収剤としては、樹脂との相溶性が高い有機材料を用いることが好ましい。紫外線吸収剤として使用できる有機材料としては、例えば、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、トリアジン系化合物等を用いることができ、特にベンゾトリアゾール系化合物は紫外線吸収能力が高いため最も好ましい。これらの有機材料は、それぞれ単独又は混合して使用することができる。
【００２６】
上記ベンゾトリアゾール系化合物としては、例えば、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、２−〔２−ヒドロキシ−３，５−ビス（α，α−ジメチルベンジル）フェニル〕−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾール等を使用できる。上記ベンゾフェノン系化合物としては、例えば、（２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン等を使用できる。上記トリアジン系化合物としては、例えば、２−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５〔（ヘキシル）オキシ〕−フェノール等を使用できる。
【００２７】
上記光安定剤としては、例えば、ヒンダードアミン系光安定剤であるビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）セバケート、２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−２−ｎ−ブチルマロン酸ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）等が使用できる。
【００２８】
上記酸化防止剤としては、３，９−Ｂｉｓ［２−〔３−（３−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ−４−ｈｙｄｒｏｘｙ−５−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）ｐｒｏｐｉｏｎｙｌｏｘｙ〕−１，１−ｄｉｍｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌ］−２，４，８，１０−ｔｅｔｒａｏｘａｓｐｉｒｏ［５・５］ｕｎｄｅｃａｎｅ、Ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｙｌ ｔｅｔｒａｋｉｓ（３−ｌａｕｒｙｌｔｈｉｏｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ）等を使用できる。
【００２９】
樹脂膜１２の膜厚は、下記下限値と下記上限値の範囲内に設定されている。即ち、樹脂膜１２の膜厚の下限値をＤ１（μｍ）、樹脂膜１２の膜厚の上限値をＤ２（μｍ）、蛍光ランプ１０の定格寿命をＡ（時間）、蛍光ランプ１０の管壁負荷をＢ（ｍＷ／ｃｍ2）とした時に、Ｄ１＝Ｃ×Ａ×Ｂで、Ｃ＝６．４×１０-5〜１．２×１０-4で表され、Ｄ２＝１５０μｍであり、Ｄ１が５０μｍ未満の場合は、樹脂膜１２の膜厚の下限値が５０μｍと設定される。
【００３０】
紫外線吸収層１３は、無機粒子からなる紫外線吸収材料を含み、紫外線吸収層１３の厚さは２〜５μｍに設定されている。紫外線吸収材料として使用できる無機粒子としては、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）等を挙げることができ、特にＺｎＯは紫外線吸収能力が高いため最も好ましい。紫外線吸収材料は、これらの無機粒子を単独又は混合して使用することができる。これらの無機粒子の粒径としては、１０〜１００ｎｍであることが好ましい。この範囲内であれば、波長３７５ｎｍに代表される近紫外線まで吸収することができるからである。
【００３１】
また、紫外線吸収層１３には、紫外線を吸収しない無機粒子を含むことができる。紫外線を吸収しない無機粒子としては、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、二酸化珪素（ＳｉＯ2）が挙げられる。紫外線吸収層１３がこれらの無機粒子を含むことにより、紫外線吸収層１３に蛍光体の保護膜としての機能を付与できる。紫外線吸収層１３が紫外線を吸収しない無機粒子を含む場合は、紫外線を吸収する無機粒子のみを含む場合に比べて、紫外線吸収層１３の厚さを厚くすることが好ましい。また、紫外線吸収層１３とは別に、紫外線を吸収しない無機粒子のみからなる保護膜を別に形成してもよい。
【００３２】
以上、図２では直管形蛍光ランプを用いて説明したが、蛍光管が丸形や四角状であり、電極を備えた端部同士を口金で跨いで連結した環形蛍光ランプ；直管状のバルブを複数本ブリッジ状に接続して端部で保持した、いわゆる直管形のツイン形蛍光ランプ；丸形や四角状のバルブを複数本ブリッジ状に接続して形成した、いわゆるツイン形状の環形蛍光ランプ等にも本発明は適用可能である。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明を実施例に基づき説明する。但し、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００３４】
（実施例１）
先ず、下記のとおり、管径２５．５ｍｍ、長さ１１７８ｍｍの定格６３Ｗの直管形蛍光ランプ（以下、ＦＨＦ６３形直管タイプと記す。）を作製した。
【００３５】
＜保護膜液の調製＞
平均粒径５０ｎｍの酸化アルミニウム微粒子６０ｇに、ｐＨ５の酢酸水溶液２６０ｇを加えて、攪拌装置を用いて攪拌することにより、保護膜液を調製した。
【００３６】
＜蛍光体塗布液の調製＞
蛍光体塗布液の材料として以下のものを準備した。
（１）溶媒：蒸留水１７００ｇ
（２）蛍光体：赤色蛍光体としてユーロピウム付活酸化イットリウム蛍光体（Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ3+、以下「ＹＯＸ」という。）３５０ｇ、緑色蛍光体としてセリウムテルビウム付活燐酸ストロンチウム蛍光体（ＬａＰＯ4：Ｃｅ3+，Ｔｂ3+、以下「ＬＡＰ」という。）３５０ｇ、及び青色蛍光体としてユーロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム蛍光体（ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+、以下「ＢＡＭ」という。）３００ｇ
（３）増粘剤：重量平均分子量が約１００万のポリエチレンオキシド１５ｇ
（４）結着剤：平均粒径が５０ｎｍのアルミナ１５ｇ
【００３７】
次に、攪拌装置を用いて蒸留水にポリエチレンオキシドを溶解させた後、蛍光体、アルミナをこの順に添加して攪拌することにより、蛍光体塗布液を調製した。
【００３８】
＜直管形蛍光ランプの作製＞
上記保護膜液と上記蛍光体塗布液とを用いてＦＨＦ６３形直管タイプの蛍光ランプを次のようにして作製した。先ず、鉛直方向が長手方向になるように設置したソーダガラス製の直管状のガラス管の中に、上記保護膜液を上部から流し込み、自然流下させてガラス管の内側に保護膜液を付着させた。その後、付着した保護膜液を約６０℃の温風にて４分間乾燥してガラス管の内面に保護膜を形成した。このときの保護膜の膜厚は２μｍであった。
【００３９】
次に、保護膜を形成したガラス管の中に、上記蛍光体塗布液を上部から流し込み、自然流下させて保護膜の上に蛍光体塗布液を付着させた。その後、付着した蛍光体塗布液を約６０℃の温風にて約１０分乾燥して保護膜の上に蛍光体層を積層した。その後、ガラス管全体をガス炉に入れて、空気中において約５５０℃の温度にて約３分間加熱し、保護膜と蛍光体層とをガラス管に焼付けて固着させた。保護膜の設計厚さは２μｍとし、蛍光体層の設計厚さは２０μｍとした。続いて、ガラス管の両端部に、フィラメント電極を装着した排気管付きガラスを融着し、排気管からガラス管内部の空気をロータリーポンプにて真空排気した。最後に、水銀とアルゴンガスとを封入し、口金を取り付けて蛍光ランプを作製した。
【００４０】
続いて、上記蛍光ランプに飛散防止機能付き熱収縮チューブをかぶせ、温度１５０〜１７０℃の加熱炉の中を約２分間通過させて収縮させ、口金からはみ出した部分を切り取り、本実施例の蛍光ランプを得た。上記飛散防止機能付き熱収縮チューブとしては、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤が添加されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂から形成された郡是高分子工業社製の熱収縮チューブ（商品名：コパロンＰＥＴチューブ ＰＴＮＡ、膜厚：１００μｍ）を用いた。
【００４１】
（実施例２）
実施例１で用いた保護膜液に代えて、下記の紫外線吸収層形成用塗布液を用い、実施例１で用いた熱収縮チューブに代えて、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤が添加されていないＰＥＴ樹脂から形成された帝人化成社製の熱収縮チューブ（商品名：テレチューブ、膜厚：１００μｍ）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、本実施例の蛍光ランプを作製した。
【００４２】
＜紫外線吸収層形成用塗布液の調製＞
紫外線吸収材料である、平均粒径３０ｎｍの酸化亜鉛微粒子３０ｇに、脱イオン水２５０ｇを加えて、攪拌装置を用いて攪拌することにより、紫外線吸収層形成用塗布液を調製した。
【００４３】
（実施例３）
実施例１で用いた保護膜液に代えて、実施例２で用いた紫外線吸収層形成用塗布液を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、本実施例の蛍光ランプを作製した。
【００４４】
（比較例１）
実施例１で用いた熱収縮チューブに代えて、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤が添加されていないＰＥＴ樹脂から形成された帝人化成社製の熱収縮チューブ（商品名：テレチューブ、膜厚：１００μｍ）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、本比較例の蛍光ランプを作製した。
【００４５】
（実施例４）
下記蛍光体塗布液を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、本実施例の蛍光ランプを作製した。本実施例の蛍光ランプは、紫外線照射の加速試験用の紫外線放射蛍光ランプである。
【００４６】
（１）溶媒：蒸留水１２００ｇ
（２）蛍光体：紫外線放射蛍光体としてユーロピウム付活硼酸ストロンチウム蛍光体（ＳｒＢ4Ｏ3：Ｅｕ2+、以下「ＢＬＫ」という。）４００ｇ
（３）増粘剤：重量平均分子量が約１００万のポリエチレンオキシド１５ｇ
（４）結着剤：平均粒径が５０ｎｍのアルミナ１５ｇ
【００４７】
次に、攪拌装置を用いて蒸留水にポリエチレンオキシドを溶解させた後、蛍光体、アルミナをこの順に添加して攪拌することにより、ＢＬＫ蛍光体塗布液を調製した。
【００４８】
（比較例２）
実施例４で用いた熱収縮チューブに代えて、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤が添加されていない帝人化成社製の熱収縮チューブ（商品名：テレチューブ、膜厚：１００μｍ）を用いたこと以外は、実施例４と同様にして、本比較例の蛍光ランプを作製した。
【００４９】
次に、上記実施例及び上記比較例の蛍光ランプを用いた耐飛散防止試験方法、各特性の測定方法及び耐飛散性の加速試験方法を説明する。
【００５０】
＜耐飛散防止試験方法＞
各蛍光ランプの飛散防止機能の評価は、下記２つの評価試験を行い、両評価試験とも合格したものを、耐飛散防止試験の合格とした。
【００５１】
第１の評価試験は、日本電球工業会規格の飛散防止形蛍光ランプ ＪＥＬ ２１８の耐飛散性試験に準拠して行った。耐飛散性試験の合格基準は、床面から高さ３ｍの位置に水平に保持した蛍光ランプを床面に自然落下させ、落下した蛍光ランプのほぼ中心から蛍光ランプの長さ＋１ｍ（本実施例の蛍光ランプでは約２２０ｃｍ）を半径とする円外にガラス片が飛散しないことである。
【００５２】
第２の評価試験は、日本電球工業会規格の飛散防止膜強度試験に準拠して行った。飛散防止膜強度試験の合格基準は、長さ１ｍの糸に吊り下げた質量２００ｇの鋼球を鉛直とのなす角度が３０°の方向に糸を張った状態で静止させ、糸の支点の鉛直下方約１ｍの位置に保持したランプに、鋼球の静止を解除し重力の作用によって蛍光ランプの円周上の中心に衝突させて、蛍光ランプの飛散防止膜が破断しないことである。
【００５３】
＜発光スペクトル及び光強度の測定方法＞
各蛍光ランプの紫外線領域から可視光領域までの発光スペクトル及び光強度は、瞬間マルチ測光システム「ＭＣＰＤ−３０００」（大塚電子社製）を用いて測定した。また、その光の強度の校正は紫外線強度計「ＵＭ−１０」（ミノルタ社製）を使用して行った。
【００５４】
＜飛散防止膜の光透過特性の測定方法＞
各蛍光ランプの紫外線領域から可視光領域までの飛散防止膜の光透過特性は、分光光度計「Ｕ−４１００」（日立ハイテクノロジーズ社製）を用いて測定した。
【００５５】
＜相関色温度の測定方法＞
相関色温度は、日本工業規格の光源の分布温度及び色温度・相関色温度の測定方法（ＪＩＳ Ｚ ８７２５）に準拠して測定した。
【００５６】
＜紫外線放射蛍光ランプを用いた耐飛散性の加速試験方法＞
飛散防止機能を有する熱収縮チューブは、紫外線領域によって光劣化が生じるので、通常のＦＨＦ６３形直管タイプの蛍光ランプにおけるＥＸ−Ｎ色の入力電力６３Ｗでのランプ管表面における単位面積あたりの紫外域放射強度（２００〜３８０ｎｍ領域）は、０．３１（μＷ／ｃｍ2）であり、一方、紫外線放射蛍光ランプ（入力電力６３Ｗ）の上記単位面積あたりの紫外域放射強度は、１３．８μＷ／ｃｍ2であるので、紫外線放射蛍光ランプを用いることにより紫外線照射の加速試験を行うことができ、その加速係数としては４５．４倍となる。また、比較例１の蛍光ランプにおける点灯時間としての０時間、２０００時間、３０００時間での耐飛散防止試験の結果と、紫外線放射蛍光ランプによる加速試験における点灯時間としての０時間、２０００時間、３０００時間相当での耐飛散防止試験の結果とは、一致した。この加速試験方法を用いて、実施例４及び比較例２の蛍光ランプについて、点灯時間１８０００時間相当の耐飛散防止試験の評価を実施した。
【００５７】
（比較例３）
熱収縮チューブを使用せず、赤色蛍光体（ＹＯＸ）、緑色蛍光体（ＬＡＰ）及び青色蛍光体（ＢＡＭ）の組成比を変化させた以外は、実施例１と同様にして、相関色温度３０００Ｋ、３５００Ｋ、４２００Ｋ、５０００Ｋ、６７００Ｋのそれぞれの蛍光ランプを作製した。
【００５８】
〔本発明の蛍光ランプと従来の蛍光ランプとの比較〕
図３、図４に実施例１、比較例１の蛍光ランプ〔投入電力：６３Ｗ一定、管壁負荷：６６．８ｍＷ／ｃｍ2、熱収縮チューブの膜厚：１００μｍ〕の各点灯時間（０、２３００、６０００、９０００時間）でのそれぞれの熱収縮チューブの光透過特性の測定結果を示す。測定対象の熱収縮チューブは、測定時に蛍光ランプから剥がして光透過特性を測定した。
【００５９】
図３から分かるように、実施例１では、ＰＥＴ樹脂に紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤を添加した熱収縮チューブを用いているので、９０００時間まで３８０ｎｍまでの紫外線の吸収係数が２００ｃｍ-1と高い値を示し、３８０ｎｍまでの紫外線が充分に吸収されるので、熱収縮チューブが殆ど劣化しなかった。また、この傾向は１８０００時間まで同じであった。このためにＰＥＴ樹脂の分解が発生せず、１００００時間まで耐飛散防止試験の結果が合格であった。
【００６０】
一方、図４から分かるように、比較例１では、ＰＥＴ樹脂に紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤を添加していない熱収縮チューブを用いているので、近紫外線領域の光が透過し、さらに、時間と共に、ＰＥＴ樹脂の結合が切れて吸収係数の低下を示した。また、比較例１では現実に蛍光ランプ自体が透明であったものが褪色した。また、図１に示したように、この６３Ｗ点灯（管壁負荷：６６．８ｍＷ／ｃｍ2）であれば、１００μｍのＰＥＴ樹脂製の熱収縮チューブでは２０００時間しか飛散防止機能が維持できず、ＦＨＦ６３形直管タイプの蛍光ランプの定格寿命の１８０００時間に達しなかった。
【００６１】
〔蛍光ランプの相関色温度と紫外線放射との関係〕
比較例３で作製した各種相関色温度の蛍光ランプの紫外線量を測定し、その結果を表１に示す。
【００６２】
【表１】
【００６３】
表１から、相関色温度が上がるほど紫外域放射照度が減少することが分かる。これは、相対色温度を高くするには青色蛍光体の量を増加させる必要があり、青色蛍光体が蛍光ランプの近紫外線領域の光を吸収して発光するためであると考えられる。また、管壁負荷が同じであっても相関色温度の違いで紫外線放射量が違う。このため、飛散防止機能を有する熱収縮チューブの耐飛散防止試験に合格できる点灯時間に差異が生じると考えられる。
【００６４】
次に、実施例１〜３、比較例１の蛍光ランプを、入力電力６３Ｗ一定で点灯し、９０００時間、１００００時間における耐飛散防止試験を行った。また、加速試験用の実施例４及び比較例２の紫外線放射蛍光ランプを用いて１８０００時間相当の耐飛散防止試験を行った。また、実施例１〜３及び比較例１の蛍光ランプの１００００時間の時点の褪色の有無と、実施例４及び比較例２の蛍光ランプの１８０００時間相当での褪色の有無とを観察した。以上の結果を表２に示す。表２では、耐飛散防止試験の合格をＡ、不合格をＢと表示した。
【００６５】
【表２】
【００６６】
表２から明らかなように、熱収縮チューブのＰＥＴ樹脂に紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤を添加した蛍光ランプでは、飛散防止機能は１８０００時間まで維持できた。紫外線を吸収する紫外線吸収層を形成した実施例２の蛍光ランプでも飛散防止機能は９０００時間まで維持できた。一方、熱収縮チューブの褪色は、紫外線吸収層を形成した蛍光ランプでは認められなかった
【００６７】
以上の結果から、飛散防止機能は、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤を添加した樹脂を使用した蛍光ランプにおいて維持可能であることが分かる。紫外線吸収層を形成した蛍光ランプでは、紫外線吸収層の厚さが２μｍ以上の場合に、蛍光ランプからの紫外線を遮断して飛散防止機能を維持できた。長期間にわたっての飛散防止効果を生じさせるためには、紫外線吸収層の厚さを厚くする必要があった。さらに、蛍光ランプからの紫外線の遮断を行うと熱収縮チューブの褪色防止効果があった。
【００６８】
以上の結果から、ＰＥＴ樹脂及び飽和エステル樹脂における蛍光ランプから放射される紫外線による光劣化、特に耐飛散防止試験の結果を考慮すると、飛散防止効果を有効に作用させるための飛散防止膜の膜厚は、紫外線量（管壁負荷に比例）と紫外線被爆総量（点灯時間に比例）とに比例すると考えられる。
【００６９】
これらの結果から、飛散防止機能を有する熱収縮チューブに紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤等を添加したＰＥＴ樹脂の場合、膜厚１００μｍ、定格寿命１８０００時間、管壁負荷６６．８ｍＷ／ｃｍ2から、膜厚（Ｄ）は、定格寿命（Ａ）（１８０００時間）と管壁負荷（Ｂ）（６７ｍＷ／ｃｍ2）の積に比例すると考えられ、また光色の違いによる紫外線放射量の違いを考慮すると、
膜厚（Ｄ）＝比例定数（Ｃ）×定格寿命（Ａ）×管壁負荷（Ｂ）
と表現でき、ＥＸ−Ｎ色で膜厚１００μｍであったので、
１００μｍ＝Ｃ×１８０００時間×６７ｍＷ／ｃｍ2
なので、Ｃ＝８．３×１０-5（μｍ／時間／ｍＷ／ｃｍ2）となり、
光色を考慮すると、ＥＸ−Ｄ色であれば、ＥＸ−Ｎ色に対する相対比７７、ＥＸ−Ｌ色の場合１４３となるので、
比例定数Ｃは、６．４×１０-5〜１．２×１０-4となる。
【００７０】
以上より、樹脂膜の膜厚の下限値をＤ１（μｍ）、樹脂膜の膜厚の上限値をＤ２（μｍ）、蛍光ランプの定格寿命をＡ（時間）、蛍光ランプの管壁負荷をＢ（ｍＷ／ｃｍ2）とした時に、
Ｄ１＝Ｃ×Ａ×Ｂで、Ｃ＝６．４×１０-5〜１．２×１０-4で表され、Ｄ２＝１５０μｍであり、Ｄ１が５０μｍ未満の場合は、樹脂膜の膜厚の下限値を５０μｍとすることが好ましいことが分かる。
【００７１】
本実施例では紫外線吸収材料として、平均粒径３０ｎｍの酸化亜鉛微粒子を用いたが、１０〜１００ｎｍ程度の平均粒径であれば、同じ膜厚の場合には同様に紫外線吸収効果を有した。また、紫外線吸収材料として酸化亜鉛を用いたが、酸化チタン、酸化セリウムでも同様の紫外線吸収効果があった。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明によれば、長期間にわたり飛散防止機能を維持できる蛍光ランプを提供でき、その工業的価値は大である。
【符号の説明】
【００７３】
１０ 蛍光ランプ
１１ 蛍光管
１２ 樹脂膜
１３ 紫外線吸収層
１４ 蛍光体層
１５ フィラメント電極
１６ 口金
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光管と、前記蛍光管を覆う樹脂膜とを含む飛散防止機能を有する蛍光ランプであって、
前記樹脂膜は、紫外線吸収剤と、光安定剤と、酸化防止剤とを含む樹脂から形成されていることを特徴する蛍光ランプ。
【請求項２】
前記樹脂膜が、熱収縮性樹脂膜である請求項１に記載の蛍光ランプ。
【請求項３】
前記樹脂が、ポリエステル樹脂である請求項１に記載の蛍光ランプ。
【請求項４】
前記樹脂膜の膜厚の下限値をＤ１（μｍ）、前記樹脂膜の膜厚の上限値をＤ２（μｍ）、前記蛍光ランプの定格寿命をＡ（時間）、前記蛍光ランプの管壁負荷をＢ（ｍＷ／ｃｍ2）とした時に、
Ｄ１＝Ｃ×Ａ×Ｂで、Ｃ＝６．４×１０-5〜１．２×１０-4で表され、Ｄ２＝１５０μｍであり、
Ｄ１が５０μｍ未満の場合は、前記樹脂膜の膜厚の下限値を５０μｍとする請求項１に記載の蛍光ランプ。
【請求項５】
前記蛍光管の内面に、紫外線吸収層がさらに形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の蛍光ランプ。
【請求項６】
前記紫外線吸収層は、無機粒子からなる紫外線吸収材料を含み、前記紫外線吸収層の厚さが、２μｍ以上である請求項５に記載の蛍光ランプ。
【請求項７】
蛍光管と、前記蛍光管の内面に形成された紫外線吸収層とを含む蛍光ランプであって、
前記紫外線吸収層は、無機粒子からなる紫外線吸収材料を含み、
前記紫外線吸収層の厚さが、２μｍ以上であることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項１】
蛍光管と、前記蛍光管を覆う樹脂膜とを含む飛散防止機能を有する蛍光ランプであって、
前記樹脂膜は、紫外線吸収剤と、光安定剤と、酸化防止剤とを含む樹脂から形成されていることを特徴する蛍光ランプ。
【請求項２】
前記樹脂膜が、熱収縮性樹脂膜である請求項１に記載の蛍光ランプ。
【請求項３】
前記樹脂が、ポリエステル樹脂である請求項１に記載の蛍光ランプ。
【請求項４】
前記樹脂膜の膜厚の下限値をＤ１（μｍ）、前記樹脂膜の膜厚の上限値をＤ２（μｍ）、前記蛍光ランプの定格寿命をＡ（時間）、前記蛍光ランプの管壁負荷をＢ（ｍＷ／ｃｍ2）とした時に、
Ｄ１＝Ｃ×Ａ×Ｂで、Ｃ＝６．４×１０-5〜１．２×１０-4で表され、Ｄ２＝１５０μｍであり、
Ｄ１が５０μｍ未満の場合は、前記樹脂膜の膜厚の下限値を５０μｍとする請求項１に記載の蛍光ランプ。
【請求項５】
前記蛍光管の内面に、紫外線吸収層がさらに形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の蛍光ランプ。
【請求項６】
前記紫外線吸収層は、無機粒子からなる紫外線吸収材料を含み、前記紫外線吸収層の厚さが、２μｍ以上である請求項５に記載の蛍光ランプ。
【請求項７】
蛍光管と、前記蛍光管の内面に形成された紫外線吸収層とを含む蛍光ランプであって、
前記紫外線吸収層は、無機粒子からなる紫外線吸収材料を含み、
前記紫外線吸収層の厚さが、２μｍ以上であることを特徴とする蛍光ランプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２５１１９６（Ｐ２０１０−２５１１９６Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０１１４６（Ｐ２００９−１０１１４６）
【出願日】平成２１年４月１７日（２００９．４．１７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１７日（２００９．４．１７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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