JPH0547300A - 蛍光体の二層塗膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガラスバルブの内面に２層の蛍光体層を低コ
ストで形成する。 【構成】 一層目の蛍光体層のバインダーをヒドロキシ
エチルセルローズ、二層目の蛍光体層のバインダーをポ
リエチレンオキサイドとし、さらに一層目の蛍光体層に
グリオキサールを加えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、管球のガラスバルブ
内面に蛍光体層を形成する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、蛍光ランプ、蛍光水銀ランプ等
は、バルブ内面にバルブ内の水銀蒸気中の放電により発
生する紫外線を可視光に変換させるための蛍光体の層が
形成されている。この蛍光体層は所望する発光スペクト
ルにより単体の場合もあり、また混合物で形成すること
もあるが、いずれも均一なひとつの層を形成することが
一般的であった。

【０００３】ところが、近年蛍光体層の可視光変換効率
向上、あるいは希土類元素を含む高価格蛍光体を使用す
る場合等その使用量低減を目的として、蛍光体層を二層
重ねて形成した蛍光ランプが種々研究されている。例え
ば、特公昭５０−３２９５９号公報、あるいは特公昭５
３−８６７号公報に開示されているのはその例であり、
これらはいずれもそれなりの効果は認められるが、蛍光
体層を二層形成するには製造コストの面に問題がある。
一般に蛍光ランプ等のバルブ内面に蛍光体層を形成する
には、まず蛍光体、有機バインダー、溶剤を主構成物と
した蛍光体懸濁液に調合し、これをバルブ内面に塗布
し、乾燥させて蛍光体塗膜を形成し、次にこのバルブを
加熱焼成して、蛍光体塗膜中に残存している有機バイン
ダーを焼去するという方法が行われている。したがって
二層の蛍光体層を形成するには、まず第一層目の蛍光体
を塗布し、加熱焼成してからその上に第二層目を塗布
し、再び加熱焼成するという工程が必要である。ここで
焼成工程は前述したように塗膜中に残存している有機バ
インダーを燃焼除去するためのもので、バインダーを完
全に除去するためにはバルブを５００℃以上に加熱する
必要があるので、蛍光ランプの製造工程中で最も多量の
熱エネルギーを消費する部分である。したがって上記の
ような方式で二層の蛍光体層を形成する場合、焼成工程
を２回必要とするため、エネルギー消費量の増大に伴う
製造コストの上昇が大きな問題となる。

【０００４】この問題点を改善する手段として、バイン
ダーにポリエチレンオキサイドを溶剤として水を使用し
た蛍光体懸濁液を使ってまず一層目を塗布し、乾燥後バ
ルブを更に１００℃以上に加熱し、バインダーの一部を
熱分解させて水に不溶の状態にしてから二層目を塗布す
るという特公昭６１−１１８５号公報の方法も提案され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】しかし、上記のよう
な方法で蛍光体層を二層重ねて形成する場合には、何れ
にしても一層目と二層目の塗布の間に何らかの加熱手段
を講ずる必要があり、このため製造工程が複雑になり、
必然的に製造コストが高くなるという問題がある。この
発明は上記の点に鑑みなされたものでその目的とすると
ころは、低コストでガラスバルブ内面に蛍光体層を二層
重ねて形成する方法を提供することにある。

【０００６】

【問題点を解決するための手段】この発明の方法は、ヒ
ドロキシエチルセルロースの水溶液にグリオキサール、
および過酸化水素を加えた液に蛍光体を懸濁させた第１
の蛍光体懸濁液をガラスバルブ内面に塗布し、乾燥させ
て一層目の蛍光体層を形成し、次いでポリエチレンオキ
サイド水溶液に蛍光体を懸濁させた第２の蛍光体懸濁液
を上記一層目の蛍光体層の上に塗布し、乾燥させた後に
加熱焼成することを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】ヒドロキシエチルセルローズは水溶性の有機高
分子物質であり、これをバインダーとして使用して蛍光
体層を形成する手段は、例えば特公昭５０−３８１２５
号公報にも開示されているように公知である。また、ヒ
ドロキシエチルセルローズは、その水溶液にグリオキサ
ールを加えておいてこれを乾燥させると水に不溶な状態
になるということも例えばユニオンカーバイト社商品名
「ＣＥＬＯＳＩＺＥ」カタログに開示されている。した
がってヒドロキシエチルセルローズ水溶液にグリオキサ
ールを加えた液を使って蛍光体層を形成すれば水に不溶
な蛍光体層が形成できるので、乾燥後、何ら特別な手段
を講じることなく同じ液を使って二層目の蛍光体層を形
成することが可能である。

【０００８】ところがグリオキサールは水に溶けるとか
なり強い酸性を示すため、これを蛍光体懸濁液に加える
と蛍光体の発光特性を損ねるという問題がある。これを
防止するためにグリオキサールを添加した後、例えばア
ンモニア等を加えてＰＨをコントロールすると、上記の
問題は解消されるが、今度はグリオキサールがアンモニ
ア等と反応した状態で蛍光体層中に残留するため、後工
程の焼成工程でヒドロキシエチルセルローズが熱分解し
にくくなり、このため焼成工程を高温で長時間にしなけ
ればならないという新たな問題が発生する。

【０００９】しかし本発明の方法によれば、上記のよう
な錯綜している問題点を一挙に解消させることができ
る。すなわち上記のような本発明の方法で形成された蛍
光体層は、一層目にはバインダーとしてヒドロキシエチ
ルセルローズが、二層目にはポリエチレンオキサイドが
残っている。ポリエチレンオキサイドは加熱すると重合
鎖が切断され、約２５０℃で９０％以上が揮発する。一
方、ヒドロキシエチルセルローズは約２５０℃から熱分
解が始まり、酸化されて徐々に焼去されていく。したが
って上記のような二層構成に形成された蛍光体層は、焼
成工程で加熱されるとまず表面のポリエチレンオキサイ
ドが揮発し、これがほぼ除去された後に一層目の蛍光体
中に存在しているヒドロキシエチルセルローズの分解、
燃焼が始まるためバインダーの除去が容易である。しか
も第一層目の蛍光体層中には過酸化水素がセルロース分
子に包含された状態で残留しているため、これが加熱工
程で酸素を放出するのでヒドロキシエチルセルローズの
燃焼を促進する。

【００１０】さらに上記方法の第一層目の蛍光体懸濁液
としてヒドロキシエチルセルローズにポリエチレンオキ
サイドを混合したものを使うと、更に焼成を容易にする
ことができる。ヒドロキシエチルセルローズにグリオキ
サールを加えるとヒドロキシエチルセルローズ分子間に
架橋（クロスリンク）が起こり水に溶けにくい形になる
が、これにかなりの量のポリエチレンオキサイドを加え
ても耐水性（水に溶けにくい状態）を維持できることが
確認できた。前述したようにポリエチレンオキサイドは
ヒドロキシエチルセルローズに比べてはるかに熱分解し
やすいので、グリオキサールで架橋されたヒドロキシエ
チルセルローズの耐水性を損なわない範囲で第一層目に
ポリエチレンオキサイドを加えることにより、より焼成
が容易な二層蛍光体層を形成することができる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明を実施例により説明する。

【００１２】実施例１ まず次の手順で第１および第２の蛍光体懸濁液を調合す
る。

【００１３】（１）第１の蛍光体懸濁液 (i)水１ｌにヒドロキシエチルセルローズ（米国ユニオ
ンカーバイトコーポレーション社製セロサイズＱＰ−３
００）を２０ｇ溶解する。

【００１４】(ii)完全に溶解させた後、イオン交換樹脂
で不純物として含有しているナトリウムを除去する。

【００１５】(iii)次に、グリオキサール４０％、水溶
液４０ｃｃ、アンモニア水（２８％）０．４ｃｃ、過酸
化水素水（３０％）８ｃｃを加える。

【００１６】(iv)これにハロ燐酸カルシウム蛍光体を４
００ｇ加え撹拌し、第１の懸濁液とする。

【００１７】（２）第２の蛍光体懸濁液 (i)水１ｌにポリエチレンオキサイド（米国ユニオンカ
ーバイトコーポレーション社製ポリオックスＷＳＲＮ−
３０００）３０ｇを溶解する。

【００１８】(ii)これに三波長形蛍光体（ユーロピウム
付活酸化イットリウム、セリウムデルビウム付活燐酸ラ
ンタン、ヨーロピウム付燐酸ストロンチウムバリウムの
混合物）を加え撹拌し、第２の蛍光体懸濁液とする。

【００１９】上記２種の蛍光体懸濁液を使って次の手段
で蛍光ランプを製造する。

【００２０】（３）上記第１の蛍光体懸濁液を４０ワッ
ト蛍光ランプ（ＦＬ４０Ｓ）用ガラスバルブ内面に流し
込んで塗布し、１１０℃の熱風をバルブ内に吹き込んで
乾燥して第１の蛍光体層を形成する。この時形成される
蛍光体層の厚さは、ガラスバルブ内面への蛍光体の付着
量が約２．０ｍｇ／ｃｍ²になるように調整する。この
調整手段としては、蛍光体懸濁液中に適当量の水を加え
るか、または乾燥温度を変えることにより容易に行え
る。

【００２１】（４）次に上記第一層目の蛍光体層が形成
されたガラスバルブ内に第２の蛍光体懸濁液を流し込ん
で塗布し、１１０℃の熱風をバルブ内に吹き込んで乾燥
し、第２の蛍光体層を形成する。ここで形成する蛍光体
層の厚さは第１第２の蛍光体層の付着量の合計が４．５
ｍｇ／ｃｍ²になるように調整する。

【００２２】（５）上記の手段で内面に２層の蛍光体層
を形成したバルブを従来の通常の蛍光ランプ製造ライン
の焼成工程を通して、以降従来と同様の方法で４０ワッ
ト蛍光ランプを製造する。

【００２３】こうして製造した蛍光ランプは、従来の方
法、すなわち焼成工程を２回通して蛍光体層を２層形成
する方法で製造したものと全く同一の特性を有してい
る。

【００２４】実施例２ 上記実施例１の第１の蛍光体懸濁液を調合する工程を次
の如くにして、その他はすべて実施例１の方法と同一に
してランプを製造した。

【００２５】（１）水１ｌにヒドロキシエチルセルロー
ズ（米国ユニオンカーバイトコーポレ−ション社製セロ
サイズＱＰ−３００）５ｇおよびポリエチレンオキサイ
ド（米国ユニオンカーバイトコーポレ−ション社製ポリ
オックスＷＳＲＮ３０００）２５ｇを溶解する。

【００２６】（２）完全に溶解させた後、イオン交換樹
脂で不純物を除去する。

【００２７】（３）次にグリオキサール４０％水溶液８
ｃｃ、トリエタノールアミン水（２８％）０．１３ｃ
ｃ、過酸化水素水（３０％）２．５ｃｃを加える。

【００２８】（４）これをハロ燐酸カルシウム蛍光体４
００ｇを懸濁させる。

【００２９】こうして調合した第１の蛍光体懸濁液で第
１層目の蛍光体層を形成し、以降は実施例１と同様の方
法で製造した蛍光ランプは実施例１のものと同一の特性
のものが得られた。

【００３０】又、上記実施例（１）では、ヒドロキシエ
チルセルローズ２０ｇに対して、グリオキサール４０％
液を４０ｃｃ、過酸化水素水３０％液を８ｃｃ、又、実
施例（２）ではヒドロキシエチルセルローズ５ｇに対し
てグリオキサール４０％液を８ｃｃ、過酸化水素水３０
％液を２．５ｃｃ加えているが、グリオキサール（４０
％液）の添加量は、ヒドロキシエチルセルローズ１ｇに
対して０．５ｃｃ〜３ｃｃの範囲が有効である。上に添
加量が０．５ｃｃ以下の場合は、ヒドロキシエチルセル
ローズのクロスリンクが不充分であり、従って２層目を
塗布した時、１層目が流れ落ちることがある。又、３ｃ
ｃを超えると過剰のグリオキサールが焼成工程でのヒド
ロキシエチルセルローズの熱分解を遅らせ、焼成しにく
くなる。又、過酸化水素水（３０％）の添加量は、ヒド
ロキシエチルセルローズ１ｇに対して、０．１ｃｃ〜３
ｃｃの範囲が望ましく、０．１ｃｃ以下では、ヒドロキ
シエチルセルローズの焼成工程での燃焼を助ける効果が
薄く、又、３ｃｃ以上加えると、蛍光体懸濁液が発泡し
やすくなり塗布工程での不良が増大する。

【００３１】なお、上記２つの実施例とも、通常蛍光体
懸濁液に添加される分散剤、消泡剤あるいは蛍光体結着
剤に関しては特に記述しなかったが、使用する蛍光体の
種類によっては必要に応じて適宜ポリエチレンオキサイ
ドノニルフェニルエーテル等の分散剤を添加したり、ま
た蛍光体結着剤としてコロイダルアルミナあるいは硼酸
塩等を適宜加えることも必要である。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、この発明は、ヒドロ
キシエチルセルロースの水溶液にグリオキサール、およ
び過酸化水素を加えた液に蛍光体を懸濁させた第１の蛍
光体懸濁液で１層目の蛍光体層を形成し、次いでポリエ
チレンオキサイド水溶液に蛍光体を懸濁させた第２の蛍
光体懸濁液で２層目の蛍光体層で形成するので、第１層
目と第２層目の蛍光体層形成工程の間に焼成工程が不要
であり、したがって製造工程の簡略化および熱エネルギ
ーの低減が図れる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒドロキシエチルセルローズの水溶液に
   グリオキサール、および過酸化水素を加えた液に蛍光体
   を懸濁させた第１の蛍光体懸濁液をガラスバルブ内面に
   塗布し、乾燥させて一層目の蛍光体層を形成し、次いで
   ポリエチレンオキサイド水溶液に蛍光体を懸濁させた第
   ２の蛍光体懸濁液を、上記一層目の蛍光体の上に重ねて
   塗布し乾燥させた後、加熱焼成することを特徴とする蛍
   光体の二層塗膜形成方法。
2. 【請求項２】 第１の蛍光体懸濁液にポリエチレンオキ
   サイドを添加したことを特徴とする請求項１に記載の蛍
   光体の二層塗膜形成方法。