灯用玻璃组合物、灯用玻璃部件、灯以及灯用玻璃组合物的制造方法

专利名称：灯用玻璃组合物、灯用玻璃部件、灯以及灯用玻璃组合物的制造方法
技术领域：
本发明涉及灯用玻璃組合物、灯用玻璃部件、灯以及灯用玻璃组合 物的制造方法。
背景技术：
在灯中广泛普及的荧光灯在封入了水银和稀有气体的荧光管的内面具有荧光体层，并具有如下的机理通过放电引起水银的激发放射， 由此在发光管内部产生紫外线，通过该紫外线激发荧光体，放射出可见 光，从而得到灯光通量。以往，作为这样的荧光灯用玻璃，使用含有4 28 重量％氧化铅的铅玻璃，但从保护地球环境的观点看，现在替换成不含 氧化铅的钠钾玻璃。但是，如果紫外线透过荧光体层和发光管而泄漏到灯外，则灯具等 的树脂制部件或被照明物体受到该紫外线而褪色，或者使它们的机械强 度劣化。这样的褪色或机械强度的劣化在被照明物体是衣料或美术品的 展示照明用荧光灯的情况下特别成为问题。可是，以往的荧光灯用玻璃 不能充分阻断由水银的激发放射而产生的紫外线(特别是313nm的紫外 线)。因此，对紫外线弱的树脂制部件容易产生褪色.劣化的不良情况。针对于此，专利文献1和2公开了通过在灯用玻璃中含有Ce02来 提高该玻璃的紫外线阻断能力的技术。为了得到可以维持高亮度性能的荧光灯，专利文献1还公开了该荧光灯的发光管使用含有Sl)203的玻璃的技术。专利文献l:特开2002-137935号公l艮 专利文献2:专利第2532045号公报发明内容可是，含有Ce02的玻璃在玻璃制作时着色(以下，称为"初期着 色")或引起曝晒(以下，称为"紫外线引起的着色")。结果导致发 光管的可见光透过率降低，灯光通量降低。另一方面，从保护地球环境的观点看，不希望使用Sb203,另外， 含有Sb203的玻璃，其313nm的紫外线透过率高。如果在玻璃中同时存 在Ce02和Sb203,则该玻璃更容易发生紫外线引起的着色。本发明的目的在于提供不含铅和锑、紫外线阻断能力高、并且不易 引起玻璃的初期着色和紫外线引起的着色的灯用玻璃組合物、灯用玻璃 部件和灯。本发明的另一个目的在于提供该灯用玻璃组合物的制造方 法。本发明人考虑到含有Ce02的玻璃发生紫外线引起的着色的几率随 着玻璃中的Ce02浓度的增加而增大，并反复进行了各种研究，结果发 现，将玻璃中的Ce02作为还原成Ce203的成分与SnO共存是有效的。 另夕卜，本发明的玻璃组合物具有照射波长254nm的紫外线而显示白色发 光这样的作为荧光灯用玻璃优选的特性。即，本发明的荧光灯用玻璃组合物中，以氧化物换算，实质上含有 Si02: 60-75wt%、 Ce02+Ce203: 0.01 5.2wt%、 SnO+Sn02: 0.(U 5.2wt%、 Al2〇3: 0.5 6wt%、 B2〇3: 0 5wt%、 Li2〇+Na20+K20: 13~20wt%、 MgO: 0.5 5wt%、 CaO: l~10wt%、 SrO: 0~10wt°/o、 BaO: 0 10wt%、 ZnO: 0 10wt%、 Fe203+FeO: 0~0.2wto/o、 Ti02: 0~lwt%。本发明的灯用玻璃组合物的特定的方式中，通过照射254nm的紫外 线而发出白光。本发明的灯用玻璃组合物的另 一个特定的方式中，上述Ce02+Ce203 的含有率为0.08~0.3wt%，上述Fe203+FeO的含有率为0.04 0.1wt%。本发明的灯用玻璃组合物的另一个特定的方式中，上述Ce02+Ce203 的含有率比上述SnO+Sn02的含有率低。本发明的灯用玻璃组合物的另 一 个特定的方式中，热膨胀系数 (a300/380 )为90 x 1(T7~104 x 10力K的范围。本发明的灯用玻璃部件包括上述玻璃组合物。本发明的灯具有上述灯用玻璃部件。本发明的灯用玻璃组合物的制造方法包含使玻璃原料熔融的熔融 工序，所述玻璃原料调配成以氧化物换算，实质上包含Si02: 60~75wt%、 Ce02+Ce203: 0.(H 5.2wt%、 SnO+Sn02: 0.01 5.2wt%、 A1203: 0.5 6wt%、 B203: 0~5wt%、 Li20+Na20+K20: 13~20wt%、 MgO: 0.5 5wt%、 CaO: l 10wt%、 SrO: 0 10wt%、 BaO: 0 10wt%、 ZnO: 0~10wt%、 Fe203+FeO:0 0.2wt%、 Ti02: 0 lwto/o;并且，在上述熔融工序中，使熔融状态的 玻璃组合物为还原性。发明效果本发明的灯用玻璃组合物含有以氧化物换算为0.01 5.2wt%的 Ce02+Ce203、以及0.01 5.2wto/。的SnO+Sn02，因此可以充分地阻断紫 外线，并且不易产生玻璃的初期着色和紫外线引起的着色。即，通过含 有0.01wt。/。以上的Ce02+Ce203，可抑制紫外线透过，通过含有0.01wt% 以上的SnO+Sn02,可抑制玻璃的初期着色和紫外线引起的着色。因此， 如果使用本发明的灯用玻璃组合物，则可以以高光通量制作光通量保持 率高的灯。本发明人经过反复研究，结果查明，伴随着Ce02的添加，玻璃成 分中的Ce"量的增加是玻璃着色的原因，并发现如果在玻璃成分中存在 SnO,则可以减少上述Ce"量，从而不易引起玻璃的着色。另外，可以 抑制Ce02引起的着色仅限于在玻璃中存在SnO作为Sn成分的情况，在 玻璃成分中存在Sn或Sn02时，不能获得该效果。这是因为，如果存在 SnO，则Ce"的量增加，而Ce"的量减少。换言之，是由于抑制了Ce" 向Ce"的价数变化，促进了 Ce"向Ce"的价数变化。近年来，对于节能、节省资源的光源的要求日益高涨，推进了以荧 光灯的高效率化、小型化为目的的发光管的细管化，并开发了所谓的小 型荧光灯，该荧光灯包括具有使细管弯曲或连接等而形成的复杂形状的 发光管，这样的小型荧光灯由于紫外线容易从发光管中泄漏，因此本发 明的玻璃组合物是特别有用的。另外，由于钠钙玻璃通常比铅玻璃更容 易泄漏紫外线，因此本发明的玻璃组合物是有用的。本发明的灯用玻璃组合物通过照射254nm的紫外线而发出白光，因 此如果使用该玻璃组合物制作灯，则可以得到更高光通量的灯。本发明的灯用玻璃组合物中，上述Ce02+Ce203的含有率为0.08 0.3wt%、上述Fe203+FeO的含有率为0.04 0.1wt%,并且三价4失离子相对于玻璃中的全部铁离子的比例(三价铁离子)/ (全部铁离子)不到0.5的情况下，更加不易引起玻璃的初期着色和紫外线引起的着色，并且可以比4支廉价地获得可见区域的透过率高的玻璃。下面，详细地说 明其详细的理由。Fe203是在钠钙玻璃的通常的原料之一 的硅砂中作为杂质而大量含 有的物质。除了硅砂以外，还存在其它的含有Fe203的玻璃原料。因此， 难以制作完全不含Fe203的钠4丐玻璃。即，为了制作不含Fe203的钠钓 玻璃，必须使用特別精制的硅砂等，这样就会使原料成本变高。Fe203在玻璃中是以在波长llOOnm的红外波长区域具有吸收的二 价铁离子(Fe2+)、或者在以波长380nm为中心的紫外波长区域具有吸 收的三价的铁离子(Fe3+)的状态存在。其中，二价的铁离子由于对可 见光的吸收很少，因此几乎不会成为玻璃着色的原因，三价的铁离子由 于吸收短波长的可见光，因此成为玻璃着色成淡绿色的原因。发明人发现，在Ce02+Ce203的含有率为0.08~0.3wt%、 Fe203+FeO 的含有率为0.04 0.1wt。/o的条件下，如果三价4失离子相对于玻璃中的全 部铁离子的比例不到0.5,则可以抑制起因于Fe203的玻璃的初期着色。 由此，可以在玻璃中增加Fe203的添加量同时抑制初期着色。因此，即 使是仅通过Ce02难以充分获得紫外线阻断效果的情况下，也可以通过 Fe203来补偿紫外线阻断效果。如果比较三价的铁离子和Ce02在紫外波长区域的光吸收特性，在 以吸收波长313nm的水银亮线为目的时，不伴有短波长可见光的吸收的 Ce02是有利的。但是，由于Ce02发生紫外线引起的玻璃着色，因此有 时不能充分地添加。在这样的情况下，用氧化铁来补偿紫外线阻断效果 是特别有效的。另外，通过添加Fe203来代替Ce02,可以确保紫外线阻断效果并将 原料成本抑制在;[艮低。这是因为Fe203比Ce02便宜。本发明的灯用玻璃组合物中，上述Ce02+Ce203的含有率比上述 SnO+Sn02的含有率低时，更容易使Ce"的量增加，使Ce"的量减少， 因此可以更加确实地抑制紫外线引起的玻璃的着色。本发明的灯用玻璃组合物的热膨胀系数(a3o/38o)为90xl(T7 104 xl0力K时，如果使用由该灯用玻璃组合物制成的芯柱(stem)来制作 灯，则由于芯柱的热膨胀系数和电极引线的热膨胀系数近似，灯的气密 性变高，该灯不易变得不点亮。本发明的灯用玻璃部件由于包含上述玻璃组合物，因此紫外线阻断 能力高，并且着色少。本发明的灯由于着色少，并且具有通过灯的放电而产生的254nm的紫外线而显示白色发光的上述灯用玻璃部件，因此灯的光通量高。本发明的灯用玻璃组合物的制造方法中，由于在熔融工序中使熔液状态的玻璃组合物成为还原性，因此可以更有效地抑制具有上述发光特性的玻璃组合物的初期着色和紫外线引起的着色。另外，本发明的灯用玻璃组合物、灯用玻璃部件和灯有时是为了改善以往的钠4丐玻璃的特性而使用的，由于不含铅、Sb203等给环境带来 负荷的物质，因此还可以适应保护地球环境的社会需要。


[图l]是示出本发明的一个实施方式的玻璃组合物的组成和特性的图。[图2]是示出比较例的玻璃组合物的组成和特性的图。 [图3]是示出本发明的 一个实施方式的玻璃组合物和比较例的玻璃 组合物的组成和特性的图。[图4]是示出本发明的第1实施方式的荧光灯的主要部分结构的概略图。[图5]是示出本发明的第2实施方式的荧光灯的主要部分结构的概略图。[图6]是示出本发明的第3实施方式的荧光灯的主要部分结构的概略图。[图7]是示出本发明的 一 个实施方式的玻璃组合物的发光光谱的图。[图8]是示出本发明的 一个实施方式的玻璃组合物和比较例的玻璃 组合物的分光透过率的图。[图9]是示出本发明的 一个实施方式的玻璃组合物和比较例的玻璃 组合物的分光透过率的图。符号说明1、 22、 31 发光管(玻璃部件) 32 芯柱(玻璃部件) 10、 20、 30 灯具体实施方式
基于

本发明的实施方式中的灯用玻璃组合物、灯用玻璃部件、灯以及灯用玻璃组合物的制造方法。 (灯用玻璃组合物的说明) 实施方式中的玻璃组合物的组成换算成氧化物，如图1中的实施例1~17和图3中的实施例31 34所示。另外，本发明的玻璃组合物(以下， 只称为"玻璃")的组成并不限定于实施例1 17和实施例31 34所示 的组成，但为了确保作为灯用玻璃的特性，优选换算成氧化物实质上为 Si02: 60 75wt%、 Ce02+Ce203: 0.01 5.2wt%、 SnO+Sn02: 0.01 5.2wt%、 A1203: 0.5 6wt%、 B2〇3: 0 5wt%、 Li20+Na20+K20: 13 20wt%、 Mg〇 0.5 5wt%、 CaO: l 10wt%、 SrO: 0 10wt%、 BaO: 0 10wt%、 ZnO: 0~10wt%、 Fe203+FeO: 0~0.2wt%、 Ti02: 0 lwt%。将本发明的灯用玻璃组合物的各成分进行上述限定的理由如下。 Si02是形成玻璃骨架的成分，如果比60wt。/。少，则热膨胀系数过高， 化学耐久性劣化。另一方面，如果比75wt。/o多，则热膨胀系数过低，加 工成型困难。Ce02是为了降低紫外线透过率而添加的，可认为作为Ce02投入的 原料的一部分在玻璃制造时的熔融中变成Ce203,因此作为制成的玻璃 中含有的成分，以Ce02+Ce203表达是合适的。即，如果本发明的玻璃 中的Ce02+Ce203成分比0.01wt。/。少，则不能得到其效果，如果比5.2wt% 多，则引起玻璃的着色，不能制作具有期望的灯光通量的荧光灯。SnO是为了促进Ce的价数变化而添加的，与上述Ce02同样地，可 认为作为SnO投入的原料的一部分在玻璃制造时的熔融中变成Sn02， 因此作为制成的玻璃中含有的成分，以SnO+Sn02表达是合适的。即， 如果SnO+Sn02比0.01wt。/o少,则不能得到其效果，如果比5.2wt。/o多, 则玻璃的机械强度降低，在玻璃管拉制工序中存在成品率降低等问题。另外，希望SnO相对于Ce02至少以等摩尔以上含有。在本发明的荧光灯用玻璃组合物中，可以选择作为Sn成分的SnO 为原料，如上所述，只以SnO为原料进行制造时，由于SnO和Sn02在 玻璃中以共存状态存在，因此还可以部分地使用Sn02为原料。其中，3110和31102共存的条件是0.01《3112+/ (Sn2++Sn4+) < 1.0。 即，Sn2+/ (Sn2++Sn4+)为1.0时，所有的Sn成分以SnO形式存在，因 此可以最有效地抑制紫外线引起的着色。另外，如果Sn2, (Sn2++Sn4+) 不到0.01，则由于在玻璃中不存在用来抑制紫外线引起的着色的必要的SnO,因此发生紫外线引起的着色，玻璃着色。Al203是提高玻璃的耐候性和耐失透性的成分，如果比0.5wt。/o少， 则难以获得这些作用。另一方面，如果比6wt。/。多，则玻璃的熔融性恶 化。优选的范围为0.5 5wt%。B203由于可以提高玻璃的强度和耐久性，并减少失透倾向，因此优 选以5wtQ/。以下的比例含有。但是，如果比5wt。/。多，则热膨胀系数过小。Na20、 K20和Li20这些碱金属氧化物具有降低玻璃的粘性，并提 高熔融加工性的功能。如果它们的含有率比13wt。/。少，则该作用不充分。 另一方面，如果比20wt。/。多，则玻璃的热膨胀系数过大。另外，碱金属 成分容易从玻璃中溶出，该碱成分与荧光体或水银反应而使荧光灯的光 通量降低，作为荧光灯用途是不合适的。MgO和CaO这些碱土金属氧化物具有使化学耐久性提高的功能， 如果MgO比0.5wt。/o少或者CaO比lwt。/。少，则不能期待该效果。另一 方面，如果MgO比5wt。/。多或者CaO比10wto/。多，则使玻璃失透的倾 向变强。SrO和BaO是使玻璃的熔融性和荧光灯制造时的玻壳加工性提高， 并且对玻璃的电阻率提高带来影响的物质，还赋予电绝缘性。如果都比 10wt。/。多，则变得容易失透。优选的范围是SrO为0 8wt%, BaO为 0~10wt%。ZnO是为了使玻璃的热膨胀率降低，并增大化学耐久性而添加的。 另夕卜，还具有使粘性变化稳定的效果。如果ZnO比10wt。/。多，则热膨胀 系数过小。Fe203是获得紫外线吸收效果的成分，可认为作为Fe203投入的原料 的 一部分在玻璃制造时的熔融中变成FeO,因此作为制成的玻璃中含有 的成分，以Fe203+ FeO表达是合适的。如果？6203+ FeO比0.2wt。/o多，则可见区域的透过率降低，因此荧 光灯的光通量降低，故不优选。如果为0.04 0.1wt。/。的范围，则更加不 易发生玻璃的初期着色和紫外线引起的着色，从而可以比较廉价地获得 玻璃。更优选的范围是0.04 0.07wt。/0。另外，三价铁离子相对于玻璃中的全部铁离子的比例(三价铁离 子)/ (全部铁离子)优选不到0.5。如果三价铁离子的比例为0.5以上， 则在以波长380nm为中心的波长区域具有吸收，该吸收的末尾到达短波长可见光，使玻璃着色为绿色，不能得到高的灯光通量，因此希望为不到0.5。Ti02是抑制紫外线引起的着色的成分，还是使玻璃的可见区域的透过率降低的成分，因此，其含有率^f皮限制在lwty。以下。此外，在原料中作为杂质含有的成分优选被限制在0.01wt。/。以下。 在本发明的玻璃组合物中，如权利要求书所述，通过分别对Si02、 Ce02+Ce203、 SnO+Sn02和Li20+Na20+K20以外的作为必须成分含有的 A1203、 MgO和CaO的含有率进行限定，可满足作为荧光灯用玻璃的要 求性能，将本发明的玻璃组合物制成荧光灯的发光管使用时，由于可充 分保持玻璃的化学耐久性，因此在经过灯寿命的过程中没有玻璃的着色 或劣化，可以维持良好的灯性能。(灯用玻璃组合物的制造方法的说明)说明本发明的玻璃组合物的制造方法。首先，在本发明的玻璃的范 围内将多种玻璃原料调配。接着，将调配的玻璃原料投入到玻璃熔炉中， 在1500 1600。C下熔融而进行玻璃化，得到玻璃熔液。然后，通过Danner 法等管拉伸法将玻璃熔液成型为管状，再切断加工成规定的尺寸，制作 灯用玻璃管。另外，将该玻璃管进行热加工来制作作为灯用玻璃部件的 发光管或芯柱，再使用这些发光管和芯柱制作各种灯。由于作为玻璃原料之一而添加的SnO发挥作为还原剂的效果，因此 上述玻璃熔液为还原性。SnO必须在本发明的组成范围内添加，但Sn 原料的一部分也可以是Sn02。在还原性的玻璃熔液中，由于Ce"发生价数变化而成为Ce3+，因此 Ce"的量减少，C^+的量增加。另外，氧化铁保持在离子价数低的状态。使玻璃熔液为还原性的方法并不限定于添加作为还原剂的SnO作 为玻璃原料的方法，例如，还可以使用碳等SnO以外的还原剂。另夕卜， 作为澄清剂的芒硝(Na2S04 . 10H2O)虽然没有SnO那样大的效果，但 也可以作为还原剂使用。 (灯的说明)作为本发明的灯的第一实施方式，基于附图对27W小型荧光灯 (FPL27EX-N)进行说明。图4是示出本发明的第一实施方式中27W小 型荧光灯(FPL27EX-N)的主要部分结构的局部剖切平面图。小型荧光灯10包括发光管3,该发光管3具有近似3字型的放电电路，其是用桥路2将2根直线状玻璃管1的一侧端部彼此连接而成的。在发光管3的两端部分别配置了电极4，同时安装灯头5，使得覆盖这 两端部。在发光管3的内面形成由3波长形荧光体(例如，Y203:Eu3+、 LaP04:Ce,Tb、 BaMgAl1Q017:Eu,Mn)构成的焚光体层6等，在发光管3 的内部封入规定量的水银(未图示)和氩等稀有气体(未图示)。接着，作为本发明的灯的第二实施方式，基于附图对32W小型荧 光灯(FHT32EX-N)进行说明。图5是示出本发明的第二实施方式中 32W小型荧光灯(FHT32EX-N)的主要部分结构的主^L图。小型荧光灯20是多管型(FHT)的小型荧光灯，其具有发光管22 和安装在该焚光管22上的灯头23,所述发光管22包括通过桥路接合而 一体化的6根玻璃管21。在发光管22的内面形成了三波长区域发光的 荧光体(色温度5000K)层，另外，在该荧光管22的内部封入了水银 和稀有气体。作为本发明的灯的第三实施方式，基于附图对直管型荧光灯进行说 明。图6是示出本发明的第三实施方式的直管型荧光灯的主要部分结构 的剖面图。直管型荧光灯30在发光管31的两端气密密封了芯柱32，各引线 33气密密封在各芯柱32中。在它们两端部的引线33之间分别安装了涂 布有电子放射性物质的灯丝电极34。另外，在发光管31的两端部固定 了灯头35,在这些灯头35中，安装了与引线33电接触的灯头插脚36。 在发光管31中，在其内面形成荧光体层37,并且封入了规定量的水银 和氩等稀有气体。 (实验的说明)首先，制作图1和图2所示各组成的玻璃，评价其特性。图l示出 本发明实施方式涉及的玻璃组合物的组成和特性。图2示出比较例的玻 璃组合物的组成和特性。图1所示的实施例1 17是本发明的玻璃，图2所示的比较例18 21 以及23 26是不满足本发明玻璃的组成范围的玻璃。另外，图2所示的 比较例22是250。C下的体积电阻率p为1085Q . cm以上的市售的玻璃 (日本电气硝子林式会社制造PS94),比较例27是以往的灯用钠4丐玻 璃。评价用玻璃如下获得将玻璃原料以图1或图2记载的组成调配，将其放入到铂坩埚中，在电炉中加热熔融而进行制作，然后成型为块状 或板状，再将成型物退火。热膨胀系数(a3Q/38o)是将块状的玻璃加工成直径4mm、高度12mm 的圆柱状，将其作为试样，使用热机械分析装置(抹式会社ij力、夕制造 的Thermo plus TMA8310),在30~380°C的温度范围测定。如图1所示， 实施例1~17的热膨胀系数为90 x 10-7 104 x l(T7/K的范围内，具有适合 于灯用的热膨胀系数。软化点基于JISR3103-1 "玻璃的软化点试验方法"来测定。软化点 成为玻璃加工性的基准，在制作环形或U字形等复杂形状的灯时，软化 点低，即加工性良好的玻璃是优选的。250。C下的体积电阻率使用数字绝缘计(东亚电波工业抹式会社制 造DMS-8103)进行测定。具体地，将块状的玻璃加工成直径25mm、高度4mm的圆柱状之后， 用银糊在一面形成直径10mm的电极面，在另一面形成直径10mm以上 的电极面，将其作为试样，将该试样整体放入到炉中，以保持在250°C 的状态向各自的电才及面导入引线，测定体积电阻率p。313nm的紫外线透过率是将厚度2mm的板状玻璃的两面进行镜面 研磨，将其作为试样，使用分光光度计进行测定。实施例1~17由于 Ce02+Ce20g和SnO+Sn02的含有率满足本发明的玻璃的组成范围，因此 与比较例22和27相比，紫外线透过率为1/2以下，紫外线阻断能力高。由于比较例18和23的Ce02+Ce203含有率不到0.01wt%,因此紫 外线阻断能力不充分。与此相反，实施例1 17由于含有0.01wt。/。以上的 Ce02+Ce203,因此紫外线阻断能力足够高。使用各种玻璃制作32W的小型荧光灯(FHT32EX-N )和27W的小 型焚光灯(FPL27EX-N),评价紫外线引起的着色和紫外线透过引起的 树脂制部件的褪色 劣化。具体地，实施例1 8和比较例18 22中，使 用本发明的玻璃组合物中250。C下的体积电阻率p为1085Q 'cm以上的 玻璃，试制32W的小型荧光灯(FHT32EX-N)并进行评价。另外，实 施例9 17和比较例23~27中，使用本发明的玻璃组合物中250。C下的体 积电阻率p不到1085 Q . cm的玻璃，试制27W的小型荧光灯 (FPL27EX-N)并进行评价。在树脂制部件的褪色 劣化的评价中，将未发现褪色 劣化的情况评价为"O",将发现不成为问题程度的微小褪色 劣化的情况评价为 "△",将发现成为问题程度的褪色.劣化的情况评价为"X"。另夕卜， 在玻璃的初期着色和紫外线引起的着色的评价中，将未发现着色的情况 评价为"O",将发现着色的情况评价为"x"。实施例1 17中，没有玻璃的初期着色，在点亮2000小时后，也没 有发现紫外线引起的玻璃着色和树脂制部件的褪色 劣化。比较例21 和26中，同时存在Ce02和Sn02,紫外线阻断能力足够高，但由于其 含有率超过了本发明的组成范围，因此发现了初期着色和紫外线引起的 玻璃着色。比较例19、 20、 24和25中，由于含有0.01wt。/。以上的 Ce02+Ce203,因此紫外线阻断能力足够高，但由于不含SnO,发现了紫 外线引起的玻璃着色。比较例22和27中，虽然没有发现玻璃的着色，但紫外线透过率大， 发现了树脂制部件的褪色 劣化。灯光通量和光通量保持率是测定各灯点亮100小时后以及点亮 2000小时后的光通量而求出。在实施例1 8中，点亮IOO小时后和点亮 2000小时后，灯光通量与比專交例22同等或为其以上。实施例9 17在点 亮100小时后和点亮2000小时后，灯光通量与比專支例27同等或为其以 上。另一方面，比较例18 20在点亮100小时后和点亮2000小时后， 灯光通量比比较例22低，灯性能下降。比较例21由于含有SnO+Sn02 而有助于发出白光，因此在点亮100小时后，灯光通量比比较例22高， 但是由于紫外线引起的着色，在点亮2000小时后，光通量大幅降低。 比较例23~26在点亮100小时后和点亮2000小时后，灯光通量比比较 例27低，灯性能下降。比较例26由于含有SnO+Sn02而有助于发出白 光，因此在点亮100小时后，灯光通量比比较例27高，但是由于紫外 线引起的着色，在点亮2000小时后，光通量大幅降低。另外发现，在 实施例1 8和9 17中，伴随着SnO+Sn02含有率的增加，有助于发出白 光，从而提高了灯光通量。关于光通量保持率，实施例1 8由于没有玻璃的着色，点亮2000 小时后的光通量保持率与比较例22为同等程度。实施例9 17由于也没 有玻璃的着色，点亮2000小时后的光通量保持率与比较例27为同等程 度。另一方面，比较例19 21由于玻璃着色，因此点亮2000小时后的 光通量保持率比比较例22低，灯性能下降。比较例24 26由于玻璃着色，因此点亮2000小时后的光通量保持率比比较例27低，灯性能下降。另外，任何一个灯都没有发现密封不良等不良情况。图7示出本发明的灯的发光特性。发光特性如下进行评价将厚度 2mm的板状玻璃的两面进行镜面研磨，将其作为试样，利用分光光度计 测定照射254nm的紫外线时的发光光谱。接着，制作图3所示各组成的玻璃，评价玻璃的特性。 图3所示的实施例31 34是满足本发明的玻璃的组成范围的玻璃， 比较例35~37是不满足本发明的玻璃的组成范围的玻璃，比较例38是 以往的钠钓玻璃。如图3所示，各玻璃在30 380。C的热膨胀系数为90 x 10力K 104 x IO力K的范围内，是可以作为荧光灯用荧光管使用的玻 璃。对于各玻璃，将厚度2mm的板状玻璃的两面进行镜面研磨，将其 作为试样，使用上述分光光度计测定波长200 1200nm下的透过率。其 结果如图8和图9所示。实施例31 34由于Ce02+Ce204p Fe203+FeO的含有率满足本发明 的玻璃的组成范围，因此，如图8所示，与以往的钠钙玻璃(比较例38) 相比，紫外线透过率低。另外，由于三价的铁离子(Fe3+)相对于全部 铁离子的比例保持在不到0.5,因此，如图9所示，与以往的钠钙玻璃 相比，380~550nm的可见光透过率高。另 一方面，比较例35由于Ce02+Ce203和Fe203+FeO的含有率满足 本发明的玻璃的组成范围，因此，与以往的钠钙玻璃相比，紫外线透过 率低。但是，由于三价的铁离子相对于全部铁离子的比例为0.5以上， 因此，380 550nm的可见光透过率与以往的钠钙玻璃几乎为同等程度。比较例36由于Ce02+Ce203和Fe203+FeO的含有率少，因此，与以 往的钠钓玻璃相比，紫外线透过率高。而且，由于三价的铁离子相对于 全部4^离子的比例为0.5以上，因此，380 550nm的可见光透过率与以 往的钠钙玻璃几乎为同等程度。比较例37由于Ce02+Ce20"nFe203+FeO的含有率满足本发明的玻 璃的组成范围，因此，与以往的钠钙玻璃相比，紫外线透过率低。另夕卜， 由于三价的铁离子(Fe3+)相对于全部铁离子的比例保持在不到0.5,因 此，与以往的钠钓玻璃相比，380 550nm的可见光透过率高。此外，通过上述的方法对各玻璃的紫外线引起的着色程度进行了评价。使用各玻璃制作32W的小型荧光灯(FHT32EX-N)，并通过上述 的方法评价树脂制部件的褪色 劣化、灯光通量和光通量保持率。
实施例31 3 3未发现玻璃的紫外线引起的着色以及树脂制部件的褪 色 劣化，点亮100小时后的灯光通量(以下，称为"初期光通量") 和光通量保持率都;f艮高。
实施例34未发现紫外线引起的着色。但是，由于Ce02+Ce203含有 率为0.05wt%、 Fe203+FeO含有率为0.04wt%,虽然满足本发明的玻璃 的组成范围，但含有率稍少，因此发现不成为问题程度的微小的树脂制 部件的褪色 劣化。
比较例35未发现紫外线引起的着色和树脂制部件的褪色.劣化。 但是，由于玻璃的可见光透过率低，因此初期光通量比以往的钠钓玻璃 (比较例38)低。
比较例36未发现紫外线引起的着色。可是，由于紫外线透过率高， 因此发现微小的树脂制部件的褪色 劣化。另外，由于玻璃的可见光透 过率低，因此初期光通量比以往的钠钓玻璃低。
比较例37未发现树脂制部件的褪色 劣化，并且初期光通量与以 往的钠钩玻璃为同等程度。但是，相对于Ce02+Ce203含有率，SnO+Sn02 含有率极低，因此发现了紫外线引起的着色。但是，比较例37满足本 发明的玻璃的组成范围，可以通过同时使用其它的还原剂来抑制紫外线 引起的着色。在本实验中，由于未使用这样的还原剂而产生了紫外线引 起的着色，因此将其作为比较例。
产业实用性
本发明的灯用玻璃组合物、灯用玻璃部件和灯可以广泛利用在小型 荧光灯、环形荧光灯和直管型荧光灯等荧光灯或者荧光灯之外的水银蒸 气放电灯等所有的灯中。
另外，由于本发明的灯用玻璃组合物、灯用玻璃部件和灯实质上不 含铅、Sb203等对环境带来负荷的物质，因此，作为适应保护地球环境 的社会需要也是有用的。
权利要求
1.灯用玻璃组合物，其中，换算成氧化物，实质上含有SiO260～75wt％、CeO2+Ce2O30.01～5.2wt％、SnO+SnO20.01～5.2wt％、Al2O30.5～6wt％、B2O30～5wt％、Li2O+Na2O+K2O13～20wt％、MgO0.5～5wt％、CaO1～10wt％、SrO0～10wt％、BaO0～10wt％、ZnO0～10wt％、Fe2O3+FeO0～0.2wt％、TiO20～1wt％。
2. 权利要求1所述的灯用玻璃组合物，其通过照射254nm的紫外 线而发出白光。
3. 权利要求1所述的灯用玻璃组合物，其中， 上述Ce02+Ce203的含有率为0.08~0.3wt%、 JiiiFe203+FeO的含有率为0.04 0.1wt%。
4. 权利要求2所述的灯用玻璃组合物，其中， 上述Ce02+Ce203的含有率为0.08~0.3wt%、 上述Fe203+FeO的含有率为0.04 0.1wt%。
5. 权利要求1所述的灯用玻璃组合物，其中，上述Ce02+Ce203 的含有率比上述SnO+Sn02的含有率低。
6. 权利要求2所述的灯用玻璃组合物，其中，上述Ce02+Ce203 的含有率比上述SnO+Sn02的含有率低。
7.权利要求3所述的灯用玻璃组合物，其中，上述Ce02+Ce203 的含有率比上述SnO+Sn02的含有率低。
8. 权利要求4所述的灯用玻璃组合物，其中，上述Ce02+Ce203 的含有率比上述SnO+Sn02的含有率低。
9. 权利要求1所述的灯用玻璃组合物，其中，30。C到38(TC的热膨胀系数为90 x 1(T7~104 x IO力K。
10. 灯用玻璃部件，其包括权利要求1所述的玻璃组合物。
11. 灯，其具有权利要求IO所述的灯用玻璃部件。
12. 灯用玻璃组合物的制造方法，包含使玻璃原料熔融的熔融工序， 其中所述玻璃原料调配成以氧化物换算，实质上包含Si02: 60~75wt%、 Ce02+Ce203: 0.01 5.2wt%、 SnO+Sn02: 0.01 5.2wt%、 A1203: 0.5 6wt%、 B203: 0~5wt%、 Li20+Na20+K20: 13 20wt%、 Mg〇0.5 5wt%、 CaO: l 10wt%、 SrO: 0 10wt%、 BaO: 0 10wt%、 ZnO: 0 10wt%、 Fe203+FeO: 0~0.2wt%、 Ti02: 0~lwt°/。；并且，在上述熔融工序中，4吏熔融状态的 玻璃组合物为还原性。
全文摘要
本发明提供一种灯用玻璃组合物，其中，以重量百分比计，含有SiO₂60～75wt％、CeO₂+Ce₂O₃0.01～5.2wt％、SnO+SnO₂0.01～5.2wt％、Al₂O₃0.5～6wt％、B₂O₃0～5wt％、Li₂O+Na₂O+K₂O13～20wt％、MgO0.5～5wt％、CaO1～10wt％、SrO0～10wt％、BaO0～10wt％、ZnO0～10wt％、Fe₂O₃+FeO0～0.2wt％、TiO₂0～1wt％。由此，可以提供不含铅和锑、紫外线阻断能力高、并且不易产生玻璃的初期着色和紫外线引起的着色的灯用玻璃组合物。
文档编号C03C4/12GK101223115SQ20068002576
公开日2008年7月16日 申请日期2006年7月7日 优先权日2005年7月12日
发明者伊藤雅信, 安宅知子, 山下胜, 泽亮介, 赤井智子, 阿部淳子 申请人:松下电器产业株式会社;独立行政法人产业技术综合研究所