JPH11283564A - 蛍光ランプおよび照明器具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 汚れ物質がバルブ外面に残存しないように光
触媒膜が効果的に吸着物質を酸化、分解する光触媒膜付
きの蛍光ランプおよびこの蛍光ランプを使用した照明器
具を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明のの蛍光ランプは、内面に蛍光体
層７が形成され、両端に電極４が封装された管状バルブ
１と；このバルブ１端部に取付けられた口金９と；バル
ブ電極部位Ａからバルブ端部Ｂまで長さの中間位置Ｃよ
りも電極４側に被膜形成縁部１０が位置するようにバル
ブ１外面に形成された光触媒膜６と；を具備しているこ
とを特徴とする。光触媒膜６が効果的に吸着物質を酸
化、分解することによって所望の光触媒活性が発揮され
るとともに、汚れ物質がバルブ１外面に残存することが
なく、蛍光ランプの外観が損なわれることがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光触媒膜が外面に形
成された蛍光ランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】蛍光ランプ外面に酸化チタン等の光触媒
膜を形成した光触媒膜付蛍光ランプは、特許第２５４５
７２７号公報に記載されているように蛍光ランプから発
する光に含まれる近紫外線を受けた光触媒活性により、
表面に付着した有機化合物を分解するため、点灯中にラ
ンプ表面に汚れが付着しにくく、また空気中の臭いのも
とを分解するため消臭の効果がある。

【０００３】蛍光ランプは、通常、蛍光ランプ外に紫外
線が放射されるのを極力防止するように構成されている
が、水銀の輝線である３６５ｎｍなどの近紫外線がわず
かながら放射されている。光触媒膜はこの近紫外線が照
射されることによって活性化され、酸化、分解力を発揮
する。

【０００４】ところで、光触媒膜に使用される金属酸化
物のうち例えば酸化チタン（ＴｉＯ2）などは光触媒活
性が強く、製造の容易さ、経済性などにおいて優れてい
るため、光触媒用の材料として一般的に多く用いられて
いる。酸化チタンが光触媒活性に優れている理由の一つ
に、浮遊物質を吸着する能力が高い点が挙げられる。浮
遊物質の吸着力が高いと、空気中の汚染物質を吸着して
光触媒活性により分解するため、蛍光ランプを雰囲気中
に晒して点灯することにより、雰囲気中の汚染物質が効
果的に分解される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、蛍光ランプか
ら放射されるバルブ外面における紫外線強度は、放電路
が形成される両電極間が最も高く、電極部位から口金側
に近づくにしたがい低下する。

【０００６】このため、電極部位からバルブ端部までの
領域の一部では、紫外線強度が低いので光触媒膜は活性
度が低くなる。

【０００７】一方、酸化チタンなどから形成される光触
媒膜は、浮遊物質を吸着する能力が高いので、光触媒膜
活性度が低い部分が浮遊物質を吸着しても効果的に分解
しないまま吸着物質が残存してしまい、例えばタバコの
やに成分などが残存することで、逆に汚れやすくなって
しまうことも考えられる。

【０００８】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、汚れ物質がバルブ外面に残存しないように光触
媒膜が効果的に吸着物質を酸化、分解する光触媒膜付き
の蛍光ランプおよびこの蛍光ランプを使用した照明器具
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を達成するための手段】請求項１の蛍光ランプ
は、内面に蛍光体層が形成され、両端に電極が封装され
た管状バルブと；このバルブ端部に取付けられた口金
と；バルブ電極部位からバルブ端部まで長さの中間位置
よりも電極側に被膜形成縁部が位置するようにバルブ外
面に形成された光触媒膜と；を具備していることを特徴
とする。

【００１０】請求項２の蛍光ランプは、内面に蛍光体層
が形成され、両端に電極が封装された管状バルブと；こ
のバルブ端部に取付けられた口金と；紫外線強度が両電
極間のバルブ部位の紫外線強度に対して５０％未満とな
るバルブ電極部位からバルブ端部までの領域には被膜が
形成されないようにバルブ外面に形成された光触媒膜
と；を具備していることを特徴とする。

【００１１】請求項３は、請求項１または２記載の蛍光
ランプにおいて、光触媒膜は、アナターゼ結晶形の酸化
チタンを主体として構成されていることを特徴とする。

【００１２】請求項４の照明器具は、器具本体と：前記
器具本体に着脱自在に装着された請求項１ないし３いず
れか一記載の蛍光ランプと：を具備していることを特徴
とする。

【００１３】上記各請求項および以下の請求項におい
て、特に限定していない限り用語の定義は以下の説明に
よる。

【００１４】バルブはソーダライムガラス、鉛ガラスな
どが用いられるが透光性であればセラミックスなどであ
ってもよい。

【００１５】蛍光ランプは直管状の他、環形、屈曲形な
ど、端部に口金が取り付けられるものが適用可能であ
る。

【００１６】電極は、熱陰極、冷陰極などであるが、放
電を生起するものであれば、バルブ外面に取付けられる
電界発生形電極や誘導コイルなどの外部電極であっても
よい。

【００１７】蛍光体は、３波長発光形蛍光体やカルシウ
ムハロ燐酸塩蛍光体のような白色蛍光体であるが、近紫
外線を発生する蛍光体であってもよい。

【００１８】口金は、これら蛍光ランプの形態に対応し
て、適切な任意の構造が採られ、またその素材も、金属
系やたとえばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）な
どのプラスチック類やであってもよい。

【００１９】光触媒膜は、紫外線強度が低いバルブ外面
には形成しないようにする必要がある。相対的ではある
が、両電極間のバルブ部位の紫外線強度に対して５０％
未満となる部分には形成しないようにするのが目安であ
る。しかし、この相対強度が５０％を超える部位であっ
ても、光触媒活性が効果的に発揮されない程度の紫外線
強度であれば、その部位の光触媒膜の形成は避けるべき
である。例えば、紫外線の相対強度が８０％の部位であ
っても、光触媒膜の膜厚などの要因により所望の光触媒
活性が得られず、汚れ物質の吸着によってバルブ外面が
汚れてしまうような場合には形成しないようにするのが
望ましい。

【００２０】一般的には、バルブ電極部位からバルブ端
部まで長さの中間位置よりも電極側であれば、紫外線強
度は光触媒活性が効果的に発揮される程度のレベルにあ
るため、この領域内に被膜形成縁部が位置するように光
触媒膜を形成すべきである。

【００２１】光触媒膜の形成は、が次の（ａ）または
（ｂ）の方法によって形成される。

【００２２】（ａ）光触媒膜を形成しない部位を予めマ
スキングしてからバルブ外周面に光触媒膜を形成し、マ
スキングを剥がした後、乾燥、焼き付ける。

【００２３】（ｂ）管軸方向に沿って長尺状に仕切られ
た懸濁液槽から露呈する光触媒懸濁液の管軸方向の長さ
を光触媒膜を形成しない部位にあわせて調整し、バルブ
を周方向に回転させて光触媒懸濁液を塗布した後、乾
燥、焼き付ける。

【００２４】光触媒懸濁液は、ＴｉＯ2微粒子およびＳ
ｉＯ2微粒子を酢酸ブチルアルコール−ブチルアルコー
ルの混合溶媒に分散させて調製した懸濁液が使用されて
いる。このコーティング剤に使用されるバインダー成分
はＳｉＯ2微粒子に限らず、種々のものが適用可能であ
る。また、混合溶媒も周知のものを用いてもよい。

【００２５】光触媒膜は、酸化チタン（ＴｉＯ2）が光
触媒効果、製造コストの観点から最適であるが、膜状に
形成したときに透光性を有するものであれば、たとえば
ＷＯ3，ＬａＲｈＯ3．ＦｅＴｉＯ3，Ｆｅ2Ｏ3，ＣｄＦ
ｅ2Ｏ4，ＳｒＴｉＯ3，ＣｄＳｅ,ＧａＡｓ，ＧａＰ，Ｒ
ｕＯ2などの光触媒作用を有する化合物の微粒子、もし
くは２種以上の微粒子混合系であってもよい。

【００２６】光触媒膜は、ＴｉＯ2およびＳｉＯ2などの
バインダー成分で形成されるが、ＴｉＯ2のみを主成分
として形成されていてもよい。また、光触媒膜の膜厚
は、アルコレート膜形の場合は０．０ｌ〜１μｍ程度、
微粒子膜形の場合は平均粒径０．００７〜０．０５μｍ
程度の微粒子を素材とすることが好ましい。

【００２７】照明器具は、室内用の天井直付形または吊
下げ形の器具や、屋外用の照明器具などが挙げられる。

【００２８】上記各請求項の蛍光ランプまたは照明器具
によれば、紫外線強度が低いバルブ外面部位に光触媒膜
を形成しないようにしたので、汚れ物質がバルブ外面に
残存することがなく、光触媒膜が効果的に吸着物質を酸
化、分解することによって所望の光触媒活性が発揮され
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図面を参
照して説明する。

【００３０】図１は、第１の実施形態の蛍光ランプを模
式的に示す一部切欠き断面図である。

【００３１】蛍光ランプは、ＪＩＳ規格でＦＬ４０ＳＳ
と表示される定格電力３７Ｗの低圧水銀蒸気放電ランプ
であり、１は直管形をなすバルブとしての発光管であっ
て、この発光管１は、バルブ外径が２８ｍｍ、管長１１
９８ｍｍ程度の大きさをなし、約３００ｎｍ以上の紫外
線を透過するガラス、たとえばソーダライムガラスにて
形成されている。そして、この発光管１の両端部はステ
ム２，２により封止されており、これらステム２，２に
はリード線３，３が気密に貫通されている。また、リー
ド線３，３には、タングステンワイヤなどにより２重コ
イルに形成された電極手段としてのフィラメント電極
４，４が取付けられており、図示しないエミッタが塗布
されている。

【００３２】さらに、発光管１の外方に露出する外面に
は光触媒膜６（図1においては破線で示す。）が形成さ
れている。ここで、光触媒膜６は、たとえばＴｉＯ2
（酸化チタン）で形成されており、主に平均粒径０．０
５〜０．２μｍのアナターゼ形ＴｉＯ2微粒子をおよび
ＳｉＯ2微粒子（バインダー成分）で構成されている。

【００３３】７は、発光管の内面に形成された蛍光体層
であり、水銀から放射された紫外線により励起されて可
視光に変換する。

【００３４】蛍光体層７は、主に３波長発光形蛍光体を
主体として構成されている。３波長発光形蛍光体として
は、たとえば６１０ｎｍ付近にピーク波長を有する赤色
蛍光体としてＹ2Ｏ3：Ｅｕ、５４０ｎｍ付近にピーク波
長を有する緑色蛍光体としてＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ、
４５０ｎｍ付近にピーク波長を有する青色蛍光体として
（ＳｒＣａＢａ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕが用いられて
いる。

【００３５】さらに、発光管１内には所定量の水銀とア
ルゴンガスなどの不活性ガスが封入されており、さらに
発光管１の端部には口金ピン８を突設させた口金９，９
が被着されている。そして、口金ピン８はリード線３を
介してフィラメント電極４，４に接続されている。

【００３６】なお、蛍光体層７は、水銀から放射された
紫外線により励起されて３００〜４００ｎｍの紫外線を
発する紫外線発光蛍光体を３波長発光形蛍光体に混合し
て構成してもよい。紫外線発光蛍光体としては、ユーロ
ピウム付活アルカリ土類金属硼酸塩、鉛付活珪酸塩、ユ
ーロピウム付活アルカリ土類金属アルミン酸塩、または
これらにハロゲンが添加された蛍光体の少なくとも１種
類以上が用いられている。ユーロピウム付活アルカリ土
額金属硼酸塩としては、たとえば３６８ｎｍにピーク波
長をもつＳｒ2Ｂ2Ｏ7：Ｅ2+が有効であり、鉛付活珪酸
塩としては３７０ｎｍにピ一ク波長をもつ（Ｂａ,Ｓ
ｒ，Ｍｇ）3Ｓｉ2Ｏ7：Ｅｕ2+や３５０ｎｍにピーク波
長をもつＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ2+などが好適し、またユー
ロピウム付活アルカリ土類金属アルミン酸塩としては３
５８〜３６０ｎｍにピーク波長をもつものなどが有効で
ある。

【００３７】図２は、第１の実施形態の蛍光ランプを模
式的に示す一部拡大側面図である。

【００３８】本実施形態の蛍光ランプは、バルブ電極部
位Ａからバルブ端部Ｂまで長さＬの中間位置Ｃよりも電
極４側に被膜形成縁部１０が位置するように光触媒膜６
が発光管１の外面に形成されている。

【００３９】被膜形成縁部１０よりもバルブ電極部位Ａ
側の発光管１外面の紫外線強度は、両電極４，４間の発
光管1外面部位の紫外線強度を１００％とすると５０％
以上である。これに対して、被膜形成縁部１０よりもバ
ルブ端部Ｂ側の発光管１外面の紫外線強度は、バルブ端
部Ｂに近づくにしたがって低下し、バルブ端部Ｂの近傍
では５０％未満となる。

【００４０】次に、本実施形態の蛍光ランプの作用につ
いて説明する。

【００４１】蛍光ランプを点灯すると電極４，４問のア
ーク放電により水銀蒸気が水銀特有のｌ８５ｎｍおよび
２５４ｎｍの紫外線を放射し、この紫外線は蛍光体層７
を励起する。この場合、蛍光体層７の３波長発光形蛍光
体が３波長域にピーク波長を有する可視光を発する。そ
して、３波長発光形蛍光体によって発せられた可視光は
発光管１の管壁を透過し、光触媒膜６を透過して外部に
放射され、所定の可視光量が得られので、所定の明るさ
に照らすことができる。

【００４２】一方、アーク放電によって水銀の輝線であ
る３６５ｎｍなどの紫外線がわずかながら発光管１から
放射されるので、この紫外線は発光管１の管壁を透過
し、光触媒膜６に達する。光触媒膜６はこの紫外線を吸
収し、光触媒膜６表面が光触媒活性を生起し、周囲環境
を汚染している臭気や有機物などを、効率的に酸化、分
解するように機能する。

【００４３】たとえば、臭気（アセトアルデヒド濃度１
３００ｐｐｍ）を有する密閉形の雰囲気下で、本実施形
態の蛍光ランプを点灯して、点灯時間とアセトアルデヒ
ド濃度の変化を測定したところ、１時間後３００ｐｐ
ｍ、２４時間後５ｐｐｍ程度とすぐれた光触媒機能を呈
することが確認された。

【００４４】本実施形態の蛍光ランプによれば、照明用
光源として所要の可視光を発するとともに、表面に塗布
した光触媒膜６に対する紫外線発生源としても機能し、
住宅やオフィスなどの居住空間の照明および空気浄化を
単一の蛍光ランプで実現でき、快適な居住環境が得られ
る。また、蛍光ランプの外表面にほこりや、煙草のヤ
ニ、油脂成分などが堆積しても、光触媒膜６の酸化分解
作用によりこれら物質の付着を防止する。一方、蛍光ラ
ンプの規格表示などが鮮明に維持されるため、光触媒作
用による光束低下の防止、蛍光ランプの拭き洗い掃除の
不要化などと相俟ってメンテナンスも容易になる。

【００４５】また、紫外線強度が低い発光管１の外面部
位に光触媒膜６を形成しないようにしたので、光触媒膜
６が効果的に吸着物質を酸化、分解することによって所
望の光触媒活性が発揮されるとともに、汚れ物質が発光
管1の外面に残存することがなく、蛍光ランプの外観が
損なわれることがない。

【００４６】なお、上記各実施形態では直管形蛍光ラン
プについて説明したが、環形蛍光ランプや、発光管がＵ
字状、ダブルＵ字状などの蛍光ランプであっても構わな
い。

【００４７】また、照明を用途としない光源であれば、
紫外線蛍光体のみで蛍光体層を形成した蛍光ランプや発
光管内に蛍光体が形成されていない殺菌ランプのような
低圧水銀蒸気放電灯に置き換えても上記各実施形態と同
様の効果を得ることができる。

【００４８】さらに、光触媒作用を奏する物質として
は、ＴｉＯ2（酸化チタン）の他に、ＺｎＯ（酸化亜
鉛）ＣｅＯ2（酸化セリウム）、Ｔｂ2Ｏ3（酸化テルビ
ウム）、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）、Ｅｒ2Ｏ3（酸化
エルビウム）、もしくはこれらの２種類以上の混合系、
さらにはゼオライトなど混合した形態を採ってもよい。

【００４９】

【発明の効果】本発明の蛍光ランプまたは照明器具によ
れば、紫外線強度が低いバルブ外面部位に光触媒膜を形
成しないようにしたので、光触媒膜が効果的に吸着物質
を酸化、分解することによって所望の光触媒活性が発揮
されるとともに、汚れ物質がバルブ外面に残存すること
がなく、蛍光ランプの外観が損なわれることがない。

【００５０】

【図面の簡単な説明】

【００５１】

【図１】本発明の第１の実施形態の蛍光ランプを模式的
に示す一部切欠き断面図。

【００５２】

【図２】同上蛍光ランプを模式的に示す一部拡大側面
図。

【００５３】

【符号の説明】

１…バルブ、４…電極、９…口金、６…光触媒膜、７…
蛍光体層、１０…被膜形成縁部、Ａ…バルブ電極部位、
Ｂ…バルブ端部、Ｃ…中間位置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 仁志 東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ラ イテック株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内面に蛍光体層が形成され、両端に電極
   が封装された管状バルブと；このバルブ端部に取付けら
   れた口金と；バルブ電極部位からバルブ端部まで長さの
   中間位置よりも電極側に被膜形成縁部が位置するように
   バルブ外面に形成された光触媒膜と；を具備しているこ
   とを特徴とする蛍光ランプ。
2. 【請求項２】 内面に蛍光体層が形成され、両端に電極
   が封装された管状バルブと；このバルブ端部に取付けら
   れた口金と；紫外線強度が両電極間のバルブ部位の紫外
   線強度に対して５０％未満となるバルブ電極部位からバ
   ルブ端部までの領域には被膜が形成されないようにバル
   ブ外面に形成された光触媒膜と；を具備していることを
   特徴とする蛍光ランプ。
3. 【請求項３】 光触媒膜は、アナターゼ結晶形の酸化チ
   タンを主体として構成されていることを特徴とする請求
   項１または２記載の蛍光ランプ。
4. 【請求項４】 器具本体と：前記器具本体に着脱自在に
   装着された請求項１ないし３いずれか一記載の蛍光ラン
   プと：を具備していることを特徴とする照明器具。