专利名称：荧光灯用玻璃管及其制造方法
技术领域：
本发明涉及荧光灯用玻璃管及其制造方法。
背景技术：
在荧光灯的制造过程等中，大量的荧光灯用玻璃管被装箱运输。但是，上述大量的 荧光灯用玻璃管由于没有隔着缓冲材料等而是在相接触的状态下被装箱，因此相邻的荧光 灯用玻璃管互相摩擦或互相碰撞，从而导致在荧光灯用玻璃管的外周面产生划痕。荧光灯 用玻璃管外表面的划痕不仅会在荧光灯的制造过程中引起荧光灯用玻璃管的破裂等问题， 还会降低荧光灯的外观品质。作为抑制上述划痕产生的方法，公开了在玻璃管表面的一部分或全部涂布含有阴 离子性表面活性剂的水溶液来形成保护膜的方法(参照专利文献1)。但是，利用上述形成保护膜的方法来抑制划痕产生的效果并不充分。专利文献1 日本特开2000-211947号公报
发明内容
本发明提供更有效地抑制了上述划痕产生的荧光灯用玻璃管及其制造方法。本发明的荧光灯用玻璃管包含圆筒状玻璃管和保护膜，且所述荧光灯用玻璃管的 滑动角度为10°以下，上述圆筒状玻璃管含有5 17重量％的Na20、3 7重量的％ K2O, 上述保护膜覆盖上述玻璃管的一部分或全部外周面，且含有HLB值是8以上的非离子系表 面活性剂。本发明的荧光灯用玻璃管的制造方法包含下述保护膜形成工序在含有5 17重 量％的Na20、3 7重量％的K2O的圆筒状玻璃管的一部分或全部外周面上，涂布含有表面 活性剂的水溶液，以使HLB值是8以上的上述表面活性剂的涂布量达到0. 002μ g/cm2以上， 并且将得到的涂膜干燥，从而形成保护膜。根据本发明，可以提供更有效地抑制了划痕发生的荧光灯用玻璃管及其制造方法。
图IA是表示本发明的荧光灯用玻璃管的一个例子的侧视图。图IB是图IA的1-1，剖视图。图2A是说明滑动角度的测定方法的侧视示意图。图2B是说明滑动角度的测定方法的平面示意图。
具体实施例方式本发明人等发现，通过将特定组成的玻璃管的外表面的一部分或全部用含有特定 的表面活性剂的保护膜来覆盖，能提供更有效地抑制了划痕产生的荧光灯用玻璃管。
下面，对本发明的荧光灯用玻璃管的一个例子进行说明。图IA示出本发明的荧光灯用玻璃管的一个例子的侧视图，图IB示出图IA的1_1’ 剖视图。如图IA和图IB所示，本发明的荧光灯用玻璃管的一个例子含有圆筒状的玻璃管 1和覆盖玻璃管1的外周面的保护膜2。保护膜2以覆盖玻璃管1外周面的一部分或全部的方式形成。保护膜2优选以覆 盖玻璃管1外周面的全部的方式来形成，但是，例如荧光灯用玻璃管10的两端部有时在荧 光灯的制造过程中被切断，在这种情况下，玻璃管1的两端部就没必要被保护膜2覆盖。另 夕卜，在保护膜2的形成过程中，有时用夹具将玻璃管1的两端部夹持，在这种情况下，在该两 端部不形成保护膜2。如上所述，在本发明中，在不损害本发明效果的前提下，保护膜2也可 以以不覆盖玻璃管1的整个外周面、而只覆盖玻璃管1的外周面的一部分的方式形成。玻璃管1含有5重量％以上的Na20、3重量％以上的K2O,因此玻璃表面具有极性 基团，呈现高亲水性。由此，HLB值为8以上的非离子系表面活性剂的亲水基团与玻璃管1 具有的上述极性基团牢固地结合，玻璃管1的外周面被含有HLB值是8以上的非离子系表 面活性剂的上述保护膜2均勻地覆盖。在上述保护膜2的玻璃管1侧的相反侧，聚集了亲 油基，由于荧光灯用玻璃管10的滑动角度为10°以下，因此可以抑制因相邻的荧光灯用玻 璃管之间的互相摩擦或互相碰撞而产生的划痕。另外，滑动角度θ是指，在配置于水平基准面上的且具有水平面的测定台上的荧 光灯用玻璃管Ia上，水平地配置了荧光灯用玻璃管Ib的状态下，在使测定台倾斜时，当荧 光灯用玻璃管Ib在荧光灯用玻璃管Ia上开始滑动时，测定台相对于基准面的倾斜角度。荧 光灯用玻璃管Ia和荧光灯用玻璃管Ib均为本发明的荧光灯用玻璃管，滑动角度θ可以用 后述实施例中记载的方法来测定(参照图2Α和图2Β)。若玻璃管1中含有的Na2O的含量超过17重量％、Κ20的含量超过7重量％，则容易 从玻璃管1溶出碱性成分，对于用这样的玻璃管形成的荧光灯，荧光体或汞会与碱性成分 反应，从而荧光灯的光束减少。因此，在本发明中，从能够提供玻璃管1被保护膜2覆盖的 高隐蔽性和高光束的荧光灯的观点出发，玻璃管1中含有的Na2O的含量为5 17重量％， K2O的含量为3 7重量％。玻璃管1只要含有5 17重量％的Na20、3 7重量％的K2O即可，对其组成并没 有特殊限定，例如，优选下列组成。SiO2 :55 75 重量％B203:0 5 重量％Al2O3=O 5 重量％Li2O=O 5 重量％Na2O :5 17 重量％Κ20:3 7 重量％Mg0:0 5 重量％Ca0:0 10 重量％Sr0:0 10 重量％Ba0:0 10 重量％SiO2是主要成分，是制造玻璃的基础结构的成分。若SiO2的含量为55 75重量％，则可以得到优质的玻璃管。作为碱金属氧化物的Na20、K20及Li2O具有降低玻璃粘度、 提高熔融加工性的功能。关于作为碱土类金属氧化物的MgO和CaO，从提高玻璃的电绝缘性和化学耐久性 的观点出发，优选在玻璃中含有，MgO的含量更优选为0. 5重量％以上，CaO的含量更优选为 1重量％以上。另一方面，从确保玻璃的高透光性的观点出发，MgO的含量优选为5重量％ 以下，CaO的含量优选为10重量％以下。关于SrO和BaO，从提高玻璃的电绝缘性的观点出发，优选在玻璃中含有。另一方 面，从确保玻璃的高透光性的观点出发，SrO的含量优选为10重量％以下，BaO的含量优选 为10重量％以下。关于B2O3，从提高玻璃的化学耐久性的观点以及从降低粘性、提高加工性的观点出 发，优选在玻璃中含有。B2O3的含量优选为1重量％以上。关于Al2O3，从提高玻璃的化学耐久性的观点出发，优选在玻璃中含有。Al2O3的含 量优选为0. 5重量％以上。另一方面，从确保玻璃的高加工性的观点出发，Al2O3的含量优 选为5重量％以下。构成本发明的荧光灯用玻璃管的玻璃管1只要是圆筒状即可，对其形状没有特别 限制，通常优选外径为3 25mm、内径为2 24mm、长度为300 1100mm、厚度为0. 4 0. 9mm。保护膜2中含有的HLB值为8以上的非离子系表面活性剂如果是下述式1表示的 聚氧化乙烯烷基醚等醚型非离子系表面活性剂，则表面活性剂的凝聚力变大，保护膜2不 容易从玻璃管1表面剥离，抑制划痕产生的效果可以长时间持续，因而优选。式1 :R-0_ (EO)n-H其中，R是碳原子数为12 18的直链烷基，η是平均加成摩尔数，η为4以上的 数，优选为30以上的数，EO是乙烯氧基(CH2CH2O)。HLB值是基于GrifTin法由下述式2定义的值。基于使保护膜2易于附着在玻璃 管1表面、得到防止划痕的效果的理由，HLB值需要在8以上。对表面活性剂的HLB值的上 限没有特别限制，通常是18。式2 =HLB值=20Χ (亲水部的式量的总和/分子量) 接着，对本发明的荧光灯用玻璃管的制造方法的一个例子进行说明。本发明的荧光灯用玻璃管的制造方法的一个例子包含保护膜形成工序在圆筒状 的玻璃管1的外周面上，涂布含有HLB值为8以上的非离子系表面活性剂的水溶液，并且将 得到的涂膜干燥，从而形成保护膜2。对于涂布上述水溶液时的玻璃管1的表面温度没有特别限制，但当后述的水溶液 涂布方法是将水溶液吹送到玻璃管上的喷雾法时，玻璃管1优选被加热至涂布后的水溶液 中的表面活性剂不会因燃烧而分解的程度(例如为450°C以下，优选为400°C以下)，并且， 基于使表面活性剂更牢固地附着于玻璃管的理由，优选为380°C以下，更优选为350°C以 下。另一方面，基于能够利用加热后的玻璃管所具有的热量来使涂膜干燥的理由，优选为 100°C以上，更优选为120°C以上。此外，玻璃管1的外周面的温度是上述水溶液被涂布之前的玻璃管1的外周面的 温度，是用后述实施例中记载的方法测定的值。
在玻璃管的制造过程中，使熔融软化的玻璃材料成形为圆筒状后，将该成形物冷 却(在本发明中，在上述冷却的进行中的上述成形物也包含于玻璃管。)。在玻璃管被加 热的状态下涂布水溶液时，例如可以利用上述冷却中的玻璃管具有的热量来进行涂膜的干 燥，也可以向被再加热的玻璃管上涂布上述水溶液，利用该玻璃管具有的热量来进行涂膜 的干燥。上述玻璃管含有5 17重量％ Na20,3 7重量％ K2O0玻璃管中含有的其他成 分如上所述。关于在含有HLB值为8以上的非离子系表面活性剂的水溶液中的非离子系表面活 性剂的含量，从得到抑制划痕产生的效果、同时通过形成保护膜2来抑制荧光灯用玻璃管 的发粘和吸附污渍的产生的观点出发，优选为0. 01 5重量％，但基于在低成本下进行处 理的理由，更优选为0.01 1重量％。
关于玻璃管1的每单位面积上的非离子系表面活性剂的涂布量，为了得到抑制 划痕产生的效果，需要涂布量在0. 002 μ g/cm2以上。从通过形成保护膜2来抑制荧光灯 用玻璃管10的发粘和吸附污渍的产生的观点出发，非离子系表面活性剂的涂布量优选为 0. 3 μ g/cm2 以下。作为水溶液中含有的水，例如可以是超纯水、纯水、离子交换水、蒸馏水等中的任 一种。这里，纯水和超纯水是指，将自来水通过活性炭，进行离子交换处理，然后蒸馏，将蒸 馏得到的水根据需要照射规定的紫外线杀菌灯的光或通过过滤器后得到的水。对水溶液的涂布方法没有特别限制，可以列举喷雾法、浸渍法、刷毛涂布法等公知 的方法，但优选喷雾法，因为喷雾法能仅向玻璃管1的外周面很均勻地涂布水溶液而不会 使水溶液附着于玻璃管的内周面等，并且能容易地对被加热的玻璃管1涂布水溶液。对涂膜的干燥方法没有特别限制，但从提高生产率以及形成更均勻的保护膜的观 点出发，优选利用被加热的玻璃管1所具有的热量来干燥涂膜。实施例将下述表1中记载的含有表面活性剂的水溶液通过喷雾涂布，在外周面温度为 350 400°C的玻璃管(外径4mm、内径3mm、长度1000mm、厚度0. 5mm)上涂布，使涂膜干 燥，得到实施例1 9、比较例1 5的荧光灯用玻璃管。玻璃管的组成、水溶液中的表面活性剂的浓度、表面活性剂的种类、每单位面积的 表面活性剂的涂布量分别如表1所记载。对通过在玻璃管上涂布上述水溶液而形成的涂膜 的干燥，利用玻璃管具有的热量来进行。另外，在表1中的实施例1 9和比较例1 4中， 作为表面活性剂，使用非离子系表面活性剂(R-O-(EO)n-H),但在比较例5中，使用阴离子系 表面活性剂的烷基聚氧化乙烯磺酸钠。对于涂布上述水溶液之前的玻璃管1的外周面的温度，使用红外热摄像仪(株式 会社Chino制、CPA-8000)来测定。此时，放射率为e = 0. 86，测定部位是长度方向两端部 及中央这3个部位。3个部位的温度均是350 400°C的温度范围的值。〈滑动角度的测定方法〉如图2B所示，在配置于水平基准面上的且具有水平面的测定台3上，将6根荧光 灯用玻璃管Ia以Icm间距互相平行地固定，在这些多根荧光灯用玻璃管Ia上，放置以Icm 间距固定了另外6根荧光灯用玻璃管Ib的夹具4。接着，如图2A所示，慢慢地倾斜测定台3，直至荧光灯用玻璃管Ib开始滑动。然后，读取荧光灯用玻璃管Ib开始滑动时的角度，将 该角度作为“滑动角度”。滑动角度越小，意味着荧光灯用玻璃管之间的摩擦力越小。该测 定方法参考了日本玻璃瓶协会规格的规定。 <触伤有无的评价方法/评价基准>为了评价荧光灯用玻璃管的受到划伤的难度，评价其加伤试验前后的强度。加伤 试验是将20根荧光灯用玻璃管(外径4mm、内径3mm、长度50mm、厚度0. 5mm)放入聚 丙烯容器内，用震动试验机以175rpm的转速使上述容器旋转180秒。然后，测定荧光灯用 玻璃管的3点弯曲强度。强度测定使用了 3点弯曲强度试验机(株式会社岛沣制作所制 AUTOGRAPH)。测定3点弯曲强度时，用两个基座支撑荧光灯用玻璃管，使基座之间的距离为 40mm。载荷速度为lmm/min，各样品数为η = 50根。将测定结果绘制成威布尔图，算出玻璃 的特性强度。上述玻璃的特性强度是指绘制成威布尔图时的破坏概率为63. 2%时的强度。在实施例1 9、比较例1 5中使用的玻璃管均具有适合荧光灯所使用的玻璃 管的玻璃特性强度，但如果加伤试验后相对于加伤试验前的玻璃管的特性强度的下降率达 20%以上，则在使用了荧光灯用玻璃管的荧光灯的制造工序中，因荧光灯用玻璃管的外周 面划痕引起的玻璃管的破裂显著增加。
权利要求
1.一种荧光灯用玻璃管，其包含圆筒状玻璃管和保护膜，且所述荧光灯用玻璃管的滑 动角度为10°以下，所述圆筒状玻璃管含有5 17重量％的Na20、3 7重量％的K2O,所 述保护膜覆盖所述玻璃管的一部分或全部外周面，且含有HLB值是8以上的非离子系表面 活性剂。
2.如权利要求1所述的荧光灯用玻璃管，其中，所述非离子系表面活性剂是以下述式1 表示的非离子系表面活性剂，式 1R-O-(EO)n-H其中，R是碳原子数为12 18的直链烷基，η是平均加成摩尔数，η为4以上的数，EO 是乙烯氧基即CH2CH2O15
3.一种荧光灯用玻璃管的制造方法，其包含下述保护膜形成工序在含有5 17重 量％的Na20、3 7重量％的K2O的圆筒状玻璃管的一部分或全部外周面上，涂布含有表面 活性剂的水溶液，以使HLB值是8以上的所述表面活性剂的涂布量达到0. 002μ g/cm2以上， 并且将得到的涂膜干燥，从而形成保护膜。
4.一种荧光灯用玻璃管的制造方法，其中，所述表面活性剂的涂布量为0. 3 μ g/cm2以下。
5.如权利要求3或4所述的荧光灯用玻璃管的制造方法，其中，在所述保护膜形成工序 中，通过将所述水溶液吹送到被加热的所述玻璃管的外周面上来形成所述涂膜。
6.如权利要求3 5中任一项所述的荧光灯用玻璃管的制造方法，其中，所述表面活性 剂是以下述式1表示的非离子系表面活性剂，式 1R-O-(EO)n-H其中，R是碳原子数为12 18的直链烷基，η是平均加成摩尔数，η为4以上的数，EO 是乙烯氧基即CH2CH2O15
7.如权利要求5所述的荧光灯用玻璃管的制造方法，其中，在所述保护膜形成工序中， 利用被加热的所述玻璃管所具有的热量使所述涂膜干燥。
8.如权利要求7所述的荧光灯用玻璃管的制造方法，其中，将用于形成玻璃管的熔融 的玻璃材料成形为圆筒状后，在冷却的进行中，在所述玻璃管上涂布所述水溶液，利用所述 玻璃管所具有的热量来使所述涂膜干燥。
9.如权利要求7或8所述的荧光灯用玻璃管的制造方法，其中，所述水溶液涂布之前的 所述玻璃管的外周面的温度为100 450°C。
全文摘要
本发明的荧光灯用玻璃管包含圆筒状玻璃管和保护膜，且所述荧光灯用玻璃管的滑动角度为10°以下，所述圆筒状玻璃管含有5～17重量％的Na2O、3～7重量％的K2O，所述保护膜覆盖所述玻璃管的一部分或全部外周面，且含有HLB值是8以上的非离子系表面活性剂。非离子系表面活性剂优选是以下述式1表示的非离子系表面活性剂。其中，R是碳原子数为12～18的直链烷基，n是平均加成摩尔数，n为4以上的数，EO是乙烯氧基即CH2CH2O，式1R-O-(EO)n-H。
文档编号C03C3/091GK102077314SQ200980123968
公开日2011年5月25日 申请日期2009年6月17日 优先权日2008年6月25日
发明者元家淳志, 北嘉之, 谷内昭 申请人:松下电器产业株式会社