JPH07109759B2

JPH07109759B2 - 管球

Info

Publication number: JPH07109759B2
Application number: JP20752888A
Authority: JP
Inventors: 暢宏田村; 厚佐藤; 明夫帆刈
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1988-08-22
Filing date: 1988-08-22
Publication date: 1995-11-22
Anticipated expiration: 2010-11-22
Also published as: JPH0256848A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明はガラスバルブと口金とをけい素樹脂系接着剤を
用い接合した管球に関する。

（従来の技術）従来、一般電球や蛍光ランプなどの管球において、バル
ブと口金との接着にフェノール樹脂系接着剤が使用され
ていた。

近年、これら一般電球や蛍光ランプにおいて、小形高出
力化の傾向が生じ、これに伴って、耐熱性、耐紫外線性
に優れたけい素樹脂系接着剤（特公昭37−18948号公
報）が注目されるに至った。

（発明が解決しようとする課題）従来のけい素樹脂系接着剤は一般に平均粒径５μ前後の
無機充填材を配合したもので、フェノール樹脂系接着剤
の硬化温度では硬化が遅く、フェノール樹脂系接着剤を
用いることを前提にした通常の口金接着機が使用でき
ず、口金接着工程だけ別に生産ラインを編成する必要が
あった。

また、従来のけい素樹脂系接着剤は粘性が高く、作業
中、水飴や納豆に見られるような糸引き現象を生じ、接
着剤を口金内面に付着させるにあたり接着剤充填機を用
いると、接着剤の定量射出が困難なばかりでなく、射出
を終了しても接着剤の糸引きが止まず、口金や作業環境
を汚損するので、フェノール樹脂系接着剤用の接着剤充
填機を転用できず、この接着剤充填工程を特製の充填機
を用いた特別編成にする必要があった。

このように、従来はけい素樹脂系口金接着剤を用いるた
めの専用の製造装置を用いたり、特別の生産ラインを設
けたりしたので、流れ作業の編成が困難で生産能率が低
く高価になることが避けられない。またけい素樹脂その
ものが高価であることも無視できない。

また、特公昭56−51467号公報や特開昭58−1767号公報
にはけい素系の接着剤が開示されている。このうち前者
の公報記載のものは、けい素として水溶性けい酸塩化合
物が用いられており、この化合物を用いた接着剤は加熱
後、セラミックのように硬化し、300℃程度の高温度に
耐えるものである。しかし、このような接着剤は硬化後
の弾性が低く口金接合部のガラスバルブに加わる応力が
強く、バルブに不所望なクラックを生じ易いなどのこと
がある。

また、後者の公報記載のものは、けい素樹脂としてシリ
コンゴムが用いられており、接着剤として弾性は高くガ
ラスバルブに与える応力は小さいが、けい素樹脂の割合
が多く接着剤のコストが高価になるとともに上述したよ
うに粘性が高く接着剤充填機を用いて口金に定量の接着
剤を付着させることが困難であった。

そこで、本発明の課題は適度の粘性を有する接着剤を用
い、従来のフェノール樹脂系接着剤用充填機をそのまま
転用して良好な作業性を発揮でき、かつ従来のフェノー
ル樹脂系接着剤と同程度の加熱時間で硬化し、その結
果、従来のフェノール樹脂系接着剤を使用することを前
提にした既存の製造設備と生産ラインをそのまま転用し
て製造できる管球を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明の管球はガラスバルブと、口金と、上記ガラスバ
ルブおよび口金を接合したけい素樹脂を接着成分としこ
れに平均粒径が10μ以上の無機充填材を72〜92重量％配
合して点灯時に220℃以下の温度で使用される接着剤と
を備えていることを特徴としている。

（作用）本発明者はガラスバルブと口金とを接合する接着剤に粒
径の大きな無機充填材を配合すると、この充填材の粒子
相互がからみ合って係合し接着力を補強することに着目
した。そして、けい素樹脂中に配合する無機充填材の平
均粒径と配合比とを選定したことによって、弾性度を適
当に保つとともに従来のフェノール樹脂系接着剤を用い
た場合と同程度の支障のない接着強度を備えた管球を得
た。

さらに、本発明者は、無機充填材の配合比を大きくする
とけい素樹脂の糸引き現象を改善できることに着目し、
配合比を適当にして粘性を低くし従来のフェノール樹脂
系口金接着剤用充填機にそのまま使用でき、同じ生産ラ
インに組み込むことが可能になり、しかも、口金へばら
つき少なく定量付着が可能となり、口金や作業環境を汚
損する虞れをなくした。しかも、無機充填材の配合比を
高くして作業性を改善できる範囲にすると、そのまま接
着強度を上述した必要程度まで向上でき、さらに安価に
供給できることも同時に発見した。

（実施例）本考案の詳細を下記の各実施例によって説明する。

実施例１本実施例は無機充填材として炭酸カルシウム粉末を用い
たもので、その材料組成は次のとおりである。

けい素樹脂（東芝シリコーン（株）製TSEシリーズ） 20
重量％炭酸カルシウム粉末（丸尾カルシウム（株）製重質炭酸
カルシウム平均粒径80μ仕様 80重量％これら両成分を全体の７重量％に相当する溶剤たとえば
キシレンで混練してペースト状の接着剤に調整し、これ
をフェノール樹脂系口金接着剤用として製作された大西
機械（株）製口金接着剤充填機に充填して通常の空気圧
を印加し、その射出口に電球用口金を装着し、充填機の
射出弁を開いて所定量の接着剤を射出して口金の開口部
内面に所定のとおり付着した。このとき、接着剤はフェ
ノール樹脂系口金接着剤と同程度の粘着性と切れ特性と
を有し、糸引き現象はほとんど見られず、フェノール樹
脂系口金接着剤用として製作された充填機であるにもか
かわらず、定量射出が可能で、付着量のばらつきが少な
く、口金や作業場を汚損することがほとんどなく、作業
条件や作業性もほとんど変らなかった。

つぎに、このけい素樹脂系口金接着剤を付着した口金を
電球に装着し、通常の電球用口金接着機に装着し、通常
の加熱条件すなわち220℃で１分間加熱して接着剤を焼
付けた。

このようにして口金を接合した電球を取り、その後の工
程において稀に発生する程度の押圧，打撃，ねじりなど
の外力を口金に加えて試験したところ、口金には位置ず
れ、曲り、捩れ、剥れなどの異状は全く認められず、従
来の電球の生産ラインにそのまま組込んで何んの支障も
なかった。また、接着剤は硬化後も適度の弾性を有し、
バルブを締付け破壊するような強い応力を生じることも
なかった。

また、上述の焼付け工程終了後においても、けい素樹脂
の硬化はさらに進行し、製品として完成したときには総
ての製品が規定を上回る接着強度を示し、さらに5000時
間の寿命試験において、口金破壊強度は日本工業規格
（JIS）を上廻る5N・ｍ以上で全く問題はなかった。さ
らに、本実施例の接着剤は炭酸カルシウム粉末など安価
の無機充填材の配合量を多くしたので、製造価格が安く
できる。

そこで、上記実施例口金接着剤において、けい素樹脂の
硬化が不充分であるにもかかわらず、高い接着強度を呈
する理由を考察するため、電球の口金接着部分を切り取
ってその断面を調査した。この結果を第１図に模型的に
示す。すなわち、（１）はガラスバルブ、（２）は口
金、（３）は本実施例の口金接着剤をそれぞれ模擬した
もので、口金接着剤（３）は硬化したけい素樹脂（31）
中に無機充填材（32）が混在した構造をなしている。そ
うして、本発明の特徴は無機充填材（32）の粒子が突角
部によって他の無機充填材（32）の粒子に係合して互い
に支えあっていることであり、これら無機充填材（32）
の粒子間には接着成分であるけい素樹脂（31）が充填し
ている。なお、この図では、無機充填材（32）の粒子形
を五角形で模擬したが、実際は不規則形状をなし、多く
は鋭い突角部を有している。そうして、この図示のよう
に、無機充填材（32）の粒子相互が係合して支えあって
いることが、けい素樹脂（31）の硬化が不充分であるこ
とにもかかわらず、溶剤が蒸発すれば直ちに見掛け上強
い接着力を呈する理由であると考えられる。

実施例２本実施例は無機充填材としてシリカ粉末を用いたもの
で、その材料組成は次のとおりである。

けい素樹脂（実施例１と同じ） 15重量％シリカ粉末（龍森（株）製クリスタライト）（平均粒径100μ） 85重量％このものも上述した実施例１と同様にして口金接着剤に
形成し、同様に大西機械（株）製口金接着剤充填機に充
填して電球用口金の開口部内面に付着したところ、フェ
ノール樹脂系口金接着剤の場合と同じ条件で作業でき、
同様に定量射出が可能で、付着量のばらつきが少なく、
口金や作業場を汚損することがほとんどなく、従来のフ
ェノール樹脂系口金接着剤を用いた場合に比較してほと
んど変らなかった。

さらに、この実施例２の接着剤を付着した口金を前述と
同様、口金接着機によって電球に接合したところ、通常
の加熱条件すなわち220℃で１分の焼付け条件でその後
の製造工程における諸作業に支障のない程度の接着強度
を示して、従来の電球生産ラインにそのまま組込むこと
が可能であった。また、焼付け工程終了後において、け
い素樹脂の硬化がさらに進行し、接着強度がさらに上昇
したことも同様であった。さらに、この実施例２のもの
も著しく安価に製造できた。

つぎに、上述の両実施例の材料組成において、無機充填
材の平均粒径と焼付け直後の接着強度との関係を調査し
た。この試験において、焼付け条件はいずれも上述のと
おり220℃で１分とし、接着強度はJISで示される口金接
着強度試験によりＮ・ｍの単位で示した。この結果を第
２図に示す。図は横軸に無機充填材の平均粒径をμの単
位でとり、縦軸に接着強度をＮ・ｍの単位でとったもの
で、実線は無機充填材が炭酸カルシウム粉末である場
合、破線は同じくシリカ粉末である場合をそれぞれ示
し、さらにJISで定める口金接着剤の使用限界強度3N・
ｍを鎖線で示した。この第２図から、無機充填材の好ま
しい平均粒径はいずれも10μ以上で、この条件が満され
れば一般照明用電球の日本工業規格（JISC7501）に定め
る3N・ｍ以上の接着強度が得られることが明らかであ
る。

つぎに、上述の両実施例の材料において、無機充填材の
平均粒径を上述のとおり炭酸カルシウムの場合80μ、シ
リカの場合100μとし、無機充填材の配合比を種々変化
させて220℃１分で焼付け、配合比と焼付け直後の接着
強度との関係を調査した。この試験の測定方法も上述の
JIS規格によって行った。

この結果を第３図に示す。図は横軸に無機充填材の配合
比を重量％の単位でとり、縦軸に接着強度をＮ・ｍの単
位でとったもので、実線は無機充填材が炭酸カルシウム
である場合、破線はシリカである場合、鎖線は比較のた
めのフェノール樹脂系口金接着剤をそれぞれ示す。

この第３図から、無機充填材の配合比が50〜97重量％の
範囲であれば、いずれもJISに定める使用限界3N・ｍを
上回わり、フェノール樹脂系口金接着剤と同様に使用で
きることが明らかになった。しかも、焼付け直後におけ
る接着強度がフェノール樹脂系口金接着剤より若干低い
ので、フェノール樹脂系口金接着剤使用の際に時々見ら
れるような焼付け後の冷却過程におけるバルブのクラッ
クが発生しない付帯効果も見られた。

さらに、上述の実施例において、無機充填材の平均粒径
および配合比と作業性との関係を調査した。この試験に
おいて、接着剤は上述したフェノール樹脂系口金接着剤
用として製作された大西機械（株）製電球用口金接着剤
充填機を用い、通常の空気圧によって操作して電球用口
金に所定量付着し、そのときの糸引き現象の程度を感覚
的に評価した。

この結果を第４図に示す。図は横軸に無機充填材の配合
比を重量％の単位でとり、縦軸に糸引き現象を感覚的評
価でとったもので、実線は無機充填材が炭酸カルシウム
である場合、破線はシリカである場合とし、いずれも平
均粒径が10μ、50μおよび100μの場合を記載し、さら
に、比較のためフェノール樹脂系口金接着剤において無
機充填材と作業性との関係を記載した。

この第４図から、無機充填材の平均粒径が10μ以上であ
れば、その配合比が72〜97重量％の範囲内において、糸
引き程度が従来のフェノール樹脂系口金接着剤とほぼ同
じになり、完全に置換えて作業に支障がないことが明ら
かになった。

さらに、この第４図を第３図と比較すれば、無機充填材
の配合比が72〜97重量％の範囲であれば、接着強度もま
た良好で、フェノール樹脂系口金接着剤に置換えても従
来の生産ラインをそのまま転用できることが明らかであ
る。

そこで、本発明において、けい素樹脂系口金接着剤に配
合する無機充填材の好ましい平均粒径を10μ以上とし、
かつその配合比を72〜97重量％の範囲に限定した。そし
て、無機充填材は炭酸カルシウムやシリカ以外のもので
あっても同様である。

そうして、本発明の口金接着剤は多種類の管球の口金接
着に適用でき、特に耐熱性や耐紫外線性を要求される用
途、たとえば一般電球、大出力電球、蛍光ランプ、殺菌
灯などに適する。さらに、無機充填材は一般にけい素樹
脂に比べて著しく安価であるので、接着剤の価格を引下
げる付帯効果もある。

〔発明の効果〕

このように本発明の管球は、ガラスバルブと口金とを接
合した接着剤をけい素樹脂を接着成分とし、これに平均
粒径が10μ以上の無機充填材を72〜97重量％配合したの
で、ガラスバルブに締付力が加わっても適度の弾性を有
していてクラックを生じるようなことがない。また、口
金への接着剤の付着に際し粘性が低いので、従来のフェ
ノール樹脂系口金接着剤用充填機にそのまま使用できる
ようになり、かつ従来のフェノール樹脂系口金接着剤を
用いて口金焼付けを行なう口金接着機にそのまま使用し
て同一条件で焼付けてもその後の作業に支障のない程度
の接着強度が得られるので、従来の生産ラインにそのま
ま使用できるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の管球用口金接着剤の一実施例の接着状
態を示す模型的拡大断面図、第２図は本発明における無
機充填材の平均粒径と接着強度との関係を示すグラフ、
第３図は無機充填材の配合比と接着強度との関係を示す
グラフ、第４図は無機充填材の配合比と平均粒径が作業
性に及ぼす影響を示すグラフである。（１）……ガラスバルブ、（２）……口金（３）……口金接着剤、（31）……けい素樹脂（32）……無機充填材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラスバルブと；口金と；上記ガラスバルブおよび口金を接合した、けい素樹脂を
接着成分としこれに平均粒径が10μ以上の無機充填材を
72〜92重量％配合して点灯時に220℃以下の温度で使用
される接着剤と；を備えていることを特徴とする管球。