JP2002343246A - ガラス管内壁面への蛍光体被膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラス管内壁面に蛍光体被膜を形成するに際
し、蛍光体分散液の垂れ落ちにより生ずるガラス管の軸
方向の蛍光体被膜の膜厚差を軽減して、輝度差や色度差
の少ない蛍光体被膜を形成することを目的とする。 【解決手段】 ガラス管10をほぼ鉛直に保持してその下
端開口から蛍光体分散液12を吸い上げるかまたは上端開
口から流下させてガラス管内壁面に蛍光体分散液を塗布
したのち、上端開口から乾燥気体を供給してガラス管内
壁面に塗布された蛍光体分散液を乾燥するガラス管内壁
面への蛍光体被膜形成方法において、ガラス管内壁面に
塗布された蛍光体分散液を乾燥して蛍光体被膜17を形成
するとき、ガラス管の上部を外側から加熱するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光体被膜を有す
る放電灯のガラス管内壁面への蛍光体被膜形成方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】蛍光体被膜を有する放電灯としては、直
管型、環状型、Ｕ字型、Ｗ字型など各種形状のものが実
用化されている。これら放電灯のうち、環状型、Ｕ字
型、Ｗ字型などは、いずれも内壁面に蛍光体被膜が形成
された直管状のガラス管を折り曲げ成形することにより
製造される。

【０００３】従来、上記ガラス管内壁面への蛍光体被膜
の形成は、直管状のガラス管をほぼ鉛直に保持し、その
下端開口部を容器に満たされた蛍光体分散液に浸し、上
端開口部を減圧装置に接続して上記容器の蛍光体分散液
を吸い上げるか、または上端開口から蛍光体分散液を流
下させて、ガラス管内壁面に蛍光体分散液を塗布する。
ついで上記ガラス管の上端開口から乾燥気体（常温また
は熱風）を供給して上記ガラス管内壁面に塗布された蛍
光体分散液を乾燥することによりおこなわれている。

【０００４】なお、上記蛍光体分散液としては、酢酸ブ
チルなどの有機溶媒にニトロセルローズなどのバインダ
ーを溶解したバインダー溶液に蛍光体を分散したものが
用いられ、蛍光放電管の管種により、１種類の蛍光体を
分散したもの、および２種類以上の蛍光体を混合分散し
たものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述の方法により蛍光
体被膜を形成すると、蛍光体分散液の垂れ落ちにより、
ガラス管の管軸方向の蛍光体被膜の膜厚、すなわち蛍光
体分散液を塗布するときほぼ鉛直に保持したガラス管の
上端部側、中央部、下端部側で蛍光体被膜の膜厚が大き
く異なるようになる。一方、蛍光体被膜を有する放電灯
では、図８に蛍光体被膜の膜厚と光束（相対光束で図
示）との関係を曲線１で示したように、蛍光体被膜の膜
厚の増加にともなって放射される光束が増加する関係に
ある。そのため、１種類の蛍光体を分散した分散液を塗
布して形成された蛍光体被膜ではガラス管の管軸方向に
輝度差が生ずる。また２種類以上蛍光体を混合分散した
分散液を塗布して形成された蛍光体被膜では、輝度差ば
かりでなく、蛍光体の密度や粒度分布などの相違により
被膜中の蛍光体の混合比が変化することによる色度差が
生ずる。

【０００６】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたものであり、ガラス管内壁面に蛍光体被膜を形
成するに際し、蛍光体分散液の垂れ落ちにより生ずるガ
ラス管の管軸方向の蛍光体被膜の膜厚差を軽減して、輝
度差や色度差の少ない蛍光体被膜を形成することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】（１） 直管状のガラス
管をほぼ鉛直に保持し、このガラス管の下端開口から蛍
光体分散液を吸い上げるかまたは上端開口から流下させ
てガラス管内壁面に蛍光体分散液を塗布したのち、ガラ
ス管の上端開口から乾燥気体を供給してガラス管内壁面
に塗布された蛍光体分散液を乾燥するガラス管内壁面へ
の蛍光体被膜形成方法において、ガラス管内壁面に塗布
された蛍光体分散液を乾燥して蛍光体被膜を形成すると
き、ガラス管の上部を外側から加熱するようにした。

【０００８】（２） （１）のガラス管内壁面への蛍光
体被膜形成方法において、ガラス管上部の外側からの加
熱をガラス管の外側面に対して斜め下向きに配置された
ノズルの開口から熱風を吹付けることによりおこなうよ
うにした。

【０００９】（３） （２）のガラス管内壁面への蛍光
体被膜形成方法において、ノズルからの熱風の吹出し角
度を水平に対して３０°〜４５°とした。

【００１０】（４） （２）のガラス管内壁面への蛍光
体被膜形成方法において、ノズルの開口からの熱風を５
０℃〜７０℃とした。

【００１１】なお、ここでガラス管の上部とは、ほぼ鉛
直に保持された直管状のガラス管の上端とその下方約５
０mmの範囲の領域を指す。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１にこの発明の実施の一形態で
ある放電灯のガラス管内壁面への蛍光体被膜形成方法の
主要工程を示す。

【００１３】図１（ａ）に示すように直管状のガラス管
１０をほぼ鉛直に保持し、このガラス管１０の下端開口
部を容器１１に満たされた蛍光体分散液１２に浸し、上
端開口部を減圧装置１３に接続して、同（ｂ）に示すよ
うに上記容器１１の蛍光体分散液１２を吸い上げ、ガラ
ス管１０内に蛍光体分散液１２を充填する。この場合用
いられる蛍光体分散液１２は、酢酸ブチルなどの有機溶
媒にニトロセルローズなどのバインダーを溶解したバイ
ンダー溶液に蛍光体を分散したもので、１種類の蛍光体
を分散したもの、および２種類以上の蛍光体を混合分散
したものが用いられる。

【００１４】上記のように一旦ガラス管１内に蛍光体分
散液１２を充填したのち、減圧装置１３による減圧を解
除して、同（ｃ）に示すようにガラス管１０内に充填さ
れた蛍光体分散液１２を容器１１に戻す。そしてガラス
管１０の下端開口部を容器１１の蛍光体分散液１２から
取り出し、同（ｄ）に示すようにガラス管１０の上端開
口から矢印１５で示すように乾燥気体（常温または熱
風）を供給するとともに、ガラス管１０の外側に配置さ
れたノズル１６からガラス管１０の外側面に熱風を吹き
付けて加熱し、ガラス管１０の内壁面に塗布された蛍光
体分散液１２を乾燥して蛍光体被膜１７を形成する。

【００１５】上記熱風を吹き付けるノズル１６は、ガラ
ス管１０の上部すなわちほぼ鉛直に保持された直管状の
ガラス管１０の上端とその下方約５０mmの範囲の領域の
外側に、その外側面に対して斜め下向きに熱風の吹出し
角度θが水平に対して０°以上好ましくは３０°〜４５
°に、かつ熱風の吹出口をガラス管１０の外側面から５
０mm〜７０mm離して配置される。そして矢印１８で示し
たように、ヒーター（図示せず）により５０℃〜７０℃
に加熱された熱風を０．３ l/min〜１０ l/minの流量で
ガラス管１０の外側面に吹き付けるものとなっている。

【００１６】上記のようにノズル１６を配置すると、そ
の熱風吹出口よりも上方に位置するガラス管１０の外側
面は勿論、吹出口よりも下方に位置するガラス管１０の
外側面に熱風がより広く行き渡るようになる。すなわち
熱風の吹出し角度θが３０°未満であると、水平に近づ
くにしたがって熱風の加熱が局部的となり、蛍光体被膜
１７の加熱される部分と加熱されない部分との境目あた
りにむらやひび割れが発生しやすくなる。また熱風の吹
出し角度θが４５°を越えると、角度θの増大にともな
って加熱の影響が薄れる。一方、熱風が５０℃未満では
加熱の効果があまり現れない。しかし７０℃を越える
と、ひび割れが発生しやすくなるばかりでなく管軸方向
の色度差が発生しやすくなる、などの問題が発生する。

【００１７】なお、放電灯は、直管型については、上記
蛍光体被膜１７の形成されたガラス管１０の両端部に電
極を封止したのち、排気することにより製造される。ま
た環状型、Ｕ字型、Ｗ字型などは、上記蛍光体被膜１７
の形成されたガラス管１０をそれぞれ所定の形状に成形
し、その両端部に電極を封止したのち、排気することに
より製造される。

【００１８】上述のように蛍光体被膜１７を形成する
と、蛍光体分散液１２を塗布するときほぼ鉛直に保持し
たガラス管１０の上端部側からの蛍光体分散液１２の垂
れ落ちが減り、従来の蛍光体被膜形成方法に比べて上端
部側の蛍光体被膜１７が厚くなり、ガラス管１０の上端
部から下端部にかけての管軸方向の蛍光体被膜１７の膜
厚差が減少する。

【００１９】それにより１種類の蛍光体からなる蛍光体
分散液１２を塗布して形成された蛍光体被膜１７につい
ては、従来の方法により形成された蛍光体被膜に比べて
上記上端部側の輝度が高くなり、放電灯全体の光束を増
大させることができる。また２種類以上の蛍光体からな
る蛍光体分散液１２を塗布して形成された蛍光体被膜１
７については、輝度ばかりでなく、蛍光体の混合比が変
化するために生ずる管軸方向の色度差が軽減し、放電灯
全体の発光色を均一化することができる。さらに、上述
のようにガラス管１０の内壁面に塗布された蛍光体分散
液１２を内側から乾燥するとともに、ガラス管１０の上
部を外側から加熱して乾燥すると、蛍光体分散液１２の
乾燥時間が短くなり、放電灯の生産性を向上させること
ができる、などの効果が得られる。

【００２０】上記効果を２種類以上の蛍光体からなる蛍
光体分散液を塗布し、ほぼ鉛直に保持した長さ３４０mm
の直管状ガラス管の上端開口から乾燥空気を０．３ l/m
inの流量で供給するとともに、上端から５０mm下の外側
面にヒーターにより７０℃に加熱した熱風を１０ l/min
の速度で吹き付けて、ガラス管の内壁面に塗布された蛍
光体分散液を内外から乾燥して蛍光体被膜を形成した場
合について説明する。

【００２１】まず膜厚について、図２に蛍光体分散液を
塗布するときほぼ鉛直に保持したガラス管の上端からガ
ラス管の管軸方向距離を横軸として、この発明の方法で
形成した蛍光体被膜の膜厚２０a を上端開口からの乾燥
空気の流量を同じく０．３ l/minとして従来の方法で形
成した蛍光体被膜の膜厚２０b と比較して示す。これら
膜厚２０a ，２０b の比較からわかるように、この発明
の方法で蛍光体被膜を形成すると、ほぼ鉛直に保持した
ガラス管の上端部側の膜厚が従来の方法で形成された蛍
光体被膜の膜厚よりも厚くなり、従来の方法で形成され
た蛍光体被膜の管軸方向の膜厚差に対してその膜厚差が
軽減し、放電灯全体の膜厚が均一化する。

【００２２】なお、図３にこの発明の方法で形成した蛍
光体被膜の膜厚を、また図４に従来の方法で形成した蛍
光体被膜の膜厚を断面の顕微鏡写真で示す。それぞれ
（ａ）はガラス管の上端から２０mm、（ｂ）は上端から
５０mm、（ｃ）は上端から１００mm、（ｄ）は上端から
２００mm、（ｅ）は上端から３００mmの位置における断
面であり、この発明の方法で形成した蛍光体被膜および
従来の方法で形成した蛍光体被膜の膜厚は、それぞれ
（ａ）の上端から２０mmの位置では１３．８μm ，１
１．９μm 、（ｂ）の上端から５０mmの位置では１６．
６μm ，１８．１μm、（ｃ）の上端から１００mmの位
置では１５．９μm ，１７．５μm 、（ｄ）の上端から
２００mmの位置では１６．３μm ，１４．１μm 、
（ｅ）の上端から３００mmの位置では１６．３μm ，１
７．２μm と、図２とほぼ同様の結果となっている。

【００２３】図５に同じく蛍光体分散液を塗布するとき
ほぼ鉛直に保持したガラス管の上端からガラス管の管軸
方向距離を横軸として、この発明の方法で形成した蛍光
体被膜の輝度２１a を上端開口からの乾燥空気の流量を
同じく０．３ l/minとして従来の方法で形成された蛍光
体被膜の輝度２１b と比較して示す。この発明の方法で
蛍光体被膜を形成すると、図２に示した膜厚に対応し
て、ほぼ鉛直に保持したガラス管の上端部側の輝度が従
来の方法に比べて高くなる。その結果、管軸方向の輝度
が従来の方法で形成した蛍光体被膜１０b に対して均一
化する。

【００２４】なお、図５に示したガラス管上端から１５
０mm以上の位置での従来方法で形成された蛍光体被膜の
輝度２１b が図２に示した蛍光体被膜の膜厚２０a ，２
０bの関係と整合していないが、これは、膜厚と輝度の
測定位置が一致しないために生じたばらつきである。

【００２５】色度差として、図６に同じく蛍光体分散液
を塗布するときほぼ鉛直に保持したガラス管の上端から
ガラス管の管軸方向距離を横軸として、この発明の方法
で形成した蛍光体被膜のＸ値のシフト量２２a を上端開
口からの乾燥空気の流量を同じく０．３ l/minとして従
来の方法で形成された蛍光体被膜のＸ値シフト量２２b
と比較して示す。また図７にこの発明の方法で形成した
蛍光体被膜のＹ値のシフト量２３a を上端開口からの乾
燥空気の流量を同じく０．３ l/minとして従来の方法で
形成された蛍光体被膜のＹ値シフト量２３b と比較して
示す。

【００２６】図６から明らかなように、この発明の方法
で蛍光体被膜を形成しても、ほぼ鉛直に保持したガラス
管の上端部側のＸ値シフト量は、従来の方法で形成され
た蛍光体被膜のＸ値シフト量と大きく変わらない。しか
し中間から下端部にかけてのＸ値シフト量は、従来の方
法で形成された蛍光体被膜のＸ値シフト量に比べて大幅
に軽減する。一方、Ｙ値のシフト量は、図７から明らか
なように、この発明の方法で蛍光体被膜を形成すると、
ほぼ鉛直に保持したガラス管の上端部側のＹ値シフト量
が従来の方法で形成された蛍光体被膜のＹ値シフト量に
比べて大きくなる。これら対して下端部側のＸ値のシフ
ト量およびＹ値シフト量は大幅に小さくなる。このよう
に下端部側のＸ値およびＹ値のシフト量が小さくなる理
由は、後述するように塗布された蛍光体分散液の乾燥時
間が短くなるため、蛍光体被膜中の蛍光体の混合比すな
わち蛍光体被膜を構成する密度や粒度分布などの異なる
２種類以上の蛍光体の混合比が変化するためと考えられ
る。その結果、この発明の方法で蛍光体被膜を形成する
と、管軸方向の色度が従来の方法で形成された蛍光体被
膜に比べて均一化し、特にＹ値については約４０％改善
された。

【００２７】さらに、塗布された蛍光体分散液の乾燥時
間については、従来の方法では６分４秒かかったが、こ
の発明の方法では、ガラス管の外側からの加熱によりこ
れを４分５１秒に短縮することができた。

【００２８】なお、前記実施の形態では、ガラス管の内
壁面に塗布された蛍光体分散液を乾燥するとき、ガラス
管の上部外側に熱風を吹き付けて加熱したが、このガラ
ス管の上部外側からの加熱は、ガラス管の上部外側にラ
ジアントバーナーやヒーターなどを配置して他の手段で
加熱してもよい。

【００２９】また、前記実施の形態では、ガラス管の下
端開口部を蛍光体分散液に浸し、この蛍光体分散液を吸
い上げることによりガラス管の内壁面に蛍光体分散液を
塗布する場合について説明したが、この発明は、ほぼ鉛
直に保持した直管状のガラス管の上端開口から蛍光体分
散液を流下させて塗布する場合にも適用できる。

【００３０】

【発明の効果】前述のようにこの発明によれば、蛍光体
分散液を塗布するときほぼ鉛直に保持したガラス管の上
端部側の蛍光体被膜が厚くなり、従来の蛍光体被膜の形
成方法に比べてガラス管の管軸方向の蛍光体被膜の膜厚
差を軽減できる。それにより１種類の蛍光体からなる蛍
光体分散液を塗布して形成した蛍光体被膜については、
従来の方法により形成された蛍光体被膜に比べて上記上
端部側の輝度が高くなり、蛍光放電灯全体の光束を増大
させることができる。また複数種類の蛍光体からなる蛍
光体分散液を塗布して形成した蛍光体被膜については、
輝度ばかりでなく、蛍光体の混合比が変化するために生
ずる管軸方向の色度差を軽減して、蛍光放電灯全体の発
光色を均一化することができる。さらに塗布された蛍光
体分散液の乾燥時間が短くなり、蛍光放電灯の生産性を
向上させることができるなどの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）ないし（ｄ）はそれぞれこの発明の
実施の一形態である蛍光体被膜を有する放電灯のガラス
管内壁面への蛍光体被膜形成方法の主要工程を説明する
ための図である。

【図２】この発明の方法により形成された蛍光体被膜の
ガラス管の管軸方向の膜厚を従来の方法により形成され
た蛍光体被膜のそれと比較して示した図である。

【図３】図３（ａ）ないし（ｅ）はそれぞれこの発明の
方法により形成された蛍光体被膜の断面の顕微鏡写真で
ある。

【図４】図４（ａ）ないし（ｅ）はそれぞれ従来の方法
により形成された蛍光体被膜の断面の顕微鏡写真であ
る。

【図５】蛍光体分散液を塗布するときほぼ鉛直に保持し
たガラス管の上端からガラス管の管軸方向距離を横軸と
して、この発明の方法により形成された蛍光体被膜の輝
度を従来の方法により形成された蛍光体被膜のそれと比
較して示した図である。

【図６】蛍光体分散液を塗布するときほぼ鉛直に保持し
たガラス管の上端からガラス管の管軸方向距離を横軸と
して、この発明の方法により形成された蛍光体被膜の色
度のＸ値のシフト量を従来の方法により形成された蛍光
体被膜のそれと比較して示した図である。

【図７】蛍光体分散液を塗布するときほぼ鉛直に保持し
たガラス管の上端からガラス管の管軸方向距離を横軸と
して、この発明の方法により形成された蛍光体被膜の色
度のＹ値のシフト量を従来の方法により形成された蛍光
体被膜のそれと比較して示した図である。

【図８】蛍光体の膜厚と光束との関係を示す図である。

【符号の説明】

１０…ガラス管 １２…蛍光体分散液 １６…ノズル １７…蛍光体被膜

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直管状のガラス管をほぼ鉛直に保持し、
   このガラス管の下端開口から蛍光体分散液を吸い上げる
   かまたは上端開口から流下させて上記ガラス管内壁面に
   蛍光体分散液を塗布したのち、上記ガラス管の上端開口
   から乾燥気体を供給して上記ガラス管内壁面に塗布され
   た蛍光体分散液を乾燥するガラス管内壁面への蛍光体被
   膜形成方法において、 上記ガラス管内壁面に塗布された蛍光体分散液を乾燥し
   て蛍光体被膜を形成するとき、上記ガラス管の上部を外
   側から加熱することを特徴とするガラス管内壁面への蛍
   光体被膜形成方法。
2. 【請求項２】 ガラス管上部の外側からの加熱を上記ガ
   ラス管の外側面に対して斜め下向きに配置されたノズル
   の開口から熱風を吹き付けることによりおこなうことを
   特徴とする請求項１記載のガラス管内壁面への蛍光体被
   膜形成方法。
3. 【請求項３】 ノズルからの熱風の吹出し角度が水平に
   対して３０°〜４５°であることを特徴とする請求項２
   記載のガラス管内壁面への蛍光体被膜形成方法。
4. 【請求項４】 ノズルの開口からの熱風が５０℃〜７０
   ℃であることを特徴とする請求項２記載のガラス管内壁
   面への蛍光体被膜形成方法。