JP2003022747A - 蛍光ランプの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蛍光体スラリー塗布による蛍光体膜の形成
が、量産的、かつ省エネルギー的に行われ、歩留まりよ
く高品質の蛍光ランプが得られる製造方法の提供。 【解決手段】 透光性バルブの内壁面に蛍光体スラリー
の塗膜を形成し、この塗膜を乾燥させて蛍光体層を形成
する工程を具備する蛍光ランプの製造方法であって、前
記透光性バルブの内壁面に形成した塗膜の乾燥をマイク
ロ波照射で行うことを特徴とする蛍光ランプの製造方法
である。上記蛍光体スラリーの分散媒としては、水が用
いられる。また、マイクロ波の周波数としては、約２．
４５ＧＨｚのマイクロ波が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光ランプの製造
方法に係り、さらに詳しくは蛍光体スラリー塗膜の乾燥
時間の短縮化により生産性を向上させた蛍光ランプの製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、蛍光ランプは、一般的
に、次のような手段で製造されている。たとえばガラス
管など誘電体製の透光性バルブ内壁面に、先ず、蛍光体
粒子（粉末）を含有する蛍光体スラリー（蛍光体粒子懸
濁液）を流し塗り塗布し、乾燥し、焼き付け処理を行
う。次いで、透光性バルブに対して放電電極（たとえば
マウントの封着）の設置、加熱エージング処理、真空排
気、放電媒体の封入、真空排気管の封止、口金端子の装
着などの工程を施して、所要の蛍光ランプが製造されて
いる。なお、蛍光ランプの構成では、放電電極の一方も
しくは両方を透光性バルブ内の放電空間に露出させない
で（外面電極形など）設置した構成を採る場合もある。

【０００３】上記蛍光ランプの製造方法においては、透
光性バルブ内壁面に、蛍光体粒子（粉末）を含有する蛍
光体スラリーを流し塗り塗布する工程、前記流し塗り塗
布で形成した塗膜の乾燥（懸濁用溶媒の蒸発・揮散）、
バインダーの焼成工程、など一連の製造操作に長時間を
要するので、生産性などの点で問題がある。また、蛍光
体スラリーの調製に当たって、作業環境・衛生問題を考
慮して溶媒として水が使用される。しかし、水を溶媒と
した蛍光体スラリーは、有機溶剤を溶媒とした蛍光体ス
ラリーに比べて乾燥性が劣るため、塗膜の乾燥時間が長
くなり、その分、生産性などが低下する一方、コストア
ップともなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記蛍光体スラリー塗
膜の乾燥時間を短縮（乾燥の促進）するため、温熱を使
用する乾燥処理が考えられる。すなわち、数十℃の雰囲
気中での対流・熱伝導によって、透光性バルブ及びその
内壁面に設けた蛍光体スラリー塗膜を加熱し、蛍光体ス
ラリー塗膜から溶媒を蒸発・揮散させる手段の採用であ
る。

【０００５】しかし、この温熱乾燥手段は、蛍光体スラ
リー塗膜の乾燥処理を行う室内ないし一定の区画領域の
温度及び透光性バルブを、たとえば電気抵抗発熱方式あ
るいは赤外線照射（輻射）方式などによって、加熱・保
持する必要がある。すなわち、処理雰囲気及び透光性バ
ルブを数十℃の温度に加熱・昇温し、この温度を維持す
る必要があるため、その加熱・昇温に要する時間が生産
性に支障となるだけでなく、省エネルギー面などでも不
都合を招来する。

【０００６】また、蛍光体スラリー塗膜の乾燥に要する
加熱・昇温時間において、蛍光体スラリー塗膜の流失が
招来され易く、結果的に、蛍光体スラリー塗膜の厚さム
ラ（不均一）発生などの恐れがある。そして、蛍光ラン
プにおいて必須的な条件である蛍光体層（蛍光体膜）の
厚さ２０〜１００μｍ、かつ全体的に一様な厚さの形成
が困難で、蛍光ランプの品質、製造歩留まりが損なわれ
るという問題を招来する。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、蛍光体スラリー塗布による蛍光体膜の形成が、量産
的、かつ省エネルギー的に行われ、歩留まりよく高品質
の蛍光ランプが得られる製造方法の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、透光
性バルブの内壁面に蛍光体スラリーの塗膜を形成し、こ
の塗膜を乾燥させて蛍光体層を形成する工程を具備する
蛍光ランプの製造方法であって、前記透光性バルブの内
壁面に形成した塗膜の乾燥をマイクロ波照射で行うこと
を特徴とする蛍光ランプの製造方法である。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１記載の蛍光ラ
ンプの製造方法において、塗膜の乾燥で蒸発する溶媒を
透光性バルブ外に排出しながらマイクロ波照射すること
を特徴とする。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１もしくは請求
項２記載の蛍光ランプの製造方法において、蛍光体スラ
リー中の溶媒が水であることを特徴とする。

【００１１】請求項４の発明は、請求項１ないし請求項
３いずれか一記載の蛍光ランプの製造方法において、照
射するマイクロ波の発振周波数が約２．４５ＧＨｚであ
ることを特徴とする。

【００１２】請求項１ないし４の発明において、透光性
バルブは、たとえばガラス管、石英ガラス管、あるいは
透光性アルミナ管など、透光性の誘電体製バルブであ
る。そして、透光性バルブは、その外径（もしくは内
径）、長さ、形状など、特に、限定されず、たとえば直
管形、Ｕ字形やＷ字形などの曲管でもよい。

【００１３】請求項１ないし４の発明において、蛍光体
スラリーの蛍光体粒子は、一般的なハロリン酸塩系を始
め、たとえばユーロピウム付活酸化イットリウムなど赤
色発光蛍光体、テルビウム付活リン酸ランタン・セリウ
ムなど緑色発光蛍光体、２価のユーロピウム付活アルミ
ン酸バリウム・マグネシウムなど青色発光蛍光体、これ
ら希土類蛍光体の混合系である３波長発光蛍光体などが
挙げられる。なお、蛍光体スラリーは、一般的に、ポリ
エチレンオキサイド系樹脂などの有機バインダー成分、
及び酸化ホウ素を含む粒子や酸化ケイ素粉末などの無機
系の結着材成分が混在している。

【００１４】請求項１ないし４の発明において、透光性
バルブ内壁面に対する蛍光体スラリーの塗布・塗膜化
は、一般的に、透光性バルブの開口端からの交互流し塗
り法によって行われる。すなわち、常套的な手段で、少
なくとも蛍光体粒子（粉末）、バインダー類、及び溶媒
としての水もしくは有機溶剤を組成分として調製した蛍
光体スラリーを、先ず、透光性バルブの一開口端から注
入し、内壁面に流し塗りする。この流し塗り塗膜を乾燥
させた後に、透光性バルブを上下反転させ、他開口端か
ら蛍光体スラリーを注入・流し塗りし、蛍光体スラリー
塗膜を形成して、その形成塗膜の乾燥を行う。ここで、
流し塗り方向を変える（透光性バルブを反転させる）の
は、透光性バルブ軸方向においてほぼ一様な蛍光体スラ
リー塗膜を形成するためである。

【００１５】なお、透光性バルブ内壁面に対する蛍光体
スラリーの塗布・塗膜化は、たとえば透光性バルブの一
端開口部を蛍光体スラリー中に浸し、他端開口側から蛍
光体スラリーを吸引して塗布・塗膜化する方法でもよ
い。すなわち、この発明は、透光性バルブ内壁面の蛍光
体スラリー塗膜の乾燥に係るものであり、蛍光体スラリ
ーの塗布・塗膜化自体に拘束されない。

【００１６】請求項１ないし４の発明において、上記蛍
光体スラリー塗膜の乾燥を行うマイクロ波照射手段は、
たとえばマイクロ波発生装置である。すなわち、内壁面
に蛍光体スラリー塗膜を設けた透光性バルブをほぼ垂直
に植立・配置できるマイクロ波照射処理室、及び前記マ
イクロ波照射処理室に所要のマイクロ波を発生・供給す
るマイクロ波発振手段を備えた装置、たとえば電子レン
ジ類に代表されるマイクロ波発生装置が使用される。

【００１７】ここで、マイクロ波発生装置は、発光管を
成す透光性バルブの形状・寸法、同時に乾燥処理するバ
ルブ本数などに応じたマイクロ波照射処理室、及びマイ
クロ波発振手段を備えたものが選ばれる。なお、照射す
るマイクロ波の周波数は、一般的に、１〜１０ＧＨｚ程
度、より一般的な点からは、周波数２．４５ＧＨｚ±５
０ＭＨｚ程度が好ましい。また、この蛍光体スラリー塗
膜の乾燥処理において、透光性バルブ内（蛍光体スラリ
ー塗膜面）を、たとえば一端側から他端側に空気などを
流すと、蒸発する溶媒が容易に排除され、塗膜の乾燥が
促進・助長される。

【００１８】請求項１ないし４の発明において、蛍光体
スラリー塗膜のマイクロ波照射による乾燥後の焼き付け
処理、放電電極（たとえばマウントの封着）の設置、加
熱エージング処理、真空排気、放電媒体の封入、真空排
気管の封止、口金端子の装着などは、常套的な手段で行
われる。つまり、蛍光体膜の形成において、蛍光体スラ
リーの流し塗り塗膜の乾燥をマイクロ波照射で行う他
は、この種蛍光ランプの製造における常套的な手段で、
所要の蛍光ランプが製造される。

【００１９】請求項１ないし４の発明では、透光性バル
ブ内壁面に流し塗り塗布で形成した蛍光体スラリー塗膜
が、マイクロ波照射によって容易に乾燥して固定化され
る。すなわち、照射されたマイクロ波は、誘電体である
透光性バルブ壁を介して、その内壁面の塗膜を選択的に
加熱・昇温して乾燥処理を促進する。

【００２０】より具体的には、蛍光体スラリー塗膜中の
溶媒成分は、透光性バルブに較べて誘電損失が大きいた
め、マイクロ波が照射されると、溶媒成分が効率的に加
熱され、乾燥が促進され、塗膜乾燥処理時間が大幅に短
縮される。なお、前記乾燥の促進は、マイクロ波発振器
（マイクロ波発振手段）の出力、マイクロ波発振周波数
などにもよるが、従来、行われている室温乾燥の場合に
較べて、乾燥処理の所要時間が、少なくとも１／３程度
以下に短縮される。

【００２１】また、上記蛍光体スラリー塗膜の乾燥時間
の短縮化は、乾燥過程における蛍光体スラリー塗膜の流
失抑制・低減となって、全体的に均質、かつ膜厚一様な
蛍光体膜の形成となる。つまり、乾燥工程での蛍光体ス
ラリー塗膜の流失が解消されるため、膜厚ムラのない蛍
光体膜を安定的に形成でき、結果的に、高品質の蛍光ラ
ンプの提供が可能になる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図１を参照して実施例を説
明する。

【００２３】透光性バルブとしての外径１０ｍｍ、長さ
４００ｍｍ程度のガラス管と、平均粒径４μｍ程度の希
土類蛍光体粒子（結着成分としての酸化ホウ素などを添
加してある）、有機質バインダー及び水を組成分として
調製した蛍光体スラリーとを用意した。次いで、上記ガ
ラス管をほぼ直立に支持・配置し、上端開口側を注入口
として、上記蛍光体スラリーをガラス管内壁面に流し塗
り塗布した。

【００２４】その後、予め用意し、かつ室温下に設置し
ておいたマイクロ波発生装置のマイクロ波照射領域内
に、前記蛍光体スラリーを流し塗り塗布したガラス管を
収納・配置した。なお、ここで、マイクロ波発生装置
は、出力０〜１２００Ｗのマイクロ波発振器を備えたも
のであり、また、ガラス管の収納・配置は、蛍光体スラ
リー注入口を上側とし、ほぼ直立した状態に行った。

【００２５】上記設定において、マイクロ波発振器の出
力を２００〜１０００Ｗの範囲で変え、発振周波数約
２．４５ＧＨｚ±５０ＭＨｚのマイクロ波を照射して、
ガラス管内壁面の蛍光体スラリー塗膜の乾燥に要する時
間を、それぞれ比較検討した結果を図１に示す。図１の
曲線から分かるように、蛍光体スラリー塗膜の乾燥をマ
イクロ波の照射で行った場合は、室温放置（比較例）で
の乾燥所要時間約３５分間に比べて、１５〜５分間程度
で１／３〜１／７程度と大幅に短縮されている。なお、
ここでは、水を溶媒とした蛍光体スラリーで塗膜を形成
した場合を説明したが、有機溶剤を溶媒とした蛍光体ス
ラリーで塗膜を形成した場合も、相対的に同様の傾向が
認められる。

【００２６】上記ガラス管内壁面の蛍光体塗膜を乾燥さ
せた後、そのガラス管を上下反転させた状態で、上記に
準じて蛍光体スラリーの流し塗り塗布、及びマイクロ波
照射による流し塗り塗膜の乾燥を行って、ガラス管の全
長に亘って内壁面に蛍光体膜を形成した。次いで、前記
蛍光体スラリー塗膜を乾燥させたガラス管に、５００〜
６００℃程度の温度雰囲気中で焼成処理を施して、ガラ
ス管の内壁面にほぼ一様な膜厚の蛍光体膜を焼き付け形
成する。

【００２７】その後、常套の蛍光ランプの製造手段に従
って、ガラス管両端部の蛍光体膜の掻き取り・掻き取り
面の清浄化、放電電極の設置、加熱エージング処理、真
空排気、放電媒体の封入、真空排気管の封止、口金端子
の装着などを順次行って、蛍光ランプを製造する。こう
して製造した蛍光ランプは、一様な蛍光体膜の形成が可
能なことに伴って、高品質ないし高信頼性を呈するだけ
でなく、蛍光体スラリー塗膜の乾燥時間の短縮化による
生産性の向上、及び低コスト化が図られる。

【００２８】上記実施例において、マイクロ波の照射で
蛍光体スラリー塗膜を乾燥するに当たり、ガラス管内を
下端方向から上端側に、たとえば空気を流すなどの排気
を行うと、蛍光体スラリー塗膜中の溶媒が、より容易に
蒸発・揮散するので、効率的に蛍光体塗膜の乾燥が促進
されて生産性の向上となる。ここで、蛍光体スラリー塗
膜中の溶媒蒸発・揮散の助長を気流（キャリアガス）に
よって行う代わりに、たとえば減圧化による排気手段で
あっても、同様の作用効果が得られる。

【００２９】本発明は、上記実施例に限定されるもので
なく、発明の主旨を逸脱しない範囲で、いろいろの変形
を採ることができる。たとえば発光管を成す透光性バル
ブは、ガラス製以外でもよいし、その外径・長さの寸
法、形状、あるいは蛍光体スラリーの組成なども、蛍光
ランプの用途ないし使用目的に応じて、適宜選択でき
る。

【００３０】また、透光性バルブ内壁面に対する蛍光体
スラリーの塗布・塗膜化は、蛍光体スラリーを一端開口
から他端開口側に吸引（減圧）する方法などで行っても
よい。さらに、透光性バルブ内に一対の放電電極を封装
した構造以外に、一方もしくは両方の放電電極を透光性
バルブ外周面に設けた構造など、いずれの蛍光ランプに
も適用できる。

【００３１】

【発明の効果】請求項１ないし４の発明によれば、蛍光
体スラリー塗膜は、誘電体である透光性バルブ壁を介し
てマイクロ波が照射される。このとき、蛍光体スラリー
塗膜中の溶媒成分は、透光性バルブに比べて誘電損失が
大きいため、マイクロ波照射で溶媒成分が効率的に加熱
・蒸発され、乾燥に要する時間が大幅に短縮される。

【００３２】上記蛍光体スラリー塗膜の乾燥時間の短縮
化は、その分、生産性の向上及び低コスト化に寄与する
だけでなく、乾燥過程における蛍光体スラリー塗膜の流
失抑制・低減ともなって、全体的に均質、かつ膜厚一様
な蛍光体膜の形成になり、膜厚ムラのない蛍光体膜を安
定的に形成できるので、結果的に、高品質の蛍光ランプ
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】透光性バルブ内壁面に設けた蛍光体スラリー塗
膜の乾燥時間とマイクロ波照射に使用したマイクロ波発
振器の出力との関係例を示す曲線図。

【符号の説明】

なし。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透光性バルブの内壁面に蛍光体スラリー
   の塗膜を形成し、この塗膜を乾燥させて蛍光体層を形成
   する工程を具備する蛍光ランプの製造方法であって、 前記透光性バルブの内壁面に形成した塗膜の乾燥をマイ
   クロ波照射で行うことを特徴とする蛍光ランプの製造方
   法。
2. 【請求項２】 塗膜の乾燥で蒸発する溶媒を透光性バル
   ブ外に排出しながらマイクロ波照射することを特徴とす
   る請求項１記載の蛍光ランプの製造方法。
3. 【請求項３】 蛍光体スラリー中の溶媒が水であること
   を特徴とする請求項１もしくは請求項２記載の蛍光ラン
   プの製造方法。
4. 【請求項４】 照射するマイクロ波の発振周波数が約
   ２．４５ＧＨｚであることを特徴とする請求項１ないし
   請求項３いずれか一記載の蛍光ランプの製造方法。