JP3664610B2 - 蛍光体塗布用ノズル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は蛍光ランプ等のガラス管内壁への蛍光体塗布用ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３に従来の蛍光ランプ等のガラス管内壁への蛍光体塗布用ノズルの概略構成を示す。
【０００３】
図３(a)に示すように、従来の蛍光体塗布用ノズル１３は、金属もしくはプラスチック製の中空円筒体１４の下側先端部に、複数の蛍光体懸濁液噴出用の切り欠き開口部１５ａを有する支持部材１５を介して被覆キャップ１６が接続されて構成される。円筒体１４の下端部と被覆キャップ１６との間には、蛍光体懸濁液が噴出するために所定間隔のスリット２５が設けられている。被覆キャップ１６は支持部材１５の端部に加工されたねじ１７に固定されている。
【０００４】
蛍光体塗布用ノズル１３はガラス管１８の上側開口部１９付近の内側であって、円筒体１４がガラス管１８の内壁と所定の間隔を保つように配置される。
【０００５】
蛍光体懸濁液の塗布時には、図３(b)に示すように、前記蛍光体塗布用ノズル１３のスリット２５から蛍光体懸濁液２４を噴出させて、ガラス管１８の内壁に塗布し、蛍光体塗布膜１２を形成する。
【０００６】
なお、蛍光体懸濁液２４は、貯蔵タンク（図示せず）から円筒体１４の上側開口部２０に流入後、切り欠き開口部１５ａを経た後、前記蛍光体塗布用ノズル１３の底面２１、側面２２、さらに上方壁２３に順に衝突した後、最終的にスリット２５から外側に噴出してガラス管１８の内壁に塗布される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の蛍光体塗布用ノズル１３において、蛍光体懸濁液は、円筒体１４から切り欠き開口部１５ａ及びスリット２５を通過してガラス管１８の内壁に塗布されるまでの間に、進行方向前方の段差や壁に何度も衝突し方向転換を繰り返し、渦を巻いて流動する。従って、蛍光体懸濁液の壁への複数回の衝突や渦の発生は蛍光体懸濁液中に泡を発生させ、ガラス管内壁面に形成される蛍光体塗布膜に泡による不良を発生させる原因となっていた。
【０００８】
なお、泡発生を抑制するために蛍光体懸濁液の粘度を上げることが提案されているが、粘度を上げると、蛍光体塗布膜中に蛍光体懸濁液が塗布されなかった部分が生じる欠点（未塗布不良）が増加するという問題があり、実用的ではない。
【０００９】
以上のように、従来の蛍光体塗布用ノズルでは品質面と生産性の面での課題を有していた。
【００１０】
本発明は、前記従来の欠点を解決するものであり、蛍光体塗布用ノズル内での蛍光体懸濁液の泡発生を抑制することによって、蛍光体懸濁液の粘度を変えることなくガラス管内壁面の蛍光体塗布膜の泡不良発生率を減少させ、生産性の向上をはかることが可能な蛍光体塗布用ノズルを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の蛍光体塗布用ノズルは、中空円筒体と、最大径が前記中空円筒体の下側開口部の外径と略同等の略円錐形状を有する分散部材とを有し、前記分散部材は前記中空円筒体の下側開口部に、前記略円錐形状の錘面と前記中空円筒体の下側開口部との間にスリットを設けて固定されており、前記スリットの幅が０．５〜３．０ｍｍの範囲にあり、前記略円錐形状の錘面がラッパ状曲面を有し、前記ラッパ状曲面の曲率半径ｒ（ｍｍ）をｘ軸、前記分散部材の周縁と蛍光体が塗布されるガラス管内壁との間隔ｄ（ｍｍ）をｙ軸とする２次元座標系（ｘ，ｙ）において、前記曲率半径ｒ及び前記間隔ｄが、点Ａ（１０，６）、Ｂ（１０，２）、Ｃ（３０，５）、Ｄ（３０，０）によって囲まれる範囲内にあるようにガラス管内に設置して使用されることを特徴とする。かかる構成により、蛍光体塗布用ノズル内での蛍光体懸濁液の泡発生を抑制することができるので、ガラス管内壁面の蛍光体塗布膜に発生する泡不良の問題を蛍光体懸濁液の粘度を変えることなく解決できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の蛍光体塗布用ノズルの一例を示す側断面図である。
【００１４】
図１(a)に示すように、本実施の形態の蛍光体塗布用ノズル１は、中空状の円筒体２と、円筒体２の下側開口部３に設置された分散部材（キャップ）４とからなる。分散部材４は略円錐形状部分を有している。より好ましくは、分散部材４の錘面は、図示したように、分散部材４の中心線を含む面との交点で形成される曲線（錘体の母線）が下に凸の曲線（２次曲線の一部、円弧など）となる傾斜曲面（いわゆるラッパ状曲面）５である。分散部材４の最大径（略円錐形状の底面の径、すなわち周縁１０の外径）は円筒体２の下側開口部３の外径と略同等である。分散部材４は、その略円錐状部分の中心線が、円筒体２の中心線と略一致するように設置される。また、分散部材４は、そのラッパ状曲面５と円筒体２の下側開口部３の端部との間に、蛍光体懸濁液が噴出するために所定間隔の隙間（スリット６）が全周にわたって確保されるように設置される。分散部材４の支持アーム４ａは、円筒体２の内部に横断して設けられた梁７にねじ止め等の手段により固定される。
【００１５】
蛍光体塗布用ノズル１は、ガラス管８の上側開口部９付近の内側であって、分散部材４の周縁１０がガラス管８の内壁と所定の間隔ｄを保つように配置される。
【００１６】
蛍光体の塗布に際しては、図１(b)に示すように、蛍光体懸濁液２４を貯蔵タンク（図示せず）から円筒体２の上側開口部１１に流入し落下させる。本実施の形態では、蛍光体懸濁液は、従来のような蛍光体塗布用ノズルの内部での障壁による影響を受けることなく、すなわち段差や壁による方向転換や衝突をほとんど受けることなく、スムーズに分散部材４のラッパ状曲面５上を流動し、スリット６を通過して噴出して、ガラス管８の内壁に塗布され、蛍光体塗布膜１２を形成する。
【００１７】
従って、本発明の蛍光体塗布用ノズルは、蛍光体塗布用ノズル内での蛍光体懸濁液の流れが極めてスムーズであるので、蛍光体懸濁液内の泡発生を抑制して消泡効果が改善される。よって、ガラス管内壁面の蛍光体塗布膜中の泡による不良の発生を抑えることができる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について述べる。
【００１９】
（実施例１）
蛍光体懸濁液が蛍光体塗布用ノズルの中で複数回障壁に衝突しようとする状況を防ぎ、かつ蛍光体懸濁液の流れをスムーズにするために、ステンレスで製作された図１のようなラッパ状曲面の傾斜を有する分散部材を持った蛍光体塗布用ノズルを用いて、内径２５ｍｍ、管長１２７０ｍｍの３２Ｗ用の直管状蛍光灯用のガラス管の内壁に蛍光体を塗布した。蛍光体懸濁液としては、通常の三波長域発光形蛍光灯用蛍光体と、水、バインダー、及び結着剤から構成された蛍光体懸濁液を用いた。
【００２０】
分散部材４の中心線を含む断面とラッパ状曲面５との交点により形成される曲線（錘体の母線）の曲率半径ｒ（ラッパ状曲面の曲率半径ｒ）が２０ｍｍ、最大径（周縁１０の外径）が１５ｍｍの略円錐状の分散部材４を円筒体２の下側開口部３に取り付けた。分散部材４のラッパ状曲面５と円筒体２の下側開口部３との間のスリット６の間隔は２ｍｍとした。このような構成の蛍光体塗布用ノズルを、周縁１０とガラス管内壁との間隔ｄが全周にわたって５ｍｍとなるように上記ガラス管に設置して、塗布実験を行なった。
【００２１】
一方、比較例として、図３の構成を有する、円筒体１４の外径が１６ｍｍのステンレスで製作された蛍光体塗布用ノズルを用いて本実施例と同様の方法で塗布実験を行なった。
【００２２】
その結果、図１のような蛍光体塗布用ノズルを用いた本発明の実施例では、ガラス管内壁面の蛍光体塗布膜に泡不良が発生しなかった。しかしながら、図３のような蛍光体塗布用ノズルを用いた比較例では、泡不良が多数発生した。
【００２３】
（実施例２）
蛍光体塗布用ノズルの分散部材４として、ラッパ状曲面５の曲率半径ｒが２０ｍｍで、最大径（周縁１０の外径）が１５ｍｍ（すなわち蛍光体塗布用ノズルの周縁１０とガラス管内壁との間隔ｄが５ｍｍ）である分散部材と、ラッパ状曲面５の曲率半径ｒが２５ｍｍで、最大径（周縁１０の外径）が１９ｍｍ（すなわち蛍光体塗布用ノズルの周縁１０とガラス管内壁との間隔ｄが３ｍｍ）である分散部材とを作成した。これら２種類の分散部材を円筒体２の下側開口部３に、スリット６の間隔を０．３、０．５、１．０、２．０、３．０、３．５ｍｍの６水準に変えて取り付けて蛍光体塗布用ノズルを作成した。これらのノズルを用いて、実施例１と同じガラス管に同じ塗布液を用いて塗布実験を行ない、泡不良、未塗布不良の発生の有無を調べた。
【００２４】
その結果、いずれの分散部材の場合であっても、ラッパ状曲面５と円筒体の下側開口部３との間のスリット６の間隔が０．５〜３．０ｍｍの範囲においてはガラス管内壁面の蛍光体塗布膜に泡不良も未塗布不良も発生しなかった。
【００２５】
しかしながら、いずれの分散部材の場合であっても、ラッパ状曲面５と円筒体の下側開口部３との間のスリット６の間隔が０．３ｍｍの場合には液量が足りないため未塗布不良が発生し、スリット６の間隔が３．５ｍｍの場合には液量が多すぎるためガラス管内壁に塗布する際に泡不良が発生し、いずれも実用上不適であった。
【００２６】
以上の結果より、ラッパ状曲面５と円筒体の下側開口部３との間のスリット６の間隔は、ラッパ状曲面５の曲率半径ｒや分散部材の周縁１０とガラス管内壁との間隔ｄとは相関せず、０．５〜３．０ｍｍの範囲とした場合にガラス管内壁面の蛍光体塗布膜の泡不良発生率を減少できることが確認できた。
【００２７】
（実施例３）
ラッパ状曲面５と円筒体の下側開口部３との間のスリット６の間隔を２．０ｍｍにして、ラッパ状曲面５の曲率半径ｒを５、１０、２０、３０、３５ｍｍの５水準に変え、また、周縁１０とガラス管内壁との間隔ｄを１ｍｍ、２ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍの５水準に変えた蛍光体塗布用ノズルを用いて、実施例１と同様に塗布実験を行ない、ガラス管内壁面の蛍光体塗布膜の泡不良、未塗布不良の発生の有無を調べた。
【００２８】
その結果、泡不良、未塗布不良がともに未発生の範囲は、図２に示すように、ラッパ状曲面の曲率半径ｒ（ｍｍ）を横軸ｘ、分散部材の周縁１０とガラス管内壁との間隔ｄ（ｍｍ）を縦軸ｙとしたとき、（ｘ，ｙ）が点Ａ（１０，６）、Ｂ（１０，２）、Ｃ（３０，５）、Ｄ（３０，０）によって囲まれる範囲で得られ、この範囲内においてガラス管内壁面の蛍光体塗布膜の泡不良と未塗布不良の発生率を減少できることが確認できた。
【００２９】
しかしながら、曲率半径ｒが小さすぎると、蛍光体懸濁液の流動方向が急激に変化させられるので方向変化の際に、またその流出する方向がガラス管に対して直角方向に近づくためガラス管に塗布する際に、泡不良が発生する。また、曲率半径ｒが大きすぎると、蛍光体懸濁液の流出する方向がガラス管に対して平行方向に近づくため未塗布不良が発生する傾向が見られた。また、周縁とガラス管内壁との間隔ｄが小さすぎると、蛍光体懸濁液の流出位置がガラス管内壁に対して近いためにガラス管内壁に塗布される際に泡不良が発生し、周縁とガラス管内壁との間隔ｄが大きすぎると、蛍光体懸濁液がガラス管内壁に届かず未塗布不良が発生する傾向が見られた。
【００３０】
以上のように、本発明の蛍光体塗布用ノズルは、従来に比べ蛍光体懸濁液中の泡の発生を抑制できるともに、ガラス管内壁面の蛍光体塗布膜中の泡不良の発生をなくすことができる。
【００３１】
なお、本発明において、蛍光体塗布用ノズルの構造、材料、ガラス管のサイズ、蛍光体懸濁液等は上記の図や実施例に示したものに限定されず、これら以外のものにも変更することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の蛍光体塗布用ノズルは、従来に比べ蛍光体懸濁液中の泡発生が抑制され消泡効果が向上し、ガラス管内壁面の蛍光体塗布膜中の泡不良の発生を抑えることができる。この結果、蛍光体塗布膜の品質面での安定性が増し、かつ生産性も向上するなど実用上の大きな改良効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の蛍光体塗布用ノズルの一例を示した図であり、(a)はその概略構成を示した側面断面図、(b)は蛍光体懸濁液の流れを示す断面図である。
【図２】分散部材のラッパ状曲面の曲率半径ｒ、及び分散部材の周縁とガラス管内壁との間隔ｄに対する、蛍光体塗布膜中の泡不良及び未塗布不良の発生状況を示した図
【図３】従来の蛍光体塗布用ノズルを示した図であり、(a)はその概略構成を示した側面断面図、(b)は蛍光体懸濁液の流れを示す断面図である。
【符号の説明】
１ 蛍光体塗布用ノズル
２ 円筒体
３ 円筒体下側開口部
４ 分散部材
４ａ 支持アーム
５ ラッパ状曲面
６ スリット
７ 梁
８ ガラス管
９ ガラス管上側開口部
１０ 周縁
１１ 円筒体上側開口部
１２ 蛍光体塗布膜
１３ 蛍光体塗布用ノズル
１４ 円筒体
１５ 支持部材
１５ａ 円筒体切り欠き開口部
１６ 被覆キャップ
１７ ねじ
１８ ガラス管
１９ ガラス管上側開口部
２０ 円筒体上側開口部
２１ 蛍光体塗布用ノズル底面
２２ 蛍光体塗布用ノズル側面
２３ 蛍光体塗布用ノズル上壁面
２４ 蛍光体懸濁液
２５ スリット

Claims (4)

1. 中空円筒体と、最大径が前記中空円筒体の下側開口部の外径と略同等の略円錐形状を有する分散部材とを有し、前記分散部材は前記中空円筒体の下側開口部に、前記略円錐形状の錘面と前記中空円筒体の下側開口部との間にスリットを設けて固定されており、前記スリットの幅が０．５〜３．０ｍｍの範囲にあり、前記略円錐形状の錘面がラッパ状曲面を有し、前記ラッパ状曲面の曲率半径ｒ（ｍｍ）をｘ軸、前記分散部材の周縁と蛍光体が塗布されるガラス管内壁との間隔ｄ（ｍｍ）をｙ軸とする２次元座標系（ｘ，ｙ）において、前記曲率半径ｒ及び前記間隔ｄが、点Ａ（１０，６）、Ｂ（１０，２）、Ｃ（３０，５）、Ｄ（３０，０）によって囲まれる範囲内にあるようにガラス管内に設置して使用されることを特徴とする蛍光体塗布用ノズル。
2. 前記ラッパ状曲面の曲率半径ｒが１０〜３０ｍｍの範囲にある請求項１に記載の蛍光体塗布用ノズル。
3. 前記分散部材の周縁と蛍光体が塗布されるガラス管内壁との間隔が６ｍｍ以下となるようにガラス管内に設置して使用される請求項１又は２に記載の蛍光体塗布用ノズル。
4. 蛍光体、水、バインダー、及び結着剤を含む蛍光体懸濁液を塗布するために使用される請求項１〜３のいずれかに記載の蛍光体塗布用ノズル。

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