JPH07211235A - 低圧水銀蒸気放電灯の製造方法 - Google Patents
低圧水銀蒸気放電灯の製造方法Info
- Publication number
- JPH07211235A JPH07211235A JP191694A JP191694A JPH07211235A JP H07211235 A JPH07211235 A JP H07211235A JP 191694 A JP191694 A JP 191694A JP 191694 A JP191694 A JP 191694A JP H07211235 A JPH07211235 A JP H07211235A
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- Japan
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- mercury
- alloy
- heating
- tmm
- glass
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Abstract
(57)【要約】
【構成】加熱により水銀合金２を低圧水銀蒸気放電灯内
のガラス面に溶融させ、付着させる。 【効果】容易に水銀合金を低圧水銀蒸気放電灯内に付着
でき、水銀蒸気を供給できるので、設備が容易で安価に
出来る。
のガラス面に溶融させ、付着させる。 【効果】容易に水銀合金を低圧水銀蒸気放電灯内に付着
でき、水銀蒸気を供給できるので、設備が容易で安価に
出来る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水銀と同等の水銀蒸気
圧を有し、水銀の代替として使用可能な水銀合金を使用
する低圧水銀蒸気放電灯の製造方法に関する。
圧を有し、水銀の代替として使用可能な水銀合金を使用
する低圧水銀蒸気放電灯の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】低圧水銀蒸気放電灯に関する従来の水銀
合金固定方法は、例えば、奥野：小形変形蛍光ランプの
設計ポイント，照学誌：７１−１（１９８７）に示され
るようにビスマス，インジウムを主成分とする水銀合金
を使用する方法では、その目的が管壁温度の高い蛍光ラ
ンプにおいてランプ効率が最大になるように水銀蒸気圧
を制御することにあるので、前記合金はランプの最冷
部、例えば、排気管内に収納しなければならなかった。
またチタン−水銀合金を用いる方法では、合金を金属板
上に塗布した水銀ディスペンサをランプの電極近傍に設
置し、後に外部より高周波加熱を行い水銀を放出させる
ことが必要である。しかし、これらの方法は材料費が高
く、このため構造および製造工程が複雑になる欠点があ
った。
合金固定方法は、例えば、奥野：小形変形蛍光ランプの
設計ポイント，照学誌：７１−１（１９８７）に示され
るようにビスマス，インジウムを主成分とする水銀合金
を使用する方法では、その目的が管壁温度の高い蛍光ラ
ンプにおいてランプ効率が最大になるように水銀蒸気圧
を制御することにあるので、前記合金はランプの最冷
部、例えば、排気管内に収納しなければならなかった。
またチタン−水銀合金を用いる方法では、合金を金属板
上に塗布した水銀ディスペンサをランプの電極近傍に設
置し、後に外部より高周波加熱を行い水銀を放出させる
ことが必要である。しかし、これらの方法は材料費が高
く、このため構造および製造工程が複雑になる欠点があ
った。
【０００３】一般の蛍光ランプに使用できる水銀蒸気圧
を有する、水銀と比較的融点の低い金属との合金を使用
する方法も最近検討され始めているが、この時、使用さ
れる水銀合金は固体であり、ランプ内を自由に移動でき
る構造であるため、蛍光膜の剥離を発生させたり、比較
的大きな粒の存在により、外観上商品価値を著しく損ね
るという欠点がある。
を有する、水銀と比較的融点の低い金属との合金を使用
する方法も最近検討され始めているが、この時、使用さ
れる水銀合金は固体であり、ランプ内を自由に移動でき
る構造であるため、蛍光膜の剥離を発生させたり、比較
的大きな粒の存在により、外観上商品価値を著しく損ね
るという欠点がある。
【０００４】以上、従来の水銀合金の固定に関しては、
蛍光ランプガラス面に加熱により直接付着させる方法は
用いられておらず、また加熱の方法も特定されていなか
った。
蛍光ランプガラス面に加熱により直接付着させる方法は
用いられておらず、また加熱の方法も特定されていなか
った。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、蛍光
ランプ内に水銀合金を固定するための加熱方法を見出
し、容易な製造方法と安価な材料の使用法により、合金
を固定すると共にランプに必要最少量の水銀を確保する
ことにある。
ランプ内に水銀合金を固定するための加熱方法を見出
し、容易な製造方法と安価な材料の使用法により、合金
を固定すると共にランプに必要最少量の水銀を確保する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、低融点の金属材料を用いた安価な水銀合
金の選択と、水銀合金を一定の条件に従い、炉やバーナ
等を用いて加熱して合金の少なくとも一部を溶融させ、
水銀を放出させるとともに、放電管端部等のガラス面に
合金を付着させる製造手段を用いる。
め、本発明は、低融点の金属材料を用いた安価な水銀合
金の選択と、水銀合金を一定の条件に従い、炉やバーナ
等を用いて加熱して合金の少なくとも一部を溶融させ、
水銀を放出させるとともに、放電管端部等のガラス面に
合金を付着させる製造手段を用いる。
【０００７】
【作用】本発明の方法では、水銀合金の状態（相）が重
要である。即ち、ランプへの封入の容易性と封入量の一
定性を得るには常温で固体の組成であり、ガラスの軟化
点より低い温度で液体となることを要求する。また蛍光
ランプに用いる場合、その動作温度において、合金を構
成する金属は水銀蒸気圧に影響を与えないように水銀よ
りも充分低い蒸気圧を持つことが好ましい。これらの条
件を満たしていれば三元以上の組成でも適用可能であ
る。
要である。即ち、ランプへの封入の容易性と封入量の一
定性を得るには常温で固体の組成であり、ガラスの軟化
点より低い温度で液体となることを要求する。また蛍光
ランプに用いる場合、その動作温度において、合金を構
成する金属は水銀蒸気圧に影響を与えないように水銀よ
りも充分低い蒸気圧を持つことが好ましい。これらの条
件を満たしていれば三元以上の組成でも適用可能であ
る。
【０００８】この方法によれば水銀合金の加熱は、所定
の温度及び時間についてガラスの外部よりバーナあるい
は炉により簡単に行える。ガラスを通して合金が加熱さ
れ、合金の融点に達すると、ガラスとの接触面から次第
に溶解し液体となった少なくとも一部分の合金がガラス
表面の粗さに沿って密着し、冷却されて固定される。こ
の方法を用いることにより製造ラインにおいては目的に
適合する簡単な加熱装置の取付けしか必要としない。従
って、この方法は他の方法に比べ製造設備が安価で、材
料費も安価である。
の温度及び時間についてガラスの外部よりバーナあるい
は炉により簡単に行える。ガラスを通して合金が加熱さ
れ、合金の融点に達すると、ガラスとの接触面から次第
に溶解し液体となった少なくとも一部分の合金がガラス
表面の粗さに沿って密着し、冷却されて固定される。こ
の方法を用いることにより製造ラインにおいては目的に
適合する簡単な加熱装置の取付けしか必要としない。従
って、この方法は他の方法に比べ製造設備が安価で、材
料費も安価である。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面とともに説明す
る。図３は亜鉛水銀合金の状態図を示す。本実施例で用
いた亜鉛水銀合金はＺｎ：Ｈｇ＝５０：５０％の重量比
のものであり、約１５mgの球形状である。図３において
境界線Ｓは固相線を表し、この合金の組成でこの温度は
４２.９℃ であり、また境界線Ｌは液相線を表し、この
温度は約３２０℃である。また亜鉛の融点は４２０℃で
ある。
る。図３は亜鉛水銀合金の状態図を示す。本実施例で用
いた亜鉛水銀合金はＺｎ：Ｈｇ＝５０：５０％の重量比
のものであり、約１５mgの球形状である。図３において
境界線Ｓは固相線を表し、この合金の組成でこの温度は
４２.９℃ であり、また境界線Ｌは液相線を表し、この
温度は約３２０℃である。また亜鉛の融点は４２０℃で
ある。
【００１０】図１は本発明による製造実施例の蛍光ラン
プの説明図であるが、封止工程後のガラス管１は排気工
程において不純ガスを除去され、アルゴンないし混合ガ
スが封入され、次に合金滴下ヘッド（図示せず）より水
銀合金２が挿入される。この合金は直立したガラス管内
を落下し蛍光膜３が塗布されていないガラス管端部に停
留する。ガラス管は予め所定温度に加熱されており、こ
の合金は水銀を放出するとともに管端部に付着される。
その後、口金が装着されて蛍光ランプが完成される。次
にこの合金をガラス管に固着させるための温度条件を説
明する。
プの説明図であるが、封止工程後のガラス管１は排気工
程において不純ガスを除去され、アルゴンないし混合ガ
スが封入され、次に合金滴下ヘッド（図示せず）より水
銀合金２が挿入される。この合金は直立したガラス管内
を落下し蛍光膜３が塗布されていないガラス管端部に停
留する。ガラス管は予め所定温度に加熱されており、こ
の合金は水銀を放出するとともに管端部に付着される。
その後、口金が装着されて蛍光ランプが完成される。次
にこの合金をガラス管に固着させるための温度条件を説
明する。
【００１１】図２は、４０Ｗ蛍光ランプのガラス管温度
と加熱時間の関係を示す。加熱の方法はガラス管を予め
所定温度に上げておき、合金を落下した時から冷却時ま
で一定温度で行った。合金の付着状況はガラス管冷却
後、一定の振動を与えて確認した。以下その結果を図２
に基づいて説明する。
と加熱時間の関係を示す。加熱の方法はガラス管を予め
所定温度に上げておき、合金を落下した時から冷却時ま
で一定温度で行った。合金の付着状況はガラス管冷却
後、一定の振動を与えて確認した。以下その結果を図２
に基づいて説明する。
【００１２】まず５秒以内の加熱時間では合金が比熱に
より融解温度に到達しないので、付着は困難である。線
分Ａは亜鉛の融点（４２０℃）であり、これより高温で
約２０秒以上加熱すると亜鉛が蒸発し管壁に着色した
り、飛散して粉末状になったりするので好ましくない。
より融解温度に到達しないので、付着は困難である。線
分Ａは亜鉛の融点（４２０℃）であり、これより高温で
約２０秒以上加熱すると亜鉛が蒸発し管壁に着色した
り、飛散して粉末状になったりするので好ましくない。
【００１３】加熱時間が２０秒以内では前述の不都合は
生じず、融点以上に加熱することができるが、線分Ｂよ
り上の領域ではやはり亜鉛が蒸発し、管壁に着色した
り、飛散して粉末状になったりするので好ましくない。
線分Ｂは温度をＴ℃，加熱時間をｔ秒とすれば、Ｔ＝５
２０−５ｔで表すことができた。また蛍光ランプを工業
的に製造する場合、３０秒以上の加熱時間を費やすこと
は設備的に好ましくない。また線分Ｃより下では付着せ
ず、線分はＴ＝４２０−５ｔと表すことができた。
生じず、融点以上に加熱することができるが、線分Ｂよ
り上の領域ではやはり亜鉛が蒸発し、管壁に着色した
り、飛散して粉末状になったりするので好ましくない。
線分Ｂは温度をＴ℃，加熱時間をｔ秒とすれば、Ｔ＝５
２０−５ｔで表すことができた。また蛍光ランプを工業
的に製造する場合、３０秒以上の加熱時間を費やすこと
は設備的に好ましくない。また線分Ｃより下では付着せ
ず、線分はＴ＝４２０−５ｔと表すことができた。
【００１４】以上で表される、亜鉛水銀合金をガラスに
付着させることのできる好ましい領域は領域Ｄとなり、
加熱温度、即ち、ガラスの温度をＴ〔℃〕，加熱時間を
ｔ〔秒〕とすれば、５≦ｔ≦３０で４２０−５ｔ≦Ｔ≦
５２０−５ｔあるいは≦４２０で囲まれた範囲で表すこ
とができた。領域４内で付着した水銀合金の付着強度は
ランプの梱包落下試験（JIS Z 0202による）に充分耐え
うる強度を持っていた。また、ランプ内には必要最少量
の水銀を確保することが出来た。
付着させることのできる好ましい領域は領域Ｄとなり、
加熱温度、即ち、ガラスの温度をＴ〔℃〕，加熱時間を
ｔ〔秒〕とすれば、５≦ｔ≦３０で４２０−５ｔ≦Ｔ≦
５２０−５ｔあるいは≦４２０で囲まれた範囲で表すこ
とができた。領域４内で付着した水銀合金の付着強度は
ランプの梱包落下試験（JIS Z 0202による）に充分耐え
うる強度を持っていた。また、ランプ内には必要最少量
の水銀を確保することが出来た。
【００１５】また加熱手段は一定温度の電気炉を用いた
が、これをガスバーナを用いて加熱した場合、加熱中の
温度は常に上昇するがその加熱時間内の平均温度が付着
温度と同等であれば合金が付着することがわかった。換
言すれば、加熱手段を問わず加熱時間中のガラスの平均
温度が付着温度範囲にあれば付着させることが可能であ
る。製造工程においてこの手段を用いる場合、排気機に
おいて水銀合金封入直後のなるべく冷却されない内にバ
ーナあるいは加熱炉によりランプ管端部を凡そ５〜３０
秒間加熱すると良い。
が、これをガスバーナを用いて加熱した場合、加熱中の
温度は常に上昇するがその加熱時間内の平均温度が付着
温度と同等であれば合金が付着することがわかった。換
言すれば、加熱手段を問わず加熱時間中のガラスの平均
温度が付着温度範囲にあれば付着させることが可能であ
る。製造工程においてこの手段を用いる場合、排気機に
おいて水銀合金封入直後のなるべく冷却されない内にバ
ーナあるいは加熱炉によりランプ管端部を凡そ５〜３０
秒間加熱すると良い。
【００１６】本発明に供する合金はその融点が同じレベ
ルであれば、本実施例の他にも二元ないし三元以上から
なる合金を用いることができ、その成分としてはカリウ
ム，アルミニウム，鉛，スズ，ビスマス，インジウム，
アンチモン，亜鉛，カドミウムなどが挙げられる。この
場合、付着温度範囲は、金属と水銀の合金の融点をＴma
℃，合金に含まれる金属の融点の最小値をＴmm℃とする
と、５≦ｔ≦３０，Ａ−Ｂｔ≦Ｔ≦Ａ＋１００−Ｂｔあ
るいは≦Ｔmmの範囲で表すことができた。ただし、Ｂ＝
（Ｔmm−Ｔma）／２０，Ａ＝Ｔmmである。
ルであれば、本実施例の他にも二元ないし三元以上から
なる合金を用いることができ、その成分としてはカリウ
ム，アルミニウム，鉛，スズ，ビスマス，インジウム，
アンチモン，亜鉛，カドミウムなどが挙げられる。この
場合、付着温度範囲は、金属と水銀の合金の融点をＴma
℃，合金に含まれる金属の融点の最小値をＴmm℃とする
と、５≦ｔ≦３０，Ａ−Ｂｔ≦Ｔ≦Ａ＋１００−Ｂｔあ
るいは≦Ｔmmの範囲で表すことができた。ただし、Ｂ＝
（Ｔmm−Ｔma）／２０，Ａ＝Ｔmmである。
【００１７】また本実施例で用いたランプのガラス材料
はソーダガラスであったが、その他石英ガラスなどにお
いても水銀合金は付着可能であった。
はソーダガラスであったが、その他石英ガラスなどにお
いても水銀合金は付着可能であった。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、蛍光ランプ製造に関
し、加熱により封入した水銀合金の少なくとも一部を液
相状態に溶融させ、ガラスに付着させることができ、ま
た同時に水銀を放出させることができる加熱方法を見出
したことにより、構造及び製造工程が簡単にできるた
め、外観を損なわず、安価で、必要な最少量の水銀を確
保するランプを提供出来る。
し、加熱により封入した水銀合金の少なくとも一部を液
相状態に溶融させ、ガラスに付着させることができ、ま
た同時に水銀を放出させることができる加熱方法を見出
したことにより、構造及び製造工程が簡単にできるた
め、外観を損なわず、安価で、必要な最少量の水銀を確
保するランプを提供出来る。
【００１９】本発明に供する水銀合金は本実施例の他の
金属を用いてもよく、水銀と合金を形成する物質であれ
ば、本発明の方法による効果は失われることは無い。
金属を用いてもよく、水銀と合金を形成する物質であれ
ば、本発明の方法による効果は失われることは無い。
【００２０】また本発明に関する加熱方法は、必ずしも
一定温度である必要は無く、加熱を行う時間内の平均温
度で行っても良い。
一定温度である必要は無く、加熱を行う時間内の平均温
度で行っても良い。
【図１】本発明の一実施例である蛍光ランプの説明図。
【図２】本発明の方法に関する一実施例の加熱温度と時
間との関係の説明図。
間との関係の説明図。
【図３】本発明の方法に関する一実施例の亜鉛水銀合金
の状態図。
の状態図。
１…蛍光ランプガラス管、２…水銀合金、３…蛍光膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 孝治 東京都青梅市藤橋888番地 株式会社日立 製作所リビング機器事業部内
Claims (4)
- 【請求項１】低圧水銀蒸気放電灯の一部を構成するガラ
ス管の中に顆粒状の水銀合金を供給する工程と、前記ガ
ラス管の内壁の前記水銀合金が停留している端部を外部
から所定の温度で加熱することにより前記水銀合金から
少なくとも一部の水銀を放出するとともに前記端部に固
着される工程とを有することを特徴とする低圧水銀蒸気
放電灯の製造方法。 - 【請求項２】請求項１の前記水銀合金を加熱によりガラ
ス管に固着させる工程において、前記水銀合金の融点を
Ｔma℃，前記水銀合金の水銀以外の組成金属の融点の最
小値をＴmm℃とすれば、ガラス温度の時間平均値Ｔ
〔℃〕が加熱時間ｔ〔秒〕との関係において、５≦ｔ，
Ａ−Ｂｔ≦Ｔ≦Ａ＋１００−Ｂｔあるいは≦Ｔmm、ここ
で、Ａ＝Ｔmm，Ｂ＝（Ｔmm−Ｔma）／２０の関係をを満
たすように加熱する低圧水銀蒸気放電灯の製造方法。 - 【請求項３】請求項１または２の方法によって製造され
た蛍光ランプであって、前記水銀合金の顆粒を前記ガラ
ス管の管壁に固着している蛍光ランプ。 - 【請求項４】請求項３において、前記水銀合金の顆粒が
蛍光体が塗布されていない前記ガラス管の端部に固着し
ている蛍光ランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP191694A JPH07211235A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 低圧水銀蒸気放電灯の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP191694A JPH07211235A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 低圧水銀蒸気放電灯の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07211235A true JPH07211235A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=11514917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP191694A Pending JPH07211235A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 低圧水銀蒸気放電灯の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07211235A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6194827B1 (en) | 1997-09-26 | 2001-02-27 | Matsushita Electronics Corporation | Low pressure mercury vapor discharge lamp with mercury-releasing metal substrate and method of making the same |
-
1994
- 1994-01-13 JP JP191694A patent/JPH07211235A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6194827B1 (en) | 1997-09-26 | 2001-02-27 | Matsushita Electronics Corporation | Low pressure mercury vapor discharge lamp with mercury-releasing metal substrate and method of making the same |
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