JP2005071720A - Fluorescent lamp and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】 水銀含有合金を使用した蛍光ランプの初回点灯時における、ちらつき、不点灯、立ち消え等を防止する。
【解決手段】 初回点灯前であって、水銀含有合金をバルブ内に封入してから1週間以上経過後の蛍光ランプから抜き取った水銀含有合金15を真空チャンバー12の内部に配置して、真空チャンバー12の内部の温度を40℃に保ち、かつ真空チャンバー12の内部の圧力を2.0×10-3〜2.2×10-3Paに保ちながら3時間排気した場合、真空チャンバー12から放出される水銀量と、上記バルブの管内に付着している水銀量との合計量が、単位ランプ電力当たり0.013mg/W以上0.1mg/W以下である蛍光ランプとする。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent flicker, non-lighting, extinction, etc. at the first lighting of a fluorescent lamp using a mercury-containing alloy.
A mercury-containing alloy 15 extracted from a fluorescent lamp after a week or more has elapsed after the mercury-containing alloy is sealed in the bulb before the first lighting is disposed inside the vacuum chamber 12, and the vacuum chamber When the temperature inside 12 is kept at 40 ° C. and the pressure inside the vacuum chamber 12 is kept at 2.0 × 10 −3 to 2.2 × 10 −3 Pa for 3 hours, the vacuum chamber 12 is released. A fluorescent lamp in which the total amount of mercury to be deposited and the amount of mercury adhering in the bulb tube is 0.013 mg / W to 0.1 mg / W per unit lamp power.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、水銀封入方式として水銀含有合金を用いた蛍光ランプとその製造方法に関する。 The present invention relates to a fluorescent lamp using a mercury-containing alloy as a mercury sealing method and a manufacturing method thereof.
一般に、蛍光ランプは、外部からの電気エネルギーにより励起された蒸気水銀から放射される紫外線を蛍光体で効果的に可視光に変換することにより、光源としての特性を発揮する。従って、高効率の蛍光ランプを実現するためには、バルブ内に水銀を封入することが必要となる。 In general, a fluorescent lamp exhibits characteristics as a light source by effectively converting ultraviolet rays emitted from vapor mercury excited by external electric energy into visible light with a phosphor. Therefore, in order to realize a highly efficient fluorescent lamp, it is necessary to enclose mercury in the bulb.
バルブ内に水銀を封入する方法としては、液状の水銀を排気管から直接滴下導入する方式(以下、ドロッパー方式という。)がある。このドロッパー方式は、水銀の封入量の制御が難しいので、製品の信頼性向上のために、かなり過剰量の水銀を封入しなければならない。しかし、水銀は環境上有害な物質であるため、環境保護の観点から蛍光ランプ中の水銀の使用量はできるだけ削減することが求められている。 As a method of sealing mercury in the bulb, there is a method in which liquid mercury is directly dropped from an exhaust pipe (hereinafter referred to as a dropper method). In this dropper method, since it is difficult to control the amount of mercury enclosed, a considerably excessive amount of mercury must be enclosed in order to improve product reliability. However, since mercury is an environmentally harmful substance, the amount of mercury used in fluorescent lamps is required to be reduced as much as possible from the viewpoint of environmental protection.
このため従来から水銀使用量を削減するために、ドロッパー方式に代わる方法として、亜鉛水銀合金に代表される水銀含有合金をバルブ内に封入し、必要量のみの水銀を使用する方法が行われている(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3参照。)。この水銀含有合金を使用する方法は、ドロッパー方式に比べて水銀量を精度良く制御することができるため、水銀の使用量の削減に非常に効果的である。
しかし、水銀含有合金を使用する方法では、水銀含有合金からの水銀蒸発特性が、必ずしも液体水銀の水銀蒸発特性と同等ではないために、水銀消費が急速である蛍光ランプの初回点灯時に蒸気水銀の不足に起因する不具合が発生する場合がある。 However, in the method using mercury-containing alloys, the mercury evaporation characteristics from mercury-containing alloys are not necessarily equivalent to the mercury evaporation characteristics of liquid mercury. There may be a problem due to shortage.
即ち、市場で広く普及している、主成分として30〜70重量%の亜鉛を含む総重量6〜15mgの水銀含有合金ペレットを使用する場合、初期含有水銀量の数%程度に相当するペレット表面付近の水銀は液体水銀と同等の蒸発特性を持つが、残りの大半の水銀については水銀含有合金内での拡散速度が遅いため、蒸発速度が大きく低下することが知られている。初回点灯時には、水銀の管壁への物理吸着、あるいは蛍光体膜形成物質との化学反応、及び管内の不純ガスとの化学反応のために急速に水銀が消費され、点灯を維持するためにはそれらの消費量を上回る蒸気水銀を供給することが必要である。しかし、上記蒸発速度の低下のため、水銀消費量が急速である初回点灯時において、消費量を十分に補うための自由水銀量がバルブ内に不足し、蛍光ランプの、ちらつき、不点灯、立ち消え等の不具合が発生する場合がある。 That is, when a mercury-containing alloy pellet having a total weight of 6 to 15 mg containing 30 to 70% by weight of zinc as a main component is widely used in the market, the pellet surface corresponding to several percent of the initial mercury content Although nearby mercury has the same evaporation characteristics as liquid mercury, it is known that the evaporation rate of most of the remaining mercury is greatly reduced because the diffusion rate in the mercury-containing alloy is slow. In order to maintain the lighting, mercury is consumed rapidly due to physical adsorption of mercury on the tube wall or chemical reaction with the phosphor film-forming substance and chemical reaction with the impure gas in the tube. It is necessary to supply vapor mercury exceeding their consumption. However, due to the lowering of the evaporation rate, at the time of the first lighting when the mercury consumption is rapid, there is not enough free mercury in the bulb to sufficiently supplement the consumption, and the fluorescent lamp flickers, does not light up, goes out. Such a problem may occur.
また、水銀含有合金ペレットをバルブ内に封入する方法としては、ペレットをバルブの管内に固着する方法と、管内に固着せずに自由な状態でバルブ内に投入する方法とが知られている。ここで、上記の固着する方法であれば固着時に熱を与えるため、ある程度の水銀がペレット表面に析出、あるいはバルブ内に放出される可能性がある。しかし、市場で主流であるペレットを自由な状態でバルブ内に投入する方式であれば、通常は製造時にペレットに与えられる熱エネルギーが少ないため、ペレットからの水銀の析出、及びバルブ内への水銀の放出量が少なくなり、上記不具合の懸念がより一層増大する。 In addition, as a method for enclosing the mercury-containing alloy pellet in the valve, a method for fixing the pellet in the tube of the valve and a method for putting it in the valve in a free state without being fixed in the tube are known. Here, in the case of the above fixing method, heat is applied at the time of fixing, so that some mercury may be deposited on the pellet surface or released into the bulb. However, in the case of a system in which pellets, which are the mainstream in the market, are charged into the valve in a free state, the heat energy given to the pellet is usually small during production, so that mercury deposits from the pellet and mercury into the valve. This reduces the amount of release and further increases the concern for the above problems.
本発明は、水銀封入方式として水銀含有合金を使用した蛍光ランプの初回点灯時における、ちらつき、不点灯、立ち消え等の不具合を防止するものである。 The present invention prevents inconveniences such as flickering, non-lighting, and extinction at the first lighting of a fluorescent lamp using a mercury-containing alloy as a mercury sealing method.
本発明は、水銀含有合金をバルブ内に含む蛍光ランプであって、
初回点灯前であって、前記水銀含有合金を前記バルブ内に封入してから1週間以上経過後の前記蛍光ランプから抜き取った前記水銀含有合金を真空チャンバーの内部に配置して、前記真空チャンバーの内部の温度を40℃に保ち、かつ前記真空チャンバーの内部の圧力を2.0×10-3〜2.2×10-3Paに保ちながら3時間排気した場合、
前記真空チャンバーから放出される水銀量と、前記バルブの管内に付着している水銀量との合計量が、単位ランプ電力当たり0.013mg/W以上0.1mg/W以下であることを特徴とする蛍光ランプを提供する。
The present invention is a fluorescent lamp containing a mercury-containing alloy in a bulb,
Before the first lighting, the mercury-containing alloy extracted from the fluorescent lamp after one week or more after the mercury-containing alloy is sealed in the bulb is placed inside a vacuum chamber, and the vacuum chamber When evacuating for 3 hours while maintaining the internal temperature at 40 ° C. and maintaining the internal pressure of the vacuum chamber at 2.0 × 10 −3 to 2.2 × 10 −3 Pa,
The total amount of mercury released from the vacuum chamber and mercury attached to the bulb tube is 0.013 mg / W or more and 0.1 mg / W or less per unit lamp power. Provide a fluorescent lamp.
また、本発明は、250℃以上にバルブを加熱した状態で水銀含有合金を前記バルブ内に投入する工程と、
前記水銀含有合金を前記バルブ内に投入した後に、前記バルブを封止する工程と、
を含むことを特徴とする蛍光ランプの製造方法を提供する。
The present invention also includes a step of introducing a mercury-containing alloy into the valve while the valve is heated to 250 ° C. or higher;
Sealing the valve after throwing the mercury-containing alloy into the valve;
A method for manufacturing a fluorescent lamp is provided.
また、本発明は、水銀含有合金をバルブ内に投入する工程と、
前記水銀含有合金を前記バルブ内に投入した後に、前記水銀含有合金を加熱する工程と、
を含むことを特徴とする蛍光ランプの製造方法を提供する。
The present invention also includes a step of introducing a mercury-containing alloy into the valve;
Heating the mercury-containing alloy after charging the mercury-containing alloy into the valve;
A method for manufacturing a fluorescent lamp is provided.
本発明の蛍光ランプは、上記構成を有し、水銀含有合金を使用した蛍光ランプの初回点灯時における、ちらつき、不点灯、立ち消え等を防止することができる。 The fluorescent lamp of the present invention has the above-described configuration, and can prevent flickering, non-lighting, turning off, etc. when the fluorescent lamp using the mercury-containing alloy is turned on for the first time.
また、本発明の蛍光ランプの製造方法は、上記工程を有し、初回点灯時における、ちらつき、不点灯、立ち消え等を防止した、水銀含有合金を使用した蛍光ランプを提供できる。 In addition, the method for manufacturing a fluorescent lamp of the present invention can provide a fluorescent lamp using a mercury-containing alloy that has the above-described steps and prevents flickering, non-lighting, extinction, and the like during the first lighting.
本発明の蛍光ランプの一例は、水銀含有合金をバルブ内に含む蛍光ランプであって、初回点灯前であって、上記水銀含有合金を上記バルブ内に封入してから1週間以上経過後の上記蛍光ランプから抜き取った上記水銀含有合金を真空チャンバーの内部に配置して、上記真空チャンバーの内部の温度を40℃に保ち、かつ上記真空チャンバーの内部の圧力を2.0×10-3〜2.2×10-3Paに保ちながら3時間排気した場合、上記真空チャンバーから放出される水銀量と、上記バルブの管内に付着している水銀量との合計量が、単位ランプ電力当たり0.013mg/W以上0.1mg/W以下であることを特徴とする。 An example of the fluorescent lamp of the present invention is a fluorescent lamp containing a mercury-containing alloy in a bulb, before the first lighting, and after the mercury-containing alloy is enclosed in the bulb, after one week or more has passed. The mercury-containing alloy extracted from the fluorescent lamp is placed inside the vacuum chamber, the temperature inside the vacuum chamber is kept at 40 ° C., and the pressure inside the vacuum chamber is set to 2.0 × 10 −3 to 2 When evacuating for 3 hours while maintaining 2 × 10 −3 Pa, the total amount of mercury released from the vacuum chamber and the amount of mercury adhering to the bulb tube is 0.003 per unit lamp power. It is 013 mg / W or more and 0.1 mg / W or less.
本発明者らは前述の課題を解決するため鋭意努力した結果、蒸気水銀不足による初回点灯時の、ちらつき、不点灯、立ち消え等を防止するためには、予め蛍光ランプのバルブ内に液体水銀を一定量放出させた状態にしておくか、あるいは、水銀含有合金ペレット中の水銀をペレット表面に析出させて速やかに蒸発できる状態にしておくことが有効であるとの知見を得た。 As a result of diligent efforts to solve the above-mentioned problems, the present inventors have preliminarily placed liquid mercury in the bulb of the fluorescent lamp in order to prevent flickering, non-lighting, extinction, etc. at the first lighting due to lack of vapor mercury. It has been found that it is effective to leave it in a certain amount released state or to deposit mercury in the mercury-containing alloy pellets on the pellet surface so that they can be evaporated quickly.
この点についてさらに詳細に検討した結果、蛍光ランプの上記状態を確保して、初回点灯時に必要量の蒸気水銀を容易にバルブ内に供給し、初回点灯時の各種不具合を回避するためには、初回点灯前であって、水銀含有合金をバルブ内に封入してから1週間以上経過後の蛍光ランプから抜き取った水銀含有合金を真空チャンバーの内部に配置して、真空チャンバーの内部の温度を40℃に保ち、かつ真空チャンバーの内部の圧力を2.0×10-3〜2.2×10-3Paに保ちながら3時間排気した場合、真空チャンバーから放出される水銀量と、バルブの管内に付着している水銀量との合計量が、単位ランプ電力当たり0.013mg/W以上0.1mg/W以下であることが必要であることが分かった。 As a result of examining this point in more detail, in order to ensure the above-mentioned state of the fluorescent lamp, to easily supply the required amount of vapor mercury into the bulb at the first lighting, and to avoid various problems at the first lighting, Before the first lighting, the mercury-containing alloy extracted from the fluorescent lamp after one week or more after the mercury-containing alloy is sealed in the bulb is placed inside the vacuum chamber, and the temperature inside the vacuum chamber is set to 40. When it is evacuated for 3 hours while maintaining the temperature inside the vacuum chamber and maintaining the pressure inside the vacuum chamber at 2.0 × 10 −3 to 2.2 × 10 −3 Pa, the amount of mercury released from the vacuum chamber and the inside of the bulb tube It has been found that the total amount of mercury adhering to the lamp needs to be 0.013 mg / W or more and 0.1 mg / W or less per unit of lamp power.
水銀含有合金をバルブ内に含む蛍光ランプであっても、上記条件を満たす蛍光ランプであれば、初回点灯時に必要な水銀量が十分に確保され、初回点灯時の、ちらつき、不点灯、立ち消え等を防止することができる。 Even if a fluorescent lamp contains a mercury-containing alloy in the bulb, if the fluorescent lamp satisfies the above conditions, the amount of mercury required for the first lighting is sufficiently secured, flickering, non-lighting, extinction, etc. Can be prevented.
ここで、初回点灯とは、消費者が蛍光ランプを購入後に行う最初の点灯をいう。また、温度条件としては、一般に市場に広く普及している環状蛍光ランプの最冷点部の温度である40℃とした。さらに、真空チャンバーの内部の圧力としては、通常の真空ポンプ、例えばターボ分子ポンプなどを使用した場合に容易に達成できる真空度である2.0×10-3〜2.2×10-3Paとした。 Here, the first lighting is the first lighting performed by the consumer after purchasing the fluorescent lamp. Moreover, as temperature conditions, it was set to 40 degreeC which is the temperature of the coldest point part of the cyclic | annular fluorescent lamp currently spread widely in the market. Furthermore, the pressure inside the vacuum chamber is 2.0 × 10 −3 to 2.2 × 10 −3 Pa, which is a degree of vacuum that can be easily achieved when a normal vacuum pump such as a turbo molecular pump is used. It was.
上記真空チャンバーから放出された水銀量は、電子天秤等を用いて定量でき、また水銀含有合金の重量減少量からも定量できる。さらに、上記蛍光ランプのバルブの管内に付着している水銀量は、ランプを破壊して管壁に付着している水銀を化学的に定量分析することにより定量できる。 The amount of mercury released from the vacuum chamber can be quantified using an electronic balance or the like, and can also be quantified from the weight loss of the mercury-containing alloy. Further, the amount of mercury adhering in the bulb of the fluorescent lamp can be quantified by chemically analyzing the mercury adhering to the tube wall by breaking the lamp.
水銀含有合金をバルブ内に封入してから1週間以上経過後の蛍光ランプを用い、かつ排気時間を3時間としたのは、以下の理由からである。製造時にバルブ内に放出させた水銀は、1週間程度で水銀含有合金ペレットの表面に再吸着し、見かけ上は水銀含有合金ペレットの表面に析出させた水銀と区別がつかない状態となる。この再吸着した水銀は、ペレットと化学的に結合しているのではなく、ごく弱い力で単体の水銀として物理的に吸着しているにすぎないため、真空排気すると液体水銀と同等の速度で容易に蒸発する。 The reason why the fluorescent lamp is used after one week or more after the mercury-containing alloy is sealed in the bulb and the exhaust time is set to 3 hours is as follows. Mercury released into the bulb at the time of manufacture is re-adsorbed on the surface of the mercury-containing alloy pellet in about one week, and apparently becomes indistinguishable from the mercury deposited on the surface of the mercury-containing alloy pellet. This re-adsorbed mercury is not chemically bonded to the pellet, but is only physically adsorbed as a single mercury with a very weak force. Evaporates easily.
ここで、作製直後と、作製から1週間経過後の、それぞれのバルブ内の水銀量、及び真空排気による水銀放出量の検証実験を行った。この検証実験では、先ず、後述する実施例で作製した蛍光ランプを用い、作製直後と作製から1週間経過後のそれぞれの蛍光ランプのバルブ内の水銀量を測定した。具体的には、バルブ内に含まれる水銀を硝酸に溶出し、誘導結合高周波プラズマ分光分析(ICP分光分析)により測定した。また、その蛍光ランプから水銀含有合金ペレットを取り出して、後述の実施例と同様にして真空排気による水銀放出量を測定した。水銀放出量の測定は、排気開始から1時間後と3時間後の2回それぞれ行った。その結果を表1に示す。 Here, a verification experiment was conducted on the amount of mercury in each valve and the amount of mercury released by vacuum evacuation immediately after the production and one week after the production. In this verification experiment, first, the amount of mercury in the bulb of each fluorescent lamp was measured immediately after the production and after one week from the production using the fluorescent lamp produced in Examples described later. Specifically, mercury contained in the bulb was eluted into nitric acid and measured by inductively coupled high-frequency plasma spectroscopy (ICP spectroscopy). Further, mercury-containing alloy pellets were taken out from the fluorescent lamp, and the amount of mercury released by evacuation was measured in the same manner as in the examples described later. The mercury release was measured twice, 1 hour and 3 hours after the start of exhaust. The results are shown in Table 1.
以上より、水銀含有合金をバルブ内に封入してから1週間以上経過後の蛍光ランプを用い、かつ排気時間を3時間としたものである。 As described above, the fluorescent lamp is used after one week or more after the mercury-containing alloy is sealed in the bulb, and the exhaust time is 3 hours.
また、上記真空チャンバーから放出された水銀量と、上記バルブの管内に付着している水銀量との合計量は、単位ランプ電力当たり0.013mg/W以上0.1mg/W以下であることが必要である。 The total amount of mercury released from the vacuum chamber and the amount of mercury adhering to the bulb tube may be 0.013 mg / W to 0.1 mg / W per unit lamp power. is necessary.
点灯を保持するために必要な蒸気水銀の量は、約0.0015mg/W、さらに初期にバルブの管壁に吸着される水銀量、及びバルブの管内に微量に残存する不純ガスと反応する水銀量を考慮すると、ちらつき、不点灯等を抑制し、初回点灯時に問題なくランプ特性を発揮させるためには、バルブ内の液体水銀量、及び水銀含有合金ペレットの表面に析出して蒸発しやすい状態になっている水銀量の合計量は、0.013mg/W以上必要となる。 The amount of vapor mercury necessary to maintain lighting is about 0.0015 mg / W, the amount of mercury adsorbed on the bulb tube wall in the initial stage, and the mercury that reacts with a small amount of impure gas remaining in the bulb tube In consideration of the amount, in order to suppress flickering, non-lighting, etc., and to exhibit the lamp characteristics without problems at the first lighting, the amount of liquid mercury in the bulb and the state where it easily deposits and evaporates on the surface of mercury-containing alloy pellets The total amount of mercury required is 0.013 mg / W or more.
また、上記水銀量が多すぎても不適当である。なぜなら、バルブの封止の前にエネルギーを与えて水銀の放出を促進した場合、バルブ内の不純ガスの排気と同時に水銀も排気されるが、この排気による損失量が顕著になるからである。 Further, it is not appropriate that the amount of mercury is too large. This is because when energy is applied before the valve is sealed to promote the release of mercury, mercury is exhausted simultaneously with the exhaust of the impure gas in the valve, but the loss due to this exhaust becomes significant.
ここで、水銀含有合金ペレットからの水銀放出量と、排気損失の水銀量の関係を表2に示す。表2は、後述する実施例で作製した蛍光ランプを用いた結果である。表2では、バルブの加熱時間を調節することにより、水銀放出量を制御した。水銀放出量は、ランプ完成直後、ランプを破壊し、バルブ内に放出された水銀量を前述のICP分光分析によって測定し、その水銀放出量をBとする。また、亜鉛水銀ペレットの、ランプ投入前の重量Aを測定し、ランプ完成直後、ランプを破壊して取り出した亜鉛水銀ペレットの重量Cを測定し、A−(B+C)を排気損失とした。 Table 2 shows the relationship between the amount of mercury released from the mercury-containing alloy pellets and the amount of mercury in exhaust loss. Table 2 shows the results using the fluorescent lamps produced in the examples described later. In Table 2, the mercury release amount was controlled by adjusting the heating time of the bulb. As for the amount of mercury released, the lamp is broken immediately after completion of the lamp, the amount of mercury released into the bulb is measured by the ICP spectroscopic analysis, and the amount of mercury released is B. Further, the weight A of the zinc mercury pellet before the lamp was charged was measured. Immediately after completion of the lamp, the weight C of the zinc mercury pellet taken out by breaking the lamp was measured, and A− (B + C) was defined as the exhaust loss.
さらに、この排気損失によるバラツキが大きくなるために重量の大きい水銀含有合金ペレットを使用せざるを得なくなり、水銀含有合金ペレットを使用する当初の大きな目的である、水銀量の少ない蛍光ランプを供給する目的に反することも理由として挙げられる。また、バルブの封止の後にエネルギーを与えて水銀を放出させ過ぎると、バルブから排気されずに残留してバルブ内面の蛍光体膜に吸着している不純ガスが管内に放出されてしまう。その結果、ランプの始動・光束・電気特性等に悪影響を及ぼす懸念がある。 Furthermore, since the variation due to the exhaust loss becomes large, it is necessary to use a heavy mercury-containing alloy pellet, and a fluorescent lamp with a low mercury content, which is a major initial purpose of using the mercury-containing alloy pellet, is supplied. Another reason is that it goes against the purpose. Further, if energy is applied after the bulb is sealed to release too much mercury, the impurity gas remaining without being exhausted from the bulb and being adsorbed on the phosphor film on the inner surface of the bulb will be released into the tube. As a result, there is a concern that the lamp start, luminous flux, electrical characteristics, etc. may be adversely affected.
以上の理由のため、上記真空チャンバーから放出される水銀量と、上記バルブの管内に付着している水銀量との合計量(バルブ内に放出された水銀量と、水銀含有合金ペレットの表面に析出して蒸発しやすい状態の水銀量の合計量)の上限は、0.1mg/Wとなる。 For the above reasons, the total amount of mercury released from the vacuum chamber and the amount of mercury adhering to the bulb tube (the amount of mercury released into the bulb and the surface of the mercury-containing alloy pellets). The upper limit of the total amount of mercury that is likely to precipitate and evaporate is 0.1 mg / W.
上記水銀含有合金は、水銀と亜鉛とを含むことが好ましい。亜鉛水銀合金は、化学的に安定で、水銀放出特性に優れ、また重量精度が高いからである。 The mercury-containing alloy preferably contains mercury and zinc. This is because zinc mercury alloys are chemically stable, have excellent mercury release characteristics, and have high weight accuracy.
また、上記水銀含有合金は、全体の重量割合で30重量%以上70重量%以下の亜鉛を含むことができるが、より好ましくは亜鉛と水銀の重量比は、1対1である。 The mercury-containing alloy may contain 30 wt% or more and 70 wt% or less of zinc in a total weight ratio, more preferably the weight ratio of zinc to mercury is 1: 1.
通常、上記水銀含有合金は、亜鉛と水銀との金属化合物と、単体の水銀と、単体の亜鉛とを含んでいる。 Usually, the mercury-containing alloy contains a metal compound of zinc and mercury, simple mercury, and simple zinc.
また、上記水銀含有合金は、ビスマス、鉛、インジウム、カドミウム、すず、ガリウム、ストロンチウム、カルシウム、バリウム等を、全体の重量割合で15重量%未満の範囲で含むことができる。 The mercury-containing alloy may contain bismuth, lead, indium, cadmium, tin, gallium, strontium, calcium, barium and the like in a total weight ratio of less than 15% by weight.
次に、本発明の蛍光ランプの製造方法を説明する。本発明の蛍光ランプの製造方法の一例は、250℃以上、より好ましくは270〜280℃にバルブを加熱した状態で水銀含有合金を上記バルブ内に投入する工程と、上記水銀含有合金を上記バルブ内に投入した後に、上記バルブを封止する工程とを含むことを特徴とする。 Next, a method for manufacturing the fluorescent lamp of the present invention will be described. An example of the method for producing the fluorescent lamp of the present invention includes a step of introducing a mercury-containing alloy into the bulb in a state where the bulb is heated to 250 ° C. or more, more preferably 270 to 280 ° C., and the mercury-containing alloy is added to the bulb. And a step of sealing the valve after being put in.
250℃以上にバルブを加熱した状態で水銀含有合金をバルブ内に投入することにより、水銀含有合金に熱エネルギーが与えられて単体水銀が形成し、その単体水銀の水銀含有合金表面への拡散及びバルブ内への放出が促進し、初回点灯時に必要な水銀量が十分に確保され、初回点灯時の、ちらつき、不点灯、立ち消え等を防止することができる。 By introducing a mercury-containing alloy into the valve while the valve is heated to 250 ° C. or more, thermal energy is given to the mercury-containing alloy to form elemental mercury, and diffusion of the elemental mercury to the surface of the mercury-containing alloy and Release into the bulb is promoted, a sufficient amount of mercury required at the first lighting is secured, and flickering, non-lighting, extinction, etc. at the first lighting can be prevented.
また、本発明の蛍光ランプの製造方法の他の一例は、水銀含有合金をバルブ内に投入する工程と、上記水銀含有合金を上記バルブ内に投入した後に、上記水銀含有合金を加熱する工程とを含むことを特徴とする。 Further, another example of the method for producing a fluorescent lamp of the present invention includes a step of introducing a mercury-containing alloy into the bulb, and a step of heating the mercury-containing alloy after introducing the mercury-containing alloy into the bulb. It is characterized by including.
水銀含有合金をバルブ内に投入した後に、改めて一時的にランプ外部より水銀含有合金にエネルギーを与えることにより、単体水銀を形成し、その単体水銀の水銀含有合金表面への拡散及びバルブ内への放出を促進させ、初回点灯時に必要な水銀量が十分に確保され、初回点灯時の、ちらつき、不点灯、立ち消え等を防止することができる。 After the mercury-containing alloy is put into the bulb, energy is temporarily applied to the mercury-containing alloy from the outside of the lamp again to form single mercury, and the diffusion of the single mercury to the surface of the mercury-containing alloy and into the bulb. Release is promoted, the amount of mercury necessary for the first lighting is sufficiently secured, and flickering, non-lighting, extinction, etc. at the first lighting can be prevented.
上記水銀含有合金をバルブ内に投入した後の加熱は、バルブを封止する前に行っても、封止した後に行ってもよい。 The heating after putting the mercury-containing alloy into the bulb may be performed before the bulb is sealed or after the bulb is sealed.
上記加熱は、上記バルブを250℃以上に昇温して行うことができる。また、上記加熱は、上記水銀含有合金に高周波エネルギーを与えることにより行うことができる。さらに、上記加熱は、上記バルブにレーザーを印加することにより行うことができる。 The heating can be performed by raising the temperature of the valve to 250 ° C. or higher. The heating can be performed by applying high frequency energy to the mercury-containing alloy. Furthermore, the heating can be performed by applying a laser to the bulb.
次に、本発明の実施例を図面に基づき説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following examples.
先ず、本実施例の蛍光ランプの製造方法を説明する。図2は、本発明の蛍光ランプの一例である30W環状蛍光ランプの製造工程の一部を示す斜視図である。図2において、ソーダガラスから形成されたバルブ21に、蛍光体及び結着剤からなる蛍光体調合液22を流し込み、乾燥させる。次に、雰囲気温度が600℃の焼成炉で、90秒間焼成する。その後、ソーダガラスからなるステム23a、23bを封着する。この際、片側のステム23aには、排気用細管24が接続されている。
First, a method for manufacturing the fluorescent lamp of this embodiment will be described. FIG. 2 is a perspective view showing a part of a manufacturing process of a 30 W annular fluorescent lamp which is an example of the fluorescent lamp of the present invention. In FIG. 2, a
続いて、バルブ曲げ、及び排気工程に移る。具体的には、バルブ21の軟化点を十分に超えた温度750〜850℃(炉の上下方向温度)に調整された炉でバルブ21を環状に形成した後、バルブ21の排気を行う。そして、バルブ21の排気が終了する直前に、発光のために必要な水銀を排気用細管24から投入する。この際の水銀封入は、水銀含有合金ペレットとして亜鉛と水銀の2成分からなる亜鉛水銀ペレットを用い、そのペレットをバルブ21の内面に固着等はせずに、自由な状態で投入する方法で行った。ここで、ペレットの総重量は10mg、亜鉛と水銀の重量比率(亜鉛:水銀)は1:1とした。この時に最も重要な操作は、予めバルブ21を炉内で加熱し、バルブ温度が270〜280℃になっている状態で、上記ペレットをバルブ21内に投入することである。これにより、ペレットからバルブ21内への水銀放出及びペレット表面への水銀の拡散が促進される。水銀封入後に発光媒体としてアルゴンガスを封入し、最後にチップオフを行い、本実施例の発光ランプが完成する。
Subsequently, the process proceeds to a valve bending and exhaust process. Specifically, after the
次に、上記蛍光ランプを用いて、バルブ内に放出された水銀量と、ペレット表面に析出して蒸発しやすい状態になっている水銀量との合計量について説明する。バルブ内に放出された水銀は、前述のとおり1週間程度の放置後には亜鉛水銀ペレットに再吸着する。しかし、この水銀はペレットの表面に弱い力で物理的に表面吸着しているにすぎず、蒸発しやすい状態になっている。その結果、1週間程度の放置後には、最初にバルブ内に放出された水銀と、ペレット表面に析出して蒸発しやすい状態になっている水銀とは、実質的に区別がつかない状態になる。そのため、製造時にバルブ内に放出された水銀と、ペレット表面に析出した水銀との合計量は、ランプ完成後、1週間以上経過後には、図1に示す真空排気装置で3時間排気した際の重量減少量で定量可能である。 Next, the total amount of mercury released into the bulb and the amount of mercury deposited on the pellet surface and easily evaporated using the fluorescent lamp will be described. Mercury released into the bulb re-adsorbs on the zinc mercury pellet after being left for about a week as described above. However, this mercury is only physically adsorbed on the surface of the pellet by a weak force and is in a state of being easily evaporated. As a result, after being left for about a week, the mercury initially released into the bulb and the mercury that is deposited on the pellet surface and easily evaporates are substantially indistinguishable. . Therefore, the total amount of mercury released into the bulb at the time of manufacture and the mercury deposited on the pellet surface is the same as when the vacuum exhaust device shown in FIG. Can be quantified by weight loss.
図1は、本実施例で用いた真空排気装置の概略図である。図1において、真空排気装置11は、真空チャンバー12とターボ分子ポンプ13とを備え、真空チャンバー12の中央上部には真空計14が備えられている。また、真空チャンバー12の中央部には、亜鉛水銀ペレット15が配置されている。
FIG. 1 is a schematic diagram of the vacuum exhaust apparatus used in the present embodiment. In FIG. 1, the
続いて、バルブ内にペレットを投入する際に加熱を行わなかった以外は上記実施例と同様にして製造した比較例の蛍光ランプを準備した。 Then, the fluorescent lamp of the comparative example manufactured similarly to the said Example except not having heated when throwing a pellet in a bulb | bulb was prepared.
次に、実施例の蛍光ランプと、比較例の蛍光ランプとを、それぞれ作製から1週間放置した。その後、それぞれのバルブから亜鉛水銀ペレットを抜き取った。これらの初回点灯前であって、亜鉛水銀ペレットをバルブ内に封入してから1週間以上経過後の蛍光ランプから抜き取った亜鉛水銀ペレットを上記真空チャンバー12の内部に配置して、真空チャンバー12の内部の温度を40℃に保ち、かつ真空チャンバー12の内部の圧力を2.0×10-3〜2.2×10-3Paに保ちながら、排気速度140dm3/secで3時間排気して、真空チャンバー12から排出された水銀量と、バルブの管内に付着している水銀量との合計量を測定した。具体的には、真空チャンバー12から排出された水銀量は、蛍光ランプから抜き取った直後の亜鉛水銀ペレットの重量と、上記排気処理した後の亜鉛水銀ペレットの重量との差から求めた。また、バルブの管内に付着している水銀量は、原子吸光法により求めた。
Next, the fluorescent lamp of the example and the fluorescent lamp of the comparative example were allowed to stand for one week from the production. Then, the zinc mercury pellet was extracted from each valve. Before these first lighting, the zinc mercury pellet extracted from the fluorescent lamp more than one week after the zinc mercury pellet was sealed in the bulb was placed inside the
上記真空排気の際のペレットの重量減少量を表3及び図3に示す。測定は、実施例及び比較例ともに4本の蛍光ランプを用いて行った。 Table 3 and FIG. 3 show the weight reduction amount of the pellets during the evacuation. The measurement was performed using four fluorescent lamps in both Examples and Comparative Examples.
また、バルブの管内に付着している水銀量は、実施例及び比較例のいずれのサンプルも、0.01mg(0.00033mg/W)以下であった。 In addition, the amount of mercury adhering to the inside of the bulb tube was 0.01 mg (0.00033 mg / W) or less in both the examples and the comparative examples.
さらに、実施例及び比較例の蛍光ランプの発光特性を調査した。具体的には、各蛍光ランプの初回点灯時の、ちらつき、不点灯、立ち消えの不具合発生数を調査した。その結果を表4に示す。調査は、実施例及び比較例ともに10本の蛍光ランプを用いて行った。 Furthermore, the light emission characteristics of the fluorescent lamps of Examples and Comparative Examples were investigated. Specifically, the number of flickering, non-lighting, and extinction failures at the first lighting of each fluorescent lamp was investigated. The results are shown in Table 4. The investigation was conducted using 10 fluorescent lamps in both the examples and the comparative examples.
以上より、30W環状蛍光ランプの場合は、バルブ内に放出された水銀量と、ペレット表面に析出して蒸発しやすい状態になっている水銀量の合計が、0.39mg(0.013mg/W)以上あれば、初期点灯時の、ちらつき、不点灯等の不具合を確実に抑制することが可能であることが分かる。 From the above, in the case of the 30 W annular fluorescent lamp, the total amount of mercury released into the bulb and the amount of mercury deposited on the pellet surface and easily evaporated is 0.39 mg (0.013 mg / W). ) As described above, it can be seen that problems such as flickering and non-lighting during initial lighting can be reliably suppressed.
また、本実施例の蛍光ランプは、数千時間以上の長期点灯時のランプ特性面でも好ましい。その理由を以下に述べる。一般に、蛍光ランプは、点灯中に徐々に蛍光体等との反応により水銀が消費される。亜鉛水銀ペレットを用いた場合に、数千時間以上に渡って安定して点灯させるためには、消費量を十分に上回る量の液体水銀が常にバルブ内に存在する必要がある。そのためには、長期点灯中でもペレットから水銀がスムーズに補給されなければならない。熱等のエネルギーを与え、バルブ内への水銀放出、及びペレット表面への水銀析出を促進させた亜鉛水銀ペレットは、ペレット内部の残りの水銀も蒸発しやすい傾向にあると考えられる。そのため、本実施例の蛍光ランプは、初回点灯時に加え、数千時間の点灯中においても、安定した蒸気水銀の補給を実現することができる。 Moreover, the fluorescent lamp of the present embodiment is also preferable in terms of lamp characteristics during long-term lighting for several thousand hours or more. The reason is described below. In general, a fluorescent lamp gradually consumes mercury due to a reaction with a phosphor or the like during lighting. In the case where zinc mercury pellets are used, in order to illuminate stably for several thousand hours or more, it is necessary that a quantity of liquid mercury sufficiently exceeding the consumption is always present in the bulb. For this purpose, mercury must be smoothly supplied from the pellets even during long-term lighting. It is considered that zinc mercury pellets that give energy such as heat and promote mercury release into the bulb and mercury deposition on the pellet surface tend to evaporate the remaining mercury inside the pellet. For this reason, the fluorescent lamp of the present embodiment can realize a stable supply of vapor mercury even during the lighting for several thousand hours in addition to the lighting for the first time.
以上を確認するため、上記実施例の蛍光ランプと、上記比較例の蛍光ランプとを用いて長期点灯のランプ試験を実施した。蛍光ランプを各20本ずつ点灯させたところ、実施例の蛍光ランプでは、7000時間までいずれのランプも問題なく点灯したのに対して、比較例の蛍光ランプは点灯2000時間経過後と、3600時間経過後で1本ずつ、立ち消えランプが発生した。 In order to confirm the above, a long-time lighting lamp test was conducted using the fluorescent lamp of the above example and the fluorescent lamp of the above comparative example. When 20 of each of the fluorescent lamps were turned on, in the fluorescent lamps of the examples, all the lamps were lit up to 7000 hours without any problem, whereas in the comparative example, the fluorescent lamps were turned on after 2000 hours and 3600 hours. After the lapse of time, the lamps disappeared one by one.
本発明によれば、水銀含有合金を使用した蛍光ランプの初回点灯時における、ちらつき、不点灯、立ち消え等を防止することができるとともに、長期点灯においても良好なランプ特性を発揮できる蛍光ランプを提供でき、その工業的価値は大である。 According to the present invention, there is provided a fluorescent lamp capable of preventing flickering, non-lighting, extinction, etc. at the time of initial lighting of a fluorescent lamp using a mercury-containing alloy and exhibiting excellent lamp characteristics even during long-term lighting. Yes, its industrial value is great.
11 真空排気装置
12 真空チャンバー
13 ターボ分子ポンプ
14 真空計
15 亜鉛水銀ペレット
21 バルブ
22 蛍光体調合液
23a、23b ステム
24 排気用細管
DESCRIPTION OF
Claims (10)
初回点灯前であって、前記水銀含有合金を前記バルブ内に封入してから1週間以上経過後の前記蛍光ランプから抜き取った前記水銀含有合金を真空チャンバーの内部に配置して、前記真空チャンバーの内部の温度を40℃に保ち、かつ前記真空チャンバーの内部の圧力を2.0×10-3〜2.2×10-3Paに保ちながら3時間排気した場合、
前記真空チャンバーから放出される水銀量と、前記バルブの管内に付着している水銀量との合計量が、単位ランプ電力当たり0.013mg/W以上0.1mg/W以下であることを特徴とする蛍光ランプ。 A fluorescent lamp containing a mercury-containing alloy in a bulb,
Before the first lighting, the mercury-containing alloy extracted from the fluorescent lamp after one week or more after the mercury-containing alloy is sealed in the bulb is placed inside a vacuum chamber, and the vacuum chamber When evacuating for 3 hours while maintaining the internal temperature at 40 ° C. and maintaining the internal pressure of the vacuum chamber at 2.0 × 10 −3 to 2.2 × 10 −3 Pa,
The total amount of mercury released from the vacuum chamber and mercury attached to the bulb tube is 0.013 mg / W or more and 0.1 mg / W or less per unit lamp power. Fluorescent lamp.
前記水銀含有合金を前記バルブ内に投入した後に、前記バルブを封止する工程と、
を含むことを特徴とする蛍光ランプの製造方法。 Introducing a mercury-containing alloy into the bulb while the bulb is heated to 250 ° C. or higher;
Sealing the valve after throwing the mercury-containing alloy into the valve;
A method for producing a fluorescent lamp, comprising:
前記水銀含有合金を前記バルブ内に投入した後に、前記水銀含有合金を加熱する工程と、
を含むことを特徴とする蛍光ランプの製造方法。 Introducing a mercury-containing alloy into the valve;
Heating the mercury-containing alloy after charging the mercury-containing alloy into the valve;
A method for producing a fluorescent lamp, comprising:
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