JPH06260139A - 蛍光ランプ用水銀合金およびこれを用いた蛍光ランプ - Google Patents
蛍光ランプ用水銀合金およびこれを用いた蛍光ランプInfo
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- JPH06260139A JPH06260139A JP3783193A JP3783193A JPH06260139A JP H06260139 A JPH06260139 A JP H06260139A JP 3783193 A JP3783193 A JP 3783193A JP 3783193 A JP3783193 A JP 3783193A JP H06260139 A JPH06260139 A JP H06260139A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 水銀の量を必要最低限に容易にコントロール
でき、従来の液体水銀を使用した一般形の蛍光ランプと
同様の温度特性を与えることができる水銀合金と、それ
を使用して環境汚染対策に対応させた蛍光ランプを提供
すること。 【構成】 水銀と亜鉛または亜鉛を含む合金であって、
合金相が共晶あるいは包晶であり、合金の融点が２００
℃以上で、その形状が直径が３ｍｍ以下のペレット状で
ある蛍光ランプ用水銀合金およびこれを用いた蛍光ラン
プ。
でき、従来の液体水銀を使用した一般形の蛍光ランプと
同様の温度特性を与えることができる水銀合金と、それ
を使用して環境汚染対策に対応させた蛍光ランプを提供
すること。 【構成】 水銀と亜鉛または亜鉛を含む合金であって、
合金相が共晶あるいは包晶であり、合金の融点が２００
℃以上で、その形状が直径が３ｍｍ以下のペレット状で
ある蛍光ランプ用水銀合金およびこれを用いた蛍光ラン
プ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水銀の量を必要最低限
に容易にコントロールでき、従来の液体水銀を使用した
一般形の蛍光ランプと同様の温度特性を与えることがで
きる水銀合金と、それを使用した環境汚染対策に応じう
る蛍光ランプに関するものである。
に容易にコントロールでき、従来の液体水銀を使用した
一般形の蛍光ランプと同様の温度特性を与えることがで
きる水銀合金と、それを使用した環境汚染対策に応じう
る蛍光ランプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年環境汚染の問題が重視されており、
蛍光ランプに使用される水銀もその使用量の低減が強く
望まれ、その手段が種々検討されている。一般の蛍光ラ
ンプでは、液体水銀をランプ内に滴下する方法が採用さ
れているが、水銀の量を少なくすると滴下のさい、水銀
が滴下装置（ドーザー）の出口部分やランプの細管部分
に付着し、確実にランプ内に一定量を入れるができな
い。そのため必要量以上の水銀をランプ内に滴下してい
る。
蛍光ランプに使用される水銀もその使用量の低減が強く
望まれ、その手段が種々検討されている。一般の蛍光ラ
ンプでは、液体水銀をランプ内に滴下する方法が採用さ
れているが、水銀の量を少なくすると滴下のさい、水銀
が滴下装置（ドーザー）の出口部分やランプの細管部分
に付着し、確実にランプ内に一定量を入れるができな
い。そのため必要量以上の水銀をランプ内に滴下してい
る。
【０００３】そこで必要最低限の水銀をランプ内に入れ
る方法として、水銀をガラスカプセルに入れたステムや
水銀の合金粉末を金属板に塗布した物をランプ内に固定
し、排気終了後、高周波加熱によりランプ内に水銀を放
出する方法が一部採用されている。また、一部の高負荷
タイプのコンパクト蛍光ランプにおいて、点灯時にバル
ブ温度が上昇し水銀蒸気圧が増加しすぎるのを防ぐため
にアマルガムを使用している。また一般蛍光ランプ用と
して、液体水銀を多孔質のセラミック粒に含侵させ、こ
れをランプ内へ入れる方法も考案されている。
る方法として、水銀をガラスカプセルに入れたステムや
水銀の合金粉末を金属板に塗布した物をランプ内に固定
し、排気終了後、高周波加熱によりランプ内に水銀を放
出する方法が一部採用されている。また、一部の高負荷
タイプのコンパクト蛍光ランプにおいて、点灯時にバル
ブ温度が上昇し水銀蒸気圧が増加しすぎるのを防ぐため
にアマルガムを使用している。また一般蛍光ランプ用と
して、液体水銀を多孔質のセラミック粒に含侵させ、こ
れをランプ内へ入れる方法も考案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一般に蛍光ランプに必
要な水銀量はランプの容量に従って２〜３ｍｇから１０
数ｍｇである。しかしこれらの量の水銀を液体状でラン
プ内に正確な量を滴下するのが困難なため、前述の方法
が実用化されている。これらの方法のうち、水銀の合金
粉末を金属板に塗布した物をランプ内に固定する方法
は、安定して必要最低限の水銀量をランプ内に入れるこ
とができるが、ランプ内に固定するにはステムガラスに
固定用の金属線を取付け、それに水銀合金を塗布した物
を溶着する必要があり、またランプ製造時に加熱される
が、その温度で水銀を放出しないような合金（例えばＴ
ｉ3 Ｈｇ）は、製造が比較的困難なため高価になってし
まう。さらにこのＴｉ3 Ｈｇ合金でも、約６００℃から
水銀を放出し始めるため、環状蛍光ランプのような製造
時８００℃程度に加熱されるランプでは使用できない。
要な水銀量はランプの容量に従って２〜３ｍｇから１０
数ｍｇである。しかしこれらの量の水銀を液体状でラン
プ内に正確な量を滴下するのが困難なため、前述の方法
が実用化されている。これらの方法のうち、水銀の合金
粉末を金属板に塗布した物をランプ内に固定する方法
は、安定して必要最低限の水銀量をランプ内に入れるこ
とができるが、ランプ内に固定するにはステムガラスに
固定用の金属線を取付け、それに水銀合金を塗布した物
を溶着する必要があり、またランプ製造時に加熱される
が、その温度で水銀を放出しないような合金（例えばＴ
ｉ3 Ｈｇ）は、製造が比較的困難なため高価になってし
まう。さらにこのＴｉ3 Ｈｇ合金でも、約６００℃から
水銀を放出し始めるため、環状蛍光ランプのような製造
時８００℃程度に加熱されるランプでは使用できない。
【０００５】またコンパクトタイプのランプに使用され
ているアマルガムは、ランプ点灯時、バルブ温度が上昇
し水銀蒸気圧が過度に増加して発光効率が低下すること
を防ぐ目的で使用されているので、ランプの最冷部温度
が約４０℃（蛍光ランプの効率が最も高くなる水銀蒸気
圧６×１０-3ｍｍＨｇになる温度）に設計された一般蛍
光ランプには使用できない。また、アマルガムは、一般
に融点が低くランプ製造時の加熱により水銀を放出して
しまい、排気終了後細管をチップオフする直前にランプ
内に滴下しても、ランプの温度が２００℃程度あるため
ランプ内で溶融してしまい、蛍光粉末が表面に付着し、
ランプ内での固定が困難になる。
ているアマルガムは、ランプ点灯時、バルブ温度が上昇
し水銀蒸気圧が過度に増加して発光効率が低下すること
を防ぐ目的で使用されているので、ランプの最冷部温度
が約４０℃（蛍光ランプの効率が最も高くなる水銀蒸気
圧６×１０-3ｍｍＨｇになる温度）に設計された一般蛍
光ランプには使用できない。また、アマルガムは、一般
に融点が低くランプ製造時の加熱により水銀を放出して
しまい、排気終了後細管をチップオフする直前にランプ
内に滴下しても、ランプの温度が２００℃程度あるため
ランプ内で溶融してしまい、蛍光粉末が表面に付着し、
ランプ内での固定が困難になる。
【０００６】さらに液体水銀を多孔質セラミックス粒な
どに含侵させたものは、一般蛍光ランプに使用できる
が、ランプ内に固定する容易な方法がなく、細管部分に
固定する必要があるため、製造工程に無理がかかる。
どに含侵させたものは、一般蛍光ランプに使用できる
が、ランプ内に固定する容易な方法がなく、細管部分に
固定する必要があるため、製造工程に無理がかかる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】以上のように、従来知ら
れた方法では、ランプ構造、製造プロセスが複雑になっ
たり、一般蛍光ランプに使用できないなどの問題があ
る。本発明はランプ構造、製造プロセスを殆ど変えず
に、精度よく必要最低限の水銀をランプ内に入れること
ができる水銀合金と、それを使用した環境汚染の少ない
ランプの提供を目的とする。
れた方法では、ランプ構造、製造プロセスが複雑になっ
たり、一般蛍光ランプに使用できないなどの問題があ
る。本発明はランプ構造、製造プロセスを殆ど変えず
に、精度よく必要最低限の水銀をランプ内に入れること
ができる水銀合金と、それを使用した環境汚染の少ない
ランプの提供を目的とする。
【０００８】上記目的を達成するために、本発明では水
銀に主たる成分として亜鉛を加えて、その組成範囲を水
銀の多い相と少ない相の共晶あるいは包晶になる範囲と
し、またその合金の融点を２００℃以上とし、それを直
径３ｍｍ以下のペレット状にした蛍光ランプ用水銀合金
を提供するものである。またこの水銀合金を真空排気後
細管を通してランプ内に入れ、チップオフしたのち、加
熱によりランプに必要な水銀を蒸発させ、ランプの端部
に溶融固定することにより、従来のランプと構造、製造
プロセスをほとんどかえることなく、環状汚染対策に適
応した蛍光ランプを提供するものである。なお、上記合
金の融点の上限は４５０℃が好ましい。
銀に主たる成分として亜鉛を加えて、その組成範囲を水
銀の多い相と少ない相の共晶あるいは包晶になる範囲と
し、またその合金の融点を２００℃以上とし、それを直
径３ｍｍ以下のペレット状にした蛍光ランプ用水銀合金
を提供するものである。またこの水銀合金を真空排気後
細管を通してランプ内に入れ、チップオフしたのち、加
熱によりランプに必要な水銀を蒸発させ、ランプの端部
に溶融固定することにより、従来のランプと構造、製造
プロセスをほとんどかえることなく、環状汚染対策に適
応した蛍光ランプを提供するものである。なお、上記合
金の融点の上限は４５０℃が好ましい。
【０００９】以下本発明を実施例に従って詳細に述べ
る。水銀に亜鉛を亜鉛のモル比が４０〜８０％（重量比
で水銀８２〜４３％、亜鉛１８〜５７％）になるように
混合し、加熱溶融し、均一になるように攪拌したのち、
加熱した内径が１〜３ｍｍのノズルを通過させ、これを
１〜２ｍｍに切断し、直径が１〜３ｍｍのペレット状粒
体を作る。上記亜鉛のモル比４０〜８０％のとき水銀の
モル比は６０〜２０％である。一般に蛍光ランプの排気
用細管は内径が３ｍｍ以下のものが多く、ペレットの粒
径は３ｍｍ以下が望ましい。
る。水銀に亜鉛を亜鉛のモル比が４０〜８０％（重量比
で水銀８２〜４３％、亜鉛１８〜５７％）になるように
混合し、加熱溶融し、均一になるように攪拌したのち、
加熱した内径が１〜３ｍｍのノズルを通過させ、これを
１〜２ｍｍに切断し、直径が１〜３ｍｍのペレット状粒
体を作る。上記亜鉛のモル比４０〜８０％のとき水銀の
モル比は６０〜２０％である。一般に蛍光ランプの排気
用細管は内径が３ｍｍ以下のものが多く、ペレットの粒
径は３ｍｍ以下が望ましい。
【００１０】図２に示すように、蛍光ランプのバルブ１
にはその内面に蛍光体２の薄膜が形成されており、端部
には、ステム３、排気用細管４が形成され、ステム３に
は導線５、フィラメント６が取付けられている。製造
は、水銀合金ペレット７は、排気用細管４を通ってバル
ブ１内に投下される。次いでバルブ１を排気し、代わっ
て封入ガスを入れ、細管４を封止する。投入されたペレ
ット７は、バルブ１の蛍光体２の薄膜が形成されていな
い、ステム３の周囲の凹部８に配置される。
にはその内面に蛍光体２の薄膜が形成されており、端部
には、ステム３、排気用細管４が形成され、ステム３に
は導線５、フィラメント６が取付けられている。製造
は、水銀合金ペレット７は、排気用細管４を通ってバル
ブ１内に投下される。次いでバルブ１を排気し、代わっ
て封入ガスを入れ、細管４を封止する。投入されたペレ
ット７は、バルブ１の蛍光体２の薄膜が形成されていな
い、ステム３の周囲の凹部８に配置される。
【００１１】このペレットを一旦加熱した後の水銀蒸気
圧の温度依存性を従来のアマルガムと比較して示す。図
１に示した蒸気圧の値は、ペレットを真空容器に密閉
し、約２００℃に加熱して一旦水銀を放出させたのち、
数ヵ月室温で放置し、低温側から温度を上げながら２５
４ｎｍの紫外線吸収により求めたものである。図から判
るように、本発明の合金は、従来のアマルガムに見られ
る水銀の戻りがほとんどなく、液体水銀と同じ特性を示
す。またその蒸気圧の値は、亜鉛のモル比が３０〜９０
％の共晶あるいは包晶になる範囲ではほとんど変化はな
い。また、亜鉛のモル比が３０％以下のものは水銀が表
面に析出してべとつきが発生してしまい、ランプ製造時
滴下装置や排気用細管に付着する問題が発生する。モル
比が９０％をこえると、必要な水銀量を確保するために
粒径を大きくする必要が生じ、ランプ内への固定が困難
になる。
圧の温度依存性を従来のアマルガムと比較して示す。図
１に示した蒸気圧の値は、ペレットを真空容器に密閉
し、約２００℃に加熱して一旦水銀を放出させたのち、
数ヵ月室温で放置し、低温側から温度を上げながら２５
４ｎｍの紫外線吸収により求めたものである。図から判
るように、本発明の合金は、従来のアマルガムに見られ
る水銀の戻りがほとんどなく、液体水銀と同じ特性を示
す。またその蒸気圧の値は、亜鉛のモル比が３０〜９０
％の共晶あるいは包晶になる範囲ではほとんど変化はな
い。また、亜鉛のモル比が３０％以下のものは水銀が表
面に析出してべとつきが発生してしまい、ランプ製造時
滴下装置や排気用細管に付着する問題が発生する。モル
比が９０％をこえると、必要な水銀量を確保するために
粒径を大きくする必要が生じ、ランプ内への固定が困難
になる。
【００１２】図示のものは、３０Ｗの通常の環状蛍光ラ
ンプであり、使用したペレットは、亜鉛４０％と水銀６
０％いずれも重量％で、粒径が約１．５ｍｍのものであ
り、含まれる水銀の量は約１０ｍｇである。比較用とし
て従来のコンパクト蛍光ランプに使用されているインジ
ューム、ビスマスのアマルガムもランプ内へ滴下した。
この時のバルブ温度は約２００℃で、比較用のアマルガ
ムは滴下時に溶融し、細管に付着あるいはランプ内で多
数の細かい粒子に分裂してしまった。
ンプであり、使用したペレットは、亜鉛４０％と水銀６
０％いずれも重量％で、粒径が約１．５ｍｍのものであ
り、含まれる水銀の量は約１０ｍｇである。比較用とし
て従来のコンパクト蛍光ランプに使用されているインジ
ューム、ビスマスのアマルガムもランプ内へ滴下した。
この時のバルブ温度は約２００℃で、比較用のアマルガ
ムは滴下時に溶融し、細管に付着あるいはランプ内で多
数の細かい粒子に分裂してしまった。
【００１３】バルブ１を封止したのち、ランプを１８０
°回転し、ペレットがランプ端部８の蛍光体が塗布され
ていない部分に接触するようにし、ホットエアーで端部
が約３００℃になるように１０秒加熱し、水銀を放出さ
せた。この際放出する水銀量は、加熱時間と端部以外の
ランプバルブの温度により決めることができる。
°回転し、ペレットがランプ端部８の蛍光体が塗布され
ていない部分に接触するようにし、ホットエアーで端部
が約３００℃になるように１０秒加熱し、水銀を放出さ
せた。この際放出する水銀量は、加熱時間と端部以外の
ランプバルブの温度により決めることができる。
【００１４】放出は合金を融点以上に加熱して行われる
ため、放出と同時に合金粒はガラスバルブに固着され
る。固着を確実にするためには合金は放出水銀量以上に
水銀を含んでいることが必要である。したがって、水銀
放出後の固着された合金には僅かの量の水銀が残存して
いる。また合金の融点が２００℃以下のものは、ランプ
内に滴下したさい、上述のアマルガムと同様に細粒に分
離してしまう。さらに放出後の合金の融点が４５０℃を
こえると加熱固着が困難になり、バルブクラックなどが
発生する。
ため、放出と同時に合金粒はガラスバルブに固着され
る。固着を確実にするためには合金は放出水銀量以上に
水銀を含んでいることが必要である。したがって、水銀
放出後の固着された合金には僅かの量の水銀が残存して
いる。また合金の融点が２００℃以下のものは、ランプ
内に滴下したさい、上述のアマルガムと同様に細粒に分
離してしまう。さらに放出後の合金の融点が４５０℃を
こえると加熱固着が困難になり、バルブクラックなどが
発生する。
【００１５】
【発明の効果】以上のようにして作成したランプを点灯
試験した結果、本発明のランプは液体水銀を使用した従
来ランプと全く同じ温度特性を示し、約６ヶ月室温で保
存後もなんら変化はなかった。比較用のアマルガムを使
用したランプはランプ内への固定が不十分なため振動に
よる異音を発生し、低温での点灯初期の明るさが不十分
で約１週間放置したのちでは点灯できないものが発生し
た。
試験した結果、本発明のランプは液体水銀を使用した従
来ランプと全く同じ温度特性を示し、約６ヶ月室温で保
存後もなんら変化はなかった。比較用のアマルガムを使
用したランプはランプ内への固定が不十分なため振動に
よる異音を発生し、低温での点灯初期の明るさが不十分
で約１週間放置したのちでは点灯できないものが発生し
た。
【００１６】本発明は従来のランプと特性を変化させず
に、封入水銀量をへらした環境汚染対策に適したランプ
をランプ構造、製造プロセス、費用をほとんど変えずに
与えるものである。なお、本発明の合金は水銀と亜鉛の
みに限るものでなく、水銀を放出した後のランプガラス
に固着を確実にするため他の金属たとえば錫、鉛、イン
ジウム等を亜鉛とのモル比で１０％程度加えてもよい。
また本発明は環状ランプに限らず、一般に液体水銀を使
用している蛍光灯すべてに適用できるものである。
に、封入水銀量をへらした環境汚染対策に適したランプ
をランプ構造、製造プロセス、費用をほとんど変えずに
与えるものである。なお、本発明の合金は水銀と亜鉛の
みに限るものでなく、水銀を放出した後のランプガラス
に固着を確実にするため他の金属たとえば錫、鉛、イン
ジウム等を亜鉛とのモル比で１０％程度加えてもよい。
また本発明は環状ランプに限らず、一般に液体水銀を使
用している蛍光灯すべてに適用できるものである。
【図１】本発明の合金の水銀蒸気圧の温度依存性を従来
のアマルガムと比較で示したものである。
のアマルガムと比較で示したものである。
【図２】本発明の合金粒の固定状態を示した蛍光ランプ
の端部の断面図である。
の端部の断面図である。
１ バルブ ２ 蛍光体 ３ ステム ４ 排気用細管 ５ 導線 ６ フィラメント ７ 合金ペレット
Claims (3)
- 【請求項１】 水銀と亜鉛または主成分として亜鉛を含
む金属との合金であって、合金相が共晶あるいは包晶で
あり、合金の融点が２００℃以上で、その形状が直径が
３ｍｍ以下のペレット状である蛍光ランプ用水銀合金。 - 【請求項２】 上記水銀合金が、水銀に対してモル比が
３０〜９０％の亜鉛を含むものであり、この合金をラン
プ内に投下後、合金の融点以上に加熱して、ランプに必
要な量の水銀を遊離し、残りの部分をガラスバルブ内の
蛍光体の塗布されていない部分に溶融固定したことを特
徴とする蛍光ランプ。 - 【請求項３】 ランプに必要な水銀量を放出したのちの
上記水銀合金の融点が４５０℃以下である蛍光ランプ用
水銀合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3783193A JPH06260139A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 蛍光ランプ用水銀合金およびこれを用いた蛍光ランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3783193A JPH06260139A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 蛍光ランプ用水銀合金およびこれを用いた蛍光ランプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06260139A true JPH06260139A (ja) | 1994-09-16 |
Family
ID=12508479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3783193A Pending JPH06260139A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 蛍光ランプ用水銀合金およびこれを用いた蛍光ランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06260139A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0744762A1 (en) | 1995-05-22 | 1996-11-27 | Toshiba Lighting & Technology Corporation | Low pressure mercury vapour discharge lamp and lighting apparatus using the same |
| US5879216A (en) * | 1996-03-08 | 1999-03-09 | Matsushita Electronics Corporation | Method of fixing mercury containing alloy within fluorescent tubes |
-
1993
- 1993-02-26 JP JP3783193A patent/JPH06260139A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0744762A1 (en) | 1995-05-22 | 1996-11-27 | Toshiba Lighting & Technology Corporation | Low pressure mercury vapour discharge lamp and lighting apparatus using the same |
| US5879216A (en) * | 1996-03-08 | 1999-03-09 | Matsushita Electronics Corporation | Method of fixing mercury containing alloy within fluorescent tubes |
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