(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
母材がメッシュ構造を有するようにメッシュスクリーンを形成するメッシュスクリーン形成段階と、
前記メッシュスクリーンの表面に第1金属物質をメッキする第1メッキ段階と、
前記メッシュスクリーンを所定温度まで上昇させた高温環境下で真空熱処理する真空熱処理段階と、
前記メッシュスクリーンの表面に第2金属物質をメッキする第2メッキ段階と、
前記メッシュスクリーンの表面に光触媒物質をコーティングする光触媒コーティング段階と、
を順次行い、そして前記真空熱処理段階は、
前記メッシュスクリーンを常温から650℃まで上昇させる昇温過程と、
前記メッシュスクリーンを650℃で所定時間の間真空熱処理するホールディング過程と、
前記メッシュスクリーンを強制冷却させる強冷過程と、
前記メッシュスクリーンを常温に自然冷却させる自冷過程と、
を順次行うものであることを特徴とする無電極照明機器のメッシュスクリーン製造方法。
【請求項２】
前記メッシュスクリーン形成段階は、母材にエッチング加工を施してメッシュ構造を形成することを特徴とする請求項1記載の無電極照明機器のメッシュスクリーン製造方法。
【請求項３】
前記第1金属物質はニッケル（Ni）であることを特徴とする請求項1記載の無電極照明機器のメッシュスクリーン製造方法。
【請求項４】
前記第2金属物質は銀（Ag）であることを特徴とする請求項1記載の無電極照明機器のメッシュスクリーン製造方法。
【請求項５】
前記真空熱処理段階において、真空度は1.33×10-5Pa(10-7 Torr）であることを特徴とする請求項1記載の無電極照明機器のメッシュスクリーン製造方法。
【請求項６】
前記真空熱処理段階において、熱処理温度を700℃まで上昇させることを特徴とする請求項1記載の無電極照明機器のメッシュスクリーン製造方法。
【請求項７】
前記真空熱処理段階は、600℃〜700℃範囲の温度領域で30分〜1時間の間行われることを特徴とする請求項1記載の無電極照明機器のメッシュスクリーン製造方法。
【請求項８】
前記昇温過程、前記ホールディング過程及び前記強冷過程はそれぞれ1時間ずつ行われ、前記自冷過程は2時間の間行われることを特徴とする請求項1記載の無電極照明機器のメッシュスクリーン製造方法。
【請求項９】
前記光触媒物質は、酸化チタン（TiO2）の含まれた酸化物質であることを特徴とする請求項1記載の無電極照明機器のメッシュスクリーン製造方法。
【請求項１０】
母材がメッシュ構造を有するようにメッシュスクリーンを形成するメッシュスクリーン形成段階と、
前記メッシュスクリーンの表面に第1金属物質をメッキする第1メッキ段階と、
前記メッシュスクリーンを700℃まで上昇させた高温環境下で真空熱処理する真空熱処理段階と、
前記メッシュスクリーンの表面に第2金属物質をメッキする第2メッキ段階と、
を順次行い、そして前記真空熱処理段階は、
前記メッシュスクリーンを常温から650℃まで上昇させる昇温過程と、
前記メッシュスクリーンを650℃で所定時間の間真空熱処理するホールディング過程と、
前記メッシュスクリーンを強制冷却させる強冷過程と、
前記メッシュスクリーンを常温に自然冷却させる自冷過程と、
を順次行うものであることを特徴とする無電極照明機器のメッシュスクリーン製造方法。
【請求項１１】
前記第1金属物質はニッケル（Ni）で、前記第2金属物質は銀（Ag）であることを特徴とする請求項10記載の無電極照明機器のメッシュスクリーン製造方法。
【請求項１２】
前記第2メッキ段階を行った後、前記メッシュスクリーンの表面に第3金属物質をメッキする第3メッキ段階を追加して行うことを特徴とする請求項10記載の無電極照明機器のメッシュスクリーン製造方法。
【請求項１３】
前記第3金属物質は、ロジウム（Rh）であることを特徴とする請求項12記載の無電極照明機器のメッシュスクリーン製造方法。
【請求項１４】
前記昇温過程、前記ホールディング過程及び前記強冷過程は1時間ずつ行われ、前記自冷過程は2時間の間行われることを特徴とする請求項10記載の無電極照明機器のメッシュスクリーン製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波を利用した無電極照明機器に係るもので、詳しくは、マイクロ波は遮蔽し電球から発生した光は通過させるメッシュスクリーンの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、無電極照明機器は、無電極電球にマイクロ波を加えて可視光線または紫外線を発光させる装置であって、通常の白熱灯や蛍光灯よりもランプの寿命が永く、照明効果に優れるという特徴を有する。
【０００３】
このような従来の無電極照明機器においては、図4に示したように、マイクロ波を発生するマグネトロン1と、該マグネトロン1から発生したマイクロ波を伝送する導波管3と、該導波管3を介して伝送されたマイクロ波エネルギーによって内部の封入物質がプラズマ化されながら光を発生させる電球5と、前記導波管3及び電球5の前方側に装着されて、マイクロ波の漏洩を遮断すると共に前記電球5から発光された光は通過させるメッシュスクリーン20と、を備えて構成されていた。
【０００４】
その他に、前記無電極照明機器においては、常用交流電源を高圧に昇圧させて前記マグネトロン1に提供する高圧発生器7と、前記マグネトロン1及び高圧発生器7などを冷却させるための冷却装置9と、前記電球5から発生された光を前方側に集中反射させるレフレクタ11と、前記電球5を回転させることで、光の放出と共に発生する熱を冷却させる電球モータ13及び電球軸15と、が追加構成されていた。
【０００５】
以下、このように構成された従来の無電極照明機器の動作について説明する。
先ず、高圧発生器7に駆動信号が入力されると、該高圧発生器7は外部からの常用交流電源を昇圧させた高圧をマグネトロン1に供給し、該マグネトロン1は前記高圧発生器7から供給された高圧により発振しながら非常に高い周波数を有するマイクロ波を発生する。
【０００６】
次いで、このように発生されたマイクロ波は、導波管3を介してメッシュスクリーン20の内部に放射されながら電球5の内部に封入された物質を放電させて固有の放出スペクトルを有する光を発光させ、このように発光された光は、ミラー12及びレフレクタ11により前方側に反射されて照明空間を照らすようになっていた。
【０００７】
ここで、前記メッシュスクリーン20について説明すると、図4に示したように、金属の網状に形成されて前記導波管3の出口部3aに取付けられ、前記導波管3を介して伝送されたマイクロ波を遮蔽することで、マイクロ波エネルギーを前記電球5内で光に変換させると同時に、マイクロ波の漏出を遮断しながら前記電球5から発生された光は外部に透過させる機能を果す。
【０００８】
このようなメッシュスクリーン20は、図5及び図6に示したように、開放された部分20a側の一部分を除いてはエッチング加工により複数のホール20bが形成された円筒部21と、同じくエッチング加工により複数のホール20bが形成されて前記円筒部21の前方側に連結された膨らんだ形状のカバー部25と、により構成される。
ここで、前記円筒部21は、マイクロ波の漏洩は遮断しながら光は通過させるメッシュ部22と、前記導波管3の出口部3aに固定されるようにエッチング加工されてない非メッシュ部23と、により構成される。
【０００９】
このようなメッシュスクリーン20は、前記導波管3を介して伝送されるマイクロ波を遮蔽しながら共振領域を形成するので、精密度が要求されるだけでなく、前記電球5から発生する光や熱に対して高透過性及び高耐熱性を有するべきである。
【００１０】
以下、前記メッシュスクリーン20の従来の製造方法について、図7を参照して説明する。
先ず、ステンレス鋼または燐青銅からなる所定厚さの金属薄板を四角形状または円形状に切断して基本母材を成形する。
次いで、前記基本母材にメッシュ構造を形成するために、塩化鉄溶液などを利用してエッチング加工を施してメッシュ構造を有する複数のホールを形成する。
ここで、前記金属薄板にエッチング加工によって形成される前記各ホールは、マイクロ波の外部漏洩を遮断し得る大きさに形成されるが、開口率を最大限に大きくして、図4の電球5から発光された光を外部に最大限に放射できるように形成することが好ましい。
【００１１】
次いで、このように前記基本母材にメッシュ構造が形成されると、図5に示したように、熔接により円筒形態の円筒部21を製作した後、熔接などの方法によってカバー部25を組立することで、片方だけが開放されたメッシュスクリーン20を形成する。
次いで、前記メッシュスクリーン20の表面が高反射率、低電気抵抗及び高耐熱性を有するように、前記メッシュスクリーン20の表面にニッケル（Ni）をメッキするニッケルメッキ工程、銀（Ag）をメッキする銀メッキ工程及びロジウム（Rh）をメッキするロジウムメッキ工程を順次行って3層構造にメッキして、メッシュスクリーン20の製造を終了する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このような従来のメッシュスクリーン製造方法においては、メッシュスクリーン20の表面をメッキする時、各種有機物や酸基が残存するため、電球5から発生する1000℃を越える高熱環境に露出されると、残存物が蒸発されながらメッキ層が変形されてしまうという不都合な点があった。
且つ、高温環境下でメッシュスクリーン20が熱応力を受けると、メッキ層間が分離される現象が発生する。
【００１３】
即ち、従来の製造方法によってメッシュスクリーンを製造すると、メッキ層の変形や分離が発生し、よって、空冷構造でメッシュスクリーン20が外部空気と接触する時、変色や酸化腐食現象が加速化して、メッシュスクリーン20の安定性が低下すると共に寿命が著しく短縮されるという不都合な点があった。
【００１４】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、メッシュスクリーンのメッキ過程で、耐熱特性及び耐化学的特性を向上させるための真空熱処理工程を行って、メッシュスクリーンの安定性を向上させて寿命を延長し得る、無電極照明機器のメッシュスクリーン製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、メッシュスクリーンにメッキ工程を行った後、光触媒物質をコーティングすることによって自家浄化機能を与え、光特性を向上し得る、無電極照明機器のメッシュスクリーン製造方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明に係る無電極照明機器のメッシュスクリーン製造方法においては、母材がメッシュ構造を有するようにメッシュスクリーンを形成するメッシュスクリーン形成段階と、前記メッシュスクリーンの表面に第1金属物質をメッキする第1メッキ段階と、前記メッシュスクリーンを所定温度まで上昇させた高温環境下で真空熱処理する真空熱処理段階と、前記メッシュスクリーンの表面に第2金属物質をメッキする第2メッキ段階と、前記メッシュスクリーンの表面に光触媒物質をコーティングする光触媒コーティング段階と、を順次行うことを特徴とする。
【００１６】
前記第1金属物質はニッケル（Ni）で、前記第2金属物質は銀（Ag）である。
【００１７】
前記真空熱処理段階において、真空度は1.33×10-5Pa（10-7 Torr）で、熱処理温度を700℃まで上昇させて処理が行われる。
前記真空熱処理段階は、前記メッシュスクリーンを常温から650℃まで上昇させる昇温過程と、前記メッシュスクリーンを650℃で所定時間の間真空熱処理するホールディング過程と、前記メッシュスクリーンを強制冷却させる強冷過程と、前記メッシュスクリーンを常温に自然冷却させる自冷過程と、を順次行う。
【００１８】
前記光触媒物質は、酸化チタン（TiO2）の含まれた酸化物質である。
【００１９】
前記目的を達成するために、本発明に係る無電極照明機器のメッシュスクリーン製造方法の他の態様においては、母材がメッシュ構造を有するようにメッシュスクリーンを形成するメッシュスクリーン形成段階と、前記メッシュスクリーンの表面に第1金属物質をメッキする第1メッキ段階と、前記メッシュスクリーンを700℃まで上昇させた高温環境下で真空熱処理する真空熱処理段階と、前記メッシュスクリーンの表面に第2金属物質をメッキする第2メッキ段階と、を順次行うことを特徴とする。
【００２０】
また、前記目的を達成するために、本発明に係る無電極照明機器のメッシュスクリーン製造方法の別の態様においては、母材がメッシュ構造を有するようにメッシュスクリーンを形成するメッシュスクリーン形成段階と、前記メッシュスクリーンの表面に金属物質をメッキするメッキ段階と、前記メッキされたメッシュスクリーンの表面に光触媒物質をコーティングする光触媒コーティング段階と、を順次行うことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
本発明に係る無電極照明機器のメッシュスクリーン製造方法は、図１に示したように、所定厚さの金属薄板を四角形状及び円形状にそれぞれ切断して基本母材を成形する母材成形段階（S1）と、前記基本母材にエッチング加工を施してメッシュ構造を有するホールを形成するメッシュ形成段階（S2）と、メッシュ構造が形成されると円筒部21を製作した後、該円筒部21にカバー部25を組立てて片方だけが開放されたメッシュスクリーンを形成するメッシュスクリーン形成段階（S3）と、前記メッシュスクリーンの表面にニッケル（Ni）をメッキする第1メッキ段階（S4）と、前記メッシュスクリーンを700℃まで上昇させた高温環境下で真空熱処理する真空熱処理段階（S5）と、前記メッシュスクリーンの表面に銀（Ag）をメッキする第2メッキ段階（S6）と、前記メッシュスクリーンの表面に光触媒物質をコーティングする光触媒コーティング段階（S7）と、を順次行うように構成されている。
【００２２】
以下、前記各段階について詳細に説明する。
先ず、前記母材成形段階（S1）において、金属薄板は、ステンレス鋼（SUS）系列または燐青銅の材質により形成され、図5に示したように、円筒部21を形成するための四角形状と、カバー部25を形成するための円形状と、にそれぞれ切断されて、メッシュスクリーンを形成するための基本母材として加工される。
【００２３】
次いで、前記メッシュ形成段階（S2）は、前記母材成形段階（S1）で製作された基本母材に複数のホールを有するメッシュ構造を形成するための段階であって、基本母材に対し塩化鉄溶液などを利用してエッチング加工を施すことでメッシュ構造を形成する。この時、メッシュ構造を形成するホールは、エッチング加工により塞がった部分がなく、所定間隔を有して均一に形成される。
【００２４】
次いで、前記メッシュスクリーン形成段階（S3）は、前記メッシュ形成段階（S2）でメッシュ構造の形成された四角形状の薄板を円筒状に熔接して円筒部21を製作した後、該円筒部21の開放された片方側にメッシュ構造の形成された円形状のカバー部25を熔接して組立てる。従って、片方だけが開放されたメッシュスクリーンが形成される。
【００２５】
次いで、前記第1メッキ段階（S4）は、前記メッシュスクリーン形成段階（S3）で製作されたメッシュスクリーンの表面に、メッキ接合性及び耐食性を向上させるために金属物質のニッケル（Ni）をメッキする。
【００２６】
次いで、前記真空熱処理段階（S5）は、前記第1メッキ段階（S4）でメッシュスクリーンの表面に形成されたメッキ層の内部に不純物や溶存ガスが存在することを防止するために、ガス反応の全くない真空炉内で400℃〜700℃程度の高温でメッシュスクリーンに熱処理を施すことで不純物や溶存ガスなどの残留物を除去して、メッシュスクリーンの表面とニッケルメッキ層間の結合力を高め、酸化／脱炭反応を抑制する。
【００２７】
ここで、前記真空熱処理段階（S5)について更に詳しく説明すると、図2に示したように、前記ニッケルメッキ層の形成されたメッシュスクリーンを真空炉に入れ、1.33×10-5Pa(10-7 Torr）の真空度を維持しながら、1時間ほど、常温から700℃まで上昇させる昇温過程（S51）と、前記メッシュスクリーンを600℃〜700℃の温度範囲内で1時間ほど真空熱処理するホールディング過程（S52）と、前記メッシュスクリーンを1時間ほど強制冷却させる強冷過程（S53）と、前記メッシュスクリーンを常温で2時間ほど自然冷却させる自冷過程（S54）と、を順次行う。
このとき、前記ホールディング過程（S52）は、前記真空炉で600℃〜700℃範囲の温度領域を維持しながら30分〜1時間ほど熱処理を施して不純物を除去する。
【００２８】
このようにニッケルメッキ層の形成されたメッシュスクリーンに真空熱処理を行うと、ステンレス鋼からなるメッシュスクリーンの界面を介してニッケルメッキ層の原子拡散が発生するので、メッキ層とメッシュスクリーンとの結合力が向上するだけでなく、エッチング工程及びメッキ過程で発生する各種酸基や蒸気圧の高い各種有機物を除去（Burn-out）するようになって、ニッケルメッキ層が安定化される。且つ、前記真空熱処理によって強度が補強されるので、メッシュスクリーンの熱変形が最小化して、メッシュ構造の形状が初期設計寸法のまま正確に維持される。
また、強磁性体のニッケルは、360℃以上の温度で磁性を失うので、上述したように400℃を越える高温で真空熱処理が行われると、ニッケルメッキ層の磁性が除去される。
【００２９】
次いで、前記第2メッキ段階（S6）は、前記真空熱処理段階（S5）で真空熱処理されたメッシュスクリーンのニッケルメッキ層の表面に、光透過性を高め、表面の電気電導性を向上し得るように銀（Ag）メッキ工程を行う。
この時、銀（Ag）の代りに白金及び白金族中何れか1つの金属を利用してメッキ処理を行うこともできる。
【００３０】
最終的に、前記光触媒コーティング段階（S7）は、前記第2メッキ段階（S6）で銀メッキ処理されたメッシュスクリーンの表面に、酸化チタン（TiO2）の含まれた酸化物をコーティングして光触媒機能を付加させる。
ここで、光触媒は、光に当ると活性を示す。即ち、光触媒に光を照射すると、触媒が光エネルギーを受けて触媒内部で電子の移動が生じ、移動した電子が強力な酸化及び還元などの化学作用を起こす。このような電子の強力な化学作用は、メッシュスクリーン周囲の汚染された物質を酸化させて無害な物質に変化させる。
【００３１】
特に、酸化チタン（TiO2）の含まれた酸化物からなる光触媒物質は、電球から発散される光スペクトルのうち380nm以下の波長帯によって光触媒現象を発生させる。
一方、一般に酸化チタン光触媒は、紫外線（400nm以下）を照射すると、電子、正孔帯が形成されて強力な酸化力を有するヒドロキシラジカル（・OH）及びO2-を生成する。この酸化力が有機物を炭酸ガス（CO2）と水に分解させて、水中や空気中の汚染物質を除去、殺菌、腐敗防止及び奪取する機能を有する。
従って、無電極照明機器の電球から発生された光が本発明の製造方法により製作された光触媒物質のコーティングされたメッシュスクリーンに照射されると、光触媒物質が活性化する光触媒現象が発生して外部からメッシュスクリーンの周囲に流入する各種有害ガスや汚染物質を浄化させる効果がある。
【００３２】
以下、本発明の方法により製作されたメッシュスクリーンの作用について説明する。
無電極照明機器に装着されるメッシュスクリーンは、導波管の出口部に取付けられて、導波管を介して伝送されたマイクロ波の漏洩は遮断しながら電球から発生した光は透過させる。ここで、本発明に係るメッシュスクリーンは、エッチング工程及びニッケルメッキ工程で発生する酸基や有機物などの不純物が真空熱処理過程で除去されるので、化学的安定性が確保されて、照明機器の作動中にメッシュスクリーンが高温条件下で変形または焼損されることが防止される。
【００３３】
且つ、真空熱処理過程でニッケルメッキ層がメッシュスクリーンに界面拡散された状態になるので、メッシュスクリーンの主な材料であるステンレス鋼（SUS）とニッケル（Ni）メッキ層との接合力が向上して、高温安定性が確保される。また、前記メッシュスクリーンは、真空熱処理によって強度が補強されるので、高温条件下でも変形が最小化して、マイクロ波を遮断する初期性能を長時間維持することができる。
【００３４】
一方、本発明に係るメッシュスクリーンは、ニッケルメッキ層の上面に銀メッキ処理が行われるので、電球から発生した光の透光性が向上するだけでなく、伝導性も向上され、従って、メッシュスクリーンの内部から発生する熱を外部に円滑に伝達して、部分的な過熱現象を防止することができる。
【００３５】
また、本発明に係るメッシュスクリーンは、光触媒コーティングが形成されるので、照明機器の使用中にメッシュスクリーン周囲の各種有害ガスや汚染物質を浄化させると共に、メッシュスクリーンを通過する光特性を向上させる。
【００３６】
本発明に係る無電極照明機器のメッシュスクリーン製造方法の他の態様においては、図3に示したように、先に説明した態様の第2メッキ段階（S6）を行った後、メッシュスクリーンの表面にロジウム（Rh）をメッキする第3メッキ段階を追加行うことを特徴とする。
【００３７】
即ち、本発明に係るメッシュスクリーン製造方法のこの態様においては、所定厚さの金属薄板を四角形状及び円形状にそれぞれ切断して基本母材を成形する母材成形段階（S1’）と、前記基本母材にエッチング加工を施してメッシュ構造を有するホールを形成するメッシュ形成段階（S2’）と、メッシュ構造が形成されると円筒部21を製作した後、該円筒部21にカバー部25を取付けて片方だけが開放されたメッシュスクリーンを形成するメッシュスクリーン形成段階（S3’）と、前記メッシュスクリーンの表面にニッケル（Ni）をメッキする第1メッキ段階（S4’）と、前記メッシュスクリーンを700℃まで上昇させた高温環境下で真空熱処理する真空熱処理段階（S5’）と、前記メッシュスクリーンの表面に銀（Ag）をメッキする第2メッキ段階（S6’）と、前記メッシュスクリーンの表面にロジウム（Rh）をメッキする第3メッキ段階（S7’）と、を順次行うように構成されている。
【００３８】
ここで、前記メッシュスクリーンの表面に銀メッキを行った後、更にロジウム（Rh）をメッキすると、前記銀メッキ層の安全性が一層向上される。
一方、前記メッシュスクリーンの表面にロジウム（Rh）をメッキした後、光触媒物質をコーティングする光触媒コーティング段階を追加して行うこともできる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る無電極照明機器のメッシュスクリーン製造方法においては、真空熱処理及び光触媒コーティング工程を追加して行うので、メッシュスクリーンのメッキ特性を向上させて維持強度を補強させると共に、自家浄化機能を与えてメッシュスクリーンの寿命を延長させ光特性を向上し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る無電極照明機器のメッシュスクリーン製造方法を示したフローチャートである。
【図２】図1の真空熱処理段階（S5）を示したフローチャートである。
【図３】本発明に係る無電極照明機器のメッシュスクリーン製造方法他のもう一つの態様を示したフローチャートである。
【図４】一般の無電極照明機器を示した断面図である。
【図５】図4のメッシュスクリーンを示した斜視図である。
【図６】図5の“A”部分を示した拡大図である。
【図７】従来の無電極照明機器のメッシュスクリーン製造方法を示したフローチャートである。
【符号の説明】
1…マグネトロン
3…導波管
3a…出口部
5…電球
7…高圧発生器
9…冷却装置
11…レフレクタ
12…ミラー
13…電球モータ
15…電球軸
20…メッシュスクリーン
21…円筒部
22…メッシュ部
25…カバー部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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