(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体の周囲に熱可溶性物質または可燃性物質を形成した中子を、金属、樹脂、あるいはセラミックスからなる発光管形成用型内に位置させ、前記発光管形成用型と前記中子との隙間に、アルミナ粉末、溶剤、エポキシ樹脂及びその硬化剤を主成分とするスラリーを流し込み、前記スラリーを硬化させてスラリー硬化体を形成した後、前記スラリー硬化体および前記中子の一体物を前記発光管用型から取り出し、前記中子を除去した後、前記スラリー硬化体を焼成する発光管の製造方法であって、前記エポキシ樹脂に含まれる塩素含有量が３ｗｔ％以下であることを特徴とする発光管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミックスからなる発光管の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、金属蒸気放電ランプに使用するセラミックスからなる発光管２１は、図１７に示すように円筒状の本管部２２、リング部２３および細管部２４から構成されたものが知られている（特開平１１−１６２４１６公報等）。この種の発光管２１は、本管部２２、リング部２３および細管部２４がそれぞれ異なる成形法で作られ、それらを組み合わせて焼成される。そのため、放電時の内圧上昇に対してもそれぞれの接続部にクラックが入りやすい問題がある。近年、その対策として鋳込み成形法により、図１８に示すような、耐圧性に優れた一体成形品からなる発光管２５が使用されるようになってきた。
【０００３】
しかしながら鋳込み成形方法は、所望する発光管の外部形状の型をもつ石膏型内に、セラミックス粉末、バインダ、水を主成分とするスラリーを流し込んで充填させ、スラリーの水を石膏型に吸収させて、セラミックス粉末、バインダを着肉させて成形するため、石膏の主成分であるＣａ（ＳＯ）４のＣａが成形体に付着し、発光管とした場合、Ｃａの含有が原因となって点灯しないなどの問題がある。かかる問題を解決する方法として石膏型を使用せず、金属、樹脂、あるいはセラミックスからなる発光管形成用型内に、軸体の周囲に熱可溶性物質または可燃性物質を形成した中子を所定の位置に組み立て、上記成型用型と中子の隙間にセラミックス粉末、溶剤、エポキシ樹脂及びその硬化剤を主成分とするスラリーを流し込み、スラリーを硬化させてスラリー硬化体を形成し、スラリー硬化体および中子の一体物を発光管用型から取り出し、中子を除去した後、スラリー硬化体を焼成して一体成形品の発光管の製造方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような成形法で製造した発光管の色調は、従来の鋳込み成形法で作製したものに比較して灰色っぽく、透過率が悪いことがしばしば生じる。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、焼結体の透過率を向上することのできる発光管の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の発光管の製造方法は、軸体の周囲に熱可溶性物質または可燃性物質を形成した中子を、金属、樹脂、あるいはセラミックスからなる発光管形成用型内に位置させ、前記発光管形成用型と前記中子との隙間に、アルミナ粉末、溶剤、エポキシ樹脂及びその硬化剤を主成分とするスラリーを流し込み、前記スラリーを硬化させてスラリー硬化体を形成した後、前記スラリー硬化体および前記中子の一体物を前記発光管用型から取り出し、前記中子を除去した後、前記スラリー硬化体を焼成する発光管の製造方法であって、前記エポキシ樹脂に含まれる塩素含有量が３ｗｔ％以下である構成を有する。
【０００７】
本発明は、塩素含有量が焼結体の透過率に大きく関与することを見出すことによって、塩素含有量を規定し、カルシウムなどの不純物を含まず、かつ透過率の高い発光管の製造を可能とすることができるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態について説明する。
【０００９】
焼成後の収縮率をあらかじめ計算して、焼成後の発光管の内部形状を所定の形状に形成するように形成された図１に示す中子成形用型１，２からなるステンレス製の中子成形用金属型内に、図２に示すように、バネ鋼材からなる軸体としての芯線３を後述の中子６（図４参照）の中心軸上に位置するよう配置する。なお芯線３の直径は、焼成後の収縮率をあらかじめ計算して、所望する発光管１３の細管１３ｂの内径となるように設定する。
【００１０】
次に図３に示すように、融点７０℃のパラフィン系ワックス４を９０℃で加熱溶融させた後、このワックス４を中子成形用金属型のうち後述の本管部１３ａ（図１０参照）を形成するための部分側に設けられた流し込み口５から注入する。ワックス４が流し込まれた中子成形用金属型を室温になるまで放置して、ワックス４を固化させた後、図４に示すように、中子成形用金属型を分割することにより、取り出し、中子６を形成する。
【００１１】
次に図５に示すように、収縮率をあらかじめ計算して焼成後の後述の発光管１３の外部形状を所定の形状に形成するように形成された発光管形成用型７であるステンレス製の金属型を作製し、かかる発光管形成用型７内に、先ほど作製した中子６を配置させる。
【００１２】
発光管１３の主成分となる混合液は、アルミナ粉末１００重量部に対し、添加物として酸化マグネシウムを０．０５重量部、分散剤としてポリカルボン酸塩を１．０重量部、硬化剤として水溶性エポキシ樹脂を１０重量部、溶媒として水２５重量部をポットにより混合する。なお水溶性エポキシ樹脂の塩素含有量は、０．１ｗｔ％、０．３ｗｔ％、１ｗｔ％、３ｗｔ％、４ｗｔ％、５ｗｔ％、７ｗｔ％のものをそれぞれ使用した。
【００１３】
この混合液に、前述の水溶性エポキシ主剤と反応して硬化させるべくアミン系硬化剤を２重量部添加して、さらにポットで混合し、注型用スラリー８を調製する。かかるスラリー８を図５および図６に示すように中子６と発光管形成用型７の隙間９に流し込み、室温中に１日間放置してスラリー８を硬化（スラリー硬化体１０となる）させる。硬化剤の働きによりスラリー８が硬化した後、図７に示すように中子６とスラリー硬化体１０とが一体となったものを発光管形成用型７を分割することにより取り出す。次に芯線３をスラリー硬化体１０から抜き出し、図８に示すように、中子６としてのワックス４が残ったスラリー硬化体１１を作製する。次にこれを温度９０℃に設定した恒温槽内において、ワックス４を溶融させて流し出すことでスラリー硬化体１１内から除去し、図９に示すように中空形状の発光管成形体１２を作製する。かかる成形体１２を、空気中で４００℃、５時間保持し、有機成分を分解、飛散させた後、１３００℃で２時間仮焼成する。そしてこの仮焼成品を水素雰囲気中で１９００℃、２時間の焼成条件で焼結させ、図１０に示すような透光性を有する金属蒸気放電ランプ用の発光管１３が形成される。なお、１３ａは本管部、１３ｂは細管部を示す。
【００１４】
かかる発光管１３の透過率を測定するために、図１１に示すように光源Ａから受光部Ｂへ例えば可視光域のうち波長５５０ｎｍの光線を、一方の本管中央部から他方の本管中央部へ通過させ、管壁を２度通過した時の直線透過率を測定した。図１１の矢印は光の通過方向を示したものである。その結果を図１２に示す。なお測定に使用した発光管１３の厚みは０．８ｍｍである。図１２の結果から明らかなように，塩素含有量が３％以下で透過率の向上が見られ、特に１％以下の場合、その効果が著しいことが確認された。本実施形態では、発光管形成用の型としてステンレス製の金属型を使用したことから、カルシウム成分を全く含有していない。そのため、本実施形態からなる発光管１３を使用して、金属放電蒸気ランプを１００個作製し、点灯試験を実施した結果、不点灯となったランプは皆無であり、本発明にかかる発光管１３は品質面でも良好であることがわかった。
【００１５】
前述の例では、中子６にワックス４を使用したが、１００℃近辺で加熱溶融するエチレン・酢酸ビニル樹脂樹脂を用いて中子６を作製し、上述と全く同じ方式にて発光管１３を製造しても、同様の寸法形状、セラミックス特性を有する発光管１３を得ることができた。なおポリエチレン系樹脂など低温で加熱溶融できる樹脂であればワックス、エチレン・酢酸ビニル樹脂以外でも同様の効果が得られることはいうまでもないことである。
【００１６】
次に本発明の第２の実施形態について説明する。
【００１７】
図１３に示すように、焼成後の収縮率をあらかじめ計算して、焼成後の発光管の内部形状を所定の形状に形成するように形成された中子成型用型１４，１５であるシリコンゴムからなる中子成形用ゴム型内に、バネ鋼材からなる芯線１６を図１３に示すように、後述の中子２０の中心軸上に位置するよう配置する。次にカーボン粉末にブチラール樹脂をバインダとしたスプレードライ顆粒粉末１７を図１４に示すように、芯線１６とゴム型１４，１５の空間内に充填した後、ゴム型の外側部１８，１９から等方静水的に１８００ｋｇ／ｃｍ２の圧力をかけてラバープレス成形を行った後、ゴム型１４，１５を分割し、図１５に示すように芯線１６を有するカーボン粉末からなる中子２０を作製する。
【００１８】
本実施形態では、中子作製後の工程は、上記第１の実施形態と同様な工程を経るものであり、異なるのは材質であるので、上記第１の実施形態と同図面、同符号を用いる。
【００１９】
第１の実施形態に使用したのと全く同じ成分、配合組成からなるスラリーを、図５および図６に示すように中子６と発光管形成用型７の隙間に流し込み、室温中に１日間放置してスラリー８を硬化させる。硬化剤の働きによりスラリー８が硬化（スラリー硬化体１０となる）した後、図７に示すように中子６とスラリー硬化体１０とが一体となったものを発光管形成用型７を分割することにより取り出す。次に芯線１６をスラリー硬化体から抜き出し、発光管１３の本管部１３ａにワックスが残った成形体を作製する。かかる成形体を空気中で４００℃、５時間保持し、有機成分を分解した後、さらに空気中で６００℃、１０時間保持し、カーボンを熱分解させて中子を除去する。これを１３００℃で２時間空気中で仮焼成した後、真空雰囲気中で１８５０℃、２時間の焼成条件で焼結させ、図１０に示すような透光性を有する金属蒸気放電ランプ用の発光管１３が形成される。
【００２０】
かかる発光管１３の透過率を測定するために、図１１に示すように光源Ａから受光部Ｂへ例えば可視光域のうち波長５５０ｎｍの光線を、一方の本管中央部から他方の本管中央部へ通過させ、管壁を２度通過した時の直線透過率を測定した。図１６に塩素含有量と透過率の関係を示す。なお測定に使用した発光管の厚みは１ｍｍである。図１６の結果から明らかなように，塩素含有量が３％以下で透過率の向上が見られ、特に１％以下の場合、その効果が著しいことが確認された。本実施形態では、発光管形成用の型としてステンレス製の金属型を使用したことから、カルシウム成分を全く含有していない。その結果、本実施形態からなる発光管１３を使用して、金属放電蒸気ランプを１００個作製し、点灯試験を実施したところ、不点灯となったランプは皆無であり、本発明にかかる発光管１３は品質面でも良好であることがわかった。
【００２１】
本実施形態では成形用型にステンレスを用いたが、アルミニウムなどその他の金属はもちろんのこと、アクリル、ナイロンなどの樹脂材料、アルミナなどカルシウムを含まないセラミックスからなる材料を用いても同様の効果を得ることができるのは言うまでもない。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように本発明の発光管の製造方法は、発光管の透過率を向上させるとともに、カルシウムなどの不純物を含まないことから高品質なランプ用の発光管を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態である発光管の製造方法を説明するための図
【図２】本発明の第１の実施形態である発光管の製造方法を説明するための図
【図３】本発明の第１の実施形態である発光管の製造方法を説明するための図
【図４】本発明の第１の実施形態である発光管の製造方法を説明するための図
【図５】本発明の第１および第２の実施形態である発光管の製造方法を説明するための図
【図６】本発明の第１および第２の実施形態である発光管の製造方法を説明するための図
【図７】本発明の第１および第２の実施形態である発光管の製造方法を説明するための図
【図８】本発明の第１の実施形態である発光管の製造方法を説明するための図
【図９】本発明の第１の実施形態である発光管の製造方法を説明するための図
【図１０】本発明の各実施形態である発光管の製造方法を説明するための図
【図１１】本発明の第１および第２の実施形態である発光管の透過率測定を説明するための図
【図１２】本発明の第１の実施形態である発光管の透過率と塩素含有量の関係を説明するための図
【図１３】本発明の２の実施形態である発光管の製造方法を説明するための図
【図１４】本発明の第２の実施形態である発光管の製造方法を説明するための図
【図１５】本発明の第２の実施形態である発光管の製造方法を説明するための図
【図１６】本発明の第２の実施形態である発光管の透過率と塩素含有量の関係を説明するための図
【図１７】従来の発光管を示す図
【図１８】従来の発光管を示す図
【符号の説明】
１，２  中子成形用型
３  芯線
４  ワックス
６  中子
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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