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【発明の名称】 水銀収納カプセルの製造方法、水銀収納カプセル、それを用いた放電管及び放電管内への水銀放出物質の封入方法
【発明者】 【氏名】御前 英喜
【住所又は居所】大阪市淀川区野中南２丁目１１番２０号 日水化学株式会社内

【氏名】塩谷 健二
【住所又は居所】大阪市淀川区野中南２丁目１１番２０号 日水化学株式会社内

【氏名】西田 和生
【住所又は居所】大阪市淀川区野中南２丁目１１番２０号 日水化学株式会社内
【要約】 【課題】蛍光灯等の放電管に封入する水銀量を正確に計量できるうえ、安価に製造できる水銀収納カプセルの製造方法と、この水銀収納カプセルの製造方法により製造された水銀収納カプセルと、この水銀収納カプセルを用いる蛍光灯を提供することを目的とする。

【解決手段】水銀３を金属管１に充填した後、この金属管１を所定の間隔毎に複数の部位で押し潰して閉じ、これと同時に、又はこの後に、この押し潰した各部位で金属管１をせん断する。これにより、水銀３の切屑を出さずに、両端が押し潰されて閉じられた金属管１内に水銀３が充填されている水銀収納カプセル１２を得ることができる。金属管１の両端部が押し潰されて閉じられている金属管１内の水銀３は、蛍光灯管１３等の放電管内に組み込んだ後、所定の温度以上に加熱されたり金属管１に穴を開けたりするまで水銀収納カプセル１２から放出されるおそれはない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水銀放出物質を金属又は高分子材料からなる管に充填した後、任意の間隔毎に複数の位置で当該管を径方向に押し潰して閉じ、これと同時に、又はこの後に、前記管の押し潰された各部位で当該管を裁断することにより、管に水銀放出物質を封入した水銀収納カプセルを製造することを特徴とする水銀収納カプセルの製造方法。
【請求項２】
金属又は高分子材料からなる管が、複数の水銀放出物質収納用膨出部とこの隣接する水銀放出物質収納用膨出部の間を連通する連通部とからなり、この管に水銀放出物質を充填した後、前記各連通部を径方向に押し潰して閉じ、これと同時に、又はこの後に、前記管の押し潰された各部位で当該管を裁断することにより、管に水銀放出物質を封入した水銀収納カプセルを製造することを特徴とする水銀収納カプセルの製造方法。
【請求項３】
水銀放出物質が水銀又は管への充填時に液状のアマルガムからなる請求項１又は２に記載の水銀収納カプセルの製造方法。
【請求項４】
管が所定の位置で所定の長さにわたって当該管を径方向に押し潰される請求項１ないし３のいずれか１項に記載の水銀収納カプセルの製造方法。
【請求項５】
管を所定の長さにわたって押し潰すと同時に、又はその後に、前記管の押し潰された部分に、当該管を裁断する位置の両側でそれぞれ少なくとも１回屈曲又は湾曲する部分を形成する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の水銀収納カプセルの製造方法。
【請求項６】
管を所定の長さにわたって押し潰すと同時に、又はその後に、前記管の押し潰された部分を当該管の軸心回りにひねって螺旋状に形成する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の水銀収納カプセルの製造方法。
【請求項７】
管がせん断、切断又は溶断のいずれかの方法により裁断される請求項１ないし６のいずれか１項に記載の水銀収納カプセルの製造方法。
【請求項８】
管が高分子材料で形成されており、溶断がヒートシールによって当該管を径方向に押し潰して閉じ、これと同時に、又はこの後に、前記管をヒートシールによって押し潰した各部位で当該管を熱裁断するものである請求項７に記載の水銀収納カプセルの製造方法。
【請求項９】
管が裁断される位置を押し潰して圧着、閉じた後、裁断される請求項１ないし６のいずれか１項に記載の水銀収納カプセルの製造方法。
【請求項１０】
管が裁断される位置をせん断刃で押し潰して閉じた後、当該閉じた位置をせん断することにより裁断する請求項１ないし７のいずれか１項に記載の水銀収納カプセルの製造方法。
【請求項１１】
裁断された管の端部を、裁断と同時に、又は裁断後に、融着、溶接、ロウ付け、はんだ付け又は樹脂封止から選ばれた少なくとも一方法により密封する請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の水銀収納カプセルの製造方法。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれか１項に記載された水銀収納カプセルの製造方法により製造されていることを特徴とする水銀収納カプセル。
【請求項１３】
水銀収納カプセルが熱加工又は加圧加工或いは加熱・加圧加工によって球状化されてなる請求項１２に記載の水銀収納カプセル。
【請求項１４】
水銀放出物質が水銀である請求項１２又は１３に記載の水銀収納カプセル。
【請求項１５】
請求項１２ないし１４のいずれか１項に記載された水銀収納カプセルが収納されていることを特徴とする放電管。
【請求項１６】
水銀収納カプセルがペレットである請求項１５に記載の放電管。
【請求項１７】
水銀収納カプセルからなる熱陰極線又は熱陰極線リードを備える請求項１５に記載の放電管。
【請求項１８】
請求項１２ないし１４のいずれか１項に記載された水銀収納カプセルを真空引き用排気管内に収納して当該水銀収納カプセル内から水銀を気化、放出させて放電管内に入れた後、この放電管の排気孔と前記真空引き用排気管における水銀収納カプセル収納箇所との間で加熱溶断して排気孔を封止すると共に、水銀収納カプセルを除去することを特徴とする放電管内への水銀放出物質の封入方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光灯等の放電管に封入する水銀量を正確に計量できるうえ、安価に製造できる水銀収納カプセルの製造方法と、この水銀収納カプセルの製造方法により製造された水銀収納カプセルと、この水銀収納カプセルを用いる放電管に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光灯において、電子の照射により紫外線を発する水銀を蛍光管灯球グローブの中に封入する方法としては、直接に水銀を蛍光管内に滴下する方法（特許文献１参照。）、水銀放出物質としてのアマルガムからなるペレットを蛍光管内に封入する方法（特許文献２参照。）、水銀を含浸させた多孔質体を蛍光灯管内に封入する方法（特許文献３参照。）、水銀を封入したガラスカプセルを蛍光灯管内に封入する方法（特許文献４参照。）、電極（冷陰極）の表面に水銀放出物質としてのアマルガムを塗布する方法、水銀放出物質としての粉末状のアマルガムを金属管に充填したものを蛍光灯管内に封入する方法（特許文献４参照。）などが挙げられる。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−９６６７６号公報
【特許文献２】特開平６−２６０１３９号公報
【特許文献３】特開平６−２０６４７号公報
【特許文献４】特表２００３−５２６８８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの従来技術のうち、直接に水銀を蛍光管内に滴下する方法においては、生産性を向上させて量産化を実現しようとすると、正確に水銀の微小滴を滴下することが困難になるという課題がある。
【０００５】
又、水銀を含浸させた多孔質体を蛍光灯管内に封入する方法は、当該多孔質体に水銀を含浸させるために複雑な操作を要し、コスト高になる上、大気中に放散される水銀蒸気に関する環境対策に多大な費用を要するという課題を伴う。
【０００６】
更に、水銀を封入したガラスカプセルを蛍光灯管内に封入する方法には、ガラスカプセルの中に封入される水銀量を正確に制御できないという課題がある。
【０００７】
そして、電極（冷陰極）の表面に水銀放出物質としてのアマルガムを塗布する方法は、広く普及している熱陰極線を用いる蛍光灯には適用できないという課題がある。
【０００８】
又、直管型で、４０Ｗ品にはリボン方式のものが普及し、市販されている。
【０００９】
ところで、水銀放出物質としての粉末状のアマルガムを金属管に充填した水銀収納カプセルを蛍光灯管内に封入する方法により製造された水銀収納カプセルは熱陰極線に用いることが可能であり、粉末状アマルガムの表面の大部分が金属管で被覆されているので、大気中への水銀蒸気の放散による環境汚染の度合が低いという利点を伴っている。
【００１０】
しかしながら、この方法では、粉末状のアマルガムを充填した金属管を裁断する時にその断面が金属管を横切る方向に切断するために、水銀放出物質を含んだ切屑が発生するので、作業環境を改善するための対策に多大な費用を要するいう課題が生じる。
【００１１】
又、粉末状のアマルガムを充填した金属管を裁断する時にその切断面に当該粉末状のアマルガムが噛み込んで当該粉末状のアマルガムが露出し、この切断面から大気中への水銀蒸気の放散による作業環境の汚染が生じるので、この作業環境を改善するための対策に多大な費用を要するという問題も残されている。
【００１２】
更に、直径が大きい管状金属容器に粉末状のアマルガムを充填し、これを２対のローラ間を多段階にわたって通過させて当該管状金属容器を縮小させ、これによって、所要の細管径にした後、複数のディスペンサ要素単体に切断するものであるが、粒度の均一性及び粒度分布の均一性を担保することが困難であり、充填された粉末状アマルガムの粒度や粒度分布の差異によって各ディスペンサ要素単体中の水銀量にバラツキが生じるとの問題も有る。
【００１３】
本発明は、前記課題を解決するために完成されたものであって、蛍光灯等の放電管に封入する水銀量を正確に計量できるうえ、安価に製造できる水銀収納カプセルの製造方法と、この水銀収納カプセルの製造方法により製造された水銀収納カプセルと、この水銀収納カプセルを用いる蛍光灯を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る水銀収納カプセルの製造方法（以下、本発明第１方法という。）においては、前記目的を達成するため、水銀放出物質を金属又は高分子材料からなる管に充填した後、所定の間隔毎に複数の位置で当該管を径方向に押し潰して閉じ、これと同時に、又はこの後に、前記管の押し潰された各部位で当該管を裁断することにより、管に水銀放出物質を封入した水銀収納カプセル（以下、適宜カプセルと略称する。）を製造することを特徴とする、との技術的手段を採用したものである。
【００１５】
本発明に係る水銀収納カプセルの製造方法（以下、本発明第２方法という。）においては、金属又は高分子材料からなる管が、複数の水銀放出物質収納用膨出部とこの隣接する水銀放出物質収納用膨出部の間を連通する連通部とからなり、この管に水銀放出物質を充填した後、前記各連通部を径方向に押し潰して閉じ、これと同時に、又はこの後に、前記管の押し潰された各部位で当該管を裁断することにより、管に水銀放出物質を封入した水銀収納カプセルを製造することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明第１方法と本発明第２方法との相違点は、本発明第１方法の管における管径が一定であるものを用いるのに対し、本発明第２方法の管における管径が複数の膨出部とこの隣接する膨出部の間を連通する連通部とからなるものを用いる点において異なり、従って、以下の説明において、本発明第１方法と本発明第２方法とに共通するときには本発明方法と記載して重複説明を避ける。
【００１７】
本発明第１方法においては、水銀放出物質を金属又は高分子材料からなる管に充填した後、所定の間隔毎に複数の部位で当該管を径方向に押し潰して閉じることにより、管内の水銀放散物質をこの押し潰された部位の両側に押し退けることができる上、隣接する押し潰しにより閉じられた部分の間に水銀放出物質を隙間なく、しかも水銀放出物質の流動を堰止めた状態で充填することができる。
【００１８】
又、本発明第２方法においては、金属又は高分子材料からなる管が、複数の水銀放出物質収納用膨出部とこの隣接する水銀放出物質収納用膨出部の間を連通する連通部とからなり、この管に水銀放出物質を充填した後、前記各連通部を径方向に押し潰して閉じることにより、管内の水銀放散物質をこの押し潰された部位の両側に押し退けることができる上、隣接する押し潰しにより閉じられた部分の間、特に、膨出部に水銀放出物質を隙間なく、しかも水銀放出物質の流動を堰止めた状態で充填することができる。
【００１９】
そして、本発明方法においては、隣接する押し潰しにより閉じられた部分の間に水銀放出物質を隙間なく充填することができるので、隣接する押し潰しにより閉じられた部分の間隔、換言すると、管の内径と管を裁断する長さを適宜設計することにより、隣接する押し潰しにより閉じられた部分の間に充填される水銀放出物質の量（水銀量）を簡単に、しかも、すこぶる正確に設定できるうえ、水銀収納カプセルを廉価に製造できるのである。
【００２０】
もちろん、本発明方法によれば、両端が押し潰されることにより閉じられている管とその内部に封入された水銀放出物質とを備える水銀収納カプセル、即ち、本発明に係る水銀収納カプセルを得ることができるのである。
【００２１】
本発明、つまり本発明方法、本発明に係る水銀収納カプセル及びそれを用いた放電管について更に詳細に説明すれば、以下の通りである。
【００２２】
本発明において、前記水銀放出物質とは、蛍光灯等の放電管（以下、単に放電管という。）の点灯時において当該放電管の管内温度で所定の水銀蒸気圧になるように水銀蒸気を放出することができる物質のことであり、水銀及びアマルガムが含まれるのであり、このアマルガムは常温で固体のものでも液状のものでも良好であるが、少なくとも管への充填時に、加熱や加温によって、液状であることを要する。
【００２３】
前記アマルガムとしては特に限定されるものではないが、例えばチタンとのアマルガムや、銅、錫、亜鉛、銀又は金等の単一金属等のアマルガム、銅・錫合金、銅・銀合金、銅・珪素合金、銅・錫・ミッシュメタル合金、又は真鍮等の合金とのアマルガムなどを用いることができる。
【００２４】
これらの水銀放出物質の中では、コストが安く、しかも、常温で優れた流動性を示し、例えば重力や注入或いは真空吸引などにより微細な金属管内に容易に充填することができる水銀を用いることが好ましい。
【００２５】
なお、アマルガムには、必要に応じて、促進剤及び／又はゲッター物質を添加することが可能である。
【００２６】
ここで、前記ゲッター物質とは、放電管内の放出ガスを吸収して真空度を維持する物質であり、例えば亜鉛、亜鉛合金、銅、銅合金、バナジウム、バナジウム合金、鉛、鉛合金、コバルト又はミッシュメタル合金等から選ばれた少なくとも１種が挙げられる。
【００２７】
本発明方法において、前記水銀放出物質を充填する管としては押し潰して閉じることができる性質を備える材料で形成されていれば特に限定されるものではなく、具体的には、金属管や高分子材料製管が挙げられるのであり、特に、熱可塑性の高分子材料製管が、押し潰してヒートシールで閉じ、これと同時に、又はこの後に、管の押し潰された各部位で当該管を熱裁断（溶断）し得るので好ましい。
【００２８】
本発明方法で用いられる金属管の素材としては、水銀とアマルガムを形成する金属を用いてもよいが、一般的には、金属管がその内部に封入された水銀とのアマルガムを形成し、表面から水銀を放出し難くなるのを防止するために、アマルガムを形成し難い金属であることが好ましく、具体的には、例えばマンガン、鉄、コバルト、ニッケル又はこれらの中から選択される２種以上の金属の合金、或いはこれらの中から選択された１種以上の金属とこれら以外の他の金属から選択された１種以上の金属との合金などが挙げられる。又、管の横断面形状としては特に限定されるものではないが、具体的には、例えば円形、四角形等の多角形、楕円形等のものが挙げられる。
【００２９】
本発明第１方法において、この金属管又は高分子材料製管においてその管径としては、特に限定されるものではないが、最も好適なのは、金属管の場合、内径１ｍｍ以下で、しかも直線状の管では１〜３ｍのものであり、コイル状等の巻回された管では２００ｍまでの市販品が容易に入手できるステンレススチール（例えば日本工業規格のＳＵＳ３０４）からなる管、や熱可塑性の高分子材料製管が挙げられる。この熱可塑性の高分子材料製管の場合には、内径１ｍｍ以下で、しかもパイプ状の管では１ｍのものであり、長尺状の管では５００ｍ巻の市販品が挙げられる。
【００３０】
このように、本発明第１方法において、管の内径は、１ｍｍ以下であることが好ましく、特に、０．７５ｍｍ以下であることが、水銀量を正確に制御できる上、金属管の場合、線形のカプセルを小さい螺旋形に曲げるなどの加工が容易になるので特に好ましい。
【００３１】
本発明第１方法において、内径が１ｍｍを超える金属管を用いる場合には、例えば圧延、押出成形、引抜成形などにより金属管の内径を１ｍｍ以下に細くした後、水銀放出物質を当該金属管に充填しても良いが、水銀放出物質の充填性を良好にするために、内径が１ｍｍを超える金属管に水銀放出物質を充填してから圧延や引抜成形により当該金属管の内径を１ｍｍ以下、更に、内径を０．７５ｍｍ以下に細くすることが最も好ましい。
【００３２】
なお、この金属管又は水銀放出物質を充填した金属管を圧延する方法としては、特に限定はされないが、例えばこれをダイスで絞る押し出し加工で多段階にわたって通過させて当該金属管を細くし、これによって、所要の細管径に圧延方法を採用すればよい。
【００３３】
又、本発明第２方法においては、本発明第１方法と同様の材質で管が形成されるが、この場合、金属又は高分子材料からなる管が、複数の水銀放出物質収納用膨出部とこの隣接する水銀放出物質収納用膨出部の間を連通する連通部とからなるものであり、この膨出部としては、連通部より外方に膨らんだ状態であり、例えば卵形、紡錘状、略球状又は球状等のものが挙げられるのであり、又、連通部としては、帯状又は細管状のものなどが挙げられるのであり、従って、例えば吹き込み成形、加熱吹き込み成形等によってこのような形状に成形し易い高分子材料、特に、熱可塑性合成樹脂を用いるのが望ましい。
【００３４】
本発明第２方法においては、このような膨出部を水銀収納カプセルとすることによって転がり易く、一層確実に放電管内や排気管内に入れることができるので望ましい。
【００３５】
本発明方法において、前述の管に必要とされる性質を備える素材としては、特に、水銀放出物質を充填する時に形状変化が生じない程度の剛性を備え、所定の温度以上では軟化し、押し潰して閉じることができる高分子材料が望ましい。
【００３６】
即ち、本発明方法においては、前記管が高分子材料で形成されており、この管に水銀放出物質を充填後、ヒートシールによって当該管を径方向に押し潰して閉じ、これと同時に、又はこの後に、当該管をヒートシールによって押し潰した各部位で熱裁断（溶断）し得るものも好適に用いることができる。
【００３７】
本発明方法において、このように水銀放出物質を充填した高分子材料製管を用い、当該管をヒートシールによって押し潰した各部位で熱裁断（溶断）すると、熱裁断に際して管内の水銀放出物質が露出して管外の大気に接触することがなくなり、熱裁断に際して水銀蒸気が管外に拡散されるおそれがなくなる上、加工屑の発生がなくなるのである。
【００３８】
このように、本発明方法において、水銀収納カプセルを製造するにあたり、ヒートシールによる方法を用いると、当該水銀収納カプセルを製造する作業環境を改善することができる上、製造されたカプセルを破壊しない限り、水銀放出物質がカプセル外の大気に接触する恐れが無くなり、しかも水銀蒸気がカプセルから漏れる恐れも無くなるので、カプセルの流通段階においても環境を改善することができる。
【００３９】
本発明方法において、前記管の素材としての高分子材料としては、放電管の使用中における最高雰囲気温度において有機物質の蒸散や有機分解ガスを発生しないものであれば特に限定されないが、具体的には、例えば超高分子量ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリフロロアルキレート（ＰＦＡ）、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ）等の合成樹脂やポリウレタンやブタジエンさらにＮＢＲ等の各種ゴム（例えば熱可塑性エラストマーを含む。）等が挙げられる。
【００４０】
前述のように、管を高分子材料で形成する場合、一般的には、管が熱可塑性の高分子材料で形成され、且つヒートシールによって当該管を径方向に押し潰して閉じ、これと同時に、又はこの後に、前記管をヒートシールによって押し潰した各部位で当該管を熱裁断する方法が挙げられるが、例えばポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）のような高分子材料で形成された管のときには、熱をかける事なく室温で、管を押圧するだけで当該管を径方向に押し潰して閉じる（圧着する）ことができるのであり、このように、管を押圧するだけで当該管を径方向に圧着し、これと同時に、又はこの後に、前記管を押し潰した各部位で当該管を裁断しても良いのである。
【００４１】
前記金属管又は高分子材料製管の肉厚は、所要の強度が得られる限り特に限定されるものではないが、コストダウンを図るために、例えば内径１ｍｍ以下のステンレススチールからなる金属管の場合には、肉厚０．０９〜０．１８ｍｍの市販品を用いればよいのであり、又、高分子材料製管、例えば内径１ｍｍ以下の熱可塑性ポリイミド製管（グンゼ株式会社製 商品名 サーモレクス）の場合には外径が０．４〜１．９ｍｍ、内径が０．３〜１．８ｍｍの市販品が挙げられるのであり、又、ポリエーテル・エーテル・ケトン製管の場合には外径が１．５９ｍｍのものでは内径が０．１３〜１．００ｍｍのものが挙げられるのであり、更に、市販されている外径が０．６ｍｍ、内径が０．４ｍｍ、肉厚が０．１ｍｍのＰＦＡ管、外径が０．７６ｍｍ、内径が０．３ｍｍ、肉厚が０．０８ｍｍのＰＴＦＥ管等が挙げられる。
【００４２】
このように、高分子材料で管を製造すると、この管には柔軟性があり、当該管を螺旋状に巻回した状態で当該管に水銀放出物質を充填したり、ヒートシールや溶断更に圧着、裁断によって高速で水銀収納カプセルを製造できるのであり、その結果、生産性が良好で、至極廉価に水銀収納カプセルが製造できるので望ましい。
【００４３】
ところで、本発明方法において、前記水銀放出物質を管に充填する方法としては、例えば水銀放出物質の流動性と自重を利用して管の上端から水銀放出物質を注入する方法、液状の水銀放出物質の池に両端が開放された管を浸漬して、水銀放出物質の流動性を利用して管に水銀放出物質を流入させる方法、液状の水銀放出物質の池に両端が開放された管の下端部を浸漬し、上端部から真空吸引することにより大気圧を利用して管に水銀放出物質を充填する方法等の方法の中から選択された方法を採用すれば良いのである。
【００４４】
これらの方法の中では、短時間で気泡を混入させることなく確実に管に水銀放出物質を充填し得るために、水銀放出物質の流動性と自重を利用して管の上端から水銀放出物質を注入する方法、あるいは液状の水銀放出物質の池に両端が開放された管の下端部を浸漬し、上端部から真空吸引することにより大気圧を利用して管に水銀放出物質を充填する方法を採用することが好ましい。
【００４５】
即ち、本発明方法においては、水銀又は液状アマルガムなどの水銀放出物質を貯留した水銀池の底部に開閉弁を介在させた少なくとも一個の流路に、前記各管の上端部を連結、連通し、水銀放出物質の流動性と自重を利用して水銀放出物質を流下させて当該管内に水銀放出物質を充填すると共に、当該管の下端部を径方向に押し潰して閉じたり、真空吸引装置に開閉弁を介在させた真空吸引路を介して前記管の上端部を連通させると共に、水銀放出物質を貯留した水銀池に当該管の下端部を沈漬した後、前記管内を真空にすることにより当該水銀放出物質を前記管内に水銀池の表面から所定の高さまで吸引し、更にこの後、前記開閉弁を閉弁してから、前記金属管の下端を池から抜き上げて、水銀の粘度や表面張力更に大気圧並びに管との摩擦等の影響により前記所定量の水銀放出物質を前記管内に保持させる方法を採用することが好ましい。
【００４６】
本発明方法において、水銀放出物質が常温で液状である水銀を用いると、水銀放出物質を液化させるために加熱する必要がないので、一層コストを削減できる結果、極めて有益である。
【００４７】
又、水銀放出物質を管内に充填する方法としては、内径が所定の太さ、例えば内径が１ｍｍを超える太い金属管の場合には、例えば常温で液状アマルガム或いは加熱によって液状アマルガムからなる水銀放出物質を充填する方法を採用し、この後、水銀放出物質が充填されている管を所定の太さ、例えば内径が１ｍｍ以下になるまで圧延などにより小径に形成する方法を採用してもよいが、前述したように、水銀放出物質を充填した後に金属管を圧延する工程を省いてコストダウンを図るため、液状の水銀放出物質を予め所定の太さ、例えば内径１ｍｍ以下に形成された細管に真空吸引などにより吸引して充填する方法などを採用することが好ましい。
【００４８】
前述の方法において、管内に水銀放出物質を真空吸引によって充填するには、金属管内の真空度（減圧度）を調整することにより、例えば水銀の場合には管内の水銀の液面高さを水銀池の液面から７６ｃｍ以下の範囲で自由に調整したり、水銀池の液面から７６ｃｍ以下の範囲で当該管を螺旋状に巻回して長尺状の管に水銀を充填したりすることができるのであり、この点は水銀池の底部から重力を用いて水銀放出物質を流下させて管内に当該水銀流失物質を充填させる場合においても同様に行うことができるので好ましい。
【００４９】
即ち、本発明方法においては、前記管を直立させることは必要ではなく、具体的には、例えば２００ｍの長さを有する直管状の管を傾斜させたり、螺旋状に曲げたりした後、水銀池の液面から７６ｃｍ以下の範囲で当該管内に水銀放出物質を確実に充填することができるのである。
【００５０】
本発明において、管を径方向に押し潰して閉じる方法としては、例えばロールプレスなどのプレス機械を用いて管を所定の長さにわたって押し潰して閉じる方法と、シザーズ（鋏）、シヤー（せん断機）などを用いていわば１点で押し潰して閉じる方法とがあり、高分子材料からなる管を用いる場合には、必要に応じて、管を例えば高周波加熱により加熱して軟化させた状態で管を径方向に押し潰して閉じたり、ヒートシール等の方法を好適に採用することができる。
【００５１】
本発明方法において、管を所定の長さにわたって径方向に押し潰して閉じる方法を採用する場合には、管が所定の長さにわたって偏平板状に押し潰して閉じられるが、この場合には管がその軸心を中心に対称的な偏平板状になるように押し潰してもよく、又は、管の直径方向の一方の肉壁が他方の肉壁に偏る偏平板状になるように押し潰してもよい。
【００５２】
本発明方法において、管を所定の長さにわたって偏平になるように押し潰して閉じる方法を採用する場合には、管を押し潰すと同時に、又は管を押し潰した後に、この押し潰された部位において、管を裁断する点の軸方向両側でそれぞれ少なくとも１回屈曲又は湾曲する波板形に押し潰しても良いのである。
【００５３】
又、本発明方法において、管を所定の長さにわたって偏平になるように押し潰して閉じる方法を採用する場合には、管を押し潰した後に前記管をその軸心回りに捩ることにより、例えば偏平板状に押し潰された部位を螺旋状の３次元曲面形状に形成することも可能である。
【００５４】
このように管を押し潰した部位を屈曲又は湾曲させたり、軸心回りにひねって螺旋状に捩ったりすると、押し潰しにより重ね合わされた管壁の間の極微小な隙間が更に小さくなり、大気が管の内外にわたって流動することを一層確実に防止できるようになり、管内の水銀放出物質から管外に水銀蒸気が拡散することを防止できるので、有益である。
【００５５】
本発明方法において、所定の間隔毎に複数の位置で管を径方向に押し潰して閉じる方法としては、当該管を隣接する複数の位置で同時に押し潰す方法を採用してもよいが、押し潰しにより管内の圧力が増大して水銀放出物質が押し潰しの妨げとなることを防止するために、わずかに時間的な差を置いて管の一方の端から順に押し潰す方法を採用することが好ましい。
【００５６】
即ち、前述した方法で所定量の水銀放出物質を管内に保持させた状態で管の下端を押し潰して閉じた後（ヒートシール等の封止方法も含む。）、管の上端を大気中に開放し、更にこの後、予め定められた複数の位置で下側から順に管を押し潰して閉じる方法を採用することが好ましい。
【００５７】
ところで、管を押し潰して閉じる方法は特に限定されるものではないが、例えば管を挟み込む１段又は複数段の対をなすピンチローラを備えるローラープレスを用いればよく、高分子材料製管を押し潰して閉じるためには、特に限定されないが、例えば高分子材料製管を挟み込む１対のヘッドとこの１対のヘッドの少なくとも一方を介して高分子材料からなる管を加熱して軟化させる高周波溶融装置を備えるヒートシーラを用いればよいのである。
【００５８】
前記ローラープレスの少なくとも一方のピンチローラの外周面に少なくとも１つの突起を形成すると、この突起により所定の間隔毎に複数の位置で当該管が径方向に押し潰されて閉じられ、この突起の無い部分に挟み込まれる管の部分、つまり突起に挟み込まれない管の部分が水銀或いはアマルガムを収納する収納部となるのである。
【００５９】
前記ヒートシーラのヘッドは特に限定されるものではないが、ローラープレスのピンチローラと同様に、外周面に少なくとも１つの突起が形成されているローラで構成すると、その突起により所定の間隔毎に複数の位置で当該管が径方向に押し潰されて閉じられ、この突起の無い部分に挟み込まれる管の部分、つまり突起に挟み込まれない管の部分に水銀或いはアマルガムを充填することができる。
【００６０】
前記の水銀或いはアマルガムの各収納部に収納される水銀放出物質は、当該収納部の下側の部分を押し潰して閉じた後、当該収納部の上側の部分を押し潰す時に、当該収納部の上側の収納部に収納されている水銀放出物質から分離され、当該収納部に密封される。
【００６１】
又、収納部の上側で押し潰される部分の水銀放出物質は、押し潰す圧力又は押し潰す圧力と水銀放出物質の表面張力により下側又は上側の収納部に押し込められるので、水銀放出物質が当該収納部に隙間無く収納されると共に、押し潰して閉じた管の部分に水銀放出物質が残留することはない。
【００６２】
本発明方法において、シザーズ（鋏）、シヤー（せん断機）などを用いて管をいわば１点で押し潰して閉じる方法を採用する場合には、前記管をせん断するせん断刃で管を挟み、せん断刃の間隔を狭めることにより、前記管がせん断刃で押し潰されて裁断位置で閉じられる。そして、引続きせん断刃の間隔を狭め、必要に応じてせん断刃を差違えることにより前記管をせん断により裁断することができる。
【００６３】
即ち、この方法を採用すれば、管を押し潰して閉じることがせん断刃により管をせん断する過程で実現されるので、工程数を削減して大幅なコストダウンを図ることができる。
【００６４】
又、この方法においても、予め設定された全部位の裁断を同時に行ってもよいが、押し潰しにより管内の圧力が増大して水銀放出物質が押し潰しの妨げとなることを防止するために、わずかに時間的な差を置いて管の一方の端から順に押し潰す方法を採用することが好ましい。
【００６５】
ところで、本発明において、裁断とは裁断面を機械的に分断することを広く意味しており、その方法としては、スライサ、ダイシングマシン、ソーイングマシンなどによる切削又は研削により切断する方法や、はさみ、せん断機などによりせん断する方法などが含まれる他、溶断する方法も含まれる。もちろん、切断する方法には管を加熱して軟化させた状態で切断する方法が含まれ、せん断する方法には管を加熱して軟化させた状態でせん断（溶断）する方法等が含まれる。
【００６６】
本発明方法において、前記管を押し潰して裁断する位置の間隔は、特に限定されるものではなく、本発明方法により製造される水銀収納カプセルの用途により自由に設計される。
【００６７】
即ち、本発明に係る水銀収納カプセルはその長さは特に限定されるものではないが、特に、例えば熱陰極線用の線材あるいは熱陰極線のリードとして利用するために５〜１０数ｍｍの長さに裁断されたり、例えば放電管内に封入するペレットとして利用するために、例えば０．５ｍｍ〜１０ｍｍの長さに裁断されたりする。
【００６８】
ところで、本発明方法によれば、カプセルに収納される水銀放出物質の量を管の内径と裁断長さによって正確に制御できるので、前記水銀収納カプセルから放出可能な水銀量の制御は管の内径と裁断寸法に依存して正確に行うことができる。この制御は内径が１ｍｍ以下の管を用いる場合には一層高い精度で行うことができるのであり、管の内径が更に小さくなる０．７５ｍｍ以下の管を用いる場合には、一層高い精度の制御ができるので望ましい。
【００６９】
なお、例えば内径０．５ｍｍ未満の管を用いる場合には、設定された長さの水銀収納カプセルの両端部を所定の長さにわたって押し潰し、その押し潰した部位の中間部を螺旋形に巻いたり、波形或いはジグザグに屈曲させたりすることが著しく容易になり、このように構成すると、裁断箇所の密封性が著しく向上する結果、裁断に際して管内の水銀放出物質が露出して管外の大気に接触することがなくなる上、裁断に際して水銀蒸気が管外に拡散されるおそれがなくなったり、加工屑の発生がなくなるのである。
【００７０】
又、本発明方法においては、金属管の押し潰された部位で当該金属管を溶断することにより裁断する方法を採用する場合には、特に、短時間で高エネルギーを集中できるレーザー溶断を行うのが望ましい。
【００７１】
更に、本発明方法において、金属管としてなまし管を用いた場合や管径によっては押し潰しだけで管端部を完全に密閉し得ることがあるが、この完全密閉が困難な場合には、前述したように押し潰した部分を屈曲させたり、湾曲させたり、ねじったりすることにより密閉することができる他、金属管を切断又はせん断した後、当該切断又はせん断した部位を、溶融、溶接、ロウ付け、はんだ付け又は樹脂封止の中の少なくとも一方法によって確実に密封するのが好ましいのであり、又、この方法において、高分子材料製管の場合においては、必要に応じて、樹脂封止を行うのが望ましい。
【００７２】
この完全に密閉する方法としてはその目的が達成されるのであれば特に限定されるものではないが、特に、金属管の場合には、微細な箇所を短時間で、しかも高エネルギーを集中できるレーザー溶接が最も好ましい。
【００７３】
又、前記樹脂による完全に密閉する方法としてはその目的が達成されるのであれば特に限定されるものではないが、裁断箇所を溶融樹脂や樹脂溶液中に浸漬したり、或いは裁断箇所に溶融樹脂や樹脂溶液を吹き付けたりする方法が採用される。
【００７４】
本発明方法において、このように溶融、溶接、ロウ付け、はんだ付け又は樹脂封止の中の少なくとも一方法によって確実に密封すると、管内の水銀放出物質が露出して管外の大気に接触することがなくなったり、水銀蒸気が管外に拡散されるおそれがなくなるのである。
【００７５】
又、本発明方法において、このように構成すると、水銀収納カプセルを製造する作業環境を改善することができる上、製造されたカプセルを破壊しない限り、水銀放出物質がカプセル外の大気に接触する恐れが無くなり、しかも水銀蒸気がカプセルから漏れる恐れも無くなるので、カプセルの流通段階においても環境を改善することができる。
【００７６】
次に、本発明に係る水銀収納カプセルにおいては、前述の本発明方法により製造されたものであり、両端が押し潰されることにより閉じられている金属管あるいは高分子材料製管の内部に封入された水銀放出物質を備えることを特徴とする、との技術的手段を採用したものである。
【００７７】
本発明の水銀収納カプセルによれば、押し潰し（ヒートシールも含む。）により閉じられ、水銀放出物質が無い部位を裁断してカプセル化されているのであり、このため、管の内径と裁断長さを制御することによって水銀量を正確に計量できるうえ、安価に製造できるのである。
【００７８】
本発明の水銀収納カプセルにおいては、当該水銀収納カプセルを熱加工又は加圧加工或いは加熱・加圧加工によって球状化させると、この水銀収納カプセルは転がり易く、従って、一層確実に放電管内や排気管内に入れることができるので好ましい。
【００７９】
又、本発明の水銀収納カプセルにおいては、前述の理由により、水銀放出物質が水銀であるものが望ましい。
【００８０】
次に、本発明に係る放電管においては、前述の本発明に係る水銀収納カプセルを備えることを特徴とするので、蛍光灯等の放電管に封入する水銀量を正確に計量できる等の前述の利点が発生するのである。
【００８１】
本発明に係る放電管において、水銀収納カプセルを熱陰極線あるいはそのリードとして用いる場合には、熱陰極線の発熱により水銀収納カプセルの温度が上昇すると、金属管内の水銀が膨張して、例えば押し潰しにより閉じられている管端部を開く。この結果、金属管の内部と放電管内の雰囲気とが連通し、水銀が金属管内からその周囲の雰囲気中に放散され、これにより、放電管の内部温度（雰囲気の温度）に対応する蒸気圧の水銀が放電管内に確保されるようになる。
【００８２】
又、本発明に係る放電管において、前記水銀収納カプセルを当該放電管内に封入されるペレットとして用いる場合には、管内温度が所定値以上に上昇すると、水銀収納カプセル内部の水銀蒸気圧が上昇して、例えば管端を押し開くことにより当該管内からこの管外の放電管内部に水銀が放散されるのであり、その結果、放電管の内部温度（雰囲気の温度）に対応する蒸気圧の水銀が放電管内に確保されるようになる。
【００８３】
更に、水銀収納カプセルを加熱による熱膨張又は水銀の蒸気圧によって当該カプセルを開くにあたり、その加熱方法としては特に限定されるものではないが、熱線・電磁波（高周波誘導加熱）などによるふく射熱による方法或いはレーザー等によって水銀収納カプセルに穴を開ける方法等が好適に採用される。
【００８４】
なお、水銀放出物質を封入した管（カプセル）の端部は最初に開かれた時に塑性変形されたり、水銀放出物質を封入した管を破壊したりして、水銀は、必要な時には、この管に妨げられることなく管外、つまり放電管内に放出されるのである。
【００８５】
ところで、水銀放出物質を封入した管において、予め、その管の周面に切溝又は薄肉部を形成しておき、当該管内外の圧力差が一定以上になると、この切溝又は薄肉部が破断して前記管の内外が容易に連通するように構成することも可能である。
【００８６】
更に、本発明に係る放電管内への水銀放出物質の封入方法においては、前述の本発明に係る水銀収納カプセルを真空引き用排気管内に収納して当該水銀収納カプセル内から水銀を気化、放出させて放電管内に入れた後、この放電管の排気孔と前記真空引き用排気管における水銀収納カプセル収納箇所との間で加熱溶断して排気孔を封止すると共に、水銀収納カプセルを除去することを特徴とするものである。
【００８７】
このように構成すると、蛍光灯等の放電管内に、水銀放出後の水銀収納カプセルが残存することがなく、その結果、この放電管を振っても不快音が発生しないので、当該放電管の使用者に安心感を与えるのである。
【発明の効果】
【００８８】
以上に説明したように、本発明第１方法においては、水銀放出物質を金属又は高分子材料からなる管に充填した後、所定の間隔毎に複数の部位で当該管を径方向に押し潰して閉じることにより、管内の水銀放散物質をこの押し潰された部位の両側に押し退けることができる上、隣接する押し潰しにより閉じられた部分（部位）の間に水銀放出物質を隙間なく、しかも水銀放出物質の流動を堰止めた状態で充填することができる。
【００８９】
その結果、本発明第１方法においては、隣接する押し潰しにより閉じられた部分（部位）の間隔、換言すると、管の内径と管の裁断長さを適宜設計することにより、隣接する押し潰しにより閉じられた部分の間に充填される水銀放出物質の量（水銀量）を簡単に、しかも、すこぶる正確に設定できるうえ、水銀収納カプセルを廉価に製造できるなどの効果を奏するのである。
【００９０】
本発明方法において、水銀放出物質を充填した管を所定の位置で裁断することにより、当該管を径方向に押し潰して閉じると共に、裁断する方法を採用する場合には、工程数を削減して大幅なコストダウンを図ることができるなどの効果を得ることができる。
【００９１】
本発明方法において、水銀放出物質としては、水銀又はカプセル化のときに液状のアマルガムが用いられるが、水銀放出物質として常温で液状の水銀を用いると、アマルガムを製造する工程やアマルガムを加熱する工程を省略してコストダウンを図ることができる効果が得られる上、水銀放出物質の充填が常温で容易に行えるので管内への水銀放出物質の充填工程のコストを削減することができる効果を得ることができるのであり、これらの効果の相乗によりすこぶる大幅なコストダウンを図ることができるという効果も得ることができる。
【００９２】
又、本発明方法において、金属管がアマルガムを形成し難い金属からなる方法を採用すると、短期間の内に金属管が内部の水銀とアマルガムを形成し、その表面から水銀を放出することを長期間にわたって防止できるので、品質の長期安定性を図ることができるなどの効果を得ることができる。
【００９３】
更に、本発明方法においては、管が高分子材料で形成されており、この管に水銀放出物質を充填後、ヒートシールによって当該管を径方向に押し潰して閉じ、これと同時に、又はこの後に、当該管をヒートシールによって押し潰した各部位で熱裁断（溶断）すると、管外への水銀蒸気ないし水銀放出物質の拡散及び管表面から大気中への水銀蒸気の放散を確実に防止することができるのであり、しかも、管内の水銀放散物質をこの押し潰された部位の両側に押し退けてヒートシール箇所には水銀放出物質が存在しないから、熱裁断（溶断）に際して水銀蒸気が管外に拡散されるおそれがなくなる上、加工屑の発生もなくなるのであり、更に、長期間にわたり品質を保存できると共に環境に対する安全性をすこぶる高くすることができるなどの効果を得ることができる。
【００９４】
このように、本発明方法において、水銀収納カプセルを製造するにあたり、ヒートシールによる方法を用いると、水銀蒸気が管外に拡散されるおそれがなくなるので、当該水銀収納カプセルを製造する際の作業環境を改善することができるのであり、また製造されたカプセルを破壊しない限り、水銀放出物質がカプセル外の大気に接触する恐れが無くなる上、高速で水銀収納カプセルが製造できる結果、生産性が良好で、至極廉価に水銀収納カプセルを製造できるのであり、しかも、水銀蒸気がカプセルから漏れる恐れも無くなるので、当該水銀収納カプセルの流通段階においても環境を改善することができるなどの効果を奏するのである。
【００９５】
特に、本発明方法においては、このように、高分子材料で管を製造すると、この管は柔軟性があるので、当該管を螺旋状に巻回した状態で水銀放出物質を充填することによって狭い空間でも作業が可能になる上、ヒートシールや溶断、更に圧着、裁断によって高速で水銀収納カプセルを製造できるのであり、その結果、生産性が良好で、至極廉価に水銀収納カプセルを製造できるなどの効果を奏するのである。
【００９６】
本発明第２方法においては、金属又は高分子材料からなる管が、複数の水銀放出物質収納用膨出部とこの隣接する水銀放出物質収納用膨出部の間を連通する連通部とからなり、この管に水銀放出物質を充填した後、前記各連通部を径方向に押し潰して閉じることにより、管内の水銀放散物質をこの押し潰された部位の両側に押し退けることができる上、隣接する押し潰しにより閉じられた部分の間、特に、膨出部に水銀放出物質を隙間なく、しかも水銀放出物質の流動を堰止めた状態で充填することができるのであり、このような膨出部を水銀収納カプセルとすることによって転がり易く、一層確実に放電管内や排気管内に入れることができるなどの効果を奏するのである。
【００９７】
更に、本発明方法において、高分子材料製管をヒートシールする場合や金属管としてなまし管を用いた場合更に管径によっては押し潰しだけで管端部を完全に密閉し得る場合があり、このように構成することにより、管を水銀放出物質が押し退けられて無くなっている部位で裁断するので、裁断時や裁断後、水銀収納カプセルが放電管に組込まれるまでの間に水銀放出物質から大気中に水銀蒸気が放散される恐れや水銀放出物質を含む加工屑が発生する恐れが無くなるのであり、一方、この完全密閉が困難な場合においては、押し潰した部位を屈曲させたり、湾曲させたり、ねじったりすることによって確実に密閉にしたり、あるいは金属管を裁断した後、当該裁断した部位を、溶融、溶接、ロウ付け、はんだ付け又は樹脂封止などの中の少なくとも一方法によって確実に密封すると、管内の水銀放出物質が露出して管外の大気に接触することがなくなったり、水銀蒸気が管外に拡散されるおそれがなくなるなどの効果を奏するのである。
【００９８】
又、本発明方法において、このように構成すると、水銀収納カプセルの製造を含めた放電管の製造工程における作業環境に対する改善・安全性の向上や、製品の流通過程における環境に対する安全性を著しく高めることができる上、製造されたカプセルを破壊しない限り、水銀放出物質がカプセル外の大気に接触する恐れが無くなり、しかも水銀蒸気がカプセルから漏れる恐れも無くなるので、カプセルの流通段階においても環境を改善することができるなどの効果を奏するのである。
【００９９】
次に、本発明に係る水銀収納カプセルにおいては、前述の本発明方法により製造されたものであり、両端が押し潰されて閉じられた金属管あるいは高分子材料製管と、その内部に封入された水銀放出物質とを備えることを特徴とするものであり、このため、管の内径と裁断長さを制御することによって水銀量を正確に計量できるうえ、安価に製造できるなどの効果を奏するのである。
【０１００】
本発明に係る水銀収納カプセルにおいて、当該水銀収納カプセルが確実に密封されているものであると、水銀収納カプセルが放電管に組込まれるまでに、水銀放出物質が大気中に放散される恐れがないという効果と、流通を含めた放電管製造工程における環境に対する改善・安全性を著しく高めることができるなどの効果を得ることができる。
【０１０１】
又、本発明に係る水銀収納カプセルにおいて、前記水銀放出物質が水銀である場合には、アマルガムを作る工程を省略して大幅にコストダウンを図ることができるという効果を得ることができる上、水銀放出物質の充填が常温で容易に行えるので、水銀放出物質を金属管に充填する工程のコストを大幅に削減することができる効果を得ることができる。そして、これらの効果の相乗によりすこぶる大幅なコストダウンを図ることができるという効果を得ることができる。
【０１０２】
本発明に係る水銀収納カプセルにおいて、水銀収納カプセルが熱加工又は加圧加工或いは加熱・加圧加工によって球状化されてなると、この水銀収納カプセルは転がり易く、従って、一層確実に放電管内や排気管内に入れることができるので、生産性が良好である上、一層品質の安定した放電管が得られるなどの効果を奏するのである。
【０１０３】
次に、本発明に係る放電管においては、前述の本発明に係る水銀収納カプセルを備えることを特徴とするものであるから、蛍光灯等の放電管に封入する水銀量を正確に計量できる等、当該水銀収納カプセルに起因する前述の効果を発現するのである。
【０１０４】
本発明に係る放電管において、水銀収納カプセルを熱陰極線あるいはそのリードとして用いる場合には、熱陰極線の発熱により水銀収納カプセルの温度が上昇すると、金属管内の水銀が膨張して、例えば押し潰しにより閉じられている管端部が開く。この結果、金属管の内部と放電管内の雰囲気とが連通し、水銀が金属管内からその周囲の雰囲気中に放散されるので、放電管の内部温度（雰囲気の温度）に対応する蒸気圧の水銀が放電管内に確保されて優れた放電・発光効果が得られるのである。
【０１０５】
又、本発明に係る放電管において、水銀収納カプセルを当該放電管内に封入されるペレットとして用いる場合には、管内温度が所定値以上に上昇すると、水銀収納カプセル内部の水銀蒸気圧が上昇して管端を押し開くことにより当該管内からこの管外の放電管内部に水銀が放散されるのであり、その結果、放電管の内部温度（雰囲気の温度）に対応する蒸気圧の水銀が放電管内に確保されて優れた放電・発光効果が得られるのである。
【０１０６】
更に、本発明に係る放電管内への水銀放出物質の封入方法においては、本発明に係る水銀収納カプセルを真空引き用排気管内に収納して当該水銀収納カプセル内から水銀を気化、放出させて放電管内に入れた後、この放電管の排気孔と前記真空引き用排気管における水銀収納カプセル収納箇所との間で加熱溶断して排気孔を封止すると共に、水銀収納カプセルを除去することを特徴とするものであり、このように構成すると、放電管内に、水銀放出後の水銀収納カプセルが残存することがなく、その結果、この放電管を振っても不快音が発生しないので、当該放電管の使用者に安心感を与えるなどの効果を奏するのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１０７】
以下、本発明を蛍光灯に適用した場合を例にとって、当該発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。
【０１０８】
図面において、図１は本発明の一実施例に係る水銀収納カプセルの製造方法を採用した蛍光灯製造方法のフロー図であり、図２はその水銀収納カプセルの製造方法に用いられる水銀充填装置の構成図であり、図３はその水銀収納カプセルの製造方法に用いられるローラープレスの構成図であり、図４はその水銀収納カプセルの製造方法に用いられるローラープレス及びシザーズの構成図であり、図５は本発明方法の一実施例に係る水銀収納カプセルの製造方法により製造された水銀収納カプセルの縦断側面図であり、図６は本発明の一実施例に係る蛍光灯を部分的に切除して示す側面図である。又、図７は本発明の他の実施例に係る水銀収納カプセルの製造方法を採用した蛍光灯製造方法のフロー図であり、図８はその水銀収納カプセルの製造方法に用いられるローラープレスの構成図であり、図９はその水銀収納カプセルの製造方法に用いられるローラーカッタの構成図であり、図１０はこの水銀収納カプセルの製造方法により製造された水銀収納カプセルの縦断側面図である。更に、図１１は本発明の又他の実施例に係る水銀収納カプセルの製造方法に用いられるヒートシーラ及びシザーズの構成図であり、図１２はこの水銀収納カプセルの製造方法により製造された水銀収納カプセルの縦断側面図である。又更に、図１３は本発明の更に他の実施例に係る水銀収納カプセルの製造方法に用いられる管の断面図であり、図１４はその管の正面図であり、図１５はその水銀収納カプセルが用いられる蛍光灯の断面図である。
【０１０９】
図１に示すように、本発明の一実施例に係る蛍光灯の製造工程においては、順次処理される水銀充填工程、押し潰し工程、裁断工程からなる水銀収納カプセル製造工程と、この水銀収納カプセル製造工程により製造された水銀収納カプセルを蛍光管に組込む組込工程とを含む。
【０１１０】
図２に示すように、水銀充填工程では、例えば外径０．８１ｍｍ、内径０．５１ｍｍ、肉厚０．１５ｍｍ、長さ１ｍのステンレススチールからなる金属管１と、水銀池２に貯留された水銀３からなる水銀放出物質（以下、水銀という。）と、真空吸引装置４とを具備し、この金属管１の上端と当該真空吸引装置４とを開閉弁５を介在させた真空吸引路６で接続した後、当該金属管１の下端部を前記水銀池２の水銀３に浸漬する。
【０１１１】
この後、開閉弁５を開き、金属管１内を予め設定された真空度の真空にすると、水銀は金属管１内に水銀池２の水銀３の表面部から、例えば７６ｃｍ以下の高さまで吸引されて充填され、この状態で開閉弁５を閉じ、必要に応じて、真空吸引路６を真空吸引装置４から抜き取ってから当該金属管１を水銀池２から徐々に持ち上げると、前記所定量の水銀３を前記金属管１内に保持させた状態となり、その後直ちに、下端部を押し潰し、後述する方法で当該押し潰した部位を溶接することにより水銀２が金属管１内に確実に密封される。
【０１１２】
この場合、前記押し潰した部位の溶接は、レーザー溶接機（ミヤチテクノス株式会社製 ＭＬ−２０５０Ａ）を用い、出力３．０ｋｗ、照射時間６／１０００秒、エネルギー量１８ジュールの溶接条件で行った。
【０１１３】
そして、図３に示すように、押し潰し工程では、水銀３を充填された状態で容器２から持ち上げられた金属管１の下端をローラープレス７の１対のピンチローラ８の間に上から挿入し、各ピンチローラ８の外周面に設けた突起９で挟んで押し潰す。
【０１１４】
このように押し潰された金属管１の下端部の水銀は、押し潰す圧力と水銀３の表面張力により金属管１の上側に押し上げられるようにして金属管１内に閉じ込められるので、金属管１の下端から水銀３が零れ落ちることはなく、又、押し潰された部位にも水銀３は残留しないのである。
【０１１５】
なお、この実施例では、両側のピンチローラ８に突起９を設け、金属管１がその中心軸に関して対称的に押し潰されるようにしているが、一方のピンチローラ７の外周面を単純な円筒面に形成したり、一方のピンチローラ７の突起８に対応するように他方のピンチローラ７に凹溝を設けたりして、押し潰された部分の軸が他の部分の軸から偏るように押し潰してもよいのである。
【０１１６】
さて、金属管１の下端部を押し潰して閉じた後、金属管１を更にピンチローラ７の間に送り込むと、前記突起８の間隔を置いた複数の位置で下から順に金属管１が押し潰されて閉じられる。
【０１１７】
金属管１内の水銀３は、押し潰される部分（部位）の間に形成される収納部（水銀収納カプセル）に収納されるが、この収納部（水銀収納カプセル）への水銀３の充填量は、金属管１の内径と収納部の長さを選択することによって正確に設定できる。例えば内径が０．５１ｍｍの金属管１に５ｍｇの水銀３を充填するためには、１．８６ｍｍの長さの収納部を挟んでその両側の部分（部位）を押し潰す。
【０１１８】
ところで、前述のように、金属管１内の水銀３は、押し潰される部分（部位）の間に形成される収納部に収納されるが、この収納部への水銀３の充填量は、金属管１の内径と収納部の長さを選択することによって正確に設定できる。この場合、金属管１に例えば５ｍｇの水銀３を充填するにあたり、例えば金属管１として外径が２．００ｍｍ、内径が０．４９ｍｍのものを用い、この金属管１に水銀３を充填して収納部を２．０ｍｍの長さに設定すると、直径と長さが等しいほぼ球状になって転がり易く、当該収納部（水銀収納カプセル）４０を確実に蛍光灯管１３に収納し得るのである。
【０１１９】
図４に示すように、前記裁断工程では、前記ピンチローラ８の間から連続的に送り出されてくる金属管１が、シザーズ（鋏）１０を用いて、押し潰された部分における中間点で次々と裁断されていく。
【０１２０】
このシザーズ１０は互いに刺し違える１対のせん断刃１１を備え、両せん断刃１１の間に金属管１の押し潰された部分を挟んだ後、両せん断刃１１を刺し違えさせることにより金属管１を所定の長さに裁断する。
【０１２１】
もともと、せん断によれば切屑が出るおそれはないので水銀３の切屑が発生するおそれはなく、又、せん断される金属管１の部分には水銀３は存在していないので、せん断に際して水銀３が金属管１から漏洩するおそれはないのである。
【０１２２】
もちろん、押し潰しにより閉じられた部分をせん断以外の方法で裁断しても、せん断される金属管１の部分には水銀３は存在していないので、裁断に際して水銀３が金属管１から漏洩するおそれはないのである。
【０１２３】
又、このように裁断された部分は押し潰しにより閉じられている部分であるので、この閉じられた金属管１の両端部から金属管１内の水銀３（水銀蒸気）が漏れ出す恐れもないのである。
【０１２４】
そして、この実施例においては、必要に応じて押し潰して裁断された部位が、前記条件でレーザー溶接が行われ、これによって、水銀３が当該金属管１内に完全に密封されている。
【０１２５】
図５に示すように、この水銀収納カプセル１２は、例えば外径０．８１ｍｍ、長さ１０ｍｍで両端を押し潰して閉じた金属管１と、その内部に充填された水銀３とを備えており、又、この水銀収納カプセル１２は、例えば図６に示すように、適当に屈曲させ、蛍光灯管１３の熱陰極線１４のリードとしての端部処理を行った後、前記組込工程において、蛍光灯管１３の熱陰極線１４のリードとして当該蛍光灯管１３の端部に設けたステム１５に支持される。
【０１２６】
この後、この実施例では、溶接により金属管１の端部を確実に密封しているので、例えばレーザーによって水銀収納カプセル１２の収納部に穴を開けることにより、当該水銀収納カプセル１２内の水銀３が該水銀収納カプセル１２外に拡散できるようにする。
【０１２７】
なお、金属管１の端部が溶接により封止されず、単に押し潰しにより閉じられている場合には、例えば蛍光灯管１４に組み込んだ水銀収納カプセル１２を所定の温度以上に加熱し、内部の水銀３を膨張させることにより金属管１の内圧を上昇させ、少なくとも一方の押し潰された部分の隙間を押し開くようにして水銀３を金属管１の外に押し出させる。この場合において、水銀収納カプセル１２を加熱する方法としては特に限定されるものではないが、電磁波（高周波誘導加熱）による誘導発熱を用いる方法等を採用すればよいのである。
【０１２８】
水銀収納カプセル１２から蛍光灯管１４内に放散される水銀量は当該水銀収納カプセル１２への水銀３の充填量に依存して決定されるのであり、又、水銀収納カプセル１２への水銀３の充填量は上述のように金属管１の内径と長さにより簡単に、且つ正確に設定できるのであり、結局、水銀収納カプセル１２から蛍光灯管１４内に放散される水銀量は金属管１の内径と裁断長さを適宜設計することにより簡単に、且つ正確に設定できるのである。
【０１２９】
図７に示すように、本発明方法の他の実施例に係る水銀収納カプセルの製造方法を採用する蛍光灯製造方法においては、前例の押し潰し工程と裁断工程に代えて、押し潰し工程と裁断工程が実質的に同時に行われる封緘工程が行われる。
【０１３０】
即ち、この封緘工程では、図７に示すように、前記ピンチローラ８の突起９に互いに突合されるせん断刃１１を一体に形成したローラープレス７が用いられ、このローラープレス７のピンチローラ８の間に金属管１を送り込むことにより、水銀３が充填されている金属管１の所定の複数位置を下側の所定の位置から順次上方に向かって押し潰し、この各押し潰される部位の中央（中間点）で押し潰しと同時に金属管１を裁断する。
【０１３１】
そして、この場合においても、前記実施例の場合と同様に、裁断後に前記条件で管端部のレーザー溶接が行われ、これによって、水銀３が当該金属管１内に完全に密封されている。そして、これにより、図５に示すように、両端を押し潰して閉じた金属管１と、その内部に充填された水銀３を備える水銀収納カプセル１２を得ることができる。
【０１３２】
この実施例に係る水銀収納カプセル製造方法によれば、金属管１の押し潰し工程と裁断工程とが封緘工程の１工程になるので、工程数を削減して大幅なコストダウンを図ることができる。
【０１３３】
又、この実施例によれば、ローラープレス７とシザーズ１０を一体化することにより、水銀収納カプセルを製造する装置の部品点数を削減することができると共に、その構成を簡単にすることができるので、設備コストを大幅に削減することができるのである。
【０１３４】
この実施例のその他の構成、作用ないし効果は、前述した前例と同様であるので、重複説明を避けるため省略する。
【０１３５】
又、図４に示された押し潰し工程と裁断工程に代えて、一工程の封緘工程を行う水銀収納カプセル製造方法は、図９に示すように、周面に周方向に等間隔を置いてせん断刃１１を突設した１対のローラ１６を備えるローラーカッタ１７を用いて実施することも可能である。
【０１３６】
このローラーカッタ１７のせん断刃１１の間に水銀３を充填した金属管１を噛み込ませると、金属管１はせん断刃１１に押し潰されて閉じられ、これに引き続いてせん断刃１１によりせん断される。
【０１３７】
この場合においても押し潰してせん断された部位は、前記条件でレーザー溶接が行われ、これによって、水銀３が当該金属管１内に確実に密封されている。
【０１３８】
ところで、金属管１はせん断される位置から次第に膨らむ形に押し潰されるが、押し潰される時に水銀３はせん断される位置の両側に押し退けられ、せん断される位置では、金属管１がその位置に水銀３が無い状態に押し潰され、閉じられてからせん断されるので、裁断に際して金属管１から水銀３が漏洩するおそれは全くないのである。
【０１３９】
又、図１０に示すように、裁断により金属管１の両端が閉じられているので、裁断後、水銀収納カプセル１２を蛍光灯に組み込むまでに金属管１内の水銀３が大気中に放散されるおそれもないのである。
【０１４０】
この実施例に係る水銀収納カプセル製造方法のその他の構成、作用ないし効果は図４に示す蛍光灯の製造方法におけるそれらの説明と同様であるので、重複説明を避けるため省略する。
【０１４１】
図１１及び図１２に示すように、本発明の又他の実施例に係る水銀収納カプセルの製造方法では、合成樹脂で形成された管（以下、合成樹脂製管という。）１６を挟んで径方向に押し潰す一対のヘッド１８と、これらのヘッド１８を介して合成樹脂製管１６を軟化温度以上、有機分解ガス発生温度未満の温度（例えば２５０℃）に加熱する高周波加熱器と、前記ヘッダ１８を互いにその他方に向かって進退させる例えばエアシリンダからなるヘッダ駆動手段１９を備えるヒートシーラ１７が用いられる。
【０１４２】
前記合成樹脂製管１６としては、例えば市販されている外径が０．６ｍｍ、内径が０．４ｍｍ、肉厚が０．１ｍｍのＰＦＡ管を用い、この合成樹脂製管１６に上述した手法により所定量の水銀３を充填した後、前記ヒートシーラ１７を用いて当該合成樹脂製管１６の下端部をシールした後、この合成樹脂製管１６を所定の速度で間欠的にヒートシーラ１７に送り込み、その送り込みを停止している間に高周波加熱器を作動させながらヘッド１８の間隔を閉じることにより、合成樹脂管１６を所定の間隔毎に複数の位置で当該管を径方向に押し潰して閉じることによってヒートシールされる。
【０１４３】
前記ヒートシーラ１７の下方にはシザーズ１０が設けられ、ヒートシーラ１７からその下方に送り出された合成樹脂製管１６を、その押し潰された部位の中間点で裁断することにより、合成樹脂製管１６に水銀３を封入した本発明に係る水銀収納カプセル２０が製造される。
【０１４４】
なお、製造時間を短縮するために、前記シザーズ１０のせん断刃１１はヒートシーラ１７のヘッド１８と同期して開閉される。
【０１４５】
図１２に示すように、この製造方法により製造された水銀収納カプセル２０の合成樹脂製管１６の両端部は高周波加熱器により加熱、溶融されて一体化した後、硬化しているので、水銀３は水銀収納カプセル２０内に確実に密封されることになる。
【０１４６】
この実施例に係る水銀収納カプセル製造方法のその他の構成、作用ないし効果は図４に示す蛍光灯製造方法におけるそれらの説明と同様であるので、重複説明を避けるため省略する。
【０１４７】
なお、この実施例ではシザーズ１０のせん断刃１１をヒートシーラ１７のヘッド１８から独立して設けているが、ヒートシーラ１７のヘッド１８にせん断刃１１を組み込み、押し潰し及び加熱による合成樹脂製管１６の閉塞とせん断による裁断を一工程で行うように構成してもよい。
【０１４８】
本発明の更に他の実施例に係る水銀収納カプセルの製造方法においては、図１３と図１４に示すように、管軸方向に任意の間隔を置いて、他の部分よりも管径方向に膨出させた複数の各膨出部３１と、この膨出部３１，３１間を連通させる連通部３２とからなる合成樹脂製管３０が用いられる。
【０１４９】
この合成樹脂製管３０は軸方向の全長にわたって断面形状及び断面積が一様な市販の合成樹脂製管を、例えば所定形状の金型を用い、加熱吹き込み成形することによって形成される。
【０１５０】
この膨出部３１は、図１３に示すように、連通部３２に関して両側に対称的に膨出する形状に形成されているが、連通部３２の片面側に膨出する形状に形成したり、連通部３２の片面側と反対面で位置を異ならせて片面側又は反対面側に膨出する形状に形成したりしても良いのである。
【０１５１】
又、この膨出部３１の形状は、図１３及び図１４に示すように、球形に形成されているが、楕円形、卵形、紡錘形、太鼓形、俵形等の任意の形状のものを採用することができる。
【０１５２】
前記各連通部３２は、前記各膨出部３１の径よりも小さい細管に形成されているが、各膨出部３１の径よりも大小の帯形に形成したり、管径方向の寸法が全周囲にわたって略均一な形状に形成したりしてもよいのである。
【０１５３】
この膨出部３１と連通部３２からなる合成樹脂製管３０に水銀３を充填した後、例えばヒートシールによって前記連通部３２を押し潰して閉塞し、前記連通部３２から水銀３を移動させると共に、当該連通部３２からその軸方向の前後の膨出部３１に水銀３を押し込めて封止する。
【０１５４】
この連通部３２の閉塞と同時に、又はこの後に、水銀３が封入されている連通部３２を裁断することにより、前記連通部３２を除去し、更に、必要に応じて、連通部３２を除去してから加熱処理により一層丸めることによって前記膨出部３１に水銀３が密封され、一層丸みのある水銀収納カプセルが得られる。
【０１５５】
そして、図１５に示すように、このようにして得た水銀収納カプセル４０は、例えば放電管としての蛍光灯管１３の端部に形成される真空引き用排気管２１内に収納されるが、この水銀収納カプセル４０が丸くて転がり易いので、当該水銀収納カプセル４０を確実に蛍光灯管１３に収納し得るのである。
【０１５６】
この後、前記水銀収納カプセル４０内から水銀を気化、放出させて蛍光灯管１３内に入れた後、この蛍光灯管１３の排気孔２２と前記真空引き用排気管２１における水銀収納カプセル収納箇所２３との間に形成された縊路部２４で加熱溶断して排気孔２２を封止すると共に、水銀収納カプセルを除去する。
【０１５７】
これにより、水銀収納カプセルが残留しない蛍光灯管１３を得ることができるから、この蛍光灯管１３を振っても不快音が発生しないので、当該蛍光灯管１３の使用者に不快感を与えることが無くなり、安心感を与えることになるのである。
【０１５８】
この実施例のその他の構成、作用ないし効果は、前記本発明方法の一実施例におけるそれらと同様であるので、ここでは説明の重複を避けるために、これらの詳細な説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】図１は、本発明方法の一例を示すフロー図である。
【図２】図２は、本発明方法に用いられる水銀充填装置の構成図である。
【図３】図３は、本発明方法に用いられるローラープレスの一例を示す構成図である。
【図４】図４は、本発明方法に用いられるローラープレス及びシザーズの構成図である。
【図５】図５は、本発明に係る水銀収納カプセルの縦断側面図である。
【図６】図６は、本発明に係る蛍光灯の側面図である。
【図７】図７は、本発明方法の他例を示すフロー図である。
【図８】図８は、本発明方法に用いられるローラープレスの他例を示す構成図である。
【図９】図９は、本発明方法に用いるローラーカッタの構成図である。
【図１０】図１０は、本発明に係る水銀収納カプセルの他の例を示す縦断側面図である。
【図１１】図１１は、本発明方法に用いられるヒートシーラ及びシザー図の構成図である。
【図１２】図１２は、本発明に係る水銀収納カプセルの又他の例を示す縦断側面図である。
【図１３】図１３は、本発明方法の更に他の例に用いられる管の断面図である。
【図１４】図１４は、本発明方法の更に他の例に用いられる管の正面図である。
【図１５】図１５は、本発明に係る蛍光灯の他の例を示す側面図である。
【符号の説明】
【０１６０】
１ 金属管
２ 水銀池
３ 水銀（水銀放出物質）
４ 真空吸引装置
５ 開閉弁
６ 真空吸引路
７ ローラープレス
８ ピンチローラ
９ 突起
１０ シザーズ（鋏）
１１ せん断刀
１２ 水銀収納カプセル
１３ 蛍光灯管
１６ 合成樹脂製管
１７ ヒートシーラ
１８ ヘッド
２０ 水銀収納カプセル
２１ 真空引き用排気管
２２ 排気口
２３ 水銀収納カプセル収納箇所
２４ 隘路部
３０ 管
３１ 膨出部
３２ 連通部
４０ 袋
４１ 膨出部
４２ 連通部
【出願人】 【識別番号】５０１３６５４６８
【氏名又は名称】日水化学株式会社
【住所又は居所】大阪府大阪市淀川区野中南二丁目１１番２０号
【出願日】 平成１７年６月１日（２００５．６．１）
【代理人】 【識別番号】１０００８４６３０
【弁理士】
【氏名又は名称】澤 喜代治
【公開番号】 特開２００６−１９２５５（Ｐ２００６−１９２５５Ａ）
【公開日】 平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【出願番号】 特願２００５−１６１５８８（Ｐ２００５−１６１５８８）