可以減少彎曲玻璃管內表面上螢光層厚度不勻的弧形管的生產方法
2023-12-05 04:35:01 2
專利名稱：可以減少彎曲玻璃管內表面上螢光層厚度不勻的弧形管的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種弧形管的生產方法，其中將玻璃管彎曲以在該彎曲處形成轉折部分並且將玻璃管沿第一方向從該轉折部分向至少一個端部螺旋卷繞以形成彎曲玻璃管，且其中將一螢光層形成於該玻璃彎管的內表面上。
背景技術：
在這個節約能源的時代，推薦以結構緊湊的自鎮流螢光燈代替普通的白熾燈來作為光源，該自鎮流螢光燈發光效率高且壽命長。對於這種緊湊自鎮流螢光燈，發明人對以雙螺旋形式形成的弧形管的使用作了調查(參見日本已公開專利8-339780和9-17378)，該雙螺旋形式的弧形管通過在一個玻璃管的大致中間位置彎曲該玻璃管並且在一個預定軸線(之後稱為螺旋軸線)上卷繞其兩端而形成。
對雙螺旋形弧形管的使用進行這樣的調查的原因是因為即使安裝在相同的容積內，這種類型的弧形管也比由三個U形玻璃管連接在一起形成的所謂的三-U形管具有更長的放電路徑。
形成雙螺旋形的並且包含一弧形管的玻璃管稱為「雙螺旋玻璃管」。在該雙螺旋玻璃管的內表面上形成有螢光層。圖1示出了在雙螺旋玻璃管509的內表面上形成螢光層的方法。下面結合圖1來描述一種常規的形成螢光層的方法。
首先，將雙螺旋玻璃管509放置成一端向上，如圖1(a)所示，接著將用於形成螢光層的懸浮液通過雙螺旋玻璃管509的端部591注入雙螺旋玻璃管509內。在此，該螺旋管的「端部」表示組成該螺旋管的玻璃管的端部。
當懸浮液注入後，使雙螺旋玻璃管509直立以便末端591位於頂部，接著注入的懸浮液向下流到雙螺旋管509的形成轉折部分592的一端。這時，輕輕地搖動雙螺旋管509使懸浮液塗到整個內表面上同時也迅速到達轉折部分592。
接下來，當懸浮液流到形成轉折部分592的端部時，如圖1(c)所示將雙螺旋玻璃管509上部向下翻轉，並且由於其自身重力作用懸浮液排出。當懸浮液已經基本上完成排出時，將雙螺旋玻璃管509放置成另一個端部向上，將懸浮液從另一個端部注入，並再一次將雙螺旋玻璃管509上部向下翻轉並將懸浮液排出(圖1(a)、(b)和(c))。
在以這種方式使注入的懸浮液從兩個端部591排出後，將雙螺旋玻璃管509保持直立狀態以使轉折部分592向上，並且如圖1(d)所示在將暖空氣通過一個端部591吹入該雙螺旋玻璃管509內時，使其受到100℃的氣溫。這種初步乾燥進行到塗在雙螺旋玻璃管509內表面上的懸浮液失去流動性為止。最後，如圖1(e)所示通過將雙螺旋玻璃管509在45℃下的一個乾燥爐放置八分鐘，將懸浮液完全乾燥。所描述的工藝使螢光層形成於雙螺旋玻璃管509的內表面上。
在這種常規方法中，在雙螺旋玻璃管509直立時，雙螺旋玻璃管509中的懸浮液在排出後被乾燥。由於這一原因，在雙螺旋玻璃管509螺旋部分的懸浮液在一個橫截面內從表面頂側向下流動。因此，在雙螺旋玻璃管509的該橫截面內，螢光層在頂側表面上薄薄地形成而在底側表面較厚地形成(之後，螢光層較厚地形成的部分稱為「形成的較厚部分」)。
圖2示出了在照明過程中的、使用依據以上描述的常規生產方法生產的弧形管的燈，由於在使用常規弧形管的燈內，在螢光層上激活的可視光不能穿透形成的較厚部分，因此形成的較厚部分比其它部分暗，並且看上去仿佛有如圖2中斜線所示的陰影帶。如果配置有一個球形體來罩住該弧形管的話，這不成問題，因為從該球形體的外面看不見弧形管。然而，在設計一個沒有球形體的燈時，這樣的暗區是不希望有的，因為這些暗區是可見的。
發明內容
鑑於所述的問題，本發明的目的在於提供一種弧形管的生產方法，該方法可以減小組成該弧形管的彎曲玻璃管內表面上的螢光層的厚度不一致性。
為達到所述的目的，本發明為一種用於生產弧形管的方法，其中螢光層形成於一個彎曲玻璃管的內表面上，該方法包括一個形成步驟，包括將一玻璃管彎曲以在其內形成一個轉折部分、接著沿第一方向在預定軸線上從該轉折部分到該玻璃管的至少一端卷繞該玻璃管，由此形成該彎曲玻璃管；一個用螢光體懸浮液在彎曲玻璃管上進行塗覆的塗覆步驟；以及一個初步乾燥步驟，該步驟乾燥塗在內表面上的螢光體懸浮液，同時沿該軸線上一個與第一方向相反的第二方向旋轉該彎曲玻璃管，使該彎曲玻璃管處於一種該軸線相對於一垂直軸線傾斜的傾斜狀態。
依據所述的方法，阻止懸浮液保留在所述彎曲玻璃管的個別部分。這就減小了螢光層厚度的不一致性。
在此，處於「一種傾斜狀態」的彎曲玻璃管不將彎曲玻璃管限定在在一個特定角度傾斜，而是包含在多個不同角度傾斜的概念，此外，「旋轉彎曲玻璃管」不將彎曲玻璃管限定於以一個特定的速度旋轉，而是包含以多個速度旋轉彎曲玻璃管的概念。
另外，在初步乾燥步驟中，所述懸浮液被乾燥直到其不再在自身重力作用下流動為止。
依據所述的方法，所述彎曲玻璃管一直旋轉到懸浮液不流動為止，並且懸浮液在遊動中被乾燥。這就阻止了懸浮液在特定位置處積聚，並且獲得相對小的螢光層厚度不一致性。
特別地，在初步乾燥步驟中，所述彎曲玻璃管傾斜成所述軸線和垂直方向之間的角度處於包括45度至150度在內的範圍內。
如果將彎曲玻璃管以這個範圍內的角度傾斜並旋轉，那麼懸浮液在彎曲玻璃管內大面積內遊動，螢光層可以以相對小的厚度不一致性而形成。
另一方面，可以將所述玻璃管在所述軸線上沿第一方向從所述轉折部分向每一端捲曲，由此形成具有雙螺旋形狀的彎曲玻璃管。
由於這個原因，通過沿第一方向的相反方向旋轉彎曲玻璃管，可以將懸浮液塗在雙螺旋彎曲玻璃管的內側上而沒有厚度不一致性。
另外，在初步乾燥步驟中，所述彎曲玻璃管可以傾斜成所述軸線和垂直方向之間的角度處於包括90度至150度在內的範圍內。
通過將彎曲玻璃管在該範圍內的角度下傾斜，在彎曲玻璃管內的懸浮液流向轉折部分，並且在該轉折部分的螢光層可以以相對小的厚度不一致性形成。
另外，懸浮液可以具有處於包括3.0*10-3Pa.s至5.0*10-3Pa.s在內的範圍內的粘度。
通過使用具有處於該範圍內的粘度的懸浮液，該懸浮液可以在所述彎曲玻璃管內的大面積內遊動，並且螢光層可以以相對小的厚度不一致性形成。
另外，彎曲玻璃管可以在一個包括2轉/分至20轉/分在內的範圍內旋轉。
通過以該範圍內的速度旋轉彎曲玻璃管，懸浮液在彎曲玻璃管內平滑地遊動，並且在大面積內塗覆。這使得螢光層以相對小的厚度不一致性形成。
另外，在將懸浮液注入所述彎曲玻璃管內時，該玻璃管外表面的溫度可以處於包括30℃至60℃在內的範圍內。
處於該範圍內的彎曲玻璃管的外表面溫度改善了彎曲玻璃管的內表面與懸浮液之間的潤溼性。
另一方面，在初步乾燥步驟之前可以進行一個排出步驟，該排出步驟用於通過重力將懸浮液通過所述彎曲玻璃管的一端從該彎曲玻璃管中排出。
特別地，在所述的排出步驟中，彎曲玻璃管可以以2轉/分至20轉/分的速度旋轉，旋轉軸為所述的螺旋軸。
依據所述的方法，懸浮液從彎曲玻璃管中充分排出。
另外，在所述的排出步驟中，從懸浮液排出開始，所述彎曲玻璃管旋轉至少15秒，並且不多於60秒。
依據所述的方法，懸浮液從彎曲玻璃管中充分排出。
另外，在所述的排出步驟中，可以將彎曲玻璃管相對於垂直方向傾斜地旋轉。此外，可以將所述的彎曲玻璃管以包括5度至90度在內的範圍內的角度傾斜。
依據所述的方法，懸浮液在對彎曲玻璃管的大面積進行塗覆的同時被排出。
懸浮液可以為水基的，且包括用於產生三色譜帶的螢光體。供選擇的是，懸浮液可以為乙酸丁酯基的，且包括用於產生三色譜帶的螢光體。
本發明的這些和其它目的、優點及特徵在下面接合附圖對本發明的描述中將變得更明顯，其中所述附圖示出了本發明的一個特別的實施例。
在附圖中圖1示出了在常規生產方法中用於在雙螺旋玻璃管內形成螢光層的步驟；圖2為一個示意圖，示出了採用依據常規生產方法生產的弧形管的燈；圖3是一個前視圖，示出了本發明第一實施例的緊湊自鎮流螢光燈的一個橫截面；圖4是一個前視圖，示出了本發明第一實施例的弧形管部分切除後的結構；圖5示出了在第一生產方法中雙螺旋玻璃管形成雙螺旋的步驟；圖6示出了在第一生產方法中用於在雙螺旋玻璃管上形成突出部的步驟；圖7示出了在第一生產方法中用於在雙螺旋玻璃管中形成螢光層的步驟；圖8A和8B為示意圖，示出了在第一生產方法中形成雙螺旋玻璃管的螢光層時，保留在雙螺旋玻璃管內部的懸浮液的流動；圖9示出了在依據第一生產方法生產的弧形管內螢光層的厚度測量位置；圖10示出了在圖9所示的測量位置處的螢光體厚度測量結果；圖11示出了在依據常規生產方法生產的弧形管中的螢光層厚度測量位置；圖12示出了在圖11所示的測量位置處的螢光體厚度測量結果；圖13為一個示意圖，示出了處於照明過程中的、採用了依據第一生產方法生產的弧形管的燈；圖14示出了採用依據第一生產方法生產的弧形管的燈的光通量持續率；圖15示出了在第二生產方法中用於形成螢光層的步驟；圖16示出了採用依據第二生產方法生產的弧形管的燈的光通量持續率；圖17示出了採用依據其螢光層是通過不傾斜雙螺旋玻璃管地旋轉雙螺旋玻璃管形成的弧形管的燈的光通量持續率；圖18為示意圖，示出了依據常規生產方法當形成雙螺旋玻璃管的螢光層時，保留在雙螺旋玻璃管內部的懸浮液的流動；圖19為示意圖，示出了當通過將螺旋軸線相對於垂直軸線傾斜45度來形成雙螺旋玻璃管的螢光層時，保留在雙螺旋玻璃管內部的懸浮液的流動；以及圖20是本發明第一實施例一種改變的燈的前視圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖描述本發明的緊湊自鎮流螢光燈的一個實施例。
第一實施例圖3是本發明的緊湊自鎮流螢光燈的一個橫截面的前視圖。該緊湊型自鎮流螢光燈1(之後稱為「燈1」)為一種12W的燈，並且其可以替代60W的白熾燈。值得一提的是60W的白熾燈具有約60mm的最大外徑和約110mm的總長度。
如圖3所示，燈1包括雙螺旋弧形管2、用於點亮弧形管2的電子鎮流器3、以及容納電子鎮流器3的殼體4，並且還有一個基座5。
圖4是一個前視圖，示出了部分切除後的弧形管的結構。
如圖3和4所示，弧形管2通過卷繞玻璃管9形成雙螺旋。該玻璃管9在處於其大致中央位置的轉折部分92處彎曲，並且在螺旋軸線A上沿S取向將端部卷繞(見圖4)。
玻璃管9由軟玻璃，如矽酸鋇鍶玻璃組成，並且具有約7.4mm的內徑i和約9.0mm的外徑o。從轉折部分92到端部91a和91b圈數大約為4.5，其中包括轉折部分92的兩端。
注意，優選的是玻璃管9的內徑i至少為5mm且不大於9mm。這是因為如果內經小於5mm就難於將電極(以後將描述)放入玻璃管9內，並且如果內徑i大於9mm，弧形管2將大於常規的60W白熾燈。
從轉折部分92直到末端91a和91b的相鄰螺旋部分之間的螺距P2t為20mm，並且沿螺旋軸線A方向玻璃管9的相鄰部分之間的螺距P1t為10mm(見圖3)。因此沿螺旋軸線A方向的該玻璃管相鄰部分之間的間隙約為1mm。該間隙優選為3mm或更小，這除了因為由於玻璃管相鄰部分之間的距離會產生亮度不一致外，還因為當該間隙大於3mm時弧形管2的長度增加。
圖3和圖4所示的弧形管的下部(之後稱為「頂部」)是在燈1發光過程中具有最低壁溫的燈1部分，換句話說是溫度最低的部分。突出部93從底部(沿螺旋軸線方向與金屬基座5相對的端)突出而形成。應該注意的是雙螺旋弧形管2的長度(從突出部93直到電極插入部分的頂端)大約是65mm，並且最大外徑Da約為36.5mm。
在此，形成雙螺旋的玻璃管稱為「雙螺旋玻璃管」，其用附圖標記2a示出(見圖4)。該雙螺旋玻璃管的端部與玻璃管9的端部表示相同的部分。
電極7和8被分別密封在雙螺旋玻璃管2a的端部91a和91b內。這些電極7和8可以是，例如鎢線圈電極。如圖4所示，每一個線圈電極由一對被玻璃珠72(一種所謂的玻璃珠固定方法)固定的引線支撐。這些引線從弧形管2的相應端伸出並與電子鎮流器3相連。注意儘管電極8和電極8一側的端部91a的細節沒有在圖中示出，但電極8以與電極7相同的方式由引線支撐，並且端部91a具有和端部91b相同的結構。
用於抽空玻璃管9的排氣管94和電極7一起安裝在雙螺旋玻璃管2a的一個端部(在此為端部91b)。注意在雙螺旋玻璃管2a內的電極之間的距離大約為400mm。
如圖4所示稀土元素螢光層95形成於雙螺旋玻璃管2的內表面上。該螢光層95由使用用於形成三色譜帶，尤其是紅、綠和藍的螢光體的混合物而形成。注意，儘管沒有示出，但在雙螺旋玻璃管2a的內表面和螢光層95之間形成有氧化鋁(AL2O3)薄層。該氧化鋁阻止來自於玻璃管9的鈉離子與汞電子反應形成汞合金(後面將描述)。
另外，在雙螺旋玻璃管2a內，僅封閉5mg的汞，並且將一種稀有氣體如氬在600Pa下封閉。該汞和氬藉助於排氣管94封閉，之後該排氣管94用點焊(tip-off)方法密封。在此，在玻璃管9內不必僅封閉汞，但是有必要在弧形管2發光的過程中使汞蒸氣的壓力基本上等於僅有汞存在時的壓力。作為例子，可以使用鋅-汞。
將端部91a和91b放置於一個握持器41內，使弧形管2通過粘合劑如矽樹脂由該握持器41握持。基片31連接於握持器41的後方(配置基座5的一側)，並且用於照亮弧形管2的電子部件32、33、以及34連接於該基片31上。應該注意的是這些電子部件32、33以及34形成電子鎮流器3，其運用了串聯逆變器方式(series inverter method)並且具有91％的電路效率。
殼體4由合成樹脂製成，並且具有向其底端直徑增加的管狀形狀。握持器41放於殼體4的開口內，因此握持器41的提供鎮流器3一側位於殼體4內的後方。E26型基座5連接到殼體4的頂端，該頂端是殼體4開口的相對側。
應該注意的是基座5和電子鎮流器3通過引線51電連接，並且燈1的長度L1為104mm(見圖3)。
2.弧形管的生產方法下面表述弧形管2的生產方法。圖5和6說明將玻璃管形成為雙螺旋的步驟，以及圖7說明了在雙螺旋玻璃管內形成螢光層的步驟。應該注意的是以下是有關將直的玻璃管形成雙螺旋玻璃管2a的步驟和在該雙螺旋玻璃管2a中形成螢光層的步驟的描述。接下來密封電極和封閉稀有氣體、汞等等的步驟和傳統的方法相同，因此在此不再描述。
(1)弧形管的形成
a.玻璃管軟化步驟首先，準備如圖5(a)所示的直玻璃管110。該玻璃管110具有基本圓形的橫截面形狀、約7.4mm的內徑以及約9.0mm的外圓周。接下來，如圖5(a)所示，將直玻璃管110的中間部分(在此，中間部分至少包括玻璃管110的將要卷繞成螺旋的部分)放置於電爐或氣爐120內，並加熱至至少與玻璃管110的軟化點同樣高的溫度，由此將玻璃管110的中間部分軟化。
b.玻璃管彎曲步驟將被軟化的玻璃管110從爐120中移開，並以這樣一種方式將其放到一個心棒130上(由不鏽鋼製成)，即如圖5(b)所示，大致中間部分114與心棒130的頂部對齊。然後通過驅動裝置(未示出)在將心棒130沿C方向上移動的同時，將其沿B方向旋轉。
這使得被軟化的玻璃管110繞心棒130卷繞。注意玻璃管110的大致中間位置114變為轉折部分(或頂部)115，並且螺旋卷繞在心棒130外表面上的螺旋溝槽131內的部分變為螺旋部分。
在玻璃管110繞心棒130卷繞的步驟中，將一種壓力控制的氣體例如氮氣以0.4kg/cm3的量吹入玻璃管110內以便保持玻璃管110的橫截面形狀。
當被軟化的玻璃管110冷卻且恢復到堅固狀態時，為了將已經形成雙螺旋的玻璃管110從心棒130上移走，將心棒130沿與玻璃管110繞心棒130旋轉時相反的方向旋轉(與圖5(b)中的B方向相反的方向)。
C.突出部形成步驟如圖6(a)所示將已經卷繞成雙螺旋的玻璃管110的頂部115用氣體燃燒器或類似器具局部加熱。當被加熱部分已經軟化時，將一個鑄模放置於頂部115上以便如圖6(b)所示覆蓋該軟化部分。該鑄模140在其上形成有一個與期望形成的突出部相對應的凹槽142。
當鑄模140放置於玻璃管110的頂部115上以使得將要膨脹部分的中心與凹槽142的中心基本對齊時，如氮氣這樣的壓力控制氣體從兩個端部吹入到玻璃管110中，使得玻璃管110的軟化頂部115向鑄模140的凹槽142的內壁膨脹。
當玻璃管110的頂部115已經膨脹後，在頂部115冷卻時將玻璃管110不變，然後將鑄模140移走。該步驟的結果是在玻璃管110的最初的頂部115上形成一個半球形的突出部116(見圖6(c))。
然後，在預定位置處將在其上已經形成突出部116的玻璃管110在每一端進行切割。注意為了將其與伸直狀態的或接受卷繞步驟時的玻璃管110加以區分，按所述方法形成的雙螺旋玻璃管命名為「彎曲玻璃管」並且用附圖標記「100」表示。
(2)螢光層的形成a.注入步驟該步驟是用於將懸浮液注入到雙螺旋玻璃管100中，下面將結合附圖7描述在按所述方法形成的以及用於弧形管2的雙螺旋玻璃管100的內表面上形成螢光層的方法。
首先，製備包含螢光體的懸浮液，該螢光體具有三色譜帶，尤其是紅、綠和藍。用於本實施例的螢光體為用於發紅光的銪激活的三氧化二釔(Y2O3:Eu3+)，用於發綠光的鈰鋱激活的磷酸鑭(LaPO4:Ce3+，Tb3+)，用於發藍光的銪激活的鋁酸鋇鎂(BaMg2Al10O17:Eu2+)。
該懸浮液為水基的，並且除了包含螢光體外，還包含1-3wt％的作為粘結劑的聚乙烯氧化物，2wt％的作為粘合劑的鑭鋁氧化物，以及表面活性劑。該懸浮液製備成具有約4.1*10-3Pa.s的粘度。
注意，作為例子，可以用乙酸丁酯基代替水基。當使用乙酸丁酯基時，懸浮液用1-3wt％的作為粘合劑的硝酸纖維素、2wt％的作為粘合劑的硼磷酸鈣和表面活性劑來配置，並且配製成具有4.1*10-3Pa.s的粘度。
接下來，使雙螺旋玻璃管100的轉折部分105處於底部，將雙螺旋玻璃管100傾斜成雙螺旋玻璃管100的螺旋軸線A和垂直軸線V(垂直方向)之間的角度為135度。
接下來，將雙螺旋玻璃管旋轉並且設置成使一個端部101的端面朝上，(如用注射管嘴(未示出))，和將例如約20cc的懸浮液通過端部101朝上的開孔注入。
設置135度傾斜角的原因是該傾斜角度能夠使雙螺旋玻璃管100的端部101的端面正好朝上，並且因此能夠使懸浮液易於注入。
b.塗覆步驟該步驟用於對雙螺旋玻璃管100的整個內表面用懸浮液進行塗覆。在注入步驟中注入的懸浮液向下流向已經卷繞成螺旋形的雙螺旋玻璃管100的轉折部分105。當已經注入20cc懸浮液時，為了防止注入的溶液通過端部101回流出來，將雙螺旋玻璃管100放置成端部101的位置高於轉折部分105。作為例子，在本實施例中將雙螺旋玻璃管100放置成直立位置以便轉折部分105如圖7(b)所示處於底部。換句話說，雙螺旋玻璃管100的螺旋軸線A基本上平行於垂直軸線V。
該步驟改善了懸浮液浸溼雙螺旋玻璃管100內表面的潤溼性，同時也能使懸浮液平滑地流向轉折部分105。注意如果在直立狀態時輕輕地搖動雙螺旋玻璃管100則可以使懸浮液更迅速地到達轉折部分105。因此，在玻璃管100處於直立位置時，將其連續地或者間斷地搖動都是可能的。
懸浮液配製成具有一定的粘度，該粘度使其在雙螺旋玻璃管100的整個橫截面上向下流動。所以如果懸浮液通過雙螺旋玻璃管100的一個端部101注入併到達轉折部分105，則從端部101直到轉折部分105的雙螺旋玻璃管100部分被塗覆，換句話說已經形成雙螺旋形狀的雙螺旋玻璃管100的基本上一半被塗覆。在此懸浮液從雙螺旋玻璃管100的一端注入並且從另一端的開口放出，因此其在雙螺旋玻璃管100內平滑流動。
注意儘管在此粘度約為4.1*10-3Pa.s，但是對於粘度來說包括3.0*10-3Pa.s到5.0*10-3Pa.s在內的範圍都是足夠的。這是因為當粘度低於3.0*10-3Pa.s時，懸浮液不能塗覆雙螺旋玻璃管100的橫截面內的整個圓周，而當粘度高於5.0*10-3Pa.s時，懸浮液塗覆整個內表面，但是要麼流不到轉折部分要麼需要過多的時間到達轉折部分，這會顯著地降低生產效率。
注意在塗覆步驟中螺旋玻璃管100的溫度為25℃至60℃。這是因為當雙螺旋玻璃管100的溫度太高時，懸浮液的粘度降低且懸浮液的流動性增加，這使得塗敷到雙螺旋玻璃管100內表面上的懸浮液的數量難於控制。相反，當雙螺旋玻璃管100的溫度太低時，懸浮液的流動性降低，且潤溼性也降低。
C.排出步驟該步驟用於將過量的懸浮液通過端部101從雙螺旋玻璃管100排出。在塗覆步驟中，在處於直立位置的雙螺旋玻璃100內流動的懸浮液已到達轉折部分105時，將雙螺旋玻璃管100上部向下翻轉使得雙螺旋玻璃管100的螺旋軸線A相對於軸線V成45度角，並且使得轉折部分105如圖7(C)所示朝上。接下來，當處於傾斜狀態時，以螺旋軸線A為旋轉軸將雙螺旋玻璃管100沿X方向以約每分鐘3.5轉的速度旋轉，由此使雙螺旋玻璃管100內的懸浮液通過端部101排出。
注意旋轉方向沿雙螺旋玻璃管100的螺旋部分卷繞的方向，並且是從雙螺旋玻璃管100的端部101指向轉折部分105的方向(圖4中S方向的相反方向)。當以這種方式旋轉雙螺旋玻璃管100時，離心力作用將必要量的懸浮液留在雙螺旋玻璃管100內以用於後面將描述的初步乾燥步驟。這時，在從雙螺旋玻璃管100的一個端部101直到轉折部分105的螺旋部分內，在對雙螺旋玻璃管100的外部(換句話說，雙螺旋玻璃管100的更遠離螺旋軸線A的內表面部分)塗覆的同時，流動的懸浮液可以通過端部101排出。
另外，旋轉速度在包括每分鐘2轉至每分鐘20轉在內的範圍內是合適的。這是因為當速度小於每分鐘兩轉時從端部101流出的懸浮液流量過大。相反，當速度大於每分鐘二十轉時，離心力使得從端部101流出的懸浮液流動不足，並且需要過多的時間來排出懸浮液。
在此，將雙螺旋玻璃管100的螺旋軸線A相對於垂直軸V傾斜的原因是為了調整從端部101流出的懸浮液的流動，並且因此使得塗在雙螺旋玻璃管100內表面上的懸浮液的量最合適。傾斜角度可以在一個包含5度至90度在內的範圍之內。這是因為當該角度小於5度時，懸浮液流動太快，並且雙螺旋玻璃管100的內表面不能塗上足夠量的懸浮液。相反，當該角度大於90度時，流動速度太慢，並且工作效率減小。
最後，當從雙螺旋玻璃管100上部向下翻轉使得轉折部分位於頂部時起，經過30秒(後文稱為「排出時間」)時，認為有過量的懸浮液被排出。該排出時間可以在包含15秒至60秒在內的範圍內。
如果排出時間小於15秒，懸浮液不能充分排出，並將過量懸浮液保留在雙螺旋玻璃管100內。反過來，當排出時間長於60秒，保留在雙螺旋玻璃管100內的懸浮液的量就沒有差別，且生產效率降低。在此，用於初步乾燥的懸浮液的必要數量被認為是0.5cc至2cc。對雙螺旋玻璃管100的旋轉速度及排出時間進行設置以便確保這個保留數量。
當懸浮液從雙螺旋玻璃管100的一個端部101排出後，將10cc的懸浮液從另一端部注入，且重複塗覆步驟和排出步驟。結果是，雙螺旋玻璃管100的整個內表面都塗上了懸浮液。
d.初步乾燥步驟該步驟用於初步乾燥塗在雙螺旋玻璃管100內表面上的懸浮液，還使用保留在雙螺旋玻璃管100內的懸浮液在雙螺旋玻璃管100的內表面上均勻地塗覆並乾燥。該步驟也用於排出保留的懸浮液。
當雙螺旋玻璃管100的內表面已經按排出步驟塗覆後，將雙螺旋玻璃管100傾斜以便使得如圖7(d)所示雙螺旋玻璃管100的螺旋軸線A和垂直軸線V之間的角度為100度，並且使轉折部分105位於底部。在該狀態下，將雙螺旋玻璃管100以螺旋軸線A為旋轉軸沿Y方向以約3.5轉每分鐘的速度連續旋轉。這在100℃的氣溫下進行。另外，在旋轉過程中，將氣體如空氣通過每一端部101交替地吹入雙螺旋玻璃管100內。
吹入雙螺旋玻璃管100內的氣體為溫度處於包括30℃至50℃在內的範圍內的暖空氣。這是因為如果溫度低於30℃需要太多的時間進行乾燥，而如果溫度高於50℃，保留在雙螺旋玻璃管100內的懸浮液乾燥的太快，這會阻止雙螺旋玻璃管100的內表面保留的懸浮液均勻地塗覆。
因為雙螺旋玻璃管100傾斜成使轉折部分105處於底部，所以可以使得雙螺旋玻璃管100內的懸浮液流至轉折部分105，該轉折部分通常難於被懸浮液塗到。注意為了使懸浮液流到轉折部分105，雙螺旋玻璃管100應該傾斜成使得螺旋軸線A和垂直軸線V之間的角度至少為90度。
下面描述當雙螺旋玻璃管100傾斜並旋轉時，雙螺旋玻璃管100內的懸浮液的流動。圖8A和8B示意性地示出了雙螺旋玻璃管100內懸浮液的流動。
圖8A所示的雙螺旋玻璃管100為圖7(d)所示的、已經沿垂直方向截取的雙螺旋玻璃管100。圖8A示出了懸浮液96a怎樣在該附圖底側中在組成雙螺旋玻璃管100的每一個玻璃管100a的橫截面底側積聚。
圖8B示出了沿線O-O切割的雙螺旋玻璃管100而得到的並從圖8A中的箭頭方向觀察到的一個橫截面。通過沿圖8B中的Y方向旋轉雙螺旋玻璃管100，在雙螺旋玻璃管100最低位置PA積聚的懸浮液96a到達雙螺旋玻璃管100內表面的最高位置PB處，並且沿Y方向的相反方向向下流動。
另一方面，組成雙螺旋玻璃管100的每一個玻璃管100b的橫截面內，在頂側，如圖8A所示，到達最高位置PB處的懸浮液96b沿Z方向順著每一個玻璃管100b的內表面向下流動。因此，即使懸浮液96a在雙螺旋玻璃管100的低位置PA處厚厚地積聚，當懸浮液到達下一個最高位置PB時，懸浮液96a也沿著與懸浮液流到高位置PB的方向相反的方向向下流動(圖8B中Y方向的相反方向)，並且因此較薄地覆蓋雙螺旋玻璃管100的內表面。
另外，因為懸浮液沿不同方向向下流動，同時因為它塗在內表面的不同部分，因此懸浮液均勻地塗在雙螺旋玻璃管100的內表面上。因為懸浮液在均勻狀態下接受乾燥，所以形成的螢光層在厚度上是均勻的。
為了使懸浮液在每一圈的螺旋部分都沿著內表面從高處向下流動，高位置處存在懸浮液是必要的(換句話說，就是圖8A所示的狀態)。發明人嘗試尋找能實現這種條件的懸浮液粘度、雙螺旋玻璃管的旋轉速度等等。
另外，因為雙螺旋玻璃管100沿螺旋部分的螺旋方向及從端部101到轉折部分105的方向旋轉(圖7(d)中的Y方向)，所以在雙螺旋玻璃管100中的懸浮液不會積聚在雙螺旋玻璃管100內的一個位置，而是從轉折部分105直到端部側101均勻地覆蓋雙螺旋玻璃管100的內表面，同時也連續地從端部101處排出。
注意用於初步乾燥雙螺旋玻璃管100內的懸浮液的時間是使塗在雙螺旋玻璃管100內表面上的懸浮液失去流動性所需的時間，且在本實施例中大約為七分鐘。
還需注意的是，當對塗在雙螺旋玻璃管100內的懸浮液以及保留在雙螺旋玻璃管100內的懸浮液進行初步乾燥時，雙螺旋玻璃管100外表面的溫度處於包括40℃至50℃在內的範圍內。該範圍使得懸浮液和雙螺旋玻璃管100的內表面之間具有較好的潤溼性，並且使得懸浮液均勻地塗在內表面。
注意如果雙螺旋玻璃管100的外表面溫度在包括30℃至60℃在內的範圍內，懸浮液和雙螺旋玻璃管100的內表面之間的潤溼性可以得到改善。實驗表明當將乙酸丁酯基用於懸浮液中時，在該溫度範圍也能獲得良好的潤溼性。
當雙螺旋玻璃管100外表面的溫度低於30℃時，需要太多的時間進行初步乾燥，因此產量下降。相反，當雙螺旋玻璃管100外表面的溫度高於60℃時，雙螺旋玻璃管100內表面上的懸浮液乾燥地太快，並且結果是，當雙螺旋玻璃管100旋轉時新塗在已經塗覆部分上面的幹得太快的懸浮液，導致塗在該部分的懸浮液太厚。
因為將40℃的氣體從端部101吹入雙螺旋玻璃管100中，所以懸浮液是從雙螺旋玻璃管100的內外兩側進行乾燥。這使得乾燥塗在雙螺旋玻璃管100內表面上的懸浮液的時間縮短，並且也減少了雙螺旋玻璃管100內表上懸浮液的厚度不勻率。
吹入雙螺旋玻璃管100內的氣體溫度應該在包括30℃至50℃在內的範圍內。當溫度小於30℃時，懸浮液要花太長的時間來乾燥，因此生產率降低。當溫度高於50℃時，依照雙螺旋玻璃管100的旋轉新塗上去的懸浮液在直接暴露於空氣時迅速乾燥，並且形成厚厚形成部分的帶。
e.主幹燥步驟該步驟用於雙螺旋玻璃管100內表面上懸浮液的主要乾燥。注意這時懸浮液基本上固定到內表面上並且已經失去流動性。已經經過初步乾燥步驟的雙螺旋玻璃管100在加熱爐中進行乾燥，此時其處於一個如圖7(e)所示的轉折部分位於上部的位置。
在此，通過每一個端部101交替地將暖空氣送入雙螺旋玻璃管100中以便進行有效地乾燥。雙螺旋玻璃管100在加熱爐中乾燥約八分鐘，加熱爐的溫度設置為約45℃。該乾燥的結果是，塗在雙螺旋玻璃管100內表面上的懸浮液完全乾燥，且形成螢光層。注意暖空氣例如通過噴嘴以6L/min的速度送入，且其溫度為40℃。
3.弧形管的外觀對由所述方法(之後稱為「第一生產方法」)生產的弧形管的視覺觀察沒有發現在普通弧形管中厚厚形成部分的帶，因此認為與依據常規方法生產的弧形管形成的螢光層相比，該螢光層形成地更均勻。下面就螢光層的單位表面積質量，比較依據本發明形成螢光層的弧形管(此後這種弧形管稱為「第一發明弧形管」)與依據常規方法形成螢光層的弧形管(此後這種弧形管稱為「常規弧形管」)。注意該質量也稱為「螢光體粘著量」。
(1)在第一發明弧形管中的螢光體粘著量第一發明弧形管的螢光體粘著量的測量依據在生產方法描述中第(2)項中開始描述的方法測得。測量位置按下述方式確定。假定將弧形管2如圖9所示在一個處於水平方向(沿畫有附圖的紙的平面)且包括螺旋軸線A的平面內切割，這些測量位置是在各個第n圈的橫截面內、沿穿過玻璃管9中心且垂直於螺旋軸線A的方向彼此相對的一些位置。
注意在代表測量位置的附圖標記Pna和Pnb中，「n」代表從轉折部分92起的圈數，「a」代表測量位置為在玻璃管9的一個橫截面內、沿垂直於軸線的方向上的兩個測量位置中的外邊。換句話說是沿弧形管徑向外部測量位置，以及，類似的，「b」代表測量位置為沿徑向的兩個測量位置的裡面。
在此，在每一個測量位置處螢光層的單位表面積質量是按螢光層的厚度實際測量的。該質量是一個參考，表明了螢光層厚度，且本文後面，螢光體粘著量和厚度都代表這種螢光層的單位表面積質量。
注意使用在玻璃管9的橫截面內沿弧形管2徑向的內外側作為螢光體粘著量測量位置的原因是因為為了使玻璃管9的螺旋軸線A相對於垂直軸線V傾斜成100度，將玻璃管9放下以便使得螺旋軸線A基本水平，因此在玻璃管9的橫截面內懸浮液重力作用的方向為弧形管2的徑向。通過在每一個測量位置處測量螢光層的厚度而獲得的結果在圖10中示出。
圖10中的結果通過在兩個測量位置上測量得到，在兩個測量位置之間的螺旋部分繞螺旋軸線A卷繞180度，如圖9中所示的Pna和Pnb中的每一個，並且將兩個測量值求平均。形成於玻璃管9的內表面上的螢光層的單位表面積質量，如圖10所示，為從4.1mg/cm2至8.4mg/cm2。
(2)依據常規方法生產的常規弧形管中螢光體的粘著量單位表面積螢光體質量的測量位置按下述方式確定。假定將弧形管502如圖11所示沿垂直於畫有附圖的紙面的方向在包括螺旋軸線A的平面內切割(沿畫有附圖的紙的平面)，測量位置是在各個第n圈橫截面內沿穿過玻璃管509中心的螺旋軸線A方向彼此相對的一些位置。
注意在代表測量位置的附圖標記Pnc和Pnd中，「n」代表從轉折部分592起的圈數，「c」代表測量位置為在雙螺旋玻璃管509的一個橫截面內沿S方向兩個測量位置中更靠近頂側的一個(注意由於弧形管502的取向，這些位置實際上在圖中看上去為兩個測量位置中較低的一個)，以及「d」代表測量位置為在雙螺旋玻璃管509的一個橫截面內沿S方向兩個測量位置中更靠近底側的一個(注意由於弧形管502的取向，這些位置實際上在圖中看上去為兩個測量位置中較高的一個)，換句話說該測量位置在雙螺旋玻璃管509的橫截面內位於轉折部分側的相對側。
通過在每一個測量位置處測量螢光層的厚度而獲得的結果在圖12中示出。注意如前面所述，每一個測量位置處的螢光層單位表面積質量是按螢光層厚度實際測量的。
每一位置處的螢光體粘著量，如圖12所示，為4.6mg/cm2至19.2mg/cm2。而且，在雙螺旋玻璃管509的每一圈內，在橫截面內底側的粘著量高於頂側的粘著量。換句話說，懸浮液在對應於橫截面內的下側的玻璃管9部分積聚，並且因此在這些部分螢光層較厚。
(3)第一發明弧形管與常規弧形管的對比第一發明弧形管中螢光體粘著量在4.1mg/cm2至8.4mg/cm2內，最大值和最小值的差為4.3mg/cm2。相比，常規弧形管中螢光體粘著量在4.6mg/cm2至19.2mg/cm2內，最大值和最小值的差為14.6mg/cm2。
這種結果清楚地表明螢光體粘著量的不一致性在第一發明弧形管中得到顯著的改進，並且表明，與常規弧形管相比，在第一發明弧形管中螢光層是基本均勻的。
另外，在傳統弧形管中每對相同「n」值中螢光層在底側較厚時，在第一發明弧形管中的螢光層未顯示出具有總是較厚的內側或者外側的趨向，而是基本均勻地形成。
另一方面，常規弧形管中在雙螺旋玻璃管509的端部附近(當「n」為「4」時)可以觀察到厚厚形成的螢光體帶，其在螺旋方向上沿雙螺旋玻璃管509的下側連續形成。這可以由常規弧形管內「n」為「4」的粘著量測量結果給予數字方面的支持，該結果表明在頂側和底側測量位置處(P4c，P4d)的粘著量之間存在巨大的差異，並且也表明在任何一對測量位置處Pnd都大於Pnc。
這種對比的結果是，發現在第一發明弧形管中不僅沒發現像在常規弧形管內見到的那樣的厚厚形成部分，而且數字數據表明螢光層基本均勻地形成。
4.照明時弧形管的外部特徵圖13示出了，當將採用第一發明弧形管的燈1點亮時，第一發明弧形管的外部特徵。
當將採用第一發明弧形管的燈1點亮時，如圖13所示，均勻的可見光從弧形管2中發射。這被認為是因為螢光層在雙螺旋玻璃管2a的內表面上基本均勻地形成。因此，當照明時，燈1不顯示在常規弧形管中由厚厚形成部分引起的陰影，並且因此可以說點亮的燈1具有比常規燈改善的設計。
5.燈的額定壽命測定使用依據第一生產方法生產的第一發明弧形管的燈1的額定壽命。額定壽命是指照明燈在100小時後能保持60％光通量持續的時間。
在此，測量燈1額定壽命的原因是由於需要一個長於6000小時的額定壽命，6000小時是依據「現有技術」中描述的傳統方法形成螢光層的燈的目標(之後，這種燈稱為「常規燈」)。
圖14示出了採用了第一發明弧形管的燈的光通量持續的特性。圖14顯示了兩種懸浮液的結果水基懸浮液(圖中的「h」)，和乙酸丁酯基懸浮液(圖中的「g」)。另外，圖14示出了將兩種懸浮液，即水基懸浮液(圖中的「b」)，和乙酸丁酯懸浮液(圖中的「a」)運用到傳統方法中時的結果。
在以下條件下將燈點亮施加電壓100V交流電(頻率為60Hz)照明過程中的溫度25℃照明過程中燈的狀態基座向上不管使用什麼類型的懸浮液，使用第一發明弧形管的燈1顯示出比常規燈(常規弧形管)改進了的光通量維持率。另外，使用第一發明弧形管的燈1大大超出了常規燈的目標額定壽命(6000小時)，達到了超過8000小時的額定壽命。
另外，4000小時照明時間後第一發明弧形管顯示出了較低的光通量持續率的下降率。鑑於這些結果，可以說與常規燈相比額定壽命有了顯著的改進。
因為解決了所述的問題，該問題是在玻璃管的橫截面內頂部側內表面上形成的螢光層比在內表面的轉折部分側形成的螢光層厚，所以，使用第一發明弧形管的燈的光通量維持特性比常規燈的光通量維持特性有了改進。換句話說，該改進是由於消除了螢光層厚度上的不一致性。
特別地，在常規的螢光層形成方法中，如圖1所示，雙螺旋玻璃管509設置成使其轉折部分592大致處於頂部，並且在這種狀態下，將注入的懸浮液排出並且進行初步乾燥。由於這個原因，雙螺旋玻璃管509內的懸浮液在對應於橫截面內的下側的表面部分上向下流動，並且螢光層厚厚地形成在已經卷繞成螺旋形的雙螺旋玻璃管509的橫截面下側上。
這些形成的較厚部分從燈的外側可以看到，不僅降低了燈的設計，而且因為螢光層太厚，致使螢光層中的像溼氣和碳這樣的雜質在乾燥塗覆的螢光層後仍然保留。這些雜質使得燈在照明一段時間後在燈內這些部分形成變黑帶。
注意在比60W的燈具有更多圈的100W的燈中，因為玻璃管的長度(從轉折部分到頂部的距離)更長，所以螢光層的厚度不勻更值得注意。這種現象被認為進一步減小了光通量特性。
相反，因為在第一發明弧形管中螢光層的厚度基本均勻，所以由於厚度不勻率引起變黑的常規問題得以解決，並且這被認為改善了光通量的縮減。另外，由於螢光層的厚度均勻，即使在玻璃管的長度較長時，如在比60W的燈具有更多圈的100W燈中，光通量維持特性被認為得到改善。
第二實施例在第一實施例的弧形管生產方法中以及尤其是在組成弧形管的雙螺旋玻璃管內形成螢光層的排出步驟中，將雙螺旋玻璃管傾斜成使其螺旋軸線A相對於垂直軸線V的角度為45度，並且在初步乾燥的步驟中玻璃管100傾斜成使螺旋軸線A相對於垂直軸線V的角度為100度。相比較而言，在本實施例中，在排出步驟和初步乾燥步驟中以不同的傾斜角度生產弧形管。下面將描述這種生產方法，以及使用該生產方法生產的弧形管的燈的性能。
1.螢光層形成方法圖15示出了第二實施例的螢光層形成方法。下面描述在已經捲曲成雙螺旋的雙螺旋玻璃管200的內表面上形成螢光層的方法。注意用於在雙螺旋玻璃管200中注入懸浮液的注入步驟、用於用懸浮液對雙螺旋玻璃管200的內表面進行塗覆的塗覆步驟、以及用於完全乾燥懸浮液的主幹燥步驟正如第一實施例中的那樣，因此這些部分的描述在此省略。
(1)排出步驟在塗覆步驟中當雙螺旋玻璃管200內向下流動的懸浮液到達雙螺旋玻璃管200的轉折部分205時，將雙螺旋玻璃管200的上部向下翻轉成使其螺旋軸線A基本平行於垂直軸線V並使轉折部分205位於頂部。接下來，在這種狀態下，將雙螺旋玻璃管200以螺旋軸線A為旋轉軸沿X方向旋轉，由此通過端部201將注入的懸浮液從雙螺旋玻璃管200中排出。
注意排出步驟中雙螺旋玻璃管200的旋轉方向和速度與在第一實施例中相同，這樣做的原因也相同。另外，排出時間在20秒至40秒範圍內是足夠的。因為在本實施例的排出步驟中雙螺旋玻璃管200設置地比第一實施例中的雙螺旋玻璃管100更垂直所以該時間短於在第一實施例中的時間，並且因此懸浮液排出所用的時間稍微少點。
當如所描述的通過一個端部201從雙螺旋玻璃管200中排完懸浮液後，雙螺旋玻璃管200再一次按如圖15(a)所示的位置放置，將懸浮液(10cc)通過另一個端部注入，並進行塗覆步驟和排出步驟。結果是，雙螺旋玻璃管200的整個內表面都用懸浮液塗覆。
(2)初步乾燥步驟當雙螺旋玻璃管200的內表面已經按照排出步驟用懸浮液塗覆時，將雙螺旋玻璃管200傾斜成使雙螺旋玻璃管200的螺旋軸線A和垂直軸線V之間的角度為80度，並且使得端部201位於底部。在這種狀態下，將雙螺旋玻璃管200以螺旋軸線A為旋轉軸以約3.5轉每分鐘的速度連續旋轉。這在100℃的氣溫下進行，並且，在旋轉過程中，將氣體如空氣通過端部201吹入雙螺旋玻璃管200內。
當雙螺旋玻璃管200內的懸浮液以這種方式乾燥時，由於雙螺旋玻璃管200在螺旋軸線A相對於垂直軸線V傾斜成80度時進行旋轉，所以懸浮液均勻塗在內表面上，這是因為即使過量懸浮液留在每一圈的螺旋部分的低位置，當雙螺旋玻璃管200旋轉時以及低位置變為高位置時懸浮液沿內表面向下流動。因為初步乾燥是通過均勻地在內表面上塗懸浮液進行的，所以螢光層均勻形成。注意外表面、以及吹入雙螺旋玻璃管200內的氣體的溫度與在第一實施例中所描述的相同。
2.弧形管的外觀對由所述方法生產的弧形管(後面這種弧形管稱為「第二發明弧形管」)的視覺觀察沒有發現在普通弧形管中發現的厚厚形成部分的帶，因此認為該螢光層已均勻形成，這與依據第一生產方法生產的弧形管相同。
另外，與使用第一發明弧形管的燈相同，當使用第二發明弧形管的燈進行照明時，第二發明弧形管具有從弧形管發出的均勻光的外觀，且該燈不顯示在常規燈中由厚厚形成部分引起的陰影。因此，可以說照明燈1具有比常規燈改善的設計。
3.燈的額定壽命圖16示出了使用第二發明弧形管的光通量維持特性。圖16顯示了兩種懸浮液的結果水基懸浮液(圖中的「f」)，和乙酸丁酯基懸浮液(圖中的「e」)。另外，圖16示出了將兩種懸浮液，即水基懸浮液(圖中的「b」)，和乙酸丁酯懸浮液(圖中的「a」)運用到傳統方法中時的結果。注意燈的照明條件與第一不管使用什麼類型的懸浮液，使用由第二生產方法形成的螢光層的燈顯示出比常規弧形管改進了的光通量維持率。另外，使用第二發明弧形管的燈大大超出了常規燈的目標額定壽命(6000小時)，獲得了超過8000小時的額定壽命。注意與常規燈相比，光通量特性改善的原因與第一實施例中所述的相同，認為是因為螢光層厚度不一致性降低所致。
其它說明在每一實施例的初步乾燥步驟中，雙螺旋玻璃管100和200傾斜成螺旋軸線A相對於垂直軸線V的角度分別為110°和80°，並且在這種狀態以螺旋軸線A為旋轉軸進行旋轉。然而，下面將描述通過旋轉雙螺旋玻璃管但不傾斜雙螺旋玻璃管來進行初步乾燥的步驟。
除了初步乾燥步驟，在此描述的生產方法和第一實施例中的第一生產方法相同。另外，該初步乾燥步驟僅僅是在雙螺旋玻璃管不傾斜這一事實上有區別，因此在此不再描述。
用與各實施例相同的方法測量使用在初步乾燥步驟中不傾斜雙螺旋玻璃管而生產的弧形管的燈的光通量維持率。注意儘管沒有發現與依據常規方法生產的弧形管相同程度的形成的較厚帶，然而這樣形成的帶卻比依據第一實施例形成的弧形管更明顯。
圖17顯示了使用由上述方法形成的弧形管的燈的光通量特性。圖17顯示了兩種懸浮液的結果水基懸浮液(圖中的「d」)，和乙酸丁酯基懸浮液(圖中的「c」)。另外，圖17示出了將兩種懸浮液，即水基懸浮液(圖中的「b」)，和乙酸丁酯基懸浮液(圖中的「a」)運用到傳統方法中時的結果。注意燈的照明條件與第一實施例中描述的相同。
不管使用什麼類型的懸浮液，使用不傾斜雙螺旋玻璃管而形成螢光層的弧形管的燈顯示出比常規弧形管改善了的光通量維持率，但是其次於採用由第一發明弧形管和第二發明弧形管的燈。
下面描述當雙螺旋玻璃管繞螺旋軸線旋轉而不傾斜時，懸浮液在雙螺旋玻璃管內的流動。圖18示意性地示出了懸浮液在雙螺旋玻璃管300內的流動。
圖18中的雙螺旋玻璃管300處於彎曲部位在頂部的狀態，該玻璃管300已經沿垂直方向切除。從圖中可以清晰地看到，在雙螺旋玻璃管300的橫截面內懸浮液396在玻璃管的下部積聚。另外，即使雙螺旋玻璃管300在不傾斜狀態下沿Y方向旋轉，懸浮液還會保持在相同的位置處積聚。由於這一原因，在懸浮液保持在橫截面的下部積聚時，雙螺旋玻璃管300被乾燥，因此與在常規雙螺旋玻璃管中一樣形成較厚的部分。
注意由於離心力作用，增加旋轉速度使得雙螺旋玻璃管內的懸浮液向外側移動。然而，如果保持該增加速度，螢光層在雙螺旋玻璃管內表面上較厚地形成，這導致以與常規雙螺旋玻璃管相同的方式形成較厚的部分。
因為在直立狀態(即，不傾斜)雙螺旋玻璃管300的旋轉迫使積聚在雙螺旋玻璃管300內的懸浮液排出，所以認為雙螺旋玻璃管300內螢光層的厚度不一致性比常規雙螺旋玻璃管有一定程度的改善。這被認為是光通量維持率稍微高於常規燈的原因。
這些結果表明在第一和第二生產方法中，因為在初步乾燥的步驟中，雙螺旋玻璃管100和200傾斜成螺旋軸線A相對於垂直軸線V之間的角度分別為100度和80度，所以如圖8A和8B所示，由於旋轉(如100度角的情況)，懸浮液在雙螺旋玻璃管100和200內流動。然而，在雙螺旋玻璃管不傾斜的本方法中，與第一和第二生產方法相比懸浮液的流動減少。這被認為是螢光層厚度不一致性比常規弧形管不明顯，而比第一和第二發明的弧形管明顯的原因。
因此，根據採用了依據第一、第二和本生產方法生產的弧形管的燈的光通量維持特性，可以理解在初步乾燥步驟中雙螺旋玻璃管僅僅旋轉時，就提供了一種改進的產品，這樣做的效果是相對明顯的。為此，本發明以傾斜並旋轉雙螺旋玻璃管以獲得與常規弧形管更顯著的效果為特徵。
改型儘管本發明以優選實施例為基礎進行描述，然而本發明不限於這些實施例。下面是對本發明進行改變的例子。
(1)螢光層的形成
a.在所述的實施例中，塗在雙螺旋玻璃管內表面上的懸浮液通過兩個步驟來乾燥初步乾燥步驟和主幹燥步驟。然而，這兩個步驟可以通過一個步驟來完成。例如，主幹燥步驟可以通過將初步乾燥步驟從七分鐘延長至十五分鐘來執行。在這種情況下，有必要將雙螺旋玻璃管至少旋轉至溶液不再在自身重力下流動為止，一旦溶液停止流動，雙螺旋玻璃管可以旋轉或可以不旋轉。
b.在初步乾燥步驟中傾斜雙螺旋玻璃管在所描述的優選實施例中，在初步乾燥步驟中雙螺旋玻璃管以一種設定角度(在第一實施例中為100度以及在第二實施例中為80度)旋轉。然而在初步乾燥步驟中將雙螺旋玻璃管在兩種或多種不同的角度傾斜也是可能的。例如，螺旋軸線和垂直軸線之間的角度在旋轉開始時可以控制在100度並且之後在經過預定時間段後轉變為不同的角度。另外，傾斜角度可以在一個預訂範圍內連續地或者間斷地改變。
c.初步乾燥步驟中雙螺旋玻璃管的旋轉在所描述的優選實施例中，在初步乾燥步驟中雙螺旋玻璃管以一種設定速度(3.5轉/分)旋轉。然而，在初步乾燥步驟中將雙螺旋玻璃管以兩種或多種不同的速度旋轉也是可能的。通過增加旋轉速度，由於離心力的作用可以改變由重力而向下流動的懸浮液的位置。特別的，可以以每分鐘兩轉的速度開始旋轉，之後在經過預定時間段後轉變為每分鐘10轉的速度。另外，速度的改變可以是階段性的也可以是連續性的。
e.初步乾燥步驟中雙螺旋玻璃管的傾斜角度在第一和第二實施例中，在初步乾燥步驟中雙螺旋玻璃管的傾斜角度為使得螺旋軸線相對於垂直軸線成100度或80度。然而，傾斜角度可以為使得螺旋軸線和垂直軸線之間的角度處於包括45度至150度在內的範圍內。這樣做的原因如下所述。
圖19示意性地示出了當雙螺旋玻璃管傾斜45度旋轉時，雙螺旋玻璃管內表面上懸浮液的流動。在圖19中示出的雙螺旋玻璃管350沿穿過螺旋軸線的垂直方向切割。如圖19所示，通過沿Y方向旋轉雙螺旋玻璃管350，在雙螺旋玻璃管350內的最低位置PA處聚積的懸浮液351到達內表面的最高位置PB處。
在每個玻璃管350橫截面頂側位置的懸浮液351沿螺旋方向向下流動。在此，在到達頂部位置PB時，懸浮液351不僅沿螺旋方向而且沿從頂部到底部的方向流動(在圖19中由箭頭示出)。
因此，即使懸浮液351在雙螺旋玻璃管350的低位置PA處過量積聚，當由於雙螺旋玻璃管350的旋轉，懸浮液下次到達高位置PB處時，懸浮液也沿不同於懸浮液流到高位置PB時所沿的方向向下流動，因此較薄地塗在雙螺旋玻璃管350的內表面上。所以，雙螺旋玻璃管即使稍微傾斜使得懸浮液沿與懸浮液流到高位置PB時所沿的方向不同的方向向下流動，也可以避免螢光層的厚度不一致性。然而，如所描述的，為了有效地減小厚度不一致性，螺旋軸線和垂直軸線之間的角度應該在45度至150度的範圍內。
注意即使當螺旋軸線和垂直軸線之間的角度為150度時，懸浮液也以相同方式流動並且螢光層均勻地形成於雙螺旋玻璃管的內表面上。
(2)球狀體儘管在所述的實施例中沒有罩住弧形管的球狀體，然而該燈可以配置有球狀體。應該注意的是，因為在照明過程中熱量在球狀體內積聚，有球狀體的燈在照明過程中其弧形管的溫度高於沒有球狀體的燈。
圖20是局部切割的封閉在球形體內的燈的前視圖。該燈401包括一個安裝在握持器441上並且被球狀體406罩住的弧形管402。
球狀體406在其開口側插入到殼體404內，且在開口側上球狀體406一端部的外圓周在殼體404的開口側固定到殼體404端部的內圓周上。注意該燈具有約55mm的最大外徑D和約114mm的長度。
與白熾燈相似，球狀體406由裝飾玻璃製成，並且為「A」形。為了將來自於弧形管2的光漫反射，球狀體406的內表面用漫射膜(標出)覆蓋。漫射膜用，例如，一種其主要成分為碳酸鈣的粉末製成。
一種由矽樹脂製成並且在照明過程中將弧形管402的熱量傳遞給球狀體406的熱傳導介質415配置在球狀體內側的底端部分。弧形管402的突出部493嵌入到熱傳導介質415內，由此藉助於熱傳導介質415將弧形管402和球狀體406熱連接。
(3)彎曲玻璃管(弧形管)的形狀在上述實施例中，弧形管在轉折部分彎曲，並且從彎曲處開始的兩側繞一軸線卷繞，一直到玻璃管的相應的端部，以便在整體上形成雙螺旋構造。然而，弧形管也可以採用其他形狀，包括構成弧形管的玻璃管從其轉折部分僅向玻璃管的一端卷繞，從而形成單螺旋構造的形狀。可供選擇的，在同樣形成雙螺旋構造的玻璃管中，該構造是繞一軸線從轉折部分向玻璃管的兩端卷繞，玻璃管的這些端部可以布置成基本沿軸線方向延伸。
即使用於具有不是雙螺旋形狀的彎曲玻璃中時，上述實施例的生產方法也減小了螢光層厚度的不一致性。
(4)其它儘管將本發明描述為60W白熾燈的替代品，然而本發明可以應用於40W白熾燈的替代品中或100W白熾燈的替代品中。另外，儘管在各實施例中將本發明描述為應用於具有雙螺旋弧形管的緊湊自鎮流螢光燈中，然而，本發明也可以應用於，例如，不包括電子鎮流器的螢光燈中。
儘管參考伴隨的附圖運用例子對本發明進行了充分地描述，應注意的是不同的改變或更改對本領域普通技術人員來說是顯而易見的。因此，除非這些改變或更改脫離了本發明的範圍，否則它們應該被推斷為包含在本發明的範圍內。
權利要求
1.一種用於生產一種弧形管的方法，其中將螢光層形成於一個彎曲玻璃管的內表面上，該方法包括一個形成步驟，包括將一玻璃管彎曲以在其中形成一個轉折部分、接著沿第一方向在預定軸線上從該轉折部分到該玻璃管的至少一端卷繞該玻璃管，由此形成所述的彎曲玻璃管；一個用螢光體懸浮液在彎曲玻璃管的內表面上進行塗覆的塗覆步驟；以及一個初步乾燥步驟，該步驟在該軸上沿一個使所述的彎曲玻璃管處於一種所述軸線相對於一垂直軸線傾斜的傾斜狀態，與第一方向相反的第二方向旋轉所述彎曲玻璃管時，乾燥塗在內表面上的螢光體懸浮液。
2.如權利要求1所述的弧形管生產方法，其特徵在於在初步乾燥步驟中，將所述懸浮液乾燥直到其不再在自身重力作用下流動為止。
3.如權利要求1所述的弧形管生產方法，其特徵在於在初步乾燥步驟中，所述彎曲玻璃管傾斜成所述軸線和垂直方向之間的角度處於包括45度至150度在內的範圍內。
4.如權利要求1所述的弧形管生產方法，其特徵在於將所述玻璃管在所述軸線上沿第一方向從所述轉折部分到每一端捲曲，由此形成具有雙螺旋形狀的彎曲玻璃管。
5.如權利要求4所述的弧形管生產方法，其特徵在於在初步乾燥步驟中，所述彎曲玻璃管傾斜成所述軸線和垂直方向之間的角度處於包括90度至150度在內的範圍內。
6.如權利要求1所述的弧形管生產方法，其特徵在於所述懸浮液的粘度處於包括3.0*10-3Pa.s至5.0*10-3Pa.s在內的範圍內。
7.如權利要求1所述的弧形管生產方法，其特徵在於所述彎曲玻璃管在一個包括2轉/分至20轉/分在內的範圍內旋轉。
8.如權利要求1所述的弧形管生產方法，其特徵在於在將懸浮液注入所述彎曲玻璃管內時，該玻璃管外表面的溫度處於包括30℃至60℃在內的範圍內。
9.如權利要求1所述的弧形管生產方法，其特徵在於在初步乾燥步驟之前進行一個排出步驟，該排出步驟用於通過重力將懸浮液通過所述彎曲玻璃管的一端從該彎曲玻璃管中排出。
10.如權利要求9所述的弧形管生產方法，其特徵在於在所述的排出步驟中，彎曲玻璃管以2轉/分至20轉/分範圍內的速度旋轉，旋轉軸為所述的螺旋軸。
11.如權利要求10所述的弧形管生產方法，其特徵在於在所述的排出步驟中，從懸浮液排出開始，所述彎曲玻璃管旋轉至少15秒，並且不多於60秒。
12.如權利要求10所述的弧形管生產方法，其特徵在於在所述的排出步驟中，使彎曲玻璃管相對於垂直方向傾斜旋轉。
13.如權利要求12所述的弧形管生產方法，其特徵在於將所述的彎曲玻璃管以包括5度至90度在內的範圍內的角度傾斜。
14.如權利要求1所述的弧形管生產方法，其特徵在於所述懸浮液為水基的，且包括用於產生三色譜帶的螢光體。
15.如權利要求1所述的弧形管生產方法，其特徵在於所述懸浮液為乙酸丁酯基的，且包括用於產生三色譜帶的螢光體。
全文摘要
一種緊湊自鎮流螢光燈包括一個弧形管，其中將螢光層形成於一個形成雙螺旋的雙螺旋彎曲玻璃管的內表面上。該螢光層通過下列步驟形成一個將用於形成螢光層的懸浮液注入到該雙螺旋玻璃管內的步驟；一個用所述懸浮液對該雙螺旋玻璃管的內表面進行塗覆的步驟；一個將懸浮液從雙螺旋玻璃管內排出的步驟；一個將懸浮液初步乾燥直到該懸浮液不再在自身重力作用下流動為止的步驟，該步驟是在將雙螺旋玻璃管進行旋轉時進行的，且該雙螺旋玻璃管處於其螺旋軸相對於垂直軸成100度，並且轉折部分向下的狀態；以及完全乾燥已部分乾燥了的雙螺旋玻璃管的步驟。
文檔編號H01J9/00GK1530338SQ200410007418
公開日2004年9月22日 申請日期2004年1月21日 優先權日2003年1月28日
發明者飯田史朗, 天野豐一, 板谷賢二, 一, 二 申請人:松下電器產業株式會社