ネオンサイン

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背景

ネオンサインは、ガスを充填し、文字や装飾的なデザインの形に曲げられたガラス管で作られた照明ディスプレイです。ガスに高電圧電流を流すと、管が発光します。これらの標識には元々ネオンガスが使用されていましたが、他のいくつかのガスも使用されています。これらのガスは、ガラス管のさまざまな色合いとリン光コーティングとともに、50を超える鮮やかな色のスペクトルを生成します。ネオンサインは、ビールの小さな広告看板のように単純な場合もあれば、ラスベガスのカジノの多層ファサードのように複雑な場合もあります。

ネオンサインは、さまざまなガスが高電圧電流にさらされた科学実験から発展しました。 1856年、ハインリッヒガイスラーは、ガラス管に密封された低圧ガスに高電圧の交流電流を流すことで光源を製造しました。その後の実験では、ほとんどすべてのガスが電流を流し、多くのガスが光を生成することが示されました。問題は、二酸化炭素などの一般的なガスのほとんどが、密閉されたチューブ内の通電電極と反応することでした。これにより、光がスパッタされて死ぬまで、電極の効率が急速に低下しました。 1898年、ウィリアム・ラムゼー卿とモーリス・ウィリアム・トラバースは、液体空気の分別蒸留の方法を開発しました。その過程で、彼らは希ガス元素であるネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンを発見しました。密閉されたガラス管でこれらのガスを使用して、ネオンの明るい赤みがかったオレンジ色からアルゴンの強い灰色がかった青または紫までの範囲の色付きの光源を生成しました。これらのガスは着色光を生成するだけでなく、化学的に不活性であり、電極と反応しませんでした。

液体空気の分別蒸留は、フランスのジョルジュクロードとドイツのカールフォンリンデがより経済的な方法を開発した1907年まで高価なプロセスでした。ジョルジュ・クロードの当初の関心は、病院や産業で使用するために大量の酸素を生産することでした。この蒸留プロセスによっても生成された希ガスには市場が整っていなかったため、クロードは潜在的な用途を模索しました。ラムゼイとトラバーズの以前の実験的研究を利用して、彼はネオンガスで満たされたチューブを使用して照らされた標識を促進し始めました。彼は1910年にパリの博覧会で最初のネオンサインを展示し、1912年に最初の商業施設を作りました。1915年までに、ビジネスは非常に有望で、クロードネオンサイン会社を設立し、フランチャイズの販売を開始しました。

ネオンサインは、ロサンゼルスの自動車ディーラーであるアールC.アンソニーがパッカードのディーラーのためにクロードのサインを2つ購入したときに、1923年に米国にやって来ました。 1920年代から1930年代にかけて、ネオンチューブは看板や装飾的なディスプレイに使用され、多くの建物の建築に欠かせないものになりました。 1947年までに、ラスベガスのいくつかのカジノは、精巧なネオンライトで注目を集め始めました。

1950年代から1960年代にかけて、ネオンサインは蛍光灯で内側から照らされたプラスチックのサインによってゆっくりと置き換えられました。最近、ネオンは商業看板と芸術的媒体の両方で復活しました。ロサンゼルスのネオンアート美術館には、歴史的および現代的なネオン作品が展示されています。また、実施します 市内のネオン展示の注目すべき例の毎月のツアー。

原材料

ネオンガスはもともとネオンサインに使用されていましたが、現在は赤とオレンジの製造にのみ使用されています。アルゴン、またはアルゴンとネオンの混合物は、ほとんどの標識で使用されます。光の強さを改善するために、少量の水銀がアルゴンに加えられて、強い青色の光を生成します。この光は、ガラス管の内側にコーティングされたさまざまな発光リン光材料に衝突して、さまざまな色を生成します。さまざまな色の光学的色合いを使用することもできます。また、強い青色光が必要な場合は、ガラスを透明のままにしておくこともできます。キセノン、クリプトン、およびヘリウムガスは、特殊な色の効果のために使用されることがあります。

ネオンサインに使用されているガラス管は、曲げたり成形したりしやすい柔らかい鉛ガラスでできています。直径は0.3インチ（8 mm）から1.0インチ（25 mm）の範囲で、長さは4-5フィート（1.2-1.5 m）です。

照らされたチューブのセクションの両端の電極は、通常、非常に純粋な鉄で作られています。 一端が開いた円筒形のガラスジャケットまたは封筒に囲まれています。ワイヤーが金属電極に取り付けられ、ガラスエンベロープの閉じた端を通過します。閉じた端はサインチューブの端にシールされ、開いた端はチューブに突き出ています。

標識に電力を供給するための高電圧電力は、電線からの120ボルトを標識用に最大15,000ボルトに変換する変圧器によって供給されます。ネオンサインの一般的な定格電流は30〜60ミリアンペアですが、変圧器のサイズは通常その2倍です。変圧器は、GTOワイヤーと呼ばれる、少なくとも7,500ボルトで絶縁された特別なワイヤーを使用して標識の電極に接続されます。このワイヤーは、照明付きチューブの個々のセクションを直列に接続するためにも使用されます。ワイヤは、一端にバネ接続が付いたホウケイ酸ガラス製の絶縁ハウジングを介して変圧器に接続されています。変圧器と電線は別のメーカーから購入し、看板メーカーが設置します。

サインチューブはいくつかの方法でサポートされています。小さな屋内看板には通常、チューブと電源トランスの両方をサポートする薄い鋼の骨格フレームワークがあります。フレームワークは黒く塗られているので見えにくく、看板が空間に浮かんでいるように見えます。大きな屋外標識は、木、鋼、またはアルミニウムの構造で支えられている場合があります。ガラス管は、金属ベースのガラスサポートによって保持されています。変圧器は、天候から保護するためにキャビネット内に配置されています。

デザイン

ネオンサインの製造は、機械的なプロセスであると同時に芸術でもあります。だけで いくつかの例外は、各記号が一意であり、使用可能なスペースの範囲内で目的の表示に合うように設計する必要があります。チューブの直径、チューブを曲げることができる最小半径、および変圧器に電力を供給するチューブの全長を考慮すると、最終的な設計が制限されます。たとえば、チューブの直径が小さいほど、光は明るくなります。逆に、直径の小さいチューブはより多くの電力を必要とするため、1つの変圧器が処理できるチューブの全長が制限されます。

製造
プロセス

ネオンサインの製造は、主に手動プロセスです。これは、チューブを曲げて電極を取り付け、チューブ内から不純物を取り除き、空気を抜いてガスを追加することで構成されます。次のプロセスが一般的です。

チューブの準備

• 1ある長さのガラス管を洗浄し、コーティング機に垂直に置きます。機械は液体リン光剤懸濁液を上向きにチューブに吹き込み、次にそれを底から排出させます。チューブは、コーティングを乾燥させるオーブンに垂直に配置されます。色合いも同様の方法で適用されます。ネオンで満たして赤またはオレンジの光を形成するか、アルゴンで青の光を形成するチューブは、透明なままにしておきます。

チューブを曲げる

• 2看板のデザインは、耐熱性のアスベストシートに実物大で配置されています。ガラス管は、さまざまなバーナーを使用して慎重に加熱および軟化させます。 24インチ（61 cm）以上のガス焚きリボンバーナーを使用して、丸い文字の曲線とスクリプトの曲線を作成します。より短い長さを加熱するために、より小さなハンドトーチが使用されます。アスベストテンプレートをガイドとして使用して、チューブを手で曲げます。チューブベンダーは、曲げを行う適切なタイミングを決定するために、ガラスの熱伝達と軟化の程度を感じることができなければならないため、保護手袋を着用しません。軟化したチューブがつぶれるのを防ぐために、チューブベンダーはブローホースと呼ばれる短い長さのフレキシブルホースを一端に取り付けます。ガラスがまだ柔らかいうちに、チューブベンダーがホースにそっと吹き込み、チューブを元の直径に戻します。直径が制限されているチューブは正しく動作しません。
• 3ほとんどの大きなネオンサインは、ガラス管のいくつかのセクションでできています。各セクションの長さは8〜10フィート（2.4〜3.1 m）で、実際的な制限と見なされます。各セクションを作成するには、2つの長さのチューブの端を加熱して接続します。レタリングまたはデザインの形状がセクションに形成されると、電極が加熱され、両端に融合されます。チューブと呼ばれる小さなポートが追加され、真空ポンプでチューブを排気できるようになっています。このチュービュレーションポートは、電極の1つの一部である場合もあれば、チュービングに結合された別個の部品である場合もあります。

チューブへの衝撃

• 4衝撃と呼ばれるプロセスを使用して、ガラス、リン光物質、および電極から不純物を除去します。まず、チューブ内の空気を排出します。真空が特定のレベルに達した後、圧力が水銀の0.02〜0.04インチ（0.5〜1.0 mm）の範囲になるまで、乾燥した空気をチューブに戻します。チューブが長いほど、圧力を低くする必要があります。非常に大電流の変圧器が電極に接続されています。通常30ミリアンペアで動作する可能性のある長さのチューブの場合、400〜750ミリアンペアを爆撃プロセスに使用できます。大電流はガラスを約420°F（216°C）に加熱し、金属電極は約1400°F（760°C）に加熱されます。この加熱により不純物が材料から押し出され、真空ポンプが不純物をシステムから運び出します。

チューブの充填

• 5チューブが冷却されたら、ガスを低圧で挿入します。標識が適切に動作し、長寿命であるためには、ガスに不純物が含まれていない必要があります。直径0.6インチ（15 mm）のチューブの通常の充填圧力は、約0.5インチ（12 mm）の水銀です。次に、チュービュレーションポートが加熱されて密閉されます。

チューブのエージング

• 6完成したガス充填チューブは、エージングプロセスにかけられます。このプロセスは、「チューブ内での燃焼」と呼ばれることもあります。目的は、チューブ内のガスを安定させて適切に動作させることです。多くの場合、通常の動作電流よりわずかに高い定格の変圧器が電極に取り付けられています。ネオンを使用する場合、チューブは15分以内に完全に点灯するはずです。アルゴンの場合、最大で数時間かかる場合があります。少量の水銀をアルゴン管に加える場​​合は、最初に液滴を管状ポートに入れてから密封しました。次に、エージングプロセスの後、液滴を一方の端からもう一方の端に転がして電極をコーティングします。ガスのちらつきやチューブのホットスポットなどの問題は、チューブを開いて、衝撃と充填のプロセスを繰り返す必要があることを示しています。

インストールとマウント

• 7つの小さなネオンサインがフレームワークに取り付けられ、店内に配線されています。より大きな標識は、ばらばらに取り付けられ、それらが相互接続され配線されている建物または他の支持構造物の所定の位置に配置される場合があります。非常に大規模なインストールでは、インストールに数か月かかる場合があります。

品質管理

適切に動作するネオンサインを作成するには、純粋な材料と慎重な製造プロセスが必要です。しっかりと構築されたネオンサインは、30,000時間以上の寿命を持つ必要があります。比較として、平均的な100ワットの電球の定格寿命は750〜1,000時間です。

ネオンサインは、ULリストを取得するためにUnderwritersLaboratoriesの要件を満たしている必要があります。これには、独立した試験機関による一連の試験が必要です。ネオンサインは、National ElectricalCodeの要件も満たしている必要があります。屋外標識は、その構造および電気配線において地域の建築基準に準拠する必要があります。

未来

ネオンサインの設計における最近の開発には、古いネオンサインの可聴ハムを過去のものにする小型の電子変圧器が含まれています。点滅したり動いたように見えるネオンサインは、以前の電気機械式カムアンドスイッチコントロールに取って代わったプログラム可能な電子コントロールによって制御されるようになりました。

ネオンディスプレイは、電話や自動車のナンバープレートフレームなどの消費者向け製品にも採用されています。 「派手な」車の究極のために車の外装の一部を覆うネオンディスプレイさえあります。

ネオンサインは、引き続き関心と用途の復活を享受することが期待されています。一部の日本企業は、現在一般的に使用されている50色程度をはるかに超えてネオンライトのパレットを拡大しています。動いているように見えるネオンディスプレイも、コンピューター制御の助けを借りて、より複雑で派手になっています。