CN102292793A - 金属卤化物灯 - Google Patents

Abstract

在由紫外线透过性的石英玻璃制成的、包括具有气密性的放电空间(10)的气密容器(11)的轴向上，相向配置有一对放电用的电极(121、122)。在放电空间内封入由为了维持电弧放电的状态的充足量的稀有气体、水银、发射紫外线的适量的铊以及卤素组成的封入物，从而构成发射350～380nm的紫外线的金属卤化物灯。通过将该金属卤化物灯发射的紫外线照射到含有光引发剂的紫外线固化性树脂组成物，能够提高该树脂组成物的固化速度。

Description

金属卤化物灯

技术领域

本发明涉及一种用于以高发光效率使在特定区间具有吸收波长区域的光引发剂作用的金属卤化物灯，更加详细来说，本发明涉及一种使特定波长的紫外线的发光效率上升得到高光强，从而使含有光引发剂的紫外线固化性树脂组成物的固化速度加快的金属卤化物灯。

背景技术

利用从紫外线灯发射出来的紫外线，向在特定区间的吸收波长区域能固化的树脂组成物中混入光引发剂，从而促进组成物的固化，作为上述这样的装置，已知有已经被日本专利特表2007-525540号公报所公开的装置。

该公报所述的技术中，作为向对于350～380nm的长波长紫外线具有吸收波长区域的光引发剂照射紫外线的光源，使用了铁系金属卤化物灯。这样的灯虽然在350～380nm之间具有较宽的波长区域，但是单波长的光强不是那么高，存在固化时需要较长时间的问题。

背景技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特表2007-525540号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于提供一种金属卤化物灯，所述金属卤化物灯使特定波长的紫外线的发光效率上升得到高光强，从而能够使含有光引发剂的紫外线固化性树脂组成物的固化速度加快。

解决课题的手段

本发明的一个形态所涉及的金属卤化物灯，对紫外线固化性树脂组成物照射紫外线，所述紫外线固化性树脂组成物含有至少对350～380nm的长波长紫外线具有吸收波长区域的光引发剂，所述金属卤化物灯包括：由紫外线透过性的材料制成的气密容器；一对由耐火性金属制成的被封装于所述气密容器内的放电电极；以及含有氩气、水银、以及卤化铊的被封入于所述气密容器的封入物。

发明效果

利用本发明的金属卤化物灯，向在350～380nm之间具有吸收波长区域的光引发剂照射紫外线时，与利用以往的铁系金属卤化物灯照射紫外线的情况相比，能够提高发光效率，从而能够提高含有该光引发剂的固化性的树脂组成物的固化速度。

附图说明

图1是用于对本发明的金属卤化物灯的一实施形态进行说明的基本构造图。

图2是放大表示图1的局部的构成图。

图3是用于对不同的光引发剂的相对于发光波长的各自的吸收率进行说明的说明图。

图4是用于对本发明的实施例1和以往的光谱分布和光强进行说明的说明图。

图5是放大表示图3的(a)的说明图。

图6是用于对本发明的实施例1和以往的光引发剂的效果进行说明的说明图。

图7是用于对碘化铊封入量为0.040mg/cc的情况下的对铊系金属卤化物灯的轴向左右分别测得的光谱和照度的关系进行说明的说明图。

图8是用于对碘化铊封入量为0.036mg/cc的情况下的对铊系金属卤化物灯的轴向左右分别测得的光谱和照度的关系进行说明的说明图。

图9是用于对碘化铊封入量和光引发剂4，4’-双(二乙氨基)苯甲酮(英文：4，4’-Bis(diethylamino)benzophenone；日文：4，4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフエノン)的固化比率的优良与否进行说明的说明图。

图10是用于对碘化铊封入量和光引发剂4，4’-双(二甲氨基)二苯甲酮(英文：4，4’-Bis(dimethylamino)benzophenone；日文：4.4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフエノン)的固化比率的优良与否进行说明的说明图。

具体实施方式

下面，参照附图对实施本发明的最佳形态进行详细说明。

图1是用于对本发明的金属卤化物灯的一实施形态进行说明的基本构造图，图2是放大表示图1的局部的构成图。

图1、图2中，在气密容器11的长度方向两端的内部，隔着一定间隔配置有由例如钨材料形成的电极121、122，所述气密容器11由具有紫外线透过性的石英玻璃制成，并形成有放电空间10。电极121、122分别通过内引线131、132被熔接到例如钼制的金属箔141、142的一端。在金属箔141、142的另一端上，被熔接着未图示的外引线的一端。气密容器11中的金属箔141、142的部分，通过对与从内引线131、132到外引线的一端为止的部分相对应的气密容器11进行加热而被密封。

另外，金属箔141、142只要是与形成气密容器11的石英玻璃的热膨胀率相近的材料什么都可以，作为与该条件相适应的材料，在此一般使用钼。

一端分别与金属箔141、142相连接的外引线，在具有耐热性、绝缘性的例如陶瓷制的插座151、152的内部，与供电用的引线161、162电连接。插座151、152将引线161、162绝缘密封。引线161、162上连接有未图示的电源电路。

在气密容器11内，作为封入物，封入有1.3kPa的用于维持电弧放电所必需的氩气，且封入有作为用于发射紫外线的金属的铁、Hg(水银)等。

如此构成的金属卤化物灯，能够利用在紫外线区域具有光谱特性的发光金属铁进行紫外线的照射。被照射该紫外线的紫外线固化性的树脂组成物，含有通过照射该紫外线而引发该树脂组成物的聚合性树脂开始聚合的光引发剂。

作为光引发剂可以考虑使用(a)4，4’-双(二乙氨基)苯甲酮、(b)4-二乙基氨基乙酰苯(英文：4-Diethylaminoacetophenone；日文：4-ジエチルアミノアセトフエノン)、(c)4-二甲基氨基苯乙酮(英文：4-Dimethylaminoacetophenone；日文：4-ジメチルアミノアセトフエノン)、(d)苯偶酰(英文：Benzil；日文：ベンジル)、(e)硫杂蒽酮(英文：Thioxanthone；日文：チオキサントン)、(f)二苯甲酮(英文：Benzophenone；日文：ベンゾフエノン)、(g)4，4’-双(二甲氨基)二苯甲酮。

图3是用于对(a)～(g)各种光引发剂的相对于发光波长的各自的吸收率进行说明的说明图。在此，在(a)～(g)的光引发剂中，使用至少在350～380nm的波长区域内相对于发光波长的吸收率较高的光引发剂(a)、(g)。

下面，关于由气密容器11的外径φ为27.5mm、壁厚m为1.5mm、发光长度L为1000mm的一层管构成的灯，对使用铁作为发光金属的灯和铊作为发光金属封入的本发明的实施例进行比较，来对本发明的实施例进行说明，本发明的实施例所生成的紫外线用于加快至少在350～380mm的长波长紫外线具有吸收波长区域的光引发剂的聚合的促进速度。

另外，与对作为以下各实施例中的光引发剂的(a)4，4’-双(二乙氨基)苯甲酮照射了铁系金属卤化物灯的紫外线的以往的情况进行比较。

实施例1

实施例1中，在气密容器11内，作为封入物封入了为了维持电弧放电所必需的氩气1.3kPa、水银、以及作为用于发射紫外线的金属的铊的碘化物，制成铊系金属卤化物灯。

对该铊系金属卤化物灯所发射的紫外线以及铁作为用于发射紫外线的金属被封入了的铁系金属卤化物灯所发射的紫外线对于作为固化性的树脂组成物所含有的光引发剂的4，4’-双(二乙氨基)苯甲酮所起到的效果进行说明。

在此，对铊系金属卤化物灯和铁系金属卤化物灯分别以输入功率12000W、灯电压1100V、灯电流10.9A的同样方法照射紫外线的情况进行考察。图4表示本发明的铊系金属卤化物和铁系的金属卤化物的各自的光谱分布和光强。如图4所明示的那样，对于使树脂组成物所含有的光引发剂固化所必需的350～380nm的长波长紫外线，铊系金属卤化物灯更为优良。

图5仅放大表示图3(a)的光引发剂(a)4，4’-双(二乙氨基)苯甲酮的对于发光波长的吸收率。

金属卤化物灯的发光光谱曲线为α(λ)，光引发剂的吸引光谱曲线为φ(λ)的情况下，使用灯和光引发剂的反应由下式表示。另外，如图5所示，a表示发光光谱的短波长，b表示发光光谱的长波长。

(公式1)

${\∫}_a^b\mathrm{\α}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\φ}\left(\mathrm{\λ}\right)=\underset{a}{\overset{b}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\α}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\φ}\left(\mathrm{\λ}\right)$

在此，在发光光谱的波长a为350nm、波长b为380nm的情况下，对铊系金属卤化物灯和铁系金属卤化物灯的光引发剂的引发效果比率进行比较，得出如图6所示的结果。

即，铁系金属卤化灯作为100％时，铊系金属卤化物灯为112％。这表示了向含有4，4’-双(二乙氨基)苯甲酮的固化性树脂照射铊系金属卤化物灯的紫外线时，固化速度提高了12％。

该实施形态中，将铊系金属卤化物灯的紫外线照射到在350～380nm之间具有吸收波长区域的光引发剂时，与将铁系金属卤化物灯的以往的紫外线对该光引发剂照射的情况相比能够提高发光效率，能够提高固化性的树脂组成物的固化速度。在实施例1中，以封入了碘化铊的灯为例进行了说明，但并不限定于碘化物，封入其他的卤化物也能够得到同样的效果。也就是说，只要封入在电弧放电中铊容易在气密容器内蒸发的化合物即可。

(实施例2)接着，参照图7、图8对本发明的实施例2进行说明。图7、图8表示对于发光长度为1000mm的灯，在各自的碘化铊封入量不同的情况下，对金属卤化物灯的轴向左与右的光谱和照度的关系分别测定的结果。图7表示碘化铊封入量为0.040mg/cc的情况，图8表示碘化铊封入量为0.036mg/cc的情况。

在图7的碘化铊封入量为0.040mg/cc时照射紫外线的情况下，在轴向上发生分离发光从而左右的光谱分布产生差异，存在给被照射物带来不良影响的可能性。由该分离发光所引起的问题在发光长度为200mm以上的灯中尤为显著。

我们认为左右的光谱分布的不同是因为碘化铊的饱和蒸气压的关系上碘化铊在灯管的左右不同，因此该左右的碘化铊量的差异作为光谱分布的不同体现出来。

在图8的碘化铊封入量为0.036mg/cc时照射紫外线的情况下，没有发现轴向上分离发光的发生，左右的光谱分布相同，得到了对于被照射物的高均匀度。因此，通过在左右得到高均匀度能够提高固化性的树脂组成物的固化速度。

图9是对利用铁金属卤化物灯和实施形态所涉及的铊系金属卤化物灯向引发剂4，4’-双(二乙氨基)苯甲酮照射紫外线时的各自的固化时间的比进行说明的说明图。

即，碘化铊封入量为0.01mg/cc以上的情况下，实施形态所涉及的金属卤化物灯的固化时间，相对于铁金属卤化物灯的固化时间为101％以上。碘化铊的量为0.006mg/cc以下的情况下，实施形态所涉及的金属卤化物灯的固化时间为铁金属卤化物灯的固化时间以下。但是，碘化铊量为0.04mg/cc以上的情况下，虽然提高了固化时间，但是存在着如上述那样发生发光分离，从而导致不同地方的固化时间有早有晚的问题。

因此可以得知，对光引发剂4，4’-双(二乙氨基)苯甲酮照射紫外线的铊系金属卤化物灯的碘化铊的封入量为0.01～0.036mg/cc的情况下，与使用铁金属卤化物的情况相比能够得到更有利的结果。

另外，图10是对利用铁金属卤化物灯和实施形态所涉及的铊系金属卤化物灯向引发剂4，4’-双(二甲氨基)二苯甲酮照射紫外线时的各自的固化时间的比进行说明的说明图。

这种情况下，碘化铊封入量为0.006mg/cc以上的情况下，实施形态所涉及的金属卤化物灯的固化时间，相对于铁金属卤化物灯的固化时间为101％以上。碘化铊的量为0.002mg/cc以下的情况下，实施形态所涉及的金属卤化物灯的固化时间为铁金属卤化物灯的固化时间以下。但是，碘化铊量为0.04mg/cc以上的情况下，虽然提高了固化时间，但是存在着如上述那样发生发光分离，从而导致不同地方的固化时间有早有晚的问题。

因此可以得知，对光引发剂4，4’-双(二甲氨基)二苯甲酮照射紫外线的铊系金属卤化物灯的碘化铊的封入量为0.006～0.036mg/cc的情况下，与使用铁金属卤化物的情况相比能够得到更有利的结果。

由此可以得知，碘化铊封入量过多或者过少都无法提高对350～380nm的长波长紫外线具有高吸收率的固化性树脂组成物的固化速度。

因此可以得知，作为提高对350～380nm具有高吸收率的固化性树脂组成物的固化速度的条件的碘化铊的封入量X(mg/cc)，在4，4’-双(二乙氨基)苯甲酮作为光引发剂的情况下为0.01～0.036的范围内。另外，在4，4’-双(二甲氨基)二苯甲酮作为引发剂的情况下为0.006～0.036的范围内。

根据该实施形态，能够提高含有对350～380nm的长波长紫外线具有高吸收波长区域的光引发剂的紫外线固化性树脂组成物的固化速度。

Claims (5)

1.一种金属卤化物灯，对紫外线固化性树脂组成物照射紫外线，所述紫外线固化性树脂组成物含有至少对350～380nm的长波长紫外线具有吸收波长区域的光引发剂，所述金属卤化物灯的特征在于，包括：

由紫外线透过性的材料制成的气密容器；

一对由耐火性金属制成的被封装于所述气密容器内的放电电极；以及

含有氩气、水银、以及卤化铊的被封入于所述气密容器的封入物。

2.如权利要求1所述的金属卤化物灯，其特征在于，所述光引发剂含有4，4’-双(二乙氨基)苯甲酮。

3.如权利要求2所述的金属卤化物灯，其特征在于，所述封入物中含有的卤化铊为碘化铊，

碘化铊封入量X(mg/cc)为0.01≤X≤0.036。

4.如权利要求1所述的金属卤化物灯，其特征在于，所述光引发剂含有4，4’-双(二甲氨基)二苯甲酮。

5.如权利要求4所述的金属卤化物灯，其特征在于，所述封入物中含有的卤化铊为碘化铊，碘化铊封入量X(mg/cc)为0.006≤X≤0.036。

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