CN103578910A - 长弧型金属卤化物灯 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供长弧型金属卤化物灯，其通过增加发光管内的金属镓的量从而提高了灯照度、同时实现了期望的均匀度。所述长弧型金属卤化物灯用于使紫外线固化性的油墨、涂料或接合剂干燥固化，其中，在发光管内至少封入有水银、稀有气体以及碘化镓，对于所述发光管来说，弧长La在500mm≤La≤3000mm的范围，所述碘化镓中所含有的金属镓量与水银量的比Ga(mg/cc)/Hg(mg/cc)在3.0E-03≤Ga(mg/cc)/Hg(mg/cc)≤2.5E-02的范围，作为灯的发光不均的指标的均匀度在70%以上。

Description

长弧型金属卤化物灯
技术领域
本发明涉及长弧型金属卤化物灯。更具体而言，本发明涉及在发光管中封入了镓(Ga)的长弧型金属卤化物灯，其用于使紫外线固化性(UV cure)的油墨、涂料、接合剂等固化。
背景技术
例如像印刷行业的紫外线印刷(UV胶印)，在玻璃、金属、纸、塑料等(印件(ワーク))的表面涂布紫外线固化性的油墨、涂料或接合剂，并且照射紫外线从而进行固化干燥，为此利用了水银灯或金属卤化物灯。
与水银灯相比，金属卤化物灯为下述灯，其中，通过对发光管内的封入元素进行深入研究，使作为水银的亮线之一的365nm附近的光的波长区域向高波长区域位移，从而形成对于使油墨等固化干燥有效的波长区域400nm～410nm附近的光。
专利文献10中记载有如下所述的小型金属卤化物灯，该小型金属卤化物灯在发光管内封入了碘化镓和碘化铁，其用途是使紫外线固化性的油墨或涂料固化干燥。在专利文献4中记载有在管输入功率为12kW条件下负荷为240W/cm的灯作为紫外线固化用灯，其中，在石英玻璃发光管内封入了水银、氩气、以及铁和锡的卤化物。
近年来，这种管输入功率较大的金属卤化物灯也用于液晶的贴合等接合。这种灯具备长条状的发光管、且在该发光管的两端具有一对对电极，其被称为长弧型金属卤化物灯。最近，作为照射对象的液晶面板的面积越来越大型化从而导致紫外线被照射部增大，因此灯的弧长也越来越长条化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭47-044975“放电灯”(公开日：1972年02月23日)(日本专利第0898635号)岩崎电气株式会社
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专利文献3：日本特开平03-15148“金属卤化物灯”(公开日：1991年01月23日)(日本专利第3060461号)三菱电机株式会社
专利文献4：日本特开平07-245081“紫外线固化用灯”(公开日：1995年09月19日)岩崎电气株式会社
专利文献5：日本特开平10-302722“金属蒸气放电灯”(公开日：1998年11月13日)(日本专利第3651535号)岩崎电气株式会社
专利文献6：日本特开平10-308196“金属蒸气放电灯”(公开日：1998年11月17日)(日本专利第3648917号)岩崎电气株式会社
专利文献7：日本特开平11-135066“金属蒸气放电灯”(公开日：1999年05月21日)岩崎电气株式会社
专利文献8：日本特开平11-162401“金属蒸气放电灯用封入物”(公开日：1999年06月18日)岩崎电气株式会社
专利文献9：日本特开平11-329352“金属卤化物灯及照明装置”(公开日：1999年11月30日)松下电工株式会社
专利文献10：日本特开2001-015064“紫外线放电灯及紫外线照射装置”(公开日：2001年01月19日)COSMO ENGINEERING株式会社，株式会社UV
专利文献11：日本特开2003-217507“金属卤化物灯”(公开日：2003年7月31日)(日本专利第4178951号)松下电工株式会社
专利文献12：日本特开2007-184272“无水银放电组合物及内置镓的灯”(公开日：2007年07月19日)General Electric Company
专利文献13：日本特开2011-048944“长弧型金属卤化物灯”(公开日：2011年03月10日)USHIO INC.株式会社
发明内容
发明所要解决的问题
为了在相同输出功率的条件下使灯长条化，并且在短时间内对油墨、接合剂进行干燥固化从而提高工作效率，需要进一步提高灯照度。如上述专利文献10所述，为了提高灯照度，以碘化物的方式封入金属镓Ga是有效的。
但是，根据本发明人的经验可知：若通过增加金属镓的量来提高灯照度，则灯的发光不均变得明显。
需要说明的是，专利文献1～13中并不存在涉及本申请文件中所述的实现了期望的均匀度的长弧型金属卤化物灯的记载、以及对其进行暗示的记载。具体而言，上述专利文献中不存在本申请文件中所述的如下技术性记载：(1)为了提高灯照度而增加金属镓的量(实际上以碘化镓的形式添加)；(2)指出了在增加金属镓的量的情况下，长弧型金属卤化物灯中存在发光不均变得明显的问题点；(3)导入“均匀度”的概念作为发光不均的允许限度从而规定其标称值；(4)在各种各样的灯长(实际上以弧长进行规定)的情况下制作改变了金属镓的量(实际上以金属镓量与水银量的比来进行规定)的样品并测定均匀度，仅选择满足均匀度的标称值的样品，根据这些样品的数据来规定弧长和金属镓的量(实际上为金属镓量与水银量的比)。
解决问题的手段
因此，本发明的目的在于提供一种长弧型金属卤化物灯，其通过增加发光管内的金属镓的量从而提高了灯照度、同时实现了期望的均匀度。
鉴于上述目的，本发明涉及的长弧型金属卤化物灯是用于使紫外线固化性的油墨、涂料或接合剂干燥固化的长弧型金属卤化物灯，其中，在发光管内至少封入有水银、稀有气体以及碘化镓，所述发光管的弧长La在500mm≤La≤3000mm的范围，所述碘化镓中所含有的金属镓量与水银量的比Ga(mg/cc)/Hg(mg/cc)在3.0E-03≤Ga(mg/cc)/Hg(mg/cc)≤2.5E-02的范围，作为灯的发光不均的指标的均匀度在70%以上。
进一步，本发明涉及的长弧型金属卤化物灯是用于使紫外线固化性的油墨、涂料或接合剂干燥固化的长弧型金属卤化物灯，其中，在发光管内至少封入有水银、稀有气体以及溴化鎵，所述发光管的弧长La在500mm≤La≤3000mm的范围，所述溴化鎵中所含有的金属镓量与水银量的比Ga(mg/cc)/Hg(mg/cc)在3.0E-03≤Ga(mg/cc)/Hg(mg/cc)≤2.5E-02的范围，作为灯的发光不均的指标的均匀度在70%以上。
进一步，上述长弧型金属卤化物灯中，所述发光管的弧长La在500mm≤La≤2000mm的范围，金属镓量与水银量的比为7.6E-03≤Ga(mg/cc)/Hg(mg/cc)≤2.5E-02。
发明效果
根据本发明，可以提供一种长弧型金属卤化物灯，其通过增加发光管内的金属镓的量从而提高了灯照度、同时实现了期望的均匀度。
附图说明
图1是示出本实施方式的长弧型金属卤化物灯的一个示例的图。
图2是对本申请人所采用的均匀度的测定方法进行说明的图，此处，图2(A)是从侧面对测定中的灯进行观察得到的图；图2(B)是沿着轴线方向对灯进行观察得到的图。
图3是对于满足均匀度的标称值的样品，以弧长La(mm)为横轴、以金属镓量与水银量的比Ga(mg/cc)/Hg(mg/cc)为纵轴而绘制的图表。
图4是示出关于从图3的范围中选择的典型的灯的均匀度的推移的图表。
符号说明
1：石英玻璃制发光管；2：密封部；3：钼箔；4：电极；5：外部导入线；
10：金属卤化物灯、灯
D：发光管内径；I：灯电流；V：灯电压；W：灯电力；Ga：金属镓；
GaBr3：溴化鎵
具体实施方式
以下参照附图对本发明涉及的长弧型金属卤化物灯的实施方式进行详细的说明。需要说明的是，图中对相同的要素赋予相同的参照符号，省略重复说明。
[长弧型金属卤化物灯]
(结构)
图1是示出本实施方式涉及的长弧型金属卤化物灯的一个示例的图。对于该金属卤化物灯10而言，在长条状且直管型的石英玻璃制发光管1的两端分别形成有密封部2-1、2-2，在这些密封部中分别埋设有钼箔3-1、3-2，在这些钼箔的一端分别形成有由钨等高熔点金属构成的电极4-1、4-2，在另一端分别形成有外部导入线5-1、5-2。
发光管内封入有由水银、稀有气体和卤化镓等构成的发光物质，这在后面会进行详细说明。
电力从发光管的外部通过外部导入线5-1、5-2供给时，在两电极间产生放电，水银和卤化镓的蒸气被电子激发，主要放射出350nm～450nm的光。
(发光管和发光物质)
图1中示出的灯10被称为长弧型放电灯，其是弧长La(也称为“发光长”，与两个电极间距离相等)在500mm≤La≤3000mm范围的灯。对于灯10而言，例如发光管内径D=26.0mmφ，弧长La=1850mm。该灯10在灯电力W=36kW、灯电压V=2.6kV、灯电流I=13.8A条件下被驱动点亮。
发光管中，按照下述比例封入有水银(Hg)和碘化镓(GaI3)、作为稀有气体的氩气(Ar)作为发光物质：水银(Hg)为2.2mg/cc、碘化镓(GaI3)为0.05mg/cc、氩气(Ar)为5Torr(=6.6×10-4MPa)。
此处，对发光物质进行说明。随着长弧型灯越来越长条化从而照射区域范围变宽，为了使得油墨、接合剂在短时间内干燥固化而提高作业效率，需要提高灯照度。如上述专利文献10所述，为了提高对于油墨等的固化干燥有效的波长区域400nm～410nm附近的灯照度，以碘化物的形式封入金属镓Ga是有效的。
但是，根据本发明人的经验，增加金属镓的量时灯照度得以提高，但沿着灯的轴线方向的发光不均倾向于变得明显。作为定量表示发光不均的指标，存在有“均匀度”。该均匀度尤其是长弧型灯中所涉及的问题，其由从灯轴线的中心部沿两端部测定的灯照度的下降的比例来表示，该均匀度是当中心部的灯照度为100%时以百分率表示出各位置的灯照度的数值。现在，关于均匀度的测定方法及标称值还没有统一的标准，灯制造商会根据各个顾客的需要，以各公司的社内标准来确定均匀度的测定方法及标称值。
另外，多数情况下，上述的长弧型金属卤化物灯是在将灯安装在照射器上的状态下使用的。但是，多数情况下，灯制造商会收到来自顾客的对于灯自身的规定的灯照度及均匀度、和安装在照射器的状态下的规定的灯照度及均匀度的要求。
因此，本实施方式中以实现灯自身的所期望的灯照度及均匀度为目标。
(均匀度的测定方法及标称值)
图2是对本申请人所采用的均匀度的测定方法进行说明的图。图2(A)是从侧面对测定中的灯进行观察而得到的图；图2(B)是沿轴线方向对灯进行观察得到的图。
均匀度的测定是按照下述方法来进行的：对于点灯中的灯，在垂直方向上相距灯轴线330mm、且在水平方向上相距灯轴线250mm的位置处，沿着灯轴线利用紫外线照度计来测定灯照度。所使用的紫外线照度计是本申请人制造/销售的EYE紫外线照度计，型号为UPVF-A1PD405，其具备专门用于油墨固化的405nm受光器，测定波长范围是波长区域为约350nm～490nm。
本发明人所采用的均匀度的标称值规定如下：无论为何种长度的灯长，沿着灯轴线从灯两端除去10%的部分，以中央部的灯照度为100%时任意位置的灯照度均要为70%以上。图2的示例中，对于从两端分别除去了185mm的中央部1480mm，其均匀度的标准值为70%以上。
(弧长与碘化镓量的关系)
发光管中至少封入有水银(Hg)、碘化镓(GaI3)、作为稀有气体的氩气(Ar)作为发光物质。
如上所述，根据本发明人的经验，为了提高灯照度需要增加镓的量。但是，了解到增加镓的量时，虽然灯照度得以提高，但灯的发光不均趋于明显。因此，制作了弧长及封入镓量不同的多根灯的样品，按照图2中所说明的测定方法测定了各样品的均匀度。接着，从这些样品中选出满足均匀度的标称值的样品。
表1是满足所述均匀度的标称值的样品的弧长La和与其对应的金属镓量与水银量的比Ga(mg/cc)/Hg(mg/cc)的数据，图3是以弧长La(mm)为横轴、以金属镓量与水银量的比Ga(mg/cc)/Hg(mg/cc)为纵轴绘制而成的图表。
[表1]
Figure BDA00003571847500071
由图3可知：这些样品的弧长La在500mm≤La≤3000mm的范围内，金属镓量与水银量的比Ga(mg/cc)/Hg(mg/cc)为0.3-E02≤Ga(mg/cc)/Hg(mg/cc)≤2.5E-02。
进一步，在本次研究中，为了提高灯照度而增加了金属镓的量。但是，从发光不均的观点出发，本发明处于对金属镓量的增加附加了一定的限制的状态。因此，只要满足均匀度的标称值，优选金属镓量多。因此，优选为除样品No.14、17、18、20～23之外的样品，即弧长在500mm≤La≤2000mm的范围内、金属镓量与水银量的比为7.6E-03≤Ga(mg/cc)/Hg(mg/cc)≤2.5E-02。需要说明的是，与以往的灯相比，上述金属镓量与水银量的比几乎相当于以往的2倍。
另外，本发明人利用了使用溴代替碘的溴化鎵GaBr3并且进行了同样的试验，结果为基本得到同样的结果。
(均匀度的示例)
接着，对选自由表1(图3)中示出的灯的典型的灯的均匀度的推移进行说明。表2是示出均匀度的推移的数据，图4是将其进行图示的图表。该灯是在表1中表示为样品No.17、No.18的弧长La=1850mm的灯。均匀度的测定方法如下所述：从两端除去185mm(相当于10%)的部分，对剩余的1480mm的部分的灯照度进行测定，以中央部的灯照度为100%，以相对值(%)表示各部分的灯照度。
[表2]
根据图4可知：各测定点的灯照度均在80.0%～100%的范围内，满足关于均匀度的社内标准、即“沿着灯轴线从灯两端除去10%的部分，任意位置的灯照度相对中央部的灯照度为70%以上”。
以上对本发明涉及的长弧型金属卤化物灯的实施方式进行了说明，这些是示例，并不限制本发明的范围。本领域技术人员针对本实施方式所能够容易进行的追加/删除/更改/改良等均在本发明的范围内。本发明的技术范围由附件的权利要求书的记载而确定。

Claims (3)

1.一种长弧型金属卤化物灯，其是用于使紫外线固化性的油墨、涂料或接合剂干燥固化的长弧型金属卤化物灯，其中，
在发光管内至少封入有水银、稀有气体以及碘化镓，
所述发光管的弧长La在500mm≤La≤3000mm的范围，
所述碘化镓中所含有的金属镓量与水银量的比Ga(mg/cc)/Hg(mg/cc)在3.0E-03≤Ga(mg/cc)/Hg(mg/cc)≤2.5E-02的范围，
作为灯的发光不均的指标的均匀度在70%以上。
2.一种长弧型金属卤化物灯，其是用于使紫外线固化性的油墨、涂料或接合剂干燥固化的长弧型金属卤化物灯，其中，
在发光管内至少封入有水银、稀有气体以及溴化镓，
所述发光管的弧长La在500mm≤La≤3000mm的范围，
所述溴化镓中所含有的金属镓量与水银量的比Ga(mg/cc)/Hg(mg/cc)在3.0E-03≤Ga(mg/cc)/Hg(mg/cc)≤2.5E-02的范围，
作为灯的发光不均的指标的均匀度在70%以上。
3.如权利要求1或2所述的长弧型金属卤化物灯，其中，
所述发光管的弧长La在500mm≤La≤2000mm的范围，
金属镓量与水银量的比为7.6E-03≤Ga(mg/cc)/Hg(mg/cc)≤2.5E-02。
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