DE3430727A1

DE3430727A1 - Gluehlampe

Info

Publication number: DE3430727A1
Application number: DE19843430727
Authority: DE
Inventors: Takeshi Kamagaya Chiba Ishii; Ariyoshi Yokohama Ishizaki; Tokuyoshi Ichihara Chiba Saito; Yooji Chigasaki Kanagawa Yuge
Original assignee: Toshiba Corp; Nippon Soda Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Nippon Soda Co Ltd
Priority date: 1983-08-22
Filing date: 1984-08-21
Publication date: 1985-04-04
Also published as: DE3430727C2; JPH06100687B2; JPS6043608A; GB2148588B; GB8420961D0; GB2148588A; US4634919A

Description

-δ-Ι Die Erfindung bezieht sich auf eine Glühlampe/ die unter Verwendung der Interferenz selektiv Licht einer gewünschten Wellenlänge abgibt/ insbesondere auf eine Glühlampe/ die nach vorne selektiv lediglich sichtbares Licht der Lichtbestandteile/ die von einem Filament abgegeben werden, projiziert.

Bei einer herkömmlichen Glühlampe wird eine sichtbares Licht reflektierende. Infrarotlicht-durchlässige Schicht ^auf einer reflektierenden Oberfläche eines reflektierenden Kolbens gebildet. Die sichtbares Licht reflektierende, Infrarotlicht-durchlässige Schicht besteht insgesamt aus 7-9 alternativ gebildeten Schichten aus dünnen Titanoxydschichten und dünnen Siliciumoxydschichten mit einem niedrigeren Brechungsindex als dem der dünnen Titanoxydschichten. Diese Lampe reflektiert auf ihre reflektierende Oberfläche nach vorne sichtbares Licht des von dem Filament oder einer lichtemittierenden Röhre oder eines . lichtemittierenden Teils ausgestrahlten Lichts. Die Lampe läßt das Infrarotlicht durch die reflektierende Oberfläche zu der Rückseite durch. Die Lampe kann daher Licht ausstrahlen, das einen geringen Infrarotanteil enthält.

In neuerer Zeit ist auch eine Hochleistungsglühlampe vorgeschlagen worden. Diese Glühlampe weist ein Filament als lichtemittierendes Teil auf, welches in der Mitte einer T-förmigen oder röhrenförmigen Glühlampe angeordnet ist. Ein für sichtbares Licht durchlässiger, Infrarotlicht reflektierender Film wird auf wenigstens einer der .inneren und äußeren Oberflächen der Glühlampe gebildet. Der für sichtbares Licht durchlässige, Infrarotlicht reflektierende Film besteht gleichfalls aus sieben bis neun dünnen Titanoxydschichten und dünnen Siliciumoxydschichten mit einem niedrigeren Brechungsindex, die abwechselnd gebildet werden. Von dem Licht, das von dem Filament emit-r tiert wird, wird das sichtbare Licht durch den reflektierenden Film hindurchgelassen und nach außen gestrahlt.

Infrarotlicht wird durch die reflektierende Oberfläche reflektiert und zu dem Filament zurückgeschickt, wodurch das Filament erwärmt wird. Diese Glühlampe besitzt deshalb eine hohe Leistung und kann Licht mit einem geringen

5 Infrarotanteil abgeben.

Sowohl der sichtbares Licht reflektierende, für Infrarotlicht durchlässige wie der für sichtbares Licht durchlässige, Infrarotlicht reflektierende Film umfaßt Metalloxydschichten mit einem hohen Brechungsindex sowie Metalloxydschichten mit einem niedrigen Brechungsindex, die abwechselnd gebildet werden. Beide Filme nutzen die Interferenz aus, um den beschriebenen Effekt zu erzielen. Derartige Filme weisen Bereiche auf, die unterschiedliche Wellenlängendurchlassen oder reflektieren, je nach der Dicke der einzelnen Schichten.

Ein optischer Film mit derartigen Eigenschaften wird hier als optischer Interferenzfilm bezeichnet.

Herkömmliche Methoden zur Bildung dünner Titanoxydschichten umfassen Verfahren zur direkten Bildung einer Titanoxydschicht oder dergleichen auf einer Glühlampenoberfläche oder einer dünnen Siliciumoxydschicht nach der Vakuumaufdampfungsmethode, ^ae* Sputter-Methode oder der CVD-Methode oder einer Methode des Beschichtens einer Lösung einer organischen Titanverbindung mittels einer Sprühmethode, einer Schleudermethode, eines Eintauchbeschichtungsverfahrens, eines Bürstenauftragverfahrens oder eines Druckverfahrens, sowie die thermische Zersetzung des aufgetragenen Films zu Titanoxyd. Von dieser Methode wird die Beschichtungsmethode bei der Massenproduktion vorgezogen. Bei der Beschichtungsmethode wird eine Beschichtungslösung aus einer Lösung eines TitanalkPxyds in einem organischen Lösungsmittel verwendet, welches die allgemeine Formel Ti(OR)₄ (worin R eine Alkylgruppe ist) aufweist, beispielsweise Tetraisopropyltitanat oder Tetrabutoxytitanat. Titanalkoxyde werden

1 jedoch durch Absorption von Wasser an der Luft leicht hydrolisiert. Aus diesem Grunde wird die Beschichtungslösung leicht trübe oder hochviskos. Sie hat daher eine geringe Stabiltät und ist schwierig zu handhaben. 5

Um dieses Problem zu lösen, ist eine stabile Beschichtungslösung eines Titanalkoxyds vorgeschlagen worden, bei der als Lösungmittel ein chelatbildendes Mittel, wie Acetylaceton oder Methylacetat oder ein Essigsäureester eines Alkohols verwendet wird. Obgleich die Feuchtigkeitsbeständigkeit der Beschichtungslösung verbessert wird, sind nach dieser Methode jedoch die filmbildenden Eigenschaften der dünnen Titanoxidschicht schlecht und der erhaltene Film weist einen niedrigen Brechungsindex auf. Es ist fernereine Beschichtungslösung vorgeschlagen worden, bei der eine Lösung eines organischen Lösungsmittels verwendet wird, die ein Polymeres enthält, daß durch Polymerisation eines wasserhaltigen Titanalkoxyds erhalten worden ist. Obgleich diese Beschichtungslösung gute filmbildende Eigenschaften für eine dünne Titanschicht aufweist, wird sie dennoch bei Einwirkung von Feuchtigkeit trübe. In der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 54-43241 wird eine weitere Beschichtungslösung vorgeschlagen, die durch Polymerisation erhalten wird, indem Wasser zu einem Titanalkoxyd gegeben wird, wobei die Lösung durch Zugabe eines chelatbildenden Mittels, wie Acetylaceton, stabilisiert wird. Die Beschichtungslösung weist eine gute Stabilität bei hoher Feuchtigkeit auf und besitzt gute filmbildende Eigenschaften, wenn lediglich ein einziger dünner Titanoxydfilm gebildet wird. Wenn die Beschichtungslösung jedoch verwendet wird, um einen mehrschichtigen Film aus dünnen Metalloxydschichten mit einem niedrigen Brechungsindex und dünnen Siliciumoxydschichten zu bilden, wie es bei einem optimalen Interferenzfilm der Fall ist, ergibt sie eine schlechte Adhäsion zwischen den dünnen Titanoxydschichten und den dünnen Metalloxydschichten mit niedrigem Brechungsindex.

-δι Wenn eine dünne Titanoxydschicht als optischer Interferenzfilm verwendet wird, so hängt dessen Brechungsindex erheblich von den optischen Eigenschaften des Films ab. Genauer gesagt, ein optischer Interfrerenzfilm umfaßt im allgemei-B nen Schichten mit einem niedrigen Brechungsindex und Schichten mit einem hohen Brechungsindex, die aufeinanderfolgen. Die optischen Eigenschaften eines solchen Films ändern sich in Abhängigkeit von dem Verhältnis des Brechungsindex der Schichten mit dem niedrigen Brechungsindex zu dem Brechungsindex der Schichten mit dem hohen Brechungsindex. Je höher das Verhältnis ist, um so höher ist das Reflektionsvermögen und um so breiter ist der reflektierte Wellenlängenbereich. Aus diesem Grunde besitzen Titanoxydschichten als Schichten mit hohem Brechungsindex vorzugsweise einen höheren Brechungsindex. Wenn jedoch herkömmliche organische Titanverbindungen verwendet werden, um auf einer Glasglühlampe einen optischen Interferenzfilm zu erhalten, der einen hohen Brechungsindex aufweist, indem die Zusammensetzung und die thermischen Zersetzungsbedingungen eingestellt werden, wird der Film trübe aufgrund der Temperaturerhöhung, wenn die Lampe eingeschaltet ist. Dies wird durch die Kirstallstruktur des Titanoxyds verursacht, die sich von der Anatasphase in die Rutilphase ändert. Die Trübung eines Films setzt die Qualität des Films als Interferenzfilm durch Lichtstreuung jedoch erheblich herab. Aufgrund dieser Phasenänderung werden zusätzlich Risse gebildet, welche die Trübung erhöhen und den Film leicht ablösbar machen, wenn die Lampe ein- und ausgeschaltet wird. Die Temperatur, bei der der Film diese Phasenänderung erfährt, hängt von dem verwendeten Ausgangsmaterial ab und beträgt 600 bis 700 ⁰C, wenn die vorstehend angegebene Lösung verwendet wird. Die Phasenänderung stellt daher ein wichtiges Problem einer Glühlampe dar, die bei hohen Temperaturen betrieben wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Glühlampe bereitzustellten, die einen optischen Interferenzfilm aufweist, der seinerseits gute filmbildende Eigenschaften und eine

—ΟΙ gute Adhäsion an anderen Filmen aufweist, der dünn ist und der gute optische Eigenschaften besitzt, zu einem geringen Lichtverlust führt und eine hohe Wärmebeständigkeit zeigt.
5

Durch die Erfindung wird eine Glühlampe bereitgestellt, die eine Glaskolbendichtung, ein darin angeordnetes lichtemittierendes Teil sowie einen optischen Interferenzfilm aufweist, welcher auf der inneren oder der äußeren oder auf der inneren und der äußeren Oberfläche des Glaskolbens gebildet ist und aus abwechselnd gebildeten dünnen Titanoxydschichten und dünnen Metalloxydschichten mit einem niedrigeren Brechungsindex als der der vorstehend erwähnten dünnen Titanoxydschichten besteht, wobei die dünnen Titanoxydschichten durch Beschichten mit einem Gemisch und anschließendes thermisches Zersetzen des aufgetragenen Gemischs hergestellt werden, welches Gemisch besteht aus

(A) 5 bis 50 Gewichtsteilen einer organischen Verbindung A, die erhalten wird durch Substitution eines

Teils oder sämtlicher AlkoxyIgruppen eines Titanalkoxyds mit der allgemeinen Formel

Ti (OR) ₄

(worin R gleiche oder unterschiedliche Alkylgruppen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt) durch eine oder mehrere substituierende Gruppen, die aus einer Gruppe ausgewählt werden, die aus einem Rest -OCOR¹ einer Carboxylsäure mit der allgemeinen

Formel

HOCOR'

(worin R¹ eine Alkylgruppe mit 1 bis 18-Kohlen

stoffatomen ist) und einem Rest -X einer organischen Verbindung besteht, die die Formel HX aufweist und in der Lage ist, mit Titan einen

-ιοί Chelating zu bilden; und

(B) 95 bis 50 Gewichtsteile einer organischen

Titanpolymerverbindung B, die erhalten wird
durch Substitution eines Teils oder sämtlicher

substituierender Gruppen -OR eines Titanalkoxydpolymeren, das durch Polymerisation unter Wasserzusatz gleicher oder unterschiedlicher Titanalkoxyde erhalten wird, die die allgemeine Formel
10

Ti(OR)

aufweisen (worin R gleiche oder unterschiedliche Alkylgruppen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt) durch eine oder mehrere substituierende
Gruppen, die ausgewählt werden aus einer Gruppe, die besteht aus einem Rest -OCOR¹ einer Carboxysäure mit der allgemeinen Formel

20 HOCOR¹

(worin R'eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt) und einem Rest -X einer organischen Verbindung mit der Formel HX, die

25 in der Lage ist, einen Chelatring mit Titan zu

bilden.

In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 einen Querschnitt durch eine Glühlampe nach

einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Figur 2 eine vergrößerte Schnittansicht eines optisehen Interferenzfilms nach der Erfindung.

Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand der beigefügten Zeichungen erläutert.

Figur 1 zeigt eine Ausführungsform einer Hochleistungshalogenlampe. In Figur 1 bedeutet die Bezugsziffer 1 eine T-förmige Glühlampe aus wärmebeständigem Glas, beispielsweise Quarzglas. Ein für sichtbares Licht durchlässiger, Infrarotlicht reflektierender optischer Interferenzfilm wird entweder an einer (beispielsweise der äußeren Oberfläche) oder an beiden, d. h. der inneren und der äußeren Oberfläche der Glühlampe 1 gebildet. Ein Dichtungsabschnitt 3 dichtet das Proximalende der Glühlampe 1 ab. Molybdänleitungen 4 sind in den Dichtungsabschnitt 3 eingebettet. Ein Paar innerer Leitungen 5 sind mit den Leitungen 4 verbunden und erstrecken sich in das Innere der Glühlampe 1. Ein wendeiförmiges Filament 6 ist zwischen den inneren Leitungen 5 als lichtemittierendes Teil aufgehängt und in der Mitte der Glühlampe 1 angeordnet. Das erforderliche Halogen (z. B. Chlor oder Brom) ist zusamroen mit einem Inertgas, wie Argongas, in das Innere der Glühlampe 1 eingeschlossen.

Wie in Figur 2 in vergrößertem Maßstab wiedergegeben, weist der optische Interferenzfilm 2 an der Glasober-

fläche der Glühlampe 1 dünne Titanoxydschichten 21 mit einem hohen Brechungsindex auf sowie dünne Metalloxydschichten mit einem niedrigeren Brechungsindex als der der Schichten 21, beispielsweise' dünne Siliciumoxydschichten 22. Es sind insgesamt 7 bis 9 Schichten 21 und in abwechselnder Reihenfolge gebildet. Wenn die Dicke jeder Schicht 21 oder 22 in geeigneter Weise eingestellt ist, so ist der optische Interferenzfilm für sichtbares Licht gut durchlässig und er reflektiert infrarotes Licht gut entsprechend der optischen Interferenz.

Der optische Interferenzfilm 2 wird erhalten, indem nacheinander dünne Titanoxydschichten 21 und dünne Siliciumoxydschichten 22 nach der folgenden Methode gebildet werden.

Die dünnen Titanoxydschichten 21 werden gebildet, indem ein Gemisch aus einer organischen Titanverbindung A und einer organischen Titanpolymerverbindung B auf die Oberfläche der Glühlampe 1 bzw. der dünnen Siliciumoxydschicht

5 22 aufgetragen wird, wobei das aufgetragene Gemisch thermisch zersetzt wird. Die Dicke der Schicht 21 wird durch Kontrolle der Konzentration des Gemischs und des Beschichtungsverfahrens eingestellt.

Eine organische Titanverbindung A wird erhalten, indem ein Teil oder sämtliche Alkoxylgruppen eines Titanalkoxyds substituiert werden, das die allgemeine Formel Ti(OR). aufweist, beispielsweise Tetramethoxytitanat, Tetraethoxytitanat, Tetraisopropoxytitanat, Tetrabutoxy-

15 titanat, Diethoxydiisopropoxytitanat oder indem Di-

isopropoxybutoxytitanat mit einer Restgruppe -OCOR¹ einer Carboxylsäure substituiert wird, das die allgemeine Formel HOCOR' aufweist, wie Essigsäure, Propionsäure oder Buttersäure, und/oder mit einer Restgruppe -X eines chelatbildenäen Mittels einer organischen Verbindung, die die allgemeine Formel HX aufweist und in der Lage ist, mit Titan einen Chelatring zu bilden, beispielsweise ein Diketon, wie Acetylaceton oder Benzylaceton; eine oC - oder ß-Ketonsäure, beispielsweise Acetoessigsäure, Propionbuttersäure; ein niedriger Alkylester, beispielsweise Methyl-, Äthyl-, Propyl- oder Butylketosäuren dieses Typs; eine Oxysäure, beispielsweise Glycolsäure oder Milchsäure; niedrige Alkylester, beispielsweise Methyl-, Äthyl-, Propyl- oder Butyloxysäuren dieses Typs; ein Diol; oder einen Aminoalkohol. Beispiele für die Verbindung A umfassen Diisopropoxybis (acetylacetonato)-titanat oder Dibutoxybis (acetylacetonat)-titanat. Eine Verbindung, die durch Substitution eines Teils oder sämtlicher Alkoxylgruppen eines Titanalkoxyds mit einem Rest einer Carboxylsäure und/oder einem Rest eines chelatbildenden Mittels erhalten wird, kann in einfacher Weise hergestellt werden, indem ein Titanalkoxyd,eine Carboxylsäure und/oder ein chelatbildendes Mittel in Gegenwart oder in Abwesenheit eines

-13-organischen Lösungsmittels zur Reaktion gebracht wird.

Eine organische Titanpolymerverbindung B wird auf folgende Weise erhalten. Wenn Wasser mit den gleichen oder unterschiedlichen Titanaltoxyden umgesetzt wird, die die allgemeine Formel Ti(OR)₄ aufweisen, erfolgt ohne weiteres eine Polymerisation unter Bildung eines Titanalkoxydpolymers mit einem Polymerisationsgrad η von 2 bis 100. Dieses Polymere wird mit einer Carboxylsäure umgesetzt, das die allgemeine Formel HOCOR¹ aufweist, oder mit einem chelatbildenden Mittel, das die allgemeine Formel HX aufweist und in der Lage ist, mit Titan einen Chelatring zu bilden. Das Polymere, das als organische Titanpolymerverbindung B verwendet wird, weist einen Polymerisatinnsgrad η von 2 bis 100 und vorzugsweise von 2 bis auf.

Erfindungsgemäß wird eine organische Lösung, welche 20 Gewichtsprozent oder weniger, vorzugsweise 10 Gewichtsprozent oder weniger, bezogen auf den TiO^-Gehalt aufweist und 5 bis 50 Teile, vorzugsweise 5 bis 20 Teile des Gewichts der organischen Verbindung A umfaßt, ferner 95 bis 50 Teile, vorzugsweise 95 bis 80 Teile des Gewichts der organischen Titanpolymerverbindung B, verwendet. Die Lösung kann weiterhin 0,1 ibs 10 Gewichtsprozent (bezogen auf TiO ) eines oder mehrerer Additive enthalten, beispielsweise glasähnliche Massen bildende Mittel, wie organische oder anorganische Phosphorverbindungen, Borverbindungen, Arsenverbindungen, Antimonverbindungen, Zinnverbindungen, Bleiverbindungen, Zinkverbindungen, Kaliumverbindungen, Nickelnitrat oder Kobaltnitrat. Als organisches Lösungsmittel kann jedes Lösungsmittel verwendet werden, das in der Lage ist, sowohl die organische Titanverbindung A wie die organische Titanpolymerverbindung B zu lösen. Im Hinblick auf die Flüchtigkeit des Lösungmittels, die Stabilität der erhaltenen Lösung und die Wirtschaftlichkeit wird jedoch ein niedriger Alkohol, ein Ester, ein Keton, ein aliphatischer Kohlenwasserstoff

und ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit einem Siedepunkt von 18O⁰C oder weniger oder eine Halogenverbindung davon bevorzugt entweder einzeln oder als Gemisch eingesetzt.

" 5 ■

Die organische Verbindung, die ein Gemisch der organischen Titanverbindung A und der organischen Titanpolymerverbindung B enthält, wird als Beschichtungslösung mit einer vorgegebenen Dicke auf die äußere Oberfläche der Glühlampe 1 bzw. auf die dünne Siliciumoxydschicht 22, die auf der Glühlampe 1 in einer späteren Stufe gebildet wird, aufgetragen. Das aufgetragene Gemisch wird einer Temperatur von 300⁰C oder mehr 3 bis 10 Minuten ausgesetzt, um das Gemisch thermisch zuzersetzen. Daraufhin wird die dünne Titanoxydschicht 21 gebildet, die transparent ist und eine gleichmäßige Dicke aufweist. Es kann irgendein herkömmliches Beschichtungsverfahren angewandt werden, beispielsweise eine Eintauchbeschichtung, ein Sprühverfahren, ein Schleuderverfahren, ein Druckverfahren oder ein Bürstenauftragverfahren. Das Eintauchbeschichtungsverfähren wird jedoch vorzugsweise durchgefüht, um dünne Titanoxydschichten 21 einer gleichmäßigen Dicke auf der Glühlampe 1 zu erzeugen. Eine dünne Titanoxydschicht 21 kann auch gebildet werden/ indem die Auftragslösung auf eine vorgegebene

25 Oberfläche der Glühlampe 1 aufgesprüht und das aufgetragene Gemisch thermisch zersetzt wird.

Der dünne Siliciumoxydschicht 22 kann gebildet werden, indem eine organische Lösung als Beschichtungslösung auf

die Oberfläche der Glühlampe 1 mit der Schicht 21 aufgetragen wird und die aufgetragene Lösung getrocknet und thermisch zersetzt wird. Die organische Lösung enthält eine organische Siliciumverbindung, wie ein Alkoxysilan, beispielsweise Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan, Tetra-

35 isopropoxysilan, Tetrabutoxysilan, Diethoxydiisopropoxysilan oder Dichlorodimethoxysilan oder Polymere davon.

Das Gemisch aus der organischen Titanverbindung A und der organischen Titanpolymerverbindung B ist stabil, es weist eine gute Feuchtigkeitsbeständigkeit und filmbildende Eigenschaften auf und besitzt eine gute Haftfestigkeit an einem dünnen Metalloxydfilm eines anderen Typs, beispielsweise Siliciumoxyd. Darüberhinaus besitzt die erhaltene dünne Titanoxyschicht 21 eine hohe Dichtigkeit und eine gute Haftfestigkeit sowie einen hohen Brechungsindex, sie ist transparent und führt nicht zu einer Trennung in eine mehrschichtige Struktur mit Metalloxydschichten eines anderen Typs. Die Schicht 21 weist ferner selbst bei hohen Temperaturen eine stabile kristalline Struktur auf und zeigt keine Trübung und keine Rißbildung, wobei sie für Glühlampen geeignet ist, die eine hohe Temperatur aufweisen und wiederholt ein- und ausgeschaltet werden.

Das Verfahren zur Herstellung des optischen Interferenzfilms 2 wird nachstehend im einzelnen erläutert.

20 Beispiel 1

(A) Synthese der organischen Titanverbindung A

42,6 g Tetraisopropoxytitanat Ti(OiPr)₄ wurden in 234 g Äthanol gelöst. 30 g Acetylaceton wurden zu dem Gemisch hinzugegeben, um eine Äthanollösung zu erhalten, die 54,6 g einer organischen Titanverbindung enthält, bei der einige -OiPr-Gruppen des Ti(OiPr) durch einen Acetylaceton-Rest ersetzt sind. "iPr" bedeutet dabei eine Isopropylgruppe.

(B) Synthese der organischen Titanpolymerverbindung B

56,8 g Tetraisopropoxytitanat Ti(OiPr)₄ wurden in 350 g Äthanol gelöst. 3,2g Wasser wurden allmählich zu dem Gemisch unter Rühren hinzugegeben, um eine Polymerisation durchzuführen. 40 g Acetylaceton wurden zu der Lösung "unter Rühren hinzugegeben, um eine

1 Äthanollösung zu erhalten,.die 60,8 g organische

Titanpolymerverbindung B enthält, die einen Polymerisationsgrad von 10 (n = 10) aufweist und bei der einige -OiPr-Gruppen durch einen Acetylacetonrest ersetzt

5 sind.

(C) Herstellung einer eine dünne Titanoxydschicht bildenden Beschichtungslösung

30 g der Äthanollösung der organischen Titanverbindung A und 400 g der Äthanollösung der organischen iTitanpolymerverbindung B, die vorstehend beschrieben sind, wurden vermischt. 0,4 g Phosphorpentoxyd (P₂ ⁰S^ wurden als glasbildendes Material hinzugegeben. Das Mischungsverhältnis der organischen Titanverbindung A zu der organischen Titanpolymerverbindung B, bezogen auf TiO„, wurde so eingestellt, daß eine Beschichtungslösung erhalten wurde, um dünne Titanoxydschichten zu bilden, bei denen der Gesamtgehalt der Verbindung A und des

20 Polymeren B 3,6 Gewichtsprozent beträgt.

(D) Bildung dünner Titanoxydschichten 21

Eine gut gereinigte dichte Glühlampe wurde in die 25 vorbereitete Beschichtungslösung getaucht, um die

dünnen Titanoxydschichten zu bilden und dann herausgezogen. Die Glühlampe wurde erwärmt und in einem elektrischen Ofen bei 500⁰C gesintert, um eine dünne Titanoxydschicht 21 auf der äußeren Oberfläche der Glühlampe 1 zu bilden.

(E) Bildung einer dünnen Siliciumoxydschicht 22

Die Glühlampe mit der darauf aufgebrachten Titanoxydschicht 21 wird in eine organische Lösung getaucht, die 5,0 Gewichtsprozent einer organischen Silicium verbindung, bezogen auf SiO₂,enthält, beispielsweise "Atron RNSi-500", das erhältich ist von Nippon Soda

Co., Ltd. (einer Essigsäureesterlösung, die hauptsächlich aus einem Silicat-Polymeren besteht). Die Glühlampe wurde erwärmt und in einem elektrischen Ofen bei 500 ⁰C 10 Minuten gesintert, um eine dünne SiIiciumoxydschicht 22 auf der Schicht 21 zu bilden. Die Herausziehgeschwindigkeit und die Lösungskonzentration wurden so eingestellt, daß jeder erhaltene Film eine optische Dicke von etwa ein Viertel einer Infrarot-Wellenlänge aufwies.

Die Stufen (D) und (E) wurden mehrmals wiederholt, um einen optischen Differenzfilm 2 zu bilden, der sichtbares Licht durchläßt und Infrarotlicht reflektiert. Der Film 2 wies keine feinen Löcher auf und zeigte kein Auftrennen.

Das Mischungsverhältnis der organischen Titanverbindung A zu der organischen Titanpolymerverbindung B wurde variiert, um verschiedene optische Interferenzfilme zu bilden, wobei die optischen Eigenschaften der gebildeten Filme durch Spektralanlyse untersucht wurden. Die erhaltenen Ergebnisse waren folgendermaßen.

(1) Der Brechungsindex des Titanoxydfilmes änderte sich entsprechend dem Gehalt und. der Art des glasbildenden Materials der verwendeten organischen Titanverbindung. Wenn die organische Titanverbindung A in einer Menge von 5 % oder weniger eingesetzt wurde, betrug der Brechungsindex des gebildeten Films. 2,5 oder mehr bei einer Wellenlänge von 500 nm. Wenn die organische Titanverbindung A in einer Menge von 50 % oder mehr eingesetzt wurde, wies der gebildete Film einen Brechungsindex von 2,0 oder weniger bei einer Wellenlänge von 1000 nm auf. Der Brechungsindex änderte sich geringfügig entsprechend der Art und der Menge des verwendeten glasbilden-

35 den Materials.

Wenn die Lampe eingeschaltet wurde, wies der Film einen Brechungsindex von 2,5 oder mehr bei einer Wellenlänge von

500 nm auf. Wenn der optische Interferenzfilm mit einem Gemisch gebildet wurde, das eine organische Titanverbindung A in einer Menge von 50 % oder mehr aufwies, wurde die Glühlampe mit zunehmender Temperatür trübe. Die Röntgendiffraktometrie der Glühlampe zeigte einen übergang von der AnastasrPhase zur Rutil-Phase des Titanoxyds.

(2) Mit der Lampe dieses Beispiels (eine Lampe mit einem optischen Interferenzfilm mit dünnen Titanoxydfilmen

aus einem Gemisch, das 5 bis 50 Gewichtsteile der organischen Titanverbindung A und 95 bis 50 Gewichtsteile des organischen Titanpolymeren B aufwies) zeigte die Röntgendiffraktometrie, daß die Glühlampe hauptsächlich aus einer amorphen Struktur bestand. Selbst wenn die Lampe angeschaltet wurde, bestand die Glühlampe hauptsächlich aus einer amorphen Struktur, wobei eine geringe Menge der Anastas-Phase nicht in die Rutilphase überging. Ein optischer Interferenzfilm mit einem Brechungsindex von 2,ο oder weniger bei einer Wellenlänge von 1000 nm weist schlechte optische Eigenschaften auf und ergab keine merkliche Leistungsverbesserung. Wenn die Lampe mit dem optischen Interferenzfilm mehrmals ein- und ausgeschaltet wurde, löste sich der Film. Ein optischer Interferenzfilm 2 mit einem Titanoxydfilm mit einem Brechungsindex von 2,5 oder weniger bei einer-Wellenlänge von 500 nm und einem Brechungsindex von 2,0 oder mehr, vorzugsweise 2,1 oder mehr bei einer Wellenlänge von 1000 nm besaß eine gleichmäßige Qualität und gute optische Eigenschaften. Wenn der Film eine lange Zeitspanne eingesetzt wurde, trat keine Trübung und keine Ablösung auf. Da dieser Film lediglich?!eine geringe Änderung des Brechungsindex bei Änderungen der Wellenlänge erfährt, wies der optische Inter^Ferenzfilm eine geringe Änderung der Durchlässigkeit für sichtbares Licht auf und das Licht wurde nicht gefärbt.

Ein für sichtbares Licht durchlässiger, Infrarotlicht reflektierender Film wurde hergestellt, indem ein Gemisch eingesetzt wurde, das 5 bis 50 Gewichtsteile der organischen Titanverbindung A und 95 bis Gewichtsteile des organischen Titanpolymeren B enthielt, wobei eine kurze Sinterzeit und eine Sintertemperatur zwischen 500 und 700⁰C angewendet wurde, so daß der gebildete Titanoxydfilm einen Brechungsindex von 2,5 oder weniger bei einer Wellenlänge von 500 nm aufwies und einen Brechungsindex von 2,ο oder mehr bei einer Wellenlänge von 1000 nm. Die Infrarotstrahlen, die von dem Filament abgegeben wurden, wurden von dem reflektierenden Film reflektiert und fallen auf das Filament ein, wodurch eine Lampe mit

15 verbesserter Leistung gebildet wird.

Beispiele 2-4

Die organische Titanverbindung A und das organische Titanpolymere B, welche beide in der· gleichen Weise wie im Beispiel 1 erhalten wurden, wurden miteinander vermischt, und zwar un+-er Bedingungen, wie sie in der nachstehenden Tabelle 1 wiedergegeben sind, wobei unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 gesintert wurde, nachdem eine Lampe beschichtet wurde, um einen Interferenzfilm zu bilden. Die Ergebnisse sind in der Tabelle wiedergegeben

Tabelle 1

	Organische Titan-Verbindung	Ti(OR)₄	HOCOR',HX	B	Ti(OR)₄ Polymer	HOCOR', HX	A/B Gewicht	Brechungs- Index	lOOOnm	Eigenschaften des Interfe renzfilms
1	A	Ti(OiPr)4	ΛΛ AA/Ti=2mol Verhältnis	Ti(OiPr)₄ n=10.5	AA AA/Ti=2mol Verhältnis	5/95	500nm	2.05	Gut
2	Il	Il	Il	Il	10/90	2.22	2.17	Gut
3	Il	Il	Il	Il	30/70	2.26	2.18	Gut
4	Ti(OnBu)4	AA AA/Ti=2mol Verhältnis	Ti(OnBu)₄ n=10	AA AA/Ti=2raol Verhältnis	10/90	2.25	2.15	Gut
5	Il	Il	Il	LA LA/Ti=2mol Verhältnis	20/80	2.28	2.11	Gut
6	Ti(OiPr)₄	EAA EAA/ = 2mol Verhältnis	Ti(OiPr)₄ n = 15	EAA EAA/= 2mol Verhältnis	10/90	2.22	2.14	Gut
2.25

i Pr; Isopropyl-Gruppe AA ; Acetylaceton

η B u ; Normal-Butyl-Gruppe
EAA; Ethylacetonacetat

LA; Milchsäure

Die Beispiele wurden anhand einer kleinen Halogenlampe mit einem einzigen Filament beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch bei einer Lampe angewendet werden, bei der eine eine Vielzahl voneinander getrennt angeordneter Filamente in einer geraden röhrenförmigen wärmebeständigen Glasglühlampe angeordnet ist. Für sichtbares Licht durchlässige, Infrarotlicht reflektierende Filme, wie sie vorstehend beschrieben sind, können sowohl auf der inneren wie der äußeren Oberfläche der Glühlampe gebildet werden. Weiterhin kann ein derartiger optischer Interferenzfilm an wenigstens der inneren oder der äußeren Oberfläche einer normalen Glühlampe gebildet werden.

Erfindungsgemäß ist es auch möglich, einen für sichtbares Licht durchlässigen, Infrarotlicht reflektierenden Film auf der äußeren Oberfläche eines Endes einer lichtemittierenden Glühlampe einer Metallhalogenidlampe zu bilden und die Elektrodenabschnitte zu erwärmen.

Bei einer reflektierenden Lampe, wie einer reflektierenden Hochspannungsentladungslampe, kann, falls ein sichtbares Licht reflektierender, für Infrarotlicht durchlässiger optischer Interferenzfilm auf der reflektierenden Oberfläche tier Glühlampe gebildet ist, das sichtbare Licht nach vorne durch den optischen Interferenzfilm reflektiert werden und das Infrarotlicht nach hinten gestrahlt werden, so daß Licht, das frei von Infrarotlichanteilen ist, projeziert werden kann.

Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen wurde lediglich ein dünner Siliciumoxydfilm als Metalloxyd mit einem niedrigerem Brechungsindex als der des Titanoxydfilms erläutert. Es können jedoch auch Magnesiumoxyd, Aluminiumoxyd und dergleichen anstelle des Siliciumoxyds eingesetzt werden.

Eine erfindungsgemäße Glühlampe weist einen dünnen Titanoxydfilm als Teil eines optischen Interferenzfilms auf, der eine gute Filmbildungseingenschaft, eine gute Adhäsionsr

festigkeit an einer Metalloxydschicht eines anderen Metalltyps sowie eine gleichmäßige Zusammensetzung und Dicke aufweist, der transparent ist und der einen hohen Brechungsindex besitzt. Der optische Interferenzfilm mit der dünnen B Titanoxydschicht weist daher konstante optische Eigenschaften auf und besitzt keine lokalen Unregelmäßigkeiten, er führt nur zu einem geringen Lichtverlust und zeigt keine den Film ablösende Eigenschaften nach einem wiederholten Ein- und Ausschalten der Lampe. Die organische Titanverbindung A und die organische Titanpolymerverbindung B sind stabil und besitzen eine gute Feuchtigkeitsbeständigkeit, so-.daß sie einfach zu lagern und zu handhaben sind und eine Glühlampenmassenproduktion ohne Schwierigkeiten ermöglichen.

Claims

Patentansprüche

Glühlampe mit einem abgedichteten Glaskolben, einem darin angeordneten lichtemittierendem Teil und einem optischen Interferenzfilm, der auf der inneren und/ oder äußeren Oberfläche des Glaskolbens gebildet ist und aus abwechselnd gebildeten dünnen Titanoxydschichten und dünnen Metalloxydschichten mit einem niedrigeren Brechungsindex als der der dünnen Titanoxydschichten besteht, wobei die dünnen Titanoxydschichten gebildet werden, indem ein Gemisch aufgetragen und das aufgetragene Gemisch thermisch zersetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch besteht aus (A) 5 bis 50 Gewichtsteilen einer organischen Verbindung A, die erhalten wird durch Substitution eines Teils oder sämtlicher Alkoxylgruppen eines Titanalkoxyds mit der allgemeinen Formel

Ti(OR)₄

(worin R gleiche oder unterschiedliche Alkylgruppen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt) durch eine oder mehrere substituierende Gruppen, die aus

1 einer Gruppe ausgewählt werden, die aus einem Rest -OCOR¹ einer Carboxylsäure mit der allgemeinen Formel

5 HOCOR¹

(worin R eine Alkyigruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt) und einem Rest -X einer organischen Verbindung besteht, die die Formel HX aufweist und in der Lage ist, mit Titan einen Chelatring zu bilden; sowie

(B) 95 bis 50 Gewichtsteilen einer organischen Titanpolymerverbindung B, die erhalten wird durch

._ Substitution eines Teils oder sämtlicher substilo

tuierender Gruppen -OR eines Titanalkoxydpolymeren, das durch Polymerisation unter Wasserzusatz gleicher oder unterschiedlicher Titanalkoxyde mit der allgemeinen Formel

Ti(OR)₄ gebildet wird,

(worin R gleiche oder unterschiedliche Alkylgruppen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt) durch eine oder mehrere substituierende Gruppen, die aus

einer Gruppe ausgewählt werden, die aus einem Rest -OCOR- einer Carboxylsäure mit der allgemeinen Formel

bilden.

(worin R¹eine Alkyigruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt) und einem Rest -X einer organischen Verbindung mit der Formel HX besteht, die in der Lage ist, einen Chelatring mit Titan zu
2. Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnen Titanoxydschichten einen Brechungsindex von nicht mehr als 2,5 bei einer Wellenlänge von 500 nm und einem Brechungsindex von nicht weniger als 2,0 bei

5 einer Wellenlänge von 1000 nm aufweisen.
3. Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Titanverbindung A in einer Menge von 5 bis 20 Gewichtsteilen und die organische Titanpolymerverbindung B in einer Menge von 95 bis 80 Gewichtsteilen hinzugegeben wird.
4. Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dunnenMetalloxydschichten aus Siliciumoxyd bestehen.
5. Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

der Rest -X der Rest eines chelatbildenden Mittels ist, wie ein ß-Diketon, beispielsweise Acetylaceton oder Benzylaceton; eine K- oder ß-Ketosäure, beispielsweise Acetoessigsäure, Propionbuttersäure; ein niedriger Alkylester, beispielsweise eine Methyl-, Äthylr, Propyl- oder Butylketosäure dieses Typs; eine Oxysäure, beispielsweise Glycolsäure oder Milchsäure; ein niedriger Alkylester, beispielsweise ein Methyl-, Äthyl-, Propyl- oder Butyloxysäure dieses Typs oder ein Diol oder ein Aminoalkohol.
6. Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rest -OCOR¹ aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus einem Essigsäure-, Propionsäure- und Buttersäure-Rest besteht.
7. Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Titanpolymerverbindung B einen Polymeri-

35 sationsgrad η von 2 bis 100 aufweist.

-Α Ι
8. Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnen Titanoxydschichten vorwiegend eine amorphe Struktur aufweisen.

B
9. Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus der organischen Titanverbindung A und der organischen Titanpolymerverbindung B wenigstens ein glasbildendes Mittel enthält, das aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus Phosphorverbindungen, Borverbindüngen, Arsenverbindungen und Antimonverbindungen besteht.
10. Glühlampe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das glasbildende Mittel iii einer Menge von 0,1 bis 10

15 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gemisch, vorliegt.
11. Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Halogenlampe ist.