JP2006049099A - 干渉膜を有するハロゲン電球又は高輝度放電ランプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 バルブ表面に、光屈折率の高い層と低い層を組み合わせてなる多層干渉膜において、少なくとも1層が、釉薬層あるいは脂肪酸の金属塩よりなる層であることを特徴とするハロゲン電球又は高輝度放電ランプ。
Description
また、高屈折率層と低屈折率層を交互に積層すると、ランプ点灯時の加熱により層間で熱膨張率が異なることと、高屈折率層に多く用いられている酸化チタンの相変化により、クラックや白濁が生じるという問題がある。クラックや白濁は干渉膜としての機能を低下させ、可視光の透過性が低下するという問題がある。
浸漬法では多層にすればするほど、膜厚の制御が難しくなり、安定した干渉膜が得られにくいという問題がある。積層回数を少なくすると干渉膜が得られないという問題がある。
すなわち、 バルブ表面に、光屈折率の異なる層を複数組み合わせてなる多層干渉膜において、少なくとも1層が、釉薬層あるいは脂肪酸の金属塩よりなる層であるハロゲン電球又は高輝度放電ランプである。
本発明においては、これら一般的な構成の釉薬を使用することができる。屈折率を調整するためにシリカ、チタン、タンタル、ビスマス、アルミニウム、ホウ素、ジルコニウム、リン等の酸化物、アルコキシ化物あるいはアルコキシ化物を塩酸等で加水分解して得られたゾルーゲル液を混合しても良い。
ロジンとしては、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジンはもちろん、水素添加ロジン、不均斉化ロジン、重合ロジン、マレイン酸付加ロジンあるいはロジンの主成分であるアビエチン酸、デヒドロアビエチン酸などを使用することができる。
また、本発明では、脂肪酸の金属塩が、シリカ、チタン、タンタル、ビスマス、ジルコニウム、ホウ素、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム塩の1種又は2種以上である場合には、被膜形成無機バインダーを特に必要としないが、脂肪酸の金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、ロジウム、コバルト、ルテニウム、鉄、マンガン、クロム、インジウム、スズ等の金属塩である場合には、被膜形成しにくいので、前記脂肪酸の金属塩やシリカ、チタン、タンタル、ビスマス、アルミニウム、ホウ素、ジルコニウム、リン等の酸化物、アルコキシ化物あるいはアルコキシ化物を塩酸等で加水分解して得られたゾルーゲル液を被膜形成無機バインダーとして併用することができる。
またさらに、本発明では、シリカ、チタン、タンタル、ビスマス、アルミニウム、ホウ素、ジルコニウム、リン等の酸化物、アルコキシ化物あるいはアルコキシ化物を塩酸等で加水分解して得られたゾルーゲル液は被膜形成無機バインダーとして、脂肪酸の金属塩との併用ばかりではなく、釉薬と併用することもできる。
ランプは、光源1を内蔵するガラス管2と口金3からなり、ガラス管は通常、高温に耐えるパイレックス(登録商標)ガラスや石英ガラスで作られている。
(1) バルブ表面に、光屈折率の高い層と低い層を組み合わせてなる多層干渉膜において、少なくとも1層が、釉薬層あるいは脂肪酸の金属塩よりなる層であることを特徴とするハロゲン電球又は高輝度放電ランプ。
(2) バルブ表面に、光屈折率の高い層と低い層を組み合わせてなる多層干渉膜において、少なくとも1層が、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、ロジウム、コバルト、ルテニウム、鉄、マンガン、タングステン、モリブデン、クロム、タンタル、ニオブ、バナジウム、インジウム、スズを含む釉薬層あるいは脂肪酸の金属塩層であることを特徴とする(1)記載のハロゲン電球又は高輝度放電ランプ。
(3) 多層干渉膜のいずれかひとつの層が着色層であることを特徴とする(1)−(2)記載のハロゲン電球又は高輝度放電ランプ。
(4) 釉薬層あるいは脂肪酸の金属塩よりなる層が2層以上連続していることを特徴とする(1)−(3)のいずれかに記載のハロゲン電球又は高輝度放電ランプ。
(5) 脂肪酸がロジン系樹脂であることを特徴とする(1)−(4)のいずれかに記載のハロゲン電球又は高輝度放電ランプ。
(6) 釉薬がシリカ、チタン、タンタル、ビスマス、ジルコニウム、ホウ素、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、リンの化合物の1種または2種以上と金、銀、銅、白金、クロム、ニッケル、コバルト、パラジウム、ロジウム、インジウム、スズ、ルテニウム、ゲルマニウム、タングステン、アルミニウム、マンガンの1種または2種以上を含むことを特徴とする(1)−(5)のいずれかに記載のハロゲン電球又は高輝度放電ランプ。
(7) 着色層が赤、黄、紫、緑あるいは青色であることを特徴とする(1)−(6)記載のハロゲン電球又は高輝度放電ランプ。
(8) 干渉層が2-5層であることを特徴とする(1)−(7)のいずれかに記載のハロゲン電球又は高輝度放電ランプ。
(低屈折率層構成液(1)の調整)
温度計、窒素ガス導入管、コンデンサー、撹拌装置を付した300ml4つ口フラスコにテトラエトキシシラン100g、イソプロピルアルコール100g水5g、塩酸0.2gを加え、窒素ガス下に60℃まで加熱し、60℃で6時間反応させた(1a)。その後、イソプロピルアルコールで10倍希釈し、無水硫酸ナトリウムを加え、脱水後、ろ過し、低屈折率層構成液(1)とした。
ノニオン系界面活性剤を塗布したポリプロピレン板上にこの構成液をキャストし、80℃で乾燥後、無機膜を取り外し、400℃で焼成した。この無機膜の屈折率を測定すると1.48であった。以下、同様にして屈折率を測定した。
(高屈折率層構成液(2)の調整)
テトライソプロポキシチタン20g、テトラエトキシシラン5.2g、トリイソプロポキシアルミニウム1g、アセチルアセトン26gを混合し、イソプロピルアルコールで10倍希釈し、高屈折率層構成液(2)とした。
この高屈折率膜の屈折率は2.08であった。
(ロジンチタニウム塩液(3)の調整)
温度計、滴下漏斗、脱溶剤装置、撹拌装置を付した300ml4つ口フラスコにテトライソプロポキシチタン30gを仕込み、加熱しながら、ガムロジンWW(酸価165)の50重量%イソプロピルアルコール溶液210gを撹拌下に1時間を要して滴下した。加熱を続けると、フラスコ内の温度が約85℃になった時よりイソプロピルアルコールの留出が始まった。100℃でほぼ、イソプロピルアルコールの留出が終了したが、120℃まで加熱し、アスピレーターで反応系を減圧にして、残存するイソプロピルアルコールを留去した。赤外吸収スペクトルを調べた結果、1696cm−1にあるロジンのカルボキシル基の吸収が減少し、1540cm−1にロジンチタニウム塩の吸収が新たに認められた。このものをイソプロピルアルコールで20倍希釈し、高屈折率層構成液(3)とした。
この高屈折率膜の屈折率は2.25であった。
(ロジンの白金塩液(4)の調整)
水酸化カリウム16.5gを純水300gに溶解し、約85℃に加熱した。その上に、撹拌しながら加熱溶融したガムロジンWW(酸価165)100gを添加し、ロジンのカリウム塩を得た。純水で不揮発分を20%に調整した。20%ロジンカリウム塩溶液28gをビーカーに取り、撹拌しながら2%ヘキサクロロ白金(IV)酸・六水和物水溶液50gを添加した。全量を分液漏斗に移し、キシレン200gを加え、振り混ぜ、水層を除去した。キシレン層に無水硫酸ナトリウムを加え、脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去し、ロジンとロジン白金塩混合物のキシレン溶液(4)を得た。キシレンを加え、不揮発分を5%に調整した。
(青色着色液(5)の調整)
平均粒子径120nmのアルミン酸コバルトのイソプロピルアルコール分散液(不揮発分:15%)100gと(1)で調整したイソプロピルアルコールで希釈前の低屈折率層構成液(1a)100gとイソプロピルアルコール100gを混合し、青色着色液(5)を得た。
実施例1〜6と同様の手順により、バルブの表面に多層干渉膜を設けたハロゲン電球を作成し、実施例7−9として表にまとめて示す。
また、光干渉性について、その性能を合わせて示す。
(実施例10)
(実施例11)
(実施例12)
実施例12と同様の手順により、バルブの表面に着色層と多層干渉膜を設けたハロゲン電球を作成した。実施例13−16として表にまとめて示す。
また、光干渉性について、その性能を合わせて示す。
実施例と同様の手順で、ハロゲン電球のバルブを低屈折率層構成液(1)に浸漬し、2.0mm/秒の速度で引き上げ、600℃で5分間焼成し、低屈折率層1を形成させた。次いで、高屈折率液(2)に浸漬し、2.0mm/秒の速度で引き上げ、600℃で5分間焼成し、高屈折率層1を形成させた。
実施例と同様の手順で、高屈折率液(2)に浸漬し、2.0mm/秒の速度で引き上げ、600℃で5分間焼成し、高屈折率層1を形成させた。
次いで、ハロゲン電球のバルブを低屈折率層構成液(1)に浸漬し、2.0mm/秒の速度で引き上げ、600℃で5分間焼成し、低屈折率層1を形成させた。
実施例と同様の手順で、まず、約0.1μmの着色層(青)を設けた。次いで、低屈折率層構成液(1)に浸漬し、一定速度で引き上げ、600℃で5分間焼成し、約0.1μmの低屈折率層1を形成させた。次いで、 ハロゲン電球のバルブを高屈折率液(2)に浸漬し、一定速度で引き上げ、600℃で5分間焼成し、約0.1μmの高屈折率層1を形成させた。
比較例の性能について表2にまとめる。
2 ランプのガラス管
3 口金
4 干渉膜
Claims (8)
- バルブ表面に、光屈折率の高い層と低い層を組み合わせてなる多層干渉膜において、少なくとも1層が、釉薬層あるいは脂肪酸の金属塩よりなる層であることを特徴とするハロゲン電球又は高輝度放電ランプ。
- 釉薬層あるいは脂肪酸の金属塩層が、 金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、ロジウム、コバルト、ルテニウム、鉄、マンガン、タングステン、モリブデン、クロム、タンタル、ニオブ、バナジウム、インジウム、スズを含むであることを特徴とする請求項1記載のハロゲン電球又は高輝度放電ランプ。
- 多層干渉膜のいずれかひとつの層が着色層であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のハロゲン電球又は高輝度放電ランプ。
- 釉薬層あるいは脂肪酸の金属塩よりなる層が2層以上連続していることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかひとつに記載のハロゲン電球又は高輝度放電ランプ。
- 脂肪酸がロジン系樹脂であることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかひとつに記載のハロゲン電球又は高輝度放電ランプ。
- 釉薬がシリカ、チタン、タンタル、ビスマス、ジルコニウム、ホウ素、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、リンの化合物の1種または2種以上と金、銀、銅、白金、クロム、ニッケル、コバルト、パラジウム、ロジウム、インジウム、スズ、ルテニウム、ゲルマニウム、タングステン、アルミニウム、マンガンの1種または2種以上を含むことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかひとつに記載のハロゲン電球又は高輝度放電ランプ。
- 着色層が赤、黄、紫、緑あるいは青色であることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかひとつに記載のハロゲン電球又は高輝度放電ランプ。
- 干渉層が2-5層であることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかひとつに記載のハロゲン電球又は高輝度放電ランプ。
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