JP3911803B2 - 放電型ランプの製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車用の高輝度放電型ランプの遮光膜の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動車の前照灯用の高輝度放電型ランプには、光の投射領域の明暗コントラストを得るために、ランプのガラス表面に任意の形状の黒色遮光膜を形成する必要がある。
【0003】
図1にD2R型自動車用放電ランプの構成図を示す。図1の1が遮光膜であり、この遮光膜の位置や寸法は国際規格によって決められている。また、2がタングステン製の電極であり、2の電極に外部から電圧を印加することにより3の発光部で放電発光が起こり、ランプが点灯する仕組みである。4は外管で石英ガラス製である。4の外管の表面に1の遮光膜が形成される。5は発光管であり、4の外管と5の発光管は6の部分が融着している。
【0004】
従来のランプの製造方法は、4の外管と5の発光管をガスバーナーで加熱処理して融着し、その後に酸化鉄、酸化銅、酸化コバルトなどの遷移金属元素の酸化物を顔料として用い、かつバインダとして粉末ガラスを用いた遮光膜用塗料をランプ表面に塗布し、電気炉にて前記の粉末ガラスが溶融する温度下で焼成して所望の遮光膜を得ていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
放電型ランプは点灯するとランプのガラス表面の温度が上昇するため、ガラス表面に形成されている遮光膜の温度も上昇する。特にD2R型自動車用放電ランプの場合、点灯時にはランプのガラス表面が約700℃まで上昇するために、ガラス表面の遮光膜も700℃の温度下にさらされることになる。
【0006】
このため、従来の技術に記したランプの焼成温度は700℃以上にする必要があった。
【0007】
しかしながら従来の技術では電気炉でランプ全体を加熱していたため、ランプの寿命が短くなるという問題があった。これは図1の3のランプ発光部内に封入された金属ヨウ化物が加熱によって石英ガラスと反応するためである。
【0008】
以上の理由から遮光膜塗布後に電気炉でランプを焼成するプロセスが問題であった。
【0009】
また、放電型ランプには前記したように発光部に金属ヨウ化物を封入しており、この材料が発光するが、この際に波長が400nm以下の紫外線を含む光束が発生する。
【0010】
自動車用のランプにおいて紫外線が発生するとランプを固定するための口金に使用されている樹脂が早期に劣化してしまうという問題がある。このため発光部から発生する光束の紫外線をカットするという要望があった。
【0011】
【課題を解決するための手段】
これらの課題を解決するために本発明では、石英ガラス管の表面に、顔料と水溶性樹脂と粉末ガラス及び水から構成された遮光膜用塗料を所望の遮光膜パターンに塗布して、700℃以上の焼成温度で焼成した後、前記遮光膜形成済み石英ガラス管をランプの外管として用いて金属ヨウ化物が封入された発光管と融着してランプを製造することを特徴とする放電型ランプの製造方法とするものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
遮光膜用塗料は黒色顔料および水溶性樹脂および粉末ガラスおよび水から構成されている。以下に順に説明する。
【0013】
顔料は酸化マンガン、酸化コバルト、酸化銅、マンガンを5モル%から30モル%含有する酸化鉄のうちの少なくとも1種類以上の化合物の粉末を乾式混合して用いた。
【0014】
上記化合物はすべて黒色の粉末である。好ましくは酸化マンガンとマンガンを5モル%から30モル%含有する酸化鉄を組み合わせて用い、焼成することにより退色の少ない安定な黒色顔料が得られるものである。
【0015】
水溶性樹脂にはメチルセルロースもしくはビニルアルコールを用いた。塗布後の仮乾燥後にはメチルセルロースもしくはビニルアルコールもしくはアクリル樹脂がバインダとなり、塗膜をガラス表面に形成する。またメチルセルロースには塗料の顔料粉体の沈降や凝集や分離を抑制する機能を有するために、粉体量100部に対して0.2部から2部添加することにより塗料を安定化することができるものである。塗料中の固形分率を40重量%以上にすることにより、塗料の塗布後の乾燥収縮や塗布後の液ダレを抑制することができ、高精度の遮光膜パターンを形成することが可能になるものである。
【0016】
焼成中にメチルセルロース、ビニルアルコール、アクリル樹脂は熱分解するため塗膜中に残存しなくなる。
【0017】
粉末ガラスはバインダとして機能する。焼成中に塗料中に含まれる粉末ガラスが溶融し、バインダとして機能するものである。より好ましくは、この粉末ガラスには酸化亜鉛とシリカを主成分とするガラスを用いることにより石英ガラス表面への密着強度の高い遮光膜が得られる。また、より好ましくは粉末ガラスの融点が700℃以上のものを用い、焼成温度を700℃以上とすることにより、2000時間の点灯試験後でも高い強度である遮光膜が得られるものである。
【0018】
また、より好ましくは熱膨張係数が10ー6以下である粉末ガラスを用いることにより、石英ガラス管との熱膨張係数の差が小さくなり、ランプの点滅による温度の局所的な上昇と低下による遮光膜の剥離が起こりにくくなるものである。
【0019】
上記遮光膜用塗料を塗布機により外管表面に所望の形状に塗布して焼成することにより遮光膜付きの外管が得られた。
【0020】
チタンのアルコラート、セリウムのアルコラートの少なくとも一種類とシリコンのアルコラートを含む塗料を外管用のガラスに塗布し、焼成することによりゾルーゲル反応が起こり、チタン、セリウムのいずれか一方もしくは両方を含むシリカの透明薄膜が形成できる。
【0021】
チタンおよびセリウムには紫外線を吸収する性質があるため、これらを含有する透明薄膜を外管に形成することにより紫外線をカットする機能を有するランプ用外管が得られた。
【0022】
【実施例】
次に本発明の具体例を説明する。
【0023】
(実施例1)
酸化鉄粉末400gと、シリカと酸化亜鉛を主成分とする融点が700℃のガラス粉末100gをめのう乳鉢にて1時間乾式混合し、混合物とした。
【0024】
次にメチルセルロースを3重量%含有する水300gと上記混合物をディスパーにて混合し、さらに高速分散機にて粉体を水中に分散した。高速分散機の周速は5m/s以上の条件で行った。
【0025】
このようにして作製した塗料を石英製の外管の表面に塗工機にて所望の遮光膜パターンに塗布し、大気中で100℃で仮乾燥した。その後電気炉中で700℃で30分間保持して焼成を行った。
【0026】
上記手順で準備した遮光膜付き外管と発光管をガスバーナーで融着してD2R型ランプを得た。従来の手順では外管と発光管の融着後に遮光膜塗料を塗布し、ランプ全体を電気炉中で700℃で焼成してD2R型ランプを得ていた。
【0027】
(表1)に本発明の手順で得たランプと従来の手順で得たランプの特性の評価結果を示す。
【0028】
【表1】
【0029】
遮光膜強度はJIS Z 1522によるごばん目試験法で評価した。また、焼成温度を800℃としたときの評価結果も一緒に示した。
【0030】
(表1)から焼成温度700℃の場合には膜強度が同等であり、ランプ寿命に関しては本発明で得たランプの方が大幅に長いということがわかる。また800℃焼成の場合にも膜強度は同等であり、かつ700℃の場合よりも優れており、また本発明のランプと従来のランプの寿命の差がさらに大きくなっていることがわかる。
【0031】
以上のことから本発明の製造方法により、従来の製造方法では得られなかったような遮光膜強度とランプ寿命の長さが両立できることがわかった。
【0032】
(実施例2)
シリコンのアルコラートとチタンのアルコラートとセリウムのアルコラートをディスパーにて混合し塗料とした。シリコンとチタンとセリウムの原子の比率は100対10対10とした。
【0033】
この塗料を外管用の石英ガラスの表面にディップ法で塗布して、電気炉中で150℃で焼成した。上記手順で準備した外管と発光管を融着しランプを得た。焼成温度を150℃以上とすることにより密着が良好な膜が得られた。
【0034】
図2に本発明で得られた外管の光透過率と光波長の関係図を示す。400nm以下の紫外線領域の光の透過率が小さくなっており、実用上充分な効果を示していることがわかった。
【0035】
この外管を用いて製造したランプの口金の樹脂部分の耐久試験を行った結果、3000時間以上ランプを点灯しても問題になるような劣化は見られず、良好な結果が得られた。
【0036】
(実施例3)
実施例2に記した手順で紫外線カット膜を外管表面に形成し、さらに実施例1に記した手順で外管に遮光膜を形成した後に、発光管を融着しD2R型ランプを製造した。
【0037】
この方法で製造したランプは口金の樹脂劣化が見られず、かつ高い遮光膜強度で、なおかつランプの熱処理による寿命劣化のないことがわかった。
【0038】
【発明の効果】
以上のように本発明の製造方法によれば、高い遮光膜強度で、なおかつランプの熱処理による寿命劣化のないランプが得られることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【図1】 D2R型ランプの構成図
【図2】 本発明の外管の光透過率と光波長の関係図
【符号の説明】
1 遮光膜
2 タングステン電極
3 発光部
4 外管
5 発光管
6 融着部
Claims (1)
- 石英ガラス管の表面に、顔料と水溶性樹脂と粉末ガラス及び水から構成された遮光膜用塗料を所望の遮光膜パターンに塗布して、700℃以上の焼成温度で焼成した後、前記遮光膜形成済み石英ガラス管をランプの外管として用いて金属ヨウ化物が封入された発光管と融着してランプを製造することを特徴とする放電型ランプの製造方法。
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---|---|---|---|
JP31793597A JP3911803B2 (ja) | 1997-11-19 | 1997-11-19 | 放電型ランプの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31793597A JP3911803B2 (ja) | 1997-11-19 | 1997-11-19 | 放電型ランプの製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11149867A JPH11149867A (ja) | 1999-06-02 |
JP3911803B2 true JP3911803B2 (ja) | 2007-05-09 |
Family
ID=18093673
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31793597A Expired - Fee Related JP3911803B2 (ja) | 1997-11-19 | 1997-11-19 | 放電型ランプの製造方法 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3911803B2 (ja) |
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1997
- 1997-11-19 JP JP31793597A patent/JP3911803B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH11149867A (ja) | 1999-06-02 |
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