JPH03250558A

JPH03250558A - 光熱素子

Info

Publication number: JPH03250558A
Application number: JP4631390A
Authority: JP
Inventors: Hidehiro Shinada; 品田　英博
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1990-02-27
Filing date: 1990-02-27
Publication date: 1991-11-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明はハロゲン電球、管形赤外線電球、メタルハライ
ドランプ発光管１石英製シーズヒータなど各種の光熱素
子において、外囲器外面に耐熱性に富み、容易に剥離し
ない各種被膜を形成したものである。

（従来の技術）従来、照明用や、赤外線照射用の素子としてハロゲン電
球や管形赤外線電球が多用されている。

たとえばハロゲン電球は透明石英ガラス製外囲器（バル
ブ）内にフィラメントを封装し、かつ外囲器内にアルゴ
ンなどの不活性ガスとともに所要のハロゲンを封入した
ものである。そして、点灯するとフィラメントからの熱
により外囲器が管種にもよるが５００〜８００℃の高温
に熱せられ、この熱によってハロゲンサイクルが生起し
てフィラメントから蒸発したタングステンが外囲器壁な
どから自動的に回収されてフィラメントに帰還し、この
結果、フィラメントの減耗と外囲器内面の黒化とが防止
され、小形、高効率で長寿命である。

また、石英ガラスまたは高けい酸ガラスなどの耐熱性ガ
ラスからなる外囲器内にフィラメントを封装するととも
に外囲器内にアルゴンなどの不活性ガスとともに所要の
ハロゲンを封入し、さらに、外囲器外面に光拡散膜、光
反射膜、着色膜、遮光膜、波長変換膜などの光学膜を設
けてそれぞれ特色のある光を放射するハロゲン電球が知
られている。

さらに、管形石英ガラス外囲器（シーズ）内にニクロム
線などの電熱線を配設したシーズヒータがストーブや調
理器などの熱源に多用されている。

（発明が解決しようとする課題）上記従来の透明ハロゲン電球はその製造工程中や複写機
、照明器具などの組立て工程において、取扱中外囲器外
面に手脂などが付着し、また、使用中に大気中の有機質
粉塵が付着すると、これが分解し、その成分である炭素
やナトリウムが外囲器を構成する石英ガラス中に侵透し
、長時間点灯すると石英ガラスが失透し、また変質して
割れやすくなる。

また、上述の光学膜を設けたハロゲン電球は光学膜を形
成する粒子が結着しているに過ぎないので、手脂や有機
質粉塵あるいはこれが分解して生じた炭素やナトリウム
が粒子間の微少間隙を侵透して耐熱性ガラスに達し、こ
れを変質させる。また、点灯時の外囲器温度が高く、し
かも点灯時と消灯時との温度差が大きいので低融点ガラ
スを結着剤として用いることができず、光学膜が剥離し
やすい。

さらに、石英ガラス外囲器を用いたシーズヒータは手脂
や大気中の有機質粉塵あるいは調理品の吹きこぼれや油
滴などが付着し、その分解して生成した炭素やナトリウ
ムが外囲器の石英ガラスに侵透し、その結果石英ガラス
が失透したり、割れやすくなったりする。

そこで１本発明の課題はハロゲン電球やシーズヒータの
ように耐熱ガラス製外囲器を用いた光熱素子において、
外囲器外面をち密で耐熱性に富む被膜で被覆することで
ある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は発光部材または発熱部材を内蔵した耐熱性ガラ
ス外囲器の外面に、ガラス質シリカを基体とする被膜を
形成したことにより、外囲器表面をち密で耐熱性に富む
被膜で被覆した光熱素子を提供するものである。

（作　用）シリカアルコレートポリマの有機溶剤溶液を塗布すると
ゲル状被膜が形成され、これを比較的低温で焼成すると
ガラス質シリカ（非晶質シリカ）のち密な連続膜が形成
される。この被膜はち密で、粒子性がなく、割れ目や気
泡なども存在しない。

また、その組成がシリカであるので、耐熱性に富み、た
とえばハロゲン電球外囲器の高温にも充分に耐えられる
。さらに、このガラス質シリカは他の金属酸化物ととも
にガラス化して成膜することによって化学的、物理的時
性を調整することができ、また各種光学粒子などを配合
して格別な光学作用を呈させることもできる。

（実施例）以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

図は本発明を適用する光熱素子の一例である照明用ある
いは赤外線用ハロゲン電球を示す。図中、■は耐熱性ガ
ラスの一例である透明石英ガラスからなる直管形外囲器
（バルブ）、■はこの外囲器■の外面に形成された後述
する被膜、（３）、■は外囲器■の両端部を圧潰封止し
てなる封止部、（イ）、（イ）はこれら封止部■、■に
埋設された１対のモリブデン導入箔、（ハ）、ｃ５＋は
これらモリブデン導入箔に）、に）に接続されて外囲器
ω内に導入された１対の内導線、０はこれら内導線■、
ｃ５）間に装架された発光部材の一例であるタングステ
ンコイルフィラメント、■、■・・はこのフィラメント
０を支持して外囲器■のほぼ中心線に位置させるアンカ
、（８）　、　（８）はモリブデン導入箔に）、に）に
電気接続し封止部（３）、（３）の端面に固着された端
子である。

上記被膜■はガラス質シリカ（非晶質シリカ）を基体と
し、光熱素子の要求される性能、特性、用途などにより
、その組成、配合物、形成される外囲器■表面の位置、
形成部位などを定めである。

このような被膜■を形成するには、シリカアルコレート
（Ｒ−０−３ｉｎ２）ポリマのアルコール溶液に所要の
添加物を加えて外囲器ωの外面に塗布し乾燥してゲル状
被膜に形成し、　これを約５００℃で約１０分間焼成す
るとガラス質シリカを基体とする被膜が得られる。

つぎに、これら被膜■の種々の例をあげて具体的に説明
する。

〔■〕透明保護膜（２１）この被膜はハロゲン電球、赤外線電球などの外囲器０表
面に形成して手脂、有機粉塵、吹きこぼれ、油滴などか
ら外囲器■の耐熱性ガラス、特に透明石英ガラスを保護
するもので、その具体構造を第２図に示す。すなわち、
本透明保護膜（２１）は上述のシリカアルコレートにチ
タニャアルコレート（Ｒ０−ＴｉＯ□）を適量添加して
エチルアルコールに溶解してこれらのポリマ混合液を調
製し、上述のように外囲器■の全外面に一様に塗布し、
焼成してなるものである。

この透明保護膜（２１）はガラス質シリカとガラス質チ
タニャとの固溶体からなり、無色透明で、ち密で１粒子
性がなく１割れなども存在せず、さらに耐熱性に富む。

したがって、これら光熱素子を照明器具、複写器、暖房
器具、調理器などに組込んだ場合、上述の汚損物質が分
解して生成した炭素やナトリウムがこの保護膜（２１）
で阻止されて外囲器■のガラス面に到達できない。

しかもこの保護膜（２１）は無色透明で外観が良く、し
かも８００℃の高温で１０００時間使用しても耐えられ
る利点がある。

（ＩＩ）光拡散膜この被膜はハロゲン電球、管形赤外線電球などの外囲器
０表面に形成して外囲器のから導出する可視光や赤外線
を拡散させて柔らかい光を多方向にむらなく放射させる
もので、第２図に示した透明保護膜（２１）と同様、外
囲器■の全外面に一様に形成したものである。この被膜
は上述のガラス質シリカ単独またはガラス質シリカとガ
ラス質チタニャとの固溶体に散光性粉末たとえばシリカ
微粉末、マグネシア微粉末などを配合してなり、上述と
同様に外囲器外面に形成して得られる。この光拡散膜も
ち密で、割れなどが存在せず、炭素やナトリウムなどの
侵透を阻止して外囲器ωの劣化を阻止する作用があり、
しかも耐熱性に富み、ハロゲン電球外囲器の高温にも耐
えられる。

〔ｍ）光反射膜（２２）この被膜はハロゲン電球、管形赤外線電球などの外囲器
の表面の一部に形成して可視光や赤外線を一方向に放射
するもので、第３図に示すように、外囲器■の一側にお
いてたとえば開口角１２０°で設けられている。この光
反射膜（２２）も前述の光拡散膜における光拡散性粉末
の代りにマグネシャ粉末、チタニャ粉末などの光反射性
粉末を適量配合したものである。この光反射膜もち密で
割れなどがなく、炭素やナトリウムなどの侵透を阻止す
るので開口方向を上向きに用いれば外囲器■を保護する
作用がある。また。

この光反射膜（２２）は耐熱性に富みハロゲン電球外囲
器の高温にも耐えられる。

（ＩＶ）着色膜この着色膜はハロゲン電球、普通形白熱電球などの外囲
器■の外面に設けて放射光を所望の色に着色するもので
、上述の光拡散膜における光拡散性粉末の代りに朱、コ
バルトブルー群青などの耐熱性顔料を配合したものであ
る。

この着色膜も炭素やナトリウムの侵透を阻止する作用が
あり、かつ耐熱性に富む。

（Ｖ）波長変換膜この波長変換膜は暖房用赤外線電球の外囲器■の外面に
設けて発光部材であるフィラメント０から放射された光
のうち可視光および近赤外線を遠赤外線に変換して放射
するものである。

このものは上述の着色膜における有色粉末の代りに遠赤
外線放射性セラミクス粉末を配合したもので、上述の効
果のほか炭素やナトリウムの侵透を防止し、かつ耐熱性
に富む利点もある。

（Ｖｌ）遮光膜このものはハロゲン電球などの外囲器の一部に設けて光
の漏出を遮蔽するもので上述の光反射膜における光反射
性粉末の代りに炭素粉末、フェリシアンブルーなどの遮
光性粉末を配合したもので、上述の光反射膜の背面に形
成して光の不所望方向への漏出を防止するに適する。そ
して、本遮光膜も上述のようにナトリウムなどの侵透を
阻止し、耐熱性に富む。

つぎに他の実施例を示す。このものは光熱素子の一例で
あるシーズヒータで、その詳細を第４図に示す。図中、
■は両端開口した石英ガラス製直管形外囲器（シーズ）
　、　（２１）は外囲器■外面に形成された前述と同様
な透明保護膜、（３１）、　（３１）は外囲器■の両端
部を通気自由に閉塞した閉塞体、（６１）は外囲器ω内
にその長手方向に沿って配設した発熱部材の一例である
ニクロム線コイルなどの電気発熱体、（８１）、　（８
０はこの発熱部材（６１）の両端から一体に延在し、上
記閉塞体（３１）、　（３１）を貫通して外部に延在し
た１対の端子部、０は外囲器ω内に密充填されて電気発
熱体（６１）を固定するとともにその熱を外囲器のに伝
達するマグネシア粉末などの充填材である。

このシーズヒータは調理器の熱源に適し、この場合、吹
きこぼれ、油滴などが付着してもその分解物である炭素
やナトリウムなどが透明保護膜（２１）で阻止されるの
で外囲器■が劣化することがなく、長期高温で使用して
も透明保護膜（２１）が劣化や剥離をすることがない。

また透明保護膜（２１）の代りに光拡散膜を設けても同
様である。

なお、本発明をメタルハライドランプにおける発光管す
なわち石英ガラス製外囲器の両端部に設けた保温膜にも
適用できる。この場合、上述のガラス質シリカ単独また
はガラス質シリカとガラス質チタニャとの固溶体に適量
の保温性粉末たとえばマグネシア粉末を配合して保護膜
を形成すればよい。

なお、本発明において、耐熱性ガラスとは前述の石英ガ
ラス、高けい酸ガラスの他、はうけい酸ガラスなど同程
度の耐熱性を有するガラスであればよい。

〔発明の効果〕

このように、本発明の光熱素子は発光部材または発熱部
材を内蔵した耐熱性ガラスからなる外囲器の外面にガラ
ス質シリカを基体とした被膜を設けたので、多様な用途
を有し、特に被膜が炭素やナトリウムなどの汚損物質の
侵透を阻止して外囲器を保護し、かつ被膜が耐熱性に富
み高温の外囲器外面にも形成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光熱素子の一般的実施例の縦断面図、
第２図は上記光熱素子の一実施例の横断面図、第３図は
同じく他の実施例の横断面図、第４図はさらに他の実施
例の縦断面図である。 ω・・・外囲器　　　　■被膜（２１）・・・被膜の一例である透明保護膜（２２）・
・・被膜の他の例である光反射膜■・・・封止部　　　
　に）・・・モリブデン導入箔■・・・内導線　　　　
（３１）・・・閉塞体■・・・発光部材の一例であるフ
ィラメント（６１）・・・発熱部材の一例である電気発
熱体■・・・アンカ　　　　（８）、　（８１）・・・
端子■）・・・充填材

Claims

【特許請求の範囲】

発光部材または発熱部材を内蔵した耐熱性ガラス外囲器
の外面に、ガラス質シリカを基体とした被膜を形成した
ことを特徴とする光熱素子。