JPH06302301A - ソフトホワイト反射型電球 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガラス質エンベロープを有する電球で、視覚
的に好ましい柔らかい白色光が放射されるようにする。 【構成】 エンベロープ１２の少なくとも一部、例えば
反射形電球の前側光透過性部分１４を、比較的粗い、す
なわち大きな粒度の未処理の二酸化チタニウム粒子を含
有するシリコーンからなる被膜３６で被覆する。これに
より眩光およびフィラメントのホットスポットが実質的
に低減した好ましいソフトホワイトな外観が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ソフトホワイト反射型
電球に関する。更に詳しくは、本発明は、放物面状の反
射部およびフィラメント像を散乱させ、審美的かつ視覚
的に好ましいソフトホワイト効果をもたらす二酸化チタ
ニウムの粗い粒子を含有するシリコーン被膜で被覆され
た光透過性前側部を有するガラスエンベロープ内に囲ま
れたフィラメントを光源として有する反射型電球に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光源としてフィラメントまたはアークを
使用した電球は、発生した光が分散されていない場合に
は、光源が見えるパターンの光を発生する。更に、光源
と被照明物または被照明領域との間に光拡散手段がない
場合には、光源はビーム内に好ましくない眩光および明
るいスポットを発生し、電球自身は電球の表面からの眩
光および光源からの集中した強い光により不快に見え
る。光源の像を分散させるために通常使用される手段
は、（ある種の反射型電球の場合）レンチキュラーレン
ズを設けたり、電球のエンベロープに砂を吹き付けた
り、電球のエンベロープに酸エッチングを施したり、ま
たは電球エンベロープの内面を粉末被膜で被覆したりし
て、発生した光を散乱させ、光源像を拡散させている。
電球のエンベロープの内面に酸エッチングまたは被膜を
施すことは、フィラメントを囲んでいるガラスエンベロ
ープが酸エッチング（艶消し）を施されたり、および／
または粒子状の光拡散材で被覆されている通常の家庭用
の白熱電球に非常に一般的に見られる。粘土とシリカの
混合物がその利用可能性、光拡散特性、化学的不活性お
よび電球点灯中に達成する高温に耐える能力のために粒
子状の光拡散材としてしばしば使用されている。しかし
ながら、酸エッチングを除いて、これらの方法のいずれ
もがＲまたはＥＲ電球として通常知られている反射型電
球に使用するのに適していない。このタイプの電球は、
フィラメントを囲んでいるとともに、フィラメントから
発生した光の一部を透明なまたは艶消しの前側光透過性
部分を通して電球の前方に反射するために光反射材で被
覆された内部反射面を含む単一体の吹込みガラスエンベ
ロープを有する。これらのＲおよびＥＲ電球は装飾電球
として使用されるとともに、また特定の方向に照明を行
うために使用され、商業用および家庭用の両方に広い用
途を有する。これらの電球は通常の白熱電球に類似した
典型的な金属製のねじ込み口金を一端に有し、金属ベー
スを上側に有する照明器具とともにまたは照明器具なし
に一般に使用され、フィラメントから発生する光はほぼ
下方に投射される。白色光を投射し、眩光が少なく、フ
ィラメント像が少なくとも部分的に拡散されているこの
種の電球に対する要望がある。

【０００３】

【発明の概要】本発明は、電気的光源を囲んでいるガラ
ス質のエンベロープを有する電球に関連しており、エン
ベロープの少なくとも一部は光散乱粒子および好ましく
は比較的粗い二酸化チタニウム粒子を含有するシリコー
ン被膜で被覆され、これによりフィラメント像を散乱
し、装飾電球および一般の照明用途の両方として有効な
審美的かつ視覚的に好ましいソフトホワイト効果をもた
らしている。また、粒子状の二酸化チタニウムは未処理
であることが好ましい。これは、より細かいサイズ（粒
度）の顔料クラスの二酸化チタニウムに対して通常実施
されるように有機化合物で処理または被覆されることが
ないことを意味している。一実施例においては、電球は
アークまたはフィラメントのような電気的光源を囲んで
いるとともに、光反射面を有し、光源からの光をガラス
質の光透過部を通って反射面の前方に反射する反射型電
球であり、ガラス質の光透過部は本発明による粗い未処
理の二酸化チタニウム粒子を含有するシリコーン被膜を
有する。本発明は、特にＲおよびＥＲタイプの反射型電
球に有用である。このタイプの電球はフィラメントを内
部に密閉して囲んでいる吹込みガラスエンベロープを有
し、このエンベロープはエンベロープの内面の一部に光
反射被膜を有し、ガラスエンベロープの前側光透過性部
分は本発明による粗い粒子のチタニウムを含有するシリ
コーン被膜で被覆されている。本発明によるこのタイプ
の電球は、電球の前側光透過性部分に二酸化チタニウム
含有シリコーン被膜のない同じ電球と比較して、ルーメ
ン損失が５％未満であり、殆どが２％未満であった。

【０００４】

【実施例の記載】図１を参照すると、Ｒタイプの電球１
０が口金を上側にして図示され、この電球１０は吹込み
ガラスエンベロープ１２を有する。このエンベロープ１
２は前側光透過性部分１４、反射部１６、およびねじ部
２２とアイレットまたは接触部２４を持つ通常の金属製
ねじ込み口金２０を備えたステム部１８を有する。電球
のエンベロープ内には、フィラメント２６が、凹入ガラ
スステム部３０に取り付けられた一対のフィラメント支
持ワイヤ２８によって支持されている。反射部１６の内
面３２は本技術分野に専門知識を有する者に知られてい
る銀、金、アルミニウムなどの反射性金属材である被膜
３４で被覆され、この被膜３４は１３で示すようにボウ
ル形状の前側部分１４まで延在するとともに、１５で示
すように首部１８内に延在している。本発明の一実施例
では、光反射被膜３４は銀である。銀はアルミニウムよ
りも好ましい。それは、アルミニウムが被膜ビヒクル内
にフレークの形態で加えられ、その結果電球の光出力に
かなりの損失が発生するためである。前側光透過性部分
１４は外側にシリコーン樹脂からなる本発明の被膜３６
で被覆されている。このシリコーン樹脂内には光分散粒
子材、好ましくは大きな粒度の二酸化チタニウムの粒子
が分散されている。本技術分野に専門知識を有する者に
知られているように、首部１８は電球のシール領域およ
び口金をフィラメントから分離し、シール領域における
熱ストレスおよび口金に対する熱ストレスを低減するよ
うに細長くなっている。円板状のアルミニウムの熱シー
ルド４０がステム３０上に押し込まれ、口金に伝達され
る熱を更に低減している。また、図示のように、電球は
口金を上側にして示され、電球エンベロープ１２のボウ
ル状の前側光透過性部分１４は下方の位置に示されてい
る。これは、光が電球の下方に投射されることを保証
し、また電球点灯中において被膜３６が剥がれたり、ひ
び割れしたり、または薄片になってはげ落ちたりするよ
うなほどボウル状の前側光透過性部分１４のガラスの表
面の温度が熱くならないことを保証するのに重要であ
る。光反射部１６は放物形、球形または楕円形の形状
か、またはこれらの個々の形状の１つ以上を組み合わせ
た複合形状を有する。多くの場合、光反射部１６は放物
面状（Ｒ電球）または楕円形（ＥＲ電球）の形状を有す
る。電球点灯中、フィラメント２６から発生したかなり
多くの可視光は金属製光反射被膜３２に当り、反射部１
６の形状によって大分決定される所望のビームパターン
で光透過性部分１４を通って前方に投射される。また、
フィラメント２６から発生したかなりの量の可視光が金
属製の光反射面３４に当たることなく電球の外に光透過
性部分１４を通って投射される。

【０００５】本発明のソフトホワイト被膜３６が電球の
光透過性部分１４の表面に被覆されていない場合には、
電球はビームパターン内の投射されたフィラメント像に
よるホットスポットをビームパターン内に見せ、かなり
の量の不快に感じる眩光を発生する。そして、放出され
る光は目ざわりで、フィラメント像がまぶしく、点灯し
た電球自身は極端に明るく、光透過性部分１４の内面が
艶消しされていたとしても見にくい。電球エンベロープ
の光透過性部分１４上に本発明の被膜３６を有する場合
には、フィラメント像は分散され、目に好ましいソフト
ホワイト光として放出される光の中に拡散され、電球自
身は光透過性部分１４が透明であるかまたは艶消しを施
されているか否かに関わらず本発明の被膜のない場合に
通常この種の電球が有する不快な眩光およびホットスポ
ットを有しない。

【０００６】上述したように、本発明の被膜は粒子状の
二酸化チタニウムよりなる光散乱粒子を含有するシリコ
ーン材である。この粒子状二酸化チタニウムの光散乱粒
子は、種々の被膜用に通常使用される顔料クラスの二酸
化チタニウムの典型的な粒度である非常に細かい粒度を
有していないことが分かった。また更に、二酸化チタニ
ウムの粒子は未処理のものにすべきであり、基本的には
通常の被膜技術および実施方法と反対のものであること
が分かった。すなわち、通常の被膜用途に使用される顔
料クラスの粒子状二酸化チタニウムは非常に細かい粒度
であるとともに、常に処理されまたは有機材で被覆され
て、二酸化チタニウムが分散される樹脂または他の有機
ビヒクルによって粒子を湿らすことができるようにされ
ている。未処理の二酸化チタニウムとは、有機化合物で
処理されなかった二酸化チタニウムを意味するが、無機
化合物（シリカまたはアルミナなど）で処理された二酸
化チタニウム粒子を排除するものではない。本発明の粒
子に有効であることが分かった１つの粒子状二酸化チタ
ニウムはクロノス（Ｋｒｏｎｏｓ）Ｒ３０２０二酸化チ
タニウムである。この二酸化チタニウムは、易流動性の
粗い粒度の表面処理されない高純度クラスの二酸化チタ
ニウムである。この種の二酸化チタニウムは種々のガラ
ス製造処理においてガラスの成分として通常使用される
非顔料タイプのものであり、主にルチル形二酸化チタニ
ウムである。この二酸化チタニウムは非常に少量の鉄、
クロミウムおよびバナジウムを有する９９．５％の純度
のものであり、典型的な粒度は３５メッシュスクリーン
上に３５％が保持され、３２５メッシュスクリーン上に
７５−８５重量％が保持されるものである。本発明の実
施に有用なこの二酸化チタニウムは５０％以上が３２５
メッシュスクリーン上に保持されるような粒度分布を有
している。これは、あるとしてもほんのわずか（すなわ
ち、１％未満）しか３２５メッシュスクリーン上に保持
されないような小さい粒度を有する顔料クラスの二酸化
チタニウムに対して著しく対照的である。クロノス３０
２０二酸化チタニウムの粒度分布は０．３８ミクロンの
粒度を有するものが約１０％であり、０．８６ミクロン
が５０％であり、２．０３ミクロンが９０％であって、
総合的な平均粒度は１．０３ミクロンの値である。本発
明のソフトホワイト被膜を達成するために試みとして顔
料クラスの二酸化チタニウムを使用した場合、被膜はあ
まりに不透明であり、電球のルーメン出力にかなり損失
があった。上述したように、本発明を実施した場合、ソ
フトホワイト被膜電球の総合的ルーメン出力は積分球で
測定した時、被膜のない電球に比較して、ほぼ１ないし
５ミルの範囲の被膜の厚さに応じて２％未満および５％
未満しか低減しなかった。このルーメン損失は本発明の
被膜の利益を得るための受け入れられる範囲内に十分あ
る。

【０００７】被膜に使用されるシリコーン樹脂はＧＥ、
ダウ・ケミカル（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）等のよう
な多くの供給者から入手し得る耐熱性のものであり、メ
チルおよび／またはフェノール官能価を有するシラン、
好ましくは硬化処理の際に本質的にシランのないシリコ
ーンを形成するような少なくともメチル官能価を有する
シランから一般に形成される。シリコーンは二および三
官能価メチルおよび／またはフェノール置換シランから
形成される。また、本発明の実施において有効な市販さ
れているシリコーン樹脂の例は、ニューヨーク州ウォー
タフォード（Ｗａｔｅｒｆｏｒｄ）のゼネラルエレクト
リック社のシリコーン生産部門およびイリノイ州ウォー
キガン（Ｗａｕｋｅｇａｎ）のデックスタ社（Ｄｅｘｔ
ｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を含む多くの製造者か
ら入手し得るシリコーンポリエステル樹脂がある。上述
したように、二酸化チタニウムは処理されない形態の比
較的大きな粒度の二酸化チタニウムであるべきである。
被膜に通常使用される小さい粒度の顔料クラスの二酸化
チタニウムは、あまりに不透明度が高く、電球の光出力
に大きなルーメン損失（すなわち、３０％ないし５０％
の損失）を生じ、付随する過熱や電球のガラス表面から
の被膜のひび割れを生じる。顔料クラスの二酸化チタニ
ウムを使用した場合には、有機表面処理によりシリコー
ンがかたまりになったり、膠質化し、貯蔵寿命は（６ヶ
月の代わりに）１週間に低減し、電球に被覆する前に被
膜をほとんど凝固させてしまう。上述したように、クロ
ノス３０２０は本発明の処理において満足に作用するこ
とが分かったが、これは処理されない形態のルチル二酸
化チタニウムである。

【０００８】本発明によるソフトホワイト被膜を形成す
るために、クロノス３０３０二酸化チタニウムとともに
デックスタ社から得られたＳＫ９Ａシリコーンポリエス
テル樹脂をボールミルした。シリコーン樹脂は（受け取
ったときの状態で溶媒を含んでいて）固形分が５０％で
あり、二酸化チタニウムの重量％はそれぞれ樹脂および
顔料の８８重量％および１２重量％であった。これはシ
リカのミル用石とともに３０時間ボールミルされ、この
二酸化チタニウムとシリコーンとの分散物に別のシリコ
ーン樹脂およびｎ−プロピルアセテートが加えられた。
ｎ−プロピルアセテートは粘性を低減するために１時間
だけ再びボールミルされた。最終的な被膜組成は次の通
りであった。ここでシリコーンおよび二酸化チタニウム
は固形分で示してある。 シリコーン ポリエステル樹脂 二酸化チタニウム ｎ−プロピル基アセテート ８５．７重量％ ４．５７重量％ ９．６８重量％ この被膜は図示し上述したタイプの電球の透明な光透過
性の端部に吹きつけにより被覆し、３ミルが最適である
が約１ないし５ミルの乾燥被膜厚さにしたものである。
空気乾燥した被膜をオーブンにおいて２５０℃で１０分
間または２２０℃で２２分間硬化した。電球を口金を上
にして試験して、２０００時間以上にわたって膜が分割
したり、ひび割れしたり、剥がれたり、または変色する
ことがないことが分かった。ルーメン出力における損失
は被膜を設けた電球において５％未満、一般的には２％
以下に過ぎず、電球は審美的に好ましい外観を有してい
た。放射された光は非常に好ましいソフトホワイトであ
った。これはこの種の電球の技術分野においてかなりの
改良である。試験された電球は７５ワットおよび５０ワ
ットの両方であり、吹込みで造られたガラスエンベロー
プの被膜を施した光透過性部分の表面温度は電球点灯中
約１３０℃であることが分かった。本技術分野に専門知
識を有する者には、本発明の範囲および精神から逸脱す
ることなく、本発明の他の種々の実施例および変形が明
らかであろうし、容易に実施し得るものと理解される。
従って、特許請求の範囲は上述した説明に限定されるも
のでなく、むしろ本発明が関係している技術分野に専門
知識を有する者によって等価なものと考えられるすべて
の特徴を含み、本発明の新規なすべての特徴を含有して
いるものと解釈されるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により前側光透過性部分をソフトホワイ
ト被膜で被覆した典型的なＲタイプの白熱電球の一部破
断側面図である。

【符号の説明】

１０ 電球 １２ エンベロープ １４ 前側光透過性部分 １６ 光反射部 ２０ 口金 ２６ フィラメント ３４ 光反射被膜 ３６ 被膜

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気的光源を囲むガラス質のエンベロー
   プを有する電球であって、前記エンベロープの少なくと
   も一部が、比較的粗い光散乱粒子を含有するリコーンよ
   りなる被膜で被覆されている電球。
2. 【請求項２】 前記光散乱粒子が二酸化チタニウムの粒
   子である請求項１記載の電球。
3. 【請求項３】 前記二酸化チタニウムの粒子が未処理の
   粒子である請求項２記載の電球。
4. 【請求項４】 前記二酸化チタニウムがルチル形二酸化
   チタニウムである請項３記載の電球。
5. 【請求項５】 前記二酸化チタニウムは５０％以上が３
   ２５メッシュスクリーン上に保持される粒度分布を有す
   る請求項４記載の電球。
6. 【請求項６】 前記シリコーンがシリコーンポリエステ
   ルである請求項５記載の電球。
7. 【請求項７】 前記電球が反射型電球であり、前記エン
   ベロープがガラスエンベロープであって、光反射部およ
   び前側光透過性部分を有し、この光透過性部分が二酸化
   チタウムの光散乱粒子を含有するシリコーンよりなる前
   記被膜で被覆されており、前記光源がフィラメントであ
   る請求項２ないし６のいずれか１項に記載の電球。
8. 【請求項８】 前記被膜は、電球が励起されたとき、ソ
   フトホワイトな外観を電球に与える請求項７記載の電
   球。
9. 【請求項９】 前記電球が反射型電球であり、前記エン
   ベロープが単一体のガラスエンベロープであって、内面
   に反射性金属被膜で被覆された光反射部、および電球が
   起されたとき電球にソフトワイトな外観を与える未処理
   の二酸化チタニウムの光散乱粒子を含有するシリコーン
   よりなる被膜で被覆された前側光透過性部分を有し、前
   記光源がフィラメントである請求項３ないし６のいずれ
   か１項に記載の電球。