JPH10130035A - キセノンフラッシュランプ用ガラス及び外囲器 - Google Patents

キセノンフラッシュランプ用ガラス及び外囲器

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JPH10130035A
JPH10130035A JP29810096A JP29810096A JPH10130035A JP H10130035 A JPH10130035 A JP H10130035A JP 29810096 A JP29810096 A JP 29810096A JP 29810096 A JP29810096 A JP 29810096A JP H10130035 A JPH10130035 A JP H10130035A
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JP
Japan
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glass
less
xenon flash
ppm
flash lamp
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JP29810096A
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English (en)
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Hiroyuki Kosokabe
裕幸 香曽我部
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Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C03C3/093Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium containing zinc or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
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    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コバール合金と封着可能な膨張特性を有し、
しかも優れた耐着色性と耐クラック性を有するキセノン
フラッシュランプ用ガラスとこれを用いて作製した外囲
器を提供する。 【解決手段】 30〜380℃における線熱膨張係数が
43〜55×10-7/℃であり、微量成分であるTiO
2 、PbO、Fe23 及びSb23 の含有量が、重
量比でTiO2 200ppm以下、PbO 200p
pm以下、Fe23 500ppm以下、Sb23
200ppm以下、TiO2 +PbO+Fe23
Sb23 600ppm以下のガラスからなることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、キセノンフラッシュラ
ンプ用ガラスと、これを用いて作製されたキセノンフラ
ッシュランプ用外囲器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】カメラの暗所撮影時の光源として、電子
式のキセノンフラッシュランプが数多く用いられてい
る。通常のキセノンフラッシュランプは、石英、あるい
は専用に開発されたホウケイ酸ガラスからなる外囲器の
内部にキセノンガスを封入し、両端にタングステン製の
リード線と電極を取り付けて気密封止した構造の高圧放
電ランプである。ここで、タングステンがキセノンフラ
ッシュランプの電極やリード線として広く用いられる理
由は、タングステンは硬く融点が高いために放電時のス
パッタや加熱による消耗が少なく、かつ比較的低い体積
抵抗率のため大電流に対応できる。このため数千回以上
のパルス動作による点灯が可能であり、非常に寿命の長
いランプが得られることによる。
【0003】しかし、タングステンはそれ自身高価であ
り、また加工が非常に難しいため、タングステンを用い
たフラッシュランプはかなり高価なものとなる。そこ
で、あまり長寿命が要求されない用途には、電極及びリ
ード線として、タングステンより加工が容易で、またそ
れ自身安価なコバール合金(=Westinghouse Ele.Corp.
社の商標名でFe−Ni−Co系合金。本明細書におい
ては、住友特殊金属社製KV−2、東芝社製KOVな
ど、他社の同等製品も含む)を用い、外囲器にコバール
封着用ガラスを用いたキセノンフラッシュランプが検討
されている。
【0004】
【発明が解決しようする課題】コバール封着用ガラス
は、一般に市販されている電子管やフォトキャップ用に
開発されたガラスであり、コバール合金と適合する膨張
特性(43〜55×10-7/℃ [30〜380℃])
を有するものである。ところがこのコバール封着用ガラ
スを外囲器として用いたキセノンフラッシュランプは、
たった数十回の点灯でガラス内表面が茶や黒に着色した
り、細かなクラックが発生し、光量が低下したり、最悪
の場合はランプが破壊されるという問題が生じる。この
ように、コバール合金を用いたキセノンフラッシュラン
プの信頼性は非常に乏しいのが現状である。そこでコバ
ール合金と封着が可能であり、しかもキセノンフラッシ
ュランプの外囲器として十分に使用可能な耐着色性、耐
クラック性をもったガラスが強く求められている。
【0005】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、コバール合金と封着可能な膨張特性を有し、しかも
優れた耐着色性と耐クラック性を有するキセノンフラッ
シュランプ用ガラスとこれを用いて作製した外囲器を提
供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は調査、研究の
結果、従来のコバール封着用ガラスにおいて、ガラス中
に微量成分として存在するFe23 、TiO2 、Pb
O及びSb23 の含有量を厳密に制限することで、キ
セノンフラッシュランプの外囲器として十分な耐着色性
と耐クラック性が得られることを見いだし、本発明とし
て提案するものである。
【0007】即ち、本発明のキセノンフラッシュランプ
用ガラスは、30〜380℃における線熱膨張係数が4
3〜55×10-7/℃であり、ガラス中の微量成分であ
るTiO2 、PbO、Fe23 及びSb23 の含有
量が、重量比でTiO2 200ppm以下、PbO
200ppm以下、Fe23 500ppm以下、S
23 200ppm以下、TiO2 +PbO+Fe
23 +Sb23600ppm以下であることを特徴
とする。
【0008】また本発明のキセノンフラッシュランプ用
外囲器は、30〜380℃における線熱膨張係数が43
〜55×10-7/℃のガラスからなり、ガラス中の微量
成分であるTiO2 、PbO、Fe23 及びSb2
3 の含有量が、重量比でTiO2 200ppm以下、
PbO 200ppm以下、Fe23 500ppm
以下、Sb23 200ppm以下、TiO2 +Pb
O+Fe23 +Sb23 600ppm以下である
ことを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明において、30〜380℃の温度範囲に
おける線熱膨張係数を43〜55×10-7/℃に限定し
た理由は、線膨張係数がこの範囲から外れるとコバール
合金の膨張係数との不整合により、スローリークやクラ
ックが発生し、キセノンフラッシュランプの機能が損な
われるためである。
【0010】また本発明において、ガラス中の微量成分
であるFe23 、TiO2 、PbO及びSb23
含有量は、主成分100重量%に対してTiO2 が20
0ppm以下、好ましくは100ppm以下、PbOが
200ppm以下、好ましくは100ppm以下、Fe
23 が500ppm以下、好ましくは300ppm以
下、Sb23 が200ppm以下、好ましくは100
ppm以下である。またこれら成分の合量は600pp
m以下、好ましくは300ppm以下である。これらの
微量成分は原料や製造工程から、或いはカレットの使用
によってガラス中に混入する。ところがこれら微量成分
は、ランプの耐着色性や耐クラック性に大きな影響を与
え、特に各成分の含有量やその合量が上記範囲を超える
と、キセノンフラッシュランプの点灯によってガラス内
表面が茶や黒色に着色し、またガラス内表面に微小なク
ラックが多出して光量低下が著しくなる。その結果、ラ
ンプの信頼性が大きく低下してしまう。従って、これら
微量成分の含有量を上記範囲内に制御することが重要で
ある。
【0011】本発明で使用するガラスは、コバール合金
を封着できる性質を有するものであれば特に制限はな
い。例えば、重量百分率でSiO2 55〜73%、B
2310〜25%、Al23 1〜10%、ZrO2
0〜5%、Li2 O 0〜4%、Na2 O 0〜1
0%、K2 O 0〜15%、Li2 O+Na2 O+K2
O 4〜16%の組成を有するガラスが好適に使用でき
る。
【0012】上記組成系において、各成分の含有量を限
定した理由を述べる。
【0013】SiO2 はガラスの骨格を構成するために
必要な主成分であり、その含有量は55〜73%、好ま
しくは63〜72%である。SiO2 が73%より多い
と膨張係数が低くなりすぎると共に溶解性が悪化し、5
5%より少ないと耐候性が悪化し、ヤケ等の原因とな
る。ガラス表面にヤケ等が生じた場合にはコバール合金
と完全な封着ができなっかたり、キセノンフラッシュラ
ンプとしての光量低下などの性能の劣化を招く。
【0014】B23 は溶解性の向上や粘度の調整のた
めに必要な成分であり、その含有量は10〜25%、好
ましくは15〜22%である。B23 が10%より少
ないと溶解が困難になり、かつ、コバール封着用として
は粘度が高くなりすぎる。また、25%より多いと逆に
粘度が下がり過ぎたり、蒸発によって均質なガラスが得
られなくなったり、耐候性が悪化するといった問題が発
生する。
【0015】Al23 はガラスの安定性を向上するの
に著しい効果があり、その含有量は1〜10%、好まし
くは2〜7%である。Al23 が10%より多いとガ
ラスの溶解が困難になり、1%より少ないとガラスが失
透し易くなる。また何れの場合においても均質なガラス
の製造や安定した成形が困難になる。
【0016】ZrO2 は化学的耐久性を向上させ、アル
カリ吹きやヤケを防止する成分であり、その含有量は0
〜5%、好ましくは0.01〜3%である。ZrO2
5%より多いと失透性が悪化してガラスが不均一にな
り、寸法精度が悪くなったり、外観上の欠陥が生じ、高
品質のガラスが得難くなる。
【0017】アルカリ金属酸化物であるLi2 O、Na
2 O及びK2 Oはガラスの溶解を容易にし、また膨張係
数や粘度を調節するために添加する成分であり、その含
有量はLi2 Oが0〜4%、好ましくは0〜2%、Na
2 Oが0〜10%、好ましくは0〜6%、K2 Oが0〜
15%、好ましくは0〜11%である。しかし、Li2
Oが4%より多いと失透性が悪化するため好ましくな
い。またNa2 Oが10%より多いと膨張係数が高くな
りすぎる。K2 Oが15%を越える場合も膨張係数が高
くなり過ぎる。
【0018】Li2 O、Na2 O及びK2 Oの合量は4
〜16%、好ましくは6.1〜14%である。これら成
分の合量が4%未満では膨張係数が小さくなり過ぎる。
一方、16%を超えると逆に膨張係数が高くなりすぎて
コバール封着には適さなくなり、また耐候性の大幅な低
下をまねく。
【0019】なお上記成分の他に、ガラスの粘度の調整
や耐候性、溶解性、清澄性を改善する目的で、SrO、
BaO、CaO、MgO、ZnO、P25 、SO3
2、Cl2 、As23 等の成分を適量添加すること
が可能である。ただしAs23 は清澄効果は高いが、
ガラスの耐着色性や耐クラック性を悪化させる可能性が
あり、多量に使用しない方がよい。
【0020】
【実施例】次に本発明を実施例に基づいて説明する。
【0021】表1〜2は本発明の実施例(試料No.1
〜9)、表3は比較例(試料No.10〜14)をそれ
ぞれ示している。なお、微量成分であるTiO2 、Pb
O、Fe23 、Sb23 は、主成分100重量%に
対する含有量である。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
【表3】
【0025】No.1〜14の各試料は、次のようにし
て調製した。
【0026】まず表に示す組成になるようにガラス原料
を調合した後、白金坩堝を用いて1550℃で8時間溶
解した。なお微量成分の含有量は、用いる原料の種類や
純度を厳密にコントロールすることによって調整した。
溶解後、一部の融液をカーボン板上に流しだし、アニー
ルすることによって試料を作製し、30〜380℃の温
度範囲における線熱膨張係数を測定した。また微量成分
の含有量をICP発光分析法により確認した。さらに残
りの融液を用いて管状の外囲器を成型し、コバール合金
を用いたキセノンフラッシュランプを作製して点灯試験
を行った。結果を表に示す。
【0027】表から明らかなように、本発明の実施例で
あるNo.1〜9の各試料は、線熱膨張係数が43〜5
5×10-7/℃であり、コバール合金の膨張特性に適合
している。また各微量成分の含有量が所定値より低いの
で、400回点灯後においても、ガラスの着色やクラッ
クの発生が殆どなかった。それゆえ光量低下が少く、十
分に信頼性の高いキセノンフラッシュランプが得られる
ことが判った。
【0028】一方、比較例であるNo.10〜14の試
料は、線熱膨張係数はコバール合金と封着可能な43〜
55×10-7/℃の範囲内であった。しかし試料No.
10〜13は微量成分(TiO2 、PbO、Fe2
3 、Sb23 )の含有量が単独で所定値を超えている
ため、また試料No.14は微量成分の合量が610p
pmと多いため、点灯試験によってガラスの着色やクラ
ックが著しく生じ、ランプの光量が大きく低下した。
【0029】なお、表中の線熱膨張係数は、ガラス融液
を直径約3mm、長さ約50mmの円柱状に成型加工し
た後に、自記示差熱膨張計で30〜380℃の温度範囲
における平均線熱膨張係数を測定したものである。
【0030】またキセノンフラッシュランプの点灯試験
は次のようにして行った。まず、ガラス融液を外径2.
5mm、内径1.5mm、長さ30mmの管状に成型加
工することによって外囲器を作製し、電極及びリード線
にコバール合金を用いたキセノンフラッシュランプを製
造した。次にランプを400回点灯した後、試料を10
倍の実体顕微鏡で観察しガラス内面の着色度合いとクラ
ックの発生度合いを評価した。評価は、ガラスの着色が
殆ど認められなかったものを◎、少し着色が認められた
ものを○、著しく着色したものを×とし、クラックが全
く認められなかったものを◎、少し認められたものを
○、無数のクラックが認められたものを×として表し
た。
【0031】
【発明の効果】以上のように本発明のキセノンフラッシ
ュランプ用ガラスは、43〜55×10-7/℃の線熱膨
張係数を有し、しかも優れた耐着色性と耐クラック性を
有し、コバール合金を用いるキセノンフラッシュランプ
の外囲器用ガラスとして好適である。
【0032】また本発明のキセノンフラッシュランプ用
外囲器は、優れた耐着色性と耐クラック性を有するた
め、信頼性の高いキセノンフラッシュランプを作製する
ことが可能である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 30〜380℃における線熱膨張係数が
    43〜55×10-7/℃であり、ガラス中の微量成分で
    あるTiO2 、PbO、Fe23 及びSb23 の含
    有量が、重量比でTiO2 200ppm以下、PbO
    200ppm以下、Fe23 500ppm以下、
    Sb23 200ppm以下、TiO2 +PbO+F
    23 +Sb23 600ppm以下であることを
    特徴とするキセノンフラッシュランプ用ガラス。
  2. 【請求項2】 重量百分率でSiO2 55〜73%、
    23 10〜25%、Al23 1〜10%、Z
    rO2 0〜5%、Li2 O 0〜4%、Na2 O 0
    〜10%、K2 O 0〜15%、Li2 O+Na2 O+
    2 O 4〜16%の組成を有することを特徴とする請
    求項1のキセノンフラッシュランプ用ガラス。
  3. 【請求項3】 30〜380℃における線熱膨張係数が
    43〜55×10-7/℃のガラスからなり、ガラス中の
    微量成分であるTiO2 、PbO、Fe23 及びSb
    23 の含有量が、重量比でTiO2 200ppm以
    下、PbO200ppm以下、Fe23 500pp
    m以下、Sb23 200ppm以下、TiO2 +P
    bO+Fe23 +Sb23 600ppm以下であ
    ることを特徴とするキセノンフラッシュランプ用外囲
    器。
  4. 【請求項4】 重量百分率でSiO2 55〜73%、
    23 10〜25%、Al23 1〜10%、Z
    rO2 0〜5%、Li2 O 0〜4%、Na2 O 0
    〜10%、K2 O 0〜15%、Li2 O+Na2 O+
    2 O 4〜16%の組成を有するガラスからなること
    を特徴とする請求項3のキセノンフラッシュランプ用外
    囲器。
JP29810096A 1996-10-22 1996-10-22 キセノンフラッシュランプ用ガラス及び外囲器 Pending JPH10130035A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022089141A (ja) * 2020-12-03 2022-06-15 ショット アクチエンゲゼルシャフト ホウケイ酸ガラス物品

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