KR20010080983A

KR20010080983A - 전기 램프

Info

Publication number: KR20010080983A
Application number: KR1020017005901A
Authority: KR
Inventors: 보머마셀알; 스니즈커스-헨드릭스인그리드제이엠; 나일렌-텐우올데파울리나엠씨; 커이얼스텐테오도라에이피엠; 브로엘스마레미씨
Original assignee: 롤페스 요하네스 게라투스 알베르투스; 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 1999-09-13
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2001-08-25
Also published as: DE60025153T2; WO2001020641A1; US6819049B1; EP1757565A2; CN100383910C; CN1321329A; EP1129470B1; KR100703248B1; EP1757565A3; JP2003509825A; DE60025153D1; EP1129470A1

Abstract

본 발명에 따른 전기 램프는 가시 광선에 대해 투명하고 광원을 수용하는 램프관(1)을 포함한다. 램프관(1)의 적어도 일부는 광 흡수 코팅으로 덮인다. 본 발명에 따라, 상기 광 흡수 코팅(3)은 졸-겔 공정에 의하여 유기적으로 변형된 실란을 변환함으로써 얻어질 수 있는 그물 조직을 포함한다. 이 유기적으로 변형된 실란은 구조식 R^ⅠSi(OR^Ⅱ)₃의 화합물에 의해 형성된 그룹으로부터 선택되는데, 여기서 R^Ⅰ은 알킬 그룹 또는 아릴 그룹이고, R^Ⅱ는 알킬 그룹이다. R^Ⅰ은 CH₃또는 C₆H₅이고, R^Ⅱ는 CH₃또는 C₂H₅인 것이 바람직하다. 직경 d≤50nm를 갖는 나노 크기의 실리카 입자가 그물 조직에 포함될 수 있다. 안료는 Fe₂O₃, P-도핑 Fe₂O₃, ZnFe₂O₄또는 ZnO.ZnFe₂O₄, CoAl₂O₄, Nd₂O₅, BiVO₄및 지르코늄 프라세오디뮴 실리케이트 또는 그 혼합물에 의해 형성된 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 전기 램프의 광 흡수 코팅(3)은 광학적으로 투명하고 실질적으로 산란이 발생하지 않으며 350℃ 온도까지 안정하다.

Description

전기 램프{ELECTRIC LAMP}

서설에서 언급한 유형의 전기 램프는 캐나다 공개공보(CA-A) 제0766196호로부터 공지되어 있다. 이러한 공지된 전기 램프의 경우에 있어서, 램프관에 코팅이 도포되는데, 이 코팅은 가시 광선을 흡수하는 물질, 예컨대 염료(dye) 및/또는 안료를 포함한다.

이 코팅을 도포하는데 있어서, 일반적으로 유기 래커(organic lacquer)가 사용된다. 유기 래커는 안료 또는 염료를 함유하는 일종의 캐리어 매트릭스(carrier matrix)를 형성한다. 이 유기 래커는 특히 램프관에 코팅이 양호하게 부착될 수 있게 한다. 공지의 전기 램프에 있어서, 폴리메틸메타크릴레이트 폴리머(polymethylmethacrylate polymer)가 사용되는데, 그것은 딥 코팅(dip coating)에 의해 램프관에 도포된다. 이와 다른 실시예에 있어서, 폴리에스테르 실리콘(polyester silicone)의 래커가 스프레이 공정에 의해 램프관에 도포된다. 더욱이, 자퐁(Zapon) 157이라고 불리는 염료 등의 유기 염료가 종종 사용된다. 그러한 염료는 래커 층에 첨가되어 원하는 색도(color point)를 얻는다.

유기 래커에 근거한 광 흡수 코팅을 포함하는 공지의 전기 램프는 약 220℃ 이상의 온도에서 램프관 코팅의 부착 상태가 실질적으로 나빠지고/지거나 상기 온도에서 유기 염료가 불량화된다는 단점이 있다. 상기 온도에 가까운 온도 또는 그 보다 높은 온도에서는, 코팅에 균열이 발생하고/하거나 코팅이 램프관에서 탈착될 위험이 크다. 전기 램프 그 자체의 치수가 감소함에 따라 전기 램프를 수용하고 있는 조명 기구의 치수가 계속해서 감소하기 때문에, 코팅으로 도포된 램프관의 온도는 일반적으로 250℃에 이른다. 게다가, 더욱 소형화 되는 경향이 있으므로, 광 흡수 코팅으로 도포된 램프관은 약 325℃의 온도에 이른다.

본 발명은 광원(light source)을 수용하는 광 전송 램프관(light-transmitting lamp vessel)을 포함하는 전기 램프에 관한 것으로서, 적어도 램프관의 일부에 광 흡수 코팅(light-absorbing coating)이 제공되고, 광 흡수 코팅은 가시 광선의 일부를 흡수하는 안료(pigment)를 포함한다.

그러한 전기 램프는 자동차의 방향 지시등, 예컨대 방향 지시기 내의 황색 광원 또는 자동차의 브레이크등 내의 적색 광원으로 주로 사용된다. 그러한 전기 램프의 이와 다른 실시예는 또한 자동차의 전조등으로도 사용될 수 있는데, 이 경우, 광 흡수 코팅에 의해 색온도(color temperature)가 상승한다. 이 광 흡수 코팅은 또한 일반적인 조명 목적용 (백열)램프의 색층(color layer)으로 사용된다. 이 전기 램프는 또한 교통 신호등에 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 램프캡을 포함하는 전기 램프의 부분적으로 절단된 단면의 측면도,

도 2는 반사기 및 어댑터를 구비한 전기 램프,

도 3은 C.I.E. 1931 색삼각도(color triangle diagram)의 일부에 있어서 본 발명에 따른 코팅을 포함하는 전기 램프의 색좌표.

도면은 단지 도식적이며 실제 축척으로 도시되지 않았다. 특히, 명확을 위해서 몇몇의 치수들은 심하게 과장되었다. 도면에서, 가능한 한 동일한 도면 번호는 동일한 부분을 나타낸다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 램프관 14 : 접촉 부재

2 : 전기 소자 15 : 탄성 중간부

3 : 광 흡수 코팅 18, 32 : 그루브

6 : 전류 도전체 25 : 어댑터

10 : 램프캡 26 : 개구부

11 : 하우징 30 : 반사기

본 발명의 목적은 서설에서 언급한 유형의 전기 램프 중 상기 단점을 제거한 전기 램프를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라, 서설에서 설명한 유형의 전기 램프는, 광 흡수 코팅은 졸-겔(sol-gel) 공정에 의해 유기적으로 변형된 실란(silane)을 변환시킴으로써 얻을 수 있는 그물 조직(network)을 포함하고, 상기 유기적으로 변형된 실란은 하기의 구조식: R^ⅠSi(OR^Ⅱ)₃의 화합물에 의해 형성된 그룹으로부터 선택된 것이되, R^Ⅰ은 알킬 그룹(alkyl group) 또는 아릴 그룹(aryl group)을 포함하고 R^Ⅱ는 알킬 그룹을 포함하는 것을 특징으로 한다.

공지의 전기 램프에서의 광 흡수 층의 유기 래커 대신에 개시 재료로서 유기적으로 변형된 실란을 포함하는 그물 조직을 사용함으로써, 400℃ 온도까지 견딜 수 있는 광학적으로 투명하고 산란이 없는 광 흡수 코팅을 얻는다. 그물 조직을 제조하는데 있어서 유기적으로 변형된 실란을 사용함으로써, R^Ⅰ그룹, 즉 알킬 또는 아릴 그룹의 일부가 그물 조직내의 말단 그룹(end group)으로서 남게 된다. 결과적으로, Si 원자당 4개의 그물 결합 대신에, 본 발명에 따른 그물 조직은 Si 원자당 4개 미만의 그물 결합을 가진다. 이것은 한 예로서 결국 Si 원자당 평균적으로 약 3개의 그물 결합을 포함하는 그물 조직이 된다. 그물 조직이 부분적으로 상기 알킬 또는 아릴 그룹으로 구성되어 있다는 사실에도 불구하고, 그 밀도가 통상의 실리카그물 조직의 밀도와 적어도 실질적으로 동등한 그물 조직이 얻어진다. 통상적으로 사용되는 실리카 그물 조직과는 달리, 주로 상기 알킬 또는 아릴 그룹으로 구성되는 그물 조직은 보다 큰 탄성과 유연성을 가진다. 이것은 비교적 두꺼운 광 흡수 코팅의 제조를 가능하게 한다.

R^Ⅰ그룹은 CH₃또는 C₆H₅를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 물질은 비교적 양호한 열 안정성(thermal stability)을 가진다. 메틸 또는 페닐 그룹을 포함하는 그물 조직에 의해 보다 두꺼운 코팅을 얻을 수 있다. 또한, 그물 조직내에 메틸 또는 페닐 그룹이 포함된 코팅은 적어도 350℃ 온도까지 안정하다는 사실을 실험을 통해 알게 되었다. 상기 그룹은 그물 조직내의 말단 그룹이며 상기 고온에서 그물 조직의 일부로 남는다. 광 흡수 코팅에 그러한 비교적 높은 온도를 가할 때, 전기 램프의 수명(service life) 중에 그물 조직의 뚜렷한 불량화는 발생하지 않는다.

R^Ⅱ는 CH₃또는 C₂H₅를 포함하는 것이 바람직하다. 메틸 또는 에틸 그룹이 특히 적합한데, 이것은 안료 분산에 적합하고 비교적 쉽게 증발하는 메탄올 및 에탄올이 가수분해 공정으로 형성되기 때문이다. 일반적으로, 메톡시 그룹(methoxy group; -OCH₃)은 에톡시 그룹(ethoxy group; -OC₂H₅)보다 급속히 반응하고, 한편 (이소)에톡시 그룹은 프로폭시 그룹(-OC₃H₇)보다 급속히 반응한다. 원활한 가수분해 공정을 위해서는, 그다지 길지 않은 R^Ⅱ그룹이 이용되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 그물 조직을 제조하기 위한 매우 적합한 개시 재료는, R^Ⅰ= R^Ⅱ= CH₃인 메틸트리메톡시 실란(MTMS), R^Ⅰ= CH₃이고R^Ⅱ= C₂H₅인 메틸트리에톡시 실란(MTES), R^Ⅰ= C₆H₅이고 R^Ⅱ= CH₃인 페닐트리메톡시 실란(PTMS) 및 R^Ⅰ= C₆H₅이고 R^Ⅱ= C₂H₅인 페닐트리에톡시 실란(PTES)이다. 그러한 개시 재료는 그 자체가 공지된 것이며 상업적으로 유용하다.

본 발명에 따른 전기 램프의 실시예는 광 흡수 코팅의 두께 t_c가 t_c≥1㎛인 점에 특징이 있다. Si 원자당 4개의 그물 결합을 포함하는 실리카로 구성된 그물 조직이 이용된다면, 코팅의 두께는, 대기 조건하에서 기껏해야 약 0.5㎛으로 제한된다. 두께가 상기 두께를 초과하는 그러한 실리카 층에 있어서, 층 내의 응력은 쉽게 균열을 야기하고/하거나 코팅이 쉽게 램프관으로부터 탈착된다. Si 원자당 4개 미만의 그물 결합을 포함하는 그물 조직을 사용함으로써, 훨씬 두꺼운 층 두께를 얻을 수 있다. t_c≥2㎛인 것이 바람직하다. 보다 두꺼운 광 흡수 코팅에 있어서, 보다 많은 안료 또는 염료가 포함될 수 있으며, 그리하여 코팅의 색효과(color effect)가 개선된다.

광 흡수 코팅내에 무기 충진 재료(inorganic filling materials)가 포함될 수 있다. 이러한 목적을 위해서, 본 발명에 따른 전기 램프의 바람직한 실시예에서는, 그물 조직내에 직경이 d≤50nm인 실리카 입자가 포함된다. 이러한 소위 나노크기(nano-sized)의 실리카 입자를 포함함으로써, 그 제조 중에 층의 수축을 줄인다. 또한, 상기 나노 크기의 실리카 입자를 포함으로써 램프관에 잘 부착되는 보다 두꺼운 코팅을 얻을 수 있다. R^Ⅰ그룹을 형성하는 알킬 또는 아릴 그룹이 말단 그룹으로서 존재하는 그물 조직내에 나노 크기의 실리카 입자를 첨가함으로써, 바람직한 결합 특성을 갖는 20㎛ 두께의 층을 얻을 수 있다. 그러한 두꺼운 층은 상당한 양의 안료 또는 염료를 함유할 수 있으므로 광 흡수 코팅의 원하는 색도를 얻을 수 있다. 상기 실리카 입자를 포함함으로써, 보다 두꺼운 두께의 광 흡수 코팅을 제조하는 것이 가능해진다. 그러한 코팅의 굴절률은, 동일한 양의 안료가 두꺼운 코팅내에 포함될 때, 안료의 굴절률에 의해 영향을 덜 받는다. 그러므로 상기 실리카 입자를 사용함으로써, 어느 정도 자유롭게, 광 흡수 코팅의 굴절률을 원하는 값으로 할 수 있고 굴절률을 상기의 값으로 유지할 수 있게 된다.

원하는 광학적 특성을 가지며 전기 램프의 수명 중에 원하는 열 안정성을 갖는 광 흡수 코팅을 제조하기 위해서, 무기 안료를 이용하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 전기 램프의 바람직한 실시예에 있어서, 안료는, 철 산화물, 인으로 도핑된 철 산화물, 아연-철 산화물, 코발트 알루미네이트, 네오디뮴 산화물, 비스무트 바나데이트, 지르코늄 프라세오디뮴 실리케이트 또는 그 혼합물에 의해 형성된 그룹으로부터 선택된다. 철 산화물(Fe₂O₃)은 주황색의 안료이고, P-도핑 Fe₂O₃은 주황-적색의 안료이다. 아연-철 산화물, 예컨대 ZnFe₂O₄또는 ZnO.ZnFe₂O₄는 노란색의 안료이다. (P-도핑) Fe₂O₃를 ZnFe₂O₄와 혼합시킴으로써, 진한 주황색의 안료를 만든다. 코발트 알루미네이트(CoAl₂O₄) 및 네오디뮴 산화물(Nd₂O₅)은 파란색의 안료이다. 푸체라이트라고도 불리는 비스무트 바나데이트(BiVO₄)는 노란-녹색의 안료이다. 지르코늄 프라세오디뮴 실리케이트는 노란색의 안료이다. 상기 무기 안료를 포함하는 그물 조직은, 전기 램프의 수명 중에 광 흡수 코팅에 비교적 높은 온도를 가할 때, 뚜렷한 불량화는 발생하지 않는다는 것을 실험을 통해 알게 되었다.

이와 다른 실시예에 있어서, 유기 안료가 사용되는 광 흡수 코팅이 얻어진다. 특히, 적합한 안료는 "시바(Ciba)"에서 나온 소위 레드 177(안트라퀴논) 또는 크로뮴 프탈릭 옐로우(2RLP)이다. 보다 적합한 안료는 "클라리안트(Clariant)"에서 나온 레드 149(페릴린), 레드 122(퀴나크리돈), 레드 257(Ni-이소인돌린), 바이올렛 19(퀴나크리돈), 블루 15:1(Cu-프탈로시아닌), 그린 7(할. Cu-프탈로시아닌) 또는 옐로우 83(디아릴)이다. 또한, 무기 안료와 유기 안료의 혼합물, 예컨대 크로뮴 프탈릭 옐로우와 (아연)철 산화물의 혼합물이 적합하다.

안료 입자의 평균 직경 d_p는 d_p≤100nm 인 것이 바람직하다. 그러한 비교적 작은 치수의 안료를 사용함으로써, 비교적 적은 광 산란을 보여주는 광학적으로 투명한 코팅을 얻는다. 본 발명에 따른 전기 램프는 광원이 세밀한 형태가 되도록 구현되는 특수하게 설계된 반사기(reflector)에 종종 응용되기 때문에, 광 흡수 코팅에 의한 광 산란은 바람직하지 않은 특성이다. 안료 입자의 평균 직경이 d_p≤50nm이라면, 광 산란의 효과는 적어도 실질적으로 배제된다.

문헌에서는, 유기적으로 변형된 실란을 변환함으로써 얻어진 그물 조직은 통상적으로 광 산란 코팅을 제조하는데 사용된다. 그러나, 본 발명에서는, 그물 조직이 특히 비교적 적은 광 산란을 보여주는 투명한 코팅을 제조하는데 사용된다.

광 흡수 코팅내에 철 산화물과 비스무트 바나데이트의 혼합물 또는 인으로 도핑된 철 산화물과 비스무트 바나데이트의 혼합물로 구성된 안료를 첨가함으로써, 특히 적합한 전기 램프를 얻는다. 비스무트 바나데이트는 종종 입자 크기 d_p＞100nm에서 단지 유용하기 때문에, 그러한 안료를 포함하는 광 흡수 코팅은 종종 광 산란의 방해 정도(disturbing degree)를 보여준다. 발명자들은 실험에서 안료로서 (P-도핑)철 산화물과 비스무트 바나데이트를 조합하여 사용함으로써, 마치 비스무트 바나데이트 입자의 직경이 100nm보다 훨씬 작은 것 처럼, 얻어진 코팅의 광 산란이 상당히 감소된다는 사실을 알았다. 어떠한 이론적 설명이 없이도, 그러한 코팅의 광 산란의 감소는 철 산화물 입자가 존재하는 결과로서, 그물 조직의 굴절률이 증가했기 때문임을 알 수 있다.

본 발명에 따라 광 흡수 코팅으로 도포된 램프관을 포함하는 전기 램프는 전기 램프의 수명 중에 상당한 정도로 그 초기 특성을 보존한다는 것을 알 수 있는데, 그 광 흡수 코팅은 졸-겔 공정에 의하여 유기적으로 변형된 실란을 변환함으로써 얻어진 그물 조직을 포함한다.

본 발명의 이러한 측면 및 다른 측면은 후술하는 실시예로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전기 램프를 도시한 것으로서, 그 일부는 부분적으로절단된 측면도로 도시되어 있고, 다른 일부는 단면으로 도시되어 있다. 전기 램프는 예컨대 유리로 만들어진 광 전송 램프관(1)을 포함하는데, 그 램프관은 가스가 새지 않도록 밀폐되어 있고, 그 램프관내에 도 1의 중심부(4)에 (나선형) 텅스텐 백열체인 전기 소자(2)가 축(5)상에 축방향으로 위치하고 램프관으로부터 외부로 나오는 전류 도전체(6)에 접속된다. 도시된 전기 램프는 충진 압력이 5바(bar)를 약간 넘는 불활성 가스, 예컨대 Ar/Ne 혼합가스로 충진된다.

램프캡(10)은 램프관(1)에 견고하게 접속된다. 램프캡(10)은 합성수지 하우징(housing)(11)을 가진다. 하우징(11)은 축(5)에 적어도 실질적으로 수직인 편평한 기저부(7)를 포함한다. 램프관(1)은 절연체인 평판(plate)(8)에 의해 가스가 새지 않도록 밀폐되는데, 그 평판은 축(5)에 적어도 실질적으로 수직인 평면에 위치한다. 전기 소자(2)는 전기 램프의 제조 중에 평판(8)에 대해 사전에 규정된 위치에 탑재된다. 램프관(1)의 평판(8)은 고정 수단(locking means)(9), 예컨대 리지(ridge)에 의해 기저부에 밀착되어, 전기 소자(2)는 기준 수단(reference means)(12), 예컨대 스터드(stud)에 대해 사전에 규정된 위치에 들어갈 것이다. 스터드(12)는 램프캡의 일부를 형성하고, 도 2에 도시된 바와 같이, 지지부(30), 예컨대 반사기와 접하도록 설계된다.

램프캡은 또한, 스크린(13)을 구비하고 램프관(1)의 전류 도전체(6)가 접속되는 접촉 부재(contact member)(14)를 포함한다. 램프캡에 래플렉터를 결합하기 위해 설계된 결합 수단(17), 예컨대 도면에서의 탄성 태그(resilient tag)를 구비한 탄성 중간부(resilient intermediate portion)(15)는 하우징(11)을 갖는총체(integral whole)를 형성한다. 중간부는 속이 비어 있게 만들어져서 단지 벽(wall)만이 중간부로서 남아 있고, 그 위에 벽의 주요부는 축(5)에 수직으로 위치하는 두개의 그루브(groove)(18)에 의해 제거된다는 점에서 중간부의 탄성 작용이 얻어진다. 벽의 나머지 부분은, 그 옆의 그루브 근처에서 축(5)에 대해 예컨대 180°의 각도로 회전되는 브리지(bridge)(19)를 형성한다.

전기 램프의 램프관(1)은 약 22mm의 비교적 작은 축 치수를 가지며, 예컨대 5 내지 25W의 비교적 높은 전력을 소비하는데 적당하다. 이러한 경우, 전기 램프는 약 6000시간의 수명을 가진다.

본 발명에 따르면, 램프관(1)의 적어도 일부는 평균 두께가 2 - 3㎛인 광 흡수 코팅(3)으로 덮인다.

도 2는 어댑터(25)를 구비할뿐만 아니라 도면에서 투명판(33)을 갖는 반사기인 지지부(30)를 구비하는 전기 램프를 도시하고 있다. 어댑터 및 반사기를 갖는 전기 램프의 이러한 구조에 있어서, 반사기는 그루브(32)내에 보유된 고무 링(31)을 구비하고, 고무 링은 가스가 새지 않도록 램프캡과 반사기 사이의 개구부(26)를 봉쇄한다. 어댑터는 가스가 새지 않게 어댑터의 바닥 판(28)을 통과하여 램프캡(10)의 접촉 부재(14)에 접속되는 표준화된 접촉 지점(27)을 구비한다.

램프캡(10)은, 전기 소자(2)의 중심부(4)의 정점을 가지며 정점 반각 α가 25°인 원뿔(35) 내에 실질적으로 완전하게 들어간다. 전기 소자(2)로부터 나오는 빛은 실질적으로 아무런 방해 없이 반사 표면(34)에 도달하여 그 곳에서 적어도 실질적으로 투명판(33)의 방향으로의 축방향으로 반사된다.

예 1

분산제로서 "디스퍼빅(disperbyk) 190"을 사용하여 10g의 ZnFe₂O₄(입자 크기 70nm)를 50/50% 물/에탄올 혼합물에 분산시킨다. 혼합물 전체 질량은 30g이다. 2mm 지르코늄 산화물 입자(grain)를 사용하는 습식 볼 밀링(wet ball milling)에 의해 광학적으로 선명한 액체를 얻는다.

3g의 Fe₂O₃(입자 크기 40nm)를 동일한 방식으로 분산시킨다.

40g의 메틸트리메톡시 실란(MTMS), 0.6g의 테트라에틸오소실리케이트(TEOS), 32g의 물, 4g의 에탄올 및 0.15g의 고체 아세트산의 가수분해 혼합물을 실온에서 48시간동안 저어주고, 그 후 냉장고에 저장한다.

10g의 상기 ZnFe₂O₄분산물, 6g의 Fe₂O₃분산물 및 4g의 메톡시 프로판올을 갖는 10g의 MTMS/TEOS 가수 분해 혼합물을 혼합함으로써 코팅 액을 준비한다. 그 다음, 그 코팅 액을 램프관의 주요부의 외표면에 스프레이로 코팅한다. 250℃의 온도에서 10분 동안 코팅을 경화한다. 이러한 방식으로, 건조 및 경화 중에 균열의 발생 없이 유리 램프관상에 3㎛까지의 두께를 갖는 광 흡수 코팅을 얻는다.

본 실시예에서 설명된 바에 따라 제조된 광 흡수 코팅을 구비한 전기 램프는 황색이고, 투명하며, 빛 산란이 발생하지 않는다.

이렇게 준비된 광 흡수 코팅에 대해서, 전기 램프를 350℃로 1시간 동안 킨 후 전체 전송이 52%일 때, C.I.E. 1931 색삼각도의 규정에 따른 색좌표 (x; y)는 (0.589; 0.405)이다. 전기 램프의 수명 중에 코팅의 색도는 안정하다.

본 방법에 따라 얻어진 코팅은 2.7㎛의 두께를 가진다. 이러한 코팅의 구성 성분의 질량 분율(weight fraction)은 52% ZnFe₂O₄와 Fe₂O₃, 18% "디스퍼빅 190" 및 30% MTMS이다.

도 3은, C.I.E. 1931 색삼각도의 일부에 있어서, 전술한 ZnFe₂O₄와 Fe₂O₃의 혼합물(도 3에서는 원으로 표시됨)을 포함하는 광 흡수 코팅을 갖는 전기 램프의 색좌표(x; y)를 도시하고 있다. x 좌표값이 가장 작은 원은 약 2㎛의 ZnFe₂O₄/Fe₂O₃코팅의 층 두께에 해당한다. x 좌표값이 가장 큰 원은 약 3㎛의 ZnFe₂O₄/Fe₂O₃코팅의 층 두께에 해당한다. 이에 비하여, 단지 Fe₂O₃만을 포함하는 코팅의 색도는 층 두께의 일정한 범위(삼각형: 빗금친 영역에서 1.5㎛로부터 3㎛까지의 두께의 변화)로 주어진다. 도 3은 또한, 색삼각도에서 두개의 특정된 영역을 도시하고 있는데, 그 영역에 자동차의 황색 방향 지시등으로 사용되는 전기 램프의 색도가 위치해야 한다. S1으로 표시된 빗금친 영역은 황색 방향 지시등의 유럽 ECE 표준에 해당하고, S2로 표시된 영역은 황색 방향 지시등의 미국 SAE 표준에 해당하며, 그 표준은 둘다 당업자에게 알려져 있는 것이다. 본 발명에 따라 얻어진 전기 램프에 이용되는 광 흡수 코팅은 황색 방향 지시등으로 알맞게 사용될 수 있고 당업자에게 알려진 파크라 시험(Fakra test)을 통과할 수 있다.

예 2

분산제로서 "솔스퍼스(solsperse) 41090"을 사용하여 3g의 BiVO₄를 50/50% 물/에탄올 혼합물에 분산시킨다. 혼합물의 전체 질량은 23g이다. 2mm 지르코늄 산화물 입자를 사용하는 습식 볼 밀링에 의해 안정한 분산물을 얻는다.

3g의 Fe₂O₃를 동일한 방식으로 분산시킨다.

10g의 상기 BiVO₄분산물, 6g의 Fe₂O₃분산물 및 4g의 메톡시 프로판올을 갖는 10g의 MTMS/TEOS 가수 분해 혼합물을 혼합함으로써 코팅 액을 준비한다. 그 다음, 그 코팅 액을 램프관의 주요부의 외표면에 스프레이로 코팅한다. 160℃의 온도에서 20분 동안 코팅을 건조한다. 이러한 방식으로, 건조 및 경화 중에 균열의 발생 없이 유리 램프관상에 3㎛까지의 두께를 갖는 광 흡수 코팅을 형성한다.

여기서 설명된 실시예에 따라 제조된 광 흡수 코팅을 구비한 전기 램프는, 비스무트-바나데이트 입자의 직경이 100nm를 초과한다고 하더라도, 황색이고 비교적 빛 산란이 발생하지 않는다.

전기 램프를 1시간 동안 킨 후, 이렇게 준비된 광 흡수 코팅에 대한 색좌표 (x; y)는, 전체 전송이 50%일 때, C.I.E. 1931 색삼각도의 규정에 따라 (0.592; 0.101)이 된다. 전기 램프의 수명 중에 코팅의 색도는 안정한 상태로 남아 있다.

본 방법에 따라 얻어진 코팅은 적어도 실질적으로 3㎛의 두께를 가진다. 이러한 코팅의 구성 성분의 질량 분율은 21% Fe₂O₃, 21% BiVO₄, 17% 솔스퍼스 및 41% MTMS이다.

도 3은, 전술한 BiVO₄와 Fe₂O₃의 혼합물(도 3에서는 사각형으로 표시됨)을 포함하는 광 흡수 코팅을 갖는 전기 램프의 색좌표(x; y)를 도시하고 있다. x 좌표값이 가장 작은 사각형은 약 2㎛의 BiVO₄/Fe₂O₃코팅의 층 두께에 해당한다. x 좌표값이 가장 큰 사각형은 약 3㎛의 BiVO₄/Fe₂O₃코팅의 층 두께에 해당한다.

예 3

분산제로서 "디스퍼빅 190"을 사용하여 6g의 P-도핑 Fe₂O₃를 50/50% 물/에탄올 혼합물에 분산시킨다. 혼합물의 전체 질량은 32g이다.

40g의 메틸트리메톡시 실란(MTMS), 0.6g의 테트라에틸오소실리케이트(TEOS), 32g의 물, 4g의 에탄올 및 0.15g의 고체 아세트산의 가수분해 혼합물을 실온에서 48시간 동안 저어주고, 그 후 냉장고에 저장한다.

20g의 P-도핑 Fe₂O₃분산물과 8g의 메톡시 프로판올을 갖는 7g의 MTMS/TEOS 가수 분해 혼합물을 혼합함으로써 코팅 액을 준비한다. 그 다음, 상기 코팅 액을 램프관의 주요부의 외표면에 스프레이로 코팅한다. 160℃의 온도에서 20분 동안 코팅을 건조한다. 이러한 방식으로, 건조 및 경화 중에 균열의 발생 없이 유리 램프관상에 6㎛까지의 두께를 갖는 광 흡수 코팅을 형성한다.

비교적 높은 농도의 안료가 비교적 낮은 농도의 MTMS에 가해지기 때문에 그러한 비교적 큰 층 두께를 얻는 것이 가능하다.

여기서 설명된 실시예에 따라 제조된 광 흡수 코팅을 구비한 전기 램프는, 적색이고, 투명하며, 산란이 발생하지 않는다.

전기 램프를 1시간 동안 킨 후, 이렇게 준비된 광 흡수 코팅에 대한 색좌표 (x; y)는, 전체 전송이 약 20%일 때, C.I.E. 1931 색삼각도의 규정에 따라, (0.665; 0.335)이다. 코팅의 색도는 전기 램프의 수명 내내 안정한 상태로 남아 있다.

자동차용 적색 브레이크등으로 사용되는 전기 램프의 색도를 포함하여, 특정의 색좌표는, 당업자에게 알려진 유럽 ECE 표준에 따라, x = 0.665, y = 0.335; x = 0.657, y = 0.335; x = 0.7307; y = 0.2613이고, 당업자에게 알려진 미국 NA 표준에 따라, x = 0.67, y = 0.33; x = 0.65, y = 0.33; x = 0.71, y = 0.27이다. 여기서 설명된 실시예에 따라 제조된 광 흡수 코팅을 구비한 전기 램프의 색도는 적색 브레이크등에 대한 특정된 영역 내에 있다.

당업자라면, 본 발명의 범위 내에서, 여러가지 변화가 가능하다는 것을 명백하게 이해할 것이다. 졸-겔 공정에 있어서, 여러가지 대체적인 준비 방법이 가능하다. 예컨대, 가수분해하는데 사용되는 산으로서 선택적으로 말레산(maleic acid)을 이용할 수 있다. 더욱이, 색도가 적색으로 변하게 하기 위해 안료 조합을 사용하는 것도 가능하다. 아울러, 예컨대 색좌표가 실질적으로 흑체(black body) 위치상에남아 있는 동안, 전기 램프에 의해 방출되는 빛의 색온도는 상승할 수 있다.

본 발명의 보호 범위는 여기서 주어진 예에 한정되지 않는다. 본 발명은 각각의 신규한 특성 및 각 특성의 조합으로 구현된다. 청구 범위의 참조 부호는 그 보호 범위를 한정하지 않는다. 용어 "포함하는"의 사용은 청구 범위에서 언급된 구성 요소가 아닌 다른 구성 요소의 존재를 배제하지 않는다. 하나의 구성 요소에 관한 단어의 사용은 복수의 그러한 구성 요소의 존재를 배제하지 않는다.

Claims

광원(2)을 수용하는 광 전송 램프관(1)을 포함하는 전기 램프에 있어서,

램프관(1)의 적어도 일부는 광 흡수 코팅(3)을 구비하고,

상기 광 흡수 코팅(3)은 가시 광선의 일부를 흡수하는 안료를 포함하되,

상기 광 흡수 코팅(3)은 졸-겔 공정에 의하여 유기적으로 변형된 실란을 변환함으로써 얻어질 수 있는 그물 조직(network)을 포함하고,

상기 유기적으로 변형된 실란은 구조식: R^ⅠSi(OR^Ⅱ)₃의 화합물에 의해 형성된 그룹으로부터 선택된 것이되,

R^Ⅰ은 알킬 그룹 또는 아릴 그룹을 포함하고,

R^Ⅱ는 알킬 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
제 1 항에 있어서,

상기 R^Ⅰ그룹은 CH₃또는 C₆H₅를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 R^Ⅱ그룹은 CH₃또는 C₂H₅를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 안료의 평균 직경 d_p는 100nm 이하인 것을 특징으로 하는 전기 램프.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 광 흡수 코팅(3)의 두께 t_c는 1㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 전기 램프.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

직경 d가 50nm 이하인 실리카 입자가 그물 조직내에 포함되는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 안료는 무기 안료인 것을 특징으로 하는 전기 램프.
제 7 항에 있어서,

상기 안료는, 철 산화물, 인으로 도핑된 철 산화물, 아연-철 산화물, 코발트 알루미네이트, 네오디뮴 산화물, 비스무트 바나데이트, 지르코늄 프라세오디뮴 실리케이트 또는 그 혼합물에 의해 형성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
제 8 항에 있어서,

상기 안료는 철 산화물과 비스무트 바나데이트의 혼합물 또는 인으로 도핑된 철 산화물과 비스무트 바나데이트의 혼합물에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 램프.