(57)【要約】【課題】  本発明は紫外線制御ランプで用いるに適した無鉛塗料組成物に関する。【解決手段】  本塗料組成物は８００°Ｃ以下の高い取り付け温度および使用温度に性能的劣化も可視的劣化も示すことなく耐え得る。この塗料は、紫外線防御用石英製ジャケットを備えるランプと、かかる防御を備えない同様のランプとを区別する目的で用いられる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線制御ランプ用コーティングであって、コーティングの完全性が４００℃以上の温度で維持される高温機能特性を示す酸化物を含有する無鉛コーティング組成物を含有して成る、コーティング。
【請求項２】
前記無鉛コーティング組成物がステッカーの形態である、請求項１記載のコーティング。
【請求項３】
前記無鉛コーティング組成物が塗料である、請求項１記載のコーティング。
【請求項４】
前記酸化物がホウ素、アルミニウム、亜鉛、コバルト、チタンおよびクロムの酸化物から成る群より選択される、請求項１記載のコーティング。
【請求項５】
前記コーティングがＢ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＣｏＯおよびＣｒ２Ｏ３を含有して成りかつステッカーの形態である、請求項４記載のコーティング。
【請求項６】
前記コーティングがＴｉＯ、ＣｏＯ、Ｃｒ２Ｏ３および少なくとも１種の溶媒を含有して成る塗料である、請求項４記載のコーティング。
【請求項７】
前記コーティングが紫外線制御ランプの基部に施される、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のコーティング。
【請求項８】
前記コーティングが前記ランプの前記基部に８００°Ｃ以下の温度で施される、請求項７記載のコーティング。
【請求項９】
前記コーティングが青色である、請求項１記載のコーティング。
【請求項１０】
紫外線を包含する１５０ｎｍから４００ｎｍの範囲のあらゆる波長の光を発する、ワット数が５００Ｗから６０００Ｗの範囲のランプを含む紫外線制御ランプであって、前記ランプが発する紫外線の８０％までを吸収する防御用石英製ジャケットを備えるとともに、前記ランプが前記紫外線防御用ジャケットを備えることを示す標識として高温機能コーティングを含む、紫外線制御ランプ。
【請求項１１】
前記高温機能コーティングが前記ランプの基部に施される、請求項１０又は１１記載の紫外線制御ランプ。
【請求項１２】
前記高温機能コーティングが、コーティングの完全性が４００℃以上の温度で維持される高温機能特性を示す酸化物を含有する無鉛コーティング組成物である、請求項１０記載の紫外線制御ランプ。
【請求項１３】
前記無鉛コーティング組成物がステッカーの形態である、請求項１２記載の紫外線制御ランプ。
【請求項１４】
前記無鉛コーティング組成物が塗料である、請求項１２記載の紫外線制御ランプ。
【請求項１５】
前記酸化物がホウ素、アルミニウム、亜鉛、コバルト、チタンおよびクロムの酸化物から成る群より選択される、請求項１２記載の紫外線制御ランプ。
【請求項１６】
前記コーティングが、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＣｏＯおよびＣｒ２Ｏ３を含有して成るとともに、ステッカーの形態である、請求項１５記載の紫外線制御ランプ。
【請求項１７】
前記コーティングが、ＴｉＯ、ＣｏＯ、Ｃｒ２Ｏ３および少なくとも１種の溶媒を含有して成る塗料である、請求項１５記載の紫外線制御ランプ。
【請求項１８】
前記コーティングが前記ランプの前記基部に８００°Ｃ以下の温度で施される、請求項１１乃至１７のいずれか１項に記載の紫外線制御ランプ。
【請求項１９】
前記コーティングが青色である請求項１０乃至１８のいずれか１項に記載の紫外線制御ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は無鉛塗料組成物に関する。本開示は特に、紫外線制御ランプに関連し、それに関連して説明される。しかし、本開示はまた他の同様な用途にも適用可能であると理解されたい。
【０００２】
非紫外線制御ランプは、ランプがあらゆる波長の光を発するという点で通常のランプである。市場に流通する非紫外線制御ランプの電力、即ちワット数は５７５Ｗから６ＫＷの範囲である。このワット数のランプは一般により強力な照明が要求される状況、例えばテレビ局および制作スタジオ、またはコンサートおよびライブ演奏などで用いられる。そのようなランプには、通常、当産業で良く知られているように、標準的な石英で構成されている外側ジャケットが備わっている。
【０００３】
可視光は、波長が４００ｎｍから１０００ｎｍの範囲であることで特徴づけられる光である。そのような波長の場合、通常の使用条件下では使用者を保護する必要はない。しかし、１５０ｎｍから４００ｎｍの範囲の波長を示す光である紫外線光、即ちＵＶ光の発光に関しては、その使用者またはそれに曝される人を保護する必要がある。というのも、紫外線光は潜在的に目および皮膚に有害だからである。紫外線制御ランプを用いる場合、そのようなランプを、紫外線光の発光を制御する特殊な外側ジャケットを用いることで製造可能である。そのようなある種の外側ジャケットには、セリウムがドーパントとして添加されている石英製の外側ジャケットが含まれ、それは使用時にランプから出る潜在的に有害な紫外線の約８０％までを吸収する。この種類の防御用ジャケットを適切な場所に配置した紫外線制御ランプは、非紫外線制御ランプほどの光生物学的危険性を伴わない。
【０００４】
上述のように考察した種類のランプは多種多様な大きさで入手可能であり、それらには例えば５７５Ｗ、８００Ｗ、１２００Ｗ、２５００Ｗ、４０００Ｗおよび６０００Ｗのランプが含まれる。そのようなランプは、上述した種類の防御用コーティングの有無にかかわらず供給されている可能性がある。しかし、その使用者はそのようなコーティングを識別することができない。従って、ドーパントが添加されている外側ジャケットが備わっていないランプと、ドーパントが添加されている外側ジャケットが備わっているランプとを間違える可能性が高い。そのような間違いの結果、前記ランプからの光にさらされた人の目および皮膚が有害な火傷および刺激を受ける可能性がある。
【特許文献１】米国特許第４，４３３，０９２号
【特許文献２】米国特許第４，９７３，６１３号
【特許文献３】米国特許第７，００５，０５１Ｂ２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、ドーパントが添加されている防御用外側ジャケットが備わっているランプと、備わっていないランプとが区別できる様式の開発が求められている。そのような１つの様式は、使用しようとするランプに取り付けられているジャケットの種類を可視的に示すコーティングを前記ランプの基部に取り付ける様式である。しかし、そのようなコーティングが有用であるには少なくとも３００°Ｃの高い使用温度に耐える必要がある。さらに、当産業で確立されたガイドラインおよび環境保護に関する政策によって、そのようなコーティングは無鉛でなければならない。
【０００６】
よって、取り付けが容易かつ経済的で、取り付けおよび高温などの使用条件に耐え、確立された環境保護基準に合致し、さらに消費者が非紫外線制御ランプと紫外線制御ランプとの区別ができるよう様式の識別が示す、という必要性に対応する改善が成された新規な紫外線制御ランプの開発が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
紫外線制御ランプを提供する。このランプは、耐熱コーティング即ち塗料を、ドーパントが添加されているか或は他の防御用石英製ジャケットが用いられていることを示す指標として含む。そのドーパントが添加されているジャケットを、当該ランプの紫外線光の約８０％を吸収するよう位置させる。その耐熱塗料またはコーティングを、消費者が容易に確認できるよう、好適には当該ランプの基部に施す。
【０００８】
本コーティング、即ち塗料は無鉛組成物である。従って、本コーティングは、米国および外国の市場の両方の環境および使用者の安全性に関する事項を規制する、政府機関および当産業が設定した現存の指示および基準に適合する。
【０００９】
前記に加えて本コーティングは、ランプの性能、コーティングの性能、さらに組成物自身の完全性も損なうことなく、３００°Ｃ以上の使用温度に耐え得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を好適な実施形態を参照しながら説明する。以下の詳細な説明を読み、理解するとことによって、さらなる修正および変更が明らかとなろう。本発明は、かかる修正および変更の全てを包含すると理解されたい。
【００１１】
本明細書において「紫外線制御ランプ」は、紫外線の１５０ｎｍから４００ｎｍの範囲を包含するあらゆる波長の光を発しかつ使用者がそのような放射線に曝されないように保護する様式が含まれているランプを指す。５７５Ｗから６０００Ｗの間のいずれかのワット数の紫外線制御ランプに、例えば選択的に紫外線光を吸収するよう構築されたドーパント添加石英製ジャケットを取り付けることによって、紫外線から保護してもよい。
【００１２】
本明細書において「塗料」および「コーティング」およびその様々な形態は、本発明に従って紫外線制御ランプを識別するために用いる組成物を指す目的で互換的に用いられる。
【００１３】
本明細書に開示するコーティング組成物は、様々な種類のランプに適用可能である。本明細書において、これらに限定されないが、５７５Ｗ、８００Ｗ、１２００Ｗ、２５００Ｗ、４０００Ｗおよび６０００Ｗをはじめ、５７５Ｗから６ＫＷの間のあらゆるワット数の、あらゆる波長の光を発するランプに関連させて、該組成物を説明する。本コーティング組成物を用い、ドーパントが添加されているジャケットが備わっていることで、消費者または使用者は、光に曝された人がほとんどまたは全く危害を受けることなく長時間使用可能であるランプを容易に識別することができる。勿論、本コーティングは、ランプを同じ種類の異なるランプと区別することが望まれているあらゆるランプ製品に適用可能である。
【００１４】
本コーティング組成物を当該ランプの基部に直接取り付ける。これは適切な方法のいずれかで達成可能であり、そのような方法には、ランプ生産工程の一部としての方法、生産後の方法、または手による方法さえ含まれる。本組成物は取り付け時においても使用時においても環境に有害なものは全く含有しない。前記ランプの基部は、当産業で通常用いられるいくつかの中のいずれであってもよく、これらに限定されないが、アルミナ、ジルコン−コージライトおよびステアタイトを含有して成るものを含む。そのようなランプ基部の温度は一般に３００°Ｃ未満であると見なされ、これは使用限界温度に対応する。本明細書に開示する、無鉛塗料を包含するコーティング組成物は４００°Ｃ以下およびそれ以上の温度に耐え得る。
【００１５】
本コーティング組成物は、とりわけ塗料または粘ちょうなペースト状を示す形態を有してよい。用いる形態は、本コーティングが受け得る使用温度に依存する。取り付けおよび／または使用温度が非常に高い場合にはペースト（またステッカーとも称する）の方が有利である。というのも、その実成分が完全性を維持できる温度は４００°Ｃ〜８００°Ｃの範囲だからである。
【００１６】
本コーティングは、形態がペーストの場合、表Ｉに示す成分をその示される範囲で含有するよう構築される。本コーティングを構築する時に用いる工程は標準的な産業的工程と同様である。
【００１７】
具体的には、本コーティング組成物に含める無機成分を表Ｉに示す比率に従って混合する。この混合物を温度が１１００°Ｃを超える燃焼室内で溶融させる。前記組成物が溶融した後、それを水の中に直ちに注ぎ込むことでガラス状の薄片材料を得る。次に、この薄片材料をボールミルに加えて粉砕することでミクロンの大きさの粉末を生じさせる。次に、そのようにして調製した粉末を有機溶媒と混合物総重量の少なくとも３０重量％の混合比で混合する。そのような溶媒は、例えばメタアクリレート、セルロースまたはこの種類の他の公知の樹脂などの可燃性樹脂から作製され、松根油、テルピネオールまたは他の同様な有機溶媒と組み合わせて調製された標準的な産業用溶媒のいずれであってもよい。そのような樹脂／有機溶媒を、前記コーティング成分を含有するガラス状の薄片材料と組み合わせると、粘ちょう度なペースト状の組成物が得られる。
【００１８】
次に、上述した混合／粉砕／混合工程でペースト状にしたものを通常手段のいずれかで当該ランプの基部に付着させる。そのランプ基部を、８００°Ｃを超える温度で少なくとも３０分間、熱処理する。かかる温度において、前記有機溶媒が溶解し、その残りの粉末が前記ランプの基部と結合する。別法として、本コーティング組成物をセラミック製ランプ基部に直接付着させた後、８００°Ｃを超える温度で熱処理することによって、前記コーティングを前記ランプ基部に結合させることも可能である。
【００１９】
本コーティング組成物にＳｉＯ２成分を充填材として添加することで酸化物の網状組織を強化しかつ本コーティング組成物の構造的完全性を向上させる。別法として、本コーティングをより堅固にする目的でＨｆＯ２などの材料を添加することも可能である。表Ｉに示す組成物を用いると、暗青色のコーティングが得られるが、充填材成分の一部として酸化インジウムを例えば約２％から約１０％添加することによって色の明度を上げてもよい。
【００２０】
上述した工程に従って調製した８００°Ｃ以下の温度に耐えるコーティング組成物を、ペーストまたはステッカーの形態で６ＫＷの紫外線制御ランプに付着した。その塗料は全く劣化することなくランプ基部に結合することが観察された。
【００２１】
【表１】
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ワット数が５７５Ｗ、８００Ｗ、１２００Ｗ、２５００Ｗおよび４０００Ｗの紫外線制御ランプの場合には、以下の表ＩＩに示す塗料組成物を用いた。このコーティング、即ち塗料が５００°Ｃ以下の温度に耐えるか否か試験した。このコーティング組成物は、上の表Ｉの組成物に関して示した工程に従い調製された。ただし、この組成物は、コーティングがより公知の塗料に近い形態となる数種の溶媒をさらに含む。この塗料組成物で用いた溶媒は、表Ｉに示したペーストが受けるよりも高温において解離するかまたは蒸発する可能性があるが、この塗料は、より低い温度パラメーター、即ち５００°Ｃでは安定なままであり、この温度は、この種類のランプの使用に設定されている産業基準に照らせば高温である。
【００２２】
【表２】
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本コーティング組成物への着色は、使用者に識別可能であれば如何なる色でもよいが、上述したコーティングでは青色の組成物を得るよう構築した。この色はコバルト化合物を含有させたことに起因する。当技術分野の技術者に公知の他の化合物を添加することで他の色を得ることも可能であるが、本コーティングが示す温度特性に影響を与えないような化合物を注意深く選択すべきである。
【００２３】
非常に高温での取り付けおよびその後の使用条件を通じて、コーティングが元々の色を維持することによって耐熱性を立証する評価を、本コーティングについて実施した。この評価のデータを以下の表ＩＩＩに示す。
【００２４】
【表３】
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本コーティングが使用中に示す完全性を立証する追加的試験を実施した。ここでは熱ショック試験を適用し、試験中は、ランプに本発明による上の表に明記したコーティングを施し、それぞれ８００°Ｃで２０時間使用した。この時間が終了した時点で前記ランプを熱い状態のまま、水温２７°Ｃの水中に落下させ、それらに極端な熱ショックを受けさせた。全てのケースの評価において、前記コーティングは劣化の兆候を全く示さなかった。
【００２５】
本開示を紫外線制御ランプに関して記述してきたが、本開示を、ともすれば同じに見えるランプを区別する必要がある、または区別するのが望ましい如何なる場合にも適用可能であることが理解されるであろう。このことは特に高温機能特性が求められる場合に当てはまる。
【００２６】
本発明を好適な実施形態を参照しながら説明した。以上の詳細な説明を読み、理解するとことによって、さらなる修正および変更が明らかとなろう。本発明は、かかる修正および変更の全てを包含すると理解されたい。
【国際調査報告】
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