(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モリブデンフィルム（２１）の表面の少なくとも一部分をサンドブラスト材でのサンドブラスト処理によって粗面化することを含む、ランプ構造のためのモリブデンフィルム（２１）を製造する方法において、
前記サンドブラスト材は、酸化アルミニウムおよび石英砂の少なくとも1つの成分と、少なくとも１つの他の成分を含有し、
前記少なくとも１つの他の成分が、酸化チタンであり、
前記サンドブラスト材における前記酸化アルミニウムおよび石英砂の少なくとも1つの成分の総質量分が９９質量％より大きく、かつ前記サンドブラスト材中の前記酸化チタンの質量分が１質量％より小さく、
前記酸化チタンの平均粒度が１μｍ以下であり、かつ前記酸化アルミニウムおよび石英砂の少なくとも1つの成分によって形成されたサンドブラスト材の成分の平均粒度が１００μｍ以下であることを特徴とする、ランプ構造のためのモリブデンフィルム（２１）を製造する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法により製造されたランプ構造のためのモリブデンフィルム（２１）。
【請求項３】
請求項２に記載の少なくとも１つのモリブデンフィルム（２１）を有するランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
Ｉ．技術分野
本発明は、請求項１の上位概念に記載のランプ構造のためのモリブデンフィルムの製造法ならびにこの種のモリブデンフィルムおよびこの種のモリブデンフィルムを有するランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のモリブデンフィルムは、気密に石英ガラス容器中に埋封されることができ、したがって気密に石英ガラスからなるランプ容器によって包囲されている、発光手段のための電流リード線の構成成分として使用される。モリブデンフィルムの前記使用は、２０μｍ未満の厚さを有するモリブデンフィルムについては、例えば特許文献１に記載されており、厚手のモリブデンフィルムについては、例えば特許文献２に記載されている。モリブデンフィルムの概念では、以下、次に記載された本発明の範囲内で、実際にモリブデンからなる、モリブデンを基礎とする金属フィルムが説明される。即ち、モリブデンフィルムの概念は、モリブデンからなるかまたは添加剤またはドーピング剤を備えたモリブデンからなる金属フィルムを含み、この場合添加剤またはドーピング剤の質量分は、金属フィルム中のモリブデンの質量分よりも明らかに少ない。例えば、モリブデンフィルムの概念は、酸化イットリウムまたはイットリウム−セリウム混合酸化物約１質量％が混和されているモリブデンからなる金属フィルムも含む。
【０００３】
ＩＩ．技術水準
特許文献３には、ランプ構造のためのモリブデンフィルムの製造法が開示されており、この方法によれば、モリブデンフィルムは、サンドブラスト処理によって粗面化され、それによってモリブデンフィルムを包囲する、ランプ容器の石英ガラス中の突起または亀裂は、阻止される。
【０００４】
特許文献４には、ランプ容器を通り抜ける電流引込み線の構成成分として使用するためのモリブデンフィルムが記載されており、この場合モリブデンフィルムは、その表面積の５〜６０面積百分率で本質的に粗製フィルムとは異なる表面構造を有する物質凝集物および／またはモリブデンまたはその合金、チタン、珪素、または酸化物、混合酸化物および／または酸化物混合物からなる材料組成を有する物質凝集物の関連のない島状範囲をそれぞれ１０ミリバール未満の蒸気圧で２０００℃で有する。
【０００５】
特許文献５には、ランプ構造のためのモリブデンフィルムが開示されており、このモリブデンフィルムの全体の表面には、被覆が設けられている。この被覆は、酸化チタン、酸化ランタン、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化イットリウムまたは酸化ハフニウムの群からの金属酸化物からなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許第５７３４４８号明細書
【特許文献２】英国特許第４７４９８２号明細書
【特許文献３】米国特許第４５８７４５４号明細書
【特許文献４】欧州特許出願公開第１１５６５０５号明細書Ａ１
【特許文献５】米国特許第６８１５８９２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＩＩＩ．発明の開示
本発明の課題は、ランプ構造のためのモリブデンフィルムの製造法およびこの種のモリブデンフィルムならびにモリブデンフィルムと該モリブデンフィルムを包囲するランプ容器材料との間の改善された付着を可能にするモリブデンフィルムを備えたランプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、本発明によれば、請求項１または請求項８、９もしくは１３に記載の特徴により解決される。本発明の特に有利な実施態様は、従属請求項に記載されている。
【０００９】
ランプ構造のためのモリブデンフィルムを製造するための本発明による方法は、モリブデンフィルムの表面の少なくとも一部分、特にモリブデンフィルムの全表面をサンドブラスト処理によって粗面化し、そのために使用されるサンドブラスト用研磨材が、酸化アルミニウムおよび／または石英砂ならびに少なくとも１つの他の成分を含有することを示す。
【００１０】
酸化アルミニウムおよび／または石英砂ならびに少なくとも１つの他のサンドブラスト材成分の本発明による組合せにより、ランプ容器材料、殊に石英砂へのモリブデンフィルムの改善された付着が達成される。試験は、放電容器が本発明によるモリブデンフィルムまたは本発明による方法により製造されたモリブデンフィルムで密閉された高圧放電ランプの場合に放電容器が従来の方法でサンドブラスト処理されたモリブデンフィルムで密閉された高圧放電ランプよりも長い寿命を有することを示した。殊に、本発明により製造されたモリブデンフィルムを有する高圧放電ランプの場合、放電室に対向した、放電容器の石英砂のフィルム縁部が取り除かれることは、従来法で製造されたモリブデンフィルムを装備した高圧放電ランプの場合よりも希有なことであった。
【００１１】
本発明によるサンドブラスト処理により、モリブデンフィルムの表面上には、サンドブラスト用研磨材の微細な粒子の堆積、即ち酸化アルミニウム粒子および／または石英砂粒子ならびにモリブデンフィルムの粗面化された表面と一緒にモリブデンフィルムとランプ容器材料との間の良好な付着に寄与する少なくとも１つの他のサンドブラスト材成分の粒子が形成される。
【００１２】
僅かな平面被覆密度により、モリブデンフィルムの表面上に堆積されたサンドブラスト用研磨材粒子の均一に分布された量は、閉鎖された層または島状の凝集物をモリブデンフィルム表面上に形成させるには不十分である。本発明によるサンドブラスト処理によりモリブデンフィルム表面上に僅かな量で形成された堆積物は、該堆積物が別の電流供給部材とのモリブデンフィルムの溶接を妨害しないという利点を有する。殊に、本発明による方法により製造された、僅かな過渡抵抗を有するモリブデンフィルムは、簡単に放電室内に突入する、タングステンからなるガス放電電極および放電容器から突出する電流供給線と、例えば欧州特許出願公開第１０６６９１２号明細書Ａ１に記載の抵抗溶接または欧州特許第１６０４号明細書に記載のレーザー（ＬＡＳＥＲ）溶接により溶接されることができる。好ましくは、サンドブラスト用研磨材の主要成分は、酸化アルミニウムまたは石英砂、または酸化アルミニウムと石英砂との混合物よって形成される。即ち、酸化アルミニウムまたは石英砂、または酸化アルミニウムと石英砂との混合物は、サンドブラスト用研磨材中の最大の質量分を有する。サンドブラスト用研磨材中の前記主要成分により、モリブデンフィルムの表面の粗面化およびモリブデンフィルムの緊密化が達成される。
【００１３】
本発明の好ましい実施例によれば、サンドブラスト用研磨材中の酸化アルミニウムおよび／または石英砂の質量分は、９９質量％より大きく、サンドブラスト用研磨材中の他の成分の少なくとも１つの質量分は、１質量％より小さい。
【００１４】
良好な結果は、酸化アルミニウムおよび／または石英砂ならびに酸化チタンからなり、酸化チタンの質量分が０．１質量％〜０．２５質量％の範囲内にあるサンドブラスト用研磨材で達成される。
【００１５】
酸化チタンの代わりに、または酸化チタン以外に、他の成分としては、酸化アルミニウムおよび／または石英砂と共に、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ランタン、酸化セリウムおよび酸化タンタルの群からの１つ以上の酸化物が使用されてもよい。更に、酸化チタンの代わりに、ルテニウムは、他の成分として酸化アルミニウムおよび／または石英砂と共にサンドブラスト用研磨材中に使用されてもよい。
【００１６】
サンドブラスト用研磨材中の他の成分の少なくとも１つの粒度は、好ましくは１μｍ以下であり、粗いモリブデンフィルム表面に対して他の成分の少なくとも１つの粒子の十分に良好な付着が保証される。サンドブラスト用研磨材の酸化アルミニウムおよび／または石英砂によって形成された主要成分の平均粒度は、好ましくは１００μｍ以下であり、モリブデンフィルム表面の前記粗面化およびモリブデンフィルムの緊密化が達成される。
【００１７】
本発明によるモリブデンフィルムは、特にガラス、殊に石英ガラスまたは極めて高い二酸化珪素含量を有するガラスからなるランプ容器を通り抜ける電流引込み線の構成成分として適している。殊に、本発明によるモリブデンフィルムは、石英ガラスからなるランプ容器中に気密に埋設され、したがってモリブデンフィルムの一端は、ランプ容器から突出している電流供給線と結合されており、該モリブデンフィルムの他端は、ランプ容器の内部空間内に突入している電極または渦巻き型フィラメント分岐線（Gluehwendelabgang）と結合されている。従って、本発明によるモリブデンフィルムは、石英ガラスまたは極めて高い、通常９５質量％を上廻る二酸化珪素含量を有するガラスからなるランプ容器を通り抜ける気密な電流引込み線を保証する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ランプ構造のための本発明によるモリブデンフィルムの部分的に断面を示す略図。
【図２】図１に図示されたモリブデンフィルムの２枚のモリブデンフィルムを有する、本発明によるハロゲン金属蒸気高圧放電ランプの略図。
【図３】高圧放電ランプの動作時間に亘ってなお機能能力を有する試験されたハロゲン金属蒸気高圧放電ランプの百分率での割合を示す略図。
【図４】高圧放電ランプの動作時間に亘ってなお機能能力を有する試験された水銀不含のハロゲン金属蒸気高圧放電ランプの百分率での割合を示す略図。
【図５】モリブデンフィルムの表面上の微粒状の酸化アルミニウム粒子および酸化チタン粒子の分布を示す略図。
【実施例】
【００１９】
次に、本発明を好ましい実施例につき詳細に説明する。
【００２０】
Ｖ．好ましい実施例の記載
図１は、本発明によるモリブデンフィルム２１の部分的に断面を示す略図である。このモリブデンフィルム２１は、レンズ状またはランセット状またはクッション状に湾曲している。約３５ワットの電気効率の評価を有するハロゲン金属蒸気高圧放電ランプの放電容器中でパッキングフィルムとして使用するために、このモリブデンフィルム２１は、２５μｍの最大の厚さＤを有する。このモリブデンフィルムの長手伸張方向での長さＬは、６．５ｍｍであり、その幅Ｂは、２ｍｍである。モリブデンフィルム２１は、通常、貯蔵ロール上に巻き付けられているモリブデンテープによって切り離される。この場合、切断面は、モリブデンフィルム２１の長手伸張方向に対して垂直方向に延在している。モリブデンフィルムを包囲するランプ容器材料中での亀裂形成の危険を減少させるために、例えば欧州特許出願公開第０８８４７６３号明細書Ａ２に開示されているように、モリブデンフィルム２１の切断縁部は、平坦化されていてよいか、または圧延されていてよい。
【００２１】
本発明によるモリブデンフィルム２１は、公知の冶金学的灼熱法および冶金学的焼結法ならびに圧延法によって型内に圧縮されたモリブデン粉末から製造される。モリブデン粉末には、ドーピング剤または添加剤、例えば上記の酸化物の酸化イットリウムまたはイットリウム−セリウム混合酸化物が混和されていてよい。
【００２２】
こうして完成されたモリブデンフィルム２１は、本発明の最初の特に好ましい実施態様により、両面で酸化アルミニウムと酸化チタンとの均一な混合物でサンドブラスト処理され、この場合サンドブラスト用研磨材中の酸化チタンの質量分は、０．１質量％であり、残分は、コランダムとも呼称される酸化アルミニウムである。酸化アルミニウム粒子の平均粒度は、１００μｍであり、酸化チタン粒子の平均粒度は、０．５μｍである。
【００２３】
サンドブラスト処理の終結後に、サンドブラスト用研磨材の微粒分は、モリブデンフィルム２１の表面上に付着したままであることが判明した。即ち、サンドブラスト処理により、モリブデンフィルム２１の表面だけが粗面化されるのではなく、モリブデンフィルム２１の表面上には、酸化アルミニウム粒子（コランダム粒子）および酸化チタン粒子も形成される。図５には、モリブデンフィルム２１の表面が縮尺の記載（１μｍ）で略示されている。モリブデンフィルムの表面上には、単位面積当たりの僅かな被覆密度で微粒状の酸化チタン粒子および酸化チタン粒子の均一に分布された堆積物が付着している。微粒状の酸化チタン粒子は、酸化アルミニウム粒子よりもモリブデンフィルム表面に対する良好な付着力を有する。従って、モリブデンフィルムに付着する酸化チタン粒子の含量は、サンドブラスト用研磨材中での混合比に対応しない。モリブデンフィルム２１の表面に付着する酸化アルミニウム粒子および酸化チタン粒子の量を決定するために、多数の本発明によりサンドブラスト処理されたモリブデンフィルム２１を酸中に溶解した。分析により、２２．５ｍｇ/ｃｍ2のモリブデンフィルムの平均質量および０．２４７ｍｇ/ｃｍ2のモリブデンフィルム上に付着する酸化アルミニウム粒子の平均質量ならびに０．０６２ｍｇ/ｃｍ2のモリブデンフィルム上に付着する酸化チタン粒子の平均質量が判明した。
【００２４】
本発明の第２の実施例により、モリブデンフィルム２１を両面で酸化アルミニウムと酸化チタンとからなる均一な混合物でサンドブラスト処理し、この場合サンドブラスト用研磨材中の酸化チタンの質量分は、０．２５％であり、残分は、酸化アルミニウムである。コランダム粒子の平均粒度は、１００μｍであり、酸化チタン粒子の平均粒度は、０．５μｍである。このモリブデンフィルムの分析により、１８．２ｍｇ/ｃｍ2のモリブデンフィルムの平均質量および０．１９７ｍｇ/ｃｍ2のモリブデンフィルム上に付着する酸化アルミニウム粒子の平均質量ならびに０．１１７ｍｇ/ｃｍ2のモリブデンフィルム上に付着する酸化チタン粒子の平均質量が判明した。
【００２５】
図２は、約３５ワットの電気効率の評価を有するハロゲン金属蒸気高圧放電ランプを示す。この高圧放電ランプは、内部空間１０を有する石英ガラスと、正反対の位置に配置された、密閉された２個の端部１１、１２とからなる放電容器１を有し、この場合これら端部は、それぞれ１つの電流引込み線２、３を有する。内部空間１０内には、正反対の位置に配置された２個の電極４、５が突入しており、これらの電極は、それぞれ電流引込み線２または３の一方と結合しており、これらの電流引込み線の間には、ランプの動作中にガス放電が形成される。放電容器１の内部空間１０には、イオン化可能な充填物が封入されており、この充填物は、キセノンおよび複数の金属ハロゲン化物ならびに場合によっては水銀から成る。放電容器１は、外側カバー６によって包囲されており、この外側カバーは、紫外線を吸収するドーピング剤を備えている石英ガラスから成る。更に、このランプは、プラスチックソケット７を有し、このプラスチックソケットは、２個のランプ容器１、６を支持し、およびランプの電気的接続部８を装備している。放電容器１のソケットから遠く離れた端部１１の電流引込み線２は、電流返送線（Stromrueckfuehrung）９を介して第１の電気的接続部８と結合しており、一方で別の電流引込み線５は、ランプの第２の電気的接続部（図示されていない）と結合している。ランプソケット７中には、ランプの完全な動作機器または動作機器の一部分、例えば点火装置が配置されていてよい。
【００２６】
本発明による電流引込み線２、３は、それぞれ各端部１１または１２中に気密に埋設された本発明によるモリブデンフィルム２１または３１を有する。図１には、モリブデンフィルム２１または３１が略示されている。放電容器１の内部空間１０から離反した、それぞれのモリブデンフィルム２１または３１の側は、それぞれモリブデン線材２２または３２と溶接されており、これらのモリブデン線材は、対応する密閉された端部１１または１２から突出している。放電容器１の内部空間１０に対向した、それぞれのモリブデンフィルム２１または３１の側は、それぞれタングステンからなるロッド状の電極４または５と溶接されており、これらの電極は、放電空間１０内に突入している。
【００２７】
図３は、図１に図示された例に記載の構造を有するが、しかし、異なるモリブデンフィルムを装備した、数多くの水銀含有ハロゲン金属蒸気高圧放電ランプに対する寿命の測定結果を示す。図３中の測定曲線１に記載のランプは、公知技術水準によりサンドブラスト処理されたモリブデンフィルムを装備していた。２０００時間の動作時間で前記ランプの第１のランプは、故障した。図３中の測定曲線２または３によるランプは、欧州特許出願公開第１１５６５０５号明細書Ａ１に記載の被覆を有するモリブデンフィルムを装備していた。図３中の測定曲線２によれば、２５００時間の動作時間後にランプの２０％が故障し、一方で図３中の測定曲線３によるランプの場合には、既に１２００時間だけの動作時間後に前記ランプの２０％が故障した。これとは異なり、本発明によるモリブデンフィルムを装備したランプは、３０００時間の動作時間になるまで、図３中の測定曲線４から明らかなように唯一の故障も示さなかった。殊に、本発明によるモリブデンフィルムを有するランプの場合だけ、３０００時間の動作時間後になおフィルムが取り除かれる兆候は、全く見られなかった。
【００２８】
図４は、図１に図示された例に記載の構造を有するが、しかし、異なるモリブデンフィルムを装備した、数多くの水銀含有ハロゲン金属蒸気高圧放電ランプに対する特殊な高速スイッチ切換試験（spezieller Schnellschalttest）の測定結果を示す。図４中の測定曲線１に記載のランプは、公知技術水準によりサンドブラスト処理されたモリブデンフィルムを装備していた。約１１００時間の動作時間後、既に前記ランプの４０％は、故障し、１５００時間の動作時間後、前記ランプのなお２０％だけ機能能力を有し、１７００時間の動作時間後、被覆されていないモリブデンフィルムを有する全てのランプは、故障した。図４中の測定曲線２または３によるランプは、欧州特許出願公開第１１５６５０５号明細書Ａ１に記載の被覆を有するモリブデンフィルムを装備していた。図４中の測定曲線２または３に相応して、８００時間だけの動作時間後または９５０時間だけの動作時間後、モリブデンフィルムが欧州特許出願公開第１１５６５０５号明細書Ａ１に記載の被覆を有する全てのランプは、故障した。これとは異なり、本発明によるモリブデンフィルムを装備した水銀不含の高圧放電ランプは、１８００時間の動作時間になるまで、図４中の測定曲線４から明らかなように唯一の故障も示さなかった。殊に、本発明によるモリブデンフィルムを有するランプの場合、１８００時間の動作時間後になおフィルムが取り除かれる兆候は、全く見られなかった。
【００２９】
前記のランプの故障は、全ての故障が放電容器の石英ガラスからモリブデンフィルムが剥離されたことによって必然的に誘発されたものであった。
【００３０】
図３および図４に図示された測定結果は、上記の第１の実施例および第２の実施例により完成されたかまたは処理された、モリブデンフィルムを有する高圧放電ランプについて達成されたものである。
【００３１】
本発明は上記において詳述した実施例に制限されるものではない。殊に、本発明によるモリブデンフィルムは、別のランプ型、例えばハロゲングローランプの気密に閉鎖された容器を通り抜ける電流供給線に対しても使用されることができる。モリブデンフィルムの寸法は、使用目的に適合されていなければならない。殊に、モリブデンフィルム２１の厚さＤおよび幅Ｂは、ランプの電気効率の評価またはランプ電流の最大電流強さに適合させることができる。酸化アルミニウムと酸化チタンとの混合比は、２つの実施例に制限されるものではなく、変動可能である。特に、モリブデンフィルムの表面積に対する堆積物の量は、電流供給線および電極での発汗可能性による損傷が生じる程には大きくならないように選択される。酸化チタンの代わり、上記の酸化物およびルテニウムは、他の成分として酸化アルミニウムと共にサンドブラスト用研磨材中に使用されてもよい。更に、酸化アルミニウムは、部分的または完全に石英砂によって代替されることができ、したがってサンドブラスト用研磨材の主要成分は、もはや酸化アルミニウムによって形成されるのではなく、その代わりに石英砂または石英砂と酸化アルミニウムとの混合物によって形成される。
【符号の説明】
【００３２】
１  放電容器
２，３  電流引込み線
４，５  電極
６  外側カバー
７  プラスチックソケット
８  第１の電気的接続部
９  電流返送線
１０  内部空間
１１，１２  放電容器の端部
２１，３１  モリブデンフィルム
２２，３２  モリブデン線材
【図１】
0005372236.tif 000002
【図２】
0005372236.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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