(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英ガラス管の表面に、顔料と水溶性樹脂と粉末ガラス及び水から構成された遮光膜用塗料を所望の遮光膜パターンに塗布して、７００℃以上の焼成温度で焼成した後、前記遮光膜形成済み石英ガラス管をランプの外管として用いて金属ヨウ化物が封入された発光管と融着してランプを製造することを特徴とする放電型ランプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車用の高輝度放電型ランプの遮光膜の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の前照灯用の高輝度放電型ランプには、光の投射領域の明暗コントラストを得るために、ランプのガラス表面に任意の形状の黒色遮光膜を形成する必要がある。
【０００３】
図１にＤ２Ｒ型自動車用放電ランプの構成図を示す。図１の１が遮光膜であり、この遮光膜の位置や寸法は国際規格によって決められている。また、２がタングステン製の電極であり、２の電極に外部から電圧を印加することにより３の発光部で放電発光が起こり、ランプが点灯する仕組みである。４は外管で石英ガラス製である。４の外管の表面に１の遮光膜が形成される。５は発光管であり、４の外管と５の発光管は６の部分が融着している。
【０００４】
従来のランプの製造方法は、４の外管と５の発光管をガスバーナーで加熱処理して融着し、その後に酸化鉄、酸化銅、酸化コバルトなどの遷移金属元素の酸化物を顔料として用い、かつバインダとして粉末ガラスを用いた遮光膜用塗料をランプ表面に塗布し、電気炉にて前記の粉末ガラスが溶融する温度下で焼成して所望の遮光膜を得ていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
放電型ランプは点灯するとランプのガラス表面の温度が上昇するため、ガラス表面に形成されている遮光膜の温度も上昇する。特にＤ２Ｒ型自動車用放電ランプの場合、点灯時にはランプのガラス表面が約７００℃まで上昇するために、ガラス表面の遮光膜も７００℃の温度下にさらされることになる。
【０００６】
このため、従来の技術に記したランプの焼成温度は７００℃以上にする必要があった。
【０００７】
しかしながら従来の技術では電気炉でランプ全体を加熱していたため、ランプの寿命が短くなるという問題があった。これは図１の３のランプ発光部内に封入された金属ヨウ化物が加熱によって石英ガラスと反応するためである。
【０００８】
以上の理由から遮光膜塗布後に電気炉でランプを焼成するプロセスが問題であった。
【０００９】
また、放電型ランプには前記したように発光部に金属ヨウ化物を封入しており、この材料が発光するが、この際に波長が４００ｎｍ以下の紫外線を含む光束が発生する。
【００１０】
自動車用のランプにおいて紫外線が発生するとランプを固定するための口金に使用されている樹脂が早期に劣化してしまうという問題がある。このため発光部から発生する光束の紫外線をカットするという要望があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
これらの課題を解決するために本発明では、石英ガラス管の表面に、顔料と水溶性樹脂と粉末ガラス及び水から構成された遮光膜用塗料を所望の遮光膜パターンに塗布して、７００℃以上の焼成温度で焼成した後、前記遮光膜形成済み石英ガラス管をランプの外管として用いて金属ヨウ化物が封入された発光管と融着してランプを製造することを特徴とする放電型ランプの製造方法とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
遮光膜用塗料は黒色顔料および水溶性樹脂および粉末ガラスおよび水から構成されている。以下に順に説明する。
【００１３】
顔料は酸化マンガン、酸化コバルト、酸化銅、マンガンを５モル％から３０モル％含有する酸化鉄のうちの少なくとも１種類以上の化合物の粉末を乾式混合して用いた。
【００１４】
上記化合物はすべて黒色の粉末である。好ましくは酸化マンガンとマンガンを５モル％から３０モル％含有する酸化鉄を組み合わせて用い、焼成することにより退色の少ない安定な黒色顔料が得られるものである。
【００１５】
水溶性樹脂にはメチルセルロースもしくはビニルアルコールを用いた。塗布後の仮乾燥後にはメチルセルロースもしくはビニルアルコールもしくはアクリル樹脂がバインダとなり、塗膜をガラス表面に形成する。またメチルセルロースには塗料の顔料粉体の沈降や凝集や分離を抑制する機能を有するために、粉体量１００部に対して０．２部から２部添加することにより塗料を安定化することができるものである。塗料中の固形分率を４０重量％以上にすることにより、塗料の塗布後の乾燥収縮や塗布後の液ダレを抑制することができ、高精度の遮光膜パターンを形成することが可能になるものである。
【００１６】
焼成中にメチルセルロース、ビニルアルコール、アクリル樹脂は熱分解するため塗膜中に残存しなくなる。
【００１７】
粉末ガラスはバインダとして機能する。焼成中に塗料中に含まれる粉末ガラスが溶融し、バインダとして機能するものである。より好ましくは、この粉末ガラスには酸化亜鉛とシリカを主成分とするガラスを用いることにより石英ガラス表面への密着強度の高い遮光膜が得られる。また、より好ましくは粉末ガラスの融点が７００℃以上のものを用い、焼成温度を７００℃以上とすることにより、２０００時間の点灯試験後でも高い強度である遮光膜が得られるものである。
【００１８】
また、より好ましくは熱膨張係数が１０ー６以下である粉末ガラスを用いることにより、石英ガラス管との熱膨張係数の差が小さくなり、ランプの点滅による温度の局所的な上昇と低下による遮光膜の剥離が起こりにくくなるものである。
【００１９】
上記遮光膜用塗料を塗布機により外管表面に所望の形状に塗布して焼成することにより遮光膜付きの外管が得られた。
【００２０】
チタンのアルコラート、セリウムのアルコラートの少なくとも一種類とシリコンのアルコラートを含む塗料を外管用のガラスに塗布し、焼成することによりゾルーゲル反応が起こり、チタン、セリウムのいずれか一方もしくは両方を含むシリカの透明薄膜が形成できる。
【００２１】
チタンおよびセリウムには紫外線を吸収する性質があるため、これらを含有する透明薄膜を外管に形成することにより紫外線をカットする機能を有するランプ用外管が得られた。
【００２２】
【実施例】
次に本発明の具体例を説明する。
【００２３】
（実施例１）
酸化鉄粉末４００ｇと、シリカと酸化亜鉛を主成分とする融点が７００℃のガラス粉末１００ｇをめのう乳鉢にて１時間乾式混合し、混合物とした。
【００２４】
次にメチルセルロースを３重量％含有する水３００ｇと上記混合物をディスパーにて混合し、さらに高速分散機にて粉体を水中に分散した。高速分散機の周速は５ｍ／ｓ以上の条件で行った。
【００２５】
このようにして作製した塗料を石英製の外管の表面に塗工機にて所望の遮光膜パターンに塗布し、大気中で１００℃で仮乾燥した。その後電気炉中で７００℃で３０分間保持して焼成を行った。
【００２６】
上記手順で準備した遮光膜付き外管と発光管をガスバーナーで融着してＤ２Ｒ型ランプを得た。従来の手順では外管と発光管の融着後に遮光膜塗料を塗布し、ランプ全体を電気炉中で７００℃で焼成してＤ２Ｒ型ランプを得ていた。
【００２７】
（表１）に本発明の手順で得たランプと従来の手順で得たランプの特性の評価結果を示す。
【００２８】
【表１】
0003911803.tif 000002
【００２９】
遮光膜強度はＪＩＳ  Ｚ  １５２２によるごばん目試験法で評価した。また、焼成温度を８００℃としたときの評価結果も一緒に示した。
【００３０】
（表１）から焼成温度７００℃の場合には膜強度が同等であり、ランプ寿命に関しては本発明で得たランプの方が大幅に長いということがわかる。また８００℃焼成の場合にも膜強度は同等であり、かつ７００℃の場合よりも優れており、また本発明のランプと従来のランプの寿命の差がさらに大きくなっていることがわかる。
【００３１】
以上のことから本発明の製造方法により、従来の製造方法では得られなかったような遮光膜強度とランプ寿命の長さが両立できることがわかった。
【００３２】
（実施例２）
シリコンのアルコラートとチタンのアルコラートとセリウムのアルコラートをディスパーにて混合し塗料とした。シリコンとチタンとセリウムの原子の比率は１００対１０対１０とした。
【００３３】
この塗料を外管用の石英ガラスの表面にディップ法で塗布して、電気炉中で１５０℃で焼成した。上記手順で準備した外管と発光管を融着しランプを得た。焼成温度を１５０℃以上とすることにより密着が良好な膜が得られた。
【００３４】
図２に本発明で得られた外管の光透過率と光波長の関係図を示す。４００ｎｍ以下の紫外線領域の光の透過率が小さくなっており、実用上充分な効果を示していることがわかった。
【００３５】
この外管を用いて製造したランプの口金の樹脂部分の耐久試験を行った結果、３０００時間以上ランプを点灯しても問題になるような劣化は見られず、良好な結果が得られた。
【００３６】
（実施例３）
実施例２に記した手順で紫外線カット膜を外管表面に形成し、さらに実施例１に記した手順で外管に遮光膜を形成した後に、発光管を融着しＤ２Ｒ型ランプを製造した。
【００３７】
この方法で製造したランプは口金の樹脂劣化が見られず、かつ高い遮光膜強度で、なおかつランプの熱処理による寿命劣化のないことがわかった。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明の製造方法によれば、高い遮光膜強度で、なおかつランプの熱処理による寿命劣化のないランプが得られることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【図１】  Ｄ２Ｒ型ランプの構成図
【図２】  本発明の外管の光透過率と光波長の関係図
【符号の説明】
１  遮光膜
２  タングステン電極
３  発光部
４  外管
５  発光管
６  融着部
【図１】
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【図２】
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