(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ヨウ化物が封入された発光部を石英ガラス管内部に備えた前記石英ガラス管表面に、顔料とメチルセルロースと融点７００℃以上の粉末ガラス及び水から構成された遮光膜材料を塗布し、前記石英ガラス管表面に塗布された前記遮光膜材料のみを、ガスバーナー、ランプヒーター、レーザーの何れか一つを用いて前記粉末ガラスの融点を超える温度で焼成することを特徴とする放電型ランプの製造方法。
【請求項２】
金属ヨウ化物が封入された発光部を石英ガラス管内部に備えた前記石英ガラス管表面に、顔料とメチルセルロースと融点７００℃以上の粉末ガラス及び水から構成された遮光膜材料を塗布し、前記石英ガラス管表面に塗布された前記遮光膜材料のみを、ガスバーナーまたはランプヒーターを用いて前記粉末ガラスの融点を超える温度で焼成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。
【０００４】
従来のランプ用の遮光膜は、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】
【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、金属ヨウ化物が封入された発光部を石英ガラス管内部に備えた前記石英ガラス管表面に、顔料とメチルセルロースと融点７００℃以上の粉末ガラス及び水から構成された遮光膜材料を塗布し、前記石英ガラス管表面に塗布された前記遮光膜材料のみを、ガスバーナー、ランプヒーター、レーザーの何れか一つを用いて前記粉末ガラスの融点を超える温度で焼成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。
【００１０】
また、金属ヨウ化物が封入された発光部を石英ガラス管内部に備えた前記石英ガラス管表面に、顔料とメチルセルロースと融点７００℃以上の粉末ガラス及び水から構成された遮光膜材料を塗布し、前記石英ガラス管表面に塗布された前記遮光膜材料のみを、ガスバーナーまたはランプヒーターを用いて前記粉末ガラスの融点を超える温度で焼成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。
【００１１】
【発明の実施の形態】
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顔料とするものである。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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
本発明ではガスバーナーを用いて、ランプに塗布した後の遮光膜の塗布パターンのみを選択的に焼成することによりランプの寿命劣化を抑制し、かつ強度が高く外観の良好な遮光膜が得られるものである。
【００１７】
また、上記の焼成手段の代りにランプヒーターを用いて、同様に遮光膜パターンのみ選択的に焼成することにより、ガスバーナーを用いた場合より均一な遮光膜が得られるものである。これは、ランプヒーターの方がガスバーナーより温度分布の幅が小さいためである。
【００１８】
また、上記の焼成手段の代りにレーザーを用いて、同様に遮光膜パターンのみ選択に焼成することにより、良好な遮光膜が得られるものである。
【００１９】
【実施例】
次に本発明の具体例を説明する。
【００２０】
（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。
【００２１】
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。
【００２２】
このようにして作製した塗料をランプの石英製のガラス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。
【００２３】
上記手順で準備したランプの遮光膜をガスバーナーで焼成した。ガスバーナーに供給するガスは酸素と都市ガスもしくはプロパンガスの混合を用いた。都市ガスでもプロパンガスでも最適焼成条件が若干異なるものの、ほぼ同様の効果が得られた。
【００２４】
（表１）に電気炉で、温度を変化してランプを焼成した結果を示した。焼成時間はすべて３０分間とした。膜強度はＪＩＳ  Ｚ  １５２２によるごばん目試験法で評価した。
【００２５】
【表１】
0003911802.tif 000002
【００２６】
（表１）から電気炉焼成の場合には焼成温度が高くなるに従い、ランプ寿命が劣化することがわかった。またランプ寿命劣化を抑制するために低温で焼成すると充分な膜強度が得られなかった。この結果は融点が７００℃の粉末ガラスを用いた場合であるが、融点が８００℃未満の粉末ガラスを用いると、ランプの連続点灯後の遮光膜の剥離が生じていた。
【００２７】
（表２）に融点が８００℃の粉末ガラスを遮光膜塗料に用いた場合の結果を示す。
【００２８】
【表２】
0003911802.tif 000003
【００２９】
（表１）と同様の傾向であり、焼成温度を下げれば膜強度が低下し、焼成温度を上げればランプ寿命が劣化していた。
【００３０】
（表３）に、（表１）と同じランプをバーナーで焼成した結果を示す。
【００３１】
【表３】
0003911802.tif 000004
【００３２】
ここでの温度はバーナーの炎の温度を測定した結果である。表３の結果から本発明のバーナー焼成では、高い遮光膜強度でかつランプの寿命劣化を抑制することができることがわかった。
【００３３】
また（表４）に、（表２）と同じランプをバーナーで焼成した結果を示す。
【００３４】
【表４】
0003911802.tif 000005
【００３５】
この結果も（表３）の場合と同様に膜強度とランプ寿命を高いレベルでバランスしたランプが得られた。
【００３６】
（表５）に酸素とガス（都市ガスもしくはプロパンガス）の流量の比率の検討結果を示す。
【００３７】
【表５】
0003911802.tif 000006
【００３８】
（表５）の結果から酸素とガスの比率が１．３対１以上であれば良好な遮光膜が得られることがわかった。
【００３９】
（実施例２）
実施例１と同じ遮光膜用塗料を用いてハロゲンランプヒーターで遮光膜の焼成を行った。光源のハロゲンランプは最大８００Ｗのものを用いて約２ｍｍのスポットサイズに集光して焼成した。焼成温度はランプへの投入電力を変化させて調整した。
【００４０】
（表６）に８００℃の粉末ガラスを遮光膜用塗料に用いたランプの焼成結果を示す。
【００４１】
【表６】
0003911802.tif 000007
【００４２】
（表６）から、ランプヒーターを用いて焼成した場合でも実施例１の場合と同様に良好な遮光膜が得られた。また、光源のハロゲンランプの代りに放電型ランプを用いた場合でも同様の結果が得られた。
【００４３】
（実施例３）
実施例１と同じ遮光膜用塗料を用いて炭酸ガスレーザーで遮光膜の焼成を行った。炭酸ガスレーザーのパワーは最大３００Ｗのものを用いた。焼成温度はレーザーへの投入電力を変化させて調整した。この場合でも実施例１および実施例２と同様に良好な遮光膜が得られた。なお、炭酸ガスレーザーの代りにエキシマレーザーを用いた場合でも同様の結果が得られた。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように本発明の製造方法によれば、３０００時間の点灯試験後も高い強度の遮光膜が得られ、かつランプ寿命の劣化が抑制された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
【符号の説明】
１  遮光膜
２  タングステン電極
３  発光部
【図１】
0003911802.tif 000008