JPH01301552A - リン酸アルミニウムセメント組成物およびそれを用いて成るランプアセンブリ - Google Patents
リン酸アルミニウムセメント組成物およびそれを用いて成るランプアセンブリInfo
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- JPH01301552A JPH01301552A JP63241175A JP24117588A JPH01301552A JP H01301552 A JPH01301552 A JP H01301552A JP 63241175 A JP63241175 A JP 63241175A JP 24117588 A JP24117588 A JP 24117588A JP H01301552 A JPH01301552 A JP H01301552A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
［発明の分野］
本発明は耐熱性のリン酸アルミニウムセメント組成物に
関するものである。更に詳しく言えば本発明は、過剰の
リン酸を含有するリン酸アルミニウム、相対的に見て微
細粒度のアルミナ、並びに相対的に見て中間粒度および
粗大粒度の充填材の混合物の諸成分を混合したものから
成るような、ガラス反射体にタングステンハロゲンラン
プを接合するために有用な耐熱性のリン酸アルミニウム
セメント組成物に関する。
関するものである。更に詳しく言えば本発明は、過剰の
リン酸を含有するリン酸アルミニウム、相対的に見て微
細粒度のアルミナ、並びに相対的に見て中間粒度および
粗大粒度の充填材の混合物の諸成分を混合したものから
成るような、ガラス反射体にタングステンハロゲンラン
プを接合するために有用な耐熱性のリン酸アルミニウム
セメント組成物に関する。
［先行技術の説明］
公知のタングステンハロゲンランプのごとき高光度線形
ランプは、各種の商業的用途および消費者用途のために
益々多く使用されるようになってきている。この種のラ
ンプの代表例は米国特許第４０２１６５９号明細書中に
開示されているが、この特許は石英製管球を有するタン
グステンハロゲンランプを総ガラス製の反射体に接合し
て成る反射体やランプアセンブリを提供した最初のもの
である。そのために使用されるセメントは耐熱性セメン
トでなければならない。なぜなら、反射体に接合された
封止部におけるランプ管球の温度はしはしば３５０℃を
越えるからである。このような高温に耐えるばかりでな
く、上記のセメントは非導電性を示し、適正な熱伝導率
を有し、かつ反射体の熱膨張率にできるだけ整合した熱
膨張率を有することも必要である。このような目的のた
め商業的に使用されてきた耐熱性セメントの１種として
、シリカで強化されたケイ酸カリウムセメントがある。
ランプは、各種の商業的用途および消費者用途のために
益々多く使用されるようになってきている。この種のラ
ンプの代表例は米国特許第４０２１６５９号明細書中に
開示されているが、この特許は石英製管球を有するタン
グステンハロゲンランプを総ガラス製の反射体に接合し
て成る反射体やランプアセンブリを提供した最初のもの
である。そのために使用されるセメントは耐熱性セメン
トでなければならない。なぜなら、反射体に接合された
封止部におけるランプ管球の温度はしはしば３５０℃を
越えるからである。このような高温に耐えるばかりでな
く、上記のセメントは非導電性を示し、適正な熱伝導率
を有し、かつ反射体の熱膨張率にできるだけ整合した熱
膨張率を有することも必要である。このような目的のた
め商業的に使用されてきた耐熱性セメントの１種として
、シリカで強化されたケイ酸カリウムセメントがある。
かかるセメントは低い熱伝導率および導電率と共に良好
な耐熱性を示すが、上記のごとき反射体・ランプアセン
ブリにおいて使用した場合には貯蔵中に腐食の問題を生
じることがある。
な耐熱性を示すが、上記のごとき反射体・ランプアセン
ブリにおいて使用した場合には貯蔵中に腐食の問題を生
じることがある。
かかるセメントは７より高いｐＨを有するアルカリ性を
示し、長期間にわたって多湿条件に暴露されるとランプ
管球のつまみ封止部におけるそりブデン導入線の腐食を
引起こし、その結果としてランプの動作不良をもたらす
のである。その上、かかるセメントは時間の経過と共に
徐々に強度を失う。それ故、反射体・ランプアセンブリ
に悪影響を及ぼさないセメントが要望されているのであ
る。
示し、長期間にわたって多湿条件に暴露されるとランプ
管球のつまみ封止部におけるそりブデン導入線の腐食を
引起こし、その結果としてランプの動作不良をもたらす
のである。その上、かかるセメントは時間の経過と共に
徐々に強度を失う。それ故、反射体・ランプアセンブリ
に悪影響を及ぼさないセメントが要望されているのであ
る。
発明の要約
本発明は、（１） ；！Ａ剰のリン酸を含有するリン酸
アルミニウム、（２）相対的に見て微細粒度のアルミナ
、並びに（３）相対的に見て中間粒度および粗大粒度の
不活性な耐熱性充填材の混合物の諸成分を混合したもの
から成るリン酸アルミニウムセメント組成物に関するも
のである。こうして過剰のリン酸を含有するリン酸アル
ミニウム水溶液を上記のごときアルミナおよび上記のご
とき充填材から成る骨材混合物と混合してスラリーまた
はペーストを調製した後、このスラリーまたはペースト
を少なくとも２５０℃の温度でセメントを生成するのに
十分な時間にわたって加熱すれば、目的とするセメント
が製造できる。このようなセメント組成物は、ガラス質
管球を有するタングステンハロゲンランプをガラス反射
体に接合して米国特許第４０２１６５９号明細書中に記
載のごとき種類の反射体・ランプアセンブリを製造する
ために有用な接着性のセメント組成物である。上記のリ
ン酸アルミニウム水溶液は、水酸化アルミニウムとリン
酸とを反応させることによって調製される。こうして得
られたリン酸アルミニウム水溶液は、リンとアルミニウ
ムとの原子比を約３より大きくするのに十分な量の過剰
リン酸を含有することが必要である。
アルミニウム、（２）相対的に見て微細粒度のアルミナ
、並びに（３）相対的に見て中間粒度および粗大粒度の
不活性な耐熱性充填材の混合物の諸成分を混合したもの
から成るリン酸アルミニウムセメント組成物に関するも
のである。こうして過剰のリン酸を含有するリン酸アル
ミニウム水溶液を上記のごときアルミナおよび上記のご
とき充填材から成る骨材混合物と混合してスラリーまた
はペーストを調製した後、このスラリーまたはペースト
を少なくとも２５０℃の温度でセメントを生成するのに
十分な時間にわたって加熱すれば、目的とするセメント
が製造できる。このようなセメント組成物は、ガラス質
管球を有するタングステンハロゲンランプをガラス反射
体に接合して米国特許第４０２１６５９号明細書中に記
載のごとき種類の反射体・ランプアセンブリを製造する
ために有用な接着性のセメント組成物である。上記のリ
ン酸アルミニウム水溶液は、水酸化アルミニウムとリン
酸とを反応させることによって調製される。こうして得
られたリン酸アルミニウム水溶液は、リンとアルミニウ
ムとの原子比を約３より大きくするのに十分な量の過剰
リン酸を含有することが必要である。
発明の詳細な説明
本発明は、上記の通り、（１）過剰のリン酸を含有する
リン酸アルミニウム、（２）相対的に見て微細粒度のア
ルミナ、並びに（３）相対的に見て中間粒度および粗大
粒度の不活性な耐熱性充填材の混合物の諸成分を混合し
たものから成るリン酸アルミニウムセメント組成物に関
するものである。こうして過剰のリン酸を含有するリン
酸アルミニウム水溶液を上記のごときアルミナおよび上
記のごとき充填材から成る骨材混合物と混合してスラリ
ーまたはペーストを調製した後、このスラリーまたはペ
ーストを少なくとも２５０℃の温度でセメントを生成す
るのに十分な時間にわたって加熱すれば、目的とするセ
メントが製造できる。
リン酸アルミニウム、（２）相対的に見て微細粒度のア
ルミナ、並びに（３）相対的に見て中間粒度および粗大
粒度の不活性な耐熱性充填材の混合物の諸成分を混合し
たものから成るリン酸アルミニウムセメント組成物に関
するものである。こうして過剰のリン酸を含有するリン
酸アルミニウム水溶液を上記のごときアルミナおよび上
記のごとき充填材から成る骨材混合物と混合してスラリ
ーまたはペーストを調製した後、このスラリーまたはペ
ーストを少なくとも２５０℃の温度でセメントを生成す
るのに十分な時間にわたって加熱すれば、目的とするセ
メントが製造できる。
上記のごときリン酸アルミニウム水溶液を調製するため
には、水酸化アルミニウムとリン酸とを単に混合して反
応させればよい。かかる反応は発熱反応であるため、使
用するリン酸は室温より低い温度（たとえば約４０下）
に冷却することが好ましい。これは、反応を制御すると
共に水酸化アルミニウムの凝集を防止するために役立つ
。なお、かかるリン酸は商業的に入手し得る８５％リン
酸の形態で使用することができる。更にまた、水酸化ア
ルミニウムとの反応に先立ってかかるリン酸を水と混合
することもできる。あるいはまた、水酸化アルミニウム
を水と混合してスラリー化し、こうして得られたスラリ
ーに冷却したリン酸を添加してもよい。実際には、冷却
したリン酸を水で希釈し、希釈済みのリン酸を攪拌しな
がら粉末状または水性スラリー状の水酸化アルミナ粒子
をゆつくりと添加して分散させ、次いで得られた分散物
を徐々に温めて目的のリン酸アルミニウム水溶液を調製
すれば好都合であることが判明している。
には、水酸化アルミニウムとリン酸とを単に混合して反
応させればよい。かかる反応は発熱反応であるため、使
用するリン酸は室温より低い温度（たとえば約４０下）
に冷却することが好ましい。これは、反応を制御すると
共に水酸化アルミニウムの凝集を防止するために役立つ
。なお、かかるリン酸は商業的に入手し得る８５％リン
酸の形態で使用することができる。更にまた、水酸化ア
ルミニウムとの反応に先立ってかかるリン酸を水と混合
することもできる。あるいはまた、水酸化アルミニウム
を水と混合してスラリー化し、こうして得られたスラリ
ーに冷却したリン酸を添加してもよい。実際には、冷却
したリン酸を水で希釈し、希釈済みのリン酸を攪拌しな
がら粉末状または水性スラリー状の水酸化アルミナ粒子
をゆつくりと添加して分散させ、次いで得られた分散物
を徐々に温めて目的のリン酸アルミニウム水溶液を調製
すれば好都合であることが判明している。
なお、水酸化アルミニウム水溶液の調製方法は実施者の
都合に応じて選択し得ることは勿論である。
都合に応じて選択し得ることは勿論である。
上記の通り、本発明のリン酸アルミニウムセメント組成
物は過剰のリン酸を含有するリン酸アルミニウム水溶液
を用いて生成される。とは言え、当業者には自明であろ
うが、水酸化アルミニウムとリン酸との反応は必ずしも
過剰のリン酸の存在下で行わなくてもよいことを理解す
べきである。
物は過剰のリン酸を含有するリン酸アルミニウム水溶液
を用いて生成される。とは言え、当業者には自明であろ
うが、水酸化アルミニウムとリン酸との反応は必ずしも
過剰のリン酸の存在下で行わなくてもよいことを理解す
べきである。
すなわち、過剰のリン酸は水酸化アルミニウム水溶液に
添加してもよいのである。ここで言う「過剰のリン酸」
とは、リンとアルミニウムとの原子比（あるいはリン酸
とアルミニウムとのモル比）を３より大きくするのに十
分な量のリン酸を意味する。−船釣に述べれば、過剰の
リン酸は約１０〜３０（モル）％好ましくは１２〜２０
（モル）％の範囲内にあればよい。なお、リン酸に由来
するリンと水酸化アルミニウムに由来するアルミニウム
との最適原子比は約３．６であることが判明している。
添加してもよいのである。ここで言う「過剰のリン酸」
とは、リンとアルミニウムとの原子比（あるいはリン酸
とアルミニウムとのモル比）を３より大きくするのに十
分な量のリン酸を意味する。−船釣に述べれば、過剰の
リン酸は約１０〜３０（モル）％好ましくは１２〜２０
（モル）％の範囲内にあればよい。なお、リン酸に由来
するリンと水酸化アルミニウムに由来するアルミニウム
との最適原子比は約３．６であることが判明している。
要するに、水酸化アルミニウムとリン酸との反応は過剰
のリン酸の存在下で行うことができる。
のリン酸の存在下で行うことができる。
あるいはまた、リン酸に由来するリンと水酸化アルミニ
ウムに由来するアルミニウムとの原子比が３に等しくな
るような量のリン酸を使用しながら水酸化アルミニウム
とリン酸との反応を行うこともできる。この場合には、
得られたリン酸アルミニウム水溶液中に過剰のリン酸を
混入してもよいし、あるいは過剰のリン酸をセメント組
成物中のその他の成分と混合した後、それをリン酸アル
ミニウム水溶液に添加するか、もしくはそれにリン酸ア
ルミニウム水溶液を添加してもよい。特定の理論に固執
するつもりはないが、過剰のリン酸は高温においてアル
ミナ粒子と反応するものと考えられる。本発明のセメン
ト組成物中に使用されるリン酸が少な過ぎると、硬化前
のスラリーまたはペーストが不安定となり、その結果と
してセメント強度の低下および貯蔵寿命の短縮が生じる
。他方、使用されるリン酸が多過ぎるとセメント組成物
を硬化させるために要する高温での反応時間が甚だしく
長くなる。
ウムに由来するアルミニウムとの原子比が３に等しくな
るような量のリン酸を使用しながら水酸化アルミニウム
とリン酸との反応を行うこともできる。この場合には、
得られたリン酸アルミニウム水溶液中に過剰のリン酸を
混入してもよいし、あるいは過剰のリン酸をセメント組
成物中のその他の成分と混合した後、それをリン酸アル
ミニウム水溶液に添加するか、もしくはそれにリン酸ア
ルミニウム水溶液を添加してもよい。特定の理論に固執
するつもりはないが、過剰のリン酸は高温においてアル
ミナ粒子と反応するものと考えられる。本発明のセメン
ト組成物中に使用されるリン酸が少な過ぎると、硬化前
のスラリーまたはペーストが不安定となり、その結果と
してセメント強度の低下および貯蔵寿命の短縮が生じる
。他方、使用されるリン酸が多過ぎるとセメント組成物
を硬化させるために要する高温での反応時間が甚だしく
長くなる。
次に、上記のごときリン酸アルミニウム水溶液をアルミ
ナ並びに中間粒度および粗大粒度の充填材と混合するこ
とによってスラリーまたはペーストが調製される。その
ためには任意適宜の方法を使用することができる。加熱
によって硬化させるべき最終のスラリーまたはペースト
を調製するために使用される混合方法は特に重要でない
と考えられている。たとえば、粒子状のアルミナおよび
充填材を乾燥状態で予め混合してから、リン酸アルミニ
ウム水溶液に攪拌下で添加してスラリーまたはペースト
を調製することができる。あるいはまた、リン酸アルミ
ニウム水溶液を１種以上の粒子状材料に添加することも
できる。当業者には自明の通り、最終のスラリーまたは
ペーストの流動性が過剰リン酸の使用量、水の使用量、
粉末状または粒子状材料に対するリン酸アルミニウム水
溶液の使用量、粉末状または粒子状材料の相対粒度など
によって決定されることは言うまでもない。
ナ並びに中間粒度および粗大粒度の充填材と混合するこ
とによってスラリーまたはペーストが調製される。その
ためには任意適宜の方法を使用することができる。加熱
によって硬化させるべき最終のスラリーまたはペースト
を調製するために使用される混合方法は特に重要でない
と考えられている。たとえば、粒子状のアルミナおよび
充填材を乾燥状態で予め混合してから、リン酸アルミニ
ウム水溶液に攪拌下で添加してスラリーまたはペースト
を調製することができる。あるいはまた、リン酸アルミ
ニウム水溶液を１種以上の粒子状材料に添加することも
できる。当業者には自明の通り、最終のスラリーまたは
ペーストの流動性が過剰リン酸の使用量、水の使用量、
粉末状または粒子状材料に対するリン酸アルミニウム水
溶液の使用量、粉末状または粒子状材料の相対粒度など
によって決定されることは言うまでもない。
すなわち、本発明のリン酸アルミニウムセメント組成物
を生成させるために使用される各種成分の実際の量は様
々に変化し得るのである。本発明のセメント組成物を生
成させるために使用される各種成分の使用量を一層詳し
く説明するため、スラリーまたはペーストの全量を１０
０容量部として表わした一般範囲および好適範囲を下記
表中に示す。
を生成させるために使用される各種成分の実際の量は様
々に変化し得るのである。本発明のセメント組成物を生
成させるために使用される各種成分の使用量を一層詳し
く説明するため、スラリーまたはペーストの全量を１０
０容量部として表わした一般範囲および好適範囲を下記
表中に示す。
リン酸アルミニウム溶液” １０〜２５１２〜２０微
細粒度の材料 ４〜１５ ４〜８（アルミ
ナ） 中間粒度の材料 ５〜３０１Ｏ〜２５粗大粒
度の材料 ４０〜７５５０〜７０水
１５〜７５２５〜６０寡添加
水を含めずに８５％リン酸水溶液と水酸化アルミニウム
Ａ＃（ＯｔＤ３との反応生成物として表わした量。
細粒度の材料 ４〜１５ ４〜８（アルミ
ナ） 中間粒度の材料 ５〜３０１Ｏ〜２５粗大粒
度の材料 ４０〜７５５０〜７０水
１５〜７５２５〜６０寡添加
水を含めずに８５％リン酸水溶液と水酸化アルミニウム
Ａ＃（ＯｔＤ３との反応生成物として表わした量。
本発明のセメント組成物の生成に際しては、リン酸アル
ミニウム水溶液が相対的に見て微細粒度、中間粒度およ
び粗大粒度の材料と混合される。アルミナについては、
その全部もしくは実質的に全部が微細粒度の材料を成す
ことが好ましい。とは言え、アルミナの小部分［すなわ
ち、約２０（容量）％未満］が中間粒度の材料を成して
いてもよい。微細粒度、中間粒度および粗大粒度の材料
のそれぞれに関する平均粒度の一般範囲および好適範囲
を下記表中に示す。
ミニウム水溶液が相対的に見て微細粒度、中間粒度およ
び粗大粒度の材料と混合される。アルミナについては、
その全部もしくは実質的に全部が微細粒度の材料を成す
ことが好ましい。とは言え、アルミナの小部分［すなわ
ち、約２０（容量）％未満］が中間粒度の材料を成して
いてもよい。微細粒度、中間粒度および粗大粒度の材料
のそれぞれに関する平均粒度の一般範囲および好適範囲
を下記表中に示す。
粗大粒度の材料 ｔａ〜４６１８〜４２中間粒度の材
料 ７〜１５ １０〜１２微細粒度の材料 １
〜４ １〜２ 少なくとも中間粒度および粗大粒度の充填材は、針状や
板状の粒子でなく概して球状の粒子を成していることが
特に好ましい。すなわち、本発明のセメント組成物にお
いて特に有用であることが判明しているより高密度の粒
子充填構造を得るためには球状の粒子であることが重要
なのである。中間粒度および粗大粒度の充填材は、未硬
化のスラリーまたはペースト中に存在する他の成分と室
温下で反応しない程度に不活性であることが必要である
。本発明のセメント組成物が石英ランプまたは石英含有
製品を反射体またはその他の取付器具に固定するために
使用される場合には、セメント組成物中の全ての成分が
比較的低いアルカリ金属含Ｈｋ（たとえばナトリウム含
Ｅｌ）を有することが好ましい。すなわち、かかる用途
においては、ナトリウム含量が最終セメント組成物の約
２（重ｇｋ）５未満であることが好ましいのである。
料 ７〜１５ １０〜１２微細粒度の材料 １
〜４ １〜２ 少なくとも中間粒度および粗大粒度の充填材は、針状や
板状の粒子でなく概して球状の粒子を成していることが
特に好ましい。すなわち、本発明のセメント組成物にお
いて特に有用であることが判明しているより高密度の粒
子充填構造を得るためには球状の粒子であることが重要
なのである。中間粒度および粗大粒度の充填材は、未硬
化のスラリーまたはペースト中に存在する他の成分と室
温下で反応しない程度に不活性であることが必要である
。本発明のセメント組成物が石英ランプまたは石英含有
製品を反射体またはその他の取付器具に固定するために
使用される場合には、セメント組成物中の全ての成分が
比較的低いアルカリ金属含Ｈｋ（たとえばナトリウム含
Ｅｌ）を有することが好ましい。すなわち、かかる用途
においては、ナトリウム含量が最終セメント組成物の約
２（重ｇｋ）５未満であることが好ましいのである。
上記の充填材はまた、一部のランプ用途において見られ
るような３５０〜６００℃の比較的高い温度による影響
を受けない程度の耐熱性を有することも必要である。か
かる充填材はまた、導電性が比較的小さいことも必要で
ある。実際に使用される充填材の種類は、原価や熱伝導
率を含む幾つかの要因によって選定される。特に、本発
明のセメント組成物が高光度石英ハロゲンランプのごと
きランプを総ガラス製の反射体に固定するために使用さ
れる場合には、ランプの点灯に際して反射体中における
過度の熱応力発生およびそれに伴う反射体の割れをもた
らすことのない熱伝導特性をセメントが有するように充
填材が選定される。要するに、熱伝導率の適度のバラン
スが必要なのである。セメント組成物の熱伝導率が低過
ぎると、封止部の温度が高くなり過ぎる。逆に、熱伝導
率が高過ぎるとガラス反射体が割れることがある。
るような３５０〜６００℃の比較的高い温度による影響
を受けない程度の耐熱性を有することも必要である。か
かる充填材はまた、導電性が比較的小さいことも必要で
ある。実際に使用される充填材の種類は、原価や熱伝導
率を含む幾つかの要因によって選定される。特に、本発
明のセメント組成物が高光度石英ハロゲンランプのごと
きランプを総ガラス製の反射体に固定するために使用さ
れる場合には、ランプの点灯に際して反射体中における
過度の熱応力発生およびそれに伴う反射体の割れをもた
らすことのない熱伝導特性をセメントが有するように充
填材が選定される。要するに、熱伝導率の適度のバラン
スが必要なのである。セメント組成物の熱伝導率が低過
ぎると、封止部の温度が高くなり過ぎる。逆に、熱伝導
率が高過ぎるとガラス反射体が割れることがある。
本発明のセメント組成物を生成させるために有用である
ことが判明した充填材としては、アルミノケイ酸塩材料
の球体、比較的低いアルカリ金属含量を有する中実また
は中空のガラス球、およびチタン酸バリウムが挙げられ
る。チタン酸バリウムは、最終セメント組成物の熱伝導
率を調整するために有用であることが判明している。な
お、本発明の範囲内においてその他の不活性充填材も使
用し得ることは当業者にとって自明であろう。
ことが判明した充填材としては、アルミノケイ酸塩材料
の球体、比較的低いアルカリ金属含量を有する中実また
は中空のガラス球、およびチタン酸バリウムが挙げられ
る。チタン酸バリウムは、最終セメント組成物の熱伝導
率を調整するために有用であることが判明している。な
お、本発明の範囲内においてその他の不活性充填材も使
用し得ることは当業者にとって自明であろう。
リン酸とアルミナとの反応は約２００℃という低い温度
でも起こり得るものと考えられるが、満足すべき強度を
持ったセメントを得ると共に適度の時間で硬化を達成す
るためには、本発明のスラリーまたはペーストを少なく
とも約２４０℃の温度で硬化させることが好ましい。詳
しく述べれば、本発明のセメント組成物の硬化温度は一
般に約２４０〜３８０℃好ましくは約２８０〜３４０℃
の範囲内にあればよい。なお、最適温度は使用する個々
のセメント組成物に応じて異なる。硬化時間は約５分以
上であればよいが、約７分以上であることが好ましい。
でも起こり得るものと考えられるが、満足すべき強度を
持ったセメントを得ると共に適度の時間で硬化を達成す
るためには、本発明のスラリーまたはペーストを少なく
とも約２４０℃の温度で硬化させることが好ましい。詳
しく述べれば、本発明のセメント組成物の硬化温度は一
般に約２４０〜３８０℃好ましくは約２８０〜３４０℃
の範囲内にあればよい。なお、最適温度は使用する個々
のセメント組成物に応じて異なる。硬化時間は約５分以
上であればよいが、約７分以上であることが好ましい。
なお、本発明の実施例においては、上記のごとき温度に
おいて約５〜２０分好ましくは約７〜１５分の硬化時間
が使用された。
おいて約５〜２０分好ましくは約７〜１５分の硬化時間
が使用された。
好適な実施の態様の説明
添付の図面を見ると、本発明のリン酸アルミニウムセメ
ント組成物１４を用いて石英管球を有する高光度タング
ステンハロゲンランプ１０をガラス反射体１２に接合し
て成る反射体・ランプアセンブリが示されている。ラン
プの端部からはフェルール１６および１６′がセメント
組成物を貫通して伸びている。ランプを反射体に接合す
るための手順を述べれば、先ず反射体後方の細長い突出
部内にランプが配置され、そして注射器型の装置を用い
て該突出部内にペーストの一部が注入される。次いで、
かかる初期充填物を熱気流中において約１分間乾燥すれ
ばある程度の硬化が起こる結果、以後はランプの脱落や
位置狂いを生じることなしに反射体・ランプアセンブリ
を取扱うことが可能となる。次に、同じペーストを注入
することによって反射体の突出部が完全に充填される。
ント組成物１４を用いて石英管球を有する高光度タング
ステンハロゲンランプ１０をガラス反射体１２に接合し
て成る反射体・ランプアセンブリが示されている。ラン
プの端部からはフェルール１６および１６′がセメント
組成物を貫通して伸びている。ランプを反射体に接合す
るための手順を述べれば、先ず反射体後方の細長い突出
部内にランプが配置され、そして注射器型の装置を用い
て該突出部内にペーストの一部が注入される。次いで、
かかる初期充填物を熱気流中において約１分間乾燥すれ
ばある程度の硬化が起こる結果、以後はランプの脱落や
位置狂いを生じることなしに反射体・ランプアセンブリ
を取扱うことが可能となる。次に、同じペーストを注入
することによって反射体の突出部が完全に充填される。
充填後の反射体・ランプアセンブリを１１０℃の炉内に
配置し、約３０分間にわたって３００〜３２５℃の温度
にまで加熱し、次いで３００〜３２５℃の温度に７〜１
５分間保持すれば、硬化したセメント組成物が得られる
。この場合に使用されるペーストの処方を下記表中に示
す。
配置し、約３０分間にわたって３００〜３２５℃の温度
にまで加熱し、次いで３００〜３２５℃の温度に７〜１
５分間保持すれば、硬化したセメント組成物が得られる
。この場合に使用されるペーストの処方を下記表中に示
す。
容量パー 重量パー 平均粒度
セント セント （ミクロン）
リン酸アルミニウム溶液 １５４ １１．３（
添加水を含めずに８５％ リン酸から算出した割合） ゼーオスフィアズ８５０ ２３．０ １８．
８ ４２（粗大粒度充填材） ゼーオスフィアズ８００ ４７．２ ３７．
７ １２（中間粒度充填材） チタン酸バリウム ８．４ ２４．１
１０（中間粒度充填材） 焼成アルミナ ５．１ ８．１
２（微細粒度） 上記配合物にはまた、ペースト１００容量部当り４９容
量部の水もしくはペースト１００重量部当り１９．６重
量部の水が添加される。
添加水を含めずに８５％ リン酸から算出した割合） ゼーオスフィアズ８５０ ２３．０ １８．
８ ４２（粗大粒度充填材） ゼーオスフィアズ８００ ４７．２ ３７．
７ １２（中間粒度充填材） チタン酸バリウム ８．４ ２４．１
１０（中間粒度充填材） 焼成アルミナ ５．１ ８．１
２（微細粒度） 上記配合物にはまた、ペースト１００容量部当り４９容
量部の水もしくはペースト１００重量部当り１９．６重
量部の水が添加される。
上記のリン酸アルミニウム水溶液の調製方法を述べれば
、冷却された８５％リン酸が冷却された脱イオン水で希
釈され、それに水酸化アルミニウムが添加される。こう
して得られた混合物を攪拌して水酸化アルミニウムを分
散させた後、室温に戻るまで放置すれば、リン酸と水酸
化アルミニウムとの反応が達成される。こうして１すら
れたリン酸アルミニウム水溶液の組成を下記表中に示す
。
、冷却された８５％リン酸が冷却された脱イオン水で希
釈され、それに水酸化アルミニウムが添加される。こう
して得られた混合物を攪拌して水酸化アルミニウムを分
散させた後、室温に戻るまで放置すれば、リン酸と水酸
化アルミニウムとの反応が達成される。こうして１すら
れたリン酸アルミニウム水溶液の組成を下記表中に示す
。
重量パー 容量パー
Ａ Ｉ２ （ＯＩ（） ３ １２．８ ８．１
８５％Ｈａ ＰＯ４６７４８０，８ Ｈｚ Ｏ２０，１３１，１ 次に、先の表中に示された粒子状材料の混合物をリン酸
アルミニウム水溶液に添加することにより、ランプを反
射体に接合するために使用すべきペーストが調製される
。
８５％Ｈａ ＰＯ４６７４８０，８ Ｈｚ Ｏ２０，１３１，１ 次に、先の表中に示された粒子状材料の混合物をリン酸
アルミニウム水溶液に添加することにより、ランプを反
射体に接合するために使用すべきペーストが調製される
。
以上の記載は、本発明の好適な実施の一態様を例示する
ものである。次に、下記の実施例によりて本発明を一層
詳しく説明しよう。
ものである。次に、下記の実施例によりて本発明を一層
詳しく説明しよう。
反射体の応力測定
添付の図面（および米国特許第４０２１６５９号明細書
）中に開示されたような種類の反射体・ランプアセンブ
リの総ガラス製反射体中に発生した熱応力を観測するこ
とにより、各種セメント組成物の相対熱伝導性を試験し
た。かかる試験のために使用したランプは、石英管球を
有する３６０ワツトのタングステンハロゲンランプであ
った。
）中に開示されたような種類の反射体・ランプアセンブ
リの総ガラス製反射体中に発生した熱応力を観測するこ
とにより、各種セメント組成物の相対熱伝導性を試験し
た。かかる試験のために使用したランプは、石英管球を
有する３６０ワツトのタングステンハロゲンランプであ
った。
ランプ点灯環境中にはファンが設置されていて、それに
よりランプ点灯時および消灯後を通じて常に空気がラン
プに吹付けられた。ランプの消灯後、ファンからの気流
によってガラス反射体は急速かつ不均一に冷却された。
よりランプ点灯時および消灯後を通じて常に空気がラン
プに吹付けられた。ランプの消灯後、ファンからの気流
によってガラス反射体は急速かつ不均一に冷却された。
その結果、ランプの点滅サイクルに伴ってガラス反射体
中には（引張方向および圧縮方向の）熱応力が発生した
。かかる熱応力のため、時には反射体が破壊することも
あった。かかる熱応力の大きさはガラスが受けるひずみ
の程度およびガラスの冷却の不均一度に依存するから、
セメント組成物の熱伝導性はかなり重要なのである。
中には（引張方向および圧縮方向の）熱応力が発生した
。かかる熱応力のため、時には反射体が破壊することも
あった。かかる熱応力の大きさはガラスが受けるひずみ
の程度およびガラスの冷却の不均一度に依存するから、
セメント組成物の熱伝導性はかなり重要なのである。
７＋分間の点灯および７十分間の消灯から成る点滅サイ
クルを２００回繰返した後、ランプを反射体から取外し
た。反射体の突出部を接合線の上端付近においてのこ引
きにより切断した後、切断片を切断面が上になるように
して浸漬液中に沈め、そして偏光計で調べた。突出部の
内面に沿って発生した引張応力の大きさを下記の式に従
って計算した。
クルを２００回繰返した後、ランプを反射体から取外し
た。反射体の突出部を接合線の上端付近においてのこ引
きにより切断した後、切断片を切断面が上になるように
して浸漬液中に沈め、そして偏光計で調べた。突出部の
内面に沿って発生した引張応力の大きさを下記の式に従
って計算した。
１７．３Ｘφ
応力（ｐｓり＝ −
ＸＢ
式中、φは検光子の回転角、Ｂは応力の光学係数、モし
てｔは観測光路長（単位インチ）を表わす。
てｔは観測光路長（単位インチ）を表わす。
実施例１
本実施例においては、「好適な実施の態様の説明」中に
記載した手順に従い、下記表中に示される組成のペース
トを調製した。
記載した手順に従い、下記表中に示される組成のペース
トを調製した。
容量バー 重量パー 平均粒度
セント セント （ミクロン）
リン酸アルミニウム溶液 １４．８ １１．８
（添加水を含めずに算出 した割合） ゼーオスフィアズ８５０ ６８．０ ５６．
４ ４２（粗大粒度充填材） 焼成アルミナ １４．４ ２４．
２ １１（中間粒度） 焼成アルミナ ４．８ ８．１
２上記配合物にはまた、配合物１００容量部
当り５８．１容量部もしくは配合物１００重量部当り２
４．９重量部の水が添加された。
（添加水を含めずに算出 した割合） ゼーオスフィアズ８５０ ６８．０ ５６．
４ ４２（粗大粒度充填材） 焼成アルミナ １４．４ ２４．
２ １１（中間粒度） 焼成アルミナ ４．８ ８．１
２上記配合物にはまた、配合物１００容量部
当り５８．１容量部もしくは配合物１００重量部当り２
４．９重量部の水が添加された。
（添加水を含めない）リン酸アルミニウム溶液の組成は
「好適な実施の態様の説明」中に記載されたものと同じ
であり、またそれの調製方法も同じであった０ゼーオス
フイアズ（Ｚｅｅｏｓｐｈｅｒｅｓ ）は、アメリカ合
衆国ミネソタ州セントポール市所在のゼーラン・インダ
ストリーズ社（Ｚｅｅｌａｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｌｅｓ、
Ｉｎｃ、）から入手可能な中空のシリカ−アルミナセラ
ミック球体である。焼成アルミナは、水酸化アルミニウ
ムを焼成することによって得られたものである。
「好適な実施の態様の説明」中に記載されたものと同じ
であり、またそれの調製方法も同じであった０ゼーオス
フイアズ（Ｚｅｅｏｓｐｈｅｒｅｓ ）は、アメリカ合
衆国ミネソタ州セントポール市所在のゼーラン・インダ
ストリーズ社（Ｚｅｅｌａｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｌｅｓ、
Ｉｎｃ、）から入手可能な中空のシリカ−アルミナセラ
ミック球体である。焼成アルミナは、水酸化アルミニウ
ムを焼成することによって得られたものである。
こうして調製された未硬化のペーストを使用することに
より、添付の図面に示されるごとく、総ガラス製の反射
体に３５０ワツトのランプを接合して２０個の反射体赤
ランプアセンブリを製造した。ペーストの注入および硬
化に際しては、「好適な実施の態様の説明」中に記載さ
れた二段操作を使用した。前述の応力測定の場合と同様
な手順に従って促進寿命試験を行った。ただしこの場合
には、１５分間の点灯および１５分間の消灯から成るサ
イクルを７５時間の全点灯時間または約１５０時間の全
試験時間にわたって繰返した。
より、添付の図面に示されるごとく、総ガラス製の反射
体に３５０ワツトのランプを接合して２０個の反射体赤
ランプアセンブリを製造した。ペーストの注入および硬
化に際しては、「好適な実施の態様の説明」中に記載さ
れた二段操作を使用した。前述の応力測定の場合と同様
な手順に従って促進寿命試験を行った。ただしこの場合
には、１５分間の点灯および１５分間の消灯から成るサ
イクルを７５時間の全点灯時間または約１５０時間の全
試験時間にわたって繰返した。
かかる寿命試験の結果、２０個の反射体・ランプアセン
ブリの内の１８個において反射体の割れが認められた。
ブリの内の１８個において反射体の割れが認められた。
更に応力測定を行ったところ、反射体中に発生した応力
は約２９０ｐｓ１の値を有していた。
は約２９０ｐｓ１の値を有していた。
実施例２
本実施例においては、下記表中に示される組成のペース
トを使用した点を除き、実施例１の場合と同じ手順を繰
返した。
トを使用した点を除き、実施例１の場合と同じ手順を繰
返した。
容量パー 重量パー 平均粒度
セント セント （ミクロン）
リン酸アルミニウム溶液 １５．８ １１．３
（添加水を含めずに算出 した割合） ゼーオスフィアズ８５０ ２３．６ １８．
８ ４２（粗大粒度充填材） ゼーオスフィアズ８００ ４７．２ ３７．
７ １２（中間粒度充填材） チタン酸バリウム ８，４ ２４．１
１０（中間粒度充填材） 焼成アルミナ ５．１ ８．１
２上記配合物にはまた、配合物１００容量部
当り４９．１容量部もしくは配合物１００重量部当り１
９．６重量部の水が添加された。
（添加水を含めずに算出 した割合） ゼーオスフィアズ８５０ ２３．６ １８．
８ ４２（粗大粒度充填材） ゼーオスフィアズ８００ ４７．２ ３７．
７ １２（中間粒度充填材） チタン酸バリウム ８，４ ２４．１
１０（中間粒度充填材） 焼成アルミナ ５．１ ８．１
２上記配合物にはまた、配合物１００容量部
当り４９．１容量部もしくは配合物１００重量部当り１
９．６重量部の水が添加された。
このペーストを使用することにより、実施例１の場合と
同じ手順に従って同じランプを反射体に接合した。寿命
試験の結果、２０個の反射体・ランプアセンブリの内の
１５％において反射体の割れが認められた。なお、応力
測定は行わなかった。
同じ手順に従って同じランプを反射体に接合した。寿命
試験の結果、２０個の反射体・ランプアセンブリの内の
１５％において反射体の割れが認められた。なお、応力
測定は行わなかった。
実施例３
本実施例においては、下記表中に示される組成のペース
トを使用した点を除き、実施例１の場合と同じ手順を繰
返した。
トを使用した点を除き、実施例１の場合と同じ手順を繰
返した。
容量パー 重量パー 平均粒度
セント セント （ミクロン）
リン酸アルミニウム溶液 １７゜８ １１．２
（添加水を含めずに算出 した割合） ポッターズ３０００Ｂガラス球 ８５．１ ５７
．０ ３０（粗大粒度充填材） チタン酸バリウム １１．３ ２３．９
１０（中間粒度充填材） 焼成アルミナ ５．７ ８．０
２上記配合物にはまた、配合物１００容量部
当り２８．４容量部の水が添加された。
（添加水を含めずに算出 した割合） ポッターズ３０００Ｂガラス球 ８５．１ ５７
．０ ３０（粗大粒度充填材） チタン酸バリウム １１．３ ２３．９
１０（中間粒度充填材） 焼成アルミナ ５．７ ８．０
２上記配合物にはまた、配合物１００容量部
当り２８．４容量部の水が添加された。
上記のガラス球は、アメリカ合衆国ニューシャーシー州
ハスブ！レックハイツ市所在のポッターズ・インダスト
リーズ社（Ｐｏｔｔｅｒｓ １ｎｄｕｓｔｒｌｅｓ。
ハスブ！レックハイツ市所在のポッターズ・インダスト
リーズ社（Ｐｏｔｔｅｒｓ １ｎｄｕｓｔｒｌｅｓ。
Ｉｎｃ、）から入手した中実ガラス球である。
本実施例においては、寿命試験において反射体の割れが
認められた反射体・ランプアセンブリの割合は３％未満
であった。反射体中に発生した応力を測定したところ、
約５０ｐｓ１であることが判明した。
認められた反射体・ランプアセンブリの割合は３％未満
であった。反射体中に発生した応力を測定したところ、
約５０ｐｓ１であることが判明した。
図面は、本発明のリン酸アルミニウムセメント組成物の
使用によりタングステンハロゲンランプをガラス反射体
に接合して成る反射体・ランプアセンブリの略図である
。 図中、１０はタングステンハロゲンランプ、１２はガラ
ス反射体、１４はリン酸アセンブリセメント組成物、そ
して１６および１６’はフェルールを表わす。
使用によりタングステンハロゲンランプをガラス反射体
に接合して成る反射体・ランプアセンブリの略図である
。 図中、１０はタングステンハロゲンランプ、１２はガラ
ス反射体、１４はリン酸アセンブリセメント組成物、そ
して１６および１６’はフェルールを表わす。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、（１）過剰のリン酸を含有するリン酸アルミニウム
、（２）相対的に見て微細粒度のアルミナ、並びに（３
）相対的に見て中間粒度および粗大粒度の不活性な耐熱
性充填材の混合物の諸成分を混合したものを含有するこ
とを特徴とするリン酸アルミニウムセメント組成物。 ２、前記リン酸アルミニウム中におけるリン酸とアルミ
ニウムとのモル比が３より大きい請求項１記載のセメン
ト組成物。 ３、（１）４〜１５容量部のアルミナ、（２）５〜３０
容量部の中間粒度充填材、（３）４０〜７５容量部の粗
大粒度充填材、および（４）水酸化アルミニウムを８５
％リン酸と反応させて得られる全反応生成物として表わ
して１０〜２５容量部のリン酸アルミニウムから成る請
求項２記載のセメント組成物。 ４、（１）前記アルミナが約１〜４ミクロンの範囲内の
平均粒度を有し、（２）前記中間粒度充填材が約７〜１
５ミクロンの範囲内の平均粒度を有し、かつ（３）前記
粗大粒度充填材が約１６〜４６ミクロンの範囲内の平均
粒度を有する請求項３記載のセメント組成物。 ５、（１）リン酸アルミニウム、（２）相対的に見て微
細粒度のアルミナ、並びに（３）相対的に見て中間粒度
および粗大粒度の不活性な耐熱性充填材の混合物の諸成
分を混合したものを含有するリン酸アルミニウムセメン
ト組成物であって、リン酸アルミニウム水溶液を前記ア
ルミナおよび前記充填材から成る骨材混合物と混合して
スラリーまたはペーストを調製した後、前記スラリーま
たはペーストを少なくとも約２５０℃の温度でセメント
を生成するのに十分な時間にわたり加熱することによっ
て前記セメントが生成され、前記スラリーまたはペース
トが前記リン酸アルミニウム中におけるリン酸とアルミ
ニウムとのモル比を３より大きくするのに十分な量の過
剰リン酸を含有することを特徴とするリン酸アルミニウ
ムセメント組成物。 ６、前記スラリーまたはペースト中に、約１０〜２５容
量部のリン酸アルミニウム溶液、約４〜１５容量部のア
ルミナ、約５〜３０容量部の中間粒度充填材、および約
４０〜７５容量部の粗大粒度充填材が含まれ、かつ前記
リン酸アルミニウム溶液が水酸化アルミニウムと８５％
リン酸水溶液との反応生成物に由来する請求項５記載の
セメント組成物。 ７、前記スラリーまたはペーストが約１５〜７５容量部
の水を追加含有する請求項６記載のセメント組成物。 ８、（１）前記アルミナが約１〜４ミクロンの範囲内の
平均粒度を有し、（２）前記中間粒度充填材が約７〜１
５ミクロンの範囲内の平均粒度を有し、かつ（３）前記
粗大粒度充填材が約１６〜４６ミクロンの範囲内の平均
粒度を有する請求項７記載のセメント組成物。 ９、（ａ）前方の反射部分および前記反射部分から後方
に突き出た細長い中空部分を有するガラス反射体部材と
、（ｂ）セメントにより前記中空部分内に恒久的に固定
されたタングステンハロゲンランプとから成る反射体・
ランプアセンブリにおいて、前記セメントが（１）過剰
のリン酸を含有するリン酸アルミニウム、（２）相対的
に見て微細粒度のアルミナ、並びに（３）相対的に見て
中間粒度および粗大粒度の不活性な耐熱性充填材の混合
物の諸成分を混合したものから成るリン酸アルミニウム
セメントであることを特徴とする反射体・ランプアセン
ブリ。 １０、前記リン酸アルミニウム中におけるリン酸とアル
ミニウムとのモル比が３より大きい請求項９記載の反射
体・ランプアセンブリ。 １１、前記セメント組成物が（１）４〜１５容量部のア
ルミナ、（２）５〜３０容量部の中間粒度充填材、（３
）４０〜７５容量部の粗大粒度充填材、および（４）水
酸化アルミニウムと８５％リン酸とを反応させて得られ
る全反応生成物として表わして１０〜２５容量部のリン
酸アルミニウムから成る請求項１０記載の反射体・ラン
プアセンブリ。 １２、（１）前記アルミナが約１〜４ミクロンの範囲内
の平均粒度を有し、（２）前記中間粒度充填材が約７〜
１５ミクロンの範囲内の平均粒度を有し、かつ（３）前
記粗大粒度充填材が約１６〜４６ミクロンの範囲内の平
均粒度を有する請求項１１記載の反射体・ランプアセン
ブリ。 １３、（１）リン酸アルミニウム、（２）相対的に見て
微細粒度のアルミナ、並びに（３）相対的に見て中間粒
度および粗大粒度の不活性な耐熱性充填材の混合物の諸
成分を混合したものから主として成るリン酸アルミニウ
ムセメント組成物であって、リン酸アルミニウム水溶液
を前記アルミナおよび前記充填材から成る骨材混合物と
混合してスラリーまたはペーストを調製した後、前記ス
ラリーまたはペーストを少なくとも約２５０℃の温度で
セメントを生成するのに十分な時間にわたり加熱するこ
とによって前記セメントが生成され、前記スラリーまた
はペーストが前記リン酸アルミニウム中におけるリン酸
とアルミニウムとのモル比を３より大きくするのに十分
な量の過剰リン酸を含有することを特徴とするリン酸ア
ルミニウムセメント組成物。 １４、前記スラリーまたはペースト中に、約１０〜２５
容量部のリン酸アルミニウム溶液、約４〜１５容量部の
アルミナ、約５〜３０容量部の中間粒度充填材、および
約４０〜７５容量部の粗大粒度充填材が含まれ、かつ前
記リン酸アルミニウム溶液が水酸化アルミニウムと８５
％リン酸水溶液との反応生成物に由来する請求項１３記
載のセメント組成物。 １５、前記スラリーまたはペーストが約１５〜７５容量
部の水を追加含有する請求項１４記載のセメント組成物
。 １６、（１）前記アルミナが約１〜４ミクロンの範囲内
の平均粒度を有し、（２）前記中間粒度充填材が約７〜
１５ミクロンの範囲内の平均粒度を有しかつ（３）前記
粗大粒度充填材が約１６〜４６ミクロンの範囲内の平均
粒度を有する請求項１５記載のセメント組成物。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US101,929 | 1987-09-29 | ||
| US07/101,929 US4833576A (en) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | Aluminum phosphate cement compositions and lamp assemblies containing same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01301552A true JPH01301552A (ja) | 1989-12-05 |
| JPH0725584B2 JPH0725584B2 (ja) | 1995-03-22 |
Family
ID=22287221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63241175A Expired - Lifetime JPH0725584B2 (ja) | 1987-09-29 | 1988-09-28 | リン酸アルミニウムセメント組成物およびそれを用いて成るランプアセンブリ |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4833576A (ja) |
| EP (1) | EP0309750B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0725584B2 (ja) |
| KR (1) | KR930002668B1 (ja) |
| AU (1) | AU619485B2 (ja) |
| CA (1) | CA1326941C (ja) |
| DE (1) | DE3866658D1 (ja) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4959583A (en) * | 1989-03-31 | 1990-09-25 | General Electric Company | Reflective lamps having an improved light source mounting arrangement |
| US5176441A (en) * | 1989-09-22 | 1993-01-05 | Tungsram Reszvenytarsasag | Lamp with a reflector envelope |
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