JPS6180202A

JPS6180202A - 散光膜とその形成方法

Info

Publication number: JPS6180202A
Application number: JP59203673A
Authority: JP
Inventors: Akira Kawakatsu; 晃川勝; Yoji Yuge; 弓削　洋二; Toshio Kano; 狩野　利夫
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-09-28
Filing date: 1984-09-28
Publication date: 1986-04-23
Anticipated expiration: 2009-02-23
Also published as: JPH0614122B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は電球や高圧放電灯バルブ、光学用フィルタ、窓
用ガラスなどの基体表面に形成して散光性を付与する散
光膜およびその形成方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

たとえば複写機用ハロゲン電球は被照射面の照度分布を
均一にするため、フィラメントの発光部と非発光部とを
管軸方向に交互に配置しであるが充分ではない。このた
め、バルブ表面をホーニングして散光性を付与すること
が一般に行なわれているが、この方法は多くの労力を必
要とする欠点がある。また、シリカなどの散光性微粉末
を静電塗装または湯滴方式によってバルブ外面に塗布し
て散光膜を形成する方法も考えられる。このような散光
膜は一般に機械的に弱く、磨耗しやすく、中には長期使
用によって散光性が減退するものもあり、また、散光性
微粉末の種類によっては石英バルブとなじみが悪く剥離
しやすいものもある。

〔発明の目的〕

本発明は形成が容易で大量生産に適し、機械的に丈夫で
磨耗しがたく、バルブなどの基体の材質や内外いずれの
面をも問わずに形成でき優れた散光性を呈する散光膜お
よびその形成方法を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕　　　　・本発明の第１は基体表面に形成された連続膜体内に気泡
を含有させて散光性を付与した散光膜である。

本発明の第２は有機金属化合物に高沸点有機溶剤を配合
して基体表面に塗布し、焼成して有機金属化合物が分解
しなる金属酸化物膜体内に高沸点有機溶剤が蒸発してな
る気泡を含有させることにより第１発明の散光膜を容易
に形成する方法である。

〔発明の実施例〕

本発明の詳細を図示の実施例を参照して説明する。第１
図は本実施例散光膜を設けてなる複写機用ハロゲン電球
の一例を示す。図中、（１）は管形透明石英バルブすな
わち基体、（２）はこの基体（１）の外面に形成された
散光膜、（３）、（３）は基体（１）の両端を圧潰封止
してなる封止部、（４）、（４）はこの封止部（３）、
（３）内に埋設されたモリブデン導入箔、（５）、（５
）はこれら導入箔（４）、（４）に接続して基体（１）
内に導入された内導線、（６）、（６）・・・は短絡線
（７）。

（７）を介して直列接続されて内導線（５）、（５）間
に装架された複数のフィラメント、（８）、（８）・・
・は短絡線（７）、（７）を支持するアシ力、（９）、
（９）は導入箔、（４）　、　（４）に図示しない外溝
線を介して接続し封止部（３）、（３）の端面に装着さ
れた端子である。そうして、基体（１）内にはアルゴン
などの不活性ガスとともに所要のハロゲンを封入しであ
る。

上記散光膜（２）は第２図の電子顕微鏡写真から明らか
なように気泡を内蔵し、かつ表面に円孔を有する薄膜で
、その細部構造を第３図に模型的に示す。すなわち、基
体（１）の表面に形成された酸化チタン（Ｔｉ０２）な
どの金属酸化物からなる連続膜体（２１）内に多数の気
泡（２２）を含有し、かつこれら気泡の一部は膜体（２
１）表面に開口して円形凹孔（２３）をなしている。そ
うして、これら気泡（２２）と凹孔（２３）が透過光を
散乱させ、肉眼では白濁して見える。そうして、膜体（
２１）の厚さは３０００〜８０００人（０，３〜０．８
μ）である。

このハロゲン電球はフィラメント（６）、（６）が間欠
配置されているにもかかわらず、その光が散光膜（２）
で拡散されて放射されるので、被照射面に照度むらを生
じることがない。また、バルブ（１）を構成する石英と
散光膜（２）を構成する酸化チタンとは熱膨張率に大差
があるにもかかわらず、散光膜（２）が極めて薄く、し
かも膜体（２１）内に気泡（２２）や凹孔（２３）を含
有するので、熱膨張差に起因する機械的歪みが緩和され
、長期反覆点滅しても散光膜（２）が剥離することがな
い。また、散光膜（２）が極めて薄いので光損失が３〜
４％程度に過ぎず極めて有利である。さらに、散光膜（
２）の膜体（２１）は連続体であるので、機械的に強固
で磨耗のおそれがなく、長期使用中散光性が変化するこ
ともない。

このような散光膜（２）を形成するには、まず、テトラ
イソプロピルチタネートなどの有機チタン化合物の低沸
点有機溶剤溶液に高沸点有機溶剤として、たとえばフタ
ル酸ジー２−エチルヘキシル（フタル酸ジオクチル、略
称ＤＯＰ）を５〜１０容量％添加し、要すればこれに酢
酸ブチルなどの低沸点有機溶剤を適量加えて粘度調整す
る。そうして、封止済ハロゲン電球をこの液に浸漬して
３０〜５０ｃｍ／分の速度で引」二げ乾燥する。しかし
て、上述のＤＯＰは無色油状の液体で、５　ｍｍＨｇの
圧力で２３１℃で沸騰し、各種低沸点有機溶剤に任意割
合いで相互溶解する。したがって、乾燥工程においては
低沸点有機溶剤が蒸発するだけである。

そうして、乾燥後において、第４図に示すように、有機
チタン化合物からなるゲル状塗膜（２４）にＤＯＰの微
小液滴（２５）が分散して白濁している。

つぎに、このゲル状塗膜（２４）を形成したハロゲン電
球を約６００℃で約５分間空気中で焼成する。

すると、ゲル状塗膜（２４）中に分散したＤＯＰ液滴（
２５）の蒸発と有機チタン化合物の分解とが相前後して
起こり、このため、液滴（２５）はほぼその位置におい
て蒸発しながら拡径して気泡（２２）となり、さらに気
泡（２２）内のＤＯＰ蒸気は大気と次第に置換される。

また、ゲル状塗膜（２４）表面近傍にあった液滴（２５
）は拡径する過程で破裂して外気に連通して凹孔（２３
）となり、遂に第３図に示すように酸化チタンからなる
連続膜体（２１）中に気泡（２２）と凹孔（２３）とを
含む散光膜（２）が形成される。この形成過程から明ら
かなように、本発明においては気泡（２２）と凹孔（２
３）とは本質的に同じものである。

このように、ＤＯＰは有機チタン化合物の成膜を良好な
らしめるとともに、ゲル状塗膜（２４）中に液滴（２５
）を形成して気泡（２２）の胞芽となるので、ゲル状塗
膜（２４）が極めて薄いにもかかわらず、有効に発泡す
る。また、ＤＯＰの沸点が高くて有機チタン化合物が分
解を開始しても気泡（２２）内に充分な蒸気圧を保持す
るので、有機チタン化合物が分解固化する前に気泡（２
２）が圧潰されることもなく、また凹孔（２３）が平坦
化することもない。

なお、ＤＯＰの添加量が少な過ぎると気泡（２２）や凹
孔（２３）が小さ過ぎて散光性が低下する。反対にＤＯ
Ｐ添加量が多過ぎると気泡（２２）や凹孔（２３）の大
きさのばらつきが大きくなり、散光性が局部的にばらつ
いたり、また肉眼でも認められるような大形の凹孔（２
３）が形成するおそれがある。

また本発明において、膜体（２１）の構成物質は前述の
酸化チタンに限られることはなく、たとえばシリカ（Ｓ
ｉ（ｈ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化アルミニウム（Ａ
Ｑ２０３）、酸化ジ）Ｌｉ　ｍｌ　ン（Ｚｒ０２　）、
酸化タンタル（Ｔａ２０５）、酸化錫（Ｓｎ０２）、酸
化インジウム（Ｉｎ２０３）などでもよく、その形成方
法はこれらの金属の有機化合物を用いて上述と同様な方
法で散光膜に形成すればよい。

さらに、高沸点有機溶剤は前述のＤｏＰに限らず、同様
な物理的性質を有し、焼成によって分解残液を生じない
ものであればよい。

つぎに、有機チタン化合物に種々の高沸点有機溶剤を種
々の割合いで添加して前述と同様な方法で散光膜に形成
しその散光性を調査した。この結果を次に第１表に示す
。

第１表（以下余白）ここでＤＢＰはフタル酸ジブチルの略称ＤＯＰはフタル
酸ジオクチルの略称ＤＡＰはフタル酸ジアリルの略称この第１表から有機チタン化合物を用いて散光膜を形成
するときＤＢＰまたはＤＯＰを５〜２゜容量％添加すれ
ば良いことが解る。また、散光性が低くても良い場合は
ＤＡＰを１０〜ｂ添加しても良い。

つぎに、有機けい素化合物に種々の高沸点有機溶剤を種
々の割合いで添加して前述と同様な方法で散光膜に形成
してその散光性を調査した。この結果を次の第２表に示
す。

第２表この第２表から有機けい素化合物を用いて散光膜を形成
するときＤＢＰまたはＤＯＰを５〜２０容量％添加すれ
ば良いことが理解できる。ただし、同じ条件で形成した
場合、酸化チタンの散光膜がシリカの散光膜より散光性
が優れている。これは屈折率の相違によるものと思われ
る。

なお、前述の実施例はハロゲン電球の外表面に形成した
が、本発明はこれに限らず、ハロゲン電球のバルブ内面
、ソーダ石灰ガラスなどの軟質ガラスやほうけい酸ガラ
スなどの硬質ガラスを用いる普通電球や赤外線電球のバ
ルブの内外面、高圧放電灯の外管の内外面あるいは光学
用フィルタや窓ガラスなどの板ガラスなど、どのような
面にも形成できる。そこで、このような形成すべき面を
基体表面と称する。

また、本発明の散光膜は０．１μ前後の薄い散光膜を同
一基体表面に複数層密着重層して拡散効果を大きくする
ことができる。この場合は前述の方法によって基体表面
に第１の薄い散光膜を形成し、その表面に第２以下の薄
い散光膜を順次形成して重層すればよい。この場合、第
５図に示すように下層（２１Ａ）　、　（２１Ｂ）の散
光膜の凹孔は上層の散光膜（２１Ｂ）　、　（２１Ｃ）
によって上方は埋込まれるが、気泡（２２Ａ）　、　（
２２Ｂ）としてそのまま残留して、結果的には厚い散光
膜体中に極めて多数の気泡を含有すると同じになり、優
れた散光性を呈する。

さらに、本発明の散光膜は他の光学被膜たとえば可視光
透過赤外線反射膜と重層して設けてもよく、その設ける
位置はこのような光学被膜の上層でも下層でもあるいは
中間層でもよく、いずれの位置に設けても散光性を害さ
れることはない。

さらにまた、散光膜を複数層重層して形成する方法は、
１層毎に塗布、焼成を繰り返えしても、複数層塗布した
のち焼成したちさしつかえない。

〔発明の効果〕

本発明の散光膜は基体表面に形成された金属酸化物から
なる連続膜体内に気泡を含有して散光性を呈するので、
膜厚が極めて薄いにもかかわらず優れた散光性を呈し、
基体との熱膨張差に起因する機械的歪みが緩和されて長
期反覆冷熱衝撃にも耐えて剥離のおそれがなく、機械的
に強固で長期使用しても散光性が減退することがなく、
光損失も極めて少ない。

また、本発明の散光膜の形成方法は有機金属化合物に高
沸点有機溶剤を配合して基体表面に塗布し、焼成して有
機金属化合物を分解して金属酸化物膜体に形成するので
、塗布後、高沸点有機溶剤が小液滴となって塗膜中に分
散し、この小液滴がその位置において蒸発して気泡とな
るので、その形成が極めて容易で、極めて薄くしかも散
光性に優れた散光膜を形成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の散光膜の一実施例を用いたハロゲン電
球の一例の断面図、第２図は第１図の鎖線枠■部分外面
の電子顕微鏡写真、第３図は第２図の写真に基ずく模型
的断面図、第４図はこの散光膜の形成方法における焼成
前の塗膜の模型的断面図、第５図は散光膜を複数層重層
した状態を模型的に示す断面図である。（１）・・・基体　　　　　　（２）・・・散光膜（２
１）・・・膜体　　　　　（２２）・・・気泡１ｌ−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基体表面に形成された金属酸化物からなる連続膜
体内に気泡を含有して散光性を呈することを特徴とする
散光膜。
（２）気泡の一部は膜体表面に開口していることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の散光膜。
（３）有機金属化合物に高沸点有機溶剤を配合して基体
表面に塗布し、焼成して上記有機金属化合物が分解して
なる金属酸化物膜体内に上記高沸点有機溶剤が蒸発して
なる気泡を含有させることを特徴とする散光膜の形成方
法。