JPH09125186A - 傾斜機能材料、傾斜機能材料を用いた放電灯の封止部材及び傾斜機能材料の製造方法 - Google Patents
傾斜機能材料、傾斜機能材料を用いた放電灯の封止部材及び傾斜機能材料の製造方法Info
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- JPH09125186A JPH09125186A JP7281175A JP28117595A JPH09125186A JP H09125186 A JPH09125186 A JP H09125186A JP 7281175 A JP7281175 A JP 7281175A JP 28117595 A JP28117595 A JP 28117595A JP H09125186 A JPH09125186 A JP H09125186A
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- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＳiＯ2を含む傾斜機能材料を製造する際、有
機系バインダの使用によって有機系バインダが存在して
いた箇所に空洞ができ強度が得られない。 【解決手段】 ＳiＯ2を含む傾斜機能材料を製造する
際、ＳiＯ2を結晶ＳiＯ2と非晶質ＳiＯ2の混合物とし、
この非晶質ＳiＯ2を無機系バインダとして用いた。
機系バインダの使用によって有機系バインダが存在して
いた箇所に空洞ができ強度が得られない。 【解決手段】 ＳiＯ2を含む傾斜機能材料を製造する
際、ＳiＯ2を結晶ＳiＯ2と非晶質ＳiＯ2の混合物とし、
この非晶質ＳiＯ2を無機系バインダとして用いた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は傾斜機能材料、この
傾斜機能材料を用いた放電灯の封止部材及び傾斜機能材
料の製造方法に関する。
傾斜機能材料を用いた放電灯の封止部材及び傾斜機能材
料の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】内外の温度差が極めて大きい箇所の耐熱
材として従来から傾斜機能材料が知られている。従来の
傾斜機能材料は比重の異なる複数種類の物質を含むスラ
リーを鋳込み成形した後に焼成して製造される。上記鋳
込成形に利用するスラリーは、粒子の凝集を防ぐための
分散剤（解膠剤）、生成形体（グリーンボディ）の強度
を確保する樹脂や糖類等の有機系バインダが添加され
る。
材として従来から傾斜機能材料が知られている。従来の
傾斜機能材料は比重の異なる複数種類の物質を含むスラ
リーを鋳込み成形した後に焼成して製造される。上記鋳
込成形に利用するスラリーは、粒子の凝集を防ぐための
分散剤（解膠剤）、生成形体（グリーンボディ）の強度
を確保する樹脂や糖類等の有機系バインダが添加され
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術にあ
っては、ＳiＯ2を含むスラリーから傾斜機能材料を製造
する際に、分散剤や有機系バインダを添加した場合、有
機系バインダが生成形体中に残り、焼結後に、有機系バ
インダが介在していた箇所に空洞ができて強度が低下
し、また傾斜機能材料からなる焼結体のＳiＯ2部分の焼
結が十分でなく白濁する。
っては、ＳiＯ2を含むスラリーから傾斜機能材料を製造
する際に、分散剤や有機系バインダを添加した場合、有
機系バインダが生成形体中に残り、焼結後に、有機系バ
インダが介在していた箇所に空洞ができて強度が低下
し、また傾斜機能材料からなる焼結体のＳiＯ2部分の焼
結が十分でなく白濁する。
【０００４】そこで、本出願人は上記有機系バインダを
除いてスラリーを調製し、鋳込成形を行ったが、生成形
体の強度が不十分で形状を維持できなかった。
除いてスラリーを調製し、鋳込成形を行ったが、生成形
体の強度が不十分で形状を維持できなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明は、ＳiＯ2と一種以上の金属又は金属酸化物と溶媒
からなるスラリーを鋳込み成形した後に、焼成して得ら
れる傾斜機能材料において、前記ＳiＯ2を結晶ＳiＯ2と
非晶質ＳiＯ2との混合物とした。また、ＳiＯ2を多く含
む層の端面から金属又は金属酸化物を多く含む層に達す
る位置まで穴を形成し、この穴内に棒状電極を挿入する
ことで、放電灯の封止部材とすることができる。
発明は、ＳiＯ2と一種以上の金属又は金属酸化物と溶媒
からなるスラリーを鋳込み成形した後に、焼成して得ら
れる傾斜機能材料において、前記ＳiＯ2を結晶ＳiＯ2と
非晶質ＳiＯ2との混合物とした。また、ＳiＯ2を多く含
む層の端面から金属又は金属酸化物を多く含む層に達す
る位置まで穴を形成し、この穴内に棒状電極を挿入する
ことで、放電灯の封止部材とすることができる。
【０００６】ここで、前記結晶ＳiＯ2と非晶質ＳiＯ2の
混合物は、１０wt%以下の非晶質ＳiＯ2を含んだものが
好ましく、また前記スラリーの粘度は成形性等を考慮す
ると、１０〜２４ｃｐとするのが好ましい。非晶質Ｓi
Ｏ2が混合されていないと生成形体の強度が弱く、しか
も焼結時にＳiＯ2領域部分が白濁してしまう。また非晶
質ＳiＯ2が１０wt%以上になると粘度が高すぎて鋳込み
成形用スラリーに不適当となる。
混合物は、１０wt%以下の非晶質ＳiＯ2を含んだものが
好ましく、また前記スラリーの粘度は成形性等を考慮す
ると、１０〜２４ｃｐとするのが好ましい。非晶質Ｓi
Ｏ2が混合されていないと生成形体の強度が弱く、しか
も焼結時にＳiＯ2領域部分が白濁してしまう。また非晶
質ＳiＯ2が１０wt%以上になると粘度が高すぎて鋳込み
成形用スラリーに不適当となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る
傾斜機能材料の製造に用いる実験用の製造装置の概略図
であり、製造装置１は石膏型（多孔質型）２の上に内面
にワックスを塗布した容器、例えばアクリルチューブ３
をセットして構成されている。
図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る
傾斜機能材料の製造に用いる実験用の製造装置の概略図
であり、製造装置１は石膏型（多孔質型）２の上に内面
にワックスを塗布した容器、例えばアクリルチューブ３
をセットして構成されている。
【０００８】この製造装置１を用いて目的の傾斜機能材
料を得るには、先ず図１（ａ）に示すように、アクリル
チューブ３内に結晶ＳiＯ2、非晶質ＳiＯ2、Ｍo（モリ
ブデン）及び水から構成されるスラリー４を流し込む。
ここで、本発明においては、結晶ＳiＯ2の一部を非晶質
ＳiＯ2に置換しており、この非晶質ＳiＯ2を無機系のバ
インダとして利用している。尚、原料分析は、蛍光Ｘ線
及びＸ線回折顕微法により行った。
料を得るには、先ず図１（ａ）に示すように、アクリル
チューブ３内に結晶ＳiＯ2、非晶質ＳiＯ2、Ｍo（モリ
ブデン）及び水から構成されるスラリー４を流し込む。
ここで、本発明においては、結晶ＳiＯ2の一部を非晶質
ＳiＯ2に置換しており、この非晶質ＳiＯ2を無機系のバ
インダとして利用している。尚、原料分析は、蛍光Ｘ線
及びＸ線回折顕微法により行った。
【０００９】スラリー４を流し込むと、時間の経過とと
もに、図１（ｂ）に示すように、比重の大きなＭoが下
方に集り、比重の軽いＳiＯ2との間に分布の差が生じ
る。そして、石膏型２からスラリー４中の水分が除去さ
れ、着肉が成長した後、石膏型から脱型し、乾燥せしめ
て生成形体を得る。この後、この生成形体を１１００〜
１３５０℃で仮焼成した後円筒状に加工し、最後に１７
００〜１７５０℃の真空または還元雰囲気で焼成するこ
とで目的の傾斜機能材料が得られる。
もに、図１（ｂ）に示すように、比重の大きなＭoが下
方に集り、比重の軽いＳiＯ2との間に分布の差が生じ
る。そして、石膏型２からスラリー４中の水分が除去さ
れ、着肉が成長した後、石膏型から脱型し、乾燥せしめ
て生成形体を得る。この後、この生成形体を１１００〜
１３５０℃で仮焼成した後円筒状に加工し、最後に１７
００〜１７５０℃の真空または還元雰囲気で焼成するこ
とで目的の傾斜機能材料が得られる。
【００１０】次に、ＳiＯ2全体に対して非晶質ＳiＯ2の
混合割合を変えたときのスラリーの粘度（単位：ｃ
ｐ）、生成形体の外観、焼結体の強度や透明度合を調べ
た結果を表１に示す。尚、表１において、各成分の単位
はｇ（グラム）であり、カッコ内はスラリーの全重量に
対する割合（ｗｔ％）を示している。また、ＳiＯ
2（Ｃ）は結晶ＳiＯ2を、ＳiＯ2（Ａ）は非晶質ＳiＯ2
をそれぞれ示す。
混合割合を変えたときのスラリーの粘度（単位：ｃ
ｐ）、生成形体の外観、焼結体の強度や透明度合を調べ
た結果を表１に示す。尚、表１において、各成分の単位
はｇ（グラム）であり、カッコ内はスラリーの全重量に
対する割合（ｗｔ％）を示している。また、ＳiＯ
2（Ｃ）は結晶ＳiＯ2を、ＳiＯ2（Ａ）は非晶質ＳiＯ2
をそれぞれ示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】尚、結晶ＳiＯ2としては、純度３Ｎ以上、
平均粒径０．８μｍ（（株）高純度化学研究所製）のも
のを、非晶質ＳiＯ2としては、純度３Ｎ以上の（和光純
薬工業（株）製）のものを、Ｍo（モリブデン）粉末と
しては、平均粒径１．５μｍのものをそれぞれ用いた。
平均粒径０．８μｍ（（株）高純度化学研究所製）のも
のを、非晶質ＳiＯ2としては、純度３Ｎ以上の（和光純
薬工業（株）製）のものを、Ｍo（モリブデン）粉末と
しては、平均粒径１．５μｍのものをそれぞれ用いた。
【００１３】次に、表１を参照して上記実験における生
成形体の外観、焼結体の強度や透明度合について説明す
る。ＳiＯ2全体に対して非晶質ＳiＯ2の混合割合が０ｗ
ｔ％のとき、すなわちバインダがないときは、適当な粘
度（１０ｃｐ）を有するが、生成形体にクラックが発生
してしまい、また焼結体は強度が不十分で、ＳiＯ2領域
部分は白濁してしまった（実験例１）。これは満足でき
る結果でないので×で示した。
成形体の外観、焼結体の強度や透明度合について説明す
る。ＳiＯ2全体に対して非晶質ＳiＯ2の混合割合が０ｗ
ｔ％のとき、すなわちバインダがないときは、適当な粘
度（１０ｃｐ）を有するが、生成形体にクラックが発生
してしまい、また焼結体は強度が不十分で、ＳiＯ2領域
部分は白濁してしまった（実験例１）。これは満足でき
る結果でないので×で示した。
【００１４】また、ＳiＯ2全体に対して非晶質ＳiＯ2の
混合割合が、５０ｗｔ％のときは、バインダ作用が強く
粘度を測定できなかった（実験例５）。よって、ここで
は−で示した。
混合割合が、５０ｗｔ％のときは、バインダ作用が強く
粘度を測定できなかった（実験例５）。よって、ここで
は−で示した。
【００１５】これに対し、ＳiＯ2全体に対する非晶質Ｓ
iＯ2の混合割合が、１．２ｗｔ％（実験例２）、５．０
ｗｔ％（実験例３）、１３．０ｗｔ％（実験例４）のと
きは、非晶質ＳiＯ2のバインダ作用によって適度な粘度
（１０〜２４ｃｐ）を有し、クラックの発生しない生成
形体を得ることができる。これらは満足できる結果であ
るので○で示した。
iＯ2の混合割合が、１．２ｗｔ％（実験例２）、５．０
ｗｔ％（実験例３）、１３．０ｗｔ％（実験例４）のと
きは、非晶質ＳiＯ2のバインダ作用によって適度な粘度
（１０〜２４ｃｐ）を有し、クラックの発生しない生成
形体を得ることができる。これらは満足できる結果であ
るので○で示した。
【００１６】また、この生成形体を焼成した際、焼結体
はＳiＯ2領域部分の焼結が十分になされるため、強度の
高い、白濁のない透明なものとなった。これらは満足で
きる結果であるので○で示した。
はＳiＯ2領域部分の焼結が十分になされるため、強度の
高い、白濁のない透明なものとなった。これらは満足で
きる結果であるので○で示した。
【００１７】本発明においては、上記のようにして製造
された傾斜機能材料を放電灯の封止部材（封止キャッ
プ）に適用した。図２は傾斜機能材料からなる封止キャ
ップを取付けた放電灯の断面図である。
された傾斜機能材料を放電灯の封止部材（封止キャッ
プ）に適用した。図２は傾斜機能材料からなる封止キャ
ップを取付けた放電灯の断面図である。
【００１８】放電灯は多結晶アルミナ等からなる透光性
発光管１０の両端部に開口１１，１２を形成し、これら
開口１１，１２に封止用キャップ２０，３０を嵌め込
み、ガラスソルダー等の封止材１３，１４を高周波や赤
外線を用いて加熱することで気密に封着する。
発光管１０の両端部に開口１１，１２を形成し、これら
開口１１，１２に封止用キャップ２０，３０を嵌め込
み、ガラスソルダー等の封止材１３，１４を高周波や赤
外線を用いて加熱することで気密に封着する。
【００１９】封止用キャップ２０，３０は前記で得られ
た傾斜機能材料を用いて構成されており、ＳiＯ2を多く
含む層の端部２０ａ，３０ａからＭoを多く含む層の途
中まで穴２１，３１を切削し、これら穴２１，３１を介
して棒状電極２２，３２を挿通し、それぞれの先端をＭ
oを多く含む層に差し込んでいる。
た傾斜機能材料を用いて構成されており、ＳiＯ2を多く
含む層の端部２０ａ，３０ａからＭoを多く含む層の途
中まで穴２１，３１を切削し、これら穴２１，３１を介
して棒状電極２２，３２を挿通し、それぞれの先端をＭ
oを多く含む層に差し込んでいる。
【００２０】電極２２，３２の先端をＭoを多く含む層
に差し込むことで、外部と電気的に導通可能となり、Ｍ
oを多く含む層の端部２０ｂ，３０ｂを電源に接続する
ことで、Ｍoが殆どを占める部分を介して電極２２，３
２へ電力を供給できる。
に差し込むことで、外部と電気的に導通可能となり、Ｍ
oを多く含む層の端部２０ｂ，３０ｂを電源に接続する
ことで、Ｍoが殆どを占める部分を介して電極２２，３
２へ電力を供給できる。
【００２１】また、電極２２，３２と穴２１，３１との
間には隙間Ｓが形成される。この隙間Ｓを点灯時におけ
る電極２２，３２と封止用キャップ２０，３０との間の
熱膨張の差以上、即ち、穴２１，３１の内径を放電点灯
時の電極２２，３２の膨張によって電極と穴内面とが接
触しない大きさとし、封止用キャップ２０，３０のクラ
ック発生を防止している。
間には隙間Ｓが形成される。この隙間Ｓを点灯時におけ
る電極２２，３２と封止用キャップ２０，３０との間の
熱膨張の差以上、即ち、穴２１，３１の内径を放電点灯
時の電極２２，３２の膨張によって電極と穴内面とが接
触しない大きさとし、封止用キャップ２０，３０のクラ
ック発生を防止している。
【００２２】このような封止用キャップ２０，３０の発
光管１０との固着に当たっては、封止用キャップ２０，
３０が発光管１０の開口１１，１２に当接する部分は、
石英粒子が殆どを占める端部２０ａ，３０ａとし、その
熱膨張係数が発光管１０を構成する材料の熱膨張係数と
が略々同一となるようにする。これにより、熱膨張の差
に起因する封止キャップ２０，３０と石英発光管１０と
の接続部からの発光物質のリークが防止される。
光管１０との固着に当たっては、封止用キャップ２０，
３０が発光管１０の開口１１，１２に当接する部分は、
石英粒子が殆どを占める端部２０ａ，３０ａとし、その
熱膨張係数が発光管１０を構成する材料の熱膨張係数と
が略々同一となるようにする。これにより、熱膨張の差
に起因する封止キャップ２０，３０と石英発光管１０と
の接続部からの発光物質のリークが防止される。
【００２３】
【発明の効果】以上に説明したように本発明は、ＳiＯ2
と一種以上の金属又は金属酸化物と溶媒からなるスラリ
ーを鋳込み成形し、焼成して得られる傾斜機能材料にお
いて、前記ＳiＯ2を結晶ＳiＯ2と非晶質ＳiＯ2の混合物
としたので、有機系バインダを使用したときのように、
焼成後に、有機系バインダの存在していた箇所に空洞を
生じることがなく、ＳiＯ2領域部分の十分な焼成を行う
ことができる。
と一種以上の金属又は金属酸化物と溶媒からなるスラリ
ーを鋳込み成形し、焼成して得られる傾斜機能材料にお
いて、前記ＳiＯ2を結晶ＳiＯ2と非晶質ＳiＯ2の混合物
としたので、有機系バインダを使用したときのように、
焼成後に、有機系バインダの存在していた箇所に空洞を
生じることがなく、ＳiＯ2領域部分の十分な焼成を行う
ことができる。
【００２４】また、前記結晶ＳiＯ2と非晶質ＳiＯ2の混
合物は、１０％以下の非晶質ＳiＯ2を含むので、焼結体
は高い強度を確保することができ、ＳiＯ2領域部分の透
明化を図れる。また、前記スラリーの粘度は１０〜２４
ｃｐとしたので、スラリーを鋳込成形した際、生成形体
は形状を維持できる十分な強度を確保できる。
合物は、１０％以下の非晶質ＳiＯ2を含むので、焼結体
は高い強度を確保することができ、ＳiＯ2領域部分の透
明化を図れる。また、前記スラリーの粘度は１０〜２４
ｃｐとしたので、スラリーを鋳込成形した際、生成形体
は形状を維持できる十分な強度を確保できる。
【００２５】更に、本発明に係る傾斜機能材料を用いた
放電灯の封止部材は、結晶ＳiＯ2と非晶質ＳiＯ2の混合
物と一種以上の金属又は金属酸化物と溶媒からなるスラ
リーを鋳込み、円筒状に成形した後焼成してなる傾斜機
能材料と、この傾斜機能材料の組成傾斜方向に挿通され
た電極とからなるので、長寿命の放電灯を容易に提供で
きる。
放電灯の封止部材は、結晶ＳiＯ2と非晶質ＳiＯ2の混合
物と一種以上の金属又は金属酸化物と溶媒からなるスラ
リーを鋳込み、円筒状に成形した後焼成してなる傾斜機
能材料と、この傾斜機能材料の組成傾斜方向に挿通され
た電極とからなるので、長寿命の放電灯を容易に提供で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係る傾斜機能材料の製造に用い
る実験用の製造装置の概略図
る実験用の製造装置の概略図
【図２】傾斜機能材料からなる封止キャップを取付けた
放電灯の断面図
放電灯の断面図
１…製造装置、２…石膏型（多孔質型）、３…アクリル
チューブ、４…スラリー、１０…発光管、１１，１２…
凹部、１３，１４…封止材、２０，３０…封止キャッ
プ、２１，３１…電極、２２，３２…電極挿入空洞、２
３，３３…凹部。
チューブ、４…スラリー、１０…発光管、１１，１２…
凹部、１３，１４…封止材、２０，３０…封止キャッ
プ、２１，３１…電極、２２，３２…電極挿入空洞、２
３，３３…凹部。
Claims (4)
- 【請求項１】 ＳiＯ2と一種以上の金属又は金属酸化物
と溶媒からなるスラリーを鋳込み成形した後に、焼成し
て得られる傾斜機能材料において、前記ＳiＯ2は結晶Ｓ
iＯ2と非晶質ＳiＯ2の混合物であることを特徴とする傾
斜機能材料。 - 【請求項２】 請求項１に記載の傾斜機能材料におい
て、前記結晶ＳiＯ2と非晶質ＳiＯ2の混合物中の非晶質
ＳiＯ2の割合は、１０wt%以下であることを特徴とする
傾斜機能材料。 - 【請求項３】 請求項１に記載の傾斜機能材料を用いた
放電灯の封止部材において、この封止部材はＳiＯ2を多
く含む層の端面から金属又は金属酸化物を多く含む層に
達する位置まで穴が形成され、この穴内に棒状電極が隙
間をもって挿入されていることを特徴とする傾斜機能材
料を用いた放電灯の封止部材。 - 【請求項４】 ＳiＯ2と一種以上の金属又は金属酸化物
と溶媒からなるスラリーを鋳込み成形した後に焼成する
傾斜機能材料の製造方法において、前記スラリーの粘度
を１０〜２４ｃｐとしたことを特徴とする傾斜機能材料
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7281175A JPH09125186A (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | 傾斜機能材料、傾斜機能材料を用いた放電灯の封止部材及び傾斜機能材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7281175A JPH09125186A (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | 傾斜機能材料、傾斜機能材料を用いた放電灯の封止部材及び傾斜機能材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09125186A true JPH09125186A (ja) | 1997-05-13 |
Family
ID=17635401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7281175A Pending JPH09125186A (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | 傾斜機能材料、傾斜機能材料を用いた放電灯の封止部材及び傾斜機能材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09125186A (ja) |
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-
1995
- 1995-10-30 JP JP7281175A patent/JPH09125186A/ja active Pending
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