TW201537615A - light - Google Patents

Abstract

本發明提供一種燈，其包括燈泡、燈絲、氣體以及反射膜。燈絲沿著管軸配置於燈泡的內部。氣體填充於燈泡的內部。反射膜形成於燈泡的外周面，將來自燈絲的光朝燈泡的內部反射。而且，反射膜是通過使反射膜材料附著於燈泡的外周面而形成，所述反射膜材料包含TiO2、SiO2及BaSO4。根據本發明的燈，可提高照射強度。

Description

燈

本發明的實施方式涉及一種燈(lamp)。

以往，燈，例如鹵素燈(halogen lamp)被用於對被照射體進行加熱的鹵素加熱器(halogen heater)。鹵素加熱器被用於例如寶特瓶(PET bottle)的成型工序中的預成型體(preform)的加熱、或樹脂成型工序中的作為材料的樹脂的加熱。

另外，用作鹵素加熱器的鹵素燈有在一個設施中使用多個的情況。此時，以節能化為目的而要求減少設施所用的功耗。為了應對該要求，而要求改善燈的效率。

本發明的目的在於提供一種提高照射強度的燈。

實施方式的燈包括：燈泡(bulb)；燈絲(filament)，沿著管軸配置於所述燈泡的內部；氣體(gas)，填充於所述燈泡的內部；以及反射膜，形成於所述燈泡的外周面，將來自所述燈絲的光朝所述燈泡的內部反射；且所述反射膜包含TiO₂、SiO₂及BaSO₄。

在所述燈中，所述反射膜是通過使反射膜材料附著於所述燈泡的外周面而形成，所述反射膜材料中，TiO₂為33.7重量%~54.5重量%，BaSO₄為6.8重量%~18.1重量%。

在所述燈中，所述反射膜材料中，BaSO₄的粒度分佈的第一峰值的粒徑小於TiO₂的粒度分佈的第二峰值的粒徑。

所述粒度分佈的第一峰值的粒徑為0.1μm以上且為1μm以下，所述粒度分佈的第二峰值的粒徑為大於1μm且為20μm以下。

在所述燈中，所述燈泡的兩端部是相對於管軸方向分別彎曲90度而形成。

在所述燈中，所述燈泡具有尖部(tip)，所述尖部從管軸方向的中央部的外周面的一部分突出，且所述反射膜是覆蓋所述尖部的一部分而形成。

在所述燈中，所述反射膜在所述燈泡的兩端部的彎曲狀部分中覆蓋所述燈泡的外周面的區域相對於所述燈泡的軸心所成的角，即，膜角度為70度~110度。

在所述燈中，所述反射膜在所述燈泡的兩端部的彎曲狀部分中覆蓋所述燈泡的外周面的區域相對於所述燈泡的軸心所成的角，即，膜角度為170度~230度。

根據本發明，可提高照射強度。

1‧‧‧燈

2‧‧‧燈泡

2a‧‧‧內部

2b‧‧‧外周面

2c‧‧‧內壁

2d、2e‧‧‧端部

2f‧‧‧尖部

3‧‧‧燈絲

4‧‧‧氣體

5‧‧‧反射膜

21‧‧‧筒狀部

22、23‧‧‧密封部

31‧‧‧主部

32、33‧‧‧引腳部

34‧‧‧錨定部

61、62‧‧‧金屬箔

71、72‧‧‧外部導線

O‧‧‧軸心

a1‧‧‧第一峰值

a2‧‧‧第二峰值

b1‧‧‧峰值

A‧‧‧本發明

B‧‧‧現有品1

C‧‧‧本發明

D‧‧‧現有品1

E‧‧‧現有品2

圖1是表示實施方式的燈的前視圖。

圖2是表示實施方式的燈的剖面圖。

圖3是表示粒徑分佈的說明圖。

圖4是表示波長與照射強度的關係的說明圖。

圖5是表示實施方式的燈的變形例1的前視圖。

圖6是表示實施方式的燈的變形例1的概略剖面圖。

圖7是表示實施方式的燈的變形例2的概略剖面圖。

以下所說明的實施方式的燈1包括燈泡2、燈絲3、氣體4以及反射膜5。燈絲3沿著管軸配置於燈泡2的內部2a。氣體4填充於燈泡2的內部2a。反射膜5形成於燈泡2的外周面2b，將來自燈絲3的光朝燈泡2的內部2a反射。而且，反射膜5包含TiO₂、SiO₂及BaSO₄。

另外，以下所說明的實施方式的燈1中，反射膜5是通過使反射膜材料附著於燈泡2的外周面2b而形成。就反射膜材料而言，TiO₂為33.7重量%~54.5重量%，BaSO₄為6.8重量%~18.1重量%。

另外，以下所說明的實施方式的燈1的反射膜材料中，反射膜材料的BaSO₄的粒度分佈的第一峰值的粒徑a1小於TiO₂ 的粒度分佈的第二峰值的粒徑a2。

另外，以下所說明的實施方式的燈1的反射膜材料中，粒度分佈的第一峰值的粒徑a1為0.1μm≦a1≦1μm，所述粒度分佈的第二峰值的粒徑a2為1μm<a2≦20μm。

另外，以下所說明的實施方式的燈1的反射膜材料中，第一峰值的粒徑a1的佔有率高於第二峰值的粒徑a2的佔有率。

另外，以下所說明的實施方式的燈1的反射膜材料中，第一峰值的粒徑a1的佔有率為第二峰值的粒徑a2的佔有率的3倍~4倍。

另外，以下所說明的實施方式的燈1中，燈泡2具有：筒狀部21，形成有內部空間；以及密封(seal)部22、密封部23，配置於筒狀部21的管軸方向的兩端部。反射膜5形成於燈泡2的外周面2b中的筒狀部21的區域。

另外，以下所說明的實施方式的燈1中，反射膜5從管軸方向觀察時沿著燈泡2的外周面2b呈圓弧狀地形成。

另外，以下所說明的實施方式的燈1中，燈泡2呈直線狀地形成。反射膜5覆蓋燈泡2的外周面2b的區域相對於燈泡2的軸心所成的角，即，膜角度為170度~230度。

另外，以下所說明的實施方式的燈1中，氣體4包含氪(krypton)、氙(xenon)、氬(argon)、氖(neon)等中的至少一種。

另外，以下所說明的變形例1及變形例2的燈1中，燈 泡2的兩端部2d、端部2e是相對於管軸方向分別彎曲90度而形成。

另外，以下所說明的變形例1的燈1中，燈泡2具有尖部2f，所述尖部2f從管軸方向的中央部的外周面2b的一部分突出。反射膜5是覆蓋尖部2f的一部分而形成。

另外，以下所說明的變形例1的燈1中，反射膜5在燈泡2的兩端部2d、端部2e的彎曲狀部分中覆蓋燈泡2的外周面2b的區域相對於燈泡2的軸心所成的角，即，膜角度為70度~110度。

另外，以下所說明的變形例2的燈1中，燈泡2具有尖部2f，所述尖部2f從管軸方向的中央部的外周面2b的一部分突出。反射膜5形成於尖部2f的相向面側。

另外，以下所說明的變形例2的燈1中，反射膜5在燈泡2的兩端部2d、端部2e的彎曲狀部分中覆蓋燈泡2的外周面2b的區域相對於燈泡2的軸心所成的角，即，膜角度為170度~230度。

[實施方式]

參照圖1、圖2對實施方式進行說明。圖1是表示實施方式的燈的前視圖。圖2是表示實施方式的燈的剖面圖。圖3是表示粒徑分佈的說明圖。另外，圖1是省略燈的管軸方向的一部分的圖。圖2是圖1的A-A剖面圖。另外，圖3所示的粒徑分佈是使用麥奇克(MICROTRAC)公司製造的麥奇克(Microtrac)MT3000 而測定。

本實施方式的燈對想要加熱的被照射體或被照射空間供給熱，舉一例而言，設想到用於在寶特瓶的成型工序中對預成型體進行加熱的照射裝置、在樹脂成型工序中對作為材料的樹脂進行加熱的照射裝置。如圖1所示，燈1包括燈泡2、燈絲3、氣體4、反射膜5、金屬箔61、金屬箔62、以及外部導線(outer lead)71、外部導線72而構成。另外，燈1的燈功率為1500W~2500W。

燈泡2使內部的光透過到外部，且包含筒狀部21、及密封部22、密封部23而構成。燈泡2例如包含石英玻璃，為透明且無著色，且是全長比管徑長的長條物。

筒狀部21形成有內部2a作為內部空間，且在該內部2a配置有燈絲3。

密封部22、密封部23配置於筒狀部21的管軸方向的兩端部。密封部22、密封部23為封閉部，將筒狀部21密封。本實施方式中的密封部22、密封部23是通過壓縮密封(pinch seal)而形成為板狀。另外，密封部22、密封部23也可通過收縮密封(shrink seal)而形成為圓柱狀。

另外，在燈泡2形成有未圖示的尖部。尖部是排氣管的燒斷痕，所述排氣管是在燈1的製造時為了進行內部2a的排氣及氣體4的導入而設置的。尖部在燈1的完成時被堵塞。另外，也可在燈泡2形成未圖示的凹坑(dimple)。凹坑限制燈絲3相對於燈泡2沿周向旋轉或沿管軸方向移動，且抑制在管軸方向上形成 燈絲3的密集的部分及稀疏的部分。凹坑是在燈泡2的外周面2b，向燈泡2的內部2a突出而形成。凹坑只要至少形成一個即可，但為了根據燈泡2及燈絲3的形狀來限制燈絲3的移動，也可形成兩個以上。

燈絲3沿著管軸配置於燈泡2的內部2a，由主部31、引腳(leg)部32、引腳部33、及錨定部(anchor)34一體地形成。本實施方式中的燈絲3是包含鎢(tungsten)的金屬線。

主部31是在點燈時發熱而射出光的部分，且配置於燈泡2的內部2a。主部31是將金屬線捲曲而形成。如圖2所示，主部31形成為從管軸方向觀察時呈圓形狀。即，主部31形成為圓筒形狀。

引腳部32、引腳部33配置於主部31的管軸方向的兩端部，且一部分埋入至密封部22、密封部23而配置。引腳部32、引腳部33是對主部31供電的部分。引腳部32、引腳部33的一端分別連接於主部31的兩端部，另一端分別電連接於金屬箔61、金屬箔62。

錨定部34是主部31的支撐(support)構件，作為有別於主部31及引腳部32、引腳部33的構件而構成。錨定部34的一端部通過在主部31的周圍捲繞數匝(turn)而與主部31連接。錨定部34的中央部朝向燈泡2的內壁2c而形成。錨定部34的另一端部從管軸方向觀察時以沿著內壁2c的方式呈圓弧狀地形成。錨定部34以保持一個以上規定間距(pitch)的方式在管軸方向上設 置有多個，支撐燈絲3的主部31使之位於燈泡2的內部2a的大致中央。

氣體4填充於燈泡2的內部2a。本實施方式中的氣體4是包含微量二溴甲烷(CH₂Br₂)的約0.8大氣壓的氬氣。另外，氣體4優選導熱率低的氣體，具體而言，只要包含氪、氙、氬、氖等中的一種或多種組合而成的氣體而構成即可。此外，也可包含溴、碘等中的一種或多種組合而成的鹵素物質而構成。

反射膜5形成於燈泡2的外周面2b。反射膜5形成於外周面2b中的筒狀部21的區域。反射膜5從管軸方向觀察時沿著外周面2b呈圓弧狀地形成。反射膜5將來自燈絲3的光朝燈泡2的內部2a反射。即，反射膜5將從燈絲3透過燈泡2照射到燈泡2的外部的光的一部分朝燈泡2的內部2a反射。另外，從管軸方向觀察時，反射膜5覆蓋燈泡2的外周面2b的區域可任意決定。燈泡2為直線狀的燈1中的反射膜5覆蓋燈泡2的外周面2b的區域優選相對於燈泡2的軸心O所成的角(膜角度)為170度~230度。本實施方式中的反射膜5的膜角度為180度。

反射膜5包含TiO₂(氧化鈦)、SiO₂(氧化矽)及BaSO₄(硫酸鋇)。反射膜5是使反射膜材料附著於燈泡2的外周面2b而形成。即，反射膜5的原材料包含TiO₂、SiO₂及BaSO₄。就反射膜材料而言，在本實施方式中，以塗布膜乾燥後的重量比換算(100重量%)計，TiO₂為33.7重量%~54.5重量%，BaSO₄為6.8重量%~18.1重量%。此處，反射膜材料包含粒徑不同的粒子。如 圖3所示，反射膜材料在粒度分佈(圖3所示的A)中具有兩個峰值a1、峰值a2。第一峰值a1在粒徑小的一側，在粒徑為0.1μm以上1μm以下的範圍。第二峰值a2在粒徑大的一側，且在粒徑超過1μm且20μm以下的範圍。此外，反射膜材料中，小的一側的峰值a1的佔有率高於大的一側的峰值a2的佔有率，峰值a1的佔有率為峰值a2的佔有率的3倍~4倍。即，反射膜材料中，大部分被小粒徑的材料佔據，且包含一部分大粒徑的材料。另外，反射膜5是通過如下方式而形成：將包含反射膜材料的液體在燈泡2的外周面2b反復塗布，形成規定膜厚之後，使燈1通電，利用來自燈絲3的放熱進行焙燒。此處，如果TiO₂小於33.7重量%，小的一側的粒子比率會下降，而無法充分填埋粒子間的間隙，從而反射效率下降。另一方面，如果TiO₂超過54.5重量%，在製造工序上容易發生反射膜5的膜破裂，從而製造變得困難。另外，如果BaSO₄小於6.8重量%，反射率高的BaSO₄的比率會下降，因此，反射效率會下降。另一方面，如果BaSO₄超過18.1重量%，大的一側的粒子比率會增加，所以粒子間的間隙變得過大，而透過光增加，因此，反射效率會下降。另外，SiO₂是粘合劑。即，如果反射膜材料僅由TiO₂或BaSO₄構成，即便塗布於燈泡2的外表面2b，在焙燒後反射膜5也會剝落。而且，通過將SiO₂包含在反射膜材料中，SiO₂會與TiO₂或BaSO₄相互作用，由此，當變成反射膜5時可留在燈泡2的外表面2b。

金屬箔61、金屬箔62的一端與燈絲3的引腳部32、引 腳部33連接，另一端與外部導線71、外部導線72連接。金屬箔61、金屬箔62分別埋設於密封部22、密封部23的內部。本實施方式中的金屬箔61、金屬箔62是鉬箔，以沿著密封部22、密封部23的板狀面的方式配置。

外部導線71、外部導線72將金屬箔61、金屬箔62與外部的未圖示的電源連接。外部導線71、外部導線72的一端分別連接於金屬箔61、金屬箔62，另一端露出至燈泡2的外部。外部導線71、外部導線72的一部分分別埋設於密封部22、密封部23。外部導線71、外部導線72的另一端與密封部22、密封部23一併分別***未圖示的連接器(connector)，與設於連接器的未圖示的電纜電連接，且經由電纜而與電源連接。外部導線71、外部導線72是鉬棒。

以下，表示燈1與現有品1、現有品2的試驗結果。圖4是表示波長與照射強度的關係的說明圖。另外，“照射強度”是通過分光光譜(spectrum)測定而獲得，在本試驗結果中，燈1、現有品2的光的強度、現有品1的其他波長範圍的光的強度以現有品1的波長1000nm時的分光強度為基準(100%)。具體而言，使用光電子研究(Opto Research)公司製造的MSR7000N而測定。

燈1的“本發明”、“現有品1”、“現有品2”的全長、管徑、內徑、有效發光長度、燈功率、反射膜5的形狀(也包括膜厚及膜角度)為同一條件，而反射膜5的反射膜材料不同。

就“本發明”的反射膜材料而言，以塗布膜乾燥後的重 量比換算(100重量%)計，TiO₂為38重量%，BaSO₄為15重量%，SiO₂為47重量%。就“現有品1”的反射膜材料而言，以塗布膜乾燥後的重量比換算(100重量%)計，Al₂O₃(氧化鋁)為35重量%，ZrO(氧化鋯)為23重量%，SiO₂為42重量%。就“現有品2”的反射膜材料而言，BN(氮化硼)為78重量%，Al₂O₃為22重量%。

另外，如圖3所示，“本發明”的反射膜材料具有在粒度分佈(圖3所示的A)為約0.3μm及約5μm時的兩個峰值a1、峰值a2，且大部分被小粒徑的材料佔據，且包含一部分大粒徑的材料。“現有品1”的反射膜材料具有在粒度分佈(圖3所示的B)為約2.5μm時的一個峰值b1，且大部分被大粒徑的材料佔據。

如圖4所示，“本發明”(圖4所示的C)與“現有品1”(圖4所示的D)相比，在波長600nm~1800nm的範圍可提高照射強度。尤其是在波長1000nm左右，可將照射強度提高約14%。而且，“本發明”與“現有品2”(圖4所示的E)相比，在波長400nm~2500nm的範圍可提高照射強度。尤其是在波長1000nm左右，可將照射強度提高約17%。即，形成有包含TiO₂、SiO₂、BaSO₄的反射膜5的“本發明”的燈1比起形成有不含TiO₂及BaSO₄而以Al₂O₃或BN為主成分的反射膜的“現有品1”、“現有品2”的燈，可提高照射強度。因此，“本發明”的反射膜5的反射效率高於作為反射膜材料而使用的材料的種類不同的“現 有品1”、“現有品2”的反射膜的反射效率。另外，粒度分佈具有兩個峰值a1、峰值a2且粒徑小的一側的峰值a1的佔有率高於粒徑大的一側的峰值a2的佔有率的“本發明”的燈1比起粒度分佈具有一個峰值b1且峰值b1與峰值a2同樣在粒徑大的一側的“現有品1”的燈，可提高照射強度。因此，“本發明”的反射膜5的反射效率高於粒度分佈中的峰值不同的“現有品1”、“現有品2”的反射膜的反射效率。

如上所述，本實施方式的燈1中，反射膜5包含TiO₂、SiO₂、BaSO₄，由此，與不含TiO₂及BaSO₄的反射膜相比，反射膜5的反射效率會提高，因此，可提高照射強度。從而，與具有不含TiO₂及BaSO₄的反射膜的燈相比，可使獲得相同照射強度所需的功耗減少。由此，可大幅降低在製造工序中使用多個燈的設施的功耗，從而可實現節能化。

另外，就形成反射膜5的反射膜材料而言，TiO₂為33.7重量%~54.5重量%，BaSO₄為6.8重量%~18.1重量%，因此，與所述數值範圍外形成的反射膜相比，可同時實現反射效率的提高與反射膜焙燒時的破裂抑制。

另外，反射膜5是通過使BaSO₄的粒度分佈的第一峰值的粒徑a1小於TiO₂的粒度分佈的第二峰值的粒徑a2的反射膜材料附著於燈泡2的外周面2b而形成，因此，反射膜5分佈有稀疏的部分與密集的部分。當反射膜材料均由小粒徑構成時，反射膜會均由密集的部分構成，因此，可提高反射效率。但是，在反射 膜的焙燒時，因反射膜材料的流動性低而會發生破裂。另一方面，當反射膜材料均由大粒徑構成時，反射膜會均由稀疏的部分構成，因此，無法期待反射效率提高。但是，在反射膜的焙燒時，因反射膜材料的流動性高而可抑制破裂的發生。當反射膜5分佈有稀疏的部分與密集的部分時，可同時實現反射效率的提高與反射膜焙燒時的破裂抑制。

另外，反射膜5是通過使粒度分佈的第一峰值的粒徑a1為0.1μm≦a1≦1μm、粒度分佈的第二峰值的粒徑a2為1μm<a2≦20μm的反射膜材料附著於燈泡2的外周面2b而形成，因此，進而反射膜5分佈有稀疏的部分與密集的部分，可同時實現反射效率的提高與反射膜焙燒時的破裂抑制。

另外，本實施方式中的燈1形成為直線狀，但並不限定於此。圖5是表示實施方式的燈的變形例1的前視圖。圖6是表示實施方式的燈的變形例1的概略剖面圖。圖7是表示實施方式的燈的變形例2的概略剖面圖。另外，圖5是省略燈的管軸方向的一部分的圖。圖6是圖5的B-B剖面，且是省略比剖面更內側的圖示的圖。

如圖5、圖6所示的變形例1般，燈1也可使燈泡2的兩端部2d、端部2e彎曲。本實施方式中的兩端部2d、端部2e是相對於管軸方向分別彎曲90度而形成。另外，2f為尖部。燈絲3的主部31的兩端部也追隨燈泡2的兩端部2d、端部2e而彎曲，且配置於內部2a。變形例1中的反射膜5是覆蓋尖部2f的一部分而 形成，膜角度為90度。另外，燈泡2在兩端部2d、端部2e彎曲的彎曲狀的燈1中的反射膜5覆蓋燈泡2的外周面2b的區域優選膜角度為70度~110度。另外，如圖7所示的變形例2般，反射膜5也可形成於尖部2f的相向面側，且膜角度為180度。此時，燈泡2在兩端部2d、端部2e彎曲的彎曲狀的燈1中的反射膜5覆蓋燈泡2的外周面2b的區域優選膜角度為170度~230度。

已對本發明的若干實施方式進行了說明，但這些實施方式是作為示例而提出的，並不意圖限定發明的範圍。這些實施方式能夠以其他各種方式實施，在不脫離發明的主旨的範圍內，可進行各種省略、替換、變更。這些實施方式及其變形與包含於發明的範圍或主旨內同樣地，包含於權利要求書所記載的發明及其均等的範圍內。

1‧‧‧燈

2‧‧‧燈泡

2a‧‧‧內部

3‧‧‧燈絲

4‧‧‧氣體

5‧‧‧反射膜

21‧‧‧筒狀部

22、23‧‧‧密封部

31‧‧‧主部

32、33‧‧‧引腳部

34‧‧‧錨定部

61、62‧‧‧金屬箔

71、72‧‧‧外部導線

Claims (8)

1. 一種燈，包括：燈泡；燈絲，沿著管軸配置於所述燈泡的內部；氣體，填充於所述燈泡的內部；以及反射膜，形成於所述燈泡的外周面，將來自所述燈絲的光朝所述燈泡的內部反射；且所述反射膜包含TiO₂、SiO₂及BaSO₄。
2. 如申請專利範圍第1項所述的燈，其中，所述反射膜是通過使反射膜材料附著於所述燈泡的外周面而形成，所述反射膜材料中，TiO₂為33.7重量%~54.5重量%，BaSO₄為6.8重量%~18.1重量%。
3. 如申請專利範圍第2項所述的燈，其中，所述反射膜材料中，BaSO₄的粒度分佈的第一峰值的粒徑小於TiO₂的粒度分佈的第二峰值的粒徑。
4. 如申請專利範圍第3項所述的燈，其中，所述粒度分佈的第一峰值的粒徑為0.1μm以上且為1μm以下，所述粒度分佈的第二峰值的粒徑為大於1μm且為20μm以下。
5. 如申請專利範圍第1項所述的燈，其中，所述燈泡的兩端部是相對於管軸方向分別彎曲90度而形成。
6. 如申請專利範圍第5項所述的燈，其中，所述燈泡具有尖部，所述尖部從管軸方向的中央部的外周面的一部分突出，所述反射膜是覆蓋所述尖部的一部分而形成。
7. 如申請專利範圍第6項所述的燈，其中，所述反射膜在所述燈泡的兩端部的彎曲狀部分中覆蓋所述燈泡的外周面的區域相對於所述燈泡的軸心所成的角，即，膜角度為70度~110度。
8. 如申請專利範圍第6項所述的燈，其中，所述反射膜在所述燈泡的兩端部的彎曲狀部分中覆蓋所述燈泡的外周面的區域相對於所述燈泡的軸心所成的角，即，膜角度為170度~230度。