DE3430727C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Glühlampe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer herkömmlichen Glühlampe wird ein sichtbares Licht reflektierender, Infrarotlicht-durchlässiger Film auf einer reflektierenden Oberfläche eines reflektierenden Kolbens gebildet. Der sichtbares Licht reflektierende, Infrarotlicht-durchlässige Film besteht insgesamt aus 7-9 abwechselnd gebildeten Schichten aus dünnen Titandioxidschichten und dünnen Siliziumdioxidschichten mit einem niedrigeren Brechungsindex als dem der dünnen Titandioxidschichten. Diese Lampe reflektiert auf ihre reflektierende Oberfläche nach vorne sichtbares Licht des von einem Glühfaden oder einer lichtemittierenden Röhre oder eines lichtemittierenden Teils ausgestrahlten Lichts. Die Lampe läßt das Infrarotlicht durch die reflektierende Oberfläche zu der Rückseite durch. Die Lampe kann daher Licht ausstrahlen, das einen geringen Infrarotanteil enthält.

In neuerer Zeit ist auch eine Hochleistungsglühlampe vorgeschlagen worden. Diese Glühlampe weist einen Glühfaden als lichtemittierendes Teil auf, welches in der Mitte einer T-förmigen oder röhrenförmigen Glühlampe angeordnet ist. Ein für sichtbares Licht durchlässiger, Infrarotlicht reflektierender Film wird auf wenigstens einer der inneren und äußeren Oberflächen der Glühlampe gebildet. Der für sichtbares Licht durchlässige, Infrarotlicht reflektierende Film besteht gleichfalls aus sieben bis neun dünnen Titandioxidschichten und dünnen Siliziumdioxidschichten mit einem niedrigeren Brechungsindex, die abwechselnd gebildet werden. Von dem Licht, das von dem Glühfaden emittiert wird, wird das sichtbare Licht durch den reflektierenden Film hindurchgelassen und nach außen gestrahlt.

Infrarotlicht wird durch die reflektierende Oberfläche reflektiert und zu dem Glühfaden zurückgeschickt, wodurch der Glühfaden erwärmt wird. Diese Glühlampe besitzt deshalb eine hohe Leistung und kann Licht mit einem geringen Infrarotanteil abgeben.

Sowohl der sichtbares Licht reflektierende, für Infrarotlicht durchlässige wie der für sichtbares Licht durchlässige, Infrarotlicht reflektierende Film umfaßt Metalloxydschichten mit einem hohen Brechungsindex sowie Metalloxydschichten mit einem niedrigen Brechungsindex, die abwechselnd gebildet werden. Beide Filme nutzen die Interferenz aus, um den beschriebenen Effekt zu erzielen. Derartige Filme weisen Bereiche auf, die unterschiedliche Wellenlängen durchlassen oder reflektieren, je nach der Dicke der einzelnen Schichten.

Ein optischer Film mit derartigen Eigenschaften wird hier als optischer Interferenzfilm bezeichnet.

Herkömmliche Methoden zur Bildung dünner Titandioxidschichten umfassen Verfahren zur direkten Bildung einer Titandioxidschicht auf einer Glühlampenoberfläche oder einer dünnen Siliciumdioxidschicht nach der Vakuumaufdampfungsmethode, der Sputter-Methode oder der CVD-Methode oder einer Methode des Beschichtens einer Lösung einer organischen Titanverbindung mittels einer Sprühmethode, einer Schleudermethode, eines Eintauchbeschichtungsverfahrens, eines Bürstenauftragverfahrens oder eines Druckverfahrens, sowie die thermische Zersetzung des aufgetragenen Films zu Titandioxid. Von dieser Methode wird die Beschichtungsmethode bei der Massenproduktion vorgezogen. Bei der Beschichtungsmethode wird eine Beschichtungslösung aus einer Lösung eines Titanalkoxyds in einem organischen Lösungsmittel verwendet, welches die allgemeine Formel Ti(OR)₄ (worin R eine Alkylgruppe ist) aufweist, beispielsweise Tetraisopropyltitanat oder Tetrabutoxytitanat. Titanalkoxyde werden jedoch durch Absorption von Wasser an der Luft leicht hydrolysiert. Aus diesem Grunde wird die Beschichtungslösung leicht trübe oder hochviskos. Sie hat daher eine geringe Stabilität und ist schwierig zu handhaben.

Um dieses Problem zu lösen, ist eine stabile Beschichtungslösung eines Titanalkoxyds vorgeschlagen worden, bei der als Lösungsmittel ein chelatbildendes Mittel, wie Acetylaceton oder Methylacetat oder ein Essigsäureester eines Alkohols verwendet wird. Obgleich die Feuchtigkeitsbeständigkeit der Beschichtungslösung verbessert wird, sind nach dieser Methode jedoch die filmbildenden Eigenschaften der dünnen Titandioxidschicht schlecht und der erhaltene Film weist einen niedrigen Brechungsindex auf. Es ist ferner eine Beschichtungslösung vorgeschlagen worden, bei der eine Lösung eines organischen Lösungsmittels verwendet wird, die ein Polymeres enthält, das durch Polymerisation eines wasserhaltigen Titanalkoxyds erhalten worden ist. Obgleich diese Beschichtungslösung gute filmbildende Eigenschaften für eine dünne Titandioxidschicht aufweist, wird sie dennoch bei Einwirkung von Feuchtigkeit trübe. In der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 54-43 241 wird eine weitere Beschichtungslösung vorgeschlagen, die durch Polymerisation erhalten wird, indem Wasser zu einem Titanalkoxyd gegeben wird, wobei die Lösung durch Zugabe eines chelatbildenden Mittels, wie Acetylaceton, stabilisiert wird. Die Beschichtungslösung weist eine gute Stabilität bei hoher Feuchtigkeit auf und besitzt gute filmbildende Eigenschaften, wenn lediglich ein einziger dünner Titanoxydfilm gebildet wird. Wenn die Beschichtungslösung jedoch verwendet wird, um einen mehrschichtigen Film aus dünnen Metalloxydschichten mit einem niedrigen Brechungsindex und dünnen Siliciumoxydschichten zu bilden, wie es bei einem optimalen Interferenzfilm der Fall ist, ergibt sie eine schlechte Adhäsion zwischen den dünnen Titanoxydschichten und den dünnen Metalloxydschichten mit niedrigem Brechungsindex.

Wenn eine dünne Titandioxidschicht als optischer Interferenzfilm verwendet wird, so hängt dessen Brechungsindex erheblich von den optischen Eigenschaften des Films ab. Genauer gesagt, ein optischer Interferenzfilm umfaßt im allgemeinen Schichten mit einem niedrigen Brechungsindex und Schichten mit einem hohen Brechungsindex, die aufeinanderfolgen. Die optischen Eigenschaften eines solchen Films ändern sich in Abhängigkeit von dem Verhältnis des Brechungsindex der Schichten mit dem niedrigen Brechungsindex zu dem Brechungsindex der Schichten mit dem hohen Brechungsindex. Je höher das Verhältnis ist, um so höher ist das Reflexionsvermögen und um so breiter ist der reflektierte Wellenlängenbereich. Aus diesem Grunde besitzen Titandioxidschichten als Schichten mit hohem Brechungsindex vorzugsweise einen höheren Brechungsindex. Wenn jedoch herkömmliche organische Titanverbindungen verwendet werden, um auf einer Glasglühlampe einen optischen Interferenzfilm zu erhalten, der einen hohen Brechungsindex aufweist, indem die Zusammensetzung und die thermischen Zersetzungsbedingungen eingestellt werden, wird der Film trübe aufgrund der Temperaturerhöhung, wenn die Lampe eingeschaltet ist. Dies wird durch die Kristallstruktur des Titanoxyds verursacht, die sich von der Anatasphase in die Rutilphase ändert. Die Trübung eines Films setzt die Qualität des Films als Interferenzfilm durch Lichtstreuung jedoch erheblich herab. Aufgrund dieser Phasenänderung werden zusätzlich Risse gebildet, welche die Trübung erhöhen und den Film leicht ablösbar machen, wenn die Lampe ein- und ausgeschaltet wird. Die Temperatur, bei der der Film diese Phasenänderung erfährt, hängt von dem verwendeten Ausgangsmaterial ab und beträgt 600 bis 700°C, wenn die vorstehend angegebene Lösung verwendet wird. Die Phasenänderung stellt daher ein wichtiges Problem einer Glühlampe dar, die bei hohen Temperaturen betrieben wird.

Aus der DE-PS 7 42 463 ist ein Film zur Änderung des Reflexionsvermögens bekannt, der aus einer Mehrzahl abwechselnd übereinander liegender Schichten besteht. Für diese Schichten werden auch eine Titandioxidschicht und eine Siliziumdioxidschicht erwähnt.

Weiterhin ist in der DE-OS 15 96 816 eine Verglasung zur Dämpfung ultravioletter Strahlung beschrieben, wobei als Bestandteile dieser Verglasung Titandioxidschichten und Siliziumdioxidschichten erwähnt werden.

Schließlich beschäftigen sich die DE-OS 26 21 587 und die DE-OS 29 10 282 in erster Linie mit Problemen, die durch die Reflexion von im Sonnenlicht enthaltener Wärmestrahlung verbunden sind. Zur Lösung dieser Probleme wird unter anderem ein mit einer Titandioxidschicht überzogenes Glas vorgeschlagen, wobei die Titandioxidschicht aus einer speziellen Überzugslösung gewonnen wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Glühlampe mit einem Interferenzfilm anzugeben, der stabil aus mehreren Schichten aufgebaut und dennoch dünn ist, der nur zu einem geringen Lichtverlust führt und der eine hohe Wärmebeständigkeit zeigt.

Diese Aufgabe wird bei einer Glühlampe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnenden Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 10.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Glühlampe nach einer Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht eines optischen Interferenzfilms.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Hochleistungshalogenlampe mit einer T-förmigen Glühlampe 1 aus wärmebeständigem Glas, beispielsweise Quarzglas. Ein für sichtbares Licht durchlässiger, Infrarotlicht reflektierender optischer Interferenzfilm 2 wird entweder an einer (beispielsweise der äußeren Oberfläche) oder an beiden, d. h. der inneren und der äußeren Oberfläche der Glühlampe 1 gebildet. Ein Dichtungsabschnitt 3 dichtet das untere Ende der Glühlampe 1 ab. Molybdänleitungen 4 sind in den Dichtungsabschnitt 3 eingebettet. Ein Paar innerer Leitungen 5 sind mit den Leitungen 4 verbunden und erstrecken sich in das Innere der Glühlampe 1. Ein wendelförmiger Glühfaden 6 ist zwischen den inneren Leitungen 5 als lichtemittierendes Teil aufgehängt und in der Mitte der Glühlampe 1 angeordnet. Das erforderliche Halogen (z. B. Chlor oder Brom) ist zusammen mit einem Inertgas, wie Argongas, in das Innere der Glühlampe 1 eingeschlossen.

Wie in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab wiedergegeben, weist der optische Interferenzfilm 2 an der Glasoberfläche der Glühlampe 1 dünne Titandioxidschichten 21 mit einem hohen Brechungsindex sowie dünne Metalloxydschichten mit einem niedrigeren Brechungsindex als der der Schichten 21, beispielsweise dünne Siliciumdioxidschichten 22, auf. Es sind insgesamt 7 bis 9 Schichten 21 und 22 in abwechselnder Reihenfolge gebildet. Wenn die Dicke jeder Schicht 21 oder 22 in geeigneter Weise eingestellt ist, so ist der optische Interferenzfilm für sichtbares Licht gut durchlässig, und er reflektiert infrarotes Licht gut entsprechend der optischen Interferenz.

Der optische Interferenzfilm 2 wird erhalten, indem nacheinander dünne Titandioxidschichten 21 und dünne Siliciumdioxidschichten 22 nach der folgenden Methode gebildet werden.

Die dünnen Titandioxidschichten 21 werden gebildet, indem ein Gemisch aus einer organischen Titanverbindung A und einer organischen Titanpolymerverbindung B auf die Oberfläche der Glühlampe 1 bzw. der dünnen Siliziumdioxidschicht 22 aufgetragen wird, wobei das aufgetragene Gemisch thermisch zersetzt wird. Die Dicke der Schicht 21 wird durch Kontrolle der Konzentration des Gemischs und des Beschichtungsverfahrens eingestellt.

Eine organische Titanverbindung A wird erhalten durch Substitution eines Teils oder sämtlicher Alkoxygruppen eines Titanalkoxids mit der allgemeinen Formel Ti(OR)₄, beispielsweise Tetramethoxytitanat, Tetraethoxytitanat, Tetraisopropoxytitanat, Tetrabutoxytitanat, Diethoxydiisopropoxytitanat, durch eine oder mehrere substituierte Gruppen, die aus einer Gruppe ausgewählt werden, die aus einem Rest -OCOR′ einer Carbonsäure mit der allgemeinen Formel HOCOR′, wie Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, und einem Rest -X einer organischen Verbindung besteht, die die allgemeine Formel HX aufweist und in der Lage ist, mit Titan einen Chelatring zu bilden, beispielsweise ein β-Diketon, wie Acetylaceton oder Benzylaceton, eine α- oder β-Ketonsäure, wie Acetoessigsäure, Propionbuttersäure, ein niedriger Alkylester, wie Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder Butylketosäure dieses Typs, eine Oxysäure, wie Glycolsäure oder Milchsäure, ein niedriger Alkylester, wie Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder Butylester von Oxysäuren dieses Typs oder ein Diol; oder einen Aminoalkohol. Beispiele für die Verbindung A umfassen Diisopropoxybis-(acetylacetonato)-titanat oder Dibutoxybis-(acetylacetonato)-titanat. Eine Verbindung, die durch Substitution eines Teils oder sämtlicher Alkoxygruppen eines Titanalkoxyds mit einem Rest einer Carbonsäure und/oder einem Rest eines chelatbildenden Mittels erhalten wird, kann in einfacher Weise hergestellt werden, indem ein Titanalkoxyd, eine Carbonsäure und/oder ein chelatbildendes Mittel in Gegenwart oder in Abwesenheit eines organischen Lösungsmittels zur Reaktion gebracht wird.

Eine organische Titanpolymerverbindung B wird auf folgende Weise erhalten. Wenn Wasser mit den gleichen oder unterschiedlichen Titanalkoxyden umgesetzt wird, die die allgemeine Formel Ti(OR)₄ aufweisen, erfolgt ohne weiteres eine Polymerisation unter Bildung eines Titanalkoxydpolymers mit einem Polymerisationsgrad n von 2 bis 100. Dieses Polymere wird mit einer Carbonsäure umgesetzt, das die allgemeine Formel HOCOR′ aufweist, oder mit einem chelatbildenden Mittel, das die allgemeine Formel HX aufweist und in der Lage ist, mit Titan einen Chelatring zu bilden. Das Polymere, das als organische Titanpolymerverbindung B verwendet wird, weist einen Polymerisationsgrad n von 2 bis 100 und vorzugsweise von 2 bis 50 auf.

Es wird eine organische Lösung, welche 20 Gewichtsprozent oder weniger, vorzugsweise 10 Gewichtsprozent oder weniger, bezogen auf den TiO₂-Gehalt aufweist und 5 bis 50 Teile, vorzugsweise 5 bis 20 Teile des Gewichts der organischen Verbindung A umfaßt, ferner 95 bis 50 Teile, vorzugsweise 95 bis 80 Teile des Gewichts der organischen Titanpolymerverbindung B, verwendet. Die Lösung kann weiterhin 0,1 bis 10 Gewichtsprozent (bezogen auf TiO₂) eines oder mehrerer Additive enthalten, beispielsweise glasähnliche Massen bildende Mittel, wie organische oder anorganische Phosphorverbindungen, Borverbindungen, Arsenverbindungen, Antimonverbindungen, Zinnverbindungen, Bleiverbindungen, Zinkverbindungen, Kaliumverbindungen, Nickelnitrat oder Kobaltnitrat. Als organisches Lösungsmittel kann jedoch Lösungsmittel verwendet werden, das in der Lage ist, sowohl die organische Titanverbindung A wie die organische Titanpolymerverbindung B zu lösen. Im Hinblick auf die Flüchtigkeit des Lösungsmittels, die Stabilität der erhaltenen Lösung und die Wirtschaftlichkeit wird jedoch ein niedriger Alkohol, ein Ester, ein Keton, ein aliphatischer Kohlenwasserstoff und ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit einem Siedepunkt von 180°C oder weniger oder eine Halogenverbindung davon, entweder einzeln oder als Gemisch eingesetzt, bevorzugt.

Die organische Verbindung, die ein Gemisch der organischen Titanverbindung A und der organischen Titanpolymerverbindung B enthält, wird als Beschichtungslösung mit einer vorgegebenen Dicke auf die äußere Oberfläche der Glühlampe 1 bzw. auf die dünne Siliciumdioxidschicht 22, die auf der Glühlampe 1 in einer späteren Stufe gebildet wird, aufgetragen. Das aufgetragene Gemisch wird einer Temperatur von 300°C oder mehr 3 bis 10 Minuten ausgesetzt, um das Gemisch thermisch zu zersetzen. Daraufhin wird die dünne Titandioxidschicht 21 gebildet, die transparent ist und eine gleichmäßige Dicke aufweist. Es kann irgendein herkömmliches Beschichtungsverfahren angewandt werden, beispielsweise eine Eintauchbeschichtung, ein Sprühverfahren, ein Schleuderverfahren, ein Druckverfahren oder ein Bürstenauftragsverfahren. Das Eintauchbeschichtungsverfahren wird jedoch vorzugsweise durchgeführt, um dünne Titandioxidschichten 21 einer gleichmäßigen Dicke auf der Glühlampe 1 zu erzeugen. Eine dünne Titandioxidschicht 21 kann auch gebildet werden, indem die Auftragslösung auf eine vorgegebene Oberfläche der Glühlampe 1 aufgesprüht und das aufgetragene Gemisch thermisch zersetzt wird.

Die dünne Siliciumdioxidschicht 22 kann gebildet werden, indem eine organische Lösung als Beschichtungslösung auf die Oberfläche der Glühlampe 1 mit der Schicht 21 aufgetragen wird und die aufgetragene Lösung getrocknet und thermisch zersetzt wird. Die organische Lösung enthält eine organische Siliciumverbindung, wie ein Alkoxysilan, beispielsweise Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan, Tetraisopropoxysilan, Tetrabutoxysilan, Diethoxydiisopropoxysilan oder Dichlordimethoxysilan oder Polymere davon.

Das Gemisch aus der organischen Titanverbindung A und der organischen Titanpolymerverbindung B ist stabil, es weist eine gute Feuchtigkeitsbeständigkeit und filmbildende Eigenschaften auf und besitzt eine gute Haftfestigkeit an einem dünnen Metalloxydfilm eines anderen Typs, beispielsweise Siliciumdioxid. Darüber hinaus besitzt die erhaltene dünne Titandioxidschicht 21 eine hohe Dichtigkeit und eine gute Haftfestigkeit sowie einen hohen Brechungsindex, sie ist transparent und führt nicht zu einer Trennung in eine mehrschichtige Struktur mit Metalloxydschichten eines anderen Typs. Die Schicht 21 weist ferner selbst bei hohen Temperaturen eine stabile kristalline Struktur auf und zeigt keine Trübung und keine Rißbildung, wobei sie für Glühlampen geeignet ist, die eine hohe Temperatur aufweisen und wiederholt ein- und ausgeschaltet werden.

Das Verfahren zur Herstellung des optischen Interferenzfilms 2 wird nachstehend im einzelnen erläutert.

Beispiel 1 (A) Synthese der organischen Titanverbindung A

42,6 g Tetraisopropoxytitanat Ti(OiPr)₄ wurden in 234 g Äthanol gelöst. 30 g Acetylaceton wurden zu dem Gemisch hinzugegeben, um eine Äthanollösung zu erhalten, die 54,6 g einer organischen Titanverbindung enthält, bei der einige -OiPr-Gruppen des Ti(OiPr)₄ durch einen Acetylacetonat-Rest ersetzt sind. "iPr" bedeutet dabei eine Isopropylgruppe.

(B) Synthese der organischen Titanpolymerverbindung B

56,8 g Tetraisopropoxytitanat Ti(OiPr)₄ wurden in 350 g Äthanol gelöst. 3,2 g Wasser wurden allmählich zu dem Gemisch unter Rühren hinzugegeben, um eine Polymerisation durchzuführen. 40 g Acetylaceton wurden zu der Lösung unter Rühren hinzugegeben, um eine Äthanollösung zu erhalten, die 60,8 g organische Titanpolymerverbindung B enthält, die einen Polymerisationsgrad von 10 (n = 10) aufweist und bei der einige -OiPr-Gruppen durch einen Acetylacetonatrest ersetzt sind.

(C) Herstellung einer eine dünne Titandioxidschicht bildenden Beschichtungslösung

30 g der Äthanollösung der organischen Titanverbindung A und 400 g der Äthanollösung der organischen Titanpolymerverbindung B, die vorstehend beschrieben sind, wurden vermischt. 0,4 g Phosphorpentoxyd (P₂O₅) wurden als glasbildendes Material hinzugegeben. Das Mischungsverhältnis der organischen Titanverbindung A zu der organischen Titanpolymerverbindung B, bezogen auf TiO₂, wurde so eingestellt, daß eine Beschichtungslösung erhalten wurde, um dünne Titandioxidschichten zu bilden, bei denen der Gesamtgehalt der Verbindung A und des Polymeren B 3,6 Gewichtsprozent beträgt.

(D) Bildung dünner Titandioxidschichten 21

Eine gut gereinigte dichte Glühlampe wurde in die vorbereitete Beschichtungslösung getaucht, um die dünnen Titandioxidschichten zu bilden und dann herausgezogen. Die Glühlampe wurde erwärmt und in einem elektrischen Ofen bei 500°C gesintert, um eine dünne Titandioxidschicht 21 auf der äußeren Oberfläche der Glühlampe 1 zu bilden.

(E) Bildung einer dünnen Siliciumdioxidschicht 22

Die Glühlampe mit der darauf aufgebrachten Titandioxidschicht 21 wird in eine organische Lösung getaucht, die 5,0 Gewichtsprozent einer organischen Siliciumverbindung, bezogen auf SiO₂, enthält, beispielsweise einer Essigsäureesterlösung, die hauptsächlich aus einem Silicat-Polymeren besteht. Die Glühlampe wurde erwärmt und in einem elektrischen Ofen bei 500°C 10 Minuten gesintert, um eine dünne Siliciumdioxidschicht 22 auf der Schicht 21 zu bilden. Die Herausziehgeschwindigkeit und die Lösungskonzentration wurden so eingestellt, daß jeder erhaltene Film eine optische Dicke von etwa ein Viertel einer Infrarot-Wellenlänge aufwies.

Die Stufen (D) und (E) wurden mehrmals wiederholt, um einen optischen Interferenzfilm 2 zu bilden, der sichtbares Licht durchläßt und Infrarotlicht reflektiert. Der Film 2 wies keine feinen Löcher auf und zeigte kein Auftrennen.

Das Mischungsverhältnis der organischen Titanverbindung A zu der organischen Titanpolymerverbindung B wurde variiert, um verschiedene optische Interferenzfilme zu bilden, wobei die optischen Eigenschaften der gebildeten Filme durch Spektralanalyse untersucht wurden. Die erhaltenen Ergebnisse waren folgendermaßen.

(1) Der Brechungsindex des Titandioxidfilmes änderte sich entsprechend dem Gehalt und der Art des glasbildenden Materials der verwendeten organischen Titanverbindung. Wenn die organische Titanverbindung A in einer Menge von 5% oder weniger eingesetzt wurde, betrug der Brechungsindex des gebildeten Films 2,5 oder mehr bei einer Wellenlänge von 500 nm. Wenn die organische Titanverbindung A in einer Menge von 50% oder mehr eingesetzt wurde, wies der gebildete Film einen Brechungsindex von 2,0 oder weniger bei einer Wellenlänge von 1000 nm auf. Der Brechungsindex änderte sich geringfügig entsprechend der Art und der Menge des verwendeten glasbildenden Materials.

Wenn die Lampe eingeschaltet wurde, wies der Film einen Brechungsindex von 2,5 oder mehr bei einer Wellenlänge von 500 nm auf. Wenn der optische Interferenzfilm mit einem Gemisch gebildet wurde, das eine organische Titanverbindung A in einer Menge von 50% oder mehr aufwies, wurde die Glühlampe mit zunehmender Temperatur trübe. Die Röntgendiffraktometrie der Glühlampe zeigte einen Übergang von der Anatas-Phase zur Rutil-Phase des Titandioxids.

(2) Mit der Lampe dieses Beispiels (eine Lampe mit einem optischen Interferenzfilm mit dünnen Titandioxidfilmen aus einem Gemisch, das 5 bis 50 Gewichtsteile der organischen Titanverbindung A und 95 bis 50 Gewichtsteile des organischen Titanpolymeren B aufwies) zeigte die Röntgendiffraktometrie, daß die Glühlampe hauptsächlich aus einer amorphen Struktur bestand. Selbst wenn die Lampe angeschaltet wurde, bestand die Glühlampe hauptsächlich aus einer amorphen Struktur, wobei eine geringe Menge der Anatas-Phase nicht in die Rutilphase überging. Ein optischer Interferenzfilm mit einem Brechungsindex von 2,0 oder weniger bei einer Wellenlänge von 1000 nm weist schlechte optische Eigenschaften auf und ergab keine merkliche Leistungsverbesserung. Wenn die Lampe mit dem optischen Interferenzfilm mehrmals ein- und ausgeschaltet wurde, löste sich der Film. Ein optischer Interferenzfilm 2 mit einem Titandioxidfilm mit einem Brechungsindex von 2,5 oder weniger bei einer Wellenlänge von 500 nm und einem Brechungsindex von 2,0 oder mehr, vorzugsweise 2,1 oder mehr bei einer Wellenlänge von 1000 nm besaß eine gleichmäßige Qualität und gute optische Eigenschaften. Wenn der Film eine lange Zeitspanne eingesetzt wurde, trat keine Trübung und keine Ablösung auf. Da dieser Film lediglich eine geringe Änderung des Brechungsindex bei Änderungen der Wellenlänge erfährt, wies der optische Interferenzfilm eine geringe Änderung der Durchlässigkeit für sichtbares Licht auf und das Licht wurde nicht gefärbt.

Tabelle 1

Ein für sichtbares Licht durchlässiger, Infrarotlicht reflektierender Film wurde hergestellt, indem ein Gemisch eingesetzt wurde, das 5 bis 50 Gewichtsteile der organischen Titanverbindung A und 95 bis 50 Gewichtsteile des organischen Titanpolymeren B enthielt, wobei eine kurze Sinterzeit und eine Sintertemperatur zwischen 500 und 700°C angewendet wurde, so daß der gebildete Titandioxidfilm einen Brechungsindex von 2,5 oder weniger bei einer Wellenlänge von 500 nm aufwies und einen Brechungsindex von 2,0 oder mehr bei einer Wellenlänge von 1000 nm. Die Infrarotstrahlen, die von dem Glühfaden abgegeben wurden, wurden von dem reflektierenden Film reflektiert und fallen auf den Glühfaden ein, wodurch eine Lampe mit verbesserter Leistung gebildet wird.

Beispiele 2-4

Die organische Titanverbindung A und das organische Titanpolymere B, welche beide in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 erhalten wurden, wurden miteinander vermischt, und zwar unter Bedingungen, wie sie in der nachstehenden Tabelle 1 wiedergegeben sind, wobei unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 gesintert wurde, nachdem eine Lampe beschichtet wurde, um einen Interferenzfilm zu bilden. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 wiedergegeben.

Die Beispiele wurden anhand einer kleinen Halogenlampe mit einem einzigen Glühfaden beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch bei einer Lampe angewendet werden, bei der eine Vielzahl voneinander getrennt angeordneter Glühfäden in einer geraden röhrenförmigen wärmebeständigen Glasglühlampe vorgesehen ist. Für sichtbares Licht durchlässige, Infrarotlicht reflektierende Filme, wie sie vorstehend beschrieben sind, können sowohl auf der inneren wie der äußeren Oberfläche der Glühlampe gebildet werden. Weiterhin kann ein derartiger optischer Interferenzfilm an wenigstens der inneren oder der äußeren Oberfläche einer normalen Glühlampe gebildet werden.

Es ist auch möglich, einen für sichtbares Licht durchlässigen, Infrarotlicht reflektierenden Film auf der äußeren Oberfläche eines Endes einer lichtemittierenden Glühlampe einer Metallhalogenidlampe zu bilden und die Elektrodenabschnitte zu erwärmen.

Bei einer reflektierenden Lampe, wie einer reflektierenden Hochspannungsentladungslampe, kann, falls ein sichtbares Licht reflektierender, für Infrarotlicht durchlässiger optischer Interferenzfilm auf der reflektierenden Oberfläche der Glühlampe gebildet ist, das sichtbare Licht nach vorne durch den optischen Interferenzfilm reflektiert werden und das Infrarotlicht nach hinten gestrahlt werden, so daß Licht, das frei von Infrarotlichtanteilen ist, projiziert werden kann.

Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen wurde lediglich ein dünner Siliciumdioxidfilm als Metalloxyd mit einem niedrigerem Brechungsindex als der des Titandioxidfilms erläutert. Es können jedoch auch Magnesiumoxyd, Aluminiumoxyd (Al₂O₃) und dergleichen anstelle des Siliciumdioxids eingesetzt werden.

Eine erfindungsgemäße Glühlampe weist einen dünnen Titandioxidfilm als Teil eines optischen Interferenzfilms auf, der eine gute Filmbildungseigenschaft, eine gute Adhäsionsfestigkeit an einer Metalloxydschicht eines anderen Metalloxidtyps sowie eine gleichmäßige Zusammensetzung und Dicke aufweist, der transparent ist und der einen hohen Brechungsindex besitzt. Der optische Interferenzfilm mit der dünnen Titandioxidschicht weist daher konstante optische Eigenschaften auf und besitzt keine lokalen Unregelmäßigkeiten, er führt nur zu einem geringen Lichtverlust und zeigt keine den Film ablösende Eigenschaften nach einem wiederholten Ein- und Ausschalten der Lampe. Die organische Titanverbindung A und die organische Titanpolymerverbindung B sind stabil und besitzen eine gute Feuchtigkeitsbeständigkeit, so daß sie einfach zu lagern und zu handhaben sind und eine Glühlampenmassenproduktion ohne Schwierigkeiten ermöglichen.

Claims (10)

1. Glühlampe mit einem abgedichteten Glaskolben, einem darin angeordneten lichtemittierendem Teil (6) und einem optischen Interferenzfilm (2), der auf der inneren und/oder äußeren Oberfläche des Glaskolbens gebildet ist und aus abwechselnd gebildeten dünnen Titandioxidschichten (21) und dünnen Metalloxidschichten (22) mit einem niedrigeren Brechungsindex als der der dünnen Titandioxidschichten (21) besteht, wobei die dünnen Titandioxidschichten (21) durch Auftragen und thermische Zersetzung herstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch besteht aus

• (A) 5 bis 50 Gew.-Teilen einer organischen Verbindung A, die erhalten worden ist durch Substitution eines Teils oder sämtlicher Alkoxygruppen eines Titanalkoxyds mit der allgemeinen Formel Ti(OR)₄(worin R gleiche oder unterschiedliche Alkylgruppen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt) durch eine oder mehrere substituierende Gruppen, die aus einer Gruppe ausgewählt werden, die aus einem Rest -OCOR′ einer Carbonsäure mit der allgemeinen FormelHOCOR′(worin R′ eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt) und einem Rest -X einer organischen Verbindung besteht, die die Formel HX aufweist und in der Lage ist, mit Titan einen Chelatring zu bilden; sowie
• (B) 95 bis 50 Gew.-Teilen einer organischen Titanpolymerverbindung B, die erhalten worden ist durch Substitution eines Teils oder sämtlicher substituierender Gruppen -OR eines Titanalkoxydpolymeren, das durch Polymerisation unter Wasserzusatz gleicher oder unterschiedlicher Titanalkoxyde mit der allgemeinen Formel Ti(OR)₄herstellbar ist (worin R gleiche oder unterschiedliche Alkylgruppen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt) durch eine oder mehrere substituierende Gruppen, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Rest -OCOR′- einer Carbonsäure mit der allgemeinen FormelHOCOR′(worin R′ eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt) und einem Rest -X einer organischen Verbindung mit der Formel HX besteht, die in der Lage ist, einen Chelatring mit Titan zu bilden, wobei das Gemisch so aufgetragen und thermisch zersetzt worden ist, daß sich bei den daraus gebildeten dünnen Titandioxidschichten (21) ein Brechungsindex von nicht mehr als 2,5 bei einer Wellenlänge von 500 nm und ein Brechungsindex von nicht weniger als 2,0 bei einer Wellenlänge von 1000 nm einstellt.

2. Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Titanverbindung A in einer Menge von 5 bis 20 Gew.-Teilen und die organische Titanpolymerverbindung B in einer Menge von 95 bis 80 Gew.-Teilen einsetzbar ist.

3. Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnen Metalloxidschichten (22) aus Siliziumdioxid bestehen.

4. Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rest -X der Rest eines chelatbildenden Mittels ist, wie ein b-Diketon, beispielsweise Acetylaceton oder Benzylaceton; eine α- oder β-Ketosäure, beispielsweise Acetoessigsäure, Propionbuttersäure; ein niedriger Alkylester, beispielsweise eine Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder Butylketosäure dieses Typs; eine Oxysäure, beispielsweise Glycolsäure oder Milchsäure; ein niedriger Alkylester, beispielsweise ein Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder Butylester von Oxysäuren dieses Typs oder ein Diol oder ein Aminoalkohol.

5. Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rest -OCOR′ aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Essigsäure-, Propionsäure- und Buttersäure-Rest besteht.

6. Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Titanpolymerverbindung B einen Polymerisationsgrad n von 2 bis 100 aufweist.

7. Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnen Titandioxidschichten (21) vorwiegend eine amorphe Struktur aufweisen.

8. Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus der organischen Titanverbindung A und der organischen Titanpolymerverbindung B wenigstens ein glasbildendes Mittel enthält, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Phosphorverbindungen, Borverbindungen, Arsenverbindungen und Antimonverbindungen besteht.

9. Glühlampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das glasbildende Mittel in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gemisch, vorliegt.

10. Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Halogenlampe ist.