JP4786781B2 - タングステン−ハロゲンランプ外囲器およびフィルタのためのネオジムガラス - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タングステン−ハロゲンランプ外囲器のような高温ランプ外囲器の作成に適当なガラス、並びにタングステン−ハロゲンランプとともに使用される高温ガラスフィルタおよびガラスフィルタレンズの作成に適当なガラスに関する。さらに特定すると、本発明は、より高い相関色温度(CCT)を有し従って発光をより白くし、照らされた周囲のコントラストを補助するタングステン−ハロゲンランプを提供するNd₂O₃含有ガラス組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車産業においては、周囲の環境をよりよく照らす自動車のヘッドライトが引き続き必要とされている。近年、タングステン−ハロゲンランプは、より白色の発光光；等しいまたはより大きい光量を生じるより小さいサイズのランプ；ランプの寿命の間実質的に一定である照明の強度；および、非常に長い使用期間、を含む多くの利点により、従来の白熱光シールドビームランプよりも評判がよい。しかしながら、これらの利点にもかかわらず、タングステン−ハロゲンランプは、特に照明およびコントラスト能力に関してまだ改善できる。このことは、例えば、タングステン−ハロゲンランプにより高いCCTを与えるガラスからランプ外囲器を作成することにより達成されるであろう。
【０００３】
タングステン−ハロゲンランプは高温、通常約５００℃から約７００℃までの範囲で作動するので、これらのランプ外囲器に適当なガラスは、熱安定性で（失透に耐性があり）高温で熱変形に耐えなければならない。さらにガラスは、ランプの作動を通して保全性を維持しながら、モリブデン導線へのシールを可能にしなければならない。ガラスはまた、良質のチューブに経済的に形成できまたはフィルタおよびレンズフィルタの形状にプレス成形できなければならない。
【０００４】
従って、タングステン−ハロゲンランプ外囲器の大量生産に適当であり、同時にランプの作動に必要な特性を示すために、アルカリ土類アルミノケイ酸塩ガラスに多くの研究が集中されてきた。
【０００５】
米国特許第３,４９６,４０１号（ダンボー(Dumbaugh)）には、特にタングステン−ヨウ化物ランプに関するタングステン−ハロゲン白熱ランプの作動の基礎をなす基本機構が記載されている。米国特許第３,４９６,４０１号には、そのようなランプに外囲器として適当なアルカリ土類金属アルミノケイ酸塩ガラス組成物であって、酸化物基準の重量パーセントで表して、１０％−２５％のアルカリ土類金属酸化物、１３％−２５％のAl₂O₃、５５％−７０％のSiO₂、０％−１０％のB₂O₃、および０．１％未満のアルカリ金属酸化物から実質的になるガラス組成物が開示されている。
【０００６】
米国特許第３,９７８,３６２号（ダンボー等）には、７００℃より大きい歪点、少なくとも１００,０００ポアズの液体粘度、１５５０℃以下の操作可能な融解温度、１２００℃未満の液相線温度、および４８×１０^−７/℃から５５×１０^−７/℃までの範囲の熱膨張係数を示すタングステン−臭素ランプ外囲器のために設計されたガラスであって、ガラス組成が重量パーセントで、１４％−２１％のCaO、０％−５％のMgO、０％−７％のBaO、CaO+ MgO+ BaOが合計で少なくとも１９％、１３％−１６％のAl₂O₃、０％−１０％のSrOおよび/またはLa₂O₃および５８％−６３％のSiO₂から実質的になるガラスが開示されている。
【０００７】
米国特許第４,０６０,４２３号（トーマス(Thomas)）には、タングステン−ハロゲンランプのための外囲器の使用について特に設計された別の群のガラス組成物が記載されている。それらのガラスは、１２５０℃以下の液相線温度、少なくとも７２５℃の歪点、および約４２×１０^−７/℃から約４８×１０^−７/℃までの膨張係数を示すものとして特徴付けられる。従って組成物は、酸化物基準の重量パーセントで表して、５５％−６８％のSiO₂、１５％−１８％のAl₂O₃、６％−１３％のCaO、および６％−１６％のBaOから実質的になり、Al₂O₃：CaO+BaOの重量比が約０．６：１から約１：１までであることを特徴とする。
【０００８】
米国特許第４,２５５,１９８号（ダニエルソン等(Danielson et al.)）には、タングステン−ハロゲンランプ中でモリブデン金属にシールするのに適しており、７３０℃を超える歪点、少なくとも４０,０００ポアズの液相線粘度、室温で３５０PPMを超えない軸方向圧縮および５００℃で１５０PPMを超えない軸方向圧縮または張力、４３×１０^−７/℃から４８×１０^−７/℃までの範囲の熱膨張係数を有するガラスが開示されている。該ガラスは、酸化物基準の重量パーセントで表して、６２％−６４％のSiO₂、１４％−１６％のAl₂O₃、１０％−１３％のCaO、および７％−９％のSrOから実質的になる組成を有する。
【０００９】
米国特許第４,３０２,２５０号（ダニエルソン）には、タングステン−ハロゲンランプに外囲器として使用するためのガラスであって、７５０℃より高い歪点、少なくとも４０,０００ポアズの液体粘度、１３００℃以下の液相線温度および４８×１０^−７/℃から５５×１０^−７/℃までの範囲の熱膨張係数を示し、重量パーセントで、１１％−１４％のCaO、０％−４％のSrOと０％−５％のBaOとから実質的になる２％−６．５％のSrO+BaO、１６．５％−１８．５％のAl₂O₃、および６４％−６８％のSiO₂から実質的になるガラスが開示されている。
【００１０】
米国特許第４,６０５,６３２号（エルマー(Elmer)）には、タングステン−ハロゲンランプのための外囲器の生産のための高シリカガラスであって、重量で、１％−２．５％のAl₂O₃、０．２５％−１％のCaO、０．１％−０．２５％のNa₂Oおよび/またはK₂O、２．５％−３．５％のB₂O₃、０．１５％−０．３％のF、および残りの量のSiO₂から実質的になる高シリカガラスが開示されている。
【００１１】
米国特許第４,３９４,４５３号（ダンボー）には、タングステン−ハロゲンランプに適当なガラス組成物であって、酸化物基準の重量パーセントで表して、６０±１．５％のSiO₂、１７．０±１％のAl₂O₃、５．０±０．８％のB₂O₃、１１．４±０．８％のCaO、および７．５±０．８％のMgOから実質的になるガラス組成物が記載されている。開示されたガラスの物理的性質は、少なくとも６７０℃の歪点、４２×１０^−７/℃から４５×１０^−７/℃までの熱膨張係数、１１００℃以下の液相線温度、および２０,０００ポアズより大きい液体粘度である。
【００１２】
米国特許第４,４０９,３３７号（ダンボー）には、６６５℃を超える歪点、１１２５℃以下の液相線温度、少なくとも５０,０００ポアズの液体粘度、および約４２×１０^−７/℃から約４６×１０^−７/℃までの範囲の熱膨張係数を示すタングステン−ハロゲンランプのためのガラスであって、組成が、酸化物基準の重量パーセントで、５６％−５９％のSiO₂、１６％−１７％のAl₂O₃、４．５％−５．２５％のB₂O₃、７．５％−９．２５％のCaO、５．５％−６．２５％のMgO、および５％−９％のMgOから実質的になり、SiO₂+Al₂O₃の合計が約７５％を超えず、SiO₂:Al₂O₃の重量比が約３．１から約３．７までの範囲に維持され、CaO:MgOの重量比が約１．２から約２．０までの範囲に保たれるガラスが開示されている。
【００１３】
米国特許第４,６９３,９８７号（ダニエルソン）には、特にモリブデン金属導線が使用される場合においてタングステン−ハロゲンランプに外囲器として使用するためのガラスであって、７１８℃から７２５℃までの範囲の歪点、少なくとも５０,０００ポアズの液体粘度、１１４５℃−１１８０℃以下の液相線温度および４６．２×１０^−７/℃から５０．１×１０^−７/℃までの範囲の熱膨張係数を有し、重量パーセントで、１０．７％−１１．９％のCaO、９．１％−１３．１％ のBaO、１４．６％−１５．１％のAl₂O₃、および６０．５％−６２．４％のSiO₂から実質的になるガラスが開示されている。
【００１４】
ここでランプ色温度とも称される相関色温度(CCT)は、照明産業においてランプの色彩を表し比較するために使用される。CCTは、感知した色が与えられた光源の色に最も近似する黒体放射体の温度を称する。黒体の温度が上がると、その色は鈍い赤から明るい赤、次にオレンジ、黄、白そして最後には青に変化する。従って、より低い温度はより長い波長および“より暖かい”色を意味し；より高い温度はより短い波長および“より冷たい”色を意味する。特に、通常の自動車のタングステン−ハロゲンランプは暖かい色であり、２８００Kから３２００Kまでの範囲のCCTを示す；この数値は、タングステン−ハロゲンランプが、５６０nmから７００nmまでの範囲のスペクトルの黄色から赤色までの波長領域において多く発光し、４００nmから５６０nmまでの範囲のスペクトルの青色から緑色までの波長領域においては発光が少ないという事実により与えられる。タングステン−ハロゲンランプのCCTを上げる１つの方法は、より長い波長領域（黄色から赤色まで）における可視線の小さいパーセンテージを選択的に吸収し、同時により短い波長領域（青色から緑色まで）において完全に透過させることである。色温度に関して、エネルギーのこれらのより高い波長を吸収するまたは“減ずる”ことにより、CCTにおいてより高い温度へのシフトが生じる。より長い波長を吸収する方法は、元素の酸化材料、特にネオジム酸化物の形態でガラス外囲器に特定の陽イオンを加えることである。
【００１５】
ネオジム含有ガラスは既知である。航空および航海の分野で使用されてきたことが歴史上知られている。ガラス着色物質として長い間認識されてきた、希土類元素であるネオジムは、可視および不可視領域の両方に広がる吸収スペクトルを有し、実際には変化せずにガラスに移行する。ネオジムの光の主な吸収は、５６８nmから５９０nmまでの範囲の可視スペクトルの黄色の領域内であることも知られている。ネオジム含有ガラスを通して観察される照明された物体は、黄色の吸収により赤色および緑色の色合いが強調されるために、周囲の環境の中で非常にはっきりと見える。
【００１６】
最近、米国特許第５,５４８,４９１号（カーペン(Karpen)）において、夜間に接近する車の見えにくさを減少させる自動車のヘッドライトを生産するためのネオジム含有ガラスが開示された。カーペンは、白熱ランプのためのネオジム含有ソーダ石灰シリカガラス、およびタングステン−ハロゲンランプのためのネオジム含有ホウケイ酸またはシリカガラスを開示している。５重量％から３０重量％までの範囲のネオジム酸化物が開示されているが、特定のガラス組成物は提供されていない。
【００１７】
米国特許第４,３１５,１８６号（ヒラノ等）には、反射鏡部分に融合されたネオジム含有フロントレンズ部分を有する反射電気ランプが開示されている。フロントレンズ部分だけは、Nd₂O₃が０．５重量％から５重量％までを占めるネオジム含有ガラスから作成される。ここでも特定のガラス組成物は開示されていない。ホウケイ酸ガラスは、フロントレンズミラーの作成に適当なガラス材料の１つの実施例として与えられている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術ができなかったことであり本発明が提供するものは、Nd₂O₃と組み合わせると最適のタングステン−ハロゲンランプ構成物を与え、従って成功したおよび最適なランプ作動に必要な物理的性質を提供し、同時にCCTを３２００K以上、好ましくは３４００K以上に増加させるアルカリ土類アルミノケイ酸塩系内の組成物の範囲である。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、タングステンハロゲンランプ外囲器、並びにタングステンハロゲンランプとともに使用するガラスフィルタおよびガラスフィルタレンズのためのネオジム含有ガラス組成物であって、組成が、酸化物基準の重量パーセントで、５０％−６２％のSiO₂、１０％−１７％のAl₂O₃、０％−６％のB₂O₃、３．６％−１０％のCaO、０％−７．５％のMgO、０．１％−０．３％のSrO、２．４％−１８％のBaO、０％−１％のZnO、１％−８％のNd₂O₃から実質的になるネオジム含有ガラス組成物に関する。従って、以下の物理的性質：約６６５℃から約７５０℃までの範囲の歪点、２５℃から歪点より５℃高いガラス塑性変形点までにおける約４９×１０^−７/℃から約５９×１０^−７/℃までの範囲の熱膨張係数、約１３２０℃以下の液相線温度、約２，０００ポアズより大きく約１７０,０００ポアズまでの液相線温度における粘度、および１．２mmの厚さのガラス片について約５％から約６０％までの５８５nmにおける透過率を示すことが上記範囲のガラス組成物の主な目的である。
【００２０】
本発明によると、好ましいガラス組成は、酸化物基準の重量パーセントで表して、５３％−５７％のSiO₂、１３％−１６．５％のAl₂O₃、０％−５．８％のB₂O₃、５．３％−７．７％のCaO、０％−７．４％のMgO、０．１％−０．３％のSrO、７．７％−１８％のBaO、０％−０．７％のZnO、１．５％−４．５％のNd₂O₃から実質的になる。従って、以下の物理的性質：約６６５℃から約７３０℃までの範囲の歪点、約４９×１０^−７/℃から約５９×１０^−７/℃までの範囲の熱膨張係数、約１２５０℃以下の液相線温度、約３０,０００ポアズより大きい液相線温度における粘度、および１．２mmの厚さのガラス片ついて約１８％から約６０％までの５８５nmにおける透過率を示すことがこの好ましい範囲のガラス組成物の主な目的である。
【００２１】
本発明の別の目的は、好ましいガラス組成物から調製されるガラス外囲器、ガラスフィルタレンズ、またはガラスフィルタを含有するタングステンハロゲンランプにより示される、Nd₂O₃を含有しない同様のガラスより約３％から約７％まで高いランプ色温度の増加にある。
【００２２】
本発明のさらなる目的は、好ましいガラス組成物から調製されるガラス外囲器、ガラスフィルタレンズまたはガラスフィルタを含有するタングステンハロゲンランプにより示される、約１０％未満に制限された全可視ルーメンまたは燭光の損失にある。
【００２３】
本発明のさらなる特徴および利点は、以下の詳細な説明で示され、一部は、ここに記載される本発明の実施により当業者にとっては容易に理解され認識されるであろう。
【００２４】
ここに提供される前述の一般論および以下の詳細な説明と実施例は、どちらも単に本発明の具体例であり、請求項に示される本発明の性質および特徴の理解のための概観または構成を提供することを意図するものであることを理解しなければならない。
【００２５】
【発明の実施の形態】
表１および表２は、それぞれ、多数のガラス組成物および本発明の範囲を定義するこれらのガラスにより示される物理的性質を示す。
【００２６】
【表１】

【表２】

【表３】

【表４】

表１においては、個々の成分の合計が約１００であるので、全ての実質的な目的のために、記録された数値は重量パーセントを反映すると考えてよい。実際のバッチの成分は、酸化物または他の化合物のようないかなる材料を含んでもよく、それらはともに融解されて適当な割合で所望の酸化物に転化される。説明のために、CaCO₃は、CaOの供給源として利用できる。
【００２７】
バッチの材料を混合し、均質な融解物の生成を補助するようにともにボールミルにかけ、白金のるつぼに入れた。るつぼを炉の中に配置し、バッチを約１６時間に亘り、約１６００℃から約１６５０℃までで融解した。次にバッチを炉から取り出した。７２０℃から７８０℃までの範囲の温度でなましを行い、続いてゆっくりと室温まで冷却した。
【００２８】
表２において、示されている物理的性質は、歪点、熱膨張係数、液相線温度、および液相線温度における粘度である。歪点は、摂氏温度(℃)で記録されている。熱膨張係数は、２５℃からガラス塑性変形点（歪点より５℃上）までの範囲で測定され、（×１０^―７/℃）によって記録されている。液相線温度は摂氏温度(℃)で記録され、液相線温度における粘度は（１０^３ポアズ）で記録されている。透過率もまた提供され、５８５nmの波長で示される；透過率のパーセントを測定するための全ての試料は、１．２mmの厚さでテストされた。
【００２９】
歪点は、ランプ作動中にガラスにより示される熱耐性、並びにガラス対金属のシールにおいて応力が生じ始めるのに近い温度を示す。高温ランプ外囲器の作成に適当なガラスは、少なくとも６６０℃の歪点を有さなければならない。
【００３０】
ガラスの熱膨張は、ランプの基部におけるモリブデン導線へのガラスのシーリングに関する重要なパラメータである。ガラス対金属シールに最もよい応力範囲を提供するために、ガラス塑性変形点（歪点より５℃上）におけるガラスおよび金属の熱膨張は、ランプ導線に沿うガラス対金属シールにおける高応力の発生を避けるのに十分近くなければならない。タングステン−ハロゲンランプの場合には、不釣合いの歪を生じさせる熱膨張の相違が５００ppm未満に押さえられる場合にモリブデン金属導線へガラスが良くシールされる。６６０℃から７５０℃までの範囲の歪点を有するガラスについては、歪の不釣合いを生じさせる熱膨張は、熱膨張係数（室温−塑性変形点温度）が４９×１０^−７/℃から５９×１０^−７/℃までの範囲であるとき、５００ppm未満である。モリブデンの熱膨張係数は、タングステン−ハロゲンランプ外囲器に使用されるアルミノケイ酸塩ガラスの塑性変形点温度の範囲中の約５４×１０^−７/℃である。
【００３１】
液相線温度は、ガラスが非常にゆっくりと冷却される場合に結晶が生じ始める最高温度である。この温度で長い間保たれたガラスは、結晶化または失透する。通常、液相線温度が低くなると、粘度が高くなるのでガラスは失透に対しより耐性になる。ベロー管引き工程は、良い寸法特性を有する管を形成するために、ガラスが約３０,０００ポアズより大きい粘度を有することを必要とする。管引き形成中の失透を避けるために、液相線温度におけるガラスの粘度は約３０,０００ポアズより大きくなければならない。ダンナー管引き工程は、よりゆっくりとした生産速度を有するが、２，０００ポアズから７，０００ポアズまでの粘度ほど低くてもガラス管を形成することができ、ガラスは約１０００ポアズ以上の粘度でプレス成形できる。
【００３２】
アルミノケイ酸塩ガラスにおいても、約１２５０℃より大きいガラスの液相線温度は通常、均質なガラスを作成するために必要な融解温度もまた非常に高くなければならないことを示すので、ガラス融解炉はそのような高温のガラスにより急速に腐食される。再構築の間炉の運転が短いために、そのようなガラスを製造するのが不経済になるであろう。
【００３３】
例１は比較例として提供されており、ネオジム酸化物を含有しない。例２から例４４までは発明に関するものであり、本発明の範囲を提供する。
【００３４】
本発明のガラス組成の範囲は、酸化物基準の重量パーセントで、５０％−６２％のSiO₂、１０％−１７％のAl₂O₃、０％−６％のB₂O₃、３．６％−１０％のCaO、０％−７．５％のMgO、０．１％−０．３％のSrO、２．４％−１８％のBaO、０％−１％のZnO、１％−８％のNd₂O₃から実質的になる。この範囲にあるガラス組成物は、以下の物理的性質：約６６５℃から約７５０℃までの範囲の歪点、約４９×１０^−７/℃から約５９×１０^−７/℃までの範囲の熱膨張係数、約１３２０℃以下の液相線温度、約２，０００ポアズより大きく少なくとも約１７０,０００ポアズまでである液相線温度における粘度、および１．２mmの厚さのガラス片について約５％から約６０％までの５８５nmにおける透過率を示す。
【００３５】
表１中の例の組成の大部分は、ランプ外囲器として使用されるために必要な熱膨張および歪点の範囲を満たすが、例３６および例３８から例４１までのようないくつかのガラスは１２５０℃以上の液相線温度を有するので、融解槽の超耐熱性ライニングの過度の腐食のために、通常のベロー管引き工程により作成できない。さらに、例３７は、１２４０℃の液相線温度における通常の管引き工程により作成できる境界線である。例２６、例２７、例２９、および例３１から例３３までは、液相線温度において非常に低い粘度（約３０,０００ポアズ以下）を有するので、ベロー管引き工程により作成できない。例２６、例２７、例２９、例３１から例３３まで、および例３６から例４１までのような、ベロー管引き工程用ではない組成物を含むガラスランプ外囲器を生産する別の方法としては、ダンナー管引き工程、割り型プレス成形および吹込成形工程が挙げられるがそれに限定されない。タングステンハロゲンランプとともに使用し本発明の組成物から作成されるガラスフィルタレンズおよびガラスフィルタは通常、プレス成形、または類似する工程により作成される。
【００３６】
図１には、例１２、例１０、例１６および例１８の、それぞれ１．７重量％、４．２重量％、６重量％、および８重量％のレベルにおけるNd₂O₃の関数として、並びに０．０％のNd₂O₃を含有する比較例１の関数として本発明の選択されたガラス組成物の紫外線および可視透過スペクトルを示すグラフが示されている。表３は、上述のNd₂O₃レベルを有するフィルタガラスがNd₂O₃を含有しない同じ基材ガラスと比較して前に配置されている場合の、ハロゲンランプの３つのサイズについてのCCTの増加を示す。Nd₂O₃含有量の関数としてCCTを増加させるのは、ガラス中の吸収からの色座標（x-彩度、y-彩度）のシフトである。図１に示されているように、黄色光のかなり大きい量がNd₂O₃により５８０nmの領域において吸収され、これは色度およびCCTの変化を抑える。フィルタのNd₂O₃を含有する３つのランプ形態についてのCCTの増加のパーセンテージが、表３において括弧中に記載されている。
【００３７】
【表５】

しかしながら、図１が示すように、約４３０nm、約４７５nm、約５１１nm、約５２５nm、約６８３nm、約７３６nmおよび約７５０nmの他の可視波長に集中した追加の吸収もあるので、特にガラス中のNd₂O₃のより高いレベルにおいて、５８０nmの領域の吸収に加えて全可視光（４００nmから７６０nmまで）の吸収も増加する。これは、Nd₂O₃ガラス含有外囲器で作成されたランプは、全体の光をより少なく透過する、すなわちルーメン損失因子があることを意味する。
【００３８】
表４は、これらの同じフィルタガラスを有する９００４タングステン−ハロゲンランプについて相対的な燭光の単位で測定された放射測定を示す。８重量％のNd₂O₃ガラスフィルタは、Nd₂O₃を含有しないガラスと比較して、燭光またはルーメンの１４．８％の損失（％CP損失または％ルーメン損失）を引き起こす。より多量に、すなわち約６重量％より大きいレベルで、特に約８重量％より大きいレベルでNd₂O₃を含有する外囲器を有するランプは、道路および周囲に光を十分に投射するために、この高ルーメン損失因子を補うより強力な発光のためのかなり特別なフィラメント構造を有する必要があるので、この発見は特に適切である。しかしながら、そのためにランプの寿命が非常に短くなり得るので、より強いフィラメント発光を必要とすることにも欠点がある。従って、％CPまたは％ルーメン損失を最小にするために、ランプに使用されるガラス組成物中に存在するNd₂O₃の最適量は、好ましくは約６重量％未満、およびより好ましくは約１．５重量％から約４．５重量％までである。
【００３９】
【表６】

図２には、１．７重量％、６重量％、および８重量％のレベルにおける、Nd₂O₃の関数として本発明の選択されたガラス組成物の赤外線透過スペクトルを示すグラフが示されている。ここでもグラフは、Nd₂O₃のより高いレベル、すなわち約６重量％から約８重量％までにおいて、ガラスはより多量の赤外線光エネルギーを吸収することを示す。赤外線エネルギー吸収の増加はガラス外囲器の温度を増加させるので、特に小さいランプにおいて、ガラスがゆっくりと変形することによりガラスの歪点が近づき、作動中のランプの熱耐性を減少させると考えられる。従って、それに関する過度の赤外線吸収力の問題を最小にするために、同じものを含むガラスランプ外囲器において使用されるガラス組成物中に存在するNd₂O₃の最適量は、好ましくは６重量％未満であり、より好ましくは約１．５重量％から約４．５重量％までである。
【００４０】
図１および図２、並びに表４に示される発見により、高レベル、すなわち約５重量％より高いNd₂O₃のレベルにおいては、約１０％より大きいルーメンまたはCP損失因子があると思われる。さらに、より小さい直径のランプの作動中のガラスの温度はガラスの歪点に近づく可能性があり、従ってランプ外囲器の熱耐性を減少させる。
【００４１】
上述のように、本発明の目的は、タングステン−ハロゲンランプのCCTを３２００K以上、最も好ましくは３４００K以上まで増加させる範囲のアルカリ土類アルミノケイ酸塩系のガラス組成物を提供することにある。上述のように、CCTはNd₂O₃の増加とともに増加する。しかしながら、図１および図２、並びに表４に示されているように、約５重量％より大きい、特に約６重量％から約８重量％までのNd₂O₃のレベルは、ランプから発光されるルーメンの減少、並びにガラス外囲器の温度の増加という不利益を有する。しかしながら、約５重量％より大きいNd₂O₃、特に約６重量％から約８重量％までのNd₂O₃を含有する本発明によるガラス組成物は、Nd₂O₃の最適範囲を示さないが、表３に示されるように３４００K以上のタングステン−ハロゲンランプのCCTを有利に増加させるということに注意すべきである。
【００４２】
従って、最も理想的なランプの作用については、最も好ましいガラス組成物が、酸化物基準の重量パーセントで表して、５３％−５７％のSiO₂、１３％−１６．５％のAl₂O₃、０％−５．８％のB₂O₃、５．３％−７．７％のCaO、４．９％−７．４％のMgO、０．１％−０．３％のSrO、７．７％−８．５％のBaO、０％−０．７％のZnO、１．５％−４．５％のNd₂O₃から実質的になることが決定された。ガラス組成物のこの最も好ましい範囲は、以下の物理的性質：約６６５℃から約７３０℃までの範囲の歪点、約４９×１０^−７/℃から約５９×１０^−７/℃までの範囲の熱膨張係数、１２５０℃以下の液相線温度、３０,０００ポアズより大きい液相線温度における粘度、および１．２mmの厚さのガラス片について１８％から６０％までの範囲の５８５nmにおける透過率を示す。
【００４３】
本発明の好ましい実施の形態が示されてきたが、様々の変更および変形が、本発明の意図および範囲から外れずに可能であることは、当業者にとって自明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】１．２mmの厚さのガラス片についてのネオジム酸化物含有量の関数として本発明のガラスの紫外線および可視透過スペクトルを示すグラフ
【図２】１．２mmの厚さのガラス片についてのネオジム酸化物含有量の関数として本発明のガラスの赤外線透過スペクトルを示すグラフ

Claims (16)

1. タングステンハロゲンランプのための外囲器として適当なガラス組成物であって、酸化物基準の重量パーセントで、５０％−６２％のSiO₂、１０％−１７％のAl₂O₃、０％−６％のB₂O₃、３．６％−１０％のCaO、０％−７．５％のMgO、０．１％−０．３％のSrO、２．４％−１８％のBaO、０％−１％のZnO、１％−８％のNd₂O₃から実質的になり、６６５℃から７５０℃までの範囲の歪点、２５℃から歪点より５℃高い塑性変形点までの４９×１０^−７/℃から５９×１０^−７/℃までの範囲の熱膨張係数、１３２０℃以下の液相線温度、２,０００ポアズより大きい液相線温度における粘度、および１．２mmの厚さについて５％から６０％までの５８５nmにおける透過率を示すことを特徴とするガラス組成物。
2. 酸化物基準の重量パーセントで表して、Nd₂O₃の量が１．５％から６％までであることを特徴とする請求項１記載のガラス。
3. 前記ガラス組成物から調製されたガラス外囲器を含有するタングステンハロゲンランプについてのランプ色温度が、Nd₂O₃を含有しない同様のガラスより３％から７％まで増加され、全可視ルーメンの損失が１０％未満に制限されることを特徴とする請求項１記載のガラス。
4. 前記ガラスが、酸化物基準の重量パーセントで表して、５３％−５７％のSiO₂、１３％−１６．５％のAl₂O₃、０％−５．８％のB₂O₃、５．３％−７．７％のCaO、０％−７．４％のMgO、０．１％−０．３％のSrO、７．７％−１８％のBaO、０％−０．７％のZnO、１．５％−４．５％のNd₂O₃から実質的になり、６６５℃から７３０℃までの範囲の歪点、１２５０℃以下の液相線温度、３０,０００ポアズより大きい液相線温度における粘度、および１．２mmの厚さについて１８％から６０％までの範囲の５８５nmにおける透過率を示すことを特徴とする請求項１記載のガラス。
5. 前記ガラス組成物から調製されたガラス外囲器を含有するタングステンハロゲンランプについてのランプ色温度が、Nd₂O₃を含有しない同様のガラスより３％から７％まで増加され、全可視ルーメンの損失が１０％未満に制限されることを特徴とする請求項４記載のガラス。
6. ガラス組成物から調製されるタングステンハロゲンランプに適当なガラス外囲器であって、該ガラス組成物が、酸化物基準の重量パーセントで表して、５０％−６２％のSiO₂、１０％−１７％のAl₂O₃、０％−６％のB₂O₃、３．６％−１０％のCaO、０％−７．５％のMgO、０．１％−０．３％のSrO、２．４％−１８％のBaO、０％−１％のZnO、１％−８％のNd₂O₃から実質的になり、６６５℃から７５０℃までの範囲の歪点、２５℃から歪点より５℃高い塑性変形点までの４９×１０^−７/℃から５９×１０^−７/℃までの範囲の熱膨張係数、１３２０℃以下の液相線温度、２,０００ポアズより大きい液相線温度における粘度、および１．２mmの厚さについて５％から６０％までの５８５nmにおける透過率を示すことを特徴とするガラス外囲器。
7. 酸化物基準の重量パーセントで表して、Nd₂O₃の量が１．５％から６％までであることを特徴とする請求項６記載のガラス外囲器。
8. 前記ガラス外囲器を含有するタングステン−ハロゲンランプのランプ色温度が、Nd₂O₃を含有しない同様のガラスより３％から７％まで増加され、全可視ルーメンの損失が１０％未満に制限されることを特徴とする請求項６記載のガラス外囲器。
9. 前記ガラス組成物が、酸化物基準の重量パーセントで表して、５３％−５７％のSiO₂、１３％−１６．５％のAl₂O₃、０％−５．８％のB₂O₃、５．３％−７．７％のCaO、０％−７．４％のMgO、０．１％−０．３％のSrO、７．７％−１８％のBaO、０％−０．７％のZnO、１．５％−４．５％のNd₂O₃から実質的になり、６６５℃から７３０℃までの範囲の歪点、１２５０℃以下の液相線温度、３０,０００ポアズより大きい液相線温度における粘度、および１．２mmの厚さについて１８％から６０％までの５８５nmにおける透過率を示すことを特徴とする請求項６記載のガラス外囲器。
10. 前記ガラス外囲器を含有するタングステン−ハロゲンランプのランプ色温度が、Nd₂O₃を含有しない同様のガラスより３％から７％まで増加され、全可視ルーメンの損失が１０％未満に制限されることを特徴とする請求項９記載のガラス外囲器。
11. ガラス組成物から調製されるタングステンハロゲンランプに適当なガラスフィルタであって、該ガラス組成物が、酸化物基準の重量パーセントで表して、５０％−６２％のSiO₂、１０％−１７％のAl₂O₃、０％−６％のB₂O₃、３．６％−１０％のCaO、０％−７．５％のMgO、０．１％−０．３％のSrO、２．４％−１８％のBaO、０％−１％のZnO、１％−８％のNd₂O₃から実質的になり、６６５℃から７５０℃までの範囲の歪点、２５℃から歪点より５℃高い塑性変形点までの４９×１０^−７/℃から５９×１０^−７/℃までの範囲の熱膨張係数、１３２０℃以下の液相線温度、２,０００ポアズより大きい液相線温度における粘度、および１．２mmの厚さについて５％から６０％までの５８５nmにおける透過率を示すことを特徴とするガラスフィルタ。
12. 酸化物基準の重量パーセントで表して、Nd₂O₃の量が１．５％から６％までであることを特徴とする請求項１１記載のガラスフィルタ。
13. 前記ガラスフィルタを含有するタングステン−ハロゲンランプのランプ色温度が、Nd₂O₃を含有しない同様のガラスより３％から７％まで増加され、全可視ルーメンの損失が１０％未満に制限されることを特徴とする請求項１１記載のガラスフィルタ。
14. 前記ガラス組成物が、酸化物基準の重量パーセントで表して、５３％−５７％のSiO₂、１３％−１６．５％のAl₂O₃、０％−５．８％のB₂O₃、５．３％−７．７％のCaO、０％−７．４％のMgO、０．１％−０．３％のSrO、７．７％−１８％のBaO、０％−０．７％のZnO、１．５％−４．５％のNd₂O₃から実質的になり、６６５℃から７３０℃までの範囲の歪点、１２５０℃以下の液相線温度、３０,０００ポアズより大きい液相線温度における粘度、および１．２mmの厚さについて１８％から６０％までの５８５nmにおける透過率を示すことを特徴とする請求項１１記載のガラスフィルタ。
15. 前記ガラスフィルタを含有するタングステン−ハロゲンランプのランプ色温度が、Nd₂O₃を含有しない同様のガラスより３％から７％まで増加され、全可視ルーメンの損失が１０％未満に制限されることを特徴とする請求項１４記載のガラスフィルタ。
16. 前記ガラスフィルタがレンズであることを特徴とする請求項１１記載のガラスフィルタ。

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