【2021年版】フィラメントメーカー4社一覧

フィラメントのメーカー4社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。

フィラメントとは？
フィラメントのメーカー4社一覧

フィラメントとは

フィラメント

フィラメントとは、白球電球などの照明機器の、発光する部分のことを指します。
ガラス球の内部にある細長い線状の抵抗体のことで、ここに電流が流れることによって熱放射が起こって発光します。
発明当初はフィラメントの素材に炭素が使われていたため、区別して炭素電球などと呼びますが、現在ではほとんどの場合でタングステンという金属が使用されています。

フィラメントの使用用途

フィラメントの用途は、白熱電球などの照明用電球の光源として使用されています。
白熱電球には、ハロゲン電球やミニクリプトン電球、蛍光電球などの様々な種類があり、これらはガラス球の内部に充填されているガスなどが違います。
白熱電球はこれらの種類によって、光の発色や強さが異なります。
一般に、フィラメントは細い巻線状になった形状をしており、二重コイルになっているものなど、製品の用途によって、形状が異なっています。
近年では、白熱電球はエネルギー効率が悪いという理由から、代わりの利かないハロゲン電球やミニクリプトン電球以外の白熱電球は生産が中止となっているものもあります。このようなエネルギー効率の観点から、フィラメント部分に細い線上にしたLEDを用いた製品などもあります。

フィラメントの原理

ここで、白熱電球におけるフィラメントフィラメントの原理について説明します。
白熱電球は、フィラメントに電流を流すことによって抵抗が起きてジュール熱を生じさせ、フィラメントが加熱されることで熱放射して発光する原理を用いています。したがって、長時間利用可能な電球にするためには、フィラメントは抵抗が強く、熱に強い素材である必要があります。そうでないと、フィラメント自体が熱に耐えられずに燃えてしまったり、疲労してしまったりして、光源として使えなくなってしまうためです。
タングステンは金属元素の中で、融点が最も高く、3,380度まで溶けることがないので、ジュール熱によって高温になっても溶けることがありません。したがって、フィラメントにはよくタングステンが用いられるのです。

竹のフィラメント

1879年、エジソンが実用的な白熱電球を発明したことは有名です。その当時、フィラメント材料として使用されていたのは日本の竹でした。竹は繊維が太く、丈夫で長持ちするので、フィラメント材料に適していました。

電球開発当初、エジソンは木綿糸に煤とタールを塗って炭素化させたフィラメントを使用し、電球を40時間継続して点灯させることに成功していました。しかしながら、実用性を考慮すると、もっと長く点灯し続ける電球の開発が必要不可欠でした。そのため、紙や糸などの身近にある様々な材料をフィラメントにして、点灯時間を調べる実験を繰り返していました。その過程で、日本からのお土産の扇子を見つけ、その骨組として使用されている竹をフィラメントにして電球をつくりました。その電球で点灯実験を行うと、今までの材料よりも点灯時間が長くなり、実用性のあるレベルまで到達することがわかりました。

その後、エジソンはフィラメントに最適な竹を探すために、世界中の様々な種類の竹を使って点灯実験を進めていきました。そして、日本の京都産の八幡竹を使うと、平均1000時間以上点灯し続けることがわかり、実用化するに至りました。

フィラメント糸とスパン糸

フィラメントという言葉は電球の光源部分を指すときに使用しますが、絹のように連続した長い繊維のことをフィラメント糸といいます。フィラメント(英語: filament)は、元々繊維状のものを意味する英単語です。一方で、綿糸のように短い繊維同士を平行にしてそろえて、撚りを加えて一本の糸に紡績したものをスパン糸といいます。

フィラメント糸には、モノフィラメントとマルチフィラメントの2種類があります。前者は、釣り糸のように長い一本の糸のことをいいます。後者は、数十本の糸を撚り合わせて1本の糸にしたものをいいます。天然繊維では絹糸が該当します。蚕が吐き出した繭を解いたものが生糸、それをきれいにしたものが絹糸です。

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フィラメントの使用用途

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竹のフィラメント

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