專利名稱：包括用氧化鐵顏料涂布的燈的有色信號照明器具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有色照明器具，尤其是用于汽車的有色信號照明器具，該器具包括燈和罩，其中該燈包括有一層氧化鐵顏料涂層的燈泡。
有色照明器具被用于汽車的不同位置，例如，在那里它們被用做剎車燈、轉(zhuǎn)向信號燈和霧燈。通常，有色照明器具中燈的燈泡是由透明玻璃制成的，該該燈位于有色的、通常為紅色或黃色的照明器具罩下面。對于有色照明器具來說，最近的趨勢是在無色的或均勻的灰色的罩下面應(yīng)用有色燈。這就可以在統(tǒng)一的罩下面安裝不同顏色的信號燈來獲得完整的燈具。
這種在無色或一律為灰色的罩下面安裝有色燈的照明器具，使其對整個前后照明器具可實現(xiàn)靈活的、引人注目的光學(xué)設(shè)計。另外，這種照明器具也比具有多種顏色殼體或多種顏色罩的照明器具要便宜，應(yīng)用這些照明器具可以使交通更安全，因為由于白天燈光的“開”和“關(guān)”的狀態(tài)的不同，能夠通過包括安裝在無色或一律為灰色的罩下面的有色燈的燈具來輕易地辨別。
原則上，有色燈上的有色、含有顏料的燈泡涂層可以由有機或無機顏料來制備。公知的包括紅色和黃色無機顏料的燈泡涂層是長時間穩(wěn)定的，然而，需要保留其彩色值。例如，JP52063235中公開了一種用在燈泡上的靜電涂層，包括具有平均粒徑為0.2-2.0μm的氧化鐵粉末和20-95％重量的氧化硅粉末。燈泡涂層包括有機顏料，如JP-A-60116958中公開的包括色素族的紅色顏料的涂層，能夠按照顏色調(diào)節(jié)來優(yōu)化，然而，在一段時間后它們會變黃。
在工業(yè)的許多其它分支中，有一種將汽車燈中照明設(shè)備制造得越來越小的趨勢。人們試圖減小汽車中使用的整個照明設(shè)備的尺寸和，如使信號照明器具統(tǒng)一成為頭燈。然而，在這種照明部件中，燈暴露于更高的熱負(fù)荷中。
本發(fā)明的目的是為了提供一種有色照明器具，包括燈和罩，其中燈包括含氧化鐵顏料涂層的燈泡，該照明器具使用壽命長，甚至在升高環(huán)境溫度的情況下，顏色調(diào)節(jié)最優(yōu)化，并能夠適用于汽車照明部件。
根據(jù)本發(fā)明，這個目的可以通過包括燈和罩的有色照明器具來達到，其中該燈包括涂布有氧化鐵顏料第一層、有機染色材料第二層和位于第一和第二層之間含有硅氧化合物的透明層的燈泡。由于氧化鐵顏料和有機染色材料的結(jié)合使用，能夠輕易獲得信號照明器具所需的標(biāo)準(zhǔn)彩色值，其中該標(biāo)準(zhǔn)彩色值是為歐洲制定的EC.E.和為美國制定的S.A.E.,然而當(dāng)僅使用一種顏料時是不可能獲得這種標(biāo)準(zhǔn)彩色值的。該含硅氧化合物的層增強了第一和第二層兩者之間的粘結(jié)，使得在一段時間內(nèi)顏色的改變較小，并由此獲得了具有比涂布由僅含一種顏料層的燈泡更長使用壽命的燈泡。在嚴(yán)格的操作條件下，在氧化鐵層中也沒有化學(xué)變化發(fā)生，這歸因于當(dāng)氧化鐵層作為內(nèi)層時所述層由覆蓋其上的兩層來保護的事實。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，優(yōu)選的是有機染色材料選自偶氮顏料、色素顏料、吡唑啉酮顏料和三芳甲烷顏料組中的一種顏料。
尤其優(yōu)選的是有機染色材料為金屬絡(luò)合染料。這些透明的金屬絡(luò)合染料能夠在很薄的層中獲得所需的標(biāo)準(zhǔn)彩色值。含有金屬絡(luò)合染料的層顯示出了與含有硅氧化合物的層極好的粘結(jié)性能。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，優(yōu)選的是氧化鐵顏料為赤鐵礦顏料。甚至當(dāng)該含有有機染色材料的層被破壞時，照明器具仍然產(chǎn)生與棕紅赤鐵礦色調(diào)相配的彩色信號光。
當(dāng)氧化鐵顏料為透明氧化鐵時，本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)中已知的情況是尤其有益的。特別的是當(dāng)溫度增加時黃至橙色的透明氧化鐵顏料能夠改變顏色。然而，含有硅氧化合物的透明層預(yù)防了這種顏色改變。另外，當(dāng)涂布結(jié)構(gòu)為含透明氧化鐵顏料的層位于表面，含有機染色材料層位于內(nèi)層的情況，氧化鐵層保護有機染色材料特別還有下面層中粘結(jié)劑免受紫外線輻射的影響，由此增加了燈的使用壽命。
另外，優(yōu)選的是包括含有硅氧化合物的透明覆蓋層的燈泡。當(dāng)在燈泡內(nèi)部涂布涂層時，覆蓋層可預(yù)防該涂層發(fā)生化學(xué)變化。如果將該涂層涂布在外表面，那么該覆蓋層形成了抗劃表面，它可使得在燈具生產(chǎn)過程中該燈泡的進一步工序變得更簡單。優(yōu)選的是應(yīng)用具有合適折射率的覆蓋層以減少含顏料層的散射。
本發(fā)明還涉及包括燈泡的燈具，該燈泡具有含氧化鐵顏料第一層，含有機染色劑第二層和含硅氧化合物的透明層組成的涂層，其中透明層位于第一和第二含顏料層之間。
本發(fā)明的這些和其它特征將根據(jù)以下實施方案來表現(xiàn)和闡明。
本發(fā)明的有色照明器具由燈和罩組成，其中該燈包括具有含氧化鐵顏料第一層，含有機染色劑第二層和透明層組成的涂層的燈泡，其中透明層位于第一和第二層之間并含有硅氧化合物。
涂層中層的順序可以是這樣的作為基材的燈泡首先涂布含氧化鐵顏料的層，然后涂布其它兩層。然而，層順序也可以是相反的，即作為基材的燈泡先用含有機染色劑的層涂布。依據(jù)燈的結(jié)構(gòu)形狀，涂層可以涂布在一個或多個壁上，即可在燈泡的內(nèi)壁和外壁上涂布。該燈泡還可以在外表面、在其它層的上面具有一含硅氧化合物的透明覆蓋層。
有色照明器具還可以裝備其它元件，例如連接工具，防塵、防損害和防潮工具，和能量供給元件，如燈座、導(dǎo)線、壓載物、起動機、點火裝置、接線端子。所需強光的光線分布和限制可通過反光鏡、透明或不透明結(jié)束槽、金屬或合成樹脂格柵、散射屏和棱鏡反射鏡來獲得。根據(jù)本發(fā)明的實施方案，該照明器具包括兩個或多個安裝在常見罩下面的有色燈，該罩可以是無色的也可以是灰色的。
對于第一含顏料層來說，所用的為氧化鐵顏料。氧化鐵顏料具有從黃色經(jīng)橙色到紅色，褐色和黑色的寬色譜。所用天然和合成氧化鐵顏料是由已知晶體結(jié)構(gòu)的明確的化合物組成的。隨著顆粒尺寸的增加，具有剛玉結(jié)構(gòu)的α-Fe2O3(赤鐵礦)顏色從亮紅色變?yōu)榘底仙?。具有尖晶石結(jié)構(gòu)的Y-Fe2O3(磁赤鐵礦)顏色為褐色。隨著顆粒尺寸的增加，具有一水硬鋁石結(jié)構(gòu)的α-FeOOH(針鐵礦)顏色從亮黃色變?yōu)樽攸S色。具有一水軟鋁石結(jié)構(gòu)的Y-FeOOH(纖鐵礦)顏色隨著顆粒尺寸的增加從黃色變?yōu)槌壬?。氧化鐵為鐵(Ⅲ)氧化物。具有尖晶石結(jié)構(gòu)的赤紫到黑色Fe3O4(磁鐵礦)只適合在特殊情況下應(yīng)用。
在下文中顏料和染色劑將根據(jù)其化學(xué)組成和/或彩色指數(shù)(C.I.)來表示，該指數(shù)是由染色工和配色師協(xié)會和美國紡織品化學(xué)家和配色師協(xié)會共同制定的。
透明黃色氧化鐵，C.I.顏料黃色4277492為具有一水硬鋁石結(jié)構(gòu)的α-FeOOH(針鐵礦)。如果進行加熱，就變?yōu)閮?yōu)選應(yīng)用透明呈褐紅色的α-Fe2O3(赤鐵礦)，C.I.顏料紅色10177491。橙色中間色光出現(xiàn)在短的溫度處理過程中。它們還可以通過混合黃色和紅色顏料來獲得。優(yōu)選的是，透明氧化鐵顏料以微細顆粒，晶粒尺寸為2nm＜d＜15nm的膠體來應(yīng)用以獲得透明層。
中間層包括硅氧化合物，例如無定形或結(jié)晶二氧化硅、石英、硅膠、硅酸或硅酸鹽，即硅酸的鹽或酯，尤其是原硅酸四乙酯(TEOS)。
第二層可以包括有機顏料，選自偶氮顏料、蒽醌顏料、吡唑啉酮顏料和三芳甲烷顏料。
偶氮顏料具有通常為R1N=NR2的結(jié)構(gòu)式，其中R1和R2為芳香族、雜芳族化合物殘基或亞甲基活性化合物衍生的殘基。優(yōu)選的是具有黃色、橙色、紅色或褐色色光的單偶氮顏料和重氮顏料。
蒽醌顏料為其基本結(jié)構(gòu)是由蒽醌衍生的顏料。這些顏料包括氨基蒽醌和羥基蒽醌顏料，雜環(huán)和聚碳環(huán)蒽醌顏料，例如蒽嘧啶、靛蒽酮、黃烷士酮、皮蒽酮、二苯并[cd,jk]芘-5，10-二酮和異紫蒽酮顏料。
吡唑啉酮顏料是含有作為偶聯(lián)組分的取代吡唑啉酮和聯(lián)苯胺或作為重氮組分的取代苯胺的偶氮顏料。
三芳甲烷顏料是具有陽離子三芳基碳正結(jié)構(gòu)的有機顏料，其中至少兩個芳香烴基由氨基取代。
第二層優(yōu)選的還可以包括金屬絡(luò)合染料，即有雙齒或多齒的螯合物形式的配體鏈接到中心金屬離子上，優(yōu)選的為Cr、Co、Cu或鎳。優(yōu)選的是偶氮化合物和酞菁染料(phtalocyanines)，它們的氧或氮原子參與螯合物鍵合。尤其優(yōu)選的是1∶1和1∶2鉻(Ⅱ)的絡(luò)合物，例如金屬絡(luò)合物染料SY 82和SY 56。該染料能夠以硝酸纖維素漆的形式涂布白熾燈，除了硝酸纖維素之外，該染料包括醇酸樹脂和三甲酚磷酸酯以及作為溶劑的二甲苯。
覆蓋層包括硅氧化合物，例如無定形或結(jié)晶二氧化硅、石英、硅膠、硅酸或硅酸鹽，即硅酸的鹽或酯，尤其是原硅酸四乙酯(TEOS)。另外，這個附加的覆蓋層可以是耐高溫、透明、無色漆或透明陶瓷層，例如Al2O3或琺瑯。
各個層能夠通過干涂法來制造，例如靜電沉積或靜電除塵，也可以是濕涂法，如浸涂或噴涂。
對于濕涂法來說，顏料必須分散在水、有機溶劑中，如果需要的話可結(jié)合分散劑、表面活性劑和防泡劑或粘結(jié)劑添加劑使用。根據(jù)本發(fā)明用于照明器具的合適粘結(jié)劑添加劑為有機或無機粘結(jié)劑，該粘結(jié)劑能夠在250℃的操作溫度下不分解、脆化或褪色。
對于無粘結(jié)劑顏料涂層，層的厚度在0.5到1μm的范圍內(nèi)足夠了。含粘結(jié)劑的層通常層厚度為1到50μm。
實施例為了生產(chǎn)燈泡涂層，首先將15.0wt.％透明氧化鐵顏料PR101、0.75wt.％作為分散劑的聚丙烯酸鈉，0.075wt.％作為防泡劑的聚乙烯丙烯氧化物的分散體在攪拌研磨機中與水進行濕研磨，直至燒結(jié)顏料被分散開。將凈化并烘焙過的燈泡浸入這種分散體中，然后在480℃下燒脫。將180g原硅酸四乙酯與2077g乙醇，146gln鹽酸和27ml陰離子表面活性劑混合。將預(yù)涂布燈泡浸入這種混合物中，在至少450℃下烘焙，以將原硅酸四乙酯轉(zhuǎn)化為二氧化硅層。然后，由此預(yù)處理的燈泡浸入25％在二甲苯中的SY 82溶液，該溶液含有比例為1∶0.5∶0.6的硝酸纖維素、醇酸樹脂和三甲酚磷酸酯，之后進行干燥。
涂布后的燈暴露于加速熱應(yīng)力測試中，在那里該燈持久暴露在250℃下。在500小時的過程中，顏色區(qū)域僅在由E.C.E和S.A.E.測定的顏色規(guī)定范圍內(nèi)有很小程度的變化。
權(quán)利要求
1．一種有色照明器具，包括燈和罩，其中該燈包括含氧化鐵顏料的第一層、含有機染色材料的第二層和位于第一和第二層之間的含有硅氧化合物的透明層組成的涂層的燈泡。
2．如權(quán)利要求1所述有色照明器具，其特征在于有機染色材料選自包括偶氮顏料、蒽醌顏料、吡唑啉酮顏料和三芳甲烷顏料的組中的一種顏料。
3．如權(quán)利要求1所述有色照明器具，其特征在于有機染色材料為金屬絡(luò)合染料。
4．如權(quán)利要求1所述有色照明器具，其特征在于氧化鐵顏料為赤鐵礦顏料。
5．如權(quán)利要求1所述有色照明器具，其特征在于氧化鐵顏料為透明氧化鐵。
6．如權(quán)利要求1所述有色照明器具，其特征在于燈泡包括含硅氧化合物的透明覆蓋層。
7．一種燈，包括含氧化鐵顏料的第一層、含有機染色材料的第二層和位于第一和第二層之間的含有硅氧化合物的透明層組成的涂層的燈泡。
全文摘要
有色照明器具,尤其是用于汽車的信號照明器具,包括燈和罩,其中燈包括一燈泡,該燈泡具有一含氧化鐵顏料第一層、含有機染色材料的第二層和含硅氧化合物的位于第一和第二層之間的透明層組成的涂層。
文檔編號F21V9/08GK1287379SQ0012923
公開日2001年3月14日 申請日期2000年8月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月1日
發(fā)明者T·安雷恩, K·德尼森, B·戈里瑟 申請人:皇家菲利浦電子有限公司