专利名称：包括用氧化铁颜料涂布的灯的有色信号照明器具的制作方法
技术领域：
本发明涉及有色照明器具，尤其是用于汽车的有色信号照明器具，该器具包括灯和罩，其中该灯包括有一层氧化铁颜料涂层的灯泡。
有色照明器具被用于汽车的不同位置，例如，在那里它们被用做刹车灯、转向信号灯和雾灯。通常，有色照明器具中灯的灯泡是由透明玻璃制成的，该该灯位于有色的、通常为红色或黄色的照明器具罩下面。对于有色照明器具来说，最近的趋势是在无色的或均匀的灰色的罩下面应用有色灯。这就可以在统一的罩下面安装不同颜色的信号灯来获得完整的灯具。
这种在无色或一律为灰色的罩下面安装有色灯的照明器具，使其对整个前后照明器具可实现灵活的、引人注目的光学设计。另外，这种照明器具也比具有多种颜色壳体或多种颜色罩的照明器具要便宜，应用这些照明器具可以使交通更安全，因为由于白天灯光的“开”和“关”的状态的不同，能够通过包括安装在无色或一律为灰色的罩下面的有色灯的灯具来轻易地辨别。
原则上，有色灯上的有色、含有颜料的灯泡涂层可以由有机或无机颜料来制备。公知的包括红色和黄色无机颜料的灯泡涂层是长时间稳定的，然而，需要保留其彩色值。例如，JP52063235中公开了一种用在灯泡上的静电涂层，包括具有平均粒径为0.2-2.0μm的氧化铁粉末和20-95％重量的氧化硅粉末。灯泡涂层包括有机颜料，如JP-A-60116958中公开的包括色素族的红色颜料的涂层，能够按照颜色调节来优化，然而，在一段时间后它们会变黄。
在工业的许多其它分支中，有一种将汽车灯中照明设备制造得越来越小的趋势。人们试图减小汽车中使用的整个照明设备的尺寸和，如使信号照明器具统一成为头灯。然而，在这种照明部件中，灯暴露于更高的热负荷中。
本发明的目的是为了提供一种有色照明器具，包括灯和罩，其中灯包括含氧化铁颜料涂层的灯泡，该照明器具使用寿命长，甚至在升高环境温度的情况下，颜色调节最优化，并能够适用于汽车照明部件。
根据本发明，这个目的可以通过包括灯和罩的有色照明器具来达到，其中该灯包括涂布有氧化铁颜料第一层、有机染色材料第二层和位于第一和第二层之间含有硅氧化合物的透明层的灯泡。由于氧化铁颜料和有机染色材料的结合使用，能够轻易获得信号照明器具所需的标准彩色值，其中该标准彩色值是为欧洲制定的EC.E.和为美国制定的S.A.E.,然而当仅使用一种颜料时是不可能获得这种标准彩色值的。该含硅氧化合物的层增强了第一和第二层两者之间的粘结，使得在一段时间内颜色的改变较小，并由此获得了具有比涂布由仅含一种颜料层的灯泡更长使用寿命的灯泡。在严格的操作条件下，在氧化铁层中也没有化学变化发生，这归因于当氧化铁层作为内层时所述层由覆盖其上的两层来保护的事实。
在本发明的范围内，优选的是有机染色材料选自偶氮颜料、色素颜料、吡唑啉酮颜料和三芳甲烷颜料组中的一种颜料。
尤其优选的是有机染色材料为金属络合染料。这些透明的金属络合染料能够在很薄的层中获得所需的标准彩色值。含有金属络合染料的层显示出了与含有硅氧化合物的层极好的粘结性能。
在本发明的范围内，优选的是氧化铁颜料为赤铁矿颜料。甚至当该含有有机染色材料的层被破坏时，照明器具仍然产生与棕红赤铁矿色调相配的彩色信号光。
当氧化铁颜料为透明氧化铁时，本发明相对于现有技术中已知的情况是尤其有益的。特别的是当温度增加时黄至橙色的透明氧化铁颜料能够改变颜色。然而，含有硅氧化合物的透明层预防了这种颜色改变。另外，当涂布结构为含透明氧化铁颜料的层位于表面，含有机染色材料层位于内层的情况，氧化铁层保护有机染色材料特别还有下面层中粘结剂免受紫外线辐射的影响，由此增加了灯的使用寿命。
另外，优选的是包括含有硅氧化合物的透明覆盖层的灯泡。当在灯泡内部涂布涂层时，覆盖层可预防该涂层发生化学变化。如果将该涂层涂布在外表面，那么该覆盖层形成了抗划表面，它可使得在灯具生产过程中该灯泡的进一步工序变得更简单。优选的是应用具有合适折射率的覆盖层以减少含颜料层的散射。
本发明还涉及包括灯泡的灯具，该灯泡具有含氧化铁颜料第一层，含有机染色剂第二层和含硅氧化合物的透明层组成的涂层，其中透明层位于第一和第二含颜料层之间。
本发明的这些和其它特征将根据以下实施方案来表现和阐明。
本发明的有色照明器具由灯和罩组成，其中该灯包括具有含氧化铁颜料第一层，含有机染色剂第二层和透明层组成的涂层的灯泡，其中透明层位于第一和第二层之间并含有硅氧化合物。
涂层中层的顺序可以是这样的作为基材的灯泡首先涂布含氧化铁颜料的层，然后涂布其它两层。然而，层顺序也可以是相反的，即作为基材的灯泡先用含有机染色剂的层涂布。依据灯的结构形状，涂层可以涂布在一个或多个壁上，即可在灯泡的内壁和外壁上涂布。该灯泡还可以在外表面、在其它层的上面具有一含硅氧化合物的透明覆盖层。
有色照明器具还可以装备其它元件，例如连接工具，防尘、防损害和防潮工具，和能量供给元件，如灯座、导线、压载物、起动机、点火装置、接线端子。所需强光的光线分布和限制可通过反光镜、透明或不透明结束槽、金属或合成树脂格栅、散射屏和棱镜反射镜来获得。根据本发明的实施方案，该照明器具包括两个或多个安装在常见罩下面的有色灯，该罩可以是无色的也可以是灰色的。
对于第一含颜料层来说，所用的为氧化铁颜料。氧化铁颜料具有从黄色经橙色到红色，褐色和黑色的宽色谱。所用天然和合成氧化铁颜料是由已知晶体结构的明确的化合物组成的。随着颗粒尺寸的增加，具有刚玉结构的α-Fe2O3(赤铁矿)颜色从亮红色变为暗紫色。具有尖晶石结构的Y-Fe2O3(磁赤铁矿)颜色为褐色。随着颗粒尺寸的增加，具有一水硬铝石结构的α-FeOOH(针铁矿)颜色从亮黄色变为棕黄色。具有一水软铝石结构的Y-FeOOH(纤铁矿)颜色随着颗粒尺寸的增加从黄色变为橙色。氧化铁为铁(Ⅲ)氧化物。具有尖晶石结构的赤紫到黑色Fe3O4(磁铁矿)只适合在特殊情况下应用。
在下文中颜料和染色剂将根据其化学组成和/或彩色指数(C.I.)来表示，该指数是由染色工和配色师协会和美国纺织品化学家和配色师协会共同制定的。
透明黄色氧化铁，C.I.颜料黄色4277492为具有一水硬铝石结构的α-FeOOH(针铁矿)。如果进行加热，就变为优选应用透明呈褐红色的α-Fe2O3(赤铁矿)，C.I.颜料红色10177491。橙色中间色光出现在短的温度处理过程中。它们还可以通过混合黄色和红色颜料来获得。优选的是，透明氧化铁颜料以微细颗粒，晶粒尺寸为2nm＜d＜15nm的胶体来应用以获得透明层。
中间层包括硅氧化合物，例如无定形或结晶二氧化硅、石英、硅胶、硅酸或硅酸盐，即硅酸的盐或酯，尤其是原硅酸四乙酯(TEOS)。
第二层可以包括有机颜料，选自偶氮颜料、蒽醌颜料、吡唑啉酮颜料和三芳甲烷颜料。
偶氮颜料具有通常为R1N=NR2的结构式，其中R1和R2为芳香族、杂芳族化合物残基或亚甲基活性化合物衍生的残基。优选的是具有黄色、橙色、红色或褐色色光的单偶氮颜料和重氮颜料。
蒽醌颜料为其基本结构是由蒽醌衍生的颜料。这些颜料包括氨基蒽醌和羟基蒽醌颜料，杂环和聚碳环蒽醌颜料，例如蒽嘧啶、靛蒽酮、黄烷士酮、皮蒽酮、二苯并[cd,jk]芘-5，10-二酮和异紫蒽酮颜料。
吡唑啉酮颜料是含有作为偶联组分的取代吡唑啉酮和联苯胺或作为重氮组分的取代苯胺的偶氮颜料。
三芳甲烷颜料是具有阳离子三芳基碳正结构的有机颜料，其中至少两个芳香烃基由氨基取代。
第二层优选的还可以包括金属络合染料，即有双齿或多齿的螯合物形式的配体链接到中心金属离子上，优选的为Cr、Co、Cu或镍。优选的是偶氮化合物和酞菁染料(phtalocyanines)，它们的氧或氮原子参与螯合物键合。尤其优选的是1∶1和1∶2铬(Ⅱ)的络合物，例如金属络合物染料SY 82和SY 56。该染料能够以硝酸纤维素漆的形式涂布白炽灯，除了硝酸纤维素之外，该染料包括醇酸树脂和三甲酚磷酸酯以及作为溶剂的二甲苯。
覆盖层包括硅氧化合物，例如无定形或结晶二氧化硅、石英、硅胶、硅酸或硅酸盐，即硅酸的盐或酯，尤其是原硅酸四乙酯(TEOS)。另外，这个附加的覆盖层可以是耐高温、透明、无色漆或透明陶瓷层，例如Al2O3或珐琅。
各个层能够通过干涂法来制造，例如静电沉积或静电除尘，也可以是湿涂法，如浸涂或喷涂。
对于湿涂法来说，颜料必须分散在水、有机溶剂中，如果需要的话可结合分散剂、表面活性剂和防泡剂或粘结剂添加剂使用。根据本发明用于照明器具的合适粘结剂添加剂为有机或无机粘结剂，该粘结剂能够在250℃的操作温度下不分解、脆化或褪色。
对于无粘结剂颜料涂层，层的厚度在0.5到1μm的范围内足够了。含粘结剂的层通常层厚度为1到50μm。
实施例为了生产灯泡涂层，首先将15.0wt.％透明氧化铁颜料PR101、0.75wt.％作为分散剂的聚丙烯酸钠，0.075wt.％作为防泡剂的聚乙烯丙烯氧化物的分散体在搅拌研磨机中与水进行湿研磨，直至烧结颜料被分散开。将净化并烘焙过的灯泡浸入这种分散体中，然后在480℃下烧脱。将180g原硅酸四乙酯与2077g乙醇，146gln盐酸和27ml阴离子表面活性剂混合。将预涂布灯泡浸入这种混合物中，在至少450℃下烘焙，以将原硅酸四乙酯转化为二氧化硅层。然后，由此预处理的灯泡浸入25％在二甲苯中的SY 82溶液，该溶液含有比例为1∶0.5∶0.6的硝酸纤维素、醇酸树脂和三甲酚磷酸酯，之后进行干燥。
涂布后的灯暴露于加速热应力测试中，在那里该灯持久暴露在250℃下。在500小时的过程中，颜色区域仅在由E.C.E和S.A.E.测定的颜色规定范围内有很小程度的变化。
权利要求
1．一种有色照明器具，包括灯和罩，其中该灯包括含氧化铁颜料的第一层、含有机染色材料的第二层和位于第一和第二层之间的含有硅氧化合物的透明层组成的涂层的灯泡。
2．如权利要求1所述有色照明器具，其特征在于有机染色材料选自包括偶氮颜料、蒽醌颜料、吡唑啉酮颜料和三芳甲烷颜料的组中的一种颜料。
3．如权利要求1所述有色照明器具，其特征在于有机染色材料为金属络合染料。
4．如权利要求1所述有色照明器具，其特征在于氧化铁颜料为赤铁矿颜料。
5．如权利要求1所述有色照明器具，其特征在于氧化铁颜料为透明氧化铁。
6．如权利要求1所述有色照明器具，其特征在于灯泡包括含硅氧化合物的透明覆盖层。
7．一种灯，包括含氧化铁颜料的第一层、含有机染色材料的第二层和位于第一和第二层之间的含有硅氧化合物的透明层组成的涂层的灯泡。
全文摘要
有色照明器具,尤其是用于汽车的信号照明器具,包括灯和罩,其中灯包括一灯泡,该灯泡具有一含氧化铁颜料第一层、含有机染色材料的第二层和含硅氧化合物的位于第一和第二层之间的透明层组成的涂层。
文档编号F21V9/08GK1287379SQ0012923
公开日2001年3月14日 申请日期2000年8月29日 优先权日1999年9月1日
发明者T·安雷恩, K·德尼森, B·戈里瑟 申请人:皇家菲利浦电子有限公司