汽车灯的制作方法

专利名称：汽车灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及灯，尤其涉及汽车灯，在不发光的情况下，通过入射的外部光在内部呈现彩色，且由此实现了显著改善的外观和设计。
背景技术：
如已知的，汽车灯通常包括前部区域中具有发光开口的外壳，覆盖发光开口的板形或透镜形灯罩，和设置在由外壳和灯罩限定的灯腔内的光源。外壳的内壁具有整体反射层或独立反射器。在这种汽车灯中，当点亮光源时，光源产生的直射光和外壳内壁的反射光一起通过灯罩发射以完成所需的照明功能。
但是，近些年，不仅需要发光期间(即灯点亮时)的合适照明功能，还越来越需要这种汽车灯在白天呈现改善的外观。特别是，为了实现反光效果和对内部的较深的清楚观察，实践中特别是头灯通常通过铝的气相沉积在外壳的内壁上形成金属色调的反射层，设计表面以便控制光路，和用前后表面都平坦光滑并没有透镜功能的树脂罩形成灯罩。
但是，在上述灯中，外观的改善仅依赖沉积的反射膜和树脂罩的组合，结果获得的外观不可避免地限于金属色调(或，银色)。为了获得彩色的外观，建议进行内壁、反射器或灯罩本身的着色。但是，着色的结果是可能发生与管理车辆灯颜色的规章冲突，例如与道路车辆安全规章冲突的情况。
作为在某些汽车灯中采用的方法，用着色涂料涂覆不提供照射光反射部分的反射器具有一缺点，即需要复杂的涂覆或印刷过程，且很难在常具有复杂三维形状的反射器上进行均匀的涂覆。实际上，在这种涂层中可能仅获得很微弱的颜色。
如

图1所示的日本未审查的特许公开(Kokai)No.10-241415中揭示了一种汽车灯，它包括反射器32和外罩38，其中信号灯30发射的光的光学分布由反射器32控制。在这种汽车信号灯中，非透明面罩34设置在反射器32和外罩38之间，面罩34具有中央开口36从而来自反射器32的光穿过中央开口36并到达外罩38，以及由清洁(clear)彩色层42覆盖的凹反射表面40，并设置成反射从外部入射的光L。使用这种汽车信号灯可以获得彩色外观。但，由于实际必须设置两个反射器，结构不可避免地复杂而制造过程也因此变得复杂，从而导致成本和整体尺寸的增加。
发明概述因此，本发明的目的在于解决该技术领域内的一个或多个问题。例如，本发明的目的可以是提供一种汽车灯，它遵守当前的规章，有优良的外观和设计，且结构简单并易于制造。
在本发明的一个方面中，提供了一种汽车灯，它包括光源，具有能反射光源产生的光的内壁的外壳，设置在外壳的前部区域中的发光开口，和设置在发光开口内的透光灯罩，其特征在于，灯罩的非发光区域具有透光彩色部件，其中所述非发光区域基本不涉及光源产生的光的发射，而在不发光的情况下(即，当灯关闭时)外部光通过所述透光彩色部件透射到外壳，从而在外壳内壁处将透射光反射并将彩色的反射光发射出外壳。
附图概述图1是示出常规汽车灯的实例的剖视图。
图2是示意性地示出根据本发明实例的汽车灯的剖视图。
图3是用于说明根据本发明的汽车灯的非发光区域的示意图。
图4是示出本发明灯中彩色薄膜的实例性使用的剖视图。
图5是示出本发明灯中彩色薄膜的另一种实例性使用的剖视图。
具体实施例方式
本发明的汽车灯可以用于各种领域中，诸如照明装置、标记装置、信号装置等等，同样不特别限于基本形式，只要所述灯包括光源，具有能反射来自光源的光的内壁的外壳，发光开口，和设置在发光开口内的灯罩。这种汽车灯的实例包括，但不限于，头灯、雾灯、净空灯、停车灯、尾灯、方向灯、备用灯。汽车灯可以采用组合灯的形式，其中组合了多个灯并可以用作后部区域中的后组合灯或用作车辆前部区域中的前组合灯。其中，头灯适合于所述灯。
采用本发明的灯的车辆没有特别限制，可以包括汽车(包括RV车、宿营车等等)、巴士、卡车等等。由于可以在外观和设计上获得改善，汽车是特别适合应用本发明的车辆。
图2是示出本发明的汽车灯的普通结构的示意图。灯20包括由外壳22和灯罩23限定的灯腔25，其中设置灯罩23来覆盖前部区域中的发光开口(发光区域)。如必要，灯腔25可以由两个或更多腔组成。每个这种灯腔可以彼此独立，或可以彼此沟通。通常在灯腔中，合适亮度的光源21设置在可插入一插座(未示出)的位置。虽然在所示实施例中一个光源21设置在腔中，但如必要，两个或多个灯21可以设置在一个灯腔中。
外壳22的内壁22a具有反射膜结构，类似凹面镜，以便对准从光源21生成的光。例如，可以通过在金属外表的薄膜中铝的气相沉积形成反射膜结构。根据本发明的另一个方面，除了内壁，可以在灯腔25内设置凹面镜或类似的反光装置(通常是反射器)。如必要，光源21可以具有涂有预定颜色的盖子，当采用彩色盖子时，无色罩可以用作灯罩而代替彩色罩。
与当前改善外观和设计的趋势一致，灯罩23具有非发光区域，即不实质涉及光源21生成的光的发射的非透光区域。根据本发明在非发光区域中，设置了透光彩色部件(在所示的实例中，彩色膜)10。在所示的实例中，彩色膜10粘附到灯罩23的外表面上。但，在以下所示的本发明中，它可以粘附到内表面上。同样，可以使用其它彩色部件。
在本发明的汽车灯中，发光开口(发光区域和邻近的非发光区域)具有灯罩。灯罩没有特别限制，只要具有能覆盖至少灯腔的发光表面的形状和尺寸。但通常，它是圆形、矩形或正方形的形式，有时可以采用其它变形，诸如椭圆或L形。
灯罩可以是无色的，或可以按需要是彩色的，即根据从其发射的光的色彩。在灯腔是两个或更多腔的组合的情况中，可以对不同腔涂以不同色彩。
可以有利地通过透光的光学树脂的模制形成无色或彩色的灯罩。合适的模制方法包括普通模制方法，诸如注模、真空模等等。可使用的树脂原料包括，但不限于，聚苯乙烯树脂、硬氯乙烯树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂等等。特别是，有利地采用丙烯酸树脂，因为其强度和透明性都很好，且着色过程可很好地进行。如必要，灯罩可以由玻璃或其它透明材料构成。
在制作彩色灯罩时，合适量的着色剂可以混合在前述树脂原料中。合适的着色剂包括，但不限于，诸如二萘嵌苯颜料、偶氮基颜料、氧化亚铁等等，和诸如奎宁合酞酮染料、偶氮基染料、二重氮染料、蒽醌染料、苯并吡喃染料的染料(都来自色指数(color index))。
在制造灯罩时，除了着色剂，可塑模制领域中使用的普通添加剂也可以与树脂原料混合。合适的添加剂包括UV吸收剂、抗光剂、热稳定剂等等。例如，合适的UV吸收剂包括，但不限于，苯并三唑UV吸收剂、二苯甲酮UV吸收剂、丙烯酸二苯酯UV吸收剂和胺UV吸收剂。
灯罩通常是具有平坦和光滑表面的板的形式。但是，当同时需要透镜功能时，由于可以通过结构图案获得透镜功能或回射功能，可以向灯罩的内表面(光源一侧上的表面)提供结构图案。具有三维曲面的灯罩可以用来改善外观和设计。
本发明的灯罩在其非发光区域中，即非透光区域中，具有彩色膜或其它彩色部件，从设置在灯腔中的光源发出的光不通过上述区域透射，或者这种光不需要透射。
灯罩的非发光区域可以包括各种区域，但通常是灯腔的发光开口的周边区域。因此，非发光区域是围绕头灯、方向灯、备用灯等等的区域。这些非发光区域与发光开口的周边区域一起可以通常具有任意形状。
可以根据监督实施(Inspection Practice)(参见4-21的3-2)，道路车辆安全规范(Safety Regulation for Road Vehicles)的条款32(前灯等等)来限定灯罩的非发光区域，如涉及光部分、指示器部分或反射器部分之外的区域。因此，在图3的示意图中，通过排除发光度为中央发光度98％的透镜部分A和光直接入射到图中的透镜部分B获得的部分C是本发明所表示的非发光区域。
在本发明中，彩色部件设置在灯罩内不会负面影响光源生成的光的行进的位置处，从而可以实现外观和设计的显著改善同时确保符合道路车辆安全规范等的要求。
本发明所使用的彩色部件需要是透光彩色部件，从而在不发光的情况下，来自外部的光L(参见图2)透射到外壳22，由内壁22a反射，从而作为反射光再次发射到外部。合适的彩色部件包括，但不限于，以下(1)透光彩色膜，(2)通过将透光着色涂料涂覆或应用到灯罩的外表面或内表面而形成的彩色涂层，(3)透光彩色树脂片(例如，丙烯酸板，聚碳酸脂板，等等)，(4)用透光着色涂料涂覆或应用或用透光彩色膜层叠的树脂片(例如，丙烯酸板，聚碳酸脂板，等等)，(5)用灯罩整体模制并构成灯罩的一部分的彩色树脂模制物。
本发明的实施中特别有用的彩色部件是彩色膜，最合适的彩色膜是具有至少一个彩色层的多层膜。这种彩色膜可以具有所需的附加层，诸如接合层、支持层、基层、粘合层、清洁层等等。例如，彩色层通常优选经由压敏粘合剂或热敏粘合剂形成的粘合层应用到灯罩上。如果将彩色层应用到灯罩的外表面上，则优选设置清洁层作为最外层。
可以将彩色膜应用到灯罩的最外表面上，或可以将其应用到灯罩的最内表面上。
图4是示出应用到灯罩外表面的彩色膜实例的剖视图。彩色层10由粘合层14、第一中间层11、彩色层15、第二中间层12和清洁层(表面层)16以该顺序从灯罩23的一侧起组成。彩色层15还可用作第一中间层11。这里，第一和第二中间层11和12是可选的，并可以分别用作接合层、支持层、基层。这些中间层可以用作单个层或用作两个或更多层的分层结构。原则上，第一和第二中间层11和12是无色透明的，或至少必须不负面影响源自彩色层15的彩色和透光设计。彩色层15之外的层可以是彩色的，从而可以整体实现新颖的彩色和透光设计。
图5是示出应用到灯罩内表面上的彩色膜实例的剖视图。彩色膜10由粘合层14、第一中间层11、彩色层15和第二中间层12以该顺序从灯罩23的一侧起组成。这里，第一和第二中间层11和12是可选的，并可以分别用作接合层、支持层、基层。这些中间层可以用作单个层或两个或多个层的分层结构。原则上，第一和第二中间层11和12是无色透明的，或至少必须不负面影响源自彩色层15的彩色和透光设计。彩色层15之外的层可以是彩色的，从而可以整体实现新颖的彩色和透光设计。
在本发明的彩色膜中，作为膜的主要成分的彩色层可采用形成薄膜的各种普通技术形成。因此，可以通过具有预定色彩的墨水或涂料的印刷、涂覆(包括静电喷涂)或通过具有预定色彩的膜或片的涂覆、树脂挤压或应用形成彩色层。诸如珍珠粉末、金属粉末等的光亮剂或其它附加物可以添加到墨水或涂料中。较佳地，除了着色属性，用于形成彩色层的材料具有灯罩所需的优良的耐久性。虽然彩色层的厚度可以根据设计的所需效果宽泛地改变，其通常在约5到500μm的范围内，但优选在约20到100μm的范围内。
更特别地，根据本发明的一个方面，彩色层可以形成为塑料材料的彩色膜，诸如聚酯膜、聚乙烯膜、聚碳酸酯膜、氯乙烯膜、丙烯酸膜、聚氨酯膜、聚烯烃膜、偏二氟乙烯膜。塑料材料可以用作单树脂，或用作树脂的混合物或共聚物。在将合适的着色剂与树脂原料混合后，通过使用诸如日历(calendar)模制普通模制方法可以将彩色膜制成所需的膜厚度。
根据另一个方面，可以通过制造塑料膜而不混合着色剂形成彩色膜，随后通过涂覆该膜以金属薄膜来获得彩色透光膜。
彩色膜优选具有靠近彩色层的中间层以便增加膜的韧性。中间层可以具有诸如接合层、支持层或基层的功能。合适的中间层包括诸如聚氨酯树脂形成的接合层或聚酯树脂形成的基层。这些中间层可以用作单个层或用作两个或多个层的层叠结构。
通常，彩色膜还包括用于将其应用到灯罩上的粘合层。用于这种目的的粘合层可以由粘合带和压敏粘合带领域中使用的粘合剂形成，例如压敏型粘合剂、热敏型粘合剂、光固化型粘合剂。例如，合适的粘合剂包括诸如丙烯酸粘合剂和橡胶粘合剂的压敏粘合剂，以及诸如聚氨酯粘合剂和聚酯粘合剂的热敏粘合剂。特别是，由于耐久性优选使用丙烯酸粘合剂。在压敏粘合剂的情况中，彩色膜通过压接应用到灯罩上，而在热敏粘合剂的情况中，彩色膜通过同时加热应用到灯罩上，或应用到预先加热的灯罩上，或压接到灯罩上随后和灯罩一起加热。代替在彩色膜中设置粘合层，可以预先将粘合剂设置在灯罩上。
粘合层的厚度可以宽泛地改变，通常在约10到500μm的范围内，而优选在约20到100μm的范围内。如果粘合层的厚度小于10μm，就不能获得令人满意的粘合强度。相反，如果粘合层的厚度超过500μm，则作为整体的彩色层厚度变得过大。事实上，当彩色层应用到灯罩的外表面上时，它从灯罩伸出从而削弱协调外观的感觉。
当在使用本发明的彩色膜于罩膜外表面的情况时，彩色膜优选还包括作为最外层的清洁层。由于作为保护膜的所需功能，除了其基本的清洁特性，还需要清洁膜具有耐久性和耐热性。还希望清洁层具有良好对下面层的良好的粘附。用于形成清洁层的合适树脂包括，但不限于，聚酯树脂、聚乙烯树脂、聚碳酸酯树脂、聚乙烯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚烯烃树脂氟树脂(PVdF，ETFE等)。如需要，这些树脂还可以用在混合物中或用作共聚物。清洁层还可以向灯罩表面提供光泽，由此改善外观。
为了增加耐久性，清洁层优选与UV吸收剂混合。合适的UV吸收剂包括，但不限于，苯并三唑UV吸收剂、二苯甲酮UV吸收剂、氰丙烯酸酯吸收剂。
清洁层的厚度可以宽泛地改变，通常在约10到500μm的范围内，优选在约20到100μm的范围内。如果清洁层的厚度小于10μm，则不能获得作为保护层的令人满意的实施效果。相反，如果清洁层的厚度超过500μm，则作为整体的彩色膜厚度变得太大以至于不能作用彩色膜。
如上所述，本发明的汽车灯的特点在于清洁透光彩色膜或其它彩色部件设置在照射光的路径外的灯罩区域中。在具有这种结构的灯中，在光源发光时，光源产生的照射光向外射出而不受彩色部件的影响，从而不负面影响灯的适当功能。另一方面，在不发光的条件下，入射通过彩色部件的外部光由彩色部件着色，从而通过灯罩观察时外壳或灯罩的内壁呈现出颜色。不用说，当通过彩色部件观察外壳内部时，可以观察到彩色外观。
虽然本发明的汽车灯可以在各种灯中呈现发明效果，但在应用到头灯中时特别有效，其中外壳的内壁通过铝的气相沉积形成金属色调，且其具有光滑前后表面(可以看穿)的灯罩。如果灯罩的周边部分，特别是不通过头灯照射光的上部周边部分具有彩色部件，在不发光的情况下，彩色日光进入外壳并在气相沉积的铝表面处反射，从而给出反光的彩色外观。如果在晴天时向彩色部件提供接近于蓝天色彩的色彩，则即使在多云天气中也可以获得好像反射蓝天的外观。
实例现在，将参考其实例描述本发明。可以理解，本发明不意味着由这些实例限定。
实例1到3和比较实例1制备了三种类型的彩色膜，它们具有表1到3中所示的层结构。彩色膜1和2指定应用到灯罩的外表面上，而彩色膜3指定应用在灯罩的内表面上。
表1彩色膜1

表2彩色膜2

表3彩色膜3

这里，将前述汽车外部修整领域中成功地用于户外聚氨酯涂层用作彩色层和清洁层。在彩色层的情况中，以预定色彩将聚氨酯涂层进一步着色。用前述成功用于户外的丙烯酸压敏粘合剂形成粘合层。
所获得的彩色膜用于到市售汽车的头灯上，其中这种类型的头灯的外壳内表面通过铝的气相沉积形成金属色调，且可以透过灯罩(厚度约2mm)看到灯腔的内部，其前后表面都很平坦和光滑。在每个实例中，彩色膜仅压接到设置于灯罩发光区域周围的非发光区域(照射光的路径外的灯罩表面)。彩色膜应用到以下位置实例1灯罩的外表面实例2灯罩的外表面实例3灯罩的内表面比较实例1不应用彩色膜所获得的灯的外部外观可以在白天(不发光条件下)和夜晚(发光条件下)观察，且获得如以下表4所示的观察结果。
表4

通过以上表4所示的观察结果，可以看见根据本发明实现了显著改善的外观和设计。
如上所述，根据本发明，提供了一种汽车灯，它具有优良的外观和设计而不干扰当前的规章，且其设计简单并易于制造。
权利要求
1.一种汽车灯包括光源，具有能反射光源产生的光的内壁的外壳，设置在外壳的前部区域中的发光开口，和设置在发光开口内的透光灯罩，其特征在于，灯罩的非发光区域具有透光彩色部件，其中所述非发光区域基本不涉及光源产生的光的发射，而在不发光的情况下外部光通过所述透光彩色部件透射到外壳，从而在外壳内壁处将透射光反射并将彩色的反射光发射出外壳。
2.如权利要求1所述的汽车灯，其特征在于，所述彩色部件是透光彩色膜、透光着色涂料的涂层、透光彩色树脂片、涂覆有透光着色涂料或层压有透光彩色膜的树脂片、或构成灯罩的一部分的彩色树脂模制制品。
3.如权利要求2所述的汽车灯，其特征在于，彩色膜是包括至少一个彩色层的多层膜。
4.如权利要求2或3所述的汽车灯，其特征在于，所述彩色膜粘附于所述灯罩的外表面上。
5.如权利要求2或3所述的汽车灯，其特征在于，所述彩色膜粘附于所述灯罩的内表面上。
6.如权利要求2到5中任一项所述的汽车灯，其特征在于，所述彩色膜还包括一丙烯酸粘合剂的粘合层。
7.如权利要求2到4以及6中任一项所述的汽车灯，其特征在于，在粘附到灯罩的外表面上时，所述彩色膜还包括清洁层作为灯罩的最外层。
全文摘要
一种汽车灯具有优良外部设计以及简单结构并易于生产。这种汽车灯可以包括光源(21)、外壳(22)、发光开口和透光灯罩(23)，其中基本不涉及光源(21)产生的光的发射的灯罩非发光区域具有透光彩色部件(10)，在不发光情况下，外部光通过所述透光彩色部件透射到外壳(22)，从而在外壳(22)的内壁处反射透射光并将彩色的反射光发射出外壳(22)。
文档编号F21S10/02GK1582375SQ02822181
公开日2005年2月16日 申请日期2002年11月1日 优先权日2001年11月2日
发明者江头宪 申请人:3M创新有限公司