專利名稱：帶吸光涂層的電燈、用于這種涂層的前體懸浮體和制造這種燈的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在權(quán)利要求1的前序部分中所限定的電燈。本發(fā)明還涉 及用于所述電燈的懸浮體和制造這種燈的方法。
背景技術(shù)：
從DE 3827451已知這種類型的電囟素白熾燈。除了氧化鐵之外， 已知的吸光涂層還包括作為顏料的氧化鈦、氧化錳和磁鐵礦、Fe04， 以及在燒制到燈容器的玻璃上之前，作為粘合劑的硅酸乙酯。從懸浮 體中獲得已知的涂層，該懸浮體還包括偏磷酸鈉、乙二醇、乙二醇單 丁醚以及乙醇。該懸浮體具有相對復(fù)雜的組成。已知懸浮體的缺點(diǎn)在 于具有大約為3天的相對較短的保存期，且當(dāng)燒制到燈容器上并轉(zhuǎn) 化成吸光涂層時(shí)，這種吸光涂層可能會(huì)比較容易地被從燈容器上敲落。 而且，氧化錳通常包括作為污染物的鉛(氧化物)，因此對環(huán)境相對 有害。
從GB 1422491已知一種電燈，其具有包含大約占重量的三分之一 的玻璃料的吸光涂層，該玻璃料包括超過70%重量百分比的氧化鉛， 另外還包含氧化硅和氧化硼，以及作為顏料的鐵、鈷和錳的氧化物。 發(fā)現(xiàn)這種涂層永久地粘附到由硬質(zhì)玻璃(即，例如熱膨脹系數(shù)在3*10—6 <=熱膨脹系數(shù)<=7"0"的范圍的鋁硅酸鹽玻璃或硼硅酸鹽玻璃)制成 的燈容器上，但在Si02含量為至少96%重量百分比的情況下(諸如石
從玻璃上剝落。另一個(gè)缺點(diǎn)在于這種涂層包含對環(huán)境有害的物質(zhì)顏 料中的氧化鈷和玻璃料中的氧化鉛。這種涂層還具有缺點(diǎn)，即，其透 射比較多的光。隨著光源的亮度更高，這個(gè)缺點(diǎn)會(huì)成比例地加重，如 在高壓放電燈的情況下。EP 708978描述了適用于作車輛前照燈的這種 高壓放電燈。在這個(gè)文獻(xiàn)中所公開的燈的吸光涂層從例如僅包括硅粉 末和鐵粉末的懸浮體中獲得，其描述于專利DE 2837280中
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在開篇段落中所提到的類型的電燈， 其具備吸光涂層，該吸光涂層具有比較高的光吸收性和不透光性，還 耐用且對環(huán)境的危害相對較小。
根據(jù)本發(fā)明，通過如在權(quán)利要求1的特征部分中所限定的電燈來
實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。小于0.5的硅/二氧化硅比例造成吸光涂層的吸光性質(zhì) 過于低，這可能會(huì)導(dǎo)致汽車應(yīng)用中的干擾的雜散光/眩光。超過12的硅 /二氧化硅比例導(dǎo)致吸光涂層過于容易地從燈容器上移除，即，其可以 比較容易地被刮去或甚至被擦去。硅、氧化鐵和鐵一起做為吸光顏料， 這使得吸光涂層呈黑色。顏料之間的比例可以在比較大的范圍中變化 使得吸光顏料仍然呈現(xiàn)為黑色。但是所有這三種顏料必須都存在于涂 層中。主要作為金屬存在的鐵是根據(jù)本發(fā)明的燈涂層中的主要組分。 用作涂層的前體材料的硅酸乙酯混合粘合劑使得能在較短的熱處理中
將涂層燒制于燈容器上，所述較短的熱處理，例如700t:至90ot:的溫
度和2秒至6秒的時(shí)間。通過施加還原氣氛，即，通過具有過量氫氣
的火焰，防止了鐵在很大程度上轉(zhuǎn)變成氧化形式，即，由于其具有較 低的氧化速率，使得吸光涂層的高光密度和高吸收能力保持完好。一 般而言，這種低氧化速率不會(huì)超過幾個(gè)摩爾百分?jǐn)?shù)。 一旦轉(zhuǎn)化成二氧 化硅，硅酸乙酯混合粘合劑可以提供吸光涂層的高抗剝落性。該吸光
涂層還具有優(yōu)點(diǎn)其反射很少的光或者基本上不反射光。所述反射的 光可造成由光學(xué)系統(tǒng)(例如，反射鏡或透鏡)所形成的光束中的雜光。 可以從鐵粉末和硅粉末的混合物的懸浮體(例如，硅酸乙酯混合 粘合劑和乙醇的混合物)中容易地獲得吸光涂層。在涂覆懸浮體并進(jìn) 行干燥之后，通過在數(shù)秒內(nèi)將涂層加熱到大約800'C來固定殘留物。在
這是吸光性質(zhì)與所用的材料量之間的良好的平衡。通過控制懸浮體的 黏度，即，通過向懸浮體添加例如1%至3"/ 重量百分比的甘油，可以 比較容易地控制吸光涂層的厚度。
眾所周知，在涂層懸浮體中使用常規(guī)的硅酸乙酯(例如，正硅酸 乙酯(TEOS ))作為粘合劑。硅酸乙酯混合粘合劑與如用于在EP-708978 和DE-3827451中所公開的燈的所述的常規(guī)酸催化硅酸乙酯水解產(chǎn)物的 顯著不同在于，在凝固期間所生成的粘合劑(Si02)不僅由硅酸乙酯
形成而且也由另一非晶硅的來源形成，例如，H2SK)3或膠體水解的Si(OH)2 。由于它們的特殊制劑以及在制造它們的過程中所用的技術(shù)， 硅酸乙酯混合粘合劑具有非常好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性和加工性質(zhì)。在本發(fā)明 的懸浮體中所用的硅酸乙酯混合粘合劑中的溶劑是乙醇與2 -丙醇的混 合物。所述硅酸乙酯混合粘合劑例如由Wacker公司以商標(biāo)名稱Silester ⑧XAR供應(yīng)。在這個(gè)產(chǎn)品中，水解程度和pH值已被優(yōu)化，即，提供 大約0.07%重量百分比的H2S04以確保所需要的反應(yīng)性和充分的儲(chǔ)存 穩(wěn)定性。例如，由于添加填料、顏料、各種添加劑或溶劑蒸發(fā)所造成 的pH值變化促進(jìn)了硅酸乙酯的縮合且系統(tǒng)將更快地凝固。重要的是所 添加的組分并不向系統(tǒng)中引入不受控制的水量，因?yàn)檫@將會(huì)不利地影 響制劑的加工時(shí)間/保存期。在密閉的原容器中，在最大值30X:儲(chǔ)存時(shí)， 硅酸乙酯混合粘合劑(Silester XAR )具有至少9個(gè)月的保存期。其 在2CTC ，具有乳狀外觀和0.92 g/em3的密度。它的Si02含量為大約20% 重量百分比。
在有利的實(shí)施例中，鐵化合物與硅化合物的重量百分比的比例在 0.65 <==鐵化合物/硅化合物<=3的范圍，且硅和二氧化硅的重量百分 比的比例在2.5<=硅/二氧化硅<=12.5的范圍。試驗(yàn)證明在所述范圍 內(nèi)的Fe/Si和Si/SK)2比例得到具有更好的光吸收性和不滲透性和更好 的附著力(即，它們不容易被刮去或剝落，且不能被擦掉)的涂層。


在附圖中顯示出根據(jù)本發(fā)明的電燈的實(shí)施例，其中 圖l以側(cè)視圖顯示放電燈，局部以截面圖示出；以及 圖2以側(cè)視圖顯示白熾燈。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，高壓放電燈具有石英玻璃燈容器10,其以氣密方式被 密封件2密封，該燈容器容納電元件。電元件包括內(nèi)置在石英玻殼1 中的電極3、 4，該內(nèi)置石英玻殼1包含可電離的填充物。該填充物包 括，例如汞，諸如碘化鈉和碘化鈧的金屬面化物的混合物，以及稀有 氣體(如，氙)，且填充壓力為數(shù)巴。電流導(dǎo)體8， 23; 8, 25包含嵌入 于燈容器的密封件2中的鉬箔，電流導(dǎo)體8， 23; 8， 25被連接到電極且 從燈容器引到外面。燈具有燈頭20，燈頭20裝有觸點(diǎn)21、 22。燈容器被局部地覆蓋吸光涂層11、 12，該吸光涂層ll、 12包括鐵 (主要為金屬形式，部分地為氧化形式)、二氧化硅和硅粉末。該涂 層基本上包含62%重量百分比的鐵、30%重量百分比的硅和8%重量百 分比的二氧化硅。在所示的實(shí)施例中，涂層的玻璃為吸收紫外線的石 英玻璃。
該涂層從包含有1500克金屬鐵粉末，該金屬鐵粉末通過Fe(CO)5 轉(zhuǎn)化而獲得，即來自BASF公司的羰基鐵粉(carbonyleisenpulver)、 750克硅粉末、400克乙醇和700克硅酸乙酯混合粘合劑(比如，具有 醇混合物作為溶劑的含有20%重量百分比的Si02的Wacker Silester XAR)的懸浮體中得到。所述的醇混合物包括乙醇和2-丙醇。可替代 地，用于懸浮體中的珪酸乙酯粘合劑，例如是Wacker Silester AR和 Wacker Silikat H450N。涂層具有大約0.009 mm的厚度，基本上不透 射或反射光，并且在其整個(gè)壽命期間，保持粘附到燈容器上。
在圖2中，電燈具有硬質(zhì)玻璃制成的燈容器30，該燈容器30在包 括卣素的惰性氣體中容納白熾體33。在圖中，硬質(zhì)玻璃為硼硅酸鹽玻 璃，但其可替代地為鋁硅酸鹽玻璃。該白熾體連接到電流導(dǎo)體38,電 流導(dǎo)體38從燈容器引到外面并連接到燈頭40的相應(yīng)觸點(diǎn)41、 42，燈 頭40經(jīng)由定位元件7緊固到燈容器上。燈容器局部地具有吸光涂層， 該吸光涂層包括鐵(主要為金屬形式，部分地為氧化形式)、二氧化 硅和硅粉末。該涂層基本上包含63%重量百分比的鐵、31%重量百分 比的硅和6°/。重量百分比的二氧化硅。涂層具有大約0.011 mm的厚度。 涂層從包括有1500克金屬鐵粉末、750克硅粉末、400克乙醇和800 克硅酸乙酯混合粘合劑(具有20%重量百分比的Si02)和50克甘油的 懸浮體中獲得。涂層通過浸涂過程來涂覆，但是可替代地通過噴涂過 程來涂覆。隨后，通過在還原氣氛中用火焰加熱四秒的處理來將涂層 燒制到燈容器上。從而，涂層被加熱到大約850"C。
權(quán)利要求
1. 一種電燈，其包括容納電元件的燈容器，電流導(dǎo)體連接到所述電元件，所述電流導(dǎo)體從所述燈容器引到外面，所述燈容器的局部被涂覆吸光涂層，所述吸光涂層包括二氧化硅和鐵化合物，所述鐵化合物包括至少部分地為氧化物形式的鐵，其特征在于，所述涂層還包括硅，所述硅與二氧化硅一起形成硅化合物，所述鐵化合物和硅化合物的重量百分比的比例在0.17<＝鐵化合物/硅化合物<＝12的范圍，且所述硅和二氧化硅的重量百分比的比例為0.5<＝硅/二氧化硅<＝50的范圍。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電燈，其特征在于，所述鐵化合物與硅化 合物的重量百分比的比例在0.65<=鐵化合物/硅<=3的范圍，且所述 硅與二氧化硅的重量百分比的比例在2.5<=硅/二氧化硅<=12.5的范 圍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電燈，其特征在于，所述涂層具有范 圍在0.007mm至0.015 mm的厚度。
4. —種用于根據(jù)權(quán)利要求1所述的電燈上的懸浮體，其特征在于， 所述懸浮體包括總共100%重量百分比的以下材料10%至70%重量百分比的鐵； 5%至50%重量百分比的硅； 5%至30%重量百分比的至少一種醇；以及， 5%至50%重量百分比的硅酸乙酯混合粘合劑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的懸浮體，其特征在于，所述懸浮體包括 總共100%重量百分比的以下材料35% 45%重量百分比的鐵； 15%-25%重量百分比的硅； 15%-25%重量百分比的至少一種醇；以及， 10%-30%重量百分比的硅酸乙酯混合粘合劑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的懸浮體，其特征在于，所述的至少一 種醇包括乙醇和/或2-丙醇。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4、 5或6所述的懸浮體，其特征在于，1%至3% 重量百分比的所述的至少一種醇被1°/"至3%重量百分比的甘油代替。
8. —種制造根據(jù)權(quán)利要求1所述的電燈的方法，所述方法包括以下步驟通過使用根據(jù)權(quán)利要求4所迷的懸浮體來向所述燈容器涂覆濕的 涂層；使所述濕的涂層干燥以便變成干燥涂層； 將所述干燥涂層燒制到所述燈容器上以變成光吸收涂層。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造電燈的方法，其特征在于，燒制所述干燥涂層的操作包括在6oox:至iooox:的溫度范圍加熱所述干燥涂層2秒至8秒。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述加熱由提 供還原氣氛的火焰來執(zhí)行。
11. 一種可通過根據(jù)權(quán)利要求8至IO中任一項(xiàng)所述的方法獲得的電燈。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種電燈，其具有石英玻璃燈容器(10)，該石英玻璃燈容器(10)容納電元件(3，4)。該燈容器的局部具有吸光、非反射性涂層(11，12)。該涂層主要由鐵、氧化鐵、硅和二氧化硅組成，鐵(化合物)和硅(化合物)的重量百分比的比例在0.17＜＝鐵(化合物)/硅(化合物)＜＝12的范圍，且硅和二氧化硅的重量百分比的比例在0.5＜＝硅/二氧化硅＜＝50的范圍。
文檔編號(hào)H01J61/35GK101536142SQ200780041581
公開日2009年9月16日 申請日期2007年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月9日
發(fā)明者H·J·施洛默 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司