本發(fā)明涉及一種在由玻璃構(gòu)成的具有彎曲表面的反射器基體上制造反射器的方法，在涂布面的區(qū)域內(nèi)為所述彎曲表面配設(shè)含金屬的，特別是含貴金屬的鏡面反射層，具體方式是將含金屬的涂布液施覆在所述涂布面上且在低于所述玻璃的軟化溫度的溫度下對所述涂布液實(shí)施燒制處理。

將由反射性金屬構(gòu)成的功能層施覆在燈具、照明設(shè)備或單獨(dú)的反射構(gòu)件上。其中，反射構(gòu)件是在照明設(shè)備或其他反射光輻射的裝置中所使用的元件?；诓煌庾V范圍內(nèi)的反射率，適合用作反射器材料的例如為金、銀、銅、鋁。

背景技術(shù)：

由de3530873a1已知一種制造大燈反射器的同類型方法。其中，借助移印工藝在由玻璃構(gòu)成的反射體的內(nèi)凹面上用含金屬的漿料施覆一個(gè)厚度為大約5μm的層。反射體由軟化點(diǎn)tg為大約500℃的高溫玻璃構(gòu)成。漿料由樹脂酸鉑和樹脂酸金溶于稠油且為增粘而少量添加(～1％)玻璃形成體的樹脂酸鹽而形成的溶液構(gòu)成。將反射體連同所施覆的樹脂酸鹽層在爐子中升高至500℃左右。在該熱處理中，樹脂酸金分解為金屬金和樹脂酸，樹脂酸與漿料的其他組分一樣，由于較高的燒制溫度而揮發(fā)。在反射體上留下厚度為大約0.1μm的較薄的金屬反射層。這個(gè)反射層具有耐腐蝕性，從而不需要設(shè)置防腐蝕的漆涂層。

在移印工藝中，借助由硅橡膠構(gòu)成的彈性印頭將印刷漿料從印版轉(zhuǎn)移至承印物。

作為這種方法的替代方案，為制造反射器而施覆可燒制的貴金屬樹脂酸鹽層的常見方法還有孔版印刷工藝或絲網(wǎng)印刷工藝。在絲網(wǎng)印刷中，用橡膠刮刀將印刷漿料穿過細(xì)目織物施覆在承印物上，其中織物的網(wǎng)孔在漿料不應(yīng)穿透模版的位置上是不可透過的。

為精確轉(zhuǎn)移印刷漿料，上述方法對預(yù)先制造印版或模版提出了較高的要求。涂抹或噴涂漿料的涂覆方法避免了這一缺點(diǎn)。這種制造ir輻射器的紅外反射內(nèi)襯的方法以及適用的樹脂酸金組合物和其他貴金屬樹脂酸鹽組合物例如在de-ps1540740中有所描述。

但這種方法難以可重復(fù)地保持含貴金屬漿料的預(yù)設(shè)層厚以及明確的輪廓和邊緣，且難以制成小于2mm的較小結(jié)構(gòu)。經(jīng)常會(huì)觀察到再加工要求較高的凸起、不直的走向、噴涂偽影(sprühartefakt)和滴流偽影(tropfartefakt)。漿料往往價(jià)格昂貴，而超劑量、滴落、過多噴射、廢品和返修所造成的漿料損耗會(huì)導(dǎo)致材料成本增加。

尤其在使用貴金屬時(shí)，定量不準(zhǔn)、用量變化和大量損耗相結(jié)合，還會(huì)增加剩余材料的監(jiān)測難度。如此一來，在為特定的產(chǎn)品或訂單分配精確用量以及監(jiān)測和防止盜竊行為方面，取得的效果將不盡如人意。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是提出一種在燈具、照明設(shè)備或單獨(dú)的反射構(gòu)件上制造反射器的方法，該方法能夠可重復(fù)地以緊公差施覆具有預(yù)設(shè)層厚的反射層，并且能夠在不使用印版或類似之物的情況下產(chǎn)生清晰邊緣。特定而言，貴金屬損耗應(yīng)最小化，且易于密切監(jiān)測和根據(jù)訂單來追蹤物料流向，且易于為單個(gè)的訂單或工件分配用量。

基于本文開頭所提到的類型的方法，本發(fā)明用以達(dá)成上述目的的解決方案為借助噴墨技術(shù)以非接觸的方式施覆所述涂布液，具體方式是，所述涂布液朝配設(shè)有數(shù)個(gè)噴嘴且可以至少在運(yùn)動(dòng)平面內(nèi)相對所述涂布面運(yùn)動(dòng)的印刷頭運(yùn)動(dòng)，并借助所述印刷頭將所述涂布液以從所述噴嘴中排出的滴的形式加壓噴涂在所述涂布面上。

在本發(fā)明的方法中，為制造反射表面層而借助噴墨技術(shù)來涂覆含金屬的涂布液。其中，使用配設(shè)有一或多個(gè)工業(yè)印刷頭的印刷機(jī)，這些印刷頭可以以電腦控制和程控的方式在平面內(nèi)沿涂布面運(yùn)動(dòng)，由此，印刷頭至少是可定位的。

所述印刷頭中的每個(gè)均與所述涂布液的儲(chǔ)存容器流體連接且配設(shè)有數(shù)個(gè)排出噴嘴，所述排出噴嘴分布在一行或多個(gè)平行的行中。排出噴嘴中的每個(gè)在噴嘴口的關(guān)閉或打開方面均優(yōu)選為單獨(dú)可控。當(dāng)噴嘴口打開時(shí)，含金屬的涂布液在可預(yù)設(shè)的壓力下一滴滴地以非接觸的方式到達(dá)待涂布表面。

其中，所述涂布面相對所述印刷頭運(yùn)動(dòng)。根據(jù)相對運(yùn)動(dòng)的具體速度和方向以及對噴嘴的控制如此地控制涂覆過程，從而以預(yù)設(shè)的圖形將含金屬的涂布液印在表面上。這樣不僅能涂覆簡單的平面閉合層，而且還能實(shí)現(xiàn)例如由單個(gè)的平面(接觸或非接觸式)層區(qū)域構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。

隨后，對所述涂布液實(shí)施干燥和燒制，并將其轉(zhuǎn)化成鏡面反射的反射層。燒制時(shí)，有機(jī)組分通過在空氣中氧化而轉(zhuǎn)化成氣體，實(shí)現(xiàn)一般交聯(lián)并形成閉合的金屬層，該金屬層相對玻璃具有良好的粘附性。

采用噴墨技術(shù)能夠靈活且劃分較細(xì)地涂覆涂布液，使得既能有利地形成作為電路部件的結(jié)構(gòu)，或者形成在透射與反射之間逐步過渡的結(jié)構(gòu)，又能形成反射面中的非反射區(qū)域，這樣的非反射區(qū)域例如用作燈具內(nèi)部的檢查窗口。

如在文本開頭提到的技術(shù)中出現(xiàn)的涂布缺陷得到避免；無需預(yù)先制造印刷掩模、模版或印版。所述方法的優(yōu)點(diǎn)特別在于，能夠如此地調(diào)節(jié)為制造層所需的金屬量，從而以可重復(fù)且合理的方式達(dá)到預(yù)設(shè)的最佳結(jié)果。其中，最佳結(jié)果是指以最低限度的材料用量實(shí)現(xiàn)較高的反射率。

所述涂布液含有優(yōu)選以元素形式存在的一種或多種金屬。

這能簡化光亮的鏡面表面的制造。在有機(jī)金屬油墨中，金屬存在于絡(luò)合鍵中，例如，金存在于含有氯化合物的絡(luò)合物中。特定而言，其他合適的金屬為鋁、銅或銀，具體視需要在哪個(gè)波長范圍內(nèi)進(jìn)行反射或者需要所述層具備哪些其他功能如良好的導(dǎo)電性而定。

實(shí)踐表明，所述涂布液的粘度在10mpa·s至30mpa·s范圍內(nèi)，是有益的。

這個(gè)涂布液的流動(dòng)特性使其適于

(i)借助噴墨技術(shù)而被印刷，

(ii)良好地潤濕待涂布的玻璃表面，且

(iii)不易流干或成滴。

通過印刷頭沿涂布面的程控運(yùn)動(dòng)，或者通過涂布面沿印刷頭的運(yùn)動(dòng)，或者通過兩種運(yùn)動(dòng)類型的疊加來實(shí)現(xiàn)涂布面和印刷頭之間的相對運(yùn)動(dòng)。

特定而言，為涂布長條狀的圓柱形型材，實(shí)踐表明，所述涂布面和所述印刷頭之間的所述相對運(yùn)動(dòng)包括所述反射器基體沿所述印刷頭的平移運(yùn)動(dòng)。

其中，待涂布的構(gòu)件借助位移單元，例如借助輸送帶，以其長度可達(dá)數(shù)米的涂布面沿印刷頭移動(dòng)。其中，印刷頭在軸向上為固定的；印刷頭可以沿周向和/或徑向運(yùn)動(dòng)。

在最簡單的情形中，所述反射器基體以圓柱體的形式存在，所述涂布面以在所述圓柱體的部分圓周的范圍內(nèi)延伸的側(cè)面的縱條的形式存在，其中所述印刷頭被設(shè)計(jì)為在60度的部分圓周范圍內(nèi)，優(yōu)選在90度的部分圓周范圍內(nèi)涂覆所述涂布液。

為制成以180度的角度覆蓋圓形型材的層，使用兩個(gè)至三個(gè)印刷頭，其噴嘴排出平面之間所夾角度為90度或小于90度。

所述排出噴嘴的網(wǎng)格通常被設(shè)計(jì)為矩形，其中數(shù)個(gè)噴嘴布置在一行或幾行中。因此，印刷頭具有短邊和長邊。由此，即使在具有較小曲率半徑(例如5mm)的圓形或形狀復(fù)雜的表面上也能保證期望的高度的涂布均勻性，以及形成未經(jīng)過度噴射的干凈且清楚的邊緣。為了在長條形的型材上實(shí)施印刷，印刷頭以其長邊橫向于型材的縱軸方向布置。

其中實(shí)踐表明，所述待涂布的縱條的寬度在20mm至65mm范圍內(nèi)，是有益的。

在最簡單的情形中，所述反射器基體被配置為紅外輻射器的燈泡。舉例而言，反射器基體實(shí)施為具有圓形、橢圓形或多邊形橫截面的管件，或?yàn)樘厥庑螤睿缢^的孿生管。反射器基體優(yōu)選由石英玻璃或硼硅玻璃構(gòu)成。

在一種優(yōu)選方法中，所述噴嘴具有在共用的排出平面內(nèi)延伸的排出孔，其中在所述排出平面與所述涂布面之間設(shè)定5mm至10mm范圍的距離。

通過將距離保持在這個(gè)范圍內(nèi)，即使在彎曲表面上也能在很大程度上防止涂布液的過度噴涂。

實(shí)踐進(jìn)一步表明，計(jì)算出涂布液對涂布面的最小覆蓋率并以程控的方式來涂覆涂布液，從而形成大體上符合最小覆蓋率的表面覆蓋，是有益的。

其中如此地來控制涂布液的涂覆，使得金屬均勻地覆蓋表面，其中最低限度的表面覆蓋就已能取得最佳效果，即透射率最小化，并且在還待實(shí)施的轉(zhuǎn)化后所形成的反射層的材料成本減至最低。

玻璃上的涂布液的層厚優(yōu)選在介于20μm與40μm的范圍內(nèi)。例如可以通過分析單個(gè)噴嘴的流量(以計(jì)滴方式)和測量被覆蓋的面積來測定層厚。所述層的金屬含量通常在10wt.％至15wt.％的范圍內(nèi)。

以上述方式通過燒制所形成的反射層的額定厚度優(yōu)選在50nm至200nm的范圍內(nèi)。層厚的均勻性體現(xiàn)在，在五個(gè)均勻分布在所述反射層范圍內(nèi)的測點(diǎn)上測得的厚度與所述額定厚度的偏差為最大10％。

可以由原始的涂布液層的層厚和涂布液的金屬組分的已知體積含量來測定金屬層的厚度。作為替代或補(bǔ)充方案，也可以通過濺射或傳輸超短波輻射(x射線輻射或伽馬輻射)來測定金屬層的厚度。

附圖說明

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。其中，示意圖詳細(xì)示出：

圖1為根據(jù)本發(fā)明所制造的作為紅外燈管上的部分反射層的反射器的實(shí)施方式連同印刷頭的縱截面，及

圖2為圖1中的反射層連同印刷頭沿線a的軸向截面的放大圖。

具體實(shí)施方式

圖1示意性地示出由石英玻璃構(gòu)成的水平定向的燈管1，其具有燈管中軸線2，沿該燈管中軸線印刷一個(gè)覆蓋部分圓周的包括含金反射層3的涂層。圖2為燈管1的垂直于縱軸2的截面a的放大圖。兩個(gè)視圖均非按比例繪示；特定而言，為清楚起見，油墨層3的厚度繪示得非常大。

首先為每個(gè)新的印刷過程制定一個(gè)配方，該配方

(i)將承印的玻璃型材的幾何形狀和涂層輪廓的幾何形狀考慮在內(nèi)，以及

(ii)將印刷頭的輻射特性考慮在內(nèi)。

玻璃型材和涂層輪廓

應(yīng)在長度為1000mm、圓周角為180度的范圍內(nèi)在燈管1的外徑為19mm的外護(hù)套上印刷厚度為200nm的鏡面反射的金層。

印刷裝置

所使用的印刷機(jī)具有兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同且可加熱的印刷頭4，這些印刷頭可以沿半弧12(在圖2中用虛線表示)移動(dòng)。這兩個(gè)印刷頭圍繞燈管1的上半圓周均勻分布，且互成90度的角度α。

印刷頭的最大印刷寬度為65mm。兩個(gè)印刷頭4裝配有數(shù)目為1024的印刷單元，這些印刷單元布置在規(guī)則的2x512的網(wǎng)格中。每個(gè)印刷單元均具有一個(gè)出墨噴嘴7，該出墨噴嘴通過輸送通道與同樣可加熱的印刷用料儲(chǔ)存容器連接。每個(gè)印刷單元均配設(shè)有一個(gè)壓電元件，可以根據(jù)需要借助該壓電元件將出墨噴嘴7打開和關(guān)閉。為分開控制印刷單元以及為控制印刷頭使其在預(yù)設(shè)的運(yùn)動(dòng)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)而設(shè)有微型計(jì)算機(jī)。

印刷油墨

使用市場上常見的有機(jī)金屬含金油墨，其中有機(jī)絡(luò)合物中的15wt.％的元素金溶于由正庚烷、松節(jié)油、乙醇和碳酸乙烯酯構(gòu)成的溶液。

這種油墨被調(diào)整為一方面可以借助噴墨技術(shù)而被印刷，能良好地潤濕玻璃燈具表面且不易流干或成滴。通過印刷頭的加熱溫度和儲(chǔ)料器的加熱溫度來調(diào)節(jié)油墨的粘度。

印刷過程

事先計(jì)算出待涂布表面的油墨覆蓋率，以便在最終的反射層層厚盡可能小的情況下形成預(yù)設(shè)的最小反射率(＝最小覆蓋率)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)iec62798(“紅外發(fā)射器試驗(yàn)方法”)測定，最小反射率通常為90％以上。以程控的方式來涂覆油墨，從而根據(jù)最小覆蓋率來形成表面覆蓋。

這個(gè)層厚視具體的反射度要求在50nm至200nm的范圍內(nèi)。根據(jù)涂布劑的含金量，并且通過分析單個(gè)排出噴嘴的流量(以計(jì)滴方式)和測量被覆蓋的面積來測定液態(tài)涂布劑層的所需厚度和涂布劑的用量。

將加熱溫度調(diào)節(jié)至35℃，借此規(guī)定印刷用料的粘度。其中，每滴的體積為35pl(皮升)。由此，將從排出噴嘴排出的墨滴的滴徑調(diào)節(jié)至大約100μm。同一個(gè)印刷頭4的噴嘴7的排出孔位于共用的排出平面5內(nèi)。排出平面5與涂布面6之間的距離因噴嘴而異，但在印刷過程期間保持恒定。該距離平均為1mm，使得滴的平均擊中距離(auftreffabstand)為大約35μm。印刷頻率為5khz(5000滴/秒)。

借助輸送帶14以程控的方式將燈管1送至固定印刷頭4下方大約1mm的預(yù)設(shè)距離處。其中，含金油墨9以細(xì)小的微滴11的形式(參閱圖2)從噴嘴7排出并在180度的預(yù)設(shè)圓周角(參閱圖2)內(nèi)被印在燈管1的表面上。

單獨(dú)一次的層涂覆便足以形成期望的層厚。油墨層3形成縱條，該縱條沿中軸線在燈管側(cè)面的180度圓周角范圍內(nèi)延伸。兩個(gè)印刷頭4中的每個(gè)均被設(shè)計(jì)為在90度的部分圓周范圍內(nèi)涂覆部分涂層，其中確保這些部分涂層彼此對接或重疊。其中，可以將2x512的網(wǎng)格中距離涂布面6最遠(yuǎn)的兩側(cè)外噴嘴10中的數(shù)個(gè)噴嘴關(guān)閉。

在印刷過程期間將層3加熱，從而易于干燥。在達(dá)到額定厚度后，通過加熱至700℃在空氣中燒制經(jīng)干燥的油墨層3并將其轉(zhuǎn)化成鏡面反射的反射層。其中，有機(jī)組分被氧化或氣化，實(shí)現(xiàn)一般交聯(lián)并形成閉合的金屬層，該金屬層相對燈管1的玻璃具有良好的粘附性。

所形成的含金反射層的額定厚度為200nm。層厚的均勻性體現(xiàn)在，在五個(gè)均勻分布的測點(diǎn)上測得的厚度與額定厚度的偏差為最大20nm。

這個(gè)層具有重量為0.75g(每米管長)的涂布劑，包含額定含量的純金0.12g；實(shí)際用量為0.13g，因此，僅超過理論值約8％。

借助所謂的“膠帶剝離試驗(yàn)”來測定粘附性。當(dāng)粘上膠帶后將其直接剝離，如果肉眼不可見膠帶上的金屬痕跡，就表明粘附性夠了。

本發(fā)明的印刷方法最佳用于條形玻璃型材的印刷。用同一印刷工藝借助相同的印刷裝置補(bǔ)充性地在燈管1的其中一末端區(qū)域內(nèi)印刷用于電路的導(dǎo)線，這些導(dǎo)線為溫度傳感器的組成部分，可以借助該溫度傳感器來檢測燈具的工作狀態(tài)。