DE2642796A1 - Sockelkitte fuer elektrische lampen - Google Patents

Sockelkitte fuer elektrische lampen

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DE2642796A1 DE19762642796 DE2642796A DE2642796A1 DE 2642796 A1 DE2642796 A1 DE 2642796A1 DE 19762642796 DE19762642796 DE 19762642796 DE 2642796 A DE2642796 A DE 2642796A DE 2642796 A1 DE2642796 A1 DE 2642796A1
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Description

Dr.-Ing. Wilhelm
DipL-lHgL Wolfoang Beich
6 FranJAirt a M. 1
Ptakdzafe 13 8367
THORN ELECTRICAL INDUSTRIES LIMITED, London, England
Sockelkitte für elektrische Lampen
Die Erfindung betrifft Sockelkitte für elektrische Lampen. Diese Kitte sind Kunstharzhaftmittel, die in der Lage sind, hohen Temperaturen zu widerstehen und zwar auch mit Unterbrechungen und für lange Dauer und die sich daher z.B. für die Verwendung bei Glühlampen eignen. Die Erfindung bezieht sich auch auf elektrische Lampen, die derartige Kitte enthalten.
Bei der üblichen Lampenherstellung besteht einer der Vorgänge darin, daß ein Sockel, der gewöhnlich aus Metall, z.B. Messing oder Aluminium besteht, mit der Lampenhülle oder dem Kolben verkittet wird, in den die inneren Bauteile, wie z.B. der Glühfaden bereits eingebaut sind. Die sich ergebende Kittverbindung muß hitzebeständig sein und zwar besonders im Fall von Glühlampen, da die Temperatur des Sockels während des Brennens der Lampe in manchen Fällen über 2000C liegt. Der in solchen Lampen verwendete Kitt muß daher diese Temperaturen für längere Zeit, insbesondere eine Betriebsdauer von lOODbis 2000 Stunden, d.h. während der Lebensdauer der Lampe aushalten.
7098U/0284
Übliche hitzehärtbare Sockelkitte oder -pasten enthalten Mischungen von synthetisehen novolakartigen Phenolharzen und natürlichen Harzen wie Shellak und Terpentinharz. Es wurde versucht, die Temperaturgrenzen dieser Kitte durch Zufügung von Silikonharzen(bis zu sechs Gewichtsprozent der festen Masse)zu erweitern. Dabei ist beabsichtigt, daß das Silikonmaterial den Körper des Kittes zusammenhalt, obwohl es bei diesen hohen Temperaturen die Hafteigenschaften nicht verbessert. Wenn keine Silikone zugefügt werden, verkohlt und zerkrümelt die auf Phenolgrundlage beruhende Paste, wenn die Lampe in einer heißen Fassung brennt und der Sockel kann daher sich unter Umständen von der Lampe lösen, so daß die Sicherheit gefährdet ist, wenn der abgelöste Sockel aus der Fassung herausgenommen werden soll oder daß die Gefahr einer Beschädigung oder Brandgefahr besteht, wenn der heiße Kolben aus der Fassung fällt. Bisher waren die Lampenhersteller nicht in der Lage, die Kitte auf Phenolgrundlage mit genügend Silikon zu versehen, um eine Betriebstemperatur oberhalb von 2100C zu gewährleisten. Das ist die Maximaltemperatur, die für gekittete Sockel von normalen GLS-Lampen in einer Fassung nach der britischen Norm BS. 4533 zugelassen ist (siehe "Lamps & Lighting", 2. Ausgabe 1972, Kap. 9, Abschnitt 9.1, Seite 172, Allgemeine Beleuchtungslampen). Die Silikonadditive kosten nicht nur ein vielfaches des Phenolharzes sondern der Versuch, genügend Silikonharz zuzufügen, das in einem Lösungsmittel gelöst wird, ergibt eine Paste, die nicht verwendbar ist, weil sie klebrig bleibt und die Sockel zusammenkleben und die Zuführungsvorrichtung der Sockelungsmaschinen blockieren. Außerdem sind die Lösungsmittel z.B. Xylol, die für die Hinzufügung von Silikonen verwendet werden, giftig und können auch die Gummiverbindungen zerstören, die in Lampenherstellungsmaschinen weitgehend in Anwendung sind.
7098U/028A
Gemäß der Erfindung werden diese Schwierigkeiten durch einen Sockelkitt vermieden, der eine Kunststoffkomponente enthält, die im wesentlichen aus einem Kondensationsprodukt eines Arakyl-Äthers und einem Phenol besteht, die mit einem vernetzbaren Polymer oder Harz gemischt sind, sowie eine hitzebeständige Füllstoffkomponente und ein flüssiges Verdünnungsmittel enthält.
Gemäß der Erfindung ist ferner eine elektrische Lampe mit einem an der Hülle oder dem Kolben festgekitteten Sockel versehen, wobei der Kitt das Reaktionsprodukt eines Kondensationsproduktes eines Arakyläthers und eines Phenoles mit einem vernetzbaren Polymer zusammen mit einem hitzebeständigen Füllmittel enthält.
Kondensationsprodukte von Arakyläther und Phenol sind handelsüblich. So wird z.B. von der Firma Albright and Wilson Ltd. ein Erzeugnis unter dem Warenzeichen Xylok verkauft. Xylok wird in einer Anzahl von Formen mit verschiedenen Eigenschaften vertrieben: Xylok 210 ist gewöhnlich verfügbar als 60#ige Lösung in Methyl-Sthylketon (MEK) oder 74° OP Äthanol und das Harz wird durch Kondensation mit einem Hexaminkatalysator gehärtet, der in die Lösung eingebaut ist. Xylok 225 steht aus einem trockenen Pulver des Harzes, dem 10 bis 15% eines Hexaminstoffes (bezogen auf das Gewicht des Harzes) hinzugefügt ist, um das Harz zu härten; Xylok 234C ist ein weicher Kunststoff, der durch einen Epoxymechanismüs härtbar ist. Durch Verwendung der Xylokkomponente in der Paste kann ein thermisch bis zu 25O0C-stabiles Haftmittel erhalten werden. Dieses gewährleistet ein wirksames Haften des Sockels selbst am Ende der Lebensdauer bei Fassungen mit den nach der britischen Norm höchstens Temperaturen.
Das bevorzugte vernetzbare Polymer oder Harz ist ein karboxyliertes Akrylpolymer, insbesondere das unter dem Warenzeichen
7098U/0284
"ALCOLEC" vertriebene Polymer der Firma Allied Colloids Ltd. Dieses Material hat die Form eines freifließenden Pulvers und gibt dem Kitt bessere Fließeigenschaften, wobei es als Haftmittel wirkt. Es ist wahrscheinlich, daß dieses Akrylmaterial sich mit dem Aralkyläther/Phenolkondensationsprodukt vernetzt, um ein schwerer zu bearbeitendes Polymer zu erzeugen, welches zur Stabilität des gehärteten Kittes beiträgt.
Es wird auch vorgeschlagen, daß als Alternative zu einem karboxilierten Akrylpolymer ein hitzehärtbares Kondensationsprodukt z.B. Phenolformaldehyd,Harnstoff-Formaldehyd oder Melamin-Formaldehyd mit ähnlichem Ergebnis benutzt werden kann. Eine weitere Alternative für das Akrylpolymer ist Schellak.
Organische polare Flüssigkeiten, z.B. Ketone, Ester, Alkohole und Ätherlösungsmittel können als Lösungsmittel verwendet werden, das hinzugefügt wird, um die Löslichkeit der Harze und Füllmittel zu unterstützen. Ein bevorzugtes Lösungsmittel, welches mit diesem Sockelkitt verträglich ist und sich für die üblichen Verfahren der Lampenherstellung eignet, ist 74° OP Äthanol oder Methylspiritus. Um die Trocknungszeit zu erhöhen, kann eine Mischung des Lösungsmittels von Äthylalkohol mit Athylglykol verwendet werden, die unter dem Warenzeichen CELLOSOLVE oder OXITOL erhältlich ist. Terpentinharz kann hinzugefügt werden, um die Retention- oder Verhaltungseigenschaften des Lösungsmittels zu verbessern.
Um sicherzustellen, daß der Kitt, wenn er auf die Innenseite des Sockels aufgebracht wird, nicht fließt oder austropft, wenn die Sockel in Trichter eingefüllt werden, kann ein Anti-Setzmittel der Mischung beigefügt werden. Eine Hinzufügung von 1-2 Gew# von Rauch-Kieselerde oder Tonerde wird dem Lösungsmittel oder der Harzlösung vorzugsweise zu diesem Zweck hinzugefügt.
7098H/0284
Bevorzugte Bereiche der Polymerkomponenten in dem Sockelkitt gemäß der Erfindung sind:
1 - 1596 Aralkyläther/Phenolkondensat
(berechnet als % der Feststoffe in den gesamten trockenen Feststoffen)
1-15% karboxyliertes Akrylpolymer oder als Alternative
vernetzbares Harz,
Der Rest ist ein Füllstoff, wobei eine bevorzugte Zusammenstellung Marmorstaub und Lithopon enthält. Das Verhältnis dieser Stoffe beträgt vorzugsweise 1 : 1 bis 1:5 Gewichtsverhältnis. Die Lösungsmittelanteile sind je nach der betreffenden Anwendung veränderlich, aber liegen normalerweise im Bereich von 6 bis 12 Teilen Äthanollösungsmittel bei 100 Teilen der trocknen Pulvermischung des Harzes einschließlich des Füllmittels. Um die Trockenzeit zu erhöhen, können Mischungen von 74° OP Äthanol (oder Methylspiritus) und Äthylglykol im Verhältnis von 1:1 bis 1 : 10 verwendet werden.
Zur Erläuterung werden nun spezielle Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, die sich mit bevorzugten Verfahren zur Herstellung des Kittes und ihrer Anwendung bei der Lampenherstellung befassen.
Die Zeichnung zeigt ein Beispiel einer Glühlampe, bei der der Kitt gemäß der Erfindung verwendet werden kann.
Die Lampe enthält eine Glashülle oder einen Kolben 1, in dem ein gewendelter Wolframfaden 2 von einem zentralen Glasstab 3 gehaltert wird, wobei Molybdändrahthalter 4 und Zuführungsdrähte 5 vorgesehen sind. Die Zuführungsdrähte gehen durch einen Quetschfuß 6 hindurch und sind mit .gelöteten Kontakten 7 verbunden, die in einem Sockel δ montiert sind, der z.B. ein Bajonettsockel oder ein Schraubsockel sein kann. Der Sockel ist
7098H/0284
mit der Hülle 1 durch einen Ring aus Kitt 9 verbunden, der die Zusammensetzung gemäß der Erfindung hat.
Die Ausführungsbeispiele 1 und 2 beziehen sich auf die Herstellung von 1 kg des Kittes.
Beispiel 1
Ein Kitt wurde unter Benutzung der folgenden Komponenten hergestellt:
84 g Aralkyläther/Phenolkondensat (Xylok 210 als 60%ige
Lösung in 74° OP Äthylalkohol). 50 g karboxyliertes Akrylpolymer (AIcolec 860) 30 g Rauch-Tonerde (Alon C)
870 g Füllstoff (Marmorstaub und Lithopon, 4:1) 45 g Äthylalkohol (74° OP)
Wenn längere Trockenzeiten erforderlich sind, kann das Lösungsmittel durch eine Mischung von 74° OP Äthylalkohol und Äthylglykol oder andere geeignete polare Lösungsmittel ersetzt werden. Ein Beispiel für eine solche Mischung ist 5 g 74° OP Äthylalkohol +4Og Cellosolve.
Bei der Herstellung dieses Kittes werden die Polymere, die Tonerde und das Lösungsmittel miteinander gemischt, bis ein klarer brauner Sirup erhalten wird. Der Füllstoff wird dann langsam unter gründlicher Mischung hinzugefügt.
Beispiel 2
Ein Kitt wurde aus den folgenden Bestandteilen hergestellt: 45 g Aralkyläther/Phenolkondensat (Xylok 225) 50 g karboxyliertes Akrylpolymer (Alcolec 860)
5 g Hexamin
30 g Rauchtonerde (Alon C)
70981 A/0284
870 g Füllstoff (Marmorstaub und Lithopon, 4:1) 80 g Äthylalkohol (74° OP)
Wenn längere Trockenzeiten erforderlich sind, wird eine Lösungsmittelmischung benutzt, deren Mischungsverhältnis zwischen Äthanol und Cellosolve von 1 : 1 bis zu 1 ; 10 schwankt. Andere geeignete polare Lösungsmittel können verwendet werden.
Bei der Herstellung dieses Kittes werden die Polymere, das Hexamin und der Füllstoff trocken miteinander gründlich gemischt und dann einer Mischung der Tonerde und des Lösungsmittels beigemischt.
Das Verhalten des Sockelkittes gemäß der Erfindung wurde in Versuchen geprüft, die sich auf 100 Watt Einfadenlampen mit 60 mm Durchmesser bezogen und einen sogenannten band-birnenförmigen Perlglaskolben aufwiesen und zwar in Fassungen, welche eine Sockeltemperatur von 210° C ergaben. Aluminiumbajonett sockel wurden auf üblichen Maschinen aufgekittet, wobei der Kitt gemäß der Erfindung verwendet wurde und es wurden auch übliche Kitte auf Phenolharzbasis verwendet, die mit etwa 3% Trockengewicht Silikon verstärkt waren. Nach einer Betriebsprüfung der Lampen über etwa 1000 Stunden bis zum endgültigen Ausfall in der heißen Fassung wurde das Haften des Sockels am Ende der Lebensdauer nach dem genormten BS .161 Torsionsprüfverfahren in MKS-Einheiten gemessen.
Bei einem typischen Versuch mit einer Phenolpaste 9 die durefo Silikone angereichert war9- zum Aufkitten voa Alumininmgockel wurden 13 Lampen in heißen Fassungen geprüft. Die Torsions= messungen am Ende der Lebensdauer betrugen: 6 Lampen> 3Nm (5>4 N m), 7 Lampen <, 3 N m. Im Gegensatz wurde bei Verwendung eines Kittes gemäß der Erfindung ein Ergebnis für 20 Lampen erzielt: 18 Lampen>3 Nm (i8>4Nm), 2 Lampen<- 3Nm
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(einschließlich eines losen Sockels infolge einer unwirksamen Kittung).
Bei Lampen gemäß der Erfindung sind die durchschnittlichen Torsionszahlen stets größer als der Wert von 3Nm, der durch das Prüfverfahren BS 161 als Minimalwert gefordert wird und gewöhnlich sogar größer als 5Nm. Normale Phenol-Silikonkitte ergeben einen Durchschnittswert von 3Nm, doch liegen wesentliche Anteile auf der niedrigen Seite. Dies wird noch verschärft bei Verwendung von Bajonettsockeln aus Aluminium, bei denen die Haftung gewöhnlich schlechter ist als bei ähnlichen Sockeln aus Messing. Bei Verwendung der Kitte gemäß der Erfindung ist die Haftung an Aluminium ausgesprochen gut und es wurde festgestellt, daß bei einem Abziehen des Mantels eine dicke Schicht des gehärteten Kittes mitgezogen wurde, und zwar sogar am Ende der Lebensdauer der Fassung. Bei einer Wiederholung dieser Abzugsprüfung bei Sockeln, die mit dem üblichen Phenol/Silikonkitt befestigt waren, ergab sich, daß kein Kitt haften blieb.
709814/0284

Claims (10)

Patentansprüche
1.) Sockelkitt für elektrische Lampen, gekennzeichnet durch eine Harzkomponente, die im wesentlichen aus einem Kondensationsprodukt eines Arakyläthers und einem Phenol besteht, die mit einem vernetzbaren Polymer oder Harz gemischt sind, sowie einer hitzebeständigen Füllstoffkomponente und einem flüssigen Verdünnungsmittel.
2. Sockelkitt nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das vernetzbare Polymer ein karboxyliertes Akrylpolymer oder ein hitzehärtbares Kondensationspolymer ist.
3. Sockelkitt nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß er 1 bis 15 % des vernetzbaren Polymers enthält.
4. Sockelkitt nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstoffkomponente Marmorstaub und Lithopon ist.
5. Sockelkitt nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verhältnis von Marmor staub zu Lithopon im Bereich von 1 : 1 bis 5 : 1 liegt.
6. Sockelkitt nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verdünnungsmittel Äthylalkohol oder eine Mischung von Äthylalkohol und Äthylglykol enthält.
7098U/0284
7. Sockelkitt nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß er 6 bis Λ2% Äthylalkohol bezogen auf die gesamten festen Bestandteile enthält.
8. Sockelkitt nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß er ein Antisetzmittel enthält.
9. Sockelkitt nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß er 1 bis Λ5% des Aralkyläther/Phenolkondensationsprodukts enthält.
10. Elektrische Lampe mit einer Lampenhülle und einem Sockel, der an der Hülle durch einen Sockelkitt befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kitt das Reaktionsprodukt eines Kondensationsproduktes von Aralkyläther und einem Phenol mit einem vernetzbaren Polymer zusammen mit einem hitzebeständigen Füllstoff enthält.
Re/Pi.
7098U/0 28 4
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