DE2748969C2

DE2748969C2 - Beschichtung von Blitzlampen

Info

Publication number: DE2748969C2
Application number: DE19772748969
Authority: DE
Inventors: Bernd D. Dipl.-Chem. Dr. 7415 Wannweil Meyer; Jörn 7410 Reutlingen Woköck
Original assignee: Resicoat Gmbh Beschichtungspulver, 7410 Reutlingen
Priority date: 1977-11-02
Filing date: 1977-11-02
Publication date: 1987-04-30
Also published as: DE2748969A1; GB2007537B; BE871718A; GB2007537A

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Schon seit langer Zeit werden Glaskolben, die mit reinem Sauerstoff und z. B. Zirkonwolle gefüllt sind und unter einem Druck von z. B. 10 bar stehen, in der Fotografie als Blitzlampen verwendet, wenn natürliches Licht oder Kunstlicht für eine Belichtung nicht ausreichen. Im Augenblick des Abblitzens verbrennt die Zirkonwolle, wobei sich die Wandung der Blitzlampe kurzzeitig bis auf 300°C erwärmt und dabei der Innendruck stark ansteigt. Aufgrund seiner hohen Sprödigkeit zerbricht daher das Glas bei dem hierbei auftretenden Temperatur- und Druckschock (150°C/15 bar). Im Falle einer ungeschützten Glasoberfläche werden daher durch den noch vorhandenen Restdruck die entstehenden Glassplitter weit umhergeschleudert. Aus diesem Grunde ist es unbedingt erforderlich und auch üblich, diese Lampen durch einen Schutzüberzug dagegen zu schützen. Hierzu werden die Lampen im allgemeinen tauchlackiert. Verwendet werden z. B. Cellulosederivate und Cellulose-Kombinationslacke. Der Festkörperanteil dieser Lösungen liegt zwischen 15 und 25 Gew.-%. Als Lösungsmittel werden brennbare Substanzen wie z. B. Aceton, Methanol, Methyläthylketon, Äthylacetat u. a. verwendet. Um die erforderliche Schichtdicke von 200 µm zu erreichen, müssen die Lampen mindestens dreimal tauchlackiert werden. Bedingt durch den geringen Festkörperanteil und die niedrige Viskosität der Lösung läßt sich die erforderliche Schichtdicke nicht in einem Tauchvorgang aufbringen. Zwischen den einzelnen Tauchvorgängen muß das Lösungsmittel mit Hilfe eines Einbrennofens aus der Schicht entfernt werden. Dieser Vorgang läuft bei ca. 80°C ab und dauert etwa 50 Minuten. Erst nach ca. 3 Stunden können die fertig beschichteten Lampen verpackt werden. Es ist mit diesem Verfahren zudem schwierig, gleichmäßige Schichtdicken zu erhalten. - Der Umgang mit brennbaren Lösungsmitteln erfordert den Einsatz umfangreicher Schutzmaßnahmen für Mitarbeiter und Einrichtungen. Schwere Schäden können entstehen, wenn unbeschichtete oder erst einmal beschichtete, bereits unter Druck stehende Lampen beim Tauchvorgang oder im Einbrennofen explodieren. - Für die frei werdenden Lösungsmittel sind teure und aufwendige Rückgewinnungs- bzw. Nachverbrennungsanlagen erforderlich, da diese wegen der entstehenden Umweltbelastung nicht unmittelbar in die Atmosphäre abgelassen werden dürfen.
In der DE-OS 24 31 952 ist ein Verfahren zum Beschichten von Glasflaschen, die beispielsweise kohlensäurehaltige Getränke enthalten, beschrieben, wobei vor allem der Berstschutz und der Splitterschutz verbessert werden sollen. In dieser Druckschrift ist aber auch deutlich angegeben, daß der Splitterschutz - in der Definition, wie sie dort angegeben ist - maximal 20% beträgt, was bedeutet, daß beim Herabfallen einer gefüllten Flasche unter definierten Bedingungen das größte Stück der Flasche 20% des Gesamtflaschengewichts ausmacht. Das besagt aber, daß alle Flaschen zerspringen. Bei der Beschichtung von Blitzlampen reicht ein solcher Splitterschutz selbstverständlich nicht aus, und vor allem ist die Beanspruchung bezüglich des Berstens bei den Blitzlampen unvergleichlich höher als bei den mit kohlesäurehaltigen Getränken gefüllten Gasflaschen. Während die zuletzt genannten einem Innendruck im kalten Zustand von etwa 0,5 bar standhalten müssen, der bei 50 bis 70°C auf maximal 1 bis 2 bar ansteigt, herrscht in den Blitzlampen bei Raumtemperatur bereits ein Druck von 6 bis 8 bar, der beim Zünden des Blitzes für 1 bis 3 msec auf etwa 14 bis 15 bar bei etwa 150°C ansteigen kann. Bei den Blitzlampen muß der Splitterschutz von herabfallenden und vor allem auch von gezündeten Blitzen 100% betragen, das heißt, weder beim Herunterfallen der Blitzlampen noch beim Zünden derselben dürfen Glassplitter, welcher Größe auch immer, herumfliegen. Es ist einsehbar, daß Blitzlampen, bei denen der Glaskolben unter Umherfliegen von Glasteilchen zerspringt, zum Verkauf gar nicht zugelassen werden könnten. Aus alldem geht hervor, daß die Anforderungen an Blitzlampen bezüglich des Splitterschutzes unvergleichlich höher sind als die Anforderungen an Glasflaschen, in denen Getränke aufbewahrt und transportiert werden sollen. Für den Fachmann war es daher überraschend, daß eine einschichtige Splitterschutzschicht auf Blitzlampen aus einem duroplastischen Material, wie sie in der DE-OS 24 31 952 beschrieben ist, einen vollständigen Splitterschutz ergibt trotz der beim Abblitzen auftretenden hohen thermischen und mechanischen Belastungen. Es war nämlich nicht von vornherein zu erwarten, daß eine mit einem duroplastischen Kunststoffpulver beschichtete Lampe ein Abblitzen ohne Zerspringen überstehen würde, weil die Duroplaste üblicherweise zu spröde sind, so daß sie zusammen mit dem Glas der Lampe zerspringen würden. Durch die im Zeitpunkt des Abblitzens herrschenden Bedingungen und die Art der verwendeten Pulver ist jedoch offenbar eine ausreichende Restelastizität im Augenblick des Abblitzens vorhanden, so daß ein Zerspringen der Lampe nicht gegeben ist. Die notwendige extreme Zuverlässigkeit des Splitterschutzes wird in der Tat erreicht, da von 1 Mio. Blitzlampen nur 0 bis 1 zerspringen.
Die Anwendung des genannten Verfahrens auf Blitzlampen weist, insbesondere gegenüber der oben erwähnten Tauchlackierung, die folgenden Vorteile auf:

1. Die bisher erforderliche Schichtdicke des Überzugs von 200 µm auf den Lampen läßt sich bereits mit einem Beschichtungsvorgang erreichen. Dadurch wird die Beschichtungszeit um den Faktor 20 reduziert, was eine wesentliche Kostenreduzierung bedeutet.
2. Beim Einbrennvorgang werden keinerlei Lösungsmittel frei. Dadurch werden kostsspielige Maßnahmen zur Vermeidung einer Umweltverschmutzung vermieden. Außerdem ist die Materialausbeute um den Faktor 4 besser. Darüber hinaus haben derartige Beschichtungssysteme prinzipiell günstigere physiologische Eigenschaften als Naßlacke.
3. Der gesamte Beschichtungsvorgang dauert maximal 10 Minuten
4. Der Splitterschutz ist, auch bei strengen Sicherheitsvorschriften, bereits bei einer Schichtdicke von 100 µm ausreichend, bei einer Schichtdicke von 200 µm optimal und den jetzigen Systemen überlegen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn als Polyesterharz feste Harze mit mindestens einer der funktionellen Gruppen aus der Gruppe Carboxyl, Anhydrid und als Cokondensationskomponenten mindestens 70 Gew.-% aus der Gruppe Terephthalsäure, Trimellithsäure, Adipinsäure, Isophthalsäure, Hexahydrophthalsäure, Tetrahydrophthalsäure, Hydroxipivalinsäure, Neopenthylglykol, Äthylenglykol, Di- oder Polyäthylenglykol, Propandiol, Cyclohexandimethanol, Trimethylolpropan, Diphenylolpropan, oder dessen Hydroxyäther, Hexandiol, Butandiol oder deren Derivate verwendet wird.
Die Harze werden mit den Härtern sowie ggf. mit Verlaufsmitteln und äußeren Weichmachern homogenisiert.
Falls zusätztlich zum Splitterschutz auch optische Effekte gewünscht werden, können zusätzlich zu den obengenannten Stoffen auch noch geeignete Farbstoffe verwendet werden. So ist es z. B. möglich, die Farbtemperatur des von der Blitzlampe ausgesandten Lichtes durch eine transparente blaue Einfärbung der des Tageslichtes anzupassen. Dadurch ist beim Abblitzen der Lampen für die Belichtung von Farbfilmen gewährleistet, daß das beim Blitz entstehende Licht die gleiche spektrale Energieverteilung aufweist wie das auf Sonnenlicht eingestellte Filmmaterial. Dies wird durch Zugabe vollkommen löslicher Farbstoffe erreicht.

Beschreibung der Erfindung

Das aus einzelnen Komponenten hergestellte Beschichtungspulver wird gebrochen und auf eine Kornverteilung wie in Anspruch 1 angegeben gemahlen. Die Beschichtung erfolgt bevorzugt in der folgenden Weise: Die auf mindestens 70°C vorgewärmten Blitzlampen werden einmal in ein Wirbelsinterbad mit dem Beschichtungspulver getaucht. Das Pulver kann jedoch auch aufgeblasen sowie mit oder ohne Anwendung der Elektrostatik aufgesprüht werden. Nach dem Aushärten des Pulvers in einem Konvektionsofen oder durch Infrarot oder durch eine Kombination davon beträgt die Schichtdicke mindestens 100 µm, z. B. 200 µm. Durch Einstellung einer ebenen Wirbelbettoberfläche läßt sich die Höhe, die mit Pulverlack beschichtet wird, exakt auf eine Abweichung von ± 0,75 mm einstellen. Das Beschichten und Einbrennen kann leicht so durchgeführt werden, daß eventuell vorhandene Zündladungen zur mechanischen Zündung unbeabsichtigt weder ausgelöst noch aktiviert werden. Die Aushärtung des Pulvers kann in einem Konvektionsofen bei 150 bis 250°C in 1 bis 60 Minuten erfolgen. Bevorzugt geschieht die Aushärtung jedoch in einem Infrarot-Umlauf-Kombinationsofen, wobei die Aushärtezeit auf 1 bis 10 Minuten reduziert werden kann.
Sind bei dem Glaskörper extreme Belastungen bezüglich Temperatur und Druck zu erwarten, so kann es vorteilhaft sein, den Glaskolben in einem Vorbehandlungsschritt mit einem Trennmittel wie z. B. Silikonöl zu benetzen und erst dann die Beschichtung vorzunehmen. Hierdurch kann erreicht werden, daß die vom Glas ausgehende Dehnungskraft sich infolge der geringeren Haftung auf die ganze Schicht verteilt und nicht nur auf einzelne gut haftende Partien des Überzugs, was dann zu einem Reißen der Überzugsschicht führen kann
Das folgende Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutern.
Es wird ein carboxylfunktionelles Polyesterharz in der üblichen Weise hergestellt aus Terephthalsäure, Trimellithsäure, Neopenthylglykol, Äthylenglykol und Hydroxipivalinsäureneopentylglykolester. Das Harz hat eine Säurezahl von 80 und eine Hydroxylzahl von unter 10. Der Erweichungspunkt auf der Koflerbank beträgt 79 bis 86°C. Die Viskositätszahl beträgt bei 0,5% Lösung in Cyclohexanon bei 25°C 9,7 cm³/g. 100 g dieses Harzes werden mit 100 g Epoxidharz aus Bisphenol A und Epichlorhydrin, 0,5 g Benzoin und 0,6 g Silikonöl als Verlaufsmittel homogenisiert. Das anfallende Produkt wird gebrochen und auf eine Korngröße von 60% kleiner 125 µm und 100% kleiner 250 µm gemahlen. Dieses Pulver wird in einem Wirbelbett fluidisiert und die auf 180°C vorgewärmte und über einen gekühlten Halter gefaßte Lampe einmal eine Sekunde in das Wirbelbett getaucht. Anschließend wird die Beschichtung 3 Minuten in einem Infrarotofen ausgehärtet. Nach dem Abkühlen wurden die beschichteten Blitzlampen geprüft, wobei folgende Werte erhalten wurden:
Die über mechanischen Schlag auszulösende Zündeinrichtung ist in ihrer Funktion nicht beeinträchtigt.

Schichtstärke 150 µm
Transparenz sehr gut
Haftung gut
Verlauf sehr gut
Splitterschutz beim Abblitzen sehr gut (Zusammenhalt bei allen abgeblitzten Lampen).

Claims

1. Anwendung des Verfahrens zum Aufbringen einer transparenten Kunstharzschicht auf Glas, bei dem das Glas auf Temperaturen oberhalb 70° vorgewärmt, in einem Wirbelbett aus einem duroplastischen Beschichtungspulver auf Basis eines festen, mit Epoxidharzen oder Trisglycidylisocyanuraten härtbaren Polyesterharzes, das Carboxylgruppen enthält, in einer Dicke von 50 bis 500 µm beschichtet wird, wobei das Beschichtungsmaterial in folgender Kornverteilung verwendet wird:

5 bis 40% <63 µm
25 bis 70% <125 µm
60 bis 100% <250 µm

und anschließend bei einer Temperatur von 150 bis 250° ausgehärtet wird, auf Blitzlampen zum Schutz vor dem Zerspringen.

2. Anwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Epoxidharz feste Harze aus Bisphenol A und Epichlorhydrin in einem Molverhältnis zwischen 0,80 und 0,95 verwendet werden.

3. Anwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyesterharz feste Harze mit mindestens einer der funktionellen Gruppen aus der Gruppe Carboxyl, Anhydrid und als Cokondensationskomponenten mindestens 70 Gew.-% aus der Gruppe Terephthalsäure, Trimellithsäure, Adipinsäure, Isophthalsäure, Hexahydrophthalsäure, Tetrahydrophthalsäure, Hydroxipivalinsäure, Neopenthylglykol, Äthylenglykol, Di- oder Polyäthylenglykol, Propandiol, Cyclohexandimethanol, Trimethylolpropan, Diphenylolpropan oder dessen Hydroxyäther, Hexandiol, Butandiol oder deren Derivate verwendet wird.

4. Anwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Zusatz an Benzoin und Silikonöl.

5. Anwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmaterial Farbstoffe enthält, derart, daß das durch die aufgebrachte Schicht austretende Licht die spektrale Verteilung des Sonnenlichtes aufweist.

6. Anwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung des Glaskörpers während des ganzen Beschichtungsprozesses gekühlt wird

7. Anwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aushärtung des Beschichtungsmaterials in einem ganz oder teilweise durch Infrarotstrahlung wirkenden Ofen erfolgt.