DE60112341T2

DE60112341T2 - Mittel zur Färbung und gefärbte Lampe

Info

Publication number: DE60112341T2
Application number: DE60112341T
Authority: DE
Inventors: Norimasa Isehara-shi Sagawa; Kazuo Kawanishi-shi Sakai; Hideki Kawanishi-shi Konishi
Original assignee: Ichikoh Industries Ltd
Current assignee: Ichikoh Industries Ltd
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2021-02-16
Also published as: JP2001226631A; EP1125998A2; DE60112341D1; JP3626062B2; CN1310211A; EP1125998B1; KR20010082725A; US20010020812A1; CN1159389C; EP1125998A3; KR100430137B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mittel zum Herstellen einer Farbbeschichtung, das bei der Herstellung einer Glühlampe für eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug verwendet werden kann, sowie eine gefärbte Glühlampe, die unter Verwendung des Mittels zum Herstellen einer Farbbeschichtung umbra oder gelb gefärbt wurde.
Hintergrund der Erfindung
An der Vorderseite, der Rückseite oder im Seitenbereich eines Fahrzeugs, wie z. B. eines Autos, sind Beleuchtungsvorrichtungen, wie z. B. Parkleuchten, Begrenzungsleuchten oder Fahrtrichtungswechselanzeigeleuchten, angebracht, die gelblichrot (orange) oder umbra oder gelb (im Folgenden als "gelb" bezeichnet) leuchten, und es wurden Beleuchtungsvorrichtungen entwickelt, die ein kleines Lampengehäuse umfassen, das gegenüber den hohen Temperaturschwankungen beständig ist, und die ein gelbes Lichtsignal erzeugen, das über einen langen Zeitraum hinweg sehr gut sichtbar ist, so dass ein sicheres Fahren des Fahrzeugs möglich ist.
Beispiele für Verfahren zur Herstellung solcher Signallampen umfassen ein Verfahren, bei dem eine transparente Abdeckung eines Lampengehäuses gefärbt wird (die Glühlampe innerhalb des Lampengehäuses bleibt farblos und transparent), und ein Verfahren, bei dem der Glühlampenkolben der Glühlampe gefärbt wird, während die Abdeckung des Lampengehäuses farblos und transparent bleibt, wobei die zuletzt genannte Beleuchtungsvorrichtung besser sichtbar ist. Der gefärbte Glühlampenkolben wird hergestellt, indem ein Mittel zum Herstellen einer Farbbeschichtung, das ein Pigment enthält, auf der Oberfläche des Lampenkolbens aufgebracht wird, um einen gefärbten Film auf der Oberfläche des Lampenkolbens zu erzeugen.
Der Farbton "Gelb" für Beleuchtungsvorrichtungen für Fahrzeuge wird in der Norm JIS D5500 spezifiziert, und bisher wurden Überzugsfilme, die ein Chrompigment enthalten, oder gefärbte Gläser, die Cadmium enthalten, verwendet, um ein gelbes Signallicht zu erzeugen, das die Spezifikation erfüllt. Bei der Verwendung dieser Beleuchtungsvorrichtungen ergeben sich jedoch Probleme hinsichtlich des Umweltschutzes, insbesondere hinsichtlich der Abfallentsorgung.
Deshalb wurde vorgeschlagen, ein rotes Eisenoxidpigment, das keine Probleme hinsichtlich des Umweltschutzes verursacht, als alternatives Pigment zu verwenden. Der Farbton des roten Eisenoxidpigments hängt jedoch von der Teilchengröße der Pigmentteilchen ab, und es wurde bisher davon ausgegangen, dass ein Beschichtungsmittel mit sehr feinen Pigmentteilchen mit einer Teilchengröße (einem Teilchendurchmesser) von weniger als 0,1 μm verwendet werden muss, damit der Farbton "Gelb" erhalten werden kann (siehe die Veröffentlichungen der japanischen Patentanmeldungen Nr. 10-3889 und Nr. 9-124976).
Wenn jedoch ein rotes Eisenoxidpigment mit einer kleinen Teilchengröße verwendet wird, muss die Menge an Pigment erhöht werden, damit der gewünschte Farbton und die gewünschte Beständigkeit gegenüber einem Verblassen des Farbtons in Folge von Wärmeeinwirkung erhalten werden. Die gleichzeitige Zunahme der Menge an erforderlichem Bindemittel kann jedoch zu Problemen führen, d. h. die Filmdicke kann zunehmen, die Beständigkeit gegenüber einer Rissbildung in Folge von Wärmeeinwirkung kann abnehmen, es können Probleme beim Dispergieren der Pigmentteilchen auftreten, die Teilchengröße (der Teilchendurchmesser) der Pigmentteilchen kann stark variieren, die thermische Beständigkeit sowie die Beständigkeit gegenüber Temperaturzyklen kann abnehmen und die Haftung des Filmüberzugs an dem Lampenkolben kann abnehmen. Im Hinblick auf die Effektivität des Dispergierprozesses sowie auf die Wirtschaftlichkeit wurde bisher davon ausgegangen, dass die kleinstmögliche Teilchengröße eines Pigments in dispergiertem Zustand etwa 0,1 μm (100 nm) betragen sollte, damit der gewünschte Farbton erhalten werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Mittel zum Herstellen einer Farbbeschichtung bereitzustellen, das ein rotes Eisenoxidpigment enthält und das deshalb nicht umweltschädlich ist, und das zur Herstellung einer beschichteten, gelb gefärb ten Glühlampe verwendet werden kann, deren Beschichtung beständig gegenüber einer Rissbildung in Folge von Wärmeeinwirkung ist und die über einen langen Zeitraum hinweg sehr gut sichtbar ist. Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine gefärbte Glühlampe, die unter Verwendung dieses Mittels zum Herstellen einer Farbbeschichtung gefärbt wurde, bereitzustellen.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung fanden heraus, dass, wenn ein rotes Eisenoxidpigment mit einer sphärischen Teilchenform und ein gelbes organisches Pigment in einem bestimmten Verhältnis miteinander verwendet werden und die Dispergierbarkeit des Gemisches der Pigmente eingestellt wird, der Farbton "Gelblichrot", der in der JIS-Norm spezifiziert wird, erhalten werden kann, selbst wenn die Teilchengröße des roten Eisenoxidpigments in dem Beschichtungsmittel 0,1 μm oder mehr beträgt.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Mittel zum Herstellen einer Farbbeschichtung, umfassend mindestens ein Bindemittel, ein Pigment und ein Dispergiermittel, wobei das Bindemittel ein Sol ist, hergestellt durch partielle Umsetzung einer organischen Siliciumverbindung, wobei das Pigment ein Gemisch ist, umfassend ein rotes Eisenoxidpigment und ein gelbes organisches Pigment in einem Verhältnis im Bereich von 1 : 10 bis 2 : 1, bezogen auf das Gewicht, wobei die Teilchenform des roten Eisenoxidpigments sphärisch ist und wobei die Teilchengröße des roten Eisenoxidpigments im Bereich von 0,1 bis 0,3 μm liegt, wobei die Teilchengröße des gelben organischen Pigments 0,3 μm oder weniger beträgt und wobei das Verhältnis von Bindemittel (Feststoffanteil) zu Pigment im Bereich von 2 : 1 bis 2 : 5 liegt, bezogen auf das Gewicht. Da das erfindungsgemäße Mittel zum Herstellen einer Farbbeschichtung ein rotes Eisenoxidpigment mit einer Teilchengröße von 0,1 μm oder mehr enthält, kann es für die Herstellung eines Überzugs für eine Glühlampe verwendet werden, die über einen langen Zeitraum hinweg ein konstant gelbes Licht abgibt, wobei der Überzug fest an dem Glühlampenkolben anhaftet und wobei die Umwelt nicht belastet wird. Die Teilchengröße ist der mittlere Teilchendurchmesser des Pigments, das in der Beschichtungszusammensetzung dispergiert ist.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine gefärbte Glühlampe, umfassend einen transparenten luftdichten Behälter, Anschlussdrähte, die in dem transparenten luftdichten Behälter angeordnet sind, und einen Glühfaden, der an den Anschluss drähten aufgehängt ist, sowie einen Überzugsfilm an der Oberfläche des transparenten luftdichten Behälters, der unter Verwendung des erfindungsgemäßen Mittels zum Herstellen einer Farbbeschichtung hergestellt wurde. Wenn das Mittel zum Herstellen einer Farbbeschichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann eine qualitativ hochwertige Glühlampe mit einem gefärbten Überzugsfilm hergestellt werden, der keine Risse bildet und der sich nicht vom Glühlampenkolben ablöst, selbst wenn die gefärbte Glühlampe in einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug verwendet wird, deren Lampengehäuse hohen inneren Temperaturdifferenzen ausgesetzt ist.
Beschreibung der Zeichnungen
Die 1 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen der Teilchengröße des roten Eisenoxidpigments und der Menge an rotem Eisenoxidpigment, die zugegeben werden muss, um den gewünschten Farbton zu erhalten, zeigt.
Die 2 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen der Teilchengröße des roten Eisenoxidpigments und der minimalen Dicke des Überzugsfilms, die erforderlich ist, um den gewünschten Farbton und die gewünschte Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln zu erhalten, zeigt.
Die 3 zeigt eine schematische Ansicht einer gefärbten Glühlampe entsprechend der vorliegenden Erfidung.
Die 4 zeigt eine schematische Ansicht einer Fahrtrichtungswechselanzeigeleuchte, die eine gefärbte Glühlampe entsprechend der vorliegenden Erfindung umfasst.
Genaue Beschreibung der Erfindung
Der Ausdruck "Beschichtungsmittel", der im Folgenden verwendet wird, bezeichnet das Mittel zum Herstellen einer Farbbeschichtung.
Das Beschichtungsmittel entsprechend der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens ein Bindemittel, ein Pigment und ein Dispergiermittel.
Das Bindemittel, das entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist ein partiell umgesetztes Sol einer organischen Siliciumverbindung. Das partiell umgesetzte Sol ist ein Sol, erhalten durch partielle Hydrolyse und Polykondensation einer organischen Siliciumverbindung, wobei die Umsetzung gegebenenfalls in Gegenwart eines Lösungsmittels, in Gegenwart von Wasser oder in Gegenwart einer Säure (wie z. B. Salzsäure, Salpetersäure usw.), die als Katalysator dient, durchgeführt wird. Beispiele für die organischen Lösungsmittel umfassen Alkohole, wie z. B. Methanol, Ethanol, n-Propanol, i-Propanol, n-Butanol oder i-Butanol; Ketone, wie z. B. Aceton, Methylethylketon oder Methylisobutylketon; Ester, wie z. B. Ethylacetat oder Butylacetat; Ether, wie z. B. Methylcellosolve oder Ethylcellosolve; cyclische Ether, wie z. B. Tetrahydrofuran; und aromatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Benzol oder Toluol. Diese Lösungsmittel können einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden.
Die organischen Siliciumverbindungen sind nicht auf bestimmte Verbindungen beschränkt, vorausgesetzt, es sind Verbindungen, die ein Sol bilden können, und es können verschiedenste vierwertige Siliciumverbindungen, dreiwertige Siliciumverbindungen und zweiwertige Siliciumverbindungen verwendet werden. Beispiele für die Siliciumverbindungen umfassen vierwertige Tetraalkoxysilane, wie z. B. Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan oder Tetrabutoxysilan; dreiwertige Alkyl- oder Aryltrialkoxysilane, wie z. B. Methyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Ethyltrimethoxysilan, Ethyltriethoxysilan, n-Propyltrimethoxysilan, n-Propyltriethoxysilan, i-Propyltrimethoxysilan, i-Propyltriethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Phenyltrimethoxysilan oder Phenyltriethoxysilan; und zweiwertige Dialkyl- oder Diaryldialkoxysilane, wie z. B. Dimethyldimethoxysilan, Dimethyldiethoxysilan, Diethyldimethoxysilan oder Diethyldiethoxysilan. Diese organischen Siliciumverbindungen können einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden. Es ist besonders bevorzugt, dass eine vierwertige Siliciumverbindung in Kombination mit einer dreiwertigen Siliciumverbindung in einem molaren Verhältnis im Bereich von 19 : 1 bis 2 : 3 verwendet wird.
Da entsprechend der vorliegenden Erfindung ein Sol verwendet wird, das bei der partiellen Umsetzung einer organischen Siliciumverbindung erhalten wurde, ist die Menge an organischen Gruppen in dem gebildeten Überzugsfilm relativ gering, so dass der Überzugsfilm fest an dem Glühlampenkolben haftet, da keine inneren Spannungen in Folge der thermischen Zersetzung organischer Gruppen auftreten.
Das Pigment, das entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist ein Gemisch aus einem roten Eisenoxidpigment und einem gelben organischen Pigment in einem Verhältnis im Bereich von 1 : 10 bis 2 : 1, bezogen auf das Gewicht. Wenn die Menge an rotem Eisenoxidpigment in dem Gemisch größer ist und außerhalb des zuvor angegebenen Bereichs liegt, können die gewünschten Eigenschaften der Glühlampe nicht erhalten werden, da die Lichtdurchlässigkeit abnimmt, obwohl der Farbton, der in der Norm JIS D5500 spezifiziert wird, erhalten werden kann, und wenn die Menge an gelbem organischen Pigment größer ist und außerhalb des zuvor angegebenen Bereichs liegt, nimmt die Beständigkeit des gebildeten Überzugsfilms gegenüber einem Verblassen des Farbtons in Folge von Wärmeeinwirkung deutlich ab.
Die Teilchengröße des roten Eisenoxidpigments beträgt 0,1 μm oder mehr. Die Menge an zugegebenem Pigment muss erhöht werden, wenn die Teilchengröße des Pigments verringert wird, damit der gewünschte Farbton erhalten wird; andererseits muss die Menge an zugegebenem Pigment so gewählt werden, dass das zuvor angegebene Verhältnis von Pigment zu Bindemittel erreicht wird, so dass sichergestellt wird, dass in dem gebildeten Überzugsfilm keine Rissbildung in Folge von Wärmeeinwirkung auftritt und der Überzugsfilm die gewünschte Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln hat.
Die 1 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen der Teilchengröße (waagerechte Achse) des roten Eisenoxidpigments und der Menge (senkrechte Achse) an Pigment, die zugegeben werden muss, um den gewünschten Farbton zu erhalten, zeigt, wobei die Menge an zugegebenem Pigment auf der senkrechten Achse als Verhältnis, bezogen auf die minimale Zugabemenge (= 1, bei einer Teilchengröße von 0,13 μm), angegeben ist. Die 1 zeigt, dass, wenn ein rotes Eisenoxidpigment mit einer Teilchengröße von 0,04 μm verwendet wird, etwa die 1,3-fache Menge an Pigment erforderlich ist, um den gewünschten Farbton zu erhalten.
Die 2 zeigt, dass, wenn ein Pigment mit einer Teilchengröße (waagerechte Achse) von 0,04 μm verwendet wird, der Überzugsfilm etwa doppelt so dick (senkrechte Achse) (ca. 4,3 μm) sein muss, damit der gewünschte Farbton erhalten wird, ohne dass die Menge an zugegebenem Pigment verändert wird, während die Filmdicke geringer sein kann, wenn ein Pigment mit einer Teilchengröße im Bereich von 0,2 bis 0,3 μm verwen det wird. Die in 2 angegebene Filmdicke ist als die minimale Filmdicke angegeben, die erforderlich ist, um den gewünschten Farbton sowie die gewünschte Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln zu erhalten.
In einem etwa 4 μm dicken Überzugsfilm mit einem roten Eisenoxidpigment mit einer Teilchengröße von etwa 0,04 μm treten beim Einbrennen zwangsläufig Risse auf. Im Gegensatz dazu treten in einem Film mit Pigmentteilchen mit einer Teilchengröße von 0,1 μm und mit einer Filmdicke von bis zu etwa 5 μm beim Einbrennen keine Risse auf, und dies ist höchstwahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass der Abstand zwischen den Teilchen kleiner wird, wenn die Teilchengröße abnimmt; folglich kann das Bindemittel die inneren Spannungen, die beim Einbrennen auftreten, nicht ausreichend absorbieren. Das Auftreten von Rissen kann verhindert werden, wenn der Überzugsfilm in zwei Schritten aufgebracht wird, aber dadurch steigen die Produktionskosten an und das Herstellungsverfahren wird unwirtschaftlich. Wenn die Menge an Bindemittel in dem Beschichtungsmittel andererseits verringert wird, um den gewünschten Farbton zu erhalten, ohne dass die Filmdicke, wie zuvor beschrieben, erhöht wird, wird ein Überzugsfilm erhalten, der nicht die gewünschte Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln hat.
Deshalb muss die Teilchengröße des roten Eisenoxidpigments im Bereich von 0,1 bis 0,3 μm liegen, da die Transparenz des Überzugsfilms mit dem gewünschten Farbton deutlich abnehmen kann, wenn die Teilchengröße oberhalb von 0,3 μm liegt. Genauer gesagt, es konnte nachgewiesen werden, dass die Lichtdurchlässigkeit für Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 700 bis 780 nm deutlich abnimmt, wenn die Teilchengröße von 0,3 μm auf 0,4 μm erhöht wird, aber wenn die Teilchengröße im Bereich von 0,1 bis 0,3 μm liegt, nimmt die Transparenz nur unwesentlich ab und diese Abnahme ist in der Praxis akzeptabel. Von dem sichtbaren Bereich (380 bis 780 nm) des Emissionsspektrums einer Glühlampe absorbiert das rote Eisenoxidpigment die meiste Strahlung im Bereich von 380 bis 450 nm, während das gelbe organische Pigment die meiste Strahlung im Bereich von 380 bis 500 nm, insbesondere Strahlung im Bereich von 450 bis 500 nm, die nicht vollständig vom roten Eisenoxidpigment absorbiert werden kann, absorbiert, und deshalb wird ein gelber Überzug erhalten, dessen Durchlässigkeit für Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 700 bis 780 nm bei etwa 70% liegt.
Das rote Eisenoxidpigment ist ein rotes Eisenoxidpigment, das hauptsächlich aus α-Fe₂O₃ (Hämatit) besteht und dessen Teilchenform sphärisch ist. In Folge der sphärischen Form kann der Verlust an Strahlung während des Leuchtens der Glühlampe durch Lichtreflexion an der sphärischen Oberfläche der Pigmentteilchen minimiert werden. Die primäre Teilchengröße der Pigmentteilchen, die entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet werden, ist nicht auf bestimmte Größen beschränkt, vorausgesetzt, dass die Teilchengröße in dispergiertem Zustand in dem Beschichtungsmittel innerhalb des zuvor beschriebenen Bereichs liegt.
Das gelbe organische Pigment ist ein gelbes oder orangefarbenes Pigment, und Azoverbindungen, kondensierte polycyclische Verbindungen usw. werden bevorzugt verwendet. Nitrosoverbindungen oder Methin-Metallkomplexe können ebenfalls verwendet werden. Beispiele für die Azopigmente umfassen Monoazopigmente, Disazopigmente, kondensierte Azopigmente und Metallkomplex-Azopigmente. Beispiele für die kondensierten polycyclischen Pigmente umfassen Perinon, Isoindolinon und Chinophthalon. Beispiele für spezifische Pigmente umfassen Fast Yellow G, Disazo Yellow AAA, Disazo Yellow HR, Condensed Azo Yellow GR, Nickel Azo Yellow, Perinone Orange, Isoindolinone Yellow 2GLT·3RLT, Quinophthalone Yellow, Isoindoline Yellow, Nickel Nitroso Yellow, Copper Azomethine Yellow usw. Diese gelben organischen Pigmente können einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden.
Die Teilchengröße des gelben Pigments beträgt 0,3 μm oder weniger, da die Transparenz des Films deutlich abnehmen kann, wenn die Teilchengröße 0,3 μm übersteigt. Die Teilchengröße liegt bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 0,1 μm. Ein gelbes organisches Pigment mit einer kleineren Teilchengröße kann ebenfalls verwendet werden, da die Menge an gelbem organischen Pigment nicht wesentlich erhöht werden muss, wenn ein Pigment mit einer kleineren Teilchengröße verwendet wird, da das gelbe Pigment stärker färbt als das rote Eisenoxidpigment (d. h. die erforderliche Menge steigt nicht in dem Maße an wie beim roten Eisenoxidpigment).
Das Bindemittel (Trockenanteil) und das Pigmentgemisch werden in einem Verhältnis im Bereich von 2 : 1 bis 2 : 5 verwendet, bezogen auf das Gewicht. Eine überschüssige Menge an Pigmentgemisch, bezogen auf das Bindemittel, außerhalb dieses Bereichs führt zu einer verringerten Haftung, Lösungsmittelbeständigkeit und Filmfestigkeit des gebil deten Überzugsfilms, sowie zu einer verringerten Beständigkeit gegenüber einem Verblassen unter dem Einfluss von Wärme, da eine nicht unwesentliche Menge an gelbem organischen Pigment verdampft. Wenn die Menge an Pigmentgemisch, bezogen auf das Bindemittel, andererseits zu gering ist und außerhalb dieses Bereichs liegt, können, abhängig von dem Beschichtungsverfahren, die Färbeeigenschaften abnehmen.
In das Beschichtungsmittel entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Dispergiermittel eingebracht, das die Pigmentteilchen benetzt, und die gebildeten Pigmentaggregate werden in Form von feinen Teilchen dispergiert, um die zuvor beschriebene Teilchengröße des Pigments zu erhalten. Beispiele für die Dispergiermittel umfassen Öle, Harze, Lösungsmittel, Weichmacher usw. Es ist bevorzugt, dass Polyvinylalkoholharze, Ethylcellulose, Polyvinylbutyral, Acrylharze oder Silanhaftvermittler als Dispergiermittel verwendet werden. Diese Dispergiermittel können einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden.
Das Beschichtungsmittel entsprechend der vorliegenden Erfindung kann, falls erforderlich, einen Wärmestabilisator, einen Photostabilisator, einen UV-Absorber, ein Verdickungsmittel, ein Entschäumungsmittel usw. als zusätzliche Bestandteile enthalten. Diese Additive sind nicht auf bestimmte Materialien beschränkt und können solche sein, die gewöhnlich für diese Zwecke verwendet werden.
Das Beschichtungsmittel entsprechend der vorliegenden Erfindung kann hergestellt werden, indem die Bestandteile gleichmäßig miteinander vermischt und dispergiert werden und die Teilchengröße der Pigmentteilchen auf einen geeigneten Wert eingestellt wird. Beispiele für die Dispergiervorrichtungen umfassen gewöhnlich verwendete Dispeigiervorrichtungen, wie z. B. eine Walzenmühle, eine Kugelmühle, eine Flintsteinmühle, einen Attritor, eine Sandmühle, einen Mischer und eine Knetvorrichtung. Die Vorrichtung wird unter solchen Bedingungen (Zeit, Temperatur, Scherkräfte usw.) betrieben, dass die gewünschte Dispersion des Pigments erhalten wird.
Im Folgenden wird die erfindungsgemäße gefärbte Glühlampe, umfassend einen transparenten luftdichten Behälter, Anschlussdrähte, die in dem transparenten luftdichten Behälter angeordnet sind, und einen Glühfaden, der an den Anschlussdrähten aufgehängt ist, sowie einen Überzugsfilm an der Oberfläche des transparenten luftdichten Behälters, der unter Verwendung des erfindungsgemäßen Mittels zum Herstellen einer Farbbeschichtung hergestellt wurde, mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Die gefärbte Glühlampe 1, die in der 3 gezeigt wird, umfasst einen verschlossenen transparenten luftdichten Behälter (einen Glühlampenkolben) 2, Anschlussdrähte 3, die in den Kolben 2 hineinragen und aus dem Kolben 2 herausragen, und einen Glühfaden 4, der zwischen den inneren Anschlussdrähten aufgehängt ist, sowie einen Überzugsfilm 5 an der Oberfläche des Lampenkolbens der Glühlampe, der unter Verwendung des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittels hergestellt wurde.
Das Beschichtungsmittel entsprechend der vorliegenden Erfidung kann unter Anwendung bekannter Verfahren auf der Oberfläche des Lampenkolbens aufgebracht werden. Beispiele für diese Verfahren umfassen ein Eintauchbeschichtungsverfahren (immersion coating), ein Luftsprühbeschichtungsverfahren, ein Schleuderbeschichtungsverfahren, ein Fließbeschichtungsverfahren, ein Eintauchbeschichtungsverfahren (dip coating) usw. Die Beschichtung kann auf der inneren und/oder auf der äußeren Oberfläche des Glühlampenkolbens erfolgen.
Die gefärbte Glühlampe wird hergestellt, indem der aufgebrachte Überzugsfilm eingebrannt wird. Der Einbrennprozess ist nicht auf bestimmte Verfahren beschränkt, es ist jedoch bevorzugt, dass der Überzug, nachdem er bei Umgebungstemperatur getrocknet wurde, zuerst vorgebrannt und dann eingebrannt wird. Es ist bevorzugt, dass der Überzugsfilm etwa 2 bis 15 Minuten lang bei etwa 80 bis 140°C vorgebrannt und danach etwa 2 bis 60 Minuten lang bei etwa 150 bis 350°C eingebrannt wird.
Die Filmdicke des gebildeten Überzugsfilms nach dem Trocknen liegt bevorzugt im Bereich von etwa 1 bis 5 μm. Wenn der Film dicker als etwa 1 μm ist, wird der Lampenkolben ausreichend gefärbt, und wenn der Film dicker als etwa 5 μm ist, kann es vorkommen, dass sich Risse in dem Film bilden oder dass der Überzugsfilm trüb wird.
Die gefärbte Glühlampe entsprechend der vorliegenden Erfindung, die wie zuvor beschrieben hergestellt wurde, wird bevorzugt in einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug verwendet. Wenn z. B., wie in 4 gezeigt, eine gefärbte Glühlampe 1 mit einem Überzugsfilm 5 in einem Lampengehäuse 7 einer Fahrtrichtungswechselanzei geleuchte 6 angeordnet wird, kann ein gelbes Lichtsignal, das sehr gut sichtbar ist, ohne Verschiebung des Farbtons über das Frontglas 8 abgegeben werden. Der gefärbte Überzugsfilm, der unter Verwendung des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittels hergestellt wurde, zeichnet sich durch eine hervorragende thermische Beständigkeit sowie durch eine hervorragende Haltbarkeit bei plötzlichen Temperaturänderungen in dem kleinen Lampengehäuse 7 aus.
Beispiele
Der Ausdruck "%", der im Folgenden verwendet wird, bedeutet "Gewichtsprozent".
(1) Herstellung der Beschichtungsmittel
1. Flüssige Pigmentdispersionen
Die flüssigen Pigmentdispersionen A und B mit einem roten Eisenoxidpigment und die flüssigen Pigmentdispersionen A bis F mit einem gelben organischen Pigment wurden unter Verwendung der im Folgenden beschriebenen Bestandteile hergestellt. Ein spezifisches Beispiel für ein Verfahren zur Herstellung einer flüssigen Dispersion von Pigmentteilchen mit der in der Tabelle 1 angegebenen Teilchengröße, bei dem eine SG-Mühle (eine Sandmühle) mit Zirkonoxidkügelchen oder Zirkonkügelchen verwendet wurde, wird im Folgenden beschrieben.
[flüssige Pigmentdispersion A mit einem roten Eisenoxidpigment]
A. Zusammensetzung

rotes Eisenoxidpigment (Sakai Chemicals, Serie FRO, α-Fe₂O₃) 15%
Polyvinylbutyrat (Sekisui Chemicals, S-Lec BL-S) 3%
Isopropylalkohol 82%

B. Dispergierbedingungen und Pigmentteilchengröße
Die Kügelchen mit einem Durchmesser von 0,3 oder 0,5 mm waren Zirkonoxidkügelchen, und die Kügelchen mit einem Durchmesser von 0,6 oder 0,8 mm waren Zirkonkügelchen.
[flüssige Pigmentdispersion B mit einem roten Eisenoxidpigment]
A. Zusammensetzung

rotes Eisenoxidpigment (Sakai Chemicals, Serie FRO, α-Fe₂O₃) 15%
Acrylharz (Johnson Polymer, Johncryl 60) 3%
Isopropylalkohol 82%

B. Dispergierbedingungen und Pigmentteilchengröße
Die gleichen Bedingungen und Teilchengrößen wie bei der flüssigen Pigmentdispersion A mit einem roten Eisenoxidpigment.
[flüssige Pigmentdispersion A mit einem gelben Pigment]
A. Zusammensetzung

Bioplast Yellow 4GN (Bayer) 10%
Polyvinylbutyrat (S-Lec BL-S) 12%
Isopropylalkohol 78%

B. Dispergierbedingungen und Pigmentteilchengröße
Die Kügelchen mit einem Durchmesser von 0,3 mm waren Zirkonoxidkügelchen, und die Kügelchen mit einem Durchmesser von 0,6 mm waren Zirkonkügelchen.
[flüssige Pigmentdispersion B mit einem gelben Pigment]
A. Zusammensetzung

Toner Yellow HG (Clariant) 10%
Polyvinylbutyrat (S-Lec BL-S) 10%
Isopropylalkohol 80%

B. Dispergierbedingungen und Pigmentteilchengröße
Das Pigment wurde mit einer Teilchengröße von 0,04 μm unter den gleichen Bedingungen wie das gelbe Pigment in der flüssigen Pigmentdispersion A dispergiert.
[flüssige Pigmentdispersion C mit einem gelben Pigment]
A. Zusammensetzung

IRGAZIN Yellow 2GLT (CIBA Specialty Chemicals) 15%
Polyvinylbutyrat (S-Lec BL-S) 15%
Isopropylalkohol 70%

B. Dispergierbedingungen und Pigmentteilchengröße
Die Kügelchen mit einem Durchmesser von 0,3 mm waren Zirkonoxidkügelchen, und die Kügelchen mit einem Durchmesser von 0,5, 0,6 oder 0,8 mm waren Zirkonkügelchen.
[flüssige Pigmentdispersion D mit einem gelben Pigment]
A. Zusammensetzung

CROMOPHTAL Yellow 3G (CIBA Specialty Chemicals) 15%
Polyvinylbutyrat (S-Lec BL-S) 15%
Isopropylalkohol 70%

B. Dispergierbedingungen und Pigmentteilchengröße
Die gleichen Bedingungen und Teilchengrößen wie bei der flüssigen Pigmentdispersion C mit einem gelben Pigment.
[flüssige Pigmentdispersion E mit einem gelben Pigment]
A. Zusammensetzung

Monolite Yellow 4RE-HD (ZENECA Ltd.) 15%
Polyvinylbutyrat (S-Lec BL-S) 15%
Isopropylalkohol 70%

B. Dispergierbedingungen und Pigmentteilchengröße
Die gleichen Bedingungen und Teilchengrößen wie bei der flüssigen Pigmentdispersion C mit einem gelben Pigment, mit der Ausnahme, dass eine Dispersion mit Pigmentteilchen mit einer Teilchengröße von 0,4 μm nicht hergestellt wurde.
[flüssige Pigmentdispersion F mit einem gelben Pigment]
A. Zusammensetzung

PALIOTOL Yellow L0960HD (BASF) 15%
Polyvinylbutyrat (S-Lec BL-S) 15%
Isopropylalkohol 70%

B. Dispergierbedingungen und Pigmentteilchengröße
Die gleichen Bedingungen und Teilchengrößen wie bei der flüssigen Pigmentdispersion C mit einem gelben Pigment, mit der Ausnahme, dass eine Dispersion mit Pigmentteilchen mit einer Teilchengröße von 0,4 μm nicht hergestellt wurde.
2. Bindemittelzusammensetzungen
Die folgenden Bindemittelzusammensetzungen A und B wurden hergestellt.
[Bindemittelzusammensetzung A]

Tetraethoxysilan (Shinetsu Chemicals, LS-2430) 17%
Methyltrimethoxysilan (Shinetsu Chemicals, LS-530) 13%
Isopropylalkohol 60%
Wasser 9,9%
Salpetersäure 0,1%

[Bindemittelzusammensetzung B]

Tetraethoxysilan (LS-2430) 23%
Methyltrimethoxysilan (LS-530) 7%
Isopropylalkohol 60%
Wasser 9,9%
Salpetersäure 0,1%

Die Herstellung der Bindemittelzusammensetzungen wurde wie folgt durchgeführt.

1) Tetraethoxysilan und Methyltrimethoxysilan wurden miteinander vermischt und gerührt, bis ein homogenes Gemisch erhalten wurde.
2) 1/2 Portion des Isopropylalkohols wurde zu dem Gemisch von 1) gegeben, und das Gemisch wurde gerührt, bis es homogen war.
3) Wasser und Salpetersäure wurden zu 1/2 Portion des Isopropylalkohols gegeben, und das Gemisch wurde gerührt, bis es homogen war.
4) Das Gemisch von 3) wurde unter Verwendung eines Zerstäubers auf das Gemisch von 2) gesprüht, während das Gemisch gerührt wurde, und das erhaltene Gemisch wurde bevorzugt unter Luftabschluss gerührt, bis es homogen war, oder bis es transparent wurde, wenn es trüb war.
5) Das erhaltene Gemisch von 4) wurde einen Tag lang stehengelassen, um die Umsetzung zu vervollständigen, und dann wurde das Gemisch verwendet.

Jeweils eine flüssige Pigmentdispersion mit einem roten Eisenoxidpigment, eine flüssige Pigmentdispersion mit einem gelben Pigment und eine Bindemittelzusammensetzung, die wie zuvor beschrieben hergestellt worden waren, wurden in den in der Tabelle 1 angegebenen Mengen miteinander vermischt, wobei die Beschichtungsmittel der Beispiele 1 bis 21 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 16 erhalten wurden.
Tabelle 1: Zusammensetzungen der Beschichtungsmittel
(2) Herstellung der Überzugsfilme
Jedes Beschichtungsmittel wurde durch Sprühbeschichten unter Verwendung von Stickstoffgas auf der Oberfläche einer ungefärbten Glühlampe für eine Fahrtrichtungswechselanzeigeleuchte aufgebracht, und der Überzugsfilm wurde 5 Minuten lang bei 120°C vorgebrannt und dann 20 Minuten lang bei 300°C eingebrannt. In den Vergleichsbeispielen 2, 4, 6 und 8 wurde ein Überzugsfilm aus zwei Schichten (mittlere Filmdicke 3 bis 5 μm) durch zweimaliges Beschichten gebildet, und in den anderen Vergleichsbeispielen und in den Beispielen wurde ein Überzugsfilm aus einer Schicht (mittlere Filmdicke 2 bis 3 μm) durch einmaliges Beschichten gebildet.
(3) Eigenschaften der Überzugsfilme
Die Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln, die Lichtdurchlässigkeit, die ursprüngliche Haftung, der Farbton, die Beständigkeit gegenüber einer Rissbildung in Folge von Wärmeeinwirkung und die Beständigkeit gegenüber einem Verblassen des Farbtons in Folge von Wärmeeinwirkung der erhaltenen Überzugsfilme wurden wie folgt bestimmt und bewertet.
[Lösungsmittelbeständigkeit]
Der Überzugsfilm wurde mit einem Tissue-Papier, das mit einem Gemisch aus 70% n-Heptan und 30% Toluol getränkt worden war, abgewischt. Die Ergebnisse wurden entsprechend den folgenden Kriterien bewertet.
G: keine Fleckenbildung auf dem Tissue-Papier und keine Veränderung des Aussehens des Teststückes
NG: eine Fleckenbildung auf dem Tissue-Papier und/oder eine Veränderung des Aussehens (Trübung usw.) des Teststückes
[Lichtdurchlässigkeit]
Die Lichtdurchlässigkeit bei 700 nm wurde unter Verwendung eines Spektrophotometers gemessen. Die Ergebnisse wurden entsprechend den folgenden Kriterien bewertet.
G: Lichtdurchlässigkeit 70% oder mehr
NG: Lichtdurchlässigkeit weniger als 70%
[ursprüngliche Haftung des Überzugsfilms]
Die Filmoberfläche wurde mit einem Messer gitterförmig eingeritzt, und dann wurde ein Cellophan-Klebeband auf die Filmoberfläche geklebt. Nachdem das Klebeband ruckartig abgezogen worden war, wurde visuell überprüft, ob sich Filmstücke abgelöst hatten, und die Ergebnisse wurden entsprechend den folgenden Kriterien bewertet.
G: keine abgelösten Filmstücke
NG: abgelöste Filmstücke in mindestens einem Gitterabschnitt
[Farbton]
Der Farbton wurde mittels spektrophotometrischer Kolorimetrie unter Bestimmung der Farbmaßzahlen XYZ entsprechend dem Farbtonbestimmungstest (gelblichorange) gemäß der Norm JIS D5500 bestimmt.
G: gelborange gemäß der Norm JIS D5500
NG: nicht gelborange gemäß der Norm JIS D5500
[Beständigkeit gegenüber einer Rissbildung in Folge von Wärmeeinwirkung]
In der in der 4 gezeigten Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug wurde 800 Stunden lang ein kontinuierlicher Glühlampentest durchgeführt, wobei insgesamt 10 Teststücke jedes Beispiels verwendet wurden. Alle 200 Stunden wurde visuell überprüft, ob sich Risse in dem Film gebildet hatten oder ob sich Filmstücke abgelöst hatten, und die Anzahl an Proben, bei denen Risse auftraten oder bei denen sich Filmstücke abgelöst hatten, wurde gezählt.
[Beständigkeit gegenüber einem Verblassen des Farbtons in Folge von Wärmeeinwirkung]
Nach dem zuvor beschriebenen kontinuierlichen 800-Stunden Glühlampentest wurde alle 200 Stunden ein Farbtontest gemäß der Norm JIS D5500 durchgeführt, und die Anzahl an nicht akzeptablen Proben wurde gezählt.
Die Tests auf Lösungsmittelbeständigkeit, Lichtdurchlässigkeit, ursprüngliche Haftung und Farbton der Überzugsfilme waren erste Tests, die die ursprünglichen Eigenschaften der Überzugsfilme betrafen, und die Tests auf Beständigkeit gegenüber einer Rissbildung in Folge von Wärmeeinwirkung und Beständigkeit gegenüber einem Verblassen des Farbtons in Folge von Wärmeeinwirkung waren zweite Tests, die die Haltbarkeit der Überzugsfilme betrafen, und die Überzugsfilme, die die ersten Tests bestanden hatten, wurden den zweiten Tests unterworfen.
Die Ergebnisse der Bewertungen sind in den Tabellen 2 und 3 angegeben.
Die Ergebnisse in der Tabelle 2 zeigen, dass sich die erhaltenen gefärbten Überzugsfilme der Beispiele 1 bis 21, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel hergestellt worden waren, durch hervorragende Eigenschaften auszeichneten und bei den kontinuierlichen Glühlampentests eine ausreichende Haltbarkeit hatten.
Die Ergebnisse in der Tabelle 3 zeigen andererseits, dass die Beständigkeit gegenüber einer Rissbildung in Folge von Wärmeeinwirkung und die Beständigkeit gegenüber einem Verblassen des Farbtons in Folge von Wärmeeinwirkung der Überzugsfilme der Vergleichsbeispiele 1 bis 8, die unter Verwendung eines roten Eisenoxidpigments mit einer Teilchengröße von weniger als 0,1 μm hergestellt worden waren, unzureichend waren. Die Vergleichsbeispiele 2, 4, 6 und 8 zeigen, dass die Eigenschaften nicht verbessert werden konnten, wenn ein Überzugsfilm aus zwei Schichten durch zweimaliges Beschichten gebildet wurde. Die Ergebnisse zeigen weiterhin, dass die Beschichtungsmittel mit einem roten Eisenoxidpigment mit einer Teilchengröße von 0,4 μm in den Vergleichsbeispielen 9 und 10 und die Beschichtungsmittel mit einem gelben organischen Pigment mit einer Teilchengröße von 0,4 μm in den Vergleichsbeispielen 11 und 12 nicht geeignet waren, da die in diesen Vergleichsbeispielen erhaltenen Überzugsfilme eine unzureichende Lichtdurchlässigkeit hatten. Da diese Proben die ersten Tests nicht bestanden hatten, wurden sie nicht mehr den zweiten Tests unterworfen (bei den Vergleichsbeispielen 13, 15 und 16 war dies ebenfalls der Fall).
In Vergleichsbeispiel 13 war das Verhältnis von gelbem organischen Pigment zu rotem Eisenoxidpigment zu gering, so dass der gewünschte Farbton nur im unteren Bereich des Farbtondiagramms erhalten wurde, so dass der gewünschte Farbton nur in einem kleinen Bereich erhalten wurde. In Vergleichsbeispiel 14 war das Verhältnis von gelbem organischen Pigment zu rotem Eisenoxidpigment zu hoch, so dass die Beständigkeit gegenüber Wärme und Licht (die Beständigkeit gegenüber einem Verblassen des Farbtons in Folge von Wärmeeinwirkung) unzureichend war. In Vergleichsbeispiel 15 war das Verhältnis von Pigment zu Bindemittel zu gering, so dass der gewünschte Farbton des Überzugsfilms nicht erhalten wurde. In Vergleichsbeispiel 16 war das Verhältnis von Pigment zu Bindemittel zu hoch, so dass die Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln unzureichend war und in der Wärme eine Farbtonveränderung auftrat, bedingt durch die unzureichende Fixierung des Pigments.

Claims

Mittel zum Herstellen einer Farbbeschichtung, umfassend mindestens ein Bindemittel, ein Pigment und ein Dispergiermittel, wobei das Bindemittel ein Sol ist, hergestellt durch partielle Umsetzung einer organischen Siliciumverbindung, wobei das Pigment ein Gemisch ist, umfassend ein rotes Eisenoxidpigment und ein gelbes organisches Pigment in einem Verhältnis im Bereich von 1 : 10 bis 2 : 1, bezogen auf das Gewicht, wobei die Teilchenform des roten Eisenoxidpigments sphärisch ist und wobei die Teilchengröße des roten Eisenoxidpigments im Bereich von 0,1 bis 0,3 μm liegt, wobei die Teilchengröße des gelben organischen Pigments 0,3 μm oder weniger beträgt und wobei das Verhältnis von Bindemittel (Feststoffanteil) zu Pigment im Bereich von 2 : 1 bis 2 : 5 liegt, bezogen auf das Gewicht.
Mittel zum Herstellen einer Farbbeschichtung nach Anspruch 1, wobei die Teilchengröße des gelben organischen Pigments im Bereich von 0,05 bis 0,1 μm liegt.
Gefärbte Glühlampe, umfassend einen transparenten luftdichten Behälter, Anschlussdrähte, die in dem transparenten luftdichten Behälter angeordnet sind, und einen Glühfaden, der an den Anschlussdrähten aufgehängt ist, sowie einen Überzugsfilm an der Oberfläche des transparenten luftdichten Behälters, der unter Verwendung des Mittels zum Herstellen einer Farbbeschichtung nach Anspruch 1 hergestellt wurde.
Gefärbte Glühlampe nach Anspruch 3, wobei der Überzugsfilm nach dem Trocknen eine Dicke im Bereich von 1 bis 5 μm hat.