KR20050074586A - 광-흡수 코팅이 제공된 광-투과 기판 및 광-흡수 코팅 제조방법 - Google Patents

Abstract

적어도 부분적으로 광-흡수 코팅이 제공된 광-투과 기판이 개시된다. 광-흡수 코팅은 안정화된 염료를 포함하며, 이 안정화된 염료는 졸-겔 기재 내에 포함된된다. 코팅은 적어도 유기 염료를 포함하며, 아미노실란이 이 염료를 안정화하기 위하여 제공된다. 더 나아가, 광원을 수용하는 광-투과 램프관을 포함하는 전기 램프가 개시된다. 상기 램프관은 상기 광-투과 기판을 포함한다.

Description

광-흡수 코팅이 제공된 광-투과 기판 및 광-흡수 코팅 제조 방법{LIGHT-TRANSMITTING SUBSTRATE PROVIDED WITH A LIGHT-ABSORBING COATING AS WELL AS A METHOD OF PREPARING A LIGHT-ABSORBING COATING}

본 발명은 적어도 부분적으로 광-흡수 코팅이 제공된 광-투과 기판에 관한 것으로, 상기 광-흡수 코팅은 졸-겔 기재(sol-gel matrix)에 포함된 안정화된 염료를 포함한다. 본 발명은 또한 광원을 수용하는 광-투과 램프관(lamp vessel)을 포함하는 전기 램프에 관한 것으로, 상기 램프 관은 상기 광-투과 기판을 포함한다. 더 나아가, 본 발명은 광 흡수 코팅 자체에 관한 것이다.

광 흡수 코팅이 제공된 광-투과 기판은 일반적인 조명 목적의 (백열) 램프 상이나 또는 전방에서 컬러층으로서 사용될 수 있다. 이 기판은 예컨대 한장의 유리로 만들어진 컬러 필터를 포함할 수 있는데, 이 컬러 필터는 평평하거나 평평하지 않을 수 있고 또한 광이 지나가는 경로 상에 배치되도록 설계되며, 상기 광은 램프에 의해 생성된다. 그러한 응용은 종종 옥외 조명에서 사용된다. 광-투과 기판의 또 다른 예로는, 전기 램프의 광원 위에 배치되는 램프관을 들 수 있다. 이러한 전기 램프들은 주로 운송수단의 지시용 램프로서, 예컨대 자동차의 붉은 미등 및 브레이크등에서 적색 광원으로서 사용된다. 상기 전기 램프는 교통 신호등에서 사용된다.

개시 단락에서 언급된 타입의 전기 램프는 본 출원인에 의해 출원된 WO 01/20641 에서 알려져 있다.

WO 01/20641 에 따른 전기 램프는 광학적으로 투명하고 비-산란적인 광-흡수 코팅이 제공되는데, 상기 코팅에 있어서 염료는 졸-겔 기재에 포함되며 최대 400℃까지의 온도를 견딜수 있다. 염료가 포함되어 있는 졸-겔 기재는, 테트라에톡시 실란(TEOS)이 졸-겔 전구체로서 사용될 때 최대 약 500 - 800 nm의 층 두께에까지 이를 수 있고 메틸트리메톡시 실란(MTMS)이 졸-겔 전구체로서 사용될 때는 최대 약 2 - 3㎛ 의 층 두께에까지 이를 수 있다.

WO 01/20641 에 따르면, 염료는 유기 중합체를 사용하여 안정화된다.

경화 온도에 따라 상기 중합체는 경화 처리 중에 코팅에서부터 부분적으로 없어지며 더 나아가 램프 동작 동안 고온이 도달될 때 타서 없어질 수 있다. 이것은 코팅층의 수축이나 코팅층의 공극률(porosity) 증가 또는 둘의 조합 중 어느 하나를 초래한다.

도 1은 램프 캡을 포함하는 본 발명에 따른 전기 램프의 부분적으로 절개되고 부분적으로 단면도인 측면도.

도 2는 반사경과 어댑터가 제공된 전기 램프를 보여주는 도면.

본 발명의 목적은 서문에 따른 전기 램프로서, 상기 단점들이 완화된 전기 램프를 제공하려는 것이다. 더 나아가, 본 발명의 목적은 특히 자동자 조명장치에 적용될 수 있는 적색 코팅을 제공하려는 것이다. 또한 본 발명의 목적은 상기 전기 램프에 적합한 램프관을 제공하려는 것이다.

이러한 목적을 위하여, 서문에 따른 전기램프는, 상기 코팅이 적어도 유기 염료를 포함한다는 것과 상기 염료를 안정화하기 위하여 아미노실란(aminosilane)이 제공된다는 것을 특징으로 한다.

아미노실란은 염료용 안정화제로서 사용함에 따라, 해당 층에서 유기 파편이 크게 감소되며, 이에 따라 램프 코팅은 유효수명내내 변화하지 않게 된다. 더 나아가, 염료 입자와 졸 겔 네트워크 사이에 화학적 결합이 형성되기 때문에 코팅의 기계적 성질이 향상된다.

아미노실란은 요구되는 양의 경우 해당 층내에서 거의 부피를 차지하지 않기 때문에, 더 높은 입자 부피 파편을 함유하는 코팅을 만드는 것이 가능하다. 이것은 유기 안정화제가 사용되는 상황과는 반대인데, 유기 안정화제는 매우 큰 부피를 차지하기 때문이다.

자동차 산업에 있어서, 무색 필터와 컬러 램프를 가진 후방 조명장치, 즉 정지등 및 미등 및 깜빡이등을 구비하는 것이 바람직하다. 황색 깜빡이등은 이미 존재한다. 그러나, 수용할만한 컬러 포인트 안정성(color point stability)을 가진 적색 램프를 제공하는 것은 매우 어렵다. 높은 초기 광 출력을 가지게 하기 위하여는 코팅 내에 유기 염료가 필요하다. 일반적으로 유기 염료는 램프 상에서 상대적으로 높은 광 출력을 제공하지만, 온도 안정성이 낮다. 다른 한편, 무기 염료는 상대적으로 낮은 광 출력을 제공하지만, 온도 안정성이 더 높다.

코팅에 아미노실란을 첨가함으로써 코팅의 온도 안정성이 크게 향상된다. 아미노실란은 항-산화성을 가지는데, 이는 코팅 내의 유기 염료의 안정성에 대해 긍정적인 영향을 끼친다.

구체적인 일 실시예에서, x-알킬-아미노프로필트리알콕시실란 (x-alkyl-aminopropyltrialkoxysilane) 이 안정화제로서 사용되는데, 상기 알킬 그룹은 메틸-, 에틸-, 또는 페닐그룹일 수 있고, 또한 상기 알콕시그룹은 메톡시그룹 또는 에톡시그룹일 수 있다.

바람직하게, 예컨대 특히 (N,N-디메틸아미노프로필)트리메톡시실란 또는 (N,N-디메틸아미노프로필)트리에톡시실란과 같은, (N,N-디메틸아미노프로필)트리알콕시실란{(N,N-dimethylaminopropyl)trialkoxysilane}이 안정화제로서 사용된다.

유리한 일 실시예에서, 상기 코팅은 유기 염료와 무기 염료를 두 모두 포함한다.

이런 방식으로 최적의 효과, 즉 높은 광 출력과 높은 온도 안정성이 성취될 수 있다.

적색 코팅을 위한 유기 염료의 유리한 일예로서 크로모프탈 A2B(Cromophtal A2B)가 언급될 수 있다. 위의 응용을 위한 구체적인 무기 염료의 예에는 Fe₂O₃ 를 들 수 있다.

구체적인 일 실시예에서, 산화 알루미늄이 코팅 제조시에 코팅에 첨가된다.

제조시에 염료 분산물에 산화 알루미늄을 첨가하는 경우, 산화 알루미늄은 연마제로서 작용한다. 그 결과 더 작은 입자 크기의 염료 분포가 이루어지며, 이에 따라 코팅의 산란의 감소를 가져온다. 더 나아가, 산화 알루미늄은 또한 코팅 내에서 염료용 안정화제로서도 작용한다. 산화 알루미늄은 도포 및 경화 공정동안 염료가 덩어리지는 것을 방지한다. 코팅에서 염료에 산화 알루미늄을 첨가하는 것의 또 다른 효과는 염료의 온도 안정성이 크게 증가한다는 것이다. 코팅 내에 산화 알루미늄이 없는 램프의 컬러포인트 이동은 코팅 내에 산화 알루미늄이 있는 램프의 컬러포인트 이동보다 더 크다.

본 발명은 또한 광원을 수용하는 광-투과 램프관을 포함하는 전기 램프에 관한 것이다. 상기 램프관은 상기에 따른 광-투과 기판을 포함한다.

이 경우 상기 램프관의 적어도 일부분에 상기 광-흡수 코팅이 제공된다.

위에서 언급된 바와 같이, 상기 전기 램프는 운송수단에서 지시 램프로서, 예컨대 자동차의 적색 미등 및 브레이크등에서 적색 광원으로서, 유리하게 사용될 수 있다.

더 나아가, 본 발명은 상기에 따른 광 흡수 코팅에 관한 것이며, 또 이러한 광 흡수 코팅이 제공된 램프관에 관한 것이다.

본 발명의 이들 및 다른 양상들은 이후에 설명될 실시예들을 참조하여 명백하고 명확하게 될 것이다.

도면은 전적으로 개략적이며 또한 축척에 따라 그려지지도 않았다. 특히 명확하게 하기 위하여, 몇몇 크기는 매우 과장되어 있다. 도면에서, 가능한 경우마다 유사한 참조 번호가 유사한 부품을 지칭한다.

도 1은 본 발명에 따른 전기 램프를 보여주는데, 그 일부는 측면도로서 부분적으로 절단되어 있고, 그 다른 부분은 단면도로서 도시되어 있다. 전기 램프는 예컨대 유리로 만들어진 광-투과 램프관(1)을 포함하는데, 상기 램프관(1)은 가스가 새나가지 않는 방식으로 폐쇄되어 있고, 상기 램프관(1) 내에는 도면에서 중심(4)을 가진 (나선형) 텅스텐 백열체인 전기 요소(2)가 축(5) 상에서 축방향으로 위치되며 전류 도체(6)에 연결되고, 상기 전류 도체(6)는 램프관에서부터 외부로 나와 있다. 도시된 램프는 5 bar 보다 약간 높은 충전 압력을 가진 예컨대 Ar/Ne 혼합물인 불활성 가스의 충진물을 가진다.

램프 캡(10)은 램프관(1)에 견고하게 연결된다. 램프 캡(10)은 합성 수지 하우징(11)을 가진다. 하우징(11)은 축(5)에 대해 적어도 실질적으로 수직인 평평한 베이스부(7)를 포함한다. 램프관(1)은 절연물질판(8)을 통해 가스가 새어나가지 않는 방식으로 폐쇄되는데, 이 판은 축(5)에 대해 적어도 실질적으로 수직인 평면에 놓인다. 전기 요소(2)는 램프의 제조시 판(8)에 대하여 미리 한정된 위치에 장착된다. 램프관(1)의 판(8)은 예컨대 릿지(ridge)인 잠금 수단(9)에 의해 베이스부에 대하여 제자리로 가압되며, 여기서 전기 요소(2)는 예컨대 스터드(stud)인 기준 수단(12)에 대하여 미리 한정된 위치로 진입하게 된다. 스터드(12)는 램프 캡의 일부를 형성하며, 도 2에 도시된 바와 같은, 예컨대 반사경인 지지부(30)에 이웃하여 접하도록 설계된다.

램프 캡은 또한 접점 부재(14)를 포함하며, 이 접점 부재(14)에는 스크린(13)이 구비되고 램프관(1)의 전류 도체(6)들이 연결된다. 탄성 중간부(15)는 연결 수단(17), 즉 램프 캡에 반사경을 연결하도록 설계된 도면의 탄성 태그가 구비되는데, 이 탄성 중간부(15)는 하우징(11)과 함께 일체로 형성된다. 중간 부분의 탄성 작용은, 중간 부분이 속이 비도록 만들어짐으로써 하나의 벽 이외에는 중간부로서 남아있지 않도록 하고, 이 벽의 대부분이 축(5)에 대해 수직으로 연장하는 두 개의 그루브(18)에 의해 제거됨으로써 얻어진다. 상기 벽의 나머지 부분은 축(5)을 중심으로 예컨대 180°의 각도로, 그 다음 그루브 근처로, 회전된 브릿지(19)를 형성한다.

전기 램프의 램프관(1)은 대략 22 mm의 상대적으로 작은 축방향 크기를 가지며 예컨대 5 내지 25 W의 상대적으로 고전력을 소비하는 것으로 적합하다. 이 전기 램프는 본 경우에 대략 6000 시간의 유효 수명을 가진다.

본 발명에 따라, 램프관(1)의 적어도 부분은 평균 두께 2 - 3 ㎛를 가지는 광-흡수 코팅(3)으로 덮힌다.

도 2는, 도면에서 투명한 판(33)을 가진 반사경인 지지부(30)와 어댑터(25)가 구비된 전기 램프를 도시한다. 어댑터와 반사경을 가진 이러한 램프 구성에서, 상기 반사경은 그루브(32) 안에 파지된 고무링(31)이 구비되고, 상기 고무링은 램프 캡과 반사경 사이의 개구(26)를 가스가 새어나가지 않는 방식으로 밀봉한다. 어댑터에는 표준화된 접점 포인트(27)들이 구비되며, 이 접점 포인트들은 어댑터의 바닥판(28)을 가스가 새어나가지 않는 방식으로 통과하여 램프 캡(10)의 접점 부재(14)에 연결된다.

도면에서 램프 캡(10)은 전기 요소(2)의 중심(4)에서 그 첨두부(35)를 가지며 25°의 첨두 절반 각도(apex half angle) 를 가지는 원뿔(36) 내에 실질적으로 완전히 들어가는 것을 볼 수 있다. 전기 요소(2)로부터 나온 광은 실질적으로 아무런 방해없이 반사면(34)까지 도달할 수 있고, 이 반사면(34)에서 적어도 실질적으로 축방향으로 투명판(33) 방향으로 반사된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 적어도 부분적으로 광-흡수 코팅이 제공된 광-투과 기판에 이용가능하다. 본 발명은 또한 광원을 수용하는 광-투과 램프 관을 포함하는 전기 램프에 이용가능하다. 더 나아가, 본 발명은 광 흡수 코팅 자체에 이용가능하다.

Claims (7)

1. 적어도 부분적으로 광-흡수 코팅이 제공된 광-투과 기판으로서, 상기 광-흡수 코팅은 졸-겔 기재(sol-gel matrix)에 포함된 안정화된 염료를 포함하는, 광-투과 기판에 있어서.

   상기 코팅이 적어도 유기 염료를 포함한다는 것과 상기 염료를 안정화하기 위하여 아미노실란(aminosilane)이 제공된다는 것을 특징으로 하는, 광-투과 기판.
2. 제 1 항에 있어서, x-알킬-아미노프로필트리알콕시실란 (x-alkyl-aminopropyltrialkoxysilane) 이 안정화제로서 사용되며, 여기서 상기 알킬 그룹은 메틸-, 에틸-, 또는 페닐그룹일 수 있고, 또한 상기 알콕시그룹은 메톡시그룹 또는 에톡시그룹일 수 있는 것을 특징으로 하는, 광-투과 기판.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 코팅은 유기 염료와 무기 염료를 둘 모두 포함하는 것을 특징으로 하는, 광-투과 기판.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅의 제조시 산화 알루미늄이 상기 코팅에 첨가되는 것을 특징으로 하는, 광-투과 기판.
5. 광원을 수용하는 광-투과 램프관(lamp vessel)을 포함하는 전기램프에서, 상기 램프관은 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나에 따른 광-투과 기판을 포함하는, 전기 램프.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 광 흡수 코팅.
7. 광-흡수 코팅이 제공된 램프관으로서, 상기 광-흡수 코팅은 졸-겔 기재에 포함됨 안정화된 염료를 포함하는 램프관에 있어서,

   상기 코팅은 적어도 유기 염료를 포함한다는 것과 아미노실란이 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 염료를 안정화하기 위하여 제공되는 것을 특징으로 하는, 광-흡수 코팅이 제공된 램프관.