[发明专利]灯用遮光膜涂料和灯的遮光膜及其制造方法

说明书

本发明涉及汽车上的高亮度放电型灯用遮光膜涂料和灯的遮光膜及其制造方法。

图1所示为汽车前照明车灯用的D2R型高亮度放电型灯的结构图。汽车用放电型灯的结构系在金属钨制的电极1a和1b间外加高电压，封入石英制的发光元件内的金属碘化物发光的结构。发光元件5由石英制的外管覆盖。该放电型灯和目前汽车前照明车灯主要使用的卤素灯相比，特点是耗电70％，而亮度为三倍。此外，由于不使用如卤素灯的灯丝，灯的寿命很长，超过1500小时。

该放电型灯的石英外管2的表面上形成有遮光膜4，其目的是控制光的投射区域。该遮光膜的膜厚约200μm，其形状和尺寸系按国际标准所规定。本发明涉及该遮光膜的制造方法。

灯用遮光膜历来的制法是：用氧化亚铁或氧化铜作颜料，硅酸钠或磷酸铝作粘合剂，将颜料和粘合剂混合后制成涂料，把该涂料涂布于灯的玻璃表面，并在100℃～250℃温度下烧结，从而形成遮光膜。

灯在照明时，由于灯的玻璃表面温度上升，使形成于玻璃表面上的遮光膜的温度也上升。特别是汽车用高亮度放电型灯，照明时灯的玻璃表面温度上升到700℃，于是玻璃表面的遮光膜也处于700℃的温度下。

正如前述，按现有技术形成的遮光膜用氧化亚铁等作为颜料。众所周知，氧化亚铁粉末在室温时呈黑色，而在大气中加热时，约在350℃时氧化成红色粉末。

因此，用现有技术在汽车用的高亮度放电型灯上形成遮光膜时，因为灯照明时的升温，使遮光膜的颜色发生从黑色变成红色或白色的现象。遮光膜的颜色从黑色变成红色或白色时，光的吸收率发生变化，其结果带来的问题是：遮光膜的遮光性能下降了。遮光膜的变色，不仅使遮光性能下降，而且使用户对灯的外观产生坏印象。为此，希望能制出在灯的寿命1500小时中照明时不变色的遮光膜材料。

另外，用现有技术在汽车用的高亮度放电型灯上形成遮光膜时，由于灯在反覆开启和关闭时温度上升和下降的热循环作用，使遮光膜龟裂、剥离，产生遮光膜功能丧失的问题。针对此问题，希望能制出灯在一会儿开一会儿关的1500小时时间内不产生龟裂或剥离的遮光膜材料。

为解决这些问题，本发明的灯用遮光膜涂料的特征在于：含有选自氧化锰和含5mol％～30mol％锰的氧化铁中的至少任一种化合物，且含有选自二氧化硅、氧化锌、氧化硼和氧化铝的至少一种化合物的粉末玻璃。

又，本发明的灯用遮光膜系由氧化锰、氧化铁和氧化锌化合物，以及含有选自二氧化硅、氧化锌、氧化硼和氧化铝的至少一种化合物的玻璃组成的遮光膜用涂料在高温中烧结而成。

再，本发明的灯用遮光膜制造方法的特征在于：制取含有选自氧化锰和含5mol％～30mol％锰的氧化铁中的至少任一种化合物，且含有选自二氧化硅、氧化锌、氧化硼和氧化铝的至少一种化合物的粉末玻璃的遮光膜用涂料，且把上述涂料涂布于玻璃表面，再在1200℃以下的温度烧结，从而形成遮光膜。

涂料涂布后预干燥，然后，甲基纤维素或乙烯醇或丙烯酸树脂成为粘结剂，在玻璃表面形成涂膜。此外，甲基纤维素具有抑制涂料中颜料粉体的沉降、凝集和分离的功能，因而，在相对100重量份粉体中加入0.2～2重量份甲基纤维素，可使涂料稳定。由于涂料中的含固量在40重量％以上，可抑制涂料涂布后的干燥收缩和涂布后的液体滴流，从而可形成高精度的遮光膜。

又，通过在相对100重量份粉体中加入一次粒子的粒和粒径最好在100nm以下的二氧化硅或含二氧化硅的粘土矿物0.2～2重量份，可赋于涂料触变性，从而可用涂布装置进行涂料的稳定涂布。

在1500℃以下的温度烧结时，甲基纤维素、乙烯醇或丙烯酸树脂由于热分解而不会残留于涂膜中。在1500℃以下烧结时，含在涂料中的粉末玻璃熔融，成为具有粘结剂功能的物质。该粉末玻璃最好使用以氧化锌和二氧化硅为主组分的玻璃，由此可在石英玻璃表面上制得粘结强度高的遮光膜。此外，最好使用熔点在1000℃以下的粉末玻璃，从而使烧结温度在1000℃以下，于是可抑制玻璃性能的劣化。

又，通过使用热膨胀系数最好在10^-6以下的粉末玻璃，使其和石英玻璃管的热膨胀系数差异小，从而不易发生由于灯的一会儿开一会儿关导致温度的局部上升和下降所引起的遮光膜的剥离。

再，最好使用在600℃以上温度时具有结晶性的粉末玻璃，由此，可抑制因烧结后灯的照明使温度上升所引起的遮光膜强度的劣化。

烧结时的烧结气体介质为氮气介质或惰性气体介质或真空度在10^-2Torr以下的真空气体介质，由此，不使灯泡本身的金属电极材料氧化，从而可形成灯泡性能不劣化的遮光膜。

附图的简单说明：

图1为放电型灯的外观图。