紅顏色的電燈的製作方法

2023-09-19 23:46:25

專利名稱：紅顏色的電燈的製作方法
技術領域：
本發明涉及電燈。本發明特別涉及一種具有玻璃殼的電燈，該玻璃是紅顏色的。本發明適用於白熾燈，更特別地適用於汽車信號燈，例如指示燈。
背景技術：
汽車信號燈必須具有國際交通規則限定的特定顏色。例如，汽車的信號功能燈如尾燈、停車燈或霧燈需要紅燈。為了獲得如國際交通規則限定的紅顏色，現有技術的燈通常塗有紅色清漆或油漆。現有技術燈的缺點在於油漆或清漆會降解，並最終從燈外殼的壁上剝離。實際上，這些紅色塗層通常由熱阻率相對低的易損壞組分組成。現有技術燈的另一個缺點在於在燈的製造過程中需要額外的步驟來清潔燈外殼並給燈外殼上漆。這些額外的步驟增加了製造成本。
發明概述本發明的目的是提供一種適用於汽車的電燈，所述燈具有玻璃殼，該玻璃是紅顏色的。
根據本發明，通過如開始段中提到的電燈實現這些目的，該玻璃組合物含0.1-2重量％的銅、0.1-2重量％的錫、7-11重量％的鋇和1-5重量％的鍶。
在製造本發明電燈的過程中不需要額外的製造步驟，因為通過玻璃的特定組成實現了玻璃殼的特定顏色點。至少，排除了清潔和上漆步驟。由於它的特定組成，所以該玻璃具有如國際交通規則所限定的、適用於汽車信號燈的紅顏色點。
而且，根據此玻璃組合物獲得的彩色玻璃產生質量較好的玻璃，因為獲得的該玻璃組合物所固有紅顏色永遠保留，這不是上漆玻璃的情況。實際上，使用鋇和鍶降低玻璃的離子電導率，這導致玻璃在燈的操作溫度下熱穩定的顏色。
而且，這種玻璃特別適用於汽車信號燈，因為鋇的存在提高了玻璃的電阻率，而這是饋電通路(electrical feed-through)所需要的。
在一個有益的實施方案中，該玻璃組合物含以下組分，用重量％表示
將SiO2含量限制為60-72％。與其它組分結合的這些含量導致可容易熔化的玻璃。Al2O3提高玻璃的耐化學性和耐腐蝕性。鹼金屬氧化物Li2O、Na2O和K2O用作熔劑並降低玻璃的粘度。MgO和CaO降低玻璃的液化溫度和熔化溫度。這種玻璃沒有對環境有害的元素鉛、鎘和硒。
從下文描述的圖中可以明白本發明和可任選用於實施本發明的額外特徵，並將參考這些圖說明本發明和額外的特徵。
附圖簡述現在，將更詳細地，例如參考附圖描述本發明，其中-

圖1是說明本發明電燈的一個實施例的示意圖。
-圖2是說明本發明紅顏色玻璃的色三角圖中的特性的色度圖。
發明詳述圖1說明電動汽車的信號燈1，也代表指示燈，包括-由例如壁厚為0.3-1.1毫米的紅顏色玻璃製造的燈外殼或燈泡2，-安裝在玻璃燈泡2內部、用於支持螺旋形燈絲5的支架3，該支架包括由珠子4支持的兩根導線3a和3b，-用支架3和燈泡2加熱並密封的排氣管7，由此形成真空密閉的收縮，用於在製造燈的過程中從燈外殼2中排出氣體和將惰性氣體引入該燈外殼中，-連接到支架3上的電觸點8，用於通過汽車的電路向燈提供電，-安裝在燈裝置底座中的金屬帽9。
在本發明的有益實施方案中，用於製造玻璃的起始材料是石英砂、鋰輝石、白雲石、Li、Na、K、Sr和Ba的碳酸鹽、CuO和SnO2。
根據本發明有益實施方案的電燈具有含如表1中列舉的組分的玻璃組合物製造的玻璃燈泡。
表1根據本發明有益實施方案的玻璃組合物。
在此表中，給出了氧化形式的組分的重量百分比。這不是暗示在玻璃中這些元素必須以此氧化的形式存在。例如，玻璃中的銅可以以金屬Cu、Cu+、CuO或其它形式銅的形式存在。因此，措辭如「該玻璃組合物含α-β重量％的元素X」是指該玻璃組合物中所含的各種形式的X佔α-β重量％的百分比。
SiO2在玻璃中作為網絡形成體。將SiO2含量限制為60-72重量％，其與其它組分結合導致可容易熔化的玻璃。如果該含量低於60重量％，則玻璃的結合力和耐化學性降低。如果該含量高於72重量％，則妨礙玻璃形成，且表面結晶的危險增加。Al2O3提高玻璃的耐化學性和耐腐蝕性。低於1重量％，效果太小，玻璃的結晶趨勢增加。高於5重量％，玻璃的粘度和軟化溫度增加過多，這影響玻璃的可加工性。鹼金屬氧化物Li2O、Na2O和K2O用作熔劑並降低玻璃的粘度。它們增加玻璃的電阻(混合鹼效應)。BaO具有有利的性能，即它增加玻璃的電阻並降低玻璃的軟化溫度。低於7重量％，熔化溫度、軟化溫度和操作溫度增加過多。高於11重量％，液相線溫度，並因此結晶趨勢增加過多。鹼土金屬氧化物SrO、MgO和CaO具有有利的性能，即它們降低玻璃的液化溫度和熔化溫度。
該玻璃會另外含一些Fe2O3如來源於使用的原材料中的雜質。也發現TiO2、ZrO2和MnO作為痕量元素。
通過在玻璃組合物中加入0.1-2重量％的CuO和還原劑，例如碳或炭獲得本發明玻璃的紅顏色。在玻璃組合物中也加入SnO2。
在存在還原劑和SnO2的情況下，銅使矽酸鹽玻璃具有紅色，這通過可能析出金屬形式的Cu來解釋，正如在下文中將要描述的。
根據本發明另一個實施方案的電燈具有用以下玻璃組合物製造的玻璃燈泡，該組合物含如表2中列舉的組分。
表2根據本發明另一個實施方案的玻璃組合物。
對於其重量百分數具有等於零的下限的元素，其指的是該元素不能以原材料的形式加入，但由於原材料汙染還是可以在成品玻璃中存在。
用如表1或2中列舉的組分製造的玻璃具有如表3所示的特性。
表3本發明玻璃的物理性能。
現在，將製造玻璃的方法描述如下。通過稱量並混合所有上述氧化組分製備配合料。將該配合料送到常規的連續熔化槽中。可以通過將單獨的組分加入到加料系統中調整配方以增強顏色。調節熔化條件，包括溫度和氣氛，從而獲得用於熔化、澄清和顏色穩定性的穩定工藝。
在一系列的複雜反應中，從玻璃熔體中除去包括CO在內的過量氣體，從而在形成的管中避免空氣線。在工廠中，在玻璃製造過程的結尾使用眾所周知的Danner法製造玻璃管。然而，也可以應用眾所周知的Vello法。加熱部分管，從而製造燈泡。
通過存在與Cu+平衡的、膠體尺寸的晶體金屬Cu來說明玻璃的顯色(striking)。而且，看來顯色需要某種程度的成核，這是為什麼加入SnO2的原因。與還原劑一起、以氧化物的形式引入Cu。在此實施例中，還原劑是碳，但可以使用任何其它還原劑，包括Al和Si。最好在梯度爐中確定取決於基本組成的合適顯色時間和溫度。例如，可以使用500-550℃的玻璃顯色溫度。顯色時間可以為0.5-3小時。
以CuO的形式、以0.1-2重量％的百分比引入銅。較大數量的銅是有害的，因為它降低紅色區中的透射率。較低的濃度不產生著色。在還原條件下，在Cu2+、Cu+和Cu之間獲得平衡。當玻璃中存在足夠的Cu+離子時，與Cu+平衡的Cu的濃度超過溶解度極限，從而使Cu析出。當二價銅消失時，通過與Cu+平衡的、以膠體分散的Cu顆粒而獲得紅顏色。因此，還原元素應該能夠還原所有的Cu2+。在此實施例中，以C/Cu＝1.67的比例選擇還原元素C。
錫的功能可以是親金屬(metallophilic)元素的功能。Cu晶體的晶核一形成，它就有選擇地吸引Sn2+離子，這對金屬晶體進一步生長形成有效的屏障，從而使Cu的膠體分散穩定並防止Cu原子聚集體進一步生長和它們過度顯色。
圖2說明相對於色度圖中的X和Y坐標，許多供根據國際交通規則之信號燈的玻璃殼使用的紅顏色玻璃的顏色點。可以用上述本發明的玻璃組合物實現此顏色點。要注意的是，產生該顏色點的玻璃的準確組成取決於玻璃的製造，特別是還原狀態，以及在吹制燈泡後的固化。
在歐洲，由為本領域普通技術人員所知道的ECE規則限定汽車指示燈用紅顏色點。它相應於圖2中實線所示的區域。通過以下顏色坐標定義紅色ECE-區域(0.657，0.335)；(0.665，0.335)；(0.732，0.27)；(0.728，0.27)。
SAE(汽車工程師學會)已提出另一個區域，其是通過以下顏色坐標限定的(0.65，0.33)；(0.67，0.33)；(0.7367，0.2653)；(0.7164，0.2636)。此區域顯示在圖2上的虛線中。
GTB(Groupe de Travail de Bruxelles)委員會已提出了新的、較大的區域，該區域包括現在的ECE和SAE顏色邊界。這被稱為CIE區域。
圖2的圖中的三角形顯示由以下玻璃獲得的顏色點，該玻璃0.5毫米厚，含0.9重量％的銅、0.6重量％的錫、9.0重量％的鋇和3.0重量％的鍶。顯色溫度為540℃。給出顯色時間為2和3小時的效果。
以上的圖和它們的描述並非限制本發明。顯然，有許多落入附加權利要求範圍內的替換物。在這方面，進行以下近似注釋。
措辭「包含，包括」未排除權利要求中列舉的元素之外的其它元素的存在。元素前的措辭「一」未排除許多這種元素的存在。
權利要求
1.一種具有玻璃殼的電燈，該玻璃是紅的，該玻璃組合物含0.1-2重量％的銅、0.1-2重量％的錫、7-11重量％的鋇和1-5重量％的鍶。
2.如權利要求1中所述的電燈，其中該玻璃組合物含，用氧化形式的組分的重量百分數表示
全文摘要
本發明涉及電燈，更特別地涉及汽車信號燈。本發明描述的玻璃組合物供電燈使用，該玻璃是紅顏色的。該玻璃組合物含0.1－2重量％的銅、0.1－2重量％的錫、7－11重量％的鋇和1－5重量％的鍶。
文檔編號C03C3/087GK1711221SQ200380102679
公開日2005年12月21日 申請日期2003年10月16日 優先權日2002年11月6日
發明者M·斯泰曼恩, H·厄勒納爾斯, S·克裡南, S·弗林克 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司