DE1064698B - Lichtstreuender UEberzug auf der Innenflaeche eines lichtdurchlaessigen Gluehlampenkolbens - Google Patents
Lichtstreuender UEberzug auf der Innenflaeche eines lichtdurchlaessigen GluehlampenkolbensInfo
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Description
DEUTSCHES
Die Erfindung betrifft einen lichtstreuenden Belag auf der Innenfläche eines lichtdurchlässigen Glühlampenkolbens.
Für die Glühlampenkolben ist bereits ein Natriumsilikatbelag bekannt, dem metallische
Oxyde, wie Zinkoxyd, Magnesiumoxyd, Aluminiumoxyd oder Siliciumdioxyd, zugesetzt sind. »Natriumsilikat«
ist der chemische Ausdruck für »Wasserglas«, eine klebrige Masse, welche zu einer glatten, glasähnlichen
Struktur trocknet. DerZusatz von feinverteilten, metallischen Oxyden sorgt dafür, daß das Bindemittel
Wasserglas undurchsichtig wird und das Licht streut. Bei dem bekannten Überzug wird das Wasserglas
mit dem Zusatz zu einer extrem dichten Struktur getrocknet, deren Dichte derjenigen des getrockneten
Natriumsilikats nahekommt. Ein derartiger Stoff haftet ausgezeichnet, besitzt aber keine gute lichtstreuende
Wirkung. Wenn dennoch eine merkbare Lichtstreuung erzielt werden soll, muß eine erhebliche
Menge von Wasserglas und Zusatzstoff verwendet werden, wodurch aber die Lichtabsorption größer
wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen lichtstreuenden Belag für die Innenfläche von Lampenkolben zu schaffen, welcher gut haftet, in hohem Maße
lichtstreueiid wirkt und eine nur geringe Lichtabsorption besitzt.
Um eine gute Lichtstreuung zu erreichen, muß das Verhältnis der Packungsdichte zur wahren Dichte des
Überzugsmaterials und die Mindeststärke des Belags innerhalb bestimmter Grenzen liegen. Dieser Belag ist
aber so locker, daß er möglicherweise fortgeblasen wird, wenn eine Gasfüllung bei der Lampenherstellung
in die Lampe eingelassen wird. Auch bereiten die sogenannten Nadellöcher Schwierigkeiten. Um zu
verhindern, daß der Belag fortgeblasen wird, und um Nadellöcher zu vermeiden, wird ein Zusatzstoff dem
Belag zugesetzt, welcher anscheinend Verankerungen bildet, so daß der lockere Kieselsäurebelag von dem
überzogenen Kolben nicht weggeblasen wird.
Die Erfindung geht aus von einem lichtstreuenden Überzug, der hauptsächlich aus feinverteilter Kieselsäure
besteht und eine durchschnittliche Schichtstärke von mindestens 35 μ und ein Verhältnis von Packungsdichte
zu Stoffdichte von zwischen 0,018 und 0,043 aufweist, wobei das Produkt aus Schichtstärke und
Dichteverhältnis mindestens 0,9 ist; das kennzeichnende Merkmal der Erfindung liegt darin, daß der
Kieselsäureüberzug einen feinverteilten, im wesentlichen weißen Stoff mit einer Dichte von mindestens
4 g/cm3, vorzugsweise Titandioxyd, enthält.
Vorzugsweise besteht der Überzug aus einem Gemisch von Kieselsäure und 0,3 bis 10 Gewichtsprozent
des weißen Stoffes.
Der weiße Stoff kann als erste Schicht direkt auf Lichtstreuender überzug
auf der Innenfläche eines lichtdurchlässigen Glühlampenkolbens
auf der Innenfläche eines lichtdurchlässigen Glühlampenkolbens
Anmelder:
Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)
Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)
Vertreter: Dipl.-Ing. F. Weickmann
und Dr.-Ing. A. Weickmann, Patentanwälte,
München 2, Brunnstr. 8/9
und Dr.-Ing. A. Weickmann, Patentanwälte,
München 2, Brunnstr. 8/9
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 20. Januar 1956
V. St. v. Amerika vom 20. Januar 1956
George Meister, Newark, Ν. J.,
William John Monaham, Preakness1 Ν. J.,
und Leo Carl Werner, Cedar Grove, Ν. J. (V. St. Α.),
sind als Erfinder genannt worden
William John Monaham, Preakness1 Ν. J.,
und Leo Carl Werner, Cedar Grove, Ν. J. (V. St. Α.),
sind als Erfinder genannt worden
der Innenfläche eines Lampenkolbens aufliegen. Auf ihn folgt dann als zweite Schicht der Kieselsäureüberzug;
das Verhältnis von Packungsdichte zu Stoffdichte beträgt bei der ersten Schicht mindestens 0,051. Die
Stärke der ersten Schicht wird so gewählt, daß 0,3 bis 3,5 % des Lichtes absorbiert werden. Bei Verwendung
von feinverteiltem Titandioxyd in der ersten Schicht wird für das Verhältnis Packungsdichte zu Stoffdichte
ein Wert von ungefähr 0,07 angenommen.
Die durchschnittliche Schichtstärke des Kieselsäure-Überzugs liegt etwa zwischen 45 und 70 μ, das Verhältnis
von Packungsdichte zu Stoffdichte dieses Überzugs wird zwischen 0,025 und 0,034 gewählt.
Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Erfindung. Es stellt dar
Fig. 1 eine Glühlampe mit einem Überzug von feinverteilter Kieselsäure, der ebenfalls ein feinverteilter,
im wesentlichen weißer Stoff hoher Dichte beigemischt ist,
Fig. 2 den ersten Schritt beim Auftragen eines erfindungsgemäßen Belags,
Fig. 3 einen Rauchgaserzeuger
lichtstreuenden Stoff,
lichtstreuenden Stoff,
für feinverteilten
Fig. 4 eine
Vorrichtung
zum Auftragen feinverteilten Überzugsstoffes auf Glühlampenkolben,
909 610/181
Fig. 5 einen Ausschnitt eines normalerweise durchsichtigen Glühlampenkolbens einer Glühlampe nach
Fig. 1, der auf seiner Innenfläche einen Doppelbelag trägt, nämlich einen ersten Überzug von verhältnismäßig
hoher Packungsdichte und eine zweite Schicht von geringer Packungsdichte und hoher lichtstreuender
Wirkung.
Es ist bekannt, daß die lichtstreuenden Eigenschaften eines Überzugsstoffes verbessert werden,
wenn man den Stoff auf einen Glühlampenkolben mit verhältnismäßig geringer Packungsdichte aufträgt
Die Packungsdichte stellt das Gesamtgewicht des in einem bestimmten Volumen enthaltenen Überzugsstoffes dar, drückt sich also etwa in g/cm3 aus. Diese
Erkenntnis ist besonders wertvoll für Überzüge von Klarglaskolben, in denen der Glühdraht bei minimaler
Überzugsmenge und damit minimaler Lichtabsorption in dem Überzugsstoff verdeckt werden soll. Darüber
hinaus sind die verbesserten lichtstreuenden Eigenschaften eines solchen Überzugs auch für Milchglaslampenkolben
von Vorteil, obwohl ein solcher Belag in Milchglaslampen nicht so auffällig ist wie in Klarglaslampen.
Auch kann der Kieselsäureüberzug, wenn er aus Kieselsäure besteht, als Feuchtigkeitsgetter
dienen, das die Lumenkonstanz der Lampe verbessert. Es ist weiter bekannt, daß zur vollen Ausnutzung der
lichtstretienden Eigenschaften des verbesserten Überzugs, vorzugsweise der Kieselsäure, der Belag eine
durchschnittliche Stärke von mindestens 35 μ und eine Packungsdichte von zwischen 0,04 und 0,094 g/cm3
haben sollte. Das zulässige Dichteverhältnis des Kieselsäureüberzugs, d. h. das \Terhältnis der Packungsdichte
zu der wahren Stoffdichte der Kieselsäure (2,2 g/cm3), sollte zwischen 0.018 und 0,043 liegen.
Es hat sich herausgestellt, daß bei der minimalen durchschnittlichen Überzugsstärke von 35 μ und dem
minimal zulässigen Dichteverhältnis der Überzugsstoff nicht ausreicht, um das Licht in ausreichendem
Maße zu streuen, und daß das Produkt der durchschnittlichen Überzugsstärke in μ und des Dichteverhältnisses
mindestens 0.9 sein sollte, damit das Überzugsmaterial für die Lichtstreuung ausreicht.
Das Verhältnis der Packungsdichte eines Überzugs zur wahren Stoffdichte des Überzugsmaterials sollte
daher zwischen 0,018 und 0,043 liegen, wenn die Überzugsstärke mindestens 35 μ ist, damit das Produkt aus
Schichtstärke und Dichteverhältnis in μ mindestens 0,9 ist. Die Überzugsstärke liegt vorzugsweise zwischen
45 und 70 μ bei einem bevorzugten Dichteverhältnis von zwischen 0,025 und 0.034.
Wenn der Überzugsstoff mit einer verhältnismäßig hohen Packungsdichte aufgetragen wird, haftet der
Überzug an dem Lampenkolben gut. Dies ist verständlich, da ein dichtgepackter Überzug nicht so leicht von
einem Luftstrom mitgerissen werden kann wie ein flockiger Überzug. Man braucht nur an Federn zu
denken, die. wenn sie durch Befeuchtung dicht gepackt sind, nicht so leicht fortgeblasen werden als trockene
und flockige Federn. Natürlich ist die Packungsdichte dichtgepackter Federn viel größer als die Packungsdichte
trockener Federn. Diese A_nalogie ist auf Kieselsäurebeläge anwendbar, die entweder durch Befeuchtung
verdichtet oder sehr flockig sein können. Leider nehmen die Lichtstreuungseigenschaften eines Überzugs
aus feinverteiltem, üchtstreuendem Stoff ab, wenn seine Packungsdichte erhöht wird, so daß, wenn
die Kieselsäure z. B. verdichtet wird, damit sie gegen Ablösung vom Lampenhals durch eine Gasströmung
widerstandsfähiger sei, die Lichtstreuungseigenschaften schlechter werden.
Es wurde nun festgestellt, daß durch Beimengung einer beschränkten Menge feinverteilten, im wesentlichen
weißen Stoffes von relativ hoher Stoffdichte zu einem Kieselsäureüberzug die Lichtstreuungseigenschäften
der Kieselsäure erhalten bleiben, während die Haftung, d. h. die Widerstandsfähigkeit gegen Ablösung
vom Kolben, vergrößert wird. Die Stoffdichte des beizumischenden Materials sollte mindestens
4 g/cm3 sein, damit die Haftung wirksam verbessert
ίο wird, und die Menge des beigemengten Stoffes soll zwischen 0,3 und 10 Gewichtsprozent des Kieselsäurebelags
liegen. Titansäure hat sich als Zusatz ausgezeichnet bewährt. Seine Stoffdichte ist annähernd
4,2 g/cm3. Andere feinverteilte, im wesentlichen weiße Stoffe, wie Bariumtitanat und Zirkouerde, mit einer
Dichte von mindestens 4 g/cm3 können ebenfalls innerhalb der angegebenen Grenze als Zusätze zur Verbesserung
der Haftfähigkeit verwendet werden. Unterhalb einer Beimengung von 0,3 Gewichtsprozent ist
die Wirkung zu vernachlässigen; bei einer Beimengung von über 10 Gewichtsprozent werden die lichtstreuenden
Eigenschaften des Belags verschlechtert. Das Dichteverhältnis des Kieselsäurebelags wird durch
die geringe Beimengung eines Stoffes nicht beeinflußt.
Erst bei einer Beimengung von mehr als 10% nimmt das Überzugsdichteverhältnis zu; der Zunahme dieses
Verhältnisses wird auch die Verschlechterung der Lichtstreuungseigenschaften des Belags zugeschrieben.
Bei einer Beimengung von weniger als 10% werden die bevorzugten Werte des Dichteverhältnisses und
der Überzugsstärke nicht beeinflußt.
Der Grund für die erhöhte Haftung der Kieselsäure an dem Lampenkolben bei einer solchen Beimengung
konnte nicht genau erklärt werden, läßt sich aber am ehesten auf die Tatsache zurückführen, daß ein dichtes
Material eine größere Trägheit besitzt und daß die Beimengungen von Stoff hoher Dichte als Verankerungen
der umgebenden relativ leichten und flockigen Kieselsäure wirken.
Vor dem Auftragen auf die Lampenkolben sollte die Kieselsäure und der Zusatz hoher Dichte gut vermischt
werden. Ferner sollten diese Stoffe fein verteilt sein, obwohl der Verteilungsgrad nicht besonders
kritisch ist; es wurden Stoffe mit einer durchschnittliehen Grundteilchengröße von 0,02 bis 1 μ erprobt
und haben im allgemeinen zufriedenstellende Ergebnisse geliefert. Damit die Vermischung der Kieselsäure
und des Zusatzes von z. B. 0,5 Gewichtsprozent Titansäure eine vollständige ist, sollte der beigemengte
Stoff in einem Luftstrahlmahlwerk zerkleinert werden. In Fig. 1 ist eine Lampe 10 mit einem lichtdurchlässigen
Glaskolben 12 und einem Belag von Kieselsäure und 0,5 % Ti O2 Beimengung auf seiner Innenseite
sowie einem an dem Lampenhals angeschmolzenen Sockel dargestellt. Eine Messing- oder Aluminiumfassung
16 ist an den Iials angekittet, so daß der übliche Anschluß an eine Spannungsquelle möglich ist.
Der Sockel umfaßt bekanntlich einen gläsernen Ouetschfuß 18 mit Zuführungsleitungen 20 und 22,
die in den Ouetschfuß eingeschmolzen sind und einen Glühdraht 24 aus schwer schmelzbarem Metall, etwa
Wolfram, zwischen ihren im Lampeninneren liegenden Enden tragen. In den Lampen herrscht vorzugsweise
eine Inertgasatmosphäre, etwa Stickstoff-, Argon-, Krypton- oder Gasgemischatmosphäre. Die Lampe
kann aber auch evakuiert sein.
Das bevorzugte Verfahren zum Aufbringen von Kieselsäure, die mit einem Stoff hoher Dichte vermischt
ist, auf Glühlampenkolben, entweder aus Klarglas oder aus Milchglas, ist ein elektrostatisches. Bei
dem elektrostatischen Verfahren zum Auftragen der verschiedenen Kieselsäure-Titansäure-Beläge auf die
Innenfläche des noch nicht abgeschmolzenen Kolbens wird der offene Hals des Kolbens von einem hohlen
Lavaspannfutter 26 getragen, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Dieses Spannfutter steht mit dem Kolbenschnittrand
28 und dem Kolbenhals 30 in Berührung. Der so gehaltene Kolben wird entweder von Hand
oder durch einen Riementrieb (der Antrieb ist nicht eingezeichnet) in Drehung versetzt und durch Bunsenbrenner
32 auf annähernd 100° C erhitzt. Wegen des negativen Temperaturkoeffizienten des elektrischen
Widerstandes von Glas wird der Kolben durch diese Erwärmung im wesentlichen gleichmäßig elektrisch
leitend. Die Temperatur von 100° C ist nur als Beispiel angegeben und stellt keine Einschränkung des
Temperaturbereiches dar, da die Temperatur, auf die Glas erhitzt werden muß, um elektrisch leitend zu
sein, nicht besonders kritisch und je nach Glasart verschieden ist und zwischen etwa 70 und 300° C liegt.
Es sei noch bemerkt, daß die meisten Glühlampenkolben aus dem wohlbekannten Calciumoxydglas hergestellt
werden.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist das isolierende Lavaspannfutter 26 des elektrostatischen
Überzugsapparates auf einer Hülse 33 befestigt, die von dem Kolben durch das Spannfutter isoliert ist, so
daß der Kolben von Hand oder maschinell während der Erwärmung und den folgenden Verfahrensschritten
in Drehung versetzt werden kann.
In Fig. 3 ist ein Rauchgaserzeuger 34 zur Erzeugung eines Rauchgases von feinverteilten, lichtstreuenden,
vor ihrer Ablagerung auf dem Lampenkolben in Luft suspendierten Teilchen dargestellt. Der Rauchgaserzeuger
umfaßt einen Behälter 36 für pulverisierten Stoff und solchen Stoff enthaltendes Rauchgas
mit einem Ausfluß 38 am Boden dieses Behälters, durch den das Uberzugsmaterial in eine Mischdüse 40
gelangt. In die Mischdüse wird durch ein Druckregelventil 42 Luft eingeleitet, so daß das feinverteilte
Titansäuregemisch aufgewirbelt und durch eine Leitung 44 an eine Auftreffplatte 46 geleitet wird, so daß
Teilchenverbände, die sich haben ausbilden können, auseinanderbrechen und das Überzugsmaterial zu
einem feinverteilten, in Luft suspendierten Rauchgas aufgelöst wird.
Um der besonderen Bauweise der Rauchdüse, die im folgenden beschrieben werden wird, Rechnung zu
tragen, muß in dem Behälter 36 ein Rauchdruck von zwischen 0,42 und 0,84 kg/cm2 aufrechterhalten werden,
damit der Rauch mit der richtigen Geschwindigkeit durch die Rauchdüse strömt. Zur Regelung des
Drucks innerhalb der angegebenen Grenzen ist ein Anzeigeinstrument 48 vorgesehen, so daß die Bedienungsperson
je nach der Anzeige des Druckmessers das Regelventil 42 von Hand nachstellen kann, damit
der Druck in dem Behälter innerhalb der angegebenen Grenzen bleibt. Solche Druckanzeige- und Druckregelungsgeräte
sind wohlbekannt. Eine Rauchdüsenleitung 50 verbindet den Rauchgasbehälter mit der
Einspritzdüse 52, die in Fig. 4 dargestellt ist. Zur Regelung des Rauchgasstromes nach dieser Düse ist
ein von Hand betätigtes Drosselventil 54 in der Leitung 50 vorgesehen.
Der Luftverdichter 56, der die Luft für den Rauchgaserzeuger liefert, gestattet vorzugsweise die Erzeugung
eines regelbaren Drucks von zwischen 0,14 und 1,4 kg/cm2; in der Abflußleitung des Verdichters ist
ein Lufttrockner 58 gelegen, so daß der Überzugsstoff im wesentlichen frei von Wasser bleibt, bis er in den
Kolben gebracht wird. Ein Rührwerk 60 rührt das feinverteilte Überzugsmaterial ständig um, so daß es
seine feine Verteilung beibehält und Anhäufungen von Teilchen aufgelöst werden.
Fig. 4 zeigt das Überzugsverfahren des Lampenkolbens. Der positive Pol 62 einer hohen Gleichspannung ist mit den Gasbrennern 32 a elektrisch verbunden. Der negative Pol 64 ist an einer Sonde 66 angeschlossen, die durch das hohle Lavaspannfutter 26
Fig. 4 zeigt das Überzugsverfahren des Lampenkolbens. Der positive Pol 62 einer hohen Gleichspannung ist mit den Gasbrennern 32 a elektrisch verbunden. Der negative Pol 64 ist an einer Sonde 66 angeschlossen, die durch das hohle Lavaspannfutter 26
ίο in den unteren Teil des Kolbenhalses eingeführt ist. Nach Wunsch kann die Polarität der Spannung umgekehrt
werden. Diese Umkehrung wirkt sich aber auf den erzeugten Überzug wenig aus. Die Höhe der angelegten
Gleichspannung ist nicht besonders kritisch und variiert etwa zwischen 8 kV und 25 kV und liegt
in einem Ausführungsbeispiel bei 15 kV.
Die Einspritzdüse 52 für das Kieselsäurerauchgas liegt um die Sonde 66 herum und ist mit der Abflußleitung
50 des Rauchgaserzeugers verbunden. Die in dem Kolben vorhandene Luft und der Staub, welcher
nicht auf der Kolbenwand abgeschieden wird, treten durch einen Rückkehrkanal 68, der um die Düse 52
und die Leitung 50 herum angeordnet ist, wieder aus der Lampe aus und werden nach einem Sammelbehälter
geleitet, in dem das unverbrauchte Kieselsäure-Titansäure-Gemisch zur weiteren Verwendung
gesammelt wird. Eine Hülse 70 dient als Träger für die Sonde und die Leitungen; sie wird entweder von
Hand oder automatisch in Achsrichtung auf das Lavaspannfutter und den Kolbenhals ausgerichtet.
Die Einspritzdüse zur Auftragung eines Überzugs von Kieselsäure mit 0,5% Titansäurebeimengung auf
100-W-Lampenkolben umfaßt acht gleichförmig um die Sonde herum verteilte Düsenbohrungen von
kleinem Durchmesser. Beim Aufbringen eines Belags auf 100-W-Lampenkolben wird das Drosselventil 54
für etwa 2 Sekunden geöffnet. Während dieser Zeit liegt eine hohe Gleichspannung von 15 kV zwischen
der Kolben wand und der Sonde. Dabei werden annähernd 50 mg des Kieselsäure (0,5 %)-Titandioxyd-Gemisches
auf dem Kolben niedergeschlagen.
Nach dem Auftragen des lichtstreuenden Stoffes wird der Kolben, während er sich auf dem Lavaspannfutter
dreht, erhitzt, vorzugsweise auf etwa 450° C.
Diese Temperatur ist jedoch nicht besonders kritisch. Gleichzeitig soll der mit dem Überzug versehene
Kolben mit heißer, trockener Luft von etwa 250° C bespült werden, damit jede Spur von Feuchtigkeit
aus dem Kolben entfernt wird.
Unmittelbar im Anschluß an die Erhitzung, solange der Kolben noch heiß ist, wird der Sockel nach einem
bekannten Verfahren eingeschmolzen. Es ist vorteilhaft, aber nicht unbedingt notwendig, den Kolben mit
heißem, trockenem Stickstoff oder anderem Inertgas zu spülen, während der Sockel an den Kolben angeschmolzen
wird, damit Feuchtigkeit, die durch die Schmelzflammen frei wird, entfernt werden kann. Eine
solche Spülung mit heißem, trockenem Stickstoff erfolgt vorzugsweise durch das Evakuierungsröhrchen
18 des Sockels hindurch, so daß ein leichter Überdruck in dem Kolben jegliche Feuchtigkeit aus dem
Hals heraustreibt.
Unmittelbar nach dem Einschmelzen des Sockels, solange der Kolben noch heiß ist, wird die Lampe
durch das Evakuierungsröhrchen ausgepumpt, der Kolben mit trockenem Stickstoff gespült, die Gasfüllung
eingeleitet und das Evakuierungsröhrchen abgeschmolzen. Unter Umständen ist es wünschenswert,
den Kolben nach der Evakuierung noch einmal zu erwärmen, obwohl diese Erwärmung nicht notwendig ist.
Nach dem Abschmelzen des Evakuierungsröhrchens wird die Lampenfassung auf den Hals aufgekittet,
dabei werden die Zuführungsleitungen an die Fassung angeschlossen.
Kleine Fehler in dem Überzug, insbesondere kleine Flecken im Hals der Lampe, von denen der Überzug
bei der Gasspülung fortgeblasen wurde, werden durch eine zusätzliche Schicht abgedeckt. Diese Schicht von
hoher Packungsdichte, verglichen mit der losen Packung des Kieselsäureüberzugs, wird auf dem
Lampenkolben aufgetragen. Es hat sich herausgestellt, daß der Überzug auf dem Kolben unter den Bedingungen,
welchen der Überzug während seiner Aufbringung ausgesetzt ist, sehr gut haftet, wenn sein Dichteverhältnis
mindestens 0,051 ist. Es sind also nunmehr für die Aufbringung des Überzugs zwei Schritte erforderlich,
da ja zwei heterogene Schichten aufgetragen werden. Ein solches Verfahren, bei dem zwei
Schichten aufgetragen werden, wird normalerweise auf die durchsichtigen Lampenkolben beschränkt sein,
bei denen die durch das doppelte Überzugsverfahren leicht erhöhten Herstellungskosten mehr als wettgemacht
werden durch die Ersparnis der Kosten für die Säureätzung, die bei der Herstellung von Milchglaskolben
notwendig ist.
In der folgenden Tabelle sind die Packungsdichten von Überzügen samt den entsprechenden Dichteverhältnissen,
d. h. den Quotienten von Packungsdichte und Stoffdichte, angegeben. Überzüge aus all
diesen Stoffen haften so gut an dem Glas, daß sie den Erschütterungen bei der Herstellung widerstehen. Es
sei darauf hingewiesen, daß diese Stoffe keine Glühdrahtabdeckung bewirken, wenn sie nach den hier angegebenen
Dichteverhältnissen auf normalerweise durchsichtigen Glaskolben aufgetragen werden, es sei
denn, die Auftragung erfolgt in sehr dicken, stark lichtabsorbierenden Schichten. Die in der Tabelle aufgeführten
Überzugsstoffe bewirken dagegen eine Abdeckung kleiner Fehler in dem eigentlichen lichtstreuenden
Überzug aus feinverteilter Kieselsäure \ron geringer Packungsdichte.
Durch | |||
schnittliche | Durchschnitt | ||
Überzugsstoff | Packungs dichte des |
liches Dichte verhältnis |
|
Überzugs | des Überzugs | ||
(g/cra3) | |||
Durch Verbrennung von | |||
Äthylorthosilikat aufge | |||
tragene Kieselsäure | 0,112 | 0,051 | |
Nach einem Spülungsverfah | |||
ren aufgetragene Kiesel | |||
säure (Butylazetat mit | |||
Nitrozellulose als Binde | |||
mittel) | 0,31 | 0,14 | |
Elektrostatisch nieder | |||
geschlagene Titansäure .. | 0,31 | 0,074 | |
Elektrostatisch niederge | |||
schlagene und später durch | |||
ein Dämpfungsverfahren | |||
verdichtete Kieselsäure .. | 0,22 | 0,1 | |
Elektrostatisch aufgetrage | |||
nes Bariumzirkonat | 0,55 | 0,1 | |
Elektrostatisch aufgetragene | |||
0,91 | 0,16 |
Anmerkung: Die wahre Dichte von Kieselsäure ist 2,2, von Titansäure 4,2, von Bariumzirkonat 5,52 und von Zirkonerde
5,7 R/cm3.
Um Fehler in dem eigentlichen lichtstreuenden Kieselsäureüberzug zu verdecken, wird einer der im
vorstehenden genannten Stoffe direkt auf die Innenoberfläche des Kolbens aufgetragen. Diese Stoffe sollten
fein verteilt und im wesentlichen weiß sein, damit keine unerwünschten Farb- und Absorptionsbanden
auftreten. Die Menge an niedergeschlagenem Stoff, die notwendig ist, um eine gute Abdeckung der Fehler in
dem eigentlichen Überzug zu erreichen, hängt sehr
ίο stark von dem Überzugsstoff ab. Als praktische Regel wurde gefunden, daß der Abdeckungsüberzug von
hoher Packungsdichte eine Lichtabsorption von mindestens 0,3% haben muß, damit die Fehler des Hauptüberzugs
nennenswert abgedeckt werden. Damit die Lichtabsorption des überzogenen Kolbens nicht zu
hoch wird und Lampen, die mit solchen Überzügen versehen sind, konkurrenzfähig bleiben, sollte der
erste oder Abdeckungsbelag nicht mehr als 3,5% des auffallenden Lichtes absorbieren. Bei diesen Absorptionsmessungen
ging man so vor, daß man Kolben mit Überzügen über eine normale Lichtquelle in eine
photometrische Kugel stellte und die Lichtabsorption eines solchen überzogenen Kolbens mit der eines nicht
überzogenen, normal durchsichtigen Kolbens verglich.
Nach einem Ausführungsbeispiel kann Titansäure an Stelle des Gemisches aus Kieselsäure und Titandioxyd
nach dem im vorstehenden beschriebenen Verfahren elektrostatisch niedergeschlagen werden. Die Titansäure
wird etwa in solcher Menge aufgetragen, daß zusätzlich annähernd 2% Licht absorbiert werden.
Ein solcher Belag verleiht der Lampe im nicht erleuchteten Zustand ein sehr gleichmäßiges, weißes
Aussehen. Die tatsächliche Stärke eines solchen Belags ist ziemlich gering und liegt etwa in der Größen-Ordnung
von 5 μ.
Hierauf wird Kieselsäure auf die Innenfläche des normalerweise durchsichtigen Kolbens über der ersten
oder abdeckenden Titandioxydschicht aufgetragen, damit der Kolben lichtstreuende Eigenschaften und
die Lampe dadurch ein gleichmäßiges, ästhetisches Aussehen erhält. Damit der Kieselsäureüberzug das
Licht maximal streut, müssen die Eigenschaften dieses Überzugs so sein, wie sie eingangs für Gemische von
Kieselsäure mit Stoffen hoher Dichte gefordert wurden, d. h., die minimale, durchschnittliche Dicke des
Kieselsäurebelags beträgt 35 μ bei einem Dichteverhältnis von zwischen 0,018 und 0,043 bei einem Wert
von 0,9 des Produkts aus Belagstärke in μ und Dichteverhältnis.
Zusammenfassend sei gesagt, daß der erste, abdeckende Belag aus feinverteiltem, im wesentlichen
weißem Stoff ein Verhältnis von Packungsdichte zu wahrer Stoffdichte von mindestens 0,051 und eine
Lichtabsorption von zwischen 0,3 und 3,5% haben sollte. Der zweite Überzug aus feinverteilter, lichtstreuender
Kieselsäure sollte eine durchschnittliche Mindestschichtstärke von 35 μ und ein Dichteverhältnis
von zwischen 0,018 und 0,043 haben; der Wert des Produkts aus Schichtstärke in μ und Dichteverhältnis
soll dabei mindestens 0,9 sein.
Natürlich sind neben den in der Tabelle aufgeführten Stoffen auch andere Stoffe für den ersten, abdeckenden
Belag geeignet; jeder andere feinverteilte, im wesentlichen weiße Stoff würde ebenfalls eine
Abdeckung bewirken, wenn er mindestens unter Einhaltung des vorgeschriebenen Dichteverhältnisses von
0,051 aufgetragen ist. DieTabelle gibt auch Überzugsstoffe an, die nicht nach dem elektrostatischen, sondern
nach anderen Verfahren aufgetragen werden; wenn auch diese Stoffe, was die Vorteile der ersten
Claims (4)
1. Lichtstreuender Überzug auf der Innenfläche eines lichtdurchlässigen Glühlampenkolbens, der
hauptsächlich aus feinverteilter Kieselsäure besteht, eine durchschnittliche Schichtstärke von
mindestens 35 μ und ein Verhältnis von Packungsdichte zu Stoffdichte von zwischen 0,018 und
0,043 aufweist, wobei das Produkt aus Schichtstärke und Dichteverhältnis mindestens 0,9 ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kieselsäureüberzug einen feinverteilten, im wesentlichen weißen
Stoff mit einer Dichte von mindestens 4 g/cm3, vorzugsweise Titandioxyd, enthält.
2. Überzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Gemisch von Kieselsäure
und 0,3 bis 10 Gewichtsprozent des weißen Stoffes besteht.
3. Überzug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der weiße Stoff als erste Schicht
direkt auf der Innenfläche des Lampenkolbens aufliegt und der Kieselsäureüberzug als zweite
Schicht direkt auf der ersten Schicht aufliegt, wobei das Verhältnis Packungsdichte zu Stoffdichte
für die erste Schicht mindestens 0,051 beträgt und die Stärke der ersten Schicht so groß ist, daß 0,3
bis 3,5% des Lichtes absorbiert werden.
4. Überzug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht aus feinverteiltem
909 610/181
Applications Claiming Priority (2)
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DEW20410A Pending DE1064698B (de) | 1954-07-19 | 1957-01-09 | Lichtstreuender UEberzug auf der Innenflaeche eines lichtdurchlaessigen Gluehlampenkolbens |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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