DE2262377A1

DE2262377A1 - Verfahren zur herstellung von scheinwerferreflektoren

Info

Publication number: DE2262377A1
Application number: DE2262377A
Authority: DE
Inventors: Heinz Walter
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1972-12-20
Filing date: 1972-12-20
Publication date: 1974-06-27

Description

"Verfahren zur Herstellung von Scheinwerferreflektoren" Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Scheinwerferreflektoren, insbesondere für Kraftfahrzeuge, durch Aufbringen einer hochreflektierenden Aluminiumschicht auf den Scheinwerfergrundkörper bei Vakua zwischen 3 x 10 -4 und 6 z lo -5 Torr und nachfolgendes Aufbringen einer Schutzschicht aus einem oxydischen Efaterial ebenfalls unter Vakuum.
Verfahren der vorstehenden Art gehören zum Stande der Technik. Die dabei verwendeten Scheinwerfergrundkörper können sowohl aus Metall, wie beispielsweise aus tiefgezogenen Blechen, als auch aus aus -spritzten Kunststoffen hergestellt sein, Die eigentliche Reflektionsfläche wird, gegebenenfalls nach Anbringung einer Zwischenlackierung mit einer relativ hohen Niederschlagsrate in Bereich der angegebenen Druckwerte bedampft gs ist auch weiterhin bekannt, daß eine solche Aluminiumschicht wegen ihrer Empfindlichkeit gegenüber mechanischen und atmosphärischen Einflüssen mit einer Schutzschicht wersehen werden muß. Zum Stande der Technik gehört beispielsweise. die Lackierung der Aluminiumschicht, das Aufdampfen von Siliciummonoxyd in saueratoffhaltiger Restgasatmosphäre mit einem Sauerstoffpartialdruck zwischen 2 und 5 x 10 q4 T*rr* wodurch auf dem Substrat Siliciumdioxyschichten erhalten werden, ferner das nachträgliche Auf dampfen von Aluminiumoxyd oder Magnesiumfluorid.
Das Lackierverfahren ist aus optichen Gründen unerwUnscht, weil es die Reflektionseigenschaften der Aluminiumschicht merklich verschlechtert. Es Aufdampfen von Oxyden des Siliciums und sowie von Magnesiumfluorid ist in der Praxis nur sehr bedingt brauchbar. Bei Durchführung des beschriebenen NaOH-Testes sind dei Schichten nicht ausreichend,das Aluminium genügend zu schützen: Die Automobilindustrie hat fAr die Untersuchung der Brauchbarkeit von Schutzschichten ein chemisches Testverfahren entwickelt, welches darin besteht, daß der Reflektor mit einer o,2-7Digen Lösung von Natriutnhydroxyd für die Dauer von 8 Minuten beaufschlagt wird. Es hat sich dabei gezeigt, daß sämtliche bisher angewandten, aufgedampften Schutzschichten auf oxydischer oder Fluorid-Basis diesem Test nicht oder nur sehr ungenügend gewachsen sind, was sich daran zeigt, daß der Reflektor fleckig wird und an Reflektionsvermögen einbüße.
Auch weitere Versuche, die zum Beispiel darin bestandeli, eine dickere Aluminiumschicht auf zu damen und diese oberflächlich zu oszTdieren führten ebenfalls nicht zum Erfolg, da auch solche Schichten vielfach zu porös sind. Ein sprechendes Beispiel hierfür ist die anodische Einfärbung oxydierter Aluminiumteile, die nur deshalb möglich ist, weil die verwendeten organischen Farbsubstanzen in die Mikroporen eindringen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Scheinwerferreflektoren anzugeben, welches den Testbedingungen -der.Automobilindustrie standhält und den Reflektoren eine hohe Lebensdauer auch unter ungünstigen Betriebsbedingungen verleiht. Es wurde nun überraschend gefunden, daß die gestellte Aufgabe bei dem eingangs beschriebenen Verfahren erfindungsgemäß dat durch gelöst werden kann, daß die Schutzschicht durch reaktive Verdampfung von Magnesium bei einem-Sauerstoffpartialdruck zwischen 2 und 4 mal 10-4 Torr erzeugt und level, nachfolgend einer Glimmbekandlung bei einem Sauerstoffpartialdruck zwischen 1 und 5 mal 10-2 Torr für eine Dauer von 0,5 bis 6 Minuten ausgesetzt wird.
Das angebene Verfahren ist insofern einfach durchzuführen, als sich metallisches Magnesium bei Temperaturen unterhalb 600°C aus einfachen Metallschiffchen verdampfen läßt. Die Umwandlung in Magnesiumoxyd geschieht aufgrund des im Rezipienten vorhandenen Sauerstoffpartialdrucks.
Bereits hierdurch werden bei Einhaltung der ångegebenen Aufdampfbedingungen Magnesiumoxyd-Schichten mit sehr dichter Struktur erhalten.
Die Schichteigenschaften werden jedoch noch dadurch verbessert, daß die Magnesium-Schicht einem intensiven Ionenbombardement durch eine Glimmentladung ausgesetzt wird. Die erhaltene Magnesiumoxyd-Schutzschicht ist farblos, hart, kratz- und haftfest und hat auch die gewünschten optischen Eigenschaften. Die erzeugte Schicht hält dem geforderten Natronlaugen-Test einwandfrei stand und ist hinsichtlich ihrer Erzeugung einfacher und billiger als alle anderen Methoden der lIerstellung von oxydischen oder fluoridischen Schutzschichten.
Besonders gute Ergebnisse werden dann erzielt, wenn die hochreflektierende Aluminiumschicht mit hoher Niederschlagsrate erzeugt wird. Beispielsweise sind Niederschlagsraten zwischen 50 2/sec.
und 300 2/sec. geeignet. Umgekehrt ist es vorzuziehen, die Niederschlagsrate des Magnesiumoxyds relativ gering zu wählen. Werte zwischen 1 Å/sec und a/sec. sind hierfür besonders geeignet.
Beispiel: In einer Vakuumglockenanlage von 1,2 m3 Inhalt wurden mehrere aus tiefgezogenem Stahlblech bestehende Scheiwerferreflektoren in der Weise auf der Flache einer gedachten Kugelkalotte angeordnet, daß die Reflektorenachsen sich gemeinsam etwa in der Mitte des Bodens der Aufdampfanlage schnitten.
An dieser Stelle befanden sich je ein mit Aluminium gefülltes Kohlenschiffchen und ein mit Magnesium gefülltes Eisenschiffchen, die beide durch direkten Stromdurchgang auf die erforderliche Verdampfungstemperatur erhitzt werden konnte.n.
Die Scheinwerfergrundkörner waren mit einer Schicht von 50 µ lackiert. Die Anlage wurde auf einen Druck ton 8 mal lo -@ Torr evakuiert und das Aluminium mit einer solchen Geschwindigkeit verdampft, daß sich eine Niederschlagsrate von 150 Å/sec, ergab. Nach Beendigung des Aufdampfens von Aluminium wurde in der Anlage ein Sauerstoffpartialdruck von 3 mal 10-1 Torr eingestellt und d-as in dem zweiten Schiffchen befindliche Magnesium mit einer solchen Geschwindigkeit verdampf, daß sich eine Niederschlagsrate von 2 Å/sec.
ergab. Die niedergeschlagene Schicht bestand aus Magnesiumoxyd. Durch weiteres Einlassen von reinem Sauerstof! wn-rde nunmehr der Sauerstoffpartialdruck auf 3 mal 10-2 Torr eshöht, und durch Anlegen einer Spannung von 9oo Volt an eine Glimmelektrode eine Glimmentladung gezündet, die für die Dauer von 3,5 Minuten aufrechterhalten wurde.
Die Anlage wurde anschließend geflutet. Die erzeugten Schichten wurden dem in der Anmeldung beschriebenen Natronlaugentest ausgesetzt. Es zeigten sich keinerlei Verfärbungen und keinerlei Fleckigwerden der Reflektoroberfläche. Auch ein Versuch, die aufgedampfte Schicht mit einem Klebestreifen abzuziehen schlug fehl. Die Schicht besaß eine sehr gute lIaft- und Kratzfestigkeit.
Das vorstehend beschriebene Verfahren eignet sich fttr sämtliche reflektierenden Flächen in Beleachtungsanlagen, vorzugsweise in denjenigen von Kraftfahrzeugen. Es kann sich hierbei um Frontscheinwerfer, Nebel scheinwerfer, Rückfahrscheinwerfer, Bremslichter, Blinklichter, Parkleuchten etc; handeln. Bot sämtlichen Beleuchtungsanlagen an Kraftfahrzeugen besteht bekanntlich die hohe Gefahr des Eindringens von Wasser, im Winter insbesondere von Salzwasser, sowie des Kondensierens eindringender Wasserdämpfe. Diese Vorgänge führen bei ungenügend geschützten Reflektoroberflächen zu einem raschen "Erblinden" der reflektierenden Schicht und damit zum Unbrauchbarwerden der Ref lektoren.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

Verfahren zur Herstellung von Scheinwerferreflektoren, insbesondere für Kraftfahrzeuge, durch Aufbringen einer hochreflektlerenden Aluniniumschicht auf den Scheinierfergrundkörper bei Vakua zwischen 3 x 10-4 Torr und 6 x 10-5 Torr und nachfolgendes Aufbringen einer Schutzschicht aus einem oxydischen Material ebenfalls unter Valruum, dadurch gekennzeichnet. daß die Schutzschicht durch reaktive Verdampfung von Magnesium bei einem Sauerstoffpartialdruck zwischen 2 und 4 x lo ~ Torr erzeugt und nachfolgend einer Glimmbehandlung bei einem Sauerstoffpartialdruck zwischen 1 und 5 x lo Torr für eine Dauer von o,5 - 6 Minuten ausgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeidhnet, daß die Niederschlagsrate des Aluminiums zwischen 20 und 500 Å/sec., vorzugsweise zwischen 50 und 300 Å/sec. gewählt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederschlagsrate des Magnesiumoxyds zwischen'1 und 3 Å/sec., vorzugsweise bei 2 Å/sec.

gewählt wird.