DE102006017020A1

DE102006017020A1 - UV-Strahlung emittierender Strontiumborat-Leuchtstoff mit einer verbesserten Lagerstabilität

Info

Publication number: DE102006017020A1
Application number: DE102006017020A
Authority: DE
Inventors: Chen-Wen Fan; Thomas M. Snyder; Eric A Thomason
Original assignee: Osram Sylvania Inc
Current assignee: Osram Sylvania Inc
Priority date: 2005-04-25
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2006-10-26
Also published as: CA2537390A1; HU0600319D0; HUP0600319A2; JP2006307211A; US7309454B2; US20060237689A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen UV-Strahlung emittierenden Leuchtstoff, der SrB¶4¶O¶7¶:Eu-Leuchtstoff-Teilchen umfasst, die behandelt worden sind zur Bildung einer Oberflächenschicht, die mehr als 0 bis etwa 25 Atom-% Aluminium enthält. Die Lagerungsbeständigkeit des behandelten SrB¶4¶O¶7¶:Eu-Leuchtstoffes verbessert die Aufrechterhaltung der 100 h-Strahlungsleistung in einer Leuchtstoff-Bräunungslampe in einem solchen Umfang, dass der behandelte Leuchtstoff einer Lagerungsdauer von mehr als 25 Tagen unterworfen werden kann, ohne dass eine signifikante Änderung der Aufrechterhaltung der 100 h-Strahlungsleistung auftritt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf mit Europium aktivierte Strontiumborat-Leuchtstoffe bzw. -Phosphore, bei denen es sich um ultraviolette (UV-)Strahlung emittierende Leuchtstoffe bzw. Phosphore handelt, wie sie üblicherweise in Niederdruck-Quecksilber-Entladungslampen für Hautbräunungszwecke verwendet werden. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Verbesserung der Stabilität dieser Leuchtstoffe bzw. Phosphore beim Halten in wässrigen Beschichtungssuspensionen.

Hintergrund der Erfindung

Ultraviolette Strahlung (UV-Strahlung) emittierende Leuchtstoffe bzw. Phosphore werden in Leuchtstofflampen für Hautbräunungszwecke verwendet, für die sowohl eine UVA- als auch eine UVB-Strahlung erforderlich sind. Die UVA-Strahlung wird von der U.S. Food & Drug Administration (FDA) definiert als eine Strahlung in dem Bereich von 320 nm bis 400 nm und die UVB-Strahlung wird definiert als eine Strahlung in dem Bereich von 260 nm bis 320 nm. Ein UV-Strahlung emittierender Leuchtstoff (Phosphor) wird auf die innere Oberfläche der Lampenhülle aufgebracht unter Anwendung eines konventionellen Leuchtstofflampen-Herstellungsverfahrens. In der Regel wird der Leuchtstoff zusammen mit einem Bindemittel und einem oder mehreren Vertretern aus der Gruppe Dispergiermittel, Haftungsmittel und Netzmittel in einem flüssigen Medium suspendiert. Die Leuchtstoffsuspension fließt dann durch die Röhren, um die innere Oberfläche derselben zu beschichten und dann werden die Röhren erhitzt, um das Bindemittel herauszubrennen. Die Hersteller von Leuchtstofflampen bevorzugen Beschichtungssuspensionen auf Wasserbasis gegenüber Suspensionen auf organischer Basis wegen der Umweltprobleme, die mit organischen Lösungsmitteln auftreten. Es ist wünschenswert, die Beschichtungssuspensionen in großen Mengen herzustellen, um sie in Tanks über einen Zeitraum von mehreren Tagen aufzubewahren (zu lagern). In einigen Fällen kann jedoch das "Überlagern" der Leuchtstoff enthaltenden Suspension zu Problemen mit der Leistung der Lampe führen.

Der am häufigsten verwendete UVA emittierende Leuchtstoff (Phosphor) ist ein durch Blei aktiviertes Bariumdisilicat BaSi₂O₅:Pb, dessen Emissionsmaximum bei 351 nm liegt. Der Hauptnachteil dieses Leuchtstoffes ist seine geringe Stabilität in Bindemittelsuspensionen auf Wasserbasis, die zu einer geringen Dauer der Leistungsabgabe in Hautbräunungslampen führt. Diesem Mangel wird häufig begegnet durch Beschichten der Oberfläche des Bariumdisilicat-Leuchtstoffes mit einem Schutzmaterial, wie z.B. Aluminiumoxid. So weist beispielsweise der handelsübliche BaSi₂O₅:Pb-Leuchtstoff (-Phosphor) OSRAM SYLVANIA, Typ GS201 X, eine gute Stabilität in Beschichtungssuspensionen auf Wasserbasis auf, weil ein konformaler Aluminumoxid-Überzug auf die Oberfläche jedes einzelnen Leuchtstoff-Teilchens durch Anwendung eines chemischen Dampfabscheidungsverfahrens (CVD-Verfahrens) in einem Fließbett aufgebracht worden ist. Solche Beschichtungsverfahren sind in den US-Patenten Nr. 4 585 673, 4 710 674, 4 797 594, 4 825 124 und 5 223 341 beschrieben.

Mit Europium aktiviertes Strontiumborat SrB₄O₇:Eu ist ein anderer üblicher UVA emittierender Leuchtstoff, der eine UV-Spitzenemission bei 371 nm aufweist. Um den Bereich der emittierten UV-Wellenlängen bei auf 380 nm auszudehnen, wird von vielen Herstellern von Hautbräunungs-Lampen SrB₄O₇:Eu als ein zweiter UVA emittierender Leuchtstoff im Gemisch mit BaSi₂O₅:Pb eingearbeitet. Das Leuchtstoff- Zumischungsverhältnis von SrB₄O₇:Eu liegt im Allgemeinen in dem Bereich von 5 bis 30 Gew.-%. Wie bei dem BaSi₂O₅:Pb-Leuchtstoff besteht ein Nachteil der Verwendung eines SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoffes in Hautbräunungslampen darin, dass er eine geringe Beständigkeit in Beschichtungssuspensionen auf Wasserbasis aufweist. Bei dem SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoff werden in der Regel Boratanionen und Strontiumkationen während der Aufbewahrungsdauer in die wässrige Beschichtungslösung ausgelaugt. Deshalb ist die Aufrechterhaltung einer Strahlungsdichte in einer Leuchtstoff-Bräunungslampe gering, d.h. bei den Bräunungslampen, in denen ein SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoff aus Suspensionen auf Wasserbasis verwendet wird, tritt eine verhältnismäßig starke Abnahme der Strahlungsleistung mit dem Ablauf der Zeit auf. Außerdem kann die Anwesenheit von Boratanionen in der wässrigen Phase zu einer Schwächung des Glaskolbens nach dem Trocknen und Brennen der Beschichtung führen. Um diese Nachteile der Verwendung eines SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoffes aus Suspensionen auf Wasserbasis in Lampen zu vermeiden, ist eine Schutzschicht erforderlich, die auf die Leuchtstoff-Oberfläche aufgebracht wird.

Wie vorstehend beschrieben, ist das bereits bekannte Verfahren zum Aufbringen eines Aluminiumoxid-Überzugs durch CVD zwar wirksam für die Behandlung der Lagerungsprobleme im Falle von BaSi₂O₅:Pb-Leuchtstoffen, diese Lösung erfordert jedoch eine verhältnismäßig komplexe Beschichtungs-Vorrichtung und gefährliche Chemikalien und kann zu einer nicht akzeptablen Kostensteigerung für den Leuchtstoff (Phosphor) führen. Es wäre daher vorteilhaft, über ein einfacheres, wirtschaftlicheres Verfahren zum Schützen von SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoffen (-Phosphoren) zur Verfügung zu haben, und ihre Stabilität in wässrigen Beschichtungslösungen zu verbessern.

Zusammenfassung der Erfindung

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoff bzw. -Phosphor zur Verfügung zu stellen, der Aufbewahrungszeiten (Haltezeiten) von mindestens etwa 25 Tagen in einer wässrigen Beschichtungssuspension unterworfen werden kann, ohne dass dadurch die Lampenleistungs-Eigenschaften in nachteiliger Weise beeinflusst werden.

Gemäß einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen UV-Strahlung emittierenden Leuchtstoff bzw. Phosphor, der SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoff-Teilchen umfasst, die eine Oberflächenschicht aufweisen, die mehr als Null bis etwa 25 Atom-% Aluminium enthält. Der Leuchtstoff (Phosphor) enthält vorzugsweise etwa 1 bis etwa 8 Gew.-% Aluminiumoxid, besonders bevorzugt etwa 2 bis etwa 4 Gew.-% Aluminiumoxid und ganz besonders bevorzugt etwa 4 Gew.-% Aluminiumoxid.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine UV-Strahlung emittierende Leuchtstoff (Phosphor)-Mischung, die mindestens einen SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoff (Phosphor) umfasst, wobei die Leuchtstoff-Mischung nach einer Aufbewahrungsdauer in einer wässrigen Beschichtungssuspension von mindestens 25 Tagen eine 100 h-Strahlungsleistung aufweist, die praktisch die gleiche ist wie die 100 h-Strahlungsleistung der Leuchtstoff-Mischung vor der Aufbewahrung (Lagerung). Vorzugsweise enthält die UV-Strahlung emittierende Leuchtstoff-Mischung etwa 10 bis etwa 20 Gew.-% SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoff. Der Rest der Leuchtstoff-Mischung kann ein mit Aluminiumoxid beschichteter BaSi₂O₅:Pb-Leuchtstoff sein.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Behandeln eines SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoffes (-Phosphors), wobei das Verfahren umfasst:

(a) das Vermischen des Leuchtstoffes (Phosphors) mit einer wässrigen Lösung, die Aluminiumionen enthält, unter Bildung eines behandelten Leuchtstoffes (Phosphors);
(b) die Abtrennung des behandelten Leuchtstoffes (Phosphors) aus der Lösung;
(c) das Vermischen des behandelten Leuchtstoffes (Phosphors) mit einem Aluminiumoxid-Pulver mit großer spezifischer Oberfläche unter Bildung einer Mischung, wobei das Aluminiumoxid-Pulver mit großer spezifischer Oberfläche eine Oberflächengröße von mindestens etwa 60 m²/g aufweist; und
(d) das Erhitzen der Mischung auf eine Temperatur von etwa 400 bis etwa 600 °C.

Vorzugsweise weist die wässrige Lösung eine Aluminiumionen-Konzentration von mindestens etwa 0,01 mol pro Liter und besonders bevorzugt eine Aluminiumionen-Konzentration von etwa 0,01 bis etwa 0,05 mol/l auf.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 zeigt in Form einer graphischen Darstellung die UV-Strahlung von Leuchtstofflampen, denen der erfindungsgemäße behandelte SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoff (bzw. -Phosphor) einverleibt worden ist, als Funktion der Lampenbetriebszeiten; und

2 zeigt in Form einer graphischen Darstellung die Aufrechterhaltung der Strahlungsleistung von Leuchtstofflampen, denen der erfindungsgemäße behandelte SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoff bzw. -Phosphor einverleibt worden ist, als Funktion der Lampenbetriebszeiten.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung zusammen mit anderen und weiteren Zielen, Vorteilen und Möglichkeiten derselben wird Bezug genommen auf die nachfolgende Beschreibung und auf die beiliegenden Patentansprüche in Verbindung mit den vorstehend beschriebenen Zeichnungen.

Es wurde gefunden, dass durch einen SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoff bzw. -Phosphor, der mit Aluminiumionen in wässriger Lösung behandelt und mit einem Aluminiumoxid- Pulver mit einer großen spezifischen Oberfläche geglüht (getempert) worden ist, die Aufbewahrungs- bzw. Lagerbeständigkeit des Leuchtstoffes (Phosphors) in wässrigen Beschichtungslösungen signifikant verbessert wird und auch die Aufrechterhaltung der 100 Stunden-Strahlungsleistung in einer Leuchtstoff-Bräunungslampe verbessert wird.

Unter dem hier verwendeten Ausdruck Aufbewahrung- bzw. "Lagerungsbeständigkeit" ist die Stabilität des Leuchtstoffes (Phosphors) zu verstehen, wenn er in einer wässrigen Beschichtungssuspension für mehr als 24 h suspendiert wird. Insbesondere wird die Aufbewahrungs- bzw. Lagerungsbeständigkeit des erfindungsgemäßen behandelten Leuchtstoffes (Phosphors) in Bezug auf die Aufrechterhaltung der 100 Stunden-Strahlungsleistung des SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoffes (Phosphors) bis zu einem solchen Umfang verbessert, dass der behandelte Leuchtstoff (Phosphor) einer Aufbewahrungs- bzw. Lagerungsdauer von mehr als 25 Tagen unterworfen werden kann, ohne dass eine signifikante Änderung der Aufrechterhaltung seiner 100 Stunden-Strahlungsleistung in einer Leuchtstoff-Bräunungslampe auftritt.

Nach der Behandlung in der Aluminiumionen enthaltenden Lösung wird auf der Oberfläche der SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoff-Teilchen eine Aluminium enthaltende Oberflächenschicht erzeugt. Die Anwesenheit von Al³⁺-Ionen in der Oberflächenschicht führt, wie angenommen wird, zu einer Änderung der Elektronen-Struktur der Oberfläche durch Auffüllen der Trap(Einfang)-Niveaus mit ihren zusätzlichen Elektronen. Diese Trap(Einfang)-Niveaus liegen zwischen den Leitungs- und Valenz-Bändern, die dem Kristallgitter eigentümlich sind. Obgleich angenommen wird, dass die Al³⁺-Ionen in eine Sr²⁺-Stelle in dem Kristallgitter an den freiliegenden Oberflächenschichten eintreten, ist es auch möglich, dass mindestens einige der Aluminiumionen an andere Oberflächenatome chemisch gebunden werden können zur Bildung der Aluminium enthaltenden Oberflächenschicht.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoff bzw. -Phosphor, der eine schützende, Aluminium enthaltende Oberflächenschicht aufweist. Diese Überzugsschicht entsteht durch das Vermischen des SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoffes (-Phosphors) mit einer wässrigen Lösung, die Al³⁺-Ionen enthält. Die wässrige Lösung wird vorzugsweise unter Verwendung von Aluminiumnitrat hergestellt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können aber auch andere lösliche Aluminiumsalze, wie z.B. Aluminiumchlorid und Aluminiumammoniumtetrachlorid, zweckmäßig verwendet werden. Die Aluminiummenge beträgt etwa 0,01 bis etwa 0,5 mol pro Liter Wasser und vorzugsweise etwa 0,1 mol/l Wasser. Andererseits beträgt die Menge des Leuchtstoffes (Phosphors) etwa 2,0 bis etwa 8,0 mol pro Liter Aufschlämmung und vorzugsweise etwa 4,0 mol pro Liter Aufschlämmung. Alternativ wird der Leuchtstoff (Phosphor) mit der wässrigen Lösung in einem Verhältnis von etwa 0,00125 bis etwa 0,25 mol Al-Ionen pro mol Leuchtstoff (Phosphor) gemischt.

Das Vermischen kann bei einer beliebigen vernünftigen Lösungstemperatur durchgeführt werden. Die Mischung wird 10 bis 60 min lang gerührt, wobei ein 30-minütiges Rühren die bevorzugte Rührdauer ist. Der mit Aluminium behandelte SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoff wird dann durch Filtrieren von der Flüssigkeit abgetrennt und 4 bis 6 h lang bei 110 °C getrocknet. Der resultierende getrocknete und gesiebte Leuchtstoff (Phosphor) wird dann mit etwa 1,0 bis etwa 8,0 Gew.-% eines Aluminiumoxid-Pulvers mit großer spezifischer Oberfläche (wie z.B. Aluminiumoxid C von der Firma Degussa AG mit einer Oberflächengröße von etwa 100 m²/g) in einem V-Mischer mit einem Verstärkungsstab 15 bis 30 min lang gemischt. Der behandelte Leuchtstoff wird schließlich an der Luft geglüht bei Temperaturen von etwa 400 bis etwa 600 °C und vorzugsweise von etwa 500 °C, für eine Zeitspanne in dem Bereich von etwa 1 bis etwa 5 h, vorzugsweise von etwa 1 bis etwa 3 h. Durch eine höhere Glühtemperatur oder eine längere Glühdauer kann der Eu²⁺-Aktivator oxidiert werden und dies führt zu einem Verlust an Leuchtstoff-Helligkeit.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele näher beschrieben. Es ist jedoch klar, dass die vorliegende Erfindung keineswegs auf die nachstehend beschriebenen spezifischen Beispiele beschränkt ist.
Beispiel 1
Eine Aluminiumnitrat-Lösung wurde hergestellt durch Auflösen von 12 g Al(NO₃)_3·9H₂O in 1,0 l entionisiertem Wasser (DI-Wasser). Etwa 333 g SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoff (Typ 2052, hergestellt von der Firma OSRAM SYLVANIA Products Inc., Towanda, PA) wurden mit der Aluminiumnitrat-Lösung gemischt und es wurde 30 min lang bei Raumtemperatur kontinuierlich gerührt. Nach dem Absitzenlassen wurde die überstehende Flüssigkeit dekantiert und die Aufschlämmung wurde filtriert. Der behandelte Leuchtstoff wurde 5 h bei 110 °C getrocknet und dann durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm (200 mesh) gesiebt.
Beispiel 2
Der Leuchtstoff dieses Beispiels wurde hergestellt durch trockenes Vermischen von 60 g des in Beispiel 1 hergestellten Leuchtstoffes mit 1,2 g (2,0 Gew.-%) eines Aluminiumoxid-Pulvers mit großer spezifischer Oberfläche für 20 min in einem Rüttelmischer.
Beispiel 3
Der Leuchtstoff dieses Beispiels wurde hergestellt durch trockenes Vermischen von 60 g des in Beispiel 1 hergestellten Leuchtstoffes mit 2,4 g (4,0 Gew.-%) eines Aluminiumoxid-Pulvers mit großer spezifischer Oberfläche für 20 min in einem Rüttelmischer.
Beispiel 4
Der Leuchtstoff dieses Beispiels wurde hergestellt durch trockenes Vermischen von 60 g des in Beispiel 1 hergestellten Leuchtstoffes mit 4,8 g (8,0 Gew.-%) eines Aluminiumoxid-Pulvers mit großer spezifischer Oberfläche für 20 min in einem Rüttelmischer.
Die Oberflächen-Zusammensetzungen des mit Aluminium behandelten SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoffes (-Phosphors) mit oder ohne Zugabe von Aluminiumoxid mit großer spezifischer Oberfläche wurden verglichen mit derjenigen eines unbehandelten SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoffes in der nachstehenden Tabelle 1. Zur Bestimmung der Oberflächen-Zusammensetzungen, die in Atom-% (At%) angegeben sind, wurde die Röntenfotoelektronenspektroskopie (XPS) angewendet. Die Anwesenheit einer Aluminium enthaltenden Oberflächenschicht auf dem mit einer Lösung behandelten SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoff (Beispiel 1) wurde nachgewiesen durch die Anwesenheit von 1,4 Atom-% Aluminium und durch die Reduktion der Oberflächen-Konzentrationen von Strontium, Bor und Europium. Die Daten zeigen außerdem die Al-Zunahme und die Abnahme von Sr, B und Eu, wenn die der Leuchtstoff-Mischung zugesetzte Aluminiumoxid-Menge von 0 auf 8 Gew.-% erhöht wurde.
Die in den obigen Beispielen hergestellten Leuchtstoff-Proben wurden zu Platten verpackt und mit einer 254 nm-Strahlung aus einer Quecksilberentladungslampe erregt. Die Emission jeder Probe wurde bei 270 bis 400 nm gemessen und die Fläche unter diesem Bereich wurde errechnet. Die in der Tabelle 1 angegebenen Ergebnisse zeigen, dass die Abnahme der relativen Helligkeit proportional zu der dem Leuchtstoff zugesetzten Aluminiumoxid-Menge ist. Ein Vergleich zwischen den Beispielen 3 und 4 zeigt, dass durch Erhöhung der Aluminiumoxid-Zugabe von 4 auf 8 Gew.-% nur eine geringe zusätzliche Bedeckung der Leuchtstoff-Oberfläche erzielt wird.
Tabelle 1
Beispiel 5
1 kg SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoff wurde 30 min lang bei Raumtemperatur mit 3,0 l entionisiertem Wasser gemischt, das 36 g Al(NO₃)_3·9H₂O enthielt. Der behandelte Leuchtstoff wurde durch Filtrieren entfernt und 5 h lang bei 110 °C getrocknet. Nach dem Sieben durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm (200 mesh) wurde der behandelte Leuchtstoff mit 4,0 Gew.-% Aluminiumoxid mit großer spezifischer Oberfläche 20 min lang in einem V-Mischer trocken gemischt. Der gemischte Leuchtstoff wurde dann 1 h lang in einem offenen Siliciumdioxid-Schmelztiegel bei 500 °C gebrannt. Nach dem Abkühlen wurde der resultierende Kuchen durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm (200 mesh) gesiebt. Die Oberflächen-Zusammensetzung dieses fertigen Leuchtstoffes wurde mit derjeni gen eines unbehandelten SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoffes verglichen. Die Testergebnisse für das Beispiel 5 sind vorteilhaft im Vergleich zu denjenigen des Beispiels 3 (ebenfalls 4,0 Gew.-% Aluminiumoxid).
Tabelle 2
Beispiel 6
Es wurde eine Leuchtstoff-Mischung mit 90 Gew.-% eines mit Aluminiumoxid beschichteten BaSi₂O₅:Pb-Leuchtstoffes (Typ GS201X von der Firma OSRAM SYL-VANIA) und 10 Gew.-% eines handelsüblichen (unbehandelten) SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoffes hergestellt und mit einer wässrigen Beschichtungssuspension gemischt, die 16 Tage lang kontinuierlich gerührt wurde. Unter Verwendung der Beschichtungssuspension wurden nach 16-tägiger Lagerungsdauer Testlampen hergestellt.
Beispiel 7
Eine Leuchtstoff-Mischung mit 80 Gew.-% GS201 X und 20 Gew.-% eines Oberflächenbehandelten SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoffes, wie er in Beispiel 5 hergestellt worden war, wurde mit einer ähnlichen wässrigen Beschichtungssuspension gemischt und mehrere Stunden lang kontinuierlich gerührt. Innerhalb der ersten 24 h nach der Herstellung der Suspension wurden Testlampen damit beschichtet, sodass keine Lagerungsdauer für die Leuchtstoff-Suspension eingehalten worden war.
Beispiel 8
Die Leuchtstoff-Mischung dieses Beispiels wurde genau wie in Beispiel 7 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, dass der Leuchtstoff in der Beschichtungssuspension 26 Tage lang kontinuierlich gerührt wurde. Nach 26-tägiger Lagerungsdauer wurden Testlampen daraus hergestellt.
Zum Testen der Leuchtstoff-Mischungen der Beispiele 6 bis 8 wurden 160W F72T12 VHR-Standard-Fluoreszenz-Bräunungslampen verwendet. Die Leistung der Testlampen wurde in Tabelle 3 verglichen. Die anfängliche UV-Strahlungsleistung (1 h) der den behandelten Leuchtstoff enthaltenden Lampen (Beispiele 7 und 8) war etwas niedriger, was aus den relativen Helligkeitsdaten der Tabelle 1 entnommen werden kann. Außerdem ist die UV-Strahlungsleistung des SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoffes in der Regel um 10 % niedriger als diejenige des Leuchtstoffes GS201 X und die Mischung in dem Beispiel 6 enthielt nur 10 Gew.-% SrB₄O₇:Eu, verglichen mit 20 Gew.-dieses Leuchtstoffes in den Beispielen 7 und 8.
Die UV-Strahlungsleistung nach 45 h- und 100 h-stündigem Betrieb war besser für die Lampen, die unter Verwendung des behandelten Leuchtstoffes hergestellt worden waren. Dies zeigt sich auch anhand der Aufrechterhaltung der Strahlungsleistung der Lampe. Die Aufrechterhaltung einer Strahlungsleistung nach 45 h ist insbesondere definiert als 45-stündige Strahlungsleistung dividiert durch die 1-stündige Strahlungsleistung und multipliziert mit 100 % ((45 h/1 h) × 100 %). In entsprechender Weise ist die Aufrechterhaltung der Strahlungsleistung nach 100 h definiert als (100 h/1 h) × 100 %.
Tabelle 3
Die Messwerte der UV-Strahlungsleistung dieser Testlampen wurden in Form eines Diagramms aufgetragen gegen die Betriebsdauer der Lampe in der 1. Die 2 zeigt die Aufrechterhaltung der Lampen-Strahlungsleistung als Funktion der Lampenbetriebszeit. Alle Lampen-Ergebnisse sind in der Tabelle 3 angegeben und die 1 und 2 zeigen, dass der erfindungsgemäß behandelte Leuchtstoff eine ausgezeichnete Stabilität in wässrigen Beschichtungssuspensionen für Lagerzeiten von bis zu 26 Tagen aufweist. Es besteht kein wesentlicher Unterschied in Bezug auf die 100 h-Strahlungsleistung und die Aufrechterhaltung dieser Leistung für Testlampen, die aus der Suspension des Beispiels 7 hergestellt wurden (keine Lagerungsdauer) und aus der Suspension des Beispiels 8 hergestellt wurden (26-tägige Lagerungsdauer).
Hinsichtlich der Leuchtstoff-Mischung, die den handelsüblichen Leuchtstoff SrB₄O₇:Eu enthielt (Beispiel 6), wies die Testlampe, die mit der Leuchtstoff-Mischung des Beispiels 8 hergestellt worden war, eine viel bessere Aufrechterhaltung der Strahlungsleistung nach 100 h auf, obgleich der Leuchtstoff 10 weitere Tage lang in der wässrigen Beschichtungssuspension gelagert worden war und die doppelte Menge an SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoff enthielt (20 Gew.-% gegenüber 10 Gew.-%).
Die Erfindung wurde vorstehend anhand spezifischer Ausführungsformen näher beschrieben, es ist jedoch für den Fachmann klar, dass die Erfindung nach dem Lesen der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen nur durch die folgenden Patentansprüche definiert wird.

Claims

UV-Strahlung emittierender Leuchtstoff (Phosphor), der SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoff-Teilchen mit einer Oberflächenschicht umfasst, die mehr als 0 bis etwa 25 Atom-% Aluminium enthält.
UV-Strahlung emittierender Leuchtstoff nach Anspruch 1, wobei der Leuchtstoff etwa 1 bis etwa 8 Gew.-% Aluminiumoxid enthält.
UV-Strahlung emittierender Leuchtstoff nach Anspruch 1, wobei der Leuchtstoff etwa 2 bis etwa 4 Gew.-% Aluminiumoxid enthält.
UV-Strahlung emittierender Leuchtstoff nach Anspruch 1, wobei der Leuchtstoff etwa 4 Gew.-% Aluminiumoxid enthält.
UV-Strahlung emittierende Leuchtstoff-Mischung, die mindestens einen SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoff umfasst, wobei die Leuchtstoff-Mischung nach dem Halten (Lagern) derselben in einer wässrigen Beschichtungssuspension für mindestens 25 Tage eine Aufrechterhaltung der 100 h-Strahlungsleistung aufweist, die im Wesentlichen die gleiche ist wie die Aufrechterhaltung der 100 h-Strahlungsleistung der Leuchtstoff-Mischung vor der Lagerungsperiode.
UV-Strahlung emittierende Leuchtstoff-Mischung nach Anspruch 5, die etwa 10 bis etwa 20 Gew.-% des SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoffes enthält.
UV-Strahlung emittierende Leuchtstoff-Mischung nach Anspruch 6, in welcher der Rest der Leuchtstoff-Mischung ein mit Aluminiumoxid beschichteter BaSi₂O₅:Pb-Leuchtstoff ist.
Verfahren zum Behandeln eines SrB₄O₇:Eu-Leuchtstoffes, das umfasst: (a) das Vermischen des Leuchtstoffes mit einer wässrigen Lösung, die Aluminiumionen enthält, zur Bildung eines behandelten Leuchtstoffes; (b) das Abtrennen des behandelten Leuchtstoffes von der Lösung; (c) das Vermischen des behandelten Leuchtstoffes mit einem Aluminiumoxid-Pulver mit großer spezifischer Oberfläche zur Bildung einer Mischung, wobei das Aluminiumoxid-Pulver mit großer spezifischer Oberfläche eine Oberflächengröße von mindestens etwa 60 m²/g aufweist; und (d) das Erhitzen der Mischung auf eine Temperatur von etwa 400 bis etwa 600 °C.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die wässrige Lösung eine Konzentration an Aluminiumionen von mindestens etwa 0,01 mol/l aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Leuchtstoff mit der wässrigen Lösung in einem Verhältnis von etwa 0,00125 bis etwa 0,25 mol Al-Ionen pro mol Leuchtstoff gemischt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, worin die wässrige Lösung eine Aluminiumionen-Konzentration von etwa 0,01 bis etwa 0,05 mol/l aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, worin die Mischung in der Stufe (d) etwa 1 bis etwa 5 h lang erhitzt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, worin das Aluminiumoxid-Pulver mit großer spezifischer Oberfläche eine Oberflächengröße von etwa 100 m²/g aufweist.
Verfahren nach Anspruch 11, worin die Mischung in der Stufe (d) auf etwa 500 °C erhitzt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, worin die Mischung etwa 1 bis etwa 3 h lang erhitzt wird.