DE1095970B

DE1095970B - Verfahren zur Verbesserung der Leuchtkraft von Erdalkalihalogenphosphat- und Erdalkaliwolframat-Leuchtstoffen

Info

Publication number: DE1095970B
Application number: DES42627A
Authority: DE
Inventors: David Franklin Fortney; Horace Horalan Homer
Original assignee: Sylvania Electric Products Inc
Current assignee: GTE Sylvania Inc
Priority date: 1954-02-19
Filing date: 1955-02-08
Publication date: 1960-12-29

Description

Verfahren zur Verbesserung der Leuchtkraft von Erdalkalihalogenphosphat- und Erdalkaliwolframat-Leuchtstoffen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung der Leuchtkraft von Erdalkalihalogenphosphat- und Erdalkaliwolframat-Leuchtstoffen.
Es ist bekannt, daß durch das Vermahlen geglühter Leuchtstoffe eine gestörte Oberfläche entsteht, die durch Waschen mit sauren und anschließend alkalischen Mitteln beseitigt werden kann. Es wurde nun gefunden, daß man eine gegenüber den bisher erzielten Ergebnissen auffallende Verbesserung der Leuchtkraft erreichen kann, wenn man die Leuchtstoffe in Wasser mahlt, dann trocknet und anschließend mit einer Säure und darauf nochmals mit einer alkalischen Lösung wäscht. Die überraschende Verbesserung der Leuchtkraft beruht, wie nachfolgend gezeigt ist, auf der erfindungsgemäßen Kombination der einzelnen Behandlungsstufen und insbesondere der Einschaltung der Trocknungsstufe nach dem Naßvermahlen, die als erfinderisch zu bezeichnen ist, da man normalerweise nach dem Naßvermahlen, ohne vorher zu trocknen, sofort mit Säure wäscht.
Die folgenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren. Beispiel 1 6,35 kg eines mit Antimon und Mangan aktivierten Calciumhalogenphosphat-Leuchtstoffes und 41 destilliertes Wasser wurden in eine etwa 151 fassende Mühle gegeben, die zur Hälfte mit Kugeln von etwa 13 mm Durchmesser gefüllt war. Der Leuchtstoff wurde 6 Stunden bei etwa 50 Umdrehungen je Minute gemahlen.
Nach dem Mahlen wurde die Suspension filtriert und getrocknet. Der getrocknete Leuchtstoff wurde dann mit einer wäßrigen Lösung, die 1 ccm konzentrierte Salzsäure je Liter destilliertes Wasser enthielt, gewaschen, wobei etwa 400 g Leuchtstoff je Liter verwendet wurden. Nachdem der Leuchtstoff bei Zimmertemperatur (etwa 20° C) etwa 2 Stunden in der Säurelösung gerührt worden war, wurde er filtriert und dann mit Wasser so lange gewaschen, bis das Filtrat einen pH-Wert von etwa 6 zeigte. Das filtrierte Pulver wurde dann erneut suspendiert und konzentriertes Ammoniumhydroxyd, gewöhnlich etwa 2 ccm je Liter Wasser, bis zum pH-Wert etwa 9 bis 10 zugegeben. Ein Wert von 9,9 ist gewöhnlich zweckmäßig. Nachdem der Leuchtstoff etwa 10 Minuten bei Zimmertemperatur (etwa 20° C) in der ammoniakalischen Lösung gerührt worden war, wurde er filtriert und getrocknet.

Der so hergestellte Leuchtstoff wurde dann in der üblichen Weise als Überzug für normale 40-Watt-Leuchtröhren verwendet. Die mit ihm hergestellten Lampen wurden mit Kontrollampen verglichen, deren Leuchtstoff nicht in Wasser zerkleinert, getrocknet und mit sauren und ammoniakalischen Lösungen gewaschen worden war, wobei folgende Werte erhalten wurden

Lumen/Watt

Behandlung bei einer Betriebsdauer von

0 Stunden I 100 Stunden

Kontrollversuch ........... 67,2 63,5

11 stündiges Zerkleinern in

Wasser, Filtrierung, Trock-

nung, Behandlung mit Säure

und dann mit ammoniaka-

lischen Lösungen ........ 67,8 66,7

Die erheblich bessere Leistung der mit dem erfindungsgemäß behandelten Leuchtstoff hergestellten Lampe nach einer Betriebsdauer von 100 Stunden ist auffallend. Die Lampe wurde im üblichen Turnus gebrannt, d. h. 3 Stunden ein- und 15 Minuten ausgeschaltet, wobei nur die tatsächlichen Brennstunden gezählt wurden. Beispiel 2 Aus den nachfolgenden Daten ist ersichtlich, daß durch Einschaltung der erfindungsgemäßen Trocknungsstufe nach dem Naßvermahlen eine erhebliche Verbesserung der Leuchtkraft erreicht wird.

Lumen/Watt

Behandlung bei einer Betriebsdauer von

0 Stunden I 100 Stunden

8 Stunden Mahlen in Wasser,

Filtrierung, Trocknung und

Behandlung mit Säure und _

Ammoniak .............. 64,0 63,4

Die gleiche Behandlung ohne

Trocknung .............. 63,2 59,3

Beispiel 3 Der Mahlprozeß kann auch in Amylacetat, Butylacetat oder anderen Medien, die den Phosphor chemisch nicht angreifen, durchgeführt werden, wie aus den folgenden Versuchsergebnissen hervorgeht:

Während jedoch bei Verwendung einer organischen Flüssigkeit die Leuchtkraft durch das Vermahlen nicht erhöht wird, ergibt das Vermahlen mit Wasser eine leichte Steigerung der Leuchtkraft, die durch die anschließende Trocknung, Säure- und Alkalibehandlung weiter verbessert wird.

Statt Salzsäure können auch andere Säuren, und zwar sowohl Mineralsäuren als auch organische Säuren, wie Schwefel-, Phosphor-, Essig-, Oxal- und Borsäure, verwendet werden. Statt Ammoniumhydroxyd können auch andere alkalische Lösungen verwendet werden. Zum Beispiel wurde die Leuchtkraft eines Calciumhalogenphosphat-Leuchtstoffes, der durch ultraviolettes Licht mit einer Strahlung von etwa 2537 Ängström-Einheiten erregt wurde, dadurch verbessert, daß an die Säurewäsche eine Wäsche mit einer Lösung von 0,2 g Natriumhydroxyd je 100 ccm `Vasser angeschlossen wurde. Kaliumhydroxyd, Pyridin, quaternäre Ammoniumverbindungen und organische Amine, wie Trialkylamine kurzkettiger aliphatischer Verbindungen, können gleichfalls verwendet werden.
Eine Verbesserung der Leuchtkraft durch die erfindungsgemäße Behandlung wird auch erreicht, wenn man an Stelle des Calciumhalogenphosphat-Leuchtstoffes, der sowohl Antimon als auch Mangan enthält, Calciumhalogenphosphat mit Antimon allein, Calciumfluorphosphat mit Antimon oder mit Antimon und Mangan oder Halogenphosphate anderer Erdalkalimetalle, wie Strontium und Barium und Gemische aus Calcium mit Strontium oder Barium, in verfahrensgemäßer Weise behandelt.
Ferner läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren mit Vorteil auf Wolframate, wie Calcium- oder Magnesiumwolframat oder Calciummagnesiumwolframat, gegebenenfalls mit Blei, anwenden.

Claims

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Verbesserung der Leuchtkraft von Erdalkalihalogenphosphat- und Erdalkaliwolframat-Leuchtstoffen, bei dem der Leuchtstoff gemahlen und dann mit einer sauren Lösung gewaschen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man den Leuchtstoff in Wasser mahlt, ihn anschließend trocknet, dann mit Säure und nachfolgend mit einer alkalischen Lösung wäscht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 687761; französische Patentschrift Nr. 1030279; britische Patentschrift Nr. 501741; USA.-Patentschrift Nr. 2292555.