DE1589169B1

DE1589169B1 - Verfahren zur beschichtung eines kolbens einer leuchtstoff lampe mit leuchtstoff

Info

Publication number: DE1589169B1
Application number: DE19671589169
Authority: DE
Inventors: Beaumont David Henry; Friedman Arnold Irving; Giudici Livio Lewis
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1966-04-14
Filing date: 1967-04-13
Publication date: 1971-06-09
Also published as: US3424606A; GB1140625A; NL6705107A; US3424605A; FR1519193A; NL157451B

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Leuchtstoff mit wasserlöslichen, temporären einer verbesserten Beschichtung eines Kolbens einer organischen Bindemitteln verwendet wurden. Keiner Leuchtstofflampe mit Leuchtstoff, bei dem der Kolben der bisher vorgeschlagenen, die Adhäsion verbessernmit einer wäßrigen Suspension von Halophosphat- den Zusätze, die zusammen mit einer wäßrigen Susleuchtstoff beschichtet wird. Durch das Verfahren 5 pension verwendet werden sollen, hat zu einem besonnach der Erfindung wird die Adhäsion des Leuchtstoffs ders zufriedenstellenden Ergebnis geführt, an der Kolbeninnenwand verbessert, die Lichtausbeute Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die

jedoch nicht nachteilig beeinflußt. Adhäsion des Leuchtstoffs an der inneren Oberfläche

Es ist bekannt, daß Leuchtstoffbeschichtungen nor- der Leuchtstofflampenkolben bzw. -röhren zu vermalerweise in Leuchtstofflampen hergestellt werden, io bessern.

indem die Lampe mit einer Suspension von Leucht- Überraschenderweise konnte festgestellt werden,

Stoffteilchen durchspült, die Suspension getrocknet daß die Adhäsion der Leuchtstoffbeschichtungen an und der Lampenkolben dann geglüht wird. Obgleich derinnerenOberflächederGlaslampenwändewesentlich die Leuchtstofflampen nicht nur in der Form gerader verbessert wird, wenn bei der Verwendung einer wäß-Kolben oder Röhren hergestellt werden, betrifft das 15 rigen Suspension eines Halophosphatleuchtstoffs, wie hier verwendete Wort »Kolben« ganz allgemein kolben- beispielsweise Calciumhalophosphatleuchtstoff, der artige oder schalenförmige Glaskörper von Leucht- mit Antimon und Mangan aktiviert worden ist, zusätzstofflampen, auf deren Innenseite eine Leuchtstoffbe- lieh zu dem temporären organischen Bindemittel, das Schichtung aufgebracht wird. Die Suspension kann den Leuchtstoff bis zum Glühverfahren an Ort und aus einer wäßrigen Base oder aus einer organischen 20 Stelle halten soll, ein permanenter Adhäsionszusatz, Base bestehen. Die anfängliche Trocknungsstufe hat nämlich Bariumnitrat [Ba(NO₃)₂] verwendet wird, den Zweck, den größten Teil des Wassers oder die Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschich-

organischen Lösungsmittel zu entfernen. Dadurch tung eines Kolbens einer Leuchtstofflampe mit Leuchtwird mit Hilfe eines temporären organischen Binde- stoff, bei dem der Kolben mit einer wäßrigen Suspenmittels ein an der Innenseite des Glaslampenkolbens 25 sion von Halophosphatleuchtstoff beschichtet wird haftenbleibender Film zurückgelassen. Das Glühen und die Suspension eine geringe, jedoch wirksame entfernt die restlichen Wassermengen und organischen Menge eines organischen Bindemittels enthält, das beim Lösungsmittel und brennt das temporäre organische Glühen im wesentlichen vollständig aus der Lampe Bindemittel weg. entfernt werden kann, das dadurch gekennzeichnet ist,

Da die fluoreszierenden Beschichtungen während 30 daß mit einer wäßrigen Suspension beschichtet wird, der Herstellung oder während der Verwendung der die, bezogen auf die Trockenleuchtstoffmenge, 0,05 Lampe an der Innenseite der Umhüllung stellenweise bis 0,30 Gewichtsprozent Ba(NO₃)₂ in Lösung enthält abblättern oder abfallen, sind verschiedene Vorschläge und der beschichtete Kolben nach Trocknen zwecks zur Verbesserung der Haftfähigkeit der Leuchtstoff- Entfernung des größten Teils des Wassers bei Tempebeschichtung an der Lampenwand gemacht worden. 35 raturen oberhalb des Schmelzpunktes des Ba(NO₃)₂ Ein Zusatz zur Verbesserung der Adhäsion des Leucht- geglüht wird, um das temporäre organische Bindestoffes in der Leuchtstofflampe darf nicht in nachteili- mittel und das restliche Wasser wegzubrennen, ger Weise mit der Lampenumgebung reagieren und Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung

sollte nicht in nachteiliger Weise das Ultraviolettlicht und an Hand der Zeichnungen im einzelnen erläutert, oder die sichtbare Strahlung absorbieren. Der Ad- 40 F i g. 1 zeigt eine lineare, röhrenförmige Leuchtstoffhäsionszustand soll als Lichterzeuger so wirksam sein, lampe, teilweise im Schnitt;

wie der Leuchtstoff selbst und sollte ein guter Reflektor F i g. 2 ist eine schematische Darstellung eines End-

von ultravioletter Strahlung sowie transparent gegen- teiles einer linearen, röhrenförmigen Leuchtstofflampe, über sichtbarer Strahlung sein. die eine Fläche einschließt, die charakteristisch ist für

In der französichen Patentschrift 1134 396 ist ein 45 Beschädigungen, die gelegentlich bei den herkömm-Verfahren zur Beschichtung eines Kolbens einer Ent- liehen Lampen nach einem elastischen Schlag auf die ladungslampe mit Leuchtstoff beschrieben, bei dem Lampenwand durch einen äußeren Gegenstand festder Kolben mit einer wäßrigen Suspension von Halo- gestellt werden können.

phosphatleuchtstoffteilchen beschichtet wird und die Das Ba(NO₃)₂ wird so zugegeben, daß es sich in der

Suspension eine geringe, jedoch wirksame Menge eines 50 wäßrigen Phase der Suspension in Lösung befindet und temporären organischen Bindemittels enthält, das sollte, bezogen auf den Trockenleuchtstoff gehalt in einer beim Glühen im wesentlichen vollständig aus der Menge im Bereich von 0,05 bis 0,3 Gewichtsprozent, Lampe entfernt werden kann. Das bei diesem Verfah- zugesetzt werden. Die hier angeführten Prozentsätze ren verwendete organische Bindemittel besteht aus sind Gewichtsprozentsätze, wenn nicht anders ange-Carboxylmethylzellulose. 55 geben. Wenn der temporäre organische Adhäsionszu-

In der USA.-Patentschrift 2 905 572 werden der satz aus Carboxymethylzellulose besteht, dann wird Monoäthyläther des Äthylenglycols (Cellosolve), Di- das Ba(NO₃)₂, bezogen auf den Trockenleuchtstoffgeacetonalkohol und Äthyllactat als Bindemittel vorge- halt, vorzugswiese in Mengen von 0,07 bis 0,2% zugeschlagen, geben. Der Carboxymethylzellulosegehalt kann, be-Man konnte die Adhäsion des Leuchtstoffs an dem 60 zogen auf die gleiche Basis, etwa ¹I₂ ⁰Io betragen, und Lampenkolben etwas verbessern, wenn man diesen in der pH-Wert der Suspension sollte neutral oder leicht Suspensionen aus organischen Systemen, wie beispiels- sauer sein, vorzugsweise im Bereich von 6 bis 7. Unter weise als Lösungen von Nitrozellulose in Butylacetat diesen Bedingungen scheint die optimale Bariumnitrat- und Petroleum anbrachte, jedoch haben solche Zusätze, konzentration bei etwa 0,15 % zu liegen. Es können wie beispielsweise feinverteiltes Siliciumoxyd, entweder 65 auch andere temporäre organische Adhäsionszusätze die Adhäsion nicht verbessert oder die Wirksamkeit verwendet werden, beispielsweise polymerisiertes und die Helligkeit der Lampe reduziert und die Instand- Äthylenoxid, das man, bezogen auf das Trockenleuchthaltung erschwert, wenn sie in wäßrigen Suspensionen stoffgewicht, in Mengen von etwa 2% verwendet.

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In einer bevorzugten Ausführungsform des Ver- wird als Aufwärtsspülung bezeichnet. Bei der Auffahrens nach der Erfindung wird Ammoniumnitrat wärtsspülung kann die Suspension entweder hydro-(NH₄NO₃) zusammen mit dem Bariumnitrat verwendet, statisch hochgepreßt werden oder durch ein Vakuum um die Adhäsion weiter zu verbessern und das Glühen von oben durchgezogen werden. Bei beiden Verf ahrenszu erleichtern. Das Ammoniumnitrat kann in der 5 arten wird gegenüber der in jeder Lampe angetrockneten wässerigen Phase der Suspension vorhanden sein und Menge ein beträchtlicher Überschuß an Suspension wird, bezogen auf die Trockenleuchtstoffmenge, in verwendet. Die überschüssige Suspension wird dann einer geringen, jedoch wirksamen Menge verwendet, rezykliert. Auf Grund der Einsprühungsart der Susbeispielsweise in einer Menge von 0,1 bis 2,5 %· Bevor- pension in den leeren Kolben von oben wird bei der zugt wird eine Konzentration von 0,25 bis l°/₀ ver- i° Abwärtsspülung normalerweise eine größere Luftzuwendet, um eine maximale Adhäsion zugleich mit ei- fuhr benötigt als bei der Aufwärtsspülung. Je nach Art nem minimalen, nachteiligen Effekt auf die Lichtaus- des besonderen Beschichtungsverfahrens und je nach beute zu erreichen. Wie bereits erwähnt, sollte der Größe des die Suspension enthaltenden Tankes kann pH-Wert der Suspension neutral oder leicht sauer sein, die Suspension kontinuierlich über einen längeren vorzugsweise im Bereich von 6 bis 7. Es kann auch eine 15 Zeitraum zirkuliert werden, so lange, bis der Beschichleichte Alkalität toleriert werden, wenn es nicht zu einer ter kontinuierlich läuft.

Ausflockung kommt, jedoch wird ein alkalisches Milieu Es ist wünschenswert, daß die Lampenbeschichtungs-

nicht bevorzugt verwendet, wenn lange und kontinuier- verfahren über einen längeren Zeitraum kontinuierlich liehe Verfahren durchgeführt werden, bei denen das und ohne Unterbrechung durchgeführt werden. Daher Ba(NO₃)₂ nicht genügend stabil sein könnte. Unter 20 muß jede Leuchtstoffsuspension genügend stabil sein, diesen Bedingungen scheint die optimale Bariumnitrat- um in dem Beschichtungsverfahren über einen längekonzentration bei 0,15 % ^und die optimale Ammonium- ren Zeitraum verwendet werden zu können, nitratkonzentration bei 0,5 % zu liegen. Der für dieses Verfahren verwendete und mit Anti-

In F i g. 1 ist eine Art der Leuchtstofflampen darge- mon und Mangan aktivierte Halophosphatleuchtstoff, stellt, für die das Verfahren nach der Erfindung 25 wie beispielsweise Calciumhalophosphatleuchtstoff, verwendet werden kann. Diese Lampe besteht aus kann nach den herkömmlichen Verfahren hergestellt einem hermetisch abgedichteten, linearen, röhrenför- werden. Der Leuchtstoff wird durch Brennen hergemigen Glaskolben 1, der an seiner inneren Oberfläche stellt, durchmahlen, im allgemeinen in feine Teilchen mit einem pulverf örmigen Leuchtstoff 2 beschichtet ist, getrennt und dann gewaschen, um schädliche Verun- und der die ultraviolette Energie eines Quecksilber- 30 reinigungen zu entfernen. Der Leuchtstoff wird dann je bogens, der sich in der Mitte des Kolbens befindet, in nach Größe klassifiziert und von Rückständen vom sichtbares Licht umwandelt. Dies wird während des Mahlen und Waschen gesäubert. Das Mahlen kann in Betriebs der Lampe durch die Leuchtstoffschicht 2 be- einer wässerigen Suspension durchgeführt werden, wowerkstelligt. Der kleine Quecksilbertropfen 8 wird bei ein Suspensionsmedium, wie beispielsweise PoIywährend des Betriebs der Lampe verdampft. Der 35 vinylmethacrylat-Maleinsäureanhydrid^erwendetwird. Sockel 3 an jedem Ende der Lampe trägt die elektri- Das Waschen kann mit Ammoniumchlorid-Äthylenschen Leitungen 4, die elektrisch mit den Elektroden 5 diamintetraessigsäure (EDTA) nach USA.-Patent an jedem Ende der Lampe verbunden sind. Die Elek- 3 047 512 oder mit Sulfamidsäure (NH₂SO₃H) durchtroden sind mit einem die Elektronenemission for- geführt werden.

dernden Material 6 bedeckt, beispielsweise mit Oxid- 40 Nach Klassifizierung entsprechend der Größe wermischungen, die Bariumcxid enthalten und den Be- den die Leuchtstoffteilchen gründlich mit heißem Wastrieb der Lampe erleichtern. ser abgespült und mittels einer Festtrommelzentrifuge

F i g. 2 zeigt einen Endteil einer Leuchtstofflampe, auf einen Wassergehalt von etwa 20 °/o getrocknet, wie sie in F i g. 1 dargestellt ist, nach der Durchführung Obgleich die verschiedensten temporären organischen

eines Versuches, der als federnde Stoßprüfung bezeich- 45 Bindemittel verwendet werden können, ist Carboxynet wird. Dadurch soll die Adhäsion der pulverförmi- methylzellulose besonders geeignet, wenn sie in der gen Leuchtstoff beschichtung auf der Innenseitenwand richtigen Weise behandelt wird. Da Natrium in Leuchtder Lampe bestimmt werden. Wenn die Glaswand der Stofflampen als eine nachteilige Verunreinigung ange-Lampe mit einer genügend starken Kraft federnd auf- sehen wird, wird das im Handel erhältliche Natriumgeschlagen wird, wird eine Wellenbewegung von einer 50 salz der Carboxymethylzellulose nicht verwendet. Statt niedrigen Größe über eine kurze Entfernung in der dessen wird saure Carboxymethylzellulose normaler-Glaswand entstehen und zu einem Abblättern von weise als Startmaterial erhalten. Ammoniumhydroxid Teilen der Leuchtstoffschicht in der Gegend des Auf- kann zu einer wässerigen Suspension von saurer Carschlages führen. Durch das Beschichtungsverfahren boxymethylzellulose bei etwa 6O⁰C zugegeben werden, nach der Erfindung wird die Adhäsion der Leuchtstoff- 55 bis eine klare Lösung hergestellt ist. Es wurde jedoch schicht an der Innenwand der Lampe gegenüber solchen festgestellt ,daß die mit Ammoniumchlorid-Carboxy-Einwirkungen wesentlich verbessert. Es handelt sich methylzellulose hergestellten stark basischen Suspendabei höchstwahrscheinlich um eine verbesserte Ad- sionen über einen längeren Zeitraum bei Aussetzung häsion der Leuchtstoffteilchen zueinander und zu der an Luft, wie beispielsweise bei der kontinuierlichen Glaswand des Lampenkolbens. 60 Lampenherstellung, zu einer Degradation neigen. Diese

Die Leuchtstoffbeschichtungen in den Leuchtstoff- Degradation scheint eine Umwandlung von Ba(NO₃)₂ lampenkolben werden normalerweise nach zwei allge- in Bariumcarbonat (BaCO₃) zu sein, die bei einer zu meinen Verfahren hergestellt. Das Verfahren, tei dem langen Einwirkung von Kohlendioxid eintritt. Das die leuchtstoffenthaltende Suspension durch den senk- BaCO₃ hat ein graues Aussehen und verbessert nicht recht gehaltenen Kolben in Abwärtsrichtung durchge- 65 die Adhäsionseigenschaften wie das Bariumnitrat. Daspült wird, wird als Abwärtsspülung bezeichnet. Das her wird bei der Verwendung von Carboxymethyl-Verfahren, bei dem die leuchtstoffenthaltende Suspen- Zellulose als temporäres organisches Bindemittel die sion in Aufwärtsrichtung durch die Röhre bewegt wird, stark basische Suspension vorzugsweise in eine neu-

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trale oder leicht saure Suspension übergeführt. Um dies enthaltenden Suspensionen stattfindet, wird Thymol

zu erreichen, wird das überschüssige Ammoniak bei bei anderen Suspensionsarten nicht benötigt,

einer Temperatur von. etwa 95 bis 100⁰C genügend Gegebenenfalls kann ein nichtionisches, Schaum

lange aufgekocht, um den pH-Wert auf etwa 6 bis 7 zu erzeugendes Netzmittel zu der Suspension in Mengen bringen. 5 von vorzugsweise etwa 29 Teilen je Million oder weni-

Die ausgekochte, etwa 2°/₀ige, wäßrige Carboxy- ger, bezogen auf den Leuchtstoff, zugegeben werden,

methylzelluloselösung wird nach Abkühlung zu dem um das Benetzen der inneren Glasoberfiächen des

gereinigten Leuchtstoff bis zu etwa ¹I₂ ⁰I₀ Carboxy- Lampenkolbens durch die wäßrige Suspension zu ver-

methylzellulose (bezogen auf den Trockenleuchtstoff- bessern. Dieses ist besonders wichtig, wenn sich auf den gehalt) zugegeben. Das Ba(NO₃)₂ wird dann in der io Oberflächen irgendwelche öligen Substanzen befinden,

erwünschten Menge und vorzugsweise in der Form Bei der gleichzeitigen Verwendung von Thymol und

einer wäßrigen, 5%igen Lösung zugegeben. Die be- eines Netzmittels wird besser ein anionischer Schaum-

vorzugte Menge an Bariumnitrat [Ba(NO₃)₂] beträgt, erzeuger verwendet.

bezogen auf die Gesamtmenge des vorhandenen Die Suspension wird nach der oben beschriebenen Trockenleuchtstoffes, etwa 0,15 %· Weniger als 0,05 bis 15 Vorbereitung vorzugsweise homogenisiert und dann

0,07 % werden je nach Umständen nicht die erwünsch- filtriert, um irgendwelche ungelösten Carboxymethyl-

ten Adhäsionseffekte ergeben, und mehr als 0,2 bis zellulosegele abzutrennen, die Flecken an der Kolben-

0,3 °/o werden wiederum je nach Umständen zu einer wand zurücklassen könnten. Es können auch andere

Verringerung des Lichtstromes führen, da möglicher- temporäre organische Bindemittel als Carboxymethylweise beim Schmelzen von überschüssigem Barium- 20 Zellulose verwendet werden, beispielsweise die in der

nitrat Kohlenstoff aus dem Rückstand des temporären Natur vorkommenden Alginate und polymerisiertes

organischen Bindemittels eingeschlossen wird. Wenn Äthylenoxid. Polymerisiertes Äthylenoxid kann als

Carboxymethylzellulose verwendet wird, liegt der be- eine 8%ige Lösung verwendet werden, die in kaltem

vorzugte Bariumnitratgehalt im Bereich von 0,07 bis Wasser gerührt wird. Diese Lösung wird dann zu dem 0,2 %. 25 Leuchtstoff in einer Menge bis zu etwa 2%, bezogen

Stark saure, beispielsweise bei einem pH-Wert von auf das Trockenleuchtstoffgewicht, zugegeben. Die bei etwa 4 liegende Suspensionen haben sich als nachteilig der Verwendung von Carboxymethylzellulose notwenerwiesen und werden daher vermieden. Suspensionen digen Bakterizide brauchen bei polymerisiertem Äthydieser Art lösten etwas Leuchtstoff unter Bildung von lenoxid nicht verwendet zu werden. Calciumleuchtstoff, was sich für das Glühen und für die 30 Das Ba(NO₃)₂ wird während des Glühens vorzugs-Lichtausbeute der entstandenen Lampe als schädlich weise geschmolzen, um eine verbesserte Adhäsion der erwies. Ein leicht saurer oder neutraler pH-Wert, bei- Leuchtstoffteilchen zueinander und an der inneren spielsweise bei etwa 6 bis 7, verhindert die Bildung von Oberfläche des Glaskolbens zu erreichen. In der Nähe BaCO₃ und den Angriff auf den Leuchtstoff. Jedoch des Schmelzpunktes des Ba(NO₃)₂ (etwa 592° C) wird entsteht ein anderes Problem bei diesen annähernd 35 die Viskosität des flüssigen Ba(NO₃)₂ niedrig genug, um neutralen Suspensionen. ein sehnelies Benetzen der Oberflächen der Leuchtstoffin einigen Fällen hat Bakterienwachstum die Viskosi- teilchen und des Glaskolbens zu ermöglichen, tat der neutralen Suspension so weit reduziert, daß diese Carboxymethylzellulose wird vorzugsweise bis zu nach einer kontinuierlichen Beschichtung von einigen 90 Sekunden bei etwa 635° C ausgeglüht, während polyStunden oder einigen Tagen nicht mehr verwendet wer- 40 merisiertes Äthylenoxid bei niedrigeren Temperaturen, den konnte. Dies scheint durch gewöhnliche, obgleich beispielsweise bei etwa 600⁰C, ausgeglüht wird. Das nicht identifizierte, durch die Luft übertragene oder in Glühen kann in herkömmlicher Weise durchgeführt der Erde lebende Bakterien verursacht zu werden, die werden, beispielsweise in einer Luftatmosphäre durch die Zelluloseteile in der Carboxymethylzellulose der elektrische Widerstandsheizung oder Verbrennungs-Suspension digerieren. 45 heizung, wodurch die Atmosphäre modifiziert wird. Nach einiger Zeit stellen sich auch starke Gerüche Auf jeden Fall wird das Ausbrennen des temporären ein. Wachstumsversuche mit Nährbodenkulturmedien, organischen Bindemittels die Atmosphäre in dem die mit einer Y₂%ig^en Carboxymethylzellulosesuspen- Lampenkolben beeinflussen. Das temporäre organische sion versetzt worden waren und in einem Inkubator bei Bindemittel wird im wesentlichen vollständig durch 35°C 24 Stunden lang mit Bakterien kontaminiert 50 Oxydation entfernt, bevor das Ba(NO₃)₂ schmilzt. Daworden waren, zeigten, daß bestimmte Bakterizide das bei bleiben keine nachteiligen Rückstände zurück. Es Bakterienwachstum verhindern. Thymol wurde festgestellt, daß sich Barium-Nitrat [Ba(NO₃)₂]

anfänglich zu Bariumnitrat [Ba(NO₂)₂], Bariumoxid _{(Ba0) und Bariumdioxid (BaOs) je nach Atmosphäre}

verhindert dieses Wachstum, wenn es in Mengen von 55 bei Temperaturen im Bereich von 670 bis 81O⁰C zer-250 und 500 Teilen pro Million des Gewichts der für setzt.

die Beschichtung verdünnten Suspension angewendet Um die verbesserte Adhäsion im Zusammenhang mit

wird. Größere Mengen sind nicht leicht löslich in der dem Lichtstrom und der Lichtausbeute bei verschiedewäßrigen Suspension. Das Thymol wird vorzugsweise nen Zeitintervallen festzustellen, wurden Kontrollamzu der Suspension in einer alkoholischen Lösung züge- 60 pen und Lampen, die nach dem Verfahren nach der Ergeben. Zunächst kann eine Lösung aus 50 g Thymol findung hergestellt wurden, der im Zusammenhang mit je Liter Methanol hergestellt werden. Diese Lösung F i g. 2 beschriebenen federnden Stoßprüfung unterwird langsam und unter kontinuierlichem Rühren zu worfen. Jede Lampe wurde dabei etwa 15 cm von einem der neutralen Carboxymethylzelluloselösung züge- Ende mit einem Pianodraht geschlagen und der Durchgehen, und zwar vorzugsweise während diese noch 65 messer des abgeblätterten Leuchtstoffs gemessen. Der warm ist (50 bis 6O⁰C) und nach Auskochen des über- Lichtstrom und die Lichtausbeute wurden in Lumen schüssigen Ammoniaks. Da das bakterielle Wachstum und Lumen je Watt nach einem lOOstündigen Betrieb anscheinend nur in annähernd neutralen, Zellulose- der Lampe gemessen.

In Tabelle I werden Kontrollampen, die unter Verwendung von Carboxymethylzellulose als temporäres organisches Bindemittel hergestellt wurden, mit Lampen verglichen, die unter zusätzlicher Verwendung von 0,15%igem Ba(NO₃)₂ nach der Erfindung hergestellt wurden. Die Unterschiede zwischen den verglichenen Lampenpaaren, die progressiv eine bessere Adhäsion ergeben, beruhen auf unterschiedlicher Feinheit des Leuchtstoffs. Bei dem ersten Paar wurde relativ feiner

zur Folge. Durch die Verwendung von Ammoniumnitrat (NH₄NO₃) können beim Glühen niedrigere Temperaturen verwendet werden, wodurch auch geringere Anforderungen an die Ofenausrüstung gestellt werden. Es wurde oben bereits festgestellt, daß Leuchtstoff, der mit Sulfamidsäure gewaschen wird, höhere Glühtemperaturen erfordert als Leuchtstoff, der mit Ammoniumchlorid-Äthylendiamintetraessigsäure gewaschen worden ist. Die Verwendung von

Versuch	Abblätte	Licht strom	Licht ausbeute
	rung (mm)	(Lumen)	(Lumen/Watt)
Kontrolle	120	3268	79,1
Ba(NO₃)₂-Zusatz	45	3269	78,6
Kontrolle	85	3281	79,6
Ba(NO₃)₂-Zusatz	35	3278	79,2
Kontrolle	30	3194	75,9
Ba(NO₃)₂-Zusatz	18	3224	76,2

die unter zusätzlicher Verwendung von 0,2%igem Bariumnitrat nach der Erfindung hergestellt wurden. Die beiden Lampenpaare sind außer auf die Glühbedingungen identisch.

Tabelle II
Bindemittel: polymerisiertes Äthylenoxid

Leuchtstoff, bei dem dritten Paar relativ grober Leucht- io Ammmoniumnitrat ermöglicht die Verringerung der stoff verwendet. Glühtemperatur bei mit Sulfamidsäure gewaschenem

Leuchtstoff.

Tabelle I Bei der Verwendung von Ammoniumnitrat zusam

men mit dem temporären organischen Bindemittel

Bindemittel: Carboxymethylzellulose ₁₅ Carboxymethylzellulose wird eine Ausflockung in der

Suspension verursacht, wenn der pH-Wert der Suspension äußerst basisch ist, beispielsweise bei einem pH-Wert von 9 bis 11. Wie bereits oben beschrieben, bestehen auch andere Gründe gegen die Verwendung von stark basischen Suspensionen. Stark saure Suspensionen sollen ebenfalls gemieden werden, und zwar wegen des Angriffs oder der Auflösung des Leuchtstoffs selbst, wobei lösliche Leuchtstoffe entstehen, die für das Glühen und für die Lichtausbeute der Lampen von Nachteil sind. Bei der Verwendung von Carboxymethylzellulose als temporäres organisches Bindemittel ist es daher wünschenswert, daß man dieses aus mit Ammoniak behandelter saurer Carboxymethylzellulose

In Tabellen werden Kontrollampen, die mit poly- erhält, wobei eine wäßrige Lösung hergestellt und dann merisiertem Äthylenoxid als temporärem organischem 30 gekocht wird, um überschüssiges Ammoniak zu entBindemittel hergestellt wurden, mit Lampen verglichen, fernen und den pH-Wert auf den erwünschten pH-Wert

von etwa 6 bis 7 zu bringen.

Die Bariumnitrat-Suspension wird, wie oben beschrieben, hergestellt, und das Ammoniumnitrat wird in der erwünschten Menge zugegeben, vorzugsweise als eine 15- bis 25%ige wäßrige Lösung zur Leuchtstoffsuspension. Falls notwendig, können Netzmittel und Bakterizide verwendet werden.

Mit weniger als 0,25 % Ammoniumnitrat ist es 40 schwierig, vorteilhafte Effekte zu erzielen, d. h., das Glühen wird nur sehr wenig verbessert, und die Adhäsionsverbesserung entspricht etwa der Adhäsionsverbesserung, die man bei alleiniger Verwendung von Bariumnitrat erhält. Die untere Grenze scheint bei 45 etwa 0,1 °/o ^zu liegen, wobei 0,20 oder 0,25 % die praktisch bevorzugte untere Grenze darstellen. Wenn mehr als 1,0 % Ammoniumnitrat zugesetzt werden, kann man zwei Effekte beobachten. Es kann zwar leichter geglüht werden, jedoch nimmt die Verbesserung der Ad-Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Ver- 50 häsion ab. Bei mehr als 2,5% Ammoniumnitrat wird fahrens nach der Erfindung ist festgestellt worden, daß die Adhäsion des Leuchtstoffs schlechter als bei der die Oxydation des temporären organischen Bindemittels Verwendung von Bariumnitrat allein. Die praktischen während des Glühens durch die Zugabe von Ammoni- Grenzen für Ammoniumnitrat liegen bei 0,1 bis 2,5 %> umnitrat (NH₄NO₃) zu der Ba(NO₃)₂-Suspension ver- die bevorzugten Grenzen bei 0,25 bis 1 %> bezogen auf bessert wird, wodurch in wirksamer Weise die Ver- 55 das Trockenleuchtstoffgewicht,
wendung von niedrigeren Glühtemperaturen ermöglicht Lampen, die entsprechend den beiden Ausführungs-

wird. Andere Effekte, die die Adhäsion verbessern, formen der vorliegenden Erfindung und in herkömmkönnen darauf beruhen, daß die effektive Schmelztem- licher Art und Weise hergestellt worden waren, wurden peratur des Bariumnitrats etwas erniedrigt wird und der im Zusammenhang mit F i g. 2 beschriebenen die Umwandlung des Bariumnitrats zu anderen, nicht 60 federnden Stoßprüfung unterworfen. Bei diesen Verwünschenswerten Verbindungen gebremst wird. suchen wurde ein Pianodraht verwendet, mit dem jede Das bevorzugte Glühverfahren mit Bariumnitrat- Lampe etwa 15 cm von jedem Ende und in der Mitte Adhäsionszusätzen in einer Suspension, die Carboxy- geschlagen wurde. Der Durchmesser der abgeblätterten methylzellulose als temporäres organisches Bindemittel Leuchtstofffläche wurde gemessen. In Tabelle III ist der verwendet, wird während eines Zeitraumes von 90 bis 65 größte Durchmesser des entstehenden ovalen Abblätte-170 Sekunden bei etwa 625 bis 650° C durchgeführt. rungsflecks in der Mitte der Lampe angeführt. Die Bedeutend niedrigere Temperaturen haben beträcht- Lichtstrommessungen in Lumen nach einem lOOstünliche Verluste hinsichtlich der Helligkeit der Lampen digen Betrieb der Lampe sind ebenfalls in Tabelle III

109 524/150

Versuch	Abblätte rung (mm)	Licht strom (Lumen)	Licht ausbeute (Lumen/Watt)
Kontrolle Ba(NO₃)₂-Zusatz Kontrolle Ba(NO₃)₂-Zusatz	70 2 50 15	3240 3256 3231 3250	76,3 76,7 76,8 77,4

angegeben, in der CMC Carboxymethylzellulose bedeutet.

Tabelle III

Suspension	Abblätte rung (mm)	Lichtstrom (Lumen)
Serie 1 1. CMC 2. CMC+ 0,15% Ba(NO₃)₂ 3. (2)+ 1% NH₄NO₃ Serie 2 4. CMC+ 0,15% Ba(NO₃)₂ 5. (4)+ 0,5% NH₄NO₃ 6. (4)+ 1,0% NH₄NO₃ -	121 41 70 19 17	3264 3269 3262

in bezug auf die Erzielung optimalen Lichtstroms. Dies wurde insbesondere bei Leuchtstoff festgestellt, der mit Sulfamidsäure gewaschen wurde, aber auch mit Leuchtstoff, der mit Ammoniumchlorid-Äthylendiamintetraeisigsäure gewaschen wurde, jedoch ist dieser Effekt in diesem Falle weniger ausgeprägt. Eine Verbesserung der Adhäsion wird selbst bei niedrigeren Glühtemperaturen als 600⁰C festgestellt.

ίο Tabelle IV

Lichtstrom bei veränderten Glühtemperaturen

Der Zusatz von Ammoniumnitrat erlaubt einen größeren Spielraum bei den Glühtemperaturen und der Glühzeit und hat innerhalb eines weiteren Glühtemperaturbereiches eine konstante Lichtausbeute zur Folge. Genauso wichtig ist die Fähigkeit des Ammoniumnitrats, die Adhäsion des Leuchtstoffs zu verbessern. Gegenüber der alleinigen Verwendung von Bariumnitrat tritt eine etwa dreifache Verbesserung ein. Dies kann beispielsweise bei der oben beschriebenen Prüfung festgestellt werden, bei der eine 0,15% Ba(NO₃)₂ enthaltende Leuchtstoffsuspension einen Abblätterungsfleck von 45 bis 50 mm ergibt und eine identische Suspension mit einem Uusatz von 0,5 % Ammoniumnitrat einen Abbläterungsfleck von 3 bis 10 mm ergibt.

Aus Tabelle IV ist die Verbesserung der Glühfähigkeit ersichtlich, die man bei Verwendung von Ammoniumnitrat in den oben beschriebenen 0,15 % Ba(NO₃)₂ enthaltenden Suspensionen mit bei mit Sulfamidsäure gewaschenem Leuchtstoff erzielt. Der Zusatz von 0,5 bis 1% Ammoniumnitrat erlaubt ein Glühen bei niedrigeren Temperaturen ohne einen Verlust an Lichtstrom (Lumen gemessen nach lOOstündigem Brennen) und macht die Glühtemperaturen weniger kritisch

Suspension	Lichtstrom (Lumen)	3258 3130 3251
¹⁵ Serie 1 (600⁰C Glühung) 10. CMC + 0,15% Ba(NO₃), 11. (10)+ 1% NH₄NO₃ ....	3027 3251
Serie 2 (650⁰C Glühung)	Test 1 i Test 2 1
²⁰ 12. CMC 13. CMC + 0,15% Ba(NO₃)₂ 14. (13)+ 0,5% NH₄NO₃	3278 3114 3261

Um festzustellen, ob nur Ammoniumnitrat für die Vorteile entsprechend der vorliegenden Erfindung verantwortlich ist, wurden andere Oxydationsmittel an Stelle von Ammoniumnitrat bei der Herstellung von Leuchtstoffsuspensionen verwendet. Man verwendete beispielsweise Ammoniumperchlorat, NH₄ClO₄, Aluminiumnitrat, A1(NO₃)₃, Bleinitrat, Pb(NO₃)₂ und Magnesiumnitrat, Mg(NO₃)₂. Die Verwendung dieser Verbindung ergab keine positiven Resultate. Das NH₄ClO₄ verhinderte ein vollständiges Ausbrennen des Bindemittels und erhöhte wesentlich den löslichen Natriumgehalt der Leuchtstoffschicht in der Lampe, wodurch ein niedrigeres Lumenniveau entstand. Aluminiumnitrat und Bleinitrat reagierten mit dem Carboxymethylzellulosebindemittel und fällten Carboxymethylzellulosesalze aus, wodurch es zu einer Ausflockung der Suspension kam. Das Magnesiumnitrat verhinderte ebenfalls ein vollständiges Ausbrennen des temporären organischen Bindemittels während des Glühens.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Beschichtung eines Kolbens einer Leuchtstofflampe mit Leuchtstoff, bei dem der Kolben mit einer wäßrigen Suspension von HaIophosphatleuchtstoff beschichtet wird und die Suspension eine geringe, jedoch wirksame Menge eines organischen Bindemittels enthält, das beim Glühen im wesentlichen vollständig aus der Lampe entfernt werdenkann,dadurch gekennzeichnet, daß mit einer wäßrigen Suspension beschichtet wird, die bezogen auf die Trockenleuchtstoffmenge 0,05 bis 0,30 Gewichtsprozent Ba(NO₃)₂ in Lösung enthält und der beschichtete Kolben nach Trocknen zwecks Entfernung des größten Teils des Wassers bei Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes des Ba(NO₃)₂geglühtwird,umdastemporäreorganische Bindemittel und das restliche Wasserwegzubrennen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Suspension 0,07 bis 0,20 Gewichtsprozent Ba(NO₃)₂ enthält, das temporäre organische Bindemittel aus Carboxymethylzellulose besteht und die Lösung einen pH-Wert im Bereich von 6 bis 7 besitzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das temporäre organische Bindemittel aus einem polymerisierten Äthylenoxid besteht.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Suspension 0,1 bis 2,5 % NH₄NO₃ enthält, wobei die Suspension einen pH-Wert besitzt, der sauer, neutral oder basisch ist, jedoch nicht so basisch, daß eine Ausflockung verursacht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Suspension 0,25 bis 1 % NH₄NO₃ enthält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen