DE19919387A1 - Verfahren zur Herstellung eines durch Blei und Mangan coaktivierten Calciummetasilicat-Phosphors - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines durch Blei und Mangan coaktivierten Calciummetasilicat-PhosphorsInfo
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Abstract
Ein CaSiO¶3¶:Pb,Mn-Phosphor (Leuchtstoff) wird synthetisiert unter Verwendung einer kolloidalen Siliciumdioxid-Suspension, in der eine kationische Species der Suspension zugegeben wird zur Bildung einer gut durchgemischten, leicht filtrierbaren Ausgangsmaterial-Mischung, wodurch die Filtrier- und Calcinierzeiten, die für die Herstellung eines Phosphors (Leuchtstoffs) mit handelsüblicher Qualität erforderlich sind, verkürzt werden.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung von Leuchtstofflam
pen-Phosphoren(-Leuchtstoffen); sie bezieht sich insbesondere auf Verfahren
zur Herstellung eines durch Blei und Mangan koaktivierten Aluminiummetasili
cat-Phosphors(-Leuchtstoffs) unter Verwendung einer kolloidalen Siliciumdi
oxid-Suspension.
Ein durch Blei und Mangan koaktivierter Calciummetasilicat-Phosphor
(CaSiO3:Pb,Mn) ist ein orangerotes Licht emittierender Breitband-Phosphor,
der in einer fluoreszierenden Anzeige-Rohrleitung und als eine Komponente in
Multiphosphor-Mischungen für Leuchtstofflampen verwendet wird. Seine Her
stellung und Verwendung sind bereits beschrieben in den US-Patenten Nr. 5
472 636, 5 207 948, 2 542 349, 2 542 322, 2 525 140, 2 474 193
und 2 299 510. Bei dem generellen Herstellungsverfahren wird Kieselsäure
oder Silicagel als SiO2-Quelle verwendet und das SiO2 wird mit anderen
(weiteren) Ausgangsmaterialien (z. B. CaCO3, PbF2 und MnCO3) trocken ge
mischt. Die Ausgangsmischung wird anschließend innerhalb von Zeitspannen
und bei Temperaturen gebrannt, die ausreichen für die Bildung von kristalli
nem CaSiO3 : Pb,Mn. Die relativ grobe Natur der Siliciumdioxid-Quellen, in der
Regel mit einer Teilchengröße von 5 bis 12 µm, macht es erforderlich, daß
lange Brennzeiten von 12 bis 20 h angewendet werden zur Herstellung des
fertigen CaSiO3 : Pb,Mn-Phosphors.
Die Verwendung von feinem Siliciumdioxid in Form einer kolloidalen Suspen
sion als Ausgangsmaterial für die Synthese von Silicat-Phosphoren ist eben
falls bekannt (US-Patente Nr. 5 234 625, 5 472 636 und 5 611 961). Diese
Herstellungsverfahren umfassen das Mischen einer Dispersion der Aus
gangsmaterialien mit der SiO2-Suspension bei Temperaturen von 50 bis 90°C,
woran sich das Abfiltrieren des resultierenden Niederschlags anschließt. Diese
Stufe ist erforderlich für die Ausflockung und das Teilchenwachstum des fei
nen SiO2, so daß es aus der Lösung herausfiltriert werden kann. Die Ausfloc
kung hängt jedoch nicht nur vom Grad des Erhitzens der Suspension ab, son
dern ist auch empfindlich gegenüber einer Oberflächenladung und der Lös
lichkeit der Materialien, die der Suspension zugegeben werden (Carbonate,
Oxide und dgl.) sowie von der Teilchengröße des verwendeten feinen Silici
umdioxids. Bei der Synthese von CaSiO3 : Pb,Mn aus kolloidalem Siliciumdioxid
kann eine filtrierbare Mischung nicht dadurch erhalten werden, daß man ein
fach die bevorzugten Ausgangsmaterialien der Suspension zugibt und dann
erhitzt. Das heißt, das feine Siliciumdioxid flockt nicht aus und kann daher von
der Lösung nicht mechanisch abgetrennt werden. Selbst in den Fällen, in de
nen die Ausgangsmischung filtriert werden kann, sind für diese Stufe häufig
lange Zeiten von mehr als 5 h erforderlich, weil der Filter durch die feinen Teil
chen verstopft wird. Die Bildung einer homogenen Mischung der Ausgangsma
terialien (einschließlich Siliciumdioxid) ist unter diesen Bedingungen nicht op
timal, weil das feine SiO2 die Neigung hat, während der langen Filtrierstufe
sich von den anderen Materialien zu trennen. Daher sind sogar noch längere
Brennzeiten von 15 bis 30 h erforderlich zur Herstellung eines CaSiO3 : Pb,Mn-
Phosphors nach diesen Verfahren. Außerdem ist es manchmal erforderlich,
mehrere Brennstufen anzuwenden unter Zugabe von Reaktions-Hilfsmitteln
zwischen den Stufen.
Die langen Filtrier- und Brennzeiten und die möglichen zusätzlichen Stufen,
die bei den Verfahren des Standes der Technik erforderlich sind, erhöhen die
Herstellungskosten für den CaSiO3 : Pb,Mn-Phosphor. Es wäre daher ein Vor
teil, über ein einstufiges Brennverfahren zu verfügen, bei dem die Filtrier- und
Brennzeiten, die für die Herstellung des CaSiO3 : Pb,Mn-Phosphors erforderlich
sind, wesentlich verkürzt sind.
Ein Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu ver
meiden. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein einstufiges Brenn
verfahren zur Herstellung eines durch Blei und Mangan koaktivierten Calci
ummetasilicat-Phosphors bzw. -Leuchtstoffs zur Verfügung zu stellen. Ein
weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, die für die Herstellung eines Ca
SiO3 : Pb,Mn-Phosphors (-Leuchtstoffes) erforderlichen Filtrier- und Brennzeiten
wesentlich zu verkürzen.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung
eines durch Blei und Mangan koaktivierten Calciummetasilicat-Phosphors
(Leuchtstoffs), das umfaßt:
das Kombinieren einer Calciumquelle, einer Manganquelle und einer Bleiquel le mit einer kolloidalen Suspension von feinteiligem Siliciumdioxid;
die Zugabe einer kationischen Species zu der Suspension, um eine Ausfloc kung und ein Teilchenwachstum des feinteiligen Siliciumdioxids zu induzieren;
das Erhitzen und Rühren der Suspension bei einer Temperatur und für eine Zeitspanne, die ausreichen, um zu bewirken, daß das Siliciumdioxid eine fil trierbare Teilchengröße hat;
das Filtrieren der Suspension zur Herstellung eines Filterkuchens, der homo gen ist und im wesentlichen das gesamte Siliciumdioxid enthält; und
das Calcinieren des Filterkuchens bei einer Temperatur und für eine Zeitspan ne, die für die Bildung des Phosphors (Leuchtstoffes) ausreichen.
das Kombinieren einer Calciumquelle, einer Manganquelle und einer Bleiquel le mit einer kolloidalen Suspension von feinteiligem Siliciumdioxid;
die Zugabe einer kationischen Species zu der Suspension, um eine Ausfloc kung und ein Teilchenwachstum des feinteiligen Siliciumdioxids zu induzieren;
das Erhitzen und Rühren der Suspension bei einer Temperatur und für eine Zeitspanne, die ausreichen, um zu bewirken, daß das Siliciumdioxid eine fil trierbare Teilchengröße hat;
das Filtrieren der Suspension zur Herstellung eines Filterkuchens, der homo gen ist und im wesentlichen das gesamte Siliciumdioxid enthält; und
das Calcinieren des Filterkuchens bei einer Temperatur und für eine Zeitspan ne, die für die Bildung des Phosphors (Leuchtstoffes) ausreichen.
Gemäß einem anderen Gegenstand der Erfindung ist bei dem Verfahren das
Filtrieren der Suspension innerhalb von weniger als etwa 1/10 der Zeit been
det, die erforderlich ist, um eine ähnliche Suspension, die ohne Zugabe einer
kationischen Species hergestellt worden ist, zu filtrieren.
Zum besseren Verständnis der Erfindung sowie anderer und weiterer Ziele,
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten derselben wird auf die nachfolgende
Beschreibung und die beiliegenden Patentansprüche verwiesen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung ei
nes durch Blei und Mangan koaktivierten Calciummetasilicat-Phosphors bzw.
-Leuchtstoffs (CaSiO3 : Pb,Mn). Bei dem Verfahren wird eine kolloidale Silicium
dioxid-Suspension als SiO2-Quelle verwendet. Zu einer Mischung aus der kol
loidalen Suspension und anderen Ausgangsmaterialien wird eine kationische
Species zugegeben. Die kationische Species induziert die Ausflockung und
das Wachstum der feinen Siliciumdioxid-Teilchen und bewirkt eine innige
Vermischung der Ausgangsmaterialien. Die Filtriergeschwindigkeit ist gegen
über den Verfahren des Standes der Technik stark verbessert. In der Regel
beträgt die Filtrierzeit weniger als etwa 1/10 und vorzugsweise weniger als
etwa 1/15 der Zeit, die für ein ähnliches Verfahren ohne das kationische Addi
tiv erforderlich ist. Außerdem treten keine wesentlichen Verluste an Siliciumdi
oxid während des Filtrierens auf. Ein wesentlicher Verlust an Siliciumdioxid
wird durch ein sichtbar getrübtes Filtrat angezeigt.
Weil praktisch das gesamte Siliciumdioxid in dem Filterkuchen zurückbleibt
und weil keine Auftrennung der Ausgangsmaterialien während des Filtrierens
auftritt, wird eine innige homogene Mischung der Ausgangsmaterialien erhal
ten. Dadurch wird seinerseits die Brennzeit, die für die Bildung eines Phos
phors (Leuchtstoffs) von kommerzieller Qualität aus den Ausgangsmaterialien
erforderlich ist, verkürzt (vermindert). Ebenso wichtig ist, daß das Brennen in
einer einzigen Stufe durchgeführt werden kann. Die bei dem erfindungsgemä
ßen Verfahren in der Regel angewendete Brennzeit beträgt weniger als etwa
10 h, vorzugsweise weniger als etwa 7 h, bei Temperaturen zwischen etwa
1050°C und etwa 1200°C. Im Vergleich zu den Verfahren des Standes der
Technik kann die gesamte Brennzeit weniger als etwa 1/3 derjenigen der frü
heren Verfahren betragen.
Die Teilchengröße des Siliciumdioxids in der kolloidalen Suspension beträgt
weniger als etwa 100 nm. Wie oben angegeben, werden kationische Additive
verwendet, um die Ausflockung des kolloidalen SiO2 zu initiieren und das
Wachstum der feinen Siliciumdioxid-Teilchen bis auf eine Größe zu fördern,
die ausreicht, um zu verhindern, daß das Siliciumdioxid den Filter passiert,
d. h., um eine filtrierbare Teilchengröße zu erzielen. Die Quelle für das Kation
können irgendein lösliches Salz eines Elements der Gruppe IA (Li⁺, Na⁺, K⁺,
Rb⁺ oder Cs⁺) oder der Gruppe IIA (Be2+, Mg2+, Ca2+, Sr2+ oder Ba2+) sowie die
Salze verschiedener Übergangsmetalle, insbesondere von Mn2+ und Zn2+,
sein. Salze, die das Ca2+-Ion in wäßrigen Lösungen bilden (z. B. CaCl2,
Ca(OH)2, Ca(NO3)2 oder eine Kombination dieser Salze) sind bevorzugt ge
genüber den Salzen anderer Kationen, weil Calcium bereits in der Ausgangs
material-Mischung vorhanden ist. Obgleich es bekannt ist, daß Kationen kol
loidale Siliciumdioxid-Suspensionen destabilisieren, wurde diese Kenntnis frü
her nicht auf die Herstellung von Silicat-Phosphoren(-Leuchtstoffen) ange
wendet.
Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß die kationi
sche Species an der negativ geladenen Oberfläche der SiO2-Teilchen ange
zogen wird. Ein möglicher Effekt dieser Anziehung kann sein eine Verringe
rung der Oberflächenladung der SiO2-Teilchen, die eine Verminderung der
elektrostatischen Abstoßung zwischen den Teilchen bewirkt. Möglicherweise
wirkt das Kation aber auch als Brücke zwischen SiO2-Teilchen unter Erzielung
der gewünschten Ausflockung und des gewünschten Wachstums der Teilchen
des feinteiligen Siliciumdioxids.
Im allgemeinen umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren die Zugabe einer Pb-
Quelle, wie PbF2 oder PbO, einer Ca-Quelle wie CaCO3 und einer Mn-Quelle
wie MnCO3 zu einer kolloidalen Siliciumdioxid-Suspension und das Verdünnen
der Mischung mit Wasser. Das bevorzugte Molverhältnis von Calcium zu Sili
cium beträgt 1 : 1 bis 1 : 1,5. Die Molverhältnisse von Blei und Mangan müssen
ausreichend sein, um den Phosphor (Leuchtstoff) zu aktivieren. Vorzugsweise
beträgt das Molverhältnis von Ca zu Pb 0,005 bis 0,008 und das Molverhältnis
von Ca zu Mn beträgt vorzugsweise 0,06 bis 0,09.
Zu dieser Mischung wird ein kationisches Ausflockungshilfsmittel, beispiels
weise CaCl2, zugegeben. Die Mischung wird dann etwa 2 bis etwa 4 h lang
gerührt, während sie auf 65 bis 90°C erhitzt wird zur Bildung eines Nieder
schlags. Der resultierende Niederschlag wird abfiltriert und getrocknet. Das
getrocknete Material wird durchmischt, möglicherweise in einem Mischer mit
Glasmedien, wobei man ein feines Pulver erhält, das dann für Zeitspannen
und bei Temperaturen gebrannt wird, die ausreichen für die Bildung eines
durch Blei und Mangan aktivierten Calciummetasilicat-Phosphors(-
Leuchtstoffs).
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, ohne jedoch
darauf beschränkt zu sein.
Es wurden mehrere CaSiO3 : Pb,Mn-Phosphore hergestellt unter Anwendung
von Variationen des vorstehend beschriebenen Syntheseverfahrens. In diesen
Beispielen war die Siliciumdioxid-Quelle eine Cab-O-Sperse A105-Lösung der
Firma Cabot Corp., Tuscola, Ill., USA, eine ultrafeine Siliciumdioxid (50-100
nm)-Suspension, die etwa 15 Gew.-% Feststoff enthielt. Die Gesamtgröße der
Probe war etwa in jedem Beispiel die gleiche. Die Helligkeit und der Farbpunkt
dieser Phosphore (Leuchtstoffe) wurden unter UV-Erregung (254 nm) bestimmt
und sie sind in der Tabelle 1 mit einem handelsüblichen CaSiO3 : Pb,Mn-
Phosphor verglichen, der unter Verwendung von Kieselsäure als SiO2-Quelle
(OSRAM SYLVANIA Products Inc., Typ 290) synthetisiert wurde. Das Han
delsprodukt erfordert Brennzeiten von mehr als 12 h zu seiner Herstellung.
Es wurden die folgende Molverhältnisse von Ausgangsmaterialien angewen
det: 1,2 Mol-% SiO2, 1,0 Mol-% CaCO3, 0,0065 Mol-% PbF2 und 0,06645 Mol-%
MnCO3. Die Komponenten-Pulver wurden zu der Siliciumdioxid-Suspension
zugegeben und mit Wasser verdünnt; etwa 4 Volumen-Teile Wasser auf 1
Volumen-Teil Suspension. Dann wurde die Mischung etwa 3 h lang bei etwa
65°C gerührt. Der Niederschlag wurde auf einem Büchner-Trichter unter Ver
wendung eines aschefreien Filterpapiers Whatman-Typ 41 (Retentions-
Teilchengröße < 20-25 µm) filtriert. Um das Filtrieren zu unterstützen, wurde
Vakuum angelegt. Da die Mischung jedoch nicht wirksam koagulierte, passier
te zu Beginn etwas feines SiO2 den Filter. Der Filter wurde dann durch das
feine Siliciumdioxid verstopft, so daß eine lange Zeitdauer von etwa 15 h er
forderlich war, um das Abfiltrieren des Niederschlags zu beenden. Die Abtren
nung des Siliciumdioxids von den anderen Ausgangsmaterialien zeigte sich
durch ein schichtenförmiges Aussehen des Filterkuchens. Diese Filtrierpro
bleme traten bei den Präparaten der Beispiele 2 bis 4, die unter Zugabe einer
kationischen Species zu der Suspension hergestellt worden waren, nicht auf.
Der abfiltrierte Niederschlag wurde etwa 15h lang bei 135°C getrocknet. Der
getrocknete Niederschlag wurde dann auf einem Schüttler unter Verwendung
von Glasmedien durchmischt und das Pulver wurde in einem mit einem Deckel
versehenen Aluminiumoxid-Schmelztiegel 4 h lang bei 1150°C gebrannt.
Diese Probe wurde hergestellt unter Anwendung der gleichen Molverhältnisse
wie in Beispiel 1. Zusätzlich zu dem CaCO3, MnCO3 und PbF2 wurden jedoch
noch 0,00968 Mol-% CaCl2 und 0,00091 Mol-% Ca(OH)2 zu der Siliciumdioxid-
Suspension zugegeben. Diese Mischung wurde statt 3 h lang 2 h lang bei
65°C gerührt. Das Filtrieren war innerhalb von weniger als 1 h beendet, ohne
daß ein Verlust an feinem Siliciumdioxid und ohne daß eine Auftrennung der
Komponenten auftraten. Das Material wurde getrocknet, durchmischt und ge
brannt wie in Beispiel 1.
Diese Probe wurde genau wie in Beispiel 2 hergestellt, jedoch mit der Aus
nahme, daß 0,07745 Mol-% MnCO3 verwendet wurden. Die Suspension wurde
3 h lang bei 65°C gemischt. Das Filtrieren war innerhalb von weniger als 1 h
beendet, ohne daß Verluste an feinem Siliciumdioxid und ohne daß eine Auf
trennung in die Komponenten auftraten. Das Material wurde getrocknet,
durchmischt und gebrannt wie in Beispiel 1.
Diese Probe wurde wie in Beispiel 3 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme,
daß 0,5 Gew.-% NH4F zu dem getrockneten Niederschlag zugegeben wurden,
bevor die Misch- und Brennstufen durchgeführt wurden. Das Filtrieren war in
nerhalb von weniger als 1 h beendet, ohne daß Verluste an feinem Siliciumdi
oxid und ohne daß eine Auftrennung der Komponenten auftraten. Das Material
wurde getrocknet, durchmischt und gebrannt wie in Beispiel 1.
Aus den Ergebnissen der Tabelle 1 geht eindeutig hervor, daß in Abwesenheit
eines kationischen Additivs zu der kolloidalen Suspension die Brenn-
Bedingungen (4 h bei 1150°C) in Beispiel 1 unzureichend waren zur Herstel
lung eines Phosphors (Leuchtstoffs), der dem handelsüblichen Standard-
CaSiO3 : Pb,Mn-Phosphor äquivalent war. Wenn das kationische Agens zu der
kolloidalen Suspension zugegeben wurde wie in den Beispielen 2 bis 4, war
die Filtrierzeit dramatisch verkürzt auf weniger als etwa 1/15 der Zeit, die in
Beispiel 1 erforderlich war, und die Brenn-Bedingungen (4 h bei 1150°C) wa
ren ausreichend zur Herstellung von Phosphoren (Leuchtstoffen), die eine
äquivalente Farbe und eine bessere Helligkeit aufwiesen als der handelsübli
che CaSiO3:Pb,Mn-Standard.
Die Erfindung wurde zwar vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsformen
näher erläutert, es ist jedoch für den Fachmann klar, daß sie darauf keines
wegs beschränkt ist, sondern daß diese in vielfacher Hinsicht abgeändert und
modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden
Erfindung verlassen wird.
Claims (19)
1. Verfahren zur Herstellung eines durch Blei und Mangan koaktivierten
Calciummetasilicat-Phosphors(-Leuchtstoffes), dadurch gekennzeichnet,
daß es umfaßt:
das Kombinieren einer Calciumquelle, einer Manganquelle und einer Bleiquel le mit einer kolloidalen Suspension von feinteiligem Siliciumdioxid;
die Zugabe einer kationischen Species zu der Suspension, um eine Ausfloc kung und das Teilchenwachstum des feinteiligen Siliciumdioxids zu induzieren;
das Erhitzen und Rühren der Suspension bei einer Temperatur und für eine Zeitspanne, die ausreichen, um dem Siliciumdioxid eine filtrierbare Teilchen größe zu verleihen;
das Filtrieren der Suspension unter Bildung eines Filterkuchens, der homogen ist und im wesentlichen das gesamte Siliciumdioxid enthält; und
das Calcinieren des Filterkuchens bei einer Temperatur und für eine Zeitspan ne, die für die Bildung des Phosphors (Leuchtstoffes) ausreichen.
das Kombinieren einer Calciumquelle, einer Manganquelle und einer Bleiquel le mit einer kolloidalen Suspension von feinteiligem Siliciumdioxid;
die Zugabe einer kationischen Species zu der Suspension, um eine Ausfloc kung und das Teilchenwachstum des feinteiligen Siliciumdioxids zu induzieren;
das Erhitzen und Rühren der Suspension bei einer Temperatur und für eine Zeitspanne, die ausreichen, um dem Siliciumdioxid eine filtrierbare Teilchen größe zu verleihen;
das Filtrieren der Suspension unter Bildung eines Filterkuchens, der homogen ist und im wesentlichen das gesamte Siliciumdioxid enthält; und
das Calcinieren des Filterkuchens bei einer Temperatur und für eine Zeitspan ne, die für die Bildung des Phosphors (Leuchtstoffes) ausreichen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei
der kationischen Species um Ca2+ handelt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kationi
sche Species in Form von CaCl2, Ca(OH)2, Ca(NO3)2 oder einer Kombination
davon zugegeben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kationi
sche Species ausgewählt wird aus Metallen der Gruppe IA, der Gruppe IIA
oder einem Übergangsmetall.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kationi
sche Species in Form eines löslichen Salzes eines Kations eines Metalls, aus
gewählt aus der Gruppe IA, der Gruppe IIA oder eines Übergangsmetalls, zu
gegeben wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kationi
sche Species Zn2+ oder Mn2+ ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtrieren
der Suspension innerhalb von weniger als etwa 1/10 der Zeitspanne beendet
ist, die erforderlich ist, um eine ähnliche Suspension, die ohne Zugabe einer
kationischen Species hergestellt worden ist, zu filtrieren.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtrieren
der Suspension innerhalb von weniger als etwa 1/15 der Zeitspanne beendet
ist, die erforderlich ist, um eine ähnliche Suspension zu filtrieren, die ohne Zu
gabe einer kationischen Species hergestellt worden ist.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterku
chen bei einer Temperatur zwischen etwa 1050°C und etwa 1200°C für eine
Zeitspanne von weniger als etwa 10 h calciniert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterku
chen für eine Zeitspanne von weniger als etwa 7 h calciniert wird.
11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterku
chen bei einer Temperatur zwischen etwa 1050°C und etwa 1200°C für eine
Zeitspanne von weniger als etwa 10 h calciniert wird.
12. Verfahren zur Herstellung eines durch Blei und Mangan koaktivierten
Calciummetasilicat-Phosphors(-Leuchtstoffs), dadurch gekennzeichnet, daß
es umfaßt:
das Kombinieren einer Calciumquelle, einer Manganquelle und einer Bleiquel le mit einer kolloidalen Suspension von feinteiligem Siliciumdioxid, wobei das feinteilige Siliciumdioxid eine Teilchengröße von weniger als etwa 100 nm hat;
die Zugabe einer Menge eines Ca2+-Kations zu der Suspension, um die Aus flockung und das Wachstum der Teilchen des feinteiligen Siliciumdioxids zu induzieren;
das Erhitzen und Rühren der Suspension bei einer Temperatur von 50°C bis 90°C und für eine Zeitspanne, die ausreicht, um zu bewirken, daß das Silici umdioxid eine filtrierbare Teilchengröße erreicht;
das Filtrieren der Suspension zur Herstellung eines Filterkuchens, der homo gen ist und im wesentlichen das gesamte Siliciumdioxid enthält; und
das Calcinieren des Filterkuchens bei einer Temperatur und für eine Zeitspan ne, die ausreichen für die Bildung des Phosphors (Leuchtstoffes).
das Kombinieren einer Calciumquelle, einer Manganquelle und einer Bleiquel le mit einer kolloidalen Suspension von feinteiligem Siliciumdioxid, wobei das feinteilige Siliciumdioxid eine Teilchengröße von weniger als etwa 100 nm hat;
die Zugabe einer Menge eines Ca2+-Kations zu der Suspension, um die Aus flockung und das Wachstum der Teilchen des feinteiligen Siliciumdioxids zu induzieren;
das Erhitzen und Rühren der Suspension bei einer Temperatur von 50°C bis 90°C und für eine Zeitspanne, die ausreicht, um zu bewirken, daß das Silici umdioxid eine filtrierbare Teilchengröße erreicht;
das Filtrieren der Suspension zur Herstellung eines Filterkuchens, der homo gen ist und im wesentlichen das gesamte Siliciumdioxid enthält; und
das Calcinieren des Filterkuchens bei einer Temperatur und für eine Zeitspan ne, die ausreichen für die Bildung des Phosphors (Leuchtstoffes).
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Mol
verhältnis von Calcium zu Silicium 1 : 1 bis 1 : 1,5 beträgt, daß das Molverhältnis
von Calcium zu Blei 0,005 bis 0,008 beträgt und daß das Molverhältnis von
Calcium zu Mangan 0,06 bis 0,09 beträgt.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sus
pension etwa 2 bis etwa 4 h lang bei etwa 65°C erhitzt und gerührt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtrie
ren der Suspension innerhalb von weniger als etwa 1/10 der Zeitspanne been
det ist, die erforderlich ist zum Filtrieren einer ähnlichen Suspension, die ohne
Zugabe einer kationischen Species hergestellt worden ist.
16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtrie
ren der Suspension innerhalb von weniger als etwa 1/15 der Zeitspanne been
det ist, die erforderlich ist zum Filtrieren einer ähnlichen Suspension, die ohne
Zugabe einer kationischen Species hergestellt worden ist.
17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter
kuchen weniger als etwa 10 h lang bei einer Temperatur zwischen etwa
1050°C und etwa 1200°C calciniert wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter
kuchen weniger als etwa 7 h lang calciniert wird.
19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter
kuchen 4 h lang bei 1150°C calciniert wird.
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