DE3009331A1

DE3009331A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von leuchtstoffroehren

Info

Publication number: DE3009331A1
Application number: DE19803009331
Authority: DE
Inventors: Sadaharu Doi; Jun Imai; Hiroshi Ito; Hiroshi Takada; Hotoshi Yamazaki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1979-03-12
Filing date: 1980-03-11
Publication date: 1980-09-25
Also published as: GB2048118B; GB2048118A; DE3009331C2; US4308297A; JPH0128451B2; NL187507C; US4362123A; NL8001487A; JPS55121250A

Description

_m . . _T Möh!straße37

Tokio, Japan D-ΘΟΟΟ München

Tel.: 089/982085-87

Telex: 0529802 hnkl d Telegramme: ellipsoid

FAM-4509

11. März 1980

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Leuchtstoffröhren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Leuchtstoffröhren bzw. -lampen.

Aufgrund der in letzter Zeit stark angestiegenen Energiekosten, bedingt durch Erschöpfung von Rohstoffvorräten, Umweltprobleme usw., ist die Industrie gezwungen, sich auf herkömmliche Fertigungsverfahren und -einrichtungen, die prinzipiell für Massenfertigung vorgesehen sind, zurückzubesinnen und die Gesamtproduktionsleistung im Hinblick auf Rohstoff- und Energieeinsparung zu verbessern. Um diesem zeitgemäßen Erfordernis Rechnung zu tragen, sind auch verschiedene Alternativen bei der Herstellung von Leuchtstoffröhren berücksichtigt worden.

Beispielsweise wurden als Lösungsmittel für die Leuchtstoffsuspension bisher teuere organische Lösungsmittel verwendet. Als Beispiel für eine Alternative kann jedoch Wasser genannt werden, das in beliebiger Menge zur Verfügung steht und auch billig ist.

030039/0719

Die Herstellung von Leuchtstoffüberzügen unter Verwendung einer wässrigen Leuchtstoffsuspension ist jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß der Fertigung auf Massenproduktionsbasis ein großes Hindernis durch Blasenbildung entgegengesetzt wird, die bei Verwendung von organischen Lösungsmitteln kein Problem darstellt; folglich kann der Anstieg der Zahl an fehlerhaften Überzügen und die Verschlechterung des allgemeinen Aussehens der Produkte aufgrund der Bildung von Blasen nicht völlig vermieden werden.

Der bei der Herstellung von Leuchtstofflampen mit dem größten Energieverbrauch verbundene Vorgang ist andererseits das Brennen der Leuchtstoffschichten. Dabei soll ein Bindemittel in Form eines hochmolekularen organischen Stoffs, der für die Bildung von Leuchtstoff-Filmen benötigt wird, zersetzt und ausgetrieben werden, indem die betreffende Leuchtstoffschicht erwärmt und gebrannt wird. Die betreffende Erwärmungstemperatur bestimmt sich dabei nach den Zersetzungseigenschaften des verwendeten Bindemittels. Im Fall eines organischen Lösungsmittels wird entweder Nitrozellulose oder Äthylzellulose als Bindemittel eingesetzt. Für die vollständige Zersetzung eines solchen Bindemittels muß dieses auf eine Temperatur von 600⁰C oder mehr, d.h. bis nahe an die Erweichungstemperatur der Glasröhren, erwärmt werden. Zum Brennen der Leuchtstoffschichten wird daher ein System verwendet, bei dem eine Glasröhre auf zwei gegenüberstehenden Metallwalzen, deren Mantelflächen mit einem feuerfesten Material beschichtet sind, ruht und den Brennofen bei sich drehenden Walzen durchläuft. Der Wärmeverlust aufgrund der Walzen ist dabei außerordentlich groß, so daß der thermische Wirkungsgrad des Brennofens stark abnimmt und mithin eine große Wärmeenergiemenge verbraucht bzw. vergeudet wird.

Zur Verringerung des Energieverbrauchs beim Brennen ist es unab dingbar, den thermischen Wirkungsgrad der Brennvorrichtung zu

030039/0719

verbessern. Die günstigste Möglichkeit bestünde dabei in der Verwendung eines Bindemittels, das bei einer so niedrigen Temperatur, daß sich die Glasrohre nicht verformt, vollständig ζ ersetzt und ausgetrieben werden kann, sowie einer Anlage, bei welcher die eine große Wärmekapazität besitzenden Walzen zur Förderung der Glasröhren durch die Brennvorrichtung nicht benutzt werden. Im Fall von Leuchtstoff schichten aus der Leuchtstoffsuspension mit einem organischen Lösungsmittel gibt es jedoch keine geeigneten Bindemittel, die den genannten Anforderungen genügen. Infolgedessen wurde bisher auch noch keine wirksame Möglichkeit zur Verringerung des Energieverbrauchs beim Brennvorgang gefunden.

Da jedoch, wie erwähnt, in letzter Zeit allgemein wasserlösliche Leuchtstoffsuspensionen eingeführt worden sind, hat sich der Auswahlbereich für die Bindemittel stark erweitert; diesbezüglich wurden bereits verschiedene Bindemittel oder wasserlösliche, hochmolekulare organische Stoffe ins Auge gefaßt. Darunter finden sich solche Stoffe, die bei einer Temperatur von etwa 500⁰C vollständig zersetzt und ausgetrieben werden können, etwa Polyäthylenoxide oder Fettsäureester davon. Wenn jedoch mit Hilfe solcher Bindemittel Leuchtstoffschichten hergestellt werden, die dann durch Erwärmung auf etwa 500⁰C gebrannt werden, lassen sich zwar die Bindemittel vollständig zersetzen und austreiben, doch besitzen diese gebrannten Schichten eine sehr schlechte Haftung auf der Glasoberfläche, so daß sich die Ausschußmenge infolge eines Abblätterns der Phosphorschicht erhöht. Bei Betrachtung der Vor- und Nachteile insgesamt ergibt äich ein neues Problem dahingehend, daß der Verlust infolge des geringeren Fertigungsausbringens den Vorteil der Energieeinsparung im Brennvorgang mehr als zunichte macht.

030039/0719

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung eines verbesserten und zweckmäßigen Verfahrens und einer entsprechenden Vorrichtung zur Herstellung von Leuchtstoffröhren, welche eine beträchtliche Verringerung der beim Brennen der Leuchtstoffschichten verbrauchten Energiemenge ermöglichen, ohne dabei die Güte der hergestellten Röhren und das Ausbringen bzw. die Produktionsleistung an Leuchtstoffröhren zu beeinträchtigen.

Diese Aufgabe wird bei einem solchen Verfahren zur Herstellung von Leuchtstoffröhren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst eine Leuchtstoffsuspension zubereitet wird, indem einer wässrigen Lösung eines Polyäthylenoxids oder eines Fettsäureesters ein Leuchtstoff und ein Adhäsionsverbesserer aus einem Phosphat und/oder Borat eines Alkalimetalls zugesetzt wird, daß die Leuchtstoffsuspension durch ein Filter mit einer Maschenweite von 50 - 200 |im geleitet wird, daß die gefilterte Leuchtstoffsuspension zur Beschichtung der Innenfläche einer Glasrohre mit einer Leuchtstoffschicht in die Glasröhre eingespritzt wird und daß die Leuchtstoffschicht auf der Innenfläche der Glasrohre bei einer nicht über deren Erweichungstemperatur liegenden Temperatur gebrannt wird, während die Glasrohre an einem Abschnitt unterstützt wird.

Vorzugsweise kann die Leuchtstoffsuspension ein Leuchtstoff-Haft- oder -Bindemittel in Form eines feinpulverisierten Aluminiumoxids enthalten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens kennzeichnet sich durch eine Beschichtungseinheit mit einem oberen Behälter, einer an diesem angeordneten Beschichtungsdüse, um eine Leuchtstoffsuspension zwecks Bildung einer Leuchtstoffschicht an der Innenfläche einer Glasrohre entlangfließen zu lassen, einem unteren Behälter zur Aufnahme des Überschusses der Leuchtstoffsuspension aus dem oberen Behälter und einem Suspensions-Zufuhrrohr zur Förderung der

030039/0719

Leuchtstoffsuspension aus dem unteren Behälter zum oberen Behälter, durch eine mindestens in unterem oder oberem Behälter angeordneten Filtereinheit und durch eine Brenneinheit mit zwei Führungsschienen zur Führung der mit der Leuchtstoffschicht beschichteten Glasrohre, zwei neben den Führungsschienen angeordneten, endlosen Förderern, zahlreichen in vorbestimmten Abständen an jedem Förderer angebrachten Leitzapfen, die über die zugeordnete Führungsschiene hinausragen, und einem Brennofen zum Erwärmen und Brennen der Leuchtstoffschichten an den Innenflächen der Glasröhren, während letztere durch die endlosen Förderer und jeweils zugeordnete Leitzapfen längs der Führungsschienen transportiert werden.

Vorteilhaft weist die Beschichtungsdüse ein Absperrventil zum Öffnen und Schließen eines Strömungs-Durchgangs für die Leuchtstoffsuspension, eine stationäre Einspritzöffnung am einen Ende des Durchgangs und einen durch diese öffnung und das Ventil gebildeten Flüssigkeits-Reservoirteil auf.

Bevorzugt sind die beiden Führungsschienen waagerecht angeordnet, doch können sie auch so geneigt sein, daß sie sich in Förderrichtung der Glasröhren allmählich abwärts erstrecken.

Im folgenden sind bevorzugte Äusführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Längsschnittansicht einer Beschichtungseinheit gemäß der Erfindung zur Ausbildung einer Leuchtstoffschicht auf der Innenfläche einer Glasröhre bei der Herstellung von Leuchtstoffröhren,

030039/0719

Fig. 2 eine teilweise weggebrochene perspektivische Darstellung einer Brenneinheit zum Brennen der beschichteten Glasröhren,

Fig. 3 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene perspektivische Darstellung eines Teils der Transportelemente für die Glasröhren bei der Brenneinheit gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen Ausschußanteil infolge von Abblätterung der Leuchtstoffschicht und der prozentualen Lumenerhaltung (lumen maintenance) in Abhängigkeit von der Zugabemenge eines Adhäsionsverbesserers beim erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig. 5 einen lotrechten Schnitt durch den unteren Behälter in Fig. 1 zur Veranschaulichung einer Filtereinheit in einer anderen Stellung als in Fig. 1,

Fig. 6 eine Fig. 5 ähnelnde Darstellung einer Abwandlung der Filtereinheit nach Fig. 1 ,

Fig. 7 eine Fig. 5 ähnelnde Darstellung einer Abwandlung des unteren Behälters nach Fig. 1,

Fig. 8 einen Teillängsschnitt durch eine Abwandlung der Beschichtungsdüse nach Fig. 1 ,

Fig. 9 eine Teilseitenansicht einer Abwandlung der Anordnung nach Fig. 3,

Fig. 10 eine perspektivische Teilansicht einer weiteren Abwandlung der Anordnung nach Fig. 3,

Fig. 11 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teilseitenansicht der Anordnung nach Fig. 10 und

030039/0719

Fig. 12 eine Aufsicht auf noch eine andere Abwandlung der Anordnung nach Fig. 3 mit einem gegenüber Fig. 2 abgewandelten Antriebsmechanismus dafür.

In den Figuren sind einander gleiche oder entsprechende Teile mit jeweils gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

Bei der Herstellung von Leuchtstoffschichten aus wässrigen
Leuchtstoffsuspensionen mit Bindemitteln aus Polyäthylenoxiden oder Fettsäureestern davon, die bei niedrigeren Temperaturen als üblich gebrannt werden (sollen), wurden die
Gründe dafür untersucht, weshalb solche Schichten oder Überzüge eine schwache bzw. mangelhafte Haftung an der Glasoberfläche besitzen. Derartige Untersuchungen haben ergeben, daß dies auf zwei Ursachen zurückzuführen ist:

Zum einen besitzen nämlich die genannten Leuchtstoffsuspensionen eine sehr starke Blasenbildungsneigung. Infolgedessen bildet sich beim Beschichten der Glasflächen eine Vielzahl
kleinster Blasen in der Leuchtstoffsuspension, während diese durch eine Beschichtungsvorrichtung umgewälzt wird. Der hergestellte Leuchtstoffüberzug wird durch diese Blasen rauh,
und die Adhäsionskräfte zwischen den Leuchtstoffteilchen
sowie zwischen diesen und der Glasfläche fallen stark ab.
Zum zweiten diffundiert beim Brennen bei einer Temperatur
von nicht weniger als 600⁰C, d.h. nahe der Erweichungstemperatur des Glases, beim bisherigen Verfahren eine im Glas
enthaltene Alkalimetall- oder Alkalikomponente aus der Glasfläche in den Leuchtstoffüberzug ein, wodurch die Adhäsion
bzw. Haftung zwischen den Leuchtstoffteilchen sowie zwischen diesen und der Glasfläche verbessert wird, während die
Diffusion des Alkalimetalls bei Temperaturen von nicht mehr als 550⁰C sehr gering ist, so daß kaum eine Verbesserung der Haftung erzielt wird.

030039/0719

Aus den vorstehenden Ausführungen geht hervor, daß dann,
wenn die Leuchtstoffüberzüge zur weitgehenden Unterdrückung einer Blasenbildung hergestellt werden, indem der als Bindemittel ein Polyäthylenoxid oder einen Fettsäureester davon verwendenden Leuchtstoffsuspension vorher ein Alkalimetall
in dem Mengenanteil zugesetzt wird, in welchem ein solches
Alkalimetall beim üblichen Brennvorgang aus dem Glas in die Suspension diffundiert, auch bei niedrigeren als den bisher angewandten Brenntemperaturen Leuchtstoffüberzüge hergestellt werden können, deren Haftungsfestigkeit derjenigen der nach den bisherigen Verfahren ausgebildeten Überzüge entspricht.

Allgemein gesagt, besitzen jedoch Leuchtstoffröhren, bei
denen ein Alkalimetall verwendet wird, im Betrieb die Neigung zur Bildung eines Amalgams mit Quecksilber, wodurch die Lumenerhaltung beeinträchtigt bzw. die lichte Weite verkleinert wird. Aus diesem Grund sollte das den Leuchtstoffüberzügen
einverleibte Alkalimetall eine Verbindung sein, die für Quecksilber möglichst inaktiv ist.

Es sind verschiedene Alkali(metall)verbindungen bekannt, welchen den vorstehend genannten Anforderungen genügen. Insbesondere besitzen solche Verbindungen in Form von Phosphaten oder Boraten den geringsten ungünstigen Einfluß auf die genannte Lumenerhaltung.

Unter Berücksichtigung dieser Umstände wurde erfindungsgemäß eine Leuchtstoffsuspension wie folgt zubereitet: 100 kg
Calciumhalophosphat, als weißer Leuchtstoff, und 1 kg Aluminiumoxidpulver mit einer mittleren Teilchengröße von 0,05 μΐη
werden in 150 1 einer 3%igen wässrigen Lösung eines Polyäthylenoxids mit einem mittleren Molekulargewicht von 500.000 suspendiert, wobei der Suspension 100 g Polyäthylenoxid-Nonylphenyläther als oberflächenaktives Mittel zugesetzt und die

030039/0719

Suspension anschließend ausreichend gerührt wird. Dieser Suspension bzw. diesem Gemisch werden 300 g Natriumhexamethaphosphat [(NaPO.,) _c] zugesetzt. Die so zubereitete Suspension

-J O

kann, wie noch näher erläutert werden wird, auch ein Bindemittel enthalten.

Eine Vorrichtung zur Herstellung von Leuchtstoffröhren nach dem erfindungsgemäßen Verfahren enthält eine Beschichtungseinheit für das aufeinanderfolgende Beschichten der Innenflächen von Glasröhren mit der vorstehend beschriebenen Suspension zur Herstellung von Leuchtstoffschichten auf diesen Innenflächen, eine in der Beschichtungseinheit vorgesehene Filtereinheit zur Beseitigung von Blasen aus der Suspension und eine Brenneinheit zum Brennen der Leuchtstoffschichten auf den Innenflächen der einzelnen Glasröhren.

Die genannten Beschichtungs- und Filtereinheiten sind in Fig.1 dargestellt. Dabei umfaßt die Beschichtungseinheit 10 einen oberen Behälter 12 in Form eines zylindrischen Kastens mit einer offenen Oberseite und einer zentral in seinem Boden vorgesehenen Beschichtungsdüse 14 sowie einen unteren Behälter 16 in Form eines zylindrischen Kastens mit offener Oberseite, der in einem vorbestimmten Abstand unterhalb des oberen Behälters 12 angeordnet ist. Ein von der Seitenwand des oberen Behälters 12 abgehendes Verbindungsrohr 18 verläuft abwärts und steht mit einer Speiseöffnung 20 in der Seitenwand des unteren Behälters 16 an dessen Boden in Verbindung, wobei in dieses Rohr eine Umwälzpumpe 22 eingeschaltet ist. Weiterhin geht von der Seitenwand des oberen Behälters 12 ein Überlaufrohr 24 abwärts zu einer Füllöffnung 26 an der offenen Oberseite des unteren Behälters 16 ab. Das Überlaufrohr 24 dient dazu, im oberen Behälter 12 stets ein vorbestimmtes, konstantes Volumen an Leuchtstoffsuspension 28 aufrechtzuerhalten.

In die Füllöffnung 26 des unteren Behälters 16 ist eine Filtereinheit 30 ausbaubar eingesetzt. Die Filtereinheit 30 umfaßt

030039/0719

ein Filter 32 mit einer Maschenweite von 50 - 200 μπι, einen am Umfangsrand des Filters 32 befestigten Randabschnitt 34, der sich an die Innenseite der Füllöffnung 26 anlegt, und mehrere am Randabschnitt 34 vorgesehene Aufhänger 36, die an der Oberkante der Füllöffnung 26 eingehängt werden können.

Gemäß Fig. 1 ist eine langgestreckte, an beiden Enden offene Glasrohre GB im Zwischenraum zwischen den beiden Behältern 12 und 16 in lotrechter Stellung unmittelbar unterhalb der Beschichtungsdüse 14 angeordnet, wobei das obere Ende der Glasröhre GB gemäß Fig. 1 sehr dicht an den Boden des oberen Behälters 12 herangeführt ist.

Gemäß Fig. 1 ist weiterhin eine mit der Beschichtungsdüse 14 verbundene Suspensions-Führung 38 in das obere Ende der Glasrohre GB eingeführt.

Zwischen der Glasrohre GB und dem unteren Behälter 16 ist eine Auffangwanne 42 mit einer Auslaßöffnung 44 angeordnet, die aus noch zu erläuternden Gründen in der Füllöffnung 26 des unteren Behälters 16 mündet. Die Wanne 42 erstreckt sich dabei in der Richtung, in welcher die einzelnen Glasröhren GB im Raum zwischen oberem und unterem Behälter 12 bzw. 16 transportiert werden.

Die in Fig. 2 dargestellte Brenneinheit 50 gemäß der Erfindung umfaßt ein Gehäuse 52 sowie einen Heiz- bzw. Brennofen 54 aus einer Vielzahl von Strahlungs-Glasbrennern 56, welche gemäß Fig. 2 in der Oberseite des Gehäuses 52 angeordnet sind. Zwei mit gegenseitigem Abstand parallel zueinander angeordnete Führungsschienen 58 erstrecken sich in waagerechter Richtung durch den Brennofen 54, wobei sie mit beiden Enden über die betreffenden Enden des Brennofens 54 hinausragen. Die Führungsschienen 58 sind aus einem wärmebeständigen Material hergestellt, doch können sie wahlweise auch an der Oberfläche mit einem solchen Material beschichtet sein. An der Außenseite

030039/0719

jeder Führungsschiene 58 ist im wesentlichen parallel dazu in einem kleinen Abstand jeweils ein kettenförmiger endloser Förderer 60 angeordnet. Diese Förderer 60 sind jeweils mit einer Vielzahl von Leitzapfen 62 versehen, die in vorbestimmten, gleichen Abständen an ihnen angebracht sind und auf die am besten in Fig. 3 dargestellte Weise aus noch näher zu erläuternden Gründen in Aufwärtsrichtung über die betreffende Führungsschiene 58 hinausragen. Die endlosen Förderer 60 können aus demselben Werkstoff bestehen wie die Führungsschienen 58. Wahlweise können sie mit einem solchen wärmebeständigen Material beschichtet sein.

Durch die teilweise oder vollständige Ausbildung der Führungsschienen 58 und der Förderer 60 aus einem warmfesten Material wird die von den Glasröhren mit den Leuchtstoffschichten aufzunehmende Wärmemenge verringert.

Die beiden endlosen Förderer 60 sind jeweils über zwei auf Abstand stehende Kettenräder 64 und 66 an den beiden Endabschnitten der Brenneinheit 50 geführt, die in Längsrichtung der Führungsschienen 58 aufeinander ausgerichtet sind. Die am gemäß Fig. 2 linken Abschnitt der Brenneinheit 50 angeordneten Kettenräder 64 sind durch eine drehbare Antriebswelle 68 miteinander verbunden, die in zwei auf Abstand stehenden Lagern drehbar gelagert ist, welche ihrerseits an der Außenseite der Kettenräder 64 an der linken Seite des Gehäuses 52 jeweils an einem Rahmen 70 befestigt sind, per sich über das gemäß Fig. 2 rechte Lager hinauserstreckende Abschnitt der Welle 68 ist mittels eines endlosen Riemens 74 mit einem Antriebsmechanismus 72 verbunden, der an der Unterseite des Rahmens 70 praktisch unterhalb des genannten Endes der Welle 68 angeordnet ist, wobei der Riemen 74 um das Ende der Welle 68 und eine Antriebswelle des Antriebsmechanismus 72 herumgelegt ist.

030039/0719

Im Betrieb bewegt der Antriebsmechanismus 72 die beiden endlosen Förderer 6 0 im Gleichlauf miteinander über den endlosen Riemen 74, die Welle 68 und die beiden Kettenräder 64 in Richtung der Pfeile gemäß Fig. 2, wobei die Kettenräder 66 als leerlaufende Umlenkräder wirken.

Ersichtlicherweise sind die Leitzapfen 62 an jedem Förderer 60 senkrecht zu den beiden Längsachsen der Führungsschienen 58 jeweils praktisch aufeinander ausgerichtet. »

Im Gehäuse 52 ist weiterhin ein inneres Gebläse 56 zur fortlaufenden Einführung eines vorbestimmten Gases in die beschichteten Glasröhren GB angeordnet, die auf den Führungsschienen 58 transportiert und dabei gemäß Fig. 3 durch die jeweiligen Leitzapfen 62 mitgenommen werden, wobei durch dieses Gas das Brennen der Leuchtstoffüberzüge der Glasröhren GB begünstigt werden soll. Außerdem sind am Gehäuse 52 eine Brennstoff zuführleitung 78 und eine Luftzufuhrleitung 80 vorgesehen, die über einen Mischer 82 mit den Brennern 56 in Verbindung stehen. Im Mischer 82 wird über die Speiseleitung 78 zugeführtes Stadtgas mit Niederdruckluft von der Luftspeiseleitung 80 vermischt, worauf das Gemisch zur Verbrennung den Brennern 56 zugeführt wird.

Im folgenden ist das erfindungsgemäße Verfahren unter Bezugnahme auf die Anordnung gemäß Fig. 1 bis 3 erläutert. Aus der nachstehenden Beschreibung geht auch die Arbeitsweise dieser Anordnung ohne weiteres hervor.

Eine auf vorher beschriebene Weise zubereitete Leuchtstoffsuspension wird durch das Filter 32 der Filtereinheit 30 hindurch in den unteren Behälter 16 eingeführt. Sodann wird die Umwälzpumpe 22 eingeschaltet, um die Suspension 28 aus dem unteren Behälter 16 über die Speise- bzw. Zufuhröffnung 20, die nunmehr laufende Pumpe 22 und das Verbindungsrohr 18 zum oberen Behälter 12 zu fördern, bis die Suspension 28 in letzterem den durch das offene Ende des Überlaufrohrs 24 festgelegten

030039/0719

Pegel erreicht hat.

Eine zu beschichtende Glasrohre wird mittels eines nicht dargestellten, intermittierend arbeitenden Förderers in den Raum zwischen den beiden Behältern 12 und 16 eingeführt und gemäß Fig. 1 unmittelbar unter der Beschichtungsdüse 14 angehalten. Sodann wird die Beschichtungsdüse 14 unter der Steuerung einer Betätigungsstange 40 während einer vorbestimmten Zeit geöffnet. Hierbei kann ein vorbestimmtes, konstantes Volumen der Suspension 28 aus der Düse 14 austreten und mit Unterstützung durch die Suspensionsführung 38 an der Innenfläche der Glasrohre GB herabfließen. Auf diese Weise wird an der Innenfläche der Glasrohre GB eine nicht dargestellte Leuchtstoffschicht ausgebildet.

Der für die Bildung der Leuchtstoffschicht nicht benötigte Überschußanteil der abwärts^trömenden Suspension 28 fließt in die unter dem unteren Ende der Glasrohre GB angeordnete Auffangwanne 52, um aus dieser über die öffnung 44 auf das Filter 34 herabzutropfen. Dabei können sich am Filter 34 Blasen bilden.

Wenn das Filter aus einem Maschengewebe aus rostfreiem Stahl oder Kunststoff mit einer Maschenweite von 50 - 200 μΐη besteht, werden die Bläschen auf dem Filter 34 zurückgehalten, bis sie spontan verschwinden. Wenn die Maschenweite des Filters 34 weniger als 50 um beträgt, können die in der Suspension 28 enthaltenen Leuchtstoffteilchen nur schwierig durch das Filter hindurchtreten. Bei Maschenweiten von mehr als 200 μια können andererseits die Bläschen aus der das Filter 34 passierenden Suspension 28 nicht vollständig ausgefiltert werden.

Die auf diese Weise mit der Phosphorschicht versehene Glasröhre GB wird mittels einer passenden Einrichtung zur Brenneinheit 50 gemäß Fig. 2 überführt, während gleichzeitig die nächste Glasrohre GB durch den vorher erwähnten Förderer in die

030039/0719

Position unter der nunmehr geschlossenen Beschichtungsdüse 14 gebracht wird. Anschließend wird die nächste Glasröhre auf vorstehend beschriebene Weise mittels der Beschichtungsdüse 14 mit der Suspension 28 beschichtet und dann zur Brenneinheit 50 überführt. Die vorstehend erläuterten Arbeitsgänge werden für die einzelnen Glasröhren jeweils wiederholt .

In der Brenneinheit 50 werden die beiden endlosen Förderer 60 mit den Leitzapfen 62 mit vorbestimmter konstanter Beschwindigkeit durch den Antriebsmechanismus 72 über die Bauteile 74, 68 und 64 in Richtung der Pfeile (Fig. 2) bewegt, wobei die Leitzapfen 62 jedes Förderers 60, wie erwähnt, quer zur Bewegungsrichtung dieser Förderer jeweils aufeinander ausgerichtet sind. Mittels der Gasbrenner 56 wird der Bereich um die beiden Führungsschienen 58 herum auf einer vorbestimmten Temperatur von mindestens 450⁰C gehalten.

Die mit der Suspension 28 beschichteten Glasröhren GB werden nacheinander in die Brenneinheit 50 eingeführt, wobei die Endabschnitte dieser Glasröhren GB an der Seite der leerlaufenden Kettenräder 66 jeweils auf die parallel verlaufenden Führungsschienen 58 aufgelegt werden. Die Endabschnitte der einzelnen Glasröhren GB gelangen dabei zwischen je zwei einander zugeordnete Leitzapfen 62 am betreffenden Förderer 60, wobei sie durch diese Leitzapfen 62 der Förderer 60 in deren Bewegungsrichtung (Fig. 2)mitgenommen werden. Auf diese Weise werden die auf den Führungsschienen 58 liegenden Glasröhren GB durch die Förderer 60 in das Innere des Brennofens 54 eingeführt, während sie sich um ihre Achsen drehen.

Beim Durchlauf durch den Brennofen 54 werden die Glasröhren durch die Gasbrenner 56 auf eine Temperatur von mindestens 450⁰C erwärmt und 30 s lang auf dieser Temperatur gehalten. Dabei wird das Polyäthylenoxid, das als Bindemittel in der

030039/0719

Leuchtstoffschicht auf der Innenfläche jeder Glasrohre GB enthalten ist, verdampft und ausgetrieben. Nach diesem Brennvorgang ist die Ausbildung der Leuchtstoffschicht auf den Innenflächen der Glasröhren abgeschlossen.

Mittels der Filtereinheit 30 werden somit die durch in der Suspension 28 entstehenden kleinen Bläschen ausgefiltert. Die der Suspension 28 als Adhäsionsverbesserer hinzugefügte Alkaliverbindung verbessert die Adhäsion bzw. Haftung der Leuchtstoffteilchen an der Glasoberfläche, so daß auch bei Verwendung eines Polyäthylenoxids oder eines Fettsäureesters davon als Bindemittel, das eine wesentlich niedrigere Zersetzungstemperatur besitzt als die bisher verwendeten Binde-/wenn

mittel, und der überzug bei einer Temperatur unterhalb der Erweichungstemperatur der Glasrohre gebrannt wird, eine Verschlechterung der Haftung der Leuchtstoffteilchen an der Glasoberfläche vermieden werden kann. Infolgedessen können die Brennstoff- bzw. Gaskosten für die Herstellung des Leuchtstoff Überzuges weitgehend reduziert werden, ohne daß dies zu Lasten der Güte der Leuchtstoffröhren und der Produktionsleistung ginge. Die Brennstoffeinsparung wird zum Teil auch durch die Drehung der Glasröhren auf den Führungsschienen erreicht.

Zur Belegung der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde dieses mit bisher üblichen Verfahren bezüglich des Ausschußanteils infolge abgeblätterter Leuchtstoffschichten und des Energiebedarfs verglichen. .Das Vergleichsergebnis findet sich in der folgenden Tabelle- I. In Tabelle I besitzt sich "Ausführungsform 1" auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel, während "Ausführungsformen 2 bis 4" verschiedene Arten und Kombinationen von Alkalisalzen und Bindemitteln verwenden. Bei "Ausführungsbeispiel 4" wird außerdem kein Leuchtstoff-Bindemittel verwendet.

030039/0719

Tabelle I

	iisheriges i/erfahren (1)	Brenn ofen	Brenn- temper.	Binde mittel	Haftmittel und Zusatz menge (bezogen auf Leuchtstoff)	Adhäsions verbesserer u.Zusatzmenge (bezogen auf Leuchtstoff)	Ausschuß anteil (Schichtab- blätterung)	Energiever brauch beim Brennen
	(2)	Rollen- syst.	650⁰C	Nitro cellulose	Al-oxid 0,5 Gew.-%		0,25 %	200 Kcal/Röhre
σ co ο	Ausführungs- fOMl (1)	Il	4 5CPC	Poly äthylen oxid			8,00 %	180 "
039/07	(2)	keine Rollen	Il	Il	Il	Natriun- metaphosphat 0,03 Gew.-%	0,20 %	70 "
to	(3)	Il	Il	Il	Il	Natrium borat 0,03 Gew.-%	0,25 %	70 "
	(4)	Il	Il	PoIy- äthylenoxid- acetat- ester	Il	Natriummeta phosphat 0,03 Gew.-%	er, 20 %	70
	Il	Il	Il		Il	0,30 %	70 "

CD CD CD

Aus Tabelle I geht hervor, daß mit der Erfindung erheblich verbesserte Ergebnisse erzielt werden.

Beispiele für Leuchtstoff-Haftmittel umfassen, neben dem in Tabelle I angegebenen Aluminiumoxid, Phosphate von Erdalkalimetallen, wie Calciumpyrophosphat, feines Pulver aus Bariumsulfat usw. Beispiele für Adhäsionsverbesserer sind neben Natriumphosphat und Natriumborat noch Phosphate und Borate von anderen Erdalkalimetallen als Natrium, beispielsweise Kaliumphosphat und Kaliumborat sowie Gemische davon.

Gemäß Tabelle I sind die verschiedenen Adhäsionsverbesserer dem Leuchtstoff in einer Menge von 0,03 %, bezogen auf Leuchtstoff gewicht, zugesetzt worden. Falls jedoch durch das verwendete Alkali- bzw. Erdalkalimetall eine Adhäsionsverbesserung erzielt wird, sollte die in einer zugesetzten Alkaliverbindung enthaltene Alkalimetallmenge bezüglich der Adhäsionsverbesserung berücksichtigt werden.

In Fig. 4 beziehen sich die Kurven A auf den Ausschußanteil aufgrund eines Abblättern der Leuchtstoffschicht bei der Herstellung von 40 W Leuchtstoffröhren nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren gemäß der Erfindung und die Kurve B auf die prozentuale Lumenerhaltung der Leuchtstoffröhren nach einer Brenndauer von 1000 h bei unterschiedlichen Zugabemengen von Phosphat und Borat von Natrium zum Leuchtstoff in ppm (Teile pro Million Teile), bezogen auf Natriummenge.

Aus Fig. 4 geht hervor, daß die Adhäsionsverbesserungswirkung bei einer Zugabemenge von weniger als 15 ppm nicht zufriedenstellend ist, während die Lumenerhaltung bei einer Zugabemenge von mehr als 200 ppm ungünstig beeinflußt wird. Die anfängliche Leuchthelligkeit bleibt weiterhin bei einer Zugabemenge von nicht mehr als 1000 ppm praktisch unverändert.

030039/0719

Ähnliche Ergebnisse wie die vorstehend geschilderten, werden auch mit Phosphaten oder Boraten von anderen Alkalimetallen als Natrium erzielt. Ausgedehnte Versuche mit den beschriebenen Verbindungen haben außerdem gezeigt, daß glasartiges Natriumpolymethaphosphat eine besonders günstige Adhäsionsverbesserung gewährleistet.

Das vorstehend beschriebene Verfahren besteht somit darin, daß Glasröhren mit einer einen Adhäsionsverbesserer enthaltenden Leuchtstoffsuspension beschichtet werden, während eine Blasenbildung in der Suspension möglichst vollständig ausgeschaltet wird, und die so beschichteten Glasröhren zur Ausbildung von Leuchtstoffschichten bei einer vergleichsweise niedrigen Temperatur gebrannt bzw. erwärmt werden. Da jedoch die dem oberen Behälter 12 vom unteren Behälter 16 in der Beschichtungseinheit 10 zugeführte Suspension 28 die einzelnen Glasröhren GB durchströmt und der Überschuß der Suspension 28 über die Filtereinheit 30 zusammen mit dem über das überlaufrohr 24 abwärtsströmenden Teil der Suspension in den unteren Behälter 16 eintritt, worauf die durch das Filter 32 von Bläschen befreite Suspension 28 wiederum vom unteren Behälter 16 zum oberen Behälter 12 gefördert wird, wird fortlaufend Suspension 28 verbraucht, so daß ihre Menge abnimmt. Infolgedessen vergrößert sich der Abstand zwischen dem Filter 32 und dem Spiegel der Suspension 28 im unteren Behälter 16, so daß beim Eintritt der durch das Filter 32 von Bläschen befreiten Suspension 28 in den unteren Behälter 16 wiederum Blasen in der Suspension auf und unter ihrer Oberfläche auftreten.

Zur Vermeidung dieses Nachteils kann das Filter 32 durch Verlängerung des Randteils 34 und der Aufhänger 36 gemäß Fig. 5 so in die im unteren Behälter 16 befindliche Suspension 28 eingetaucht werden, daß es sich dicht über dem Behälterboden, aber oberhalb der Zufuhröffnung 22 befindet. Wenn dabei der Überschuß der Suspension 28 aus der öffnung 44 und die über das überlaufrohr 24 zugeführte Suspension in die im unteren

030039/0719

Behälter 16 enthaltene Suspension 28 eintreten, können sich zwar im Bereich der Oberfläche der Suspension 28 Blasen bzw. Bläschen bilden, doch sorgt das Filter 32 dafür, daß diese Bläschen den Bereich des Bodens des unteren Behälters und somit die Zufuhröffnung 32 nicht erreichen. Auf diese Weise kann eine einwandfreie Blasenabtrennung erreicht werden.

Fig. 6 veranschaulicht eine Abwandlung der Filtereinheit 30 gemäß Fig. 1. Dabei ist über dem Spiegel der Suspension 28 und unter dem Filter 32 eine letzterem gegenüber schräggestellte Leitplatte 84 vorgesehen, deren eines Ende mit dem Rand des Filters 32 an dessen Unterseite verbunden ist, während sie um ihren gesamten Umfang herum flüssigkeitsdicht an der Innenwand 16a des unteren Behälters 16 anliegt, jedoch mit Ausnahme an dem diametral gegenüberliegenden Ende 86 der Leitplatte 84 an ihrer tiefsten Stelle, wo diese Leitplatte 84 in einem kleinen Abstand sowohl von der benachbarten Innenwand 16a als auch vom Spiegel der Suspension 28 endet.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 6 fließt die das Filter 32 passierende Suspension 28 längs der Innenwand 16a des unteren Behälters 16 und längs der Leitplatte 84 über deren unteres Ende 86 in die im Behälter 16 enthaltene Suspension 28. Auch wenn dabei der Abstand zwischen dem Filter 32 und der Oberfläche der Suspension 28 groß ist, kann die vom Filter aus zuströmende Masse nicht unmittelbar auf die Oberfläche der Suspension 28 im unteren Behälter 16 herabfallen. Hierdurch wird wiederum die Bildung von Blasen vermieden.

Fig. 7 veranschaulicht eine Abwandlung des unteren Behälters 16, der sich von demjenigen nach Fig. 1 nur dadurch unterscheidet, daß seine Aufnahme- bzw. Füllöffnung 26 einen größeren Durchmesser besitzt als sein Boden. Gemäß Fig. 7 ist der unterhalb des Filters 32 befindliche Teil des unteren Behälters 16 trichterförmig ausgebildet und am engsten Teil mit der Zufuhröffnung 20 des Verbindungsrohrs 18 verbunden,

030039/0719

das sich zunächst lotrecht abwärts und sodann waagerecht erstreckt.

Bei der Anordnung nach Fig. 7 wird der in der Suspension 28 enthaltene Leuchtstoff an einem Absetzen am Behälterboden gehindert, so daß die Suspension 28 nicht gerührt zu werden braucht. Infolgedessen kann das Entstehen von Bläschen unter der Rührwirkung vermieden werden.

Fig. 8 veranschaulicht eine Abwandlung der Beschichtungsdüse 14 nach Fig. 1. Die Anordnung nach Fig. 8 umfaßt einen in die Unterseite des oberen Behälters 12 eingeschraubten Düsen-Hauptkörper 90, einen letzteren zentral durchsetzenden Durchgang 92 für die Suspension 28 sowie ein Absperrventil in Form eines Ventilsitzes 94, der an einer oberen Umfangskante des Düsenkörpers 90 angeordnet und zum Durchgang 92 hin gerichtet ist, sowie eines Absperrventilelements 96, das an der Unterseite des Ventilsitzes 94 in einem vorbestimmten Abstand dazu angeordnet ist. Zwischen Ventilsitz 94 und Ventilelement 96 ist dabei eine Dichtungspackung 98 in Form eines O-Rings aus einem elastischen Material eingesetzt. Das Ventilelement 96 ist an seiner Oberseite mit einer zentralen Betätigungsstange 40 verbunden, welche den oberen Behälter 12 durchsetzt und deren oberes Ende unmittelbar mit einer nicht dargestellten Antriebsbzw. Steuerkurve verbunden ist. Wenn die Betätigungsstange 40 mittels dieser Steuerkurve gemäß Fig. 8 nach oben bewegt wird, so daß die Dichtungspackung 98 an den Ventilsitz 94 angedrückt wird, verschließt das Ventilelement den Durchgang 92, so keine Suspension 28 in den Durchgang 92 eintreten kann.

Gemäß Fig. 8 ist weiterhin eine Hülse 100 mit Abstand vom Ventilelement 96 so in den Düsenkörper 90 eingeschraubt, daß sie ein Suspensionsreservoir 102 bildet. In letzterem sammelt sich auf die durch die Pfeile in Fig. 8 angedeutete Weise vorübergehend der Teil der Suspension 28 an, der über den

030039/0719

— ZD —

Zwischenraum zwischen dem Ventilsitz 94 und dem Ventilelement 96 aus dem oberen Behälter 12 ausströmt. Ein koaxial in der Hülse 100 angeordnetes, stabförmiges Tragelement 104 ist mit seinem oberen Ende auf passende Weise am benachbarten Ende der Hülse 100 befestigt und dient zur Aufhängung der Suspensionsführung 38. Die Suspensionsführung 38, die sich elastisch an die Innenwand der Hülse 100 anzulegen vermag, weist zwei Rücken an Rücken angeordnete Kegel mit einer zwischengefügten Scheibe auf. Der Außendurchmesser der Suspensionsführung 38 entspricht mindestens dem Innendurchmesser der Hülse 100, und sie legt zwischen dem unteren Ende der Hülse 100 und ihrer benachbarten Seite eine Suspensions-Einspritzöffnung 106 fest. Die sich radial öffnende Einspritzöffnung 106 besitzt vorzugsweise eine axiale Weite von 1 bis 2 mm.

Wenn das Ventilelement 96 und somit das gesamte Absperrventil 94 bis 98 mit einer Schließgeschwindigkeit von 5 mm/s in die Schließstellung geführt wird, kann - wie Versuche gezeigt haben - ein Lufteintritt über die Einspritzöffnung 106 vollständig verhindert werden, so daß eine Blasenbildung vollkommen unterdrückt werden kann.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 8 ist der durch das Ventilelement 96 und die Einspritzöffnung 106 bestimmte Raum innerhalb der Beschichtungsdüse 14 in der Schließstellung des Absperrventils 94 bis 98 vollständig mit Suspension gefüllt, so daß Schwankungen im Suspensionsvolumen ausgeglichen werden. Infolgedessen kann die Suspension über die Einspritzöffnung 106 gleichmäßig in die unter der Beschichtungsdüse 14 befindliche Glasrohre GB eingespritzt werden, so daß sich an der Innenfläche der Glasrohre eine gleichmäßige, vollständig blasenfreie Leuchtstoffschicht bildet. Dies ist darauf zurück-

030039/071 9

zuführen, daß die durch die Filtereinheit 30 von Blasen befreite Suspension ohne erneute Blasenbildung gleichmäßig in die Glasrohre eingespritzt wird.

Die in Fig. 9 dargestellte Anordnung unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 3 nur dadurch, daß gemäß Fig.9 die Führungsschienen 58 und somit auch die endlosen Förderer 60 unter einem vorbestimmten Winkel θ zur Waagerechten geneigt sind und somit in Bewegungsrichtung der»Förderer 60 allmählich abwärts verlaufen. Aufgrund dieser Anordnung können die beschichteten Glasröhren GB auf den Führungsschienen 58 (nach unten) abrollen, während sie aufgrund ihrer natürlichen Eigenbewegung in Anlage an den vorlaufenden Leitzapfen 62 bleiben. Die Glasröhren GB können somit gleichmäßig erwärmt werden, so daß lokale Überhitzungen vermieden werden. Auf diese Weise wird ein Abblättern des LeuchtstoffÜberzugs aufgrund übermäßiger Beanspruchung ebenso vermieden wie ein mögliches Brechen der Glasröhren infolge von Rissen an ihrer Oberfläche, die sich unter dem Einfluß übermäßig großer Förderkräfte und dgl. bilden können.

Falls jedoch die Führungsschiene 58 unter einem größeren Winkel θ als 20° geneigt ist, erhalten die Glasröhren eine zu hohe Fallgeschwindigkeit, so daß sie hart an den zugeordneten Leitzapfen 62 anstoßen können und damit die Leuchtstoff schichten abplatzen können. Außerdem können sich dabei die Glasröhren GB zu fest an die jeweiligen Leitzapfen 62 anlegen, so daß eine Abrollbewegung der Glasröhren verhindert wird.

Zur Gewährleistung des vorstehend in Verbindung mit Fig. 9 beschriebenen Ergebnisses kann der Berührungswiderstand zwischen den einzelnen Leitzapfen und der Glasrohre GB kleiner eingestellt werden als der Berührungswiderstand zwischen der Führungsschiene 58 und der Glasrohre GB.

030039/0 719

Die Fig. 10 und 11 veranschaulichen noch eine andere Abwandlung der Anordnung nach Fig. 3. Diese unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 3 nur dadurch, daß die Führungsschiene 58 gemäß Fig. 10 und 11 kreisbogenförmig ausgebildet und der endlose Förderer 60 durch eine Drehscheibe 60 mit den Leitzapfen 62 ersetzt ist.

Mit dieser abgewandelten Anordnung wird eine Brenneinheit 5 0 mit kleinen Abmessungen realisiert.

Bei der in Fig. 12 dargestellten Ausführungsform sind die Führungsschienen 58 und somit die endlosen Förderer 6 0 in deren Bewegungsrichtung (Pfeile gemäß Fig. 12) auseinanderlaufend angeordnet. Dies bedeutet, daß sich der Abstand zwischen den Führungsschienen 58 bzw. den Förderern 60 in Richtung auf die Kettenräder 64 bzw. in Förderrichtung der Glasröhren GB fortlaufend vergrößert. Der in der Mitte zwischen den Kettenrädern 64 angeordnete Antriebsmechanismus 72 weist dabei zwei Antriebswellen auf, die von seinen beiden Seiten abgehen und mit den Wellen 68 der Kettenräder über Universalgelenke verbunden sind.

In jeder anderen Beziehung entspricht diese Anordnung derjenigen nach Fig. 2.

Bei der Anordnung nach Fig. 12 werden die Glasröhren GB gefördert, während ihre an den Führungsschienen 58 und den zugeordneten Leitzapfen 62 anliegenden Stellen spiralförmige bzw. schraubenförmige Bahnen beschreiben. Auf diese Weise werden die Führungsschienen 58 und die Leitzapfen 62 daran gehindert, ständig an derselben Stelle an der betreffenden Glasrohre GB anzuliegen, wodurch Beschädigungen aufgrund eines Ablätterns der Leuchtstoffschichten, verursacht durch das ständige Anstoßen der Glasröhren an immer derselben Stelle, weitgehend ausgeschaltet werden. Außerdem werden

030039/0719

Risse und Restspannungen in den Glasröhren GB weitgehend unterdrückt, so daß die Bruchhäufigkeit herabgesetzt werden kann. Gewünschtenfalls können die Führungsschienen und die endlosen Förderer 60 entgegengesetzt zu der in Fig.12 dargestellten Richtung auseinanderlaufen. Dies bedeutet, daß sich der Abstand zwischen den Führungsschienen 58 in Richtung der Bewegung der Förderer 60 bzw. der Glasröhren GB fortlaufend verengen kann.

» Bei den Anordnungen nach den Fig. 3, 9, 10 und 11 sind die

Führungsschienen 58 vorzugsweise so verlegt, daß dann, wenn die einzelnen Glasröhren GB im Brennofen 54 auf maximale Temperatur erwärmt worden sind, die Führungsschienen 58 die betreffende Glasrohre GB an Stellen berühren, die von den beiden Enden der Glasrohre GB in einem einem Viertel ihrer Gesamtlänge entsprechenden Abstand angeordnet sind. Hierdurch wird eine Verformung der Glasröhren GB vermieden, wenn sie durch die Erwärmung erweicht worden sind.

Mit der Erfindung wird somit ein Verfahren zur Herstellung von Leuchtstoffröhren bzw. -lampen geschaffen, bei dem eine Glasrohre mit einer Leuchtstoffsuspension beschichtet wird, die dadurch zubereitet worden ist, daß einer wässrigen Lösung eines Polyäthylenoxids oder eines Fettsäureesters davon ein Leuchtstoff und ein Adhäsionsverbesserer oder aber ein Adhäsionsverbesserer und ein Leuchtstoff-Binde- bzw. -Haftmittel zugesetzt wird, wobei die Beschichtung erfolgt, nachdem die Leuchtstoffsuspension zur Entfernung von Blasen durch ein Filter geleitet worden ist, und die auf die Glasröhre aufgetragene Leuchtstoffschicht bei einer Temperatur nicht über der Erweichungstemperatur der Glasrohre gebrannt wird. Infolgedessen können die Brennstoffkosten für den Brennvorgang erheblich verringert werden, ohne daß die Güte der herstellten Leuchtstoffröhren oder das Ausbringen bzw. die Produktionsleistung an Leuchtstoffröhren beeinträchtigt werden. Außerdem wird mit der Erfindung eine Vorrichtung

030039/0719

zur Durchführung dieses Verfahrens geschaffen, die eine Beschichtungseinheit mit einer darin vorgesehenen Filtereinheit und eine Brenneinheit mit einer Röhren-Transporteinrichtung in Form von Führungsschienen und Leitzapfen an endlosen Förderern umfaßt, wobei diese Vorrichtung den Vorteil bietet, daß sich das erfindungsgemäße Verfahren sehr wirtschaftlich durchführen läßt.

Obgleich die Erfindung vorstehend in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen dargestellt und beschrieben ist, ist sie innerhalb des Erfindungsrahmens selbstverständlich verschiedenen änderungen und Abwandlungen zugänglich. Beispielsweise kann die Filtereinheit gemäß Fig. 1,5 oder im oberen Behälter oder im oberen und im unteren Behälter angeordnet sein.

030039/0719

Leerseite

Claims

European Patent Office

, . MöhlstraBe 37

Tokxo, Japan D-8000 München 80

Tel.: 089/982085-87

Telex: 0529802 hnkl d Telegramme: ellipsoid

FAMM509

11. März 1980

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Leuchtstoffröhren

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von Leuchtstoffröhren, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine Leuchtstoffsuspension zubereitet wird, indem einer wässrigen Lösung eines Polyäthylenoxids oder eines Fettsäureesters ein Leuchtstoff und ein Adhäsionsverbesserer aus einem Phosphat und/oder Borat eines Alkalimetalls zugesetzt wird, daß die Leuchtstoffsuspension durch ein Filter mit einer Maschenweite von 50 - 200 um geleitet wird, daß die gefilterte Leuchtstoffsuspension zur Beschichtung der Innenfläche einer Glasrohre mit einer Leuchtstoffschicht in die Glasrohre eingespritzt wird und daß die Leuchtstoffschicht auf der Innenfläche der Glasröhre bei einer nicht über deren Erweichungstemperatur liegenden Temperatur gebrannt wird, während die Glasrohre an einem Abschnitt unterstützt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstoffsuspension den Adhäsionsverbesserer in einem Anteil von 15 - 200 ppm (Teile pro Million Teile), bezogen auf die Menge an Natrium im Leuchtstoff, enthält.

030039/0719

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Adhäsionsverbesserer glasart
polymetaphosphat verwendet wird.

als Adhäsionsverbesserer glasartiges (vi treous) Natrium-

4. Verfahren zur Herstellung von Leuchtstoffröhren, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine Leuchtstoffsuspension zubereitet wird, indem einer wässrigen Lösung eines Polyäthylenoxids oder eines Fettsäureesters davon ein Leuchtstoff, ein Adhäsionsverbesserer in Form eines Phosphats und/oder Borats eines Alkalimetalls und ein Leuchtstoff-Binde- bzw. -Haftmittel zugesetzt werden, daß die Leuchtstoff suspension durch ein Filter mit einer Maschenweite von 50 - 200 pm geleitet wird, daß die gefilterte Leuchtstoffsuspension zur Beschichtung der Innenfläche einer Glasröhre mit einer Leuchtstoffschicht in die Glasröhre eingespritzt wird und daß die Leuchtstoffschicht auf der Innenfläche der Glasröhre bei einer nicht über deren Erweichungstemperatur liegenden Temperatur gebrannt wird, während die Glasröhre an einem Abschnitt unterstützt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch ,gekennzeichnet, daß das Leuchtstoff-Binde- bzw. -Haftmittel (bonding agent) feine Aluminiumoxidteilchen enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtstoff-Binde- bzw. -Haftmittel ein Phosphat eines Erdalkalimetalls ist bzw. enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtstoff-Binde- bzw. -Haftmittel Bariumsulfat ist bzw. enthält.

8. Vorrichtung zur Herstellung von Leuchtstoffröhren, gekennzeichnet durch eine Beschichtungseinheit (10) mit einem oberen Behälter (12), einer an diesem angeordneten Beschichtungsdüse (14), um eine Leuchtstoffsuspension (28)

030039/0719

zwecks Bildung einer Leuchtstoffschicht an der Innenfläche einer Glasröhre (GB) entlangfließen zu lassen, einem unteren Behälter (16) zur Aufnahme des Überschusses der Leuchtstoffsuspension aus dem oberen Behälter und einem Suspensions-Zufuhrrohr (18) zur Förderung der Leuchtstoffsuspension aus dem unteren Behälter zum oberen Behälter, durch eine mindestens in unterem oder oberem Behälter angeordnete Filtereinheit (30) und durch eine Brenneinheit (50) mit zwei Führungsschienen (58) zur Führung der mit der Leuchtstoffschicht beschichteten Glasröhren (GB), zwei neben den Führungsschienen angeordneten, endlosen Förderern (60), zahlreichen in vorbestimmten Abständen an jedem Förderer angebrachten Leitzapfen (62), die über die zugeordnete Führungsschiene hinausragen, und einem Brennofen (54) zum Erwärmen und Brennen der Leuchtstoffschichten an den Innenflächen der Glasröhren, während letztere durch die endlosen Förderer und jweils zugeordnete Leitzapfen längs der Führungsschienen transportiert wer den.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinheit ein Filter (32) aufweist, das eine Maschenweite von 50 - 200 μΐη besitzt und im Behälter (16) über der Oberfläche der darin enthaltenen Leuchtstoffsuspension (28) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinheit ein Filter (32) aufweist, das eine Maschenweite von 50 - 200 μπι besitzt und im Behälter (16) in der darin enthaltenen Leuchtstoffsuspension (28) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinheit (30) ein Filter (32) und eine darunter angeordnete Leitplatte (84) aufweist, die gegenüber der

030039/0719

Horizontalen geneigt ist und mit dem einen Ende der Innenfläche des Behälters mit kleinem Abstand gegenüberliegt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Behälter (16) eine Suspensions-Füllöffnung (26) mit größerem Durchmesser als die bodenseitige Suspensions-Zufuhröffnung (20) aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Behälter (16) trichterförmig ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsdüse (14) einen Durchgang für die Leuchtstoff suspension, ein Absperrventil (94-98) zum Öffnen und Schließen des Durchgangs, eine am einen Ende des Durchgangs angeordnete, ortsfeste Einspritzöffnung (106) und einen Flussigkeits-Reservoirteil (102) zwischen Absperrventil und Einspritzöffnung aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil mit einer Schließgeschwindigkeit von nicht mehr als 5 mm/s arbeitet.

16. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Abstand zwischen den beiden Führungsschienen in Bewegungs- bzw. Transportrichtung der Glasröhren zunehmend verb rei tert.

17. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Abstand zwischen den beiden Führungsschienen in Bewegungsrichtung der Glasröhren zunehmend verkleinert.

030039/0719

18. Vorrichtung nach Anspruch 8, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Führungsschienen waagerecht
angeordnet sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 8, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Führungsschienen in Bewegungsrichtung der Glasröhren nach unten geneigt sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Führungsschienen unter einem Winkel von nicht mehr als 20° zur Horizontalen nach unten geneigt sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Führungsschienen jeweils kreisbogenförmig
und die endlosen Förderer als Scheiben ausgebildet sind.

22. Vorrichtung nach Anspruch 8, 16, 17 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Berührungswiderstand zwischen jeder Glasröhre und einem zugeordneten Leitzapfen an den
endlosen Förderern kleiner ist als derjenige zwischen der betreffenden Glasröhre und jeder Führungsschiene.

23. Vorrichtung nach Anspruch 8, 16, 17 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Führungsschienen die auf
maximale Temperatur erwärmte Glasröhre an Stellen unterstützen, die jeweils in einem Abstand entsprechend einem Viertel der Gesamtlänge der Glasröhre von deren Enden
angeordnet sind.

030039/0719