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Verfahren zur Herstellung eines fluoreszierenden Überzuges Die Erfindung
bezieht sich auf Verbesserungen von fluoreszierenden Überzügen für elektrische Entladungslampen.
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Die heute bekannten Fluoreszenzlampen bestehen aus einem langgestreckten
rohrförmigen Kolben, an dessen Enden Elektroden in die Kolbenwand eingeschmolzen
sind und bei denen der Kolben eine Gasatmosphäre enthält, die aus einer Mischung
eines Edelgases und Quecksilbers bestehen kann. Die Innenfläche des Kolbens ist
mit einem feinverteilten fluoreszierenden Stoff überzogen, welcher durch die bei
der Entladung erzeugten ultravioletten Strahlen zur Fluoreszenz angeregt wird. Wenn
auch schon verschiedene Verfahren zur Herstellung solcher Überzüge verwendet wurden
mit EinschluB von Verfahren, bei denen ein Pulver auf die Kolbenwand elektrisch
niedergeschlagen wurde, so wird das Pulver gewöhnlich nach Suspension in einem geeigneten
Bindemittel aus Celluloseester aufgebracht, beispielsweise in einer Lösung von Nitrocellulose
in Amylacetat. Es wird sodann das Innere des Kolbens mit der Suspension bespritzt
und man läBt dabei die Überschüssige Lösung aus dem Rohr abtropfen und brennt es
sodann bei einer Temperatur von etwa 4oo bis 6oo°, um das Bindemittel zu entfernen.
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Das fluoreszierende Pulver, welches bisher hauptsächlich verwendet
wurde, bestand aus Silicaten und aus Wolframaten, und zwar hauptsächlich aus mit
Mangan aktiviertem Zinkberylliumsilicat und aus Magnesiumwolframat. Neuerdings wurden
jedoch diese Pulversorten durch Halogenphosphatleuchtstoffe,
beispielsweise
durch die in der amerikanischen Patentschrift 2 488 733 benutzten Stoffe ersetzt,
und zwar insbesondere durch den Stoff Calcium Chlorfluorphosphat, welches mit Antimon
und Mangan aktiviert war. Wenn auch Halogenphosphatleuchtstoffe bestimmte Vorteile
aufweisen, so hat sich doch herausgestellt, daß sie nicht so fest an der Innenfläche
des Glaskolbens haften, insbesondere, wenn der mit dem Überzug versehene Kolben
nachträglich erhitzt und verformt wird, wie es bei der Herstellung von Röhren für
Reklamezwecke und für kreisförmige Lampen notwendig ist. Offensichtlich bewirkt
eine Ausziehung, eine Staüchung und eine Expansion des Glasrohres bei der späteren
Verformung ein Aufbrechen innerhalb der Lxuchtstoffschicht und eine Ablösung des
Phosphors vom Glase. In solchen Fällen sind die Schwierigkeiten so groß, daß es
tatsächlich unmöglich wird, die Fabrikation von Röhren wegen des ausnehmend starken
Abblätterns der Leuchtstoffteilchen befriedigend durchzuführen.
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Ein Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens,
um die Haftung der Halogenphosphatleuchtstoffe zu verbessern, ohne die anderen Eigenschaften
der Helligkeit und der Beständigkeit der Leuchtkraft ungebührlich zu beeinflussen.
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Gemäß der Erfindung werden Halogenphosphatleuchtstoffe dadurch gut
haftfähig auf dem Glase gemacht, daß sie einer vorangehenden Wärmebehandlung unterzogen
werden, bei welcher der pulverisierte Leuchtstoff mit einer kleinen Menge von Borsäure
gemischt und bei höherer Temperatur, vorzugsweise über 700°, aber unter iooo°,gebrannt
wird. Dieses Brennen der Mischung vor der Aufbringung auf die Glasfläche stellt
einen wesentlichen Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens dar. Anschließend wird
der so vorbehandelte Leuchtstoff auf die Glasfläche auf beliebige Weise aufgebracht,
vorzugsweise durch Suspension des Leuchtstoffs in einer Lösung von Celluloseester
wie oben beschrieben und durch einen nachfolgenden Ausheizprozeß zur Ausbrennung
des Bindemittels. Es genügt nicht, lediglich Borsäure der Suspension zuzusetzen,
wie es bisher für andere Leuchtstoffe vorgeschlagen wurde. Im allgemeinen wird zwar
vorzugsweise eine geringe Menge von Borsäure bei der Ausführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens verwendet, da diese Borsäure eine gute Haftung erzeugt, insofern als
übergroße Borsäuremengen die Helligkeit des Leuchtstoffs vermindern. Borsäure in
einer Menge yon etwa 0,05 bis 3 Gewichtsprozenten des Leuchtstoffs haben
gute Resultate ergeben, insbesondere Mengen von etwa 0,7%. Die Brenntemperatur der
Mischung des Leuchtstoffs mit der Borsäure soll vorzugsweise über 700° C Jiegen,
darf aber keinesfalls iooo° C übersteigen, da höhere Temperaturen zu einem Verschmelzen
und Sintern der Leuchtstoffteilchen führen. Die Brennzeit ist nicht kritisch. Bei
einer Brenndauer von ungefähr 2 Stunden und einer Brenntemperatur von ungefähr 90o°
C wurden gute Ergebnisse erhalten.
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Als Beispiel für das. erfindungsgemäße Verfahren wurde der gepulverte
Leuchtstoff, und zwar Calcium, Chlorfluorphosphat, das mit Antimon und Mangan aktiviert
war, mit 0,7 Gewichtsprozenten Borsäure vermischt. Die trockene Mischung
wird etwa 1/z Stunde lang gemahlen und sodann auf einer bedeckten Quarzschale frei
einer Temperatur von ungefähr 900° C 2 Stunden lang gebrannt. Anschließend wird
der so vorbehandelte Leuchtstoff in einer Lösung von Nitrocellulose in Amylacetat
suspendiert. Auf der Innenseite des gläsernen Lampenkolbens wird ein Überzug aus
dieser Suspension angebracht und nach Trocknung wird der Kolben bei einer Temperatur
von annähernd 40o bis 60o° C zum Ausbrennen des Bindemittels ausgeheizt.
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In so behandelten Röhren haften die den Überzug bildenden Teilchen
fest aneinander und fest an der Glaswand, werden durch die Reibung des Quecksilbers
nicht gelöst oder entfernt und ebenfalls nicht bei einer Erhitzung und Verformung
der Röhre. Die Behandlung ruft Änderungen in dem physikalischen und dem chemischen
Verhalten des Phosphors sowie in seinen Leuchteigenschaften hervor. So ist beispielsweise
das Pulver in höherem Grade backend und die Spektralverteilung ist etwas verschoben.