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Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung eines fest haftenden Überzuges
in einem Gefäß aus Glas oder einem glasartigen Stoff Zusatz zum Patent 881549 Das
Patent 881549 bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Erzeugung
eines fest haftenden Überzuges in einem Behälter aus Glas oder einem glasartigen
Stoff, insbesondere zur Erzeugung eines gleichförmigen Überzuges aus fluoreszierendem
Stoff an der Innenoberfläche einer Leuchtröhre. Das Verfahren nach dem Hauptpatent
besteht darin, daß trockenes Pulver in das Gefäß eingebracht und der Einwirkung
eines elektrostatischen Hochspannungsfeldes unterworfen wird. lm einzelnen wird
dabei das Gefäß auf eine die elektrische Leitfähigkeit desselben bewirkende Temperatur
erhitzt und das feinverteilte, trockene Pulver in Form eines Rauches in das zwischen
den Wandungen des Gefäßes und einer Elektrode erzeugte elektrostatische Feld eingebracht,
so daß die überzugsteilghen, elektrostatisch geladen, von der Oberfläche des Gefäßes
angezogen und an derselben niedergeschlagen werden.
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Bei nach dem Verfahren des Hauptpatents elektrostatisch mit einem
Überzug versehenen fluoreszierenden Lampen kommt es vor, daß durch das flüssige
Quecksilber Teile des Überzuges entfernt werden, und zwar entweder durch das freie
Herumrollen des Quecksilbers, wodurch in dem Überzug Streifen entstehen, oder durch
plötzliches
Aufprallen und Zerplätschern des Quecksilbers, wodurch
der Überzug in charakteristischer Ringform aufgerissen wird.
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Es hat sich gezeigt, daß dieser Nachteil vermieden wird, wenn man
über den im elektrostatischen Feld erzeugten Überzug ein Feuchtigkeit enthaltendes
Medium strömen und kondensieren oder verflüchtigen läßt und anschließend in Luft
oder durch Anwendung von Hitze schnell trocknet; durch diese Behandlung wird der
Überzug zäher. Er haftet fester an dem Glas und leistet den mechanischen Einwirkungen
des Quecksilbers Widerstand. Solche Feuchtigkeit enthaltende Medien sind hochflüchtige
Flüssigkeiten, wie Alkohole, Aceton oder leicht kondensierender, schnell trocknender
Dampf, wie Wasserdampf, gemischt mit Luft. Diese Medien läßt man durch das elektrostatisch
überzogene Gefäß strömen.
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Demzufolge besteht die Weiterbildung des Verfahrens und der Vorrichtung
nach dem Hauptpatent darin, den nach dem Verfahren gemäß dem Hauptpatent in fluoreszierenden
Lampen auf elektrostatischem Weg trocken aufgebrachten Überzug anschließend leicht
zu befeuchten, um eine Festhaftung der Teilchen des fluoreszierenden Stoffes an
der Gefäßwand herbeizuführen.
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In der Abbildung wird dieses zusätzliche Verfahren an Hand einer als
Beispiel dienenden Einrichtung zur Behandlung der fluoreszierenden Lampe mit Dampf
erläutert, und zwar ist diese Einrichtung teilweise geschnitten und teilweise gebrochen
dargestellt.
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Ist der Überzug gemäß dem Verfahren nach dem Hauptpatent an dem Gefäß
oder Mantel 33 der Leuchtstofflampe gebildet, so wird das Gefäß aus der Apparatur,
die Gegenstand des Hauptpatents ist, entfernt und zur Weiterbehandlung in die aus
der Zeichnung ersichtliche Apparatur eingesetzt, die ein Teil der Apparatur nach
dem Hauptpatent oder getrennt von dieser ist. Das in der Zeichnung gezeigte Gerät
besteht aus einem Fuß 8o, der eine federnde Halterung 82 sowie ein metallisches
Paßstück 83 trägt. Es kann eine Mehrzahl von Vorrichtungen gemäß der Zeichnung gleichzeitig
Verwendung finden, um eine Vielzahl von Lampen in einem Arbeitsgang zu behandeln.
Der Einfachheit halber ist in der Zeichnung- nur eine Einrichtung zur Behandlung
einer einzigen Lampe gezeigt.
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Wie schon, oben erwähnt, kann das anfeuchtende Medium aus einer flüchtigen
Flüssigkeit oder Dampf bestehen. Das in der Zeichnung dargestellte Beispiel bezieht
sich auf die Verwendung von Dampf und Luft, kann aber gleichwohl zur Behandlung
der Lampe mit irgendwelchen anderen, Feuchtigkeit enthaltenden Medien Verwendung
finden. In dem Teil 83 befindet sich eine Kammer 8,, die in einen Hahn 85 ausmündet,
während an ihrem anderen Ende eine Gewindebüchse 86 und ein Dichtungsflansch 87
zur Herstellung einer flüssigkeitsdichten Verbindung mit dem Gefäß 33 vorgesehen
sind, wenn dieses in die Halterung 82 eingesetzt ist. Ein Y-förmiges Anschlußstück
88 mit den beiden Schenkeln 89 und 9o ist an die Kammer 84 angeschlossen
und steht einerseits über ein Regelorgan 92 mit einer Druckluftquelle, andererseits
über ein Regelorgan 93 mit einer Dampfquelle in Verbindung. Durch Betätigung
dieser beiden Regelorgane wird ein geeignetes Gemisch aus Luft von niedrigem Druck
und Dampf in die Kammer 8¢ eingeführt; dieses Gemisch durchströmt dann das Gefäß
33. Bei zweckentsprechender Wahl des Mischungsverhältnisses findet eine gleichmäßige
Verteilung von Feuchtigkeit an der Innenoberfläche des Gefäßes 33 über dessen ganze
Länge statt, ohne Bildung von Wassertropfen, welche den Überzug verderben würden.
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Es gibt indessen für jedes verschiedene Mischungsverhältnis zwischen
Luft und Dampf (Wasserdampf) eine bestimmte Taupunkttemperatur, oberhalb welcher
flüssiges Wasser aus dem Gemisch nicht kondensiert, unterhalb welcher jedoch die
Kondensation stattfindet. Je niedriger der Prozentsatz an Dampf in der Luft ist,
desto niedriger ist die Taupunkttemperatur. Wenn daher die Gefäße über ihre ganze
Länge im wesentlichen auf der gleichen Temperatur gehalten werden, findet beim Durchgang
des Luft-Dampf-Gemisches durch dieselben in jedem Gefäßquerschnitt Kondensation
statt und dadurch eine Erhitzung durch die latente Kondensationswärme von Wasser.
Sobald so viel Wasser kondensiert ist, daß die Temperatur des unteren Querschnittes
des Gefäßes auf den Taupunkt ansteigt, kondensiert kein weiteres Wasser mehr in
diesem Querschnitt, und das Luft-Dampf-Gemisch streicht vorbei, um an dem oberen
Querschnitt des Gefäßes zu kondensieren, bis auch dort wieder der Taupunkt erreicht
ist und die gleiche Menge an Wasser je Flächeneinheit des Gefäßes kondensiert ist.
Die Gefäße werden dann getrocknet, was dadurch geschieht, daß man durch Schließung
des Regelorgans 93 nur Luft durchstreichen läßt. Man kann die Gefäße aber
auch von der Vorrichtung gemäß Abbildung abnehmen und sie in einem eigenen Arbeitsgang
schnell trocknen, falls dies erwünscht sein sollte.
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Die Dampfbehandlung festigt den Überzug, so daß er zäher und mechanisch
widerstandsfähiger wird, insbesondere gegen schädliche Beeinflussung durch das OOuecksilber.
Auf diese Weise werden die günstigsten Voraussetzungen geschaffen für die im einzelnen
im Hauptpatent bereits beschriebene Fertigstellung einer kompletten Lampe. Die fluoreszierenden
Partikelchen bilden einen fest haftenden Verband an der Innenoberfläche des Gefäßes,
ohne daß eine Zwischenlage aus einem fremden Stoff vorhanden ist, der das sichtbare
Licht verschlechtern würde, welches der fluoreszierende Stoff bei Erregung durch
ultraviolette Strahlen liefert.
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Diese Erscheinung ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß nach
dem Aufbringen der fluoreszierenden Stoffpartikeln auf die Gefäßwand das durchströmende;
Feuchtigkeit enthaltende Medium die Teilchen bis zu einem gewissen Grad anfeuchtet.
Durch die Kondensation einer verdampften
Flüssigkeit und das nachfolgende-
Trocknen findet ein Expandieren und Kontrahieren der Stoffteilchen statt, das deren
Oberflächenspannung erhöht und hierdurch das festere Haften bewirkt. Unbeschadet
der Richtigkeit dieser Erklärung bleibt die Tatsache, daß der elektrostatisch erzeugte
Überzug einer fluoreszierenden Lampe nach der erwähnten Behandlung äußerst stoßfest
ist und daß die Teilchen durch freies Quecksilber nicht beschädigt oder örtlich
verändert werden, während vor der Behandlung mit einem Feuchtigkeit enthaltenden
Medium schon geringe Erschütterungen die Teilchen leicht lockern.
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Darüber hinaus zeigt der in der vorstehend angegebenen Weise behandelte
Überzug eine Oberfläche, die von jener vor dieser" Behandlung, und zwar nicht nur
bezüglich der Dichte und Glätte, vollkommen verschieden ist. An Hand von Mikrobildern
ist feststellbar, daß das durch den nicht angefeuchteten elektrostatisch erzeugten
Überzug reflektierte Licht völlig ungleichförmig ist. Der Überzug hat kein regelmäßiges
Gefüge, sondern besteht aus wenigen isolierten Anhäufungen oder Zusammenballungen,
wobei die Mehrzahl der Körnchen offensichtlich abgeplattet oder aufgestellt ist
und wenig Licht reflektiert. Demgegenüber zeigt ein Mikrobild des angefeuchteten
und getrockneten, elektrostatisch erzeugten Überzuges ganz klar ein regelmäßig ausgerichtetes
und kontinuierlich gleichförmiges Gefüge über die ganze Oberfläche; das Licht wird
im wesentlichen von der ganzen Oberfläche reflektiert. Da der Überzug einer fluoreszierenden
Lampe, wenn sie den besten Wirkungsgrad haben soll, das Licht sowohl reflektieren
wie durchlassen muß, so ergibt sich hieraus, daß infolge der durch die Behandlung
mit einem Feuchtigkeit enthaltenden Medium erreichten Erhöhung der reflektierten
Lichtmenge eine beträchtliche Steigerung des Wirkungsgrades bedingt ist.
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Diese Behandlung des elektrostatisch erzeugten Überzuges steigert
aber auch den Anteil an durchgelassener Lichtmenge, was naturgemäß eine weitere
Forderung für eine wirksame fluoreszierende Lampe ist. Daß diese Tatsache zutrifft,
ergibt die vergleichende Gegenüberstellung von Mikrobildern der Überzüge vor und
nach der Behandlung gemäß dem Verfahren. nach der Erfindung.
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Durch den nicht behandelten Überzug wird nur eine kleine Lichtmenge
durchgelassen. Da der unbehandelte Überzug weniger kompakt ist, ergibt sich nämlich
eine starke Lichtstreuung. Das Mikro-Bild eines Überzuges, der gemäß dem Verfahren
nach der Erfindung hergestellt ist, zeigt, daß das durchgelassene Licht wie das
reflektierte Licht über die ganze Oberfläche verteilt ist. Dies weist darauf hin,
daß hier eine geringere Streuung der Strahlen durch die Körnchen hervorgerufen wird.
Aber mag diese Erklärung zutreffen oder nicht, wesentlich ist die aus Mikrobildern
erwiesene Tatsache, daß die Menge an durchgelassenem Licht eine erhebliche Steigerung
erfährt.
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Somit zwingen die Mikrobilder zu dem Schluß, daß durch die erfindungsgemäße
Behandlung sowohl die Menge an reflektiertem wie, an durchgelassenem Licht vergrößert
wird und daß dies eine Erhöhung des Wirkungsgrades zur Folge hat, ferner, daß gleichzeitig
der Überzug zäher und fester haftend wird, wie schon oben angedeutet. Darüber hinaus
zeigt der Vergleich eines Mikrobildes von einem Überzug, der auf die bisher übliche
Art des Überflutens gewonnen wurde mit einem Mikrobild von einem Überzug, der gemäß
dem hier beschriebenen Verfahren hergestellt ist, daß nicht bloß die Überzüge von
ganz verschiedenem Gefüge sind, sondern daß das reflektierte und durchgelassene
Licht bei einem erfindungsgemäß gewonnenen Überzug mengenmäßig wesentlich vermehrt
ist gegenüber einem Überzug, der mittels eines flüssigen Binders durch Auffluten
erzeugt ist.
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Aus Vorstehendem erhellt, daß die vorliegende Erfindung ein Verfahren
nebst einer Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens offenbart, nach welchem
durch Feuchtigkeitsbehandlung ein einwandfreies Festhaften des elektrostatisch erzeugten
Überzuges erreicht wird, ohne daß die fluoreszierenden Eigenschaften des Materials
beeinträchtigt werden.