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Verfahren zur Herstellung einer Bindemittelschicht für Leuchtschirme,
insbesondere in elektrischen Gasentladungslampen Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Herstellung einer Bindemittelschicht für Leuchtstoffe, insbesondere für elektrische
Gasentladungslampen, deren Innenwände mit lumineszierenden Schichten versehen werden.
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Im Patent 905 453 ist ein Verfahren beschrieben, durch das
eine gleichmäßige Bindemittelschicht für lumineszierende Stoffe in elektrischen
Gasentladungslampen durch Hydrolyse zweier Komponenten in der Gasphase erzielt wird,
dergestalt, daß das Bindemittel durch eine Hydrolyse in Form eines Aerosols erzeugt
wird, welches sich auf der Leuchtschirmunterlage niederschlägt.
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Bekannt ist, die Innenwände von elektrischen Gasentladüngslampen mit
einer Phosphorsäureschicht zu versehen, die das Lumineszenzpulver bindet. Die wichtigsten
Verfahren hierfür sind aus den deutschen Patentschriften 692 394 und Bai 239 bekannt.
Nach dem Patent 692 394 wird die Phosphorsäure in einer verdünnten Lösung angewandt
und insbesondere durch das Verfahren gemäß Patent 678 iio auf die Leuchtröhreninnenwand
aufgetragen, dergestalt, daß die verdünnte Phosphorsäure unter Verwendung von in
die Röhre eingebrachten Füllkörpern, insbesondere Kugeln aus Glas oder Gummi, durch
Schütteln auf der Röhreninnenwand gleichmäßig verteilt wird. Diese beiden Verfahren
haben den Nachteil, daß einmal das Lösungsmittel der Phosphorsäure durch Ausheizen
oder Pumpen wieder entfernt werden muß, da jeder Fremdkörper - in diesem Falle das
Lösungsmittel - die Lebensdauer der Leuchtröhren ungünstig
beeinflussen
kann, und zum anderen, daß der Auftrage- und Verteilungsvorgang durch die Füllkörper
zeitraubend ist und eine gewisse Geschicklichkeit verlangt.
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Beim Verfahren des Patents 821 239 werden die beiden vorstehenden
Nachteile ausgeschaltet. Dieses Verfahren ist wie folgt beschrieben. Roter Phosphor
wird mit einem -geeigneten Oxydationsmittel, wie z. B. Braunstein, zu Tabletten
oder Stäben gepreßt. Letztere werden in bestimmten Dosierungen hergestellt und so
dem gewünschten Bedarf größenmäßig angepaßt. Diese Tabletten oder Stäbe werden entzündet
und entwickeln durch den Verbrennungsprozeß einen Phosp'horpentoxydnebel. Dieser
wird in die elektrische Gasentladungsröhre :hineinsublimiert und durch Bewegung
der Röhre überall mit der inneren Röhrenwand in Berührung gebracht. Auf der Rö'hreninnenwand
reagiert dann der Phosphorpentoxydnebel mit dem Wasserdampffilm, der sich auf jeder
Glaswand befindet, zu Phosphorsäure, die die Leuchtstoffbindung übernimmt.
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Nach dem heutigen Stand der Technik müssen bei dem Verfahren nach
Patent 821 239 folgende Schwierigkeiten in Kauf genommen werden: Es ist praktisch
unmöglich, so viele verschiedene Dosierungen von rotem Phosphor und Oxydationsmittel
herzustellen, um für jede Rohrgröße die entsprechende Menge vorrätig zu haben. Dies
gilt für die Herstellung von Gasentladungslampen, die für Schriftzeichen, Ornamente
usw. Verwendung finden. Besonders für diese Art von Gasentladungslampen ist das
Verfahren jedoch vorgesehen, da gerade Leuchtstoffröhren einfacher in Massenproduktion
nach dem Verfahren der deutschen Patente 729 449 und 747 738 'hergestellt
werden. Auf Grund der schwierigen Dosierbarkeit des P:hosp'horpentoxydnebels nach
Patent 821 239 läuft man Gefahr, daß die Menge nicht ausreicht oder zu groß
ist. In letzterem Falle können die sich entwickelnden Phosphorpentoxydnebel nicht
restlos von der Röhre aufgenommen werden, so daß der Nebelüberschuß in den Arbeitsraum
strömt. Diese übersdhüssigen Phosp.horpentoxydnebel sind jedoch unwirtschaftlich,
belästigen die Arbeitskräfte und können sogar gesundheitsschädigende Wirkungen verursachen.
Diese Mängel können nach Patent 821 239 nicht behoben werden, da es unmöglich ist,
dem roten Phosphor das Oxydationsmittel schlagartig zu-entziehen, um dadurch die
Phosphorpentoxydnebelbildung- zu unterbrechen.
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Weiterhin ist die Stärke des Wasserdampffilms, der sich auf jeder
Glasrohrinnenwand befindet, abhängig von der Luftfeuchtigkeit, in der sich die Gasentladungslampe
vorher befunden hat. Es wird deshalb z. B. im Winter ein ganz anderer Bindefilm
erzielt als im Sommer. Das hat wiederum zur Folge, daß die anhaftende Leuchtstoffmenge
unterschiedlich ist, was sich wiederum in unterschiedlichen Leuchteffekten der elektrischen
Gasentladungslämpe bemerkbar macht.
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Das nachfolgend beschriebene Verfahren ermöglicht es, die Aufbringung
der Lumineszenzschicht von Unsicherheitsfaktoren unabhängig zu machen, so daß keinerlei
Fachkenntnisse für die Herstellung des Bindefilms nötig sind und damit eine wesentliche
Verbilligung des Arbeitsganges erreicht werden kann.
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Erfindungsgemäß wird deshalb nicht in der Röhre, sondern- außerhalb
derselben ein Phosphorsäureaerosol erzeugt, welches zwecks Aufbringung der Phosphorsäure
an der Rohrinnenwand vermittels eines Trägergases durch die elektrische Gasentladungslampe
geleitet wird. Dieses Verfahren arbeitet also unabhängig; von der verschiedenen
Stärke eines an der Rohrinnenwand vorhandenen Wasserdampffilms. Zur Durchführung
des Verfahrens wird deshalb z. B. technisch roter Phosphor, der nicht in Tablettenform
gepreßt zu sein braucht und dem kein Oxydationsmittel beigemischt ist, in einer
der Röhre vorgeschalteten, geschlossenen Verbrennungskammer, die z. B. aus Stahlblech
geformt ist, entzündet und gleichzeitig ein Strom Wassergesättigter Luft durch die
Brennkammer hindurchgeleitet. Das dabei entstehende P'hosphorpentoxyd wird durch
diese Maßnahme in der Brennkammer zu einem Phosphorsäureaerosol umgeformt. Dieses
so gebildete Phosphorsäureaerosol wird nun vermittels .des Luftstromes durch die
Röhre hindurchgeleitet und bildet an der Rohrinnenwand den gewünschten Phosphorsäurefilm,
der unmittelbar zum Binden des Leuchtstoffpulvers dient und stets sehr gleichmäßig
und dicht ausfällt. Durch Regulierung des wassergesättigten Luftstromes - dies kann
dadurch erreicht werden, daß vor der Verbrennungskammer ein Hahn oder Ventil angeordnet
und betätigt wird - hat man die Quantität des Phosphorsäureaerosols stets in der
Hand. Hierdurch wird ein genau dosiertes Arbeiten ermöglicht; denn der rote Phosphor
brennt nach dem neuen Verfahren nur in dem Maße ab, wie ihm Luftsauerstoff durch
den Luftstrom zugeführt wird. Durch eine praktisch gleichbleibende Wassersättigung
der Luft, die durch geeignete Hilfsmittel, wie Wasserflaschen, Fallen usw., .erreicht
wird und durch den gleichbleibenden Sauerstoffgehalt der Luft wird das neue Verfahren
unabhängig von den äußeren Bedingungen, wie z. B. Schwankungen der Luftfeuchtigkeit
usw. Es ist daher nach dem neu beschriebenen Verfahren ein absolut elastisches Arbeiten
möglich; denn sofort nach Drosselung der wassergesättigten Luft hört die Bildung
des Phosphorsäureaerosols auf. Eine Wiederholung der Phosphorsäureaerosolbildung
ist sofort wieder möglich durch Öffnung des Regulierhahnes für die Luftzufuhr und
Entzünden des roten Phosphors. Der Arbeitsgang des Entzündens mit Hand kann dadurch
mechanisiert werden, daß eine elektrische Glüh- oder elektrische Funkenzündung mit
dem Hahn bzw. den Hähnen gekoppelt wird. Die Brennkammer kann stets so viel roten
Phosphor enthalten, um mehrere Aerosolbildungen ohne Nachfüllung durchführen zu
können.
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Da die Sedimentationsgeschwindigkeit des Phosphorsäureaerosols nicht
so groß wie die des Phosphorpentoxyds ist, schlägt das Phosphorsäureaerosols sich
bereits ohne entsprechende Bewegung der Röhre an der Innenwand derselben gleichmäßig
nieder.
Die weitere Auftragung des Lumineszenzpulvers wird in der bisher bekannten Form
dann vorgenommen.