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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 28. August 1953 Bekaiintgemacht am 26. Juli 1956Registration date: August 28, 1953 Published on July 26, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Um die Ultraviolettstrahlung einer Niederdruck-Queicksilberdampf-Entladung auszunutzen, werden die Innenoberflächen von Leuchtstofflarnpenhüllen mit einem Überzug aus Leuchtstoff versehen, der dadurch aufgebracht wird, daß man den Leuchtstoff in einem flüssigen Medium suspendiert und die Oberfläche der Hülle mit dieser Suspension, überzieht. Die als Überzugsmaterial Verwendung findende Suspension wird üblicherweise als Farbanstrich bezeichnet. Da die Viskosität der meisten Flüssigkeiten, welche den Leuchtstoff nicht schädlich: beeinflussen und welche aus dem erzeugten Überzug wieder entfernt werden, könnem, nicht groß genug ist, Um einen glatten, gleichförmigen Überzug zu ergeben, wenn die Suspension nur aus in einer Flüssigkeit, suspendiertem Leuchtstoff besteht, enthält üblicherweise der Farbanstrich ein die Viskosität regelndes Mittel oder Agens. Bisher wurde üblicherweise eine Lösung von Nitrozellulose und Butylacetat als suspendierendes Medium für den Leuchtstoff benutzt. Die Nitrozellulose verleiht dem Butylacetat die erforderliche Viskosität, so daß es möglich ist, einen glatten, gleichförmigen Überzug aus Leuchtstoff an der Glasober-To the ultraviolet radiation of a low pressure mercury vapor discharge The inner surfaces of fluorescent lamp envelopes are to be exploited provided with a coating of phosphor, which is applied by the fact that the phosphor suspended in a liquid medium and the surface of the shell with this suspension, covers. The suspension used as a coating material is usually used as a paint designated. Since the viscosity of most liquids which are not harmful to the phosphor: influence and which can be removed from the coating produced, not large enough to give a smooth, uniform coating when the suspension is just off consists in a liquid, suspended phosphor, The paint usually contains a viscosity regulating agent or agent. Until now Usually a solution of nitrocellulose and butyl acetate was used as the suspending medium used for the fluorescent. The nitrocellulose gives the butyl acetate the required viscosity, so that it is possible to have a smooth, uniform coating of phosphor on the glass surface.

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fläche der Lampenhülle zu gewinnen; die Nitrozellulose wird aus dem aufgebrachten Überzug .. ausgebrannt.to gain area of the lamp envelope; the nitrocellulose is burned out of the applied coating ...

Führt nun gemäß vorstehendem eine Lösung von .Nitrozellulose und Butylacetat als suspendierendes Mittel zur Erzeugung von Überzügen der erwähnten Art zu befriedigenden Ergebnissen, so· ist zu bedenken, daß die Kosten von Butylacetat unverhältnismäßig hoch sind, was in Industrien, inNow leads, according to the above, a solution of .nitrocellulose and butyl acetate as a suspending Means for producing coatings of the type mentioned, with satisfactory results, so · is to bear in mind that the cost of butyl acetate is disproportionately high, which is what industries, in

ίο welchen die Konkurrenz eine sehr scharfe ist, wie in der Lampenindustrie¹, von erheblicher Bedeutung ist. Ein Ersatz für das Butylacetat muß eine flüchtige, suspendierende Flüssigkeit sein, zu welcher es ein die Viskosität regelndes Agens gibt, das nach dem Auftrag des, Leuchtstoffes auf die Oberfläche der Lampe wieder entfernt werden kann und welches dem Leuchtstoff nicht schädlich ist; denn der Leuchtstoff ist während des Betriebes der Lampe außerordentlich empfindlich gegen fremde Körper, die sich in dem Leuchtstoffüberzug befinden; solche Fremdkörper sind beispielsweise kohlenstoffhaltige Rückstände. Das Bindemittel muß auch so entfernbar sein, daß es den empfindlichen Leuchtstoff während der Zeit und des Vorganges ,,der. .Entfernung nicht beschädigt.ίο which the competition is very fierce, as in the lamp industry ¹ , is of considerable concern. A substitute for the butyl acetate must be a volatile, suspending liquid, to which there is a viscosity-regulating agent, which can be removed again after the application of the phosphor on the surface of the lamp and which is not harmful to the phosphor; because the phosphor is extremely sensitive to foreign bodies that are in the fluorescent coating during operation of the lamp; such foreign bodies are, for example, carbonaceous residues. The binder must also be removable so that it will remove the sensitive phosphor during the time and process, the. .Remove not damaged.

^: Nun. ist es bereits bekannt, zur Erzeugung von ^: Well. it is already known to produce

Leuchtstoffüberzugsschi.chten an Glasoberflächen ein Stoffgemisch zu verwenden, das aus einem in einer wäßrigen Lösung eines Methylzeillulosebinders suspendierten Leuchtstoff besteht. Methylzellulose hat sich als besonders geeignetes Mittel bei der Verwendung einer wäßrigen. Suspension eines Leuchtstoffes erwiesen, und es bereitet auch keine Schwierigkeiten, eine Lösung von Methyl-. 35 zellulose und Wasser mit einer zur Erzeugung von Leuchtstoff überzügen an Glasoberflächen geeigneten Viskosität zu gewinnen. Jedoch hat sich gezeigt, daß diese Lösung allein befriedigende und praktisch brauchbare Überzüge an Leuchtstofflampen nicht ergibt. Die Erklärung dafür liegt.darin, daß eine Lösung aus Methylzellulose und Wasser gelähnliche Beschaffenheit besitzt und nicht gleichförmig fließt; sie ergibt daher keinen gleichmäßigen, glatten Überzug, wie er für Leuchtstofflampen erforderlich ist.Fluorescent coating layers on glass surfaces use a mixture of substances that consists of an in an aqueous solution of a methyl cellulose binder suspended phosphor. Methyl cellulose has proven to be a particularly suitable means when using an aqueous. suspension of a phosphor and it is also easy to find a solution of methyl-. 35 cellulose and water with a suitable for producing phosphor coatings on glass surfaces Gain viscosity. However, this solution alone has been found to be satisfactory and practical usable coatings on fluorescent lamps does not result. The explanation for this is that a solution of methyl cellulose and water is gel-like in nature and not uniform flows; it therefore does not give a uniform, smooth coating as it does for fluorescent lamps is required.

Nach der Erfindung erhält man indessen eine leicht flüssige Lösung, wenn als Flußmittel ein wasserlöslicher, einwertiger Alkohol, der in der AlkohoLreihe höher als Methylalkohol liegt, verwendet wird. Die Wirkung dieses Flußmittels ist nicht völlig geklärt; wahrscheinlich ist, daß das Flußmittel die Moleküle der Lösung aus Methylzellulose und Wasser gewissermaßen schmiert und so das Suspensionsmittel leicht fließend oder flüssig macht. Als geeignete Flußmittel wurden die einwertigen Alkohole festgestellt, die in der Alkoholreihe höher liegen als Methylalkohol und wasserlöslich sind. Befriedigende Erfolge wurden erzielt durch Beigäbe eines der nachstehend aufgezählten Alkohole: Äthyl-, n-Propyl-,' Iso-Propyl-, n-Butyl-, Isö-Butyl-, sek. Butyl-, n-Amyl- und Iso-Amyl-Alkohol. Vorzugsweise wird ' Butyl-Alkohol verwendet, der eine maximale Löslichkeit von ungefähr 9,7 Volumprozent iii Wasser bei einer Temperatur von 20° C besitzt. Das bevorzugte Verhältnis von Butyl-Alkohol ist ungefähr 5 Volumprozent der Wasser-Butanol-Lösung. Das ■ Flußmittel wird entweder vor oder, aach der Auflösung der Methylzellulose in. Wasser beigegeben.According to the invention, however, a slightly liquid solution is obtained if a flux is used Water-soluble, monohydric alcohol, which is higher in the alcohol series than methyl alcohol, is used will. The effect of this flux is not fully understood; it is likely that that Flux the molecules of the methyl cellulose solution and water to a certain extent lubricates, making the suspension medium easy to flow or liquid power. The monohydric alcohols in the alcohol series have been found to be suitable fluxes higher than methyl alcohol and soluble in water. Satisfactory results have been achieved by adding one of the alcohols listed below: ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, Iso-butyl, sec. Butyl, n-amyl and iso-amyl alcohol. Preferably, butyl alcohol is used, which has a maximum solubility of about 9.7 percent by volume iii water at a temperature of 20 ° C. The preferred ratio of butyl alcohol is approximately 5 percent by volume of the water-butanol solution. The ■ flux is added either before or after the methyl cellulose is dissolved in water.

Um jegliche schädliche Trockenstelle beim Überziehen der Innenseite der Glasröhren zu. vermeiden, ist es erwünscht, ein Netzmittel zur Anwendung zu bringen, vorzugsweise in der Größenordnung von ι Gewichtsprozent in der den Leuchtstoff enthaltenden endgültigen Suspension. Netzmittel sind in der einschlägigen Technik bekannt und stehen in mancherlei Arten zur Verfügung. Mit Erfolg im Sinne der Erfindung angewandtes Netzmittel ist Natrrum-Laurylsulfat', »Duponol-C«.To avoid any harmful dry spots when coating the inside of the glass tubes. avoid, it is desirable to use a wetting agent, preferably on the order of magnitude of ι percent by weight in the final suspension containing the phosphor. Are wetting agents are known in the art and are available in a variety of forms. With success in The wetting agent used for the purposes of the invention is sodium lauryl sulfate, "Duponol-C".

Es wurde auch als vorteilhaft festgestellt, entschäumende Mittel, vorzugsweise 0,1 Volumprozent des Anstrichmittels, zu verwenden, zu dem Zweck, die Blasenbildung zu verringern und dadurch die Erzeugung einer gleichförmigen, glatten Überzugsschicht zu fördern. Entschäumungsmittel sind in der einschlägigen Technik ebenfalls bekannt·; mit Erfolg wurde Tributyl-Phosphat verwendet.It has also been found beneficial to use defoaming agents, preferably 0.1 percent by volume of the paint, for the purpose of reducing the formation of bubbles and thereby reducing the Promote the creation of a uniform, smooth coating layer. Defoamers are in also known from the relevant technology ·; tributyl phosphate has been used with success.

Ein Beispiel eines AnstTichfarbenstoffgemisehs, das sich zur Erzeugung von Leuchtstoffüberzügen auf der Innenoberfläche: von Leuchtstofflampen eignet, besteht aus ungefähr 0,8 Gewichtsprozent Methylzellulose (Viskosität: 1500 cP = centipoises) und ungefähr 5 Volumprozent Butanol oder einem anderen Flußmittel in geeignetem Verhältnis. Die ganze Zusammensetzung ist beispielsweise folgende:An example of a tapping dye mix, which is used to produce fluorescent coatings on the inner surface: of fluorescent lamps suitable, consists of approximately 0.8 percent by weight methyl cellulose (viscosity: 1500 cP = centipoises) and about 5 volume percent butanol or other flux in appropriate proportions. the whole composition is for example the following:

Methylzellulose (1500 cP) , 4,82 gMethyl cellulose (1500 cP), 4.82 g

Wasser 484,5 cm³ Water 484.5 cm ³

Butanol 25,5 cm³ Butanol 25.5 cm ³

Leuchtstoff 300,0 gPhosphor 300.0 g

Netzmittel .. 3,0 gWetting agent .. 3.0 g

. Entschäumungsmittel 0,5 cm³ . Defoaming agent 0.5 cm ³

Das Anstrichmittel wird dadurch gewonnen, daß der Leuchtstoff in trockenem Zustand und die zur Gewinnung der gewünschten Viskosität erforderliche Menge Methylzellulose gemischt werden und da,ß dieser Mischung Wasser und Flußmittel zugesetzt werden. Beispielsweise wird ein Anstrichmittel der oben angegebenen Zusammensetzung in einer Kugelmühle wie folgt erzeugt: 300 g Leuchtstoff und 4,82 g Methylzellulose werden zusammen ι Stunde· lang in einer Kugelmühle gemahlen. Zu dem gemahlenen, trockenen Gemisch werden 484,5 cm³ Wasser, 25,5 cm³ Butanol und 0,5 cm³ Entschäumungsmittel zugesetzt; das entstandene Stoffgemisch wird 8 Stunden lang in einer Kugelmühle gemahlen zur Gewinnung einer Suspension von Leuchtstoff in der Wasser-Butanol-Methylzellulose-Lösung. Dann werden 3 g Netzmittel der gemahlenen Suspension beigegeben. Dieses Anstrichmittel hat eine Viskosität von ungefähr i20cP und eignet sich zur Erzeugung von Überzügen an den Innenoberftächen von Leuchtstofflampen in der üblichen Weise, nämlich durch Bestreichen oder gießen der Röhre mit dem Anstrichmittel,Trock-The paint is obtained by mixing the phosphor in the dry state and the amount of methyl cellulose required to obtain the desired viscosity, and then adding water and flux to this mixture. For example, a paint of the composition given above is produced in a ball mill as follows: 300 g of phosphor and 4.82 g of methyl cellulose are ground together in a ball mill for 1 hour. ^{484.5 cm 3 of} water, 25.5 cm ^{3 of} butanol and 0.5 cm ^{3 of} defoaming agent are added to the ground, dry mixture; the resulting mixture of substances is ground for 8 hours in a ball mill to obtain a suspension of phosphor in the water-butanol-methylcellulose solution. Then 3 g of wetting agent are added to the ground suspension. This paint has a viscosity of about i20cP and is suitable for producing coatings on the inner surfaces of fluorescent lamps in the usual way, namely by painting or pouring the tube with the paint, drying

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neu des letzteren und Ausbrennen der Methylzellulose. ' 'new of the latter and burning out of the methyl cellulose. ''

Eine zweite Art der Erzeugung des Anstrichmittels besteht darin, daß man zuerst eine wäßrige Lösung von Methylzellulose erzeugt. Es ist dabei wichtig, eine klare Lösung von Methylzellulose in Wasser zu erhalten, da eine trübe Lösung leicht dazu führt, daß der Leuchtstoffüberzug verhältnismäßig körnig wird. Mag auch dieser Überzug für ίο manche Zwecke geeignet sein, so· ist er doch, zur Verwendung in Leuchtstofflampen weniger tauglich. Eine klare Lösung erhält man durch Auflösen der Methylzellulose in Wasser, das auf eine Temperatur von etwa 85⁰C erhitzt worden, ist. Die Methylzellulose wird dem Wasser unter Umrühren zugegeben; das Rühren wird unter Kühlung der Lösung auf ungefähr 5 bis 10⁰C fortgesetzt. Man läßt dann die Lösung bei Raumtemperatur stabilisieren. A second way of making the paint is by first making an aqueous solution of methyl cellulose. It is important to obtain a clear solution of methyl cellulose in water, since a cloudy solution tends to cause the phosphor coating to become relatively grainy. Even if this cover may be suitable for some purposes, it is less suitable for use in fluorescent lamps. A clear solution is obtained by dissolving the methyl cellulose in water that has been heated ^{to a temperature of about 85 ° C.} The methyl cellulose is added to the water while stirring; stirring is continued while cooling the solution to about 5 to 10 ⁰ C. The solution is then allowed to stabilize at room temperature.

Bei der Herstellung eines Anstrichmittels der obenerwähnten Zusammensetzung nach dem an zweiter Stelle aufgeführten Verfahren werden 4,82 g Methylzellulose (1500 cP) in 484,5 cm³ Wasser, das 25,5 cm³ Butanol enthält und auf eine Temperatur von ungefähr 85⁰ C erhitzt ist, aufgelöst. Das resultierende Stoffgemisch wird zum Zweck der Herbeiführung der Lösung der Methylzellulose gerührt und anschließend unter Kühlung auf eine Temperatur von 5 bis io° C weitergerührt.In the preparation of a paint of the above composition 4.82 g methyl cellulose (1500 cP) are listed according to the second method in 484.5 cm ³ water containing 25.5 ^cm3 butanol and at a temperature of about 85 ⁰ C is heated, dissolved. The resulting mixture of substances is stirred for the purpose of bringing about a solution of the methyl cellulose and then further stirred with cooling to a temperature of 5 to 10 ° C.

Nach Fertigstellung der Lösung werden das Entschäumungsmittel und das Netzmittel beigefügt; der Leuchtstoff wird dann in einer Kugelmühle in der Lösung suspendiert.After the solution is complete, the defoaming agent will be used and the wetting agent added; the phosphor is then put in a ball mill suspended in the solution.

Es ist bisweilen zweckmäßig, zuerst einen Lack zu erzeugen, der dann auf den gewünschten Grad der Viskosität verdünnt wird. In diesem Fall ist ein geeigneter Lack zur Erzeugung von Überzügen an Leuchtstofflampen ein wäßriger Lack, der 2 Gewichtsprozent Methylzellulose (1500 cP) und 5 Volumprozent Butanol, gelöst in Wasser, enthält. Der Lack wird in der gleichen Weise erzeugt wie gemäß obiger Beschreibung die Lösung von Methylzellu-. lose, damit man eine klare Lösung erhält. Bei Herstellung des Anstrichmittels wird der Lack mit einer Wasser-Butanol-Lösung, die S Volumprozent Butanol enthält, auf die gewünschte Viskosität verdünnt; der Leuchtstoff wird dann suspendiert. Das Anstrichmittel kann gewünschtenfalls weiter verdünnt werden. Das Netzmittel und das Entschäumungsmittel werden dann, wenn benötigt, während der Suspendierung des Leuchtstoffes in der Methylzelluloselö'sung zugesetzt.It is sometimes useful to create a varnish first, which is then adjusted to the desired degree the viscosity is diluted. In this case, a suitable varnish is used to produce coatings on fluorescent lamps an aqueous paint containing 2 percent by weight methyl cellulose (1500 cP) and 5 percent by volume Contains butanol dissolved in water. The lacquer is produced in the same way as according to above description the solution of Methylzellu-. loose so that a clear solution is obtained. At manufacture of the paint is the paint with a water-butanol solution, the S volume percent Contains butanol, diluted to the desired viscosity; the phosphor is then suspended. The Paint can be further diluted if desired. The wetting agent and the defoaming agent are then, if required, during the suspension of the phosphor in the methyl cellulose solution added.

Es können auch andere als diie obengenannten Flußmittel Verwendung finden. Im Falle von Äthanol ist es zweckmäßig, eine Lösung zu verwenden, die 30 Volumprozent Äthanol enthält. Die Verhältnisse der übrigen Flußmittel variieren entsprechend der Löslichkeit des Flußmittels in Wasser.Other than those mentioned above can also be used Find flux use. In the case of ethanol, it is advisable to use a solution which contains 30 percent by volume ethanol. The proportions of the other fluxes vary accordingly the solubility of the flux in water.

Die vorstehenden Beispiele sind nicht erschöpfend. Die verwendete Menge an Methylzellulose ist ebensowenig kritisch wie die Menge in der Methylzellulose-Wasser-Lösung suspendierten Leuchtstoffes. Die Verhältnisse sind, bestimmt durch die gewünschte Stärke des zu erzeugenden Überzuges und durch die Eigenschaften, die von diesem Überzug verlangt werden. Ist beispielsweise ein verhältnismäßig dichter, gekörnter Überzug erwünscht, wird eine mehr viskose Lösung benutzt. Wenn aber'ein sehr leichter Überzug aus Leuchtstoff, erzeugt werden soll, dann wird eine dünnere Lösung als sonst üblich angewendet. Netzmittel und Entschäumungsmittel werden im Bedarfsfall beigegeben, und zwar in irgendeinem Stadium der Herstellung des Anstrichmittels. Gemäß den obigen Beispielen wird Methylzelluloise in einer Konzentration, die einer Viskosität von 1500 cP entspricht, benutzt. Es kann aber die Methylzellulose in höherem oder niedrigerem Grad der Viskosität Verwendung finden. Hat die Methylzellulose eine ge- ringere Viskosität, dann wird der Anteil an Methylzellulose gemäß den obigen Beispielen erhöht werden müssen; umgekehrt verfährt man bei größerer Viskosität der benutzten Methylzellulose.The above examples are not exhaustive. The amount of methyl cellulose used is no more critical than the amount suspended in the methyl cellulose-water solution Fluorescent. The proportions are determined by the desired strength of the to be produced Coating and by the properties that are required of this coating. Is for example if a relatively dense, granular coating is desired, a more viscous solution is used. But if there is a very light coating of fluorescent material, is to be generated, then a thinner solution than usual is used. Wetting agents and defoaming agents are added if necessary at any stage of the Manufacture of the paint. According to the above examples, methylcelluloise is used in a concentration which corresponds to a viscosity of 1500 cP. But methyl cellulose can be higher or a lower degree of viscosity can be used. Does the methyl cellulose have a lower viscosity, then the proportion of methyl cellulose will be increased according to the above examples have to; the opposite is used if the viscosity of the methyl cellulose used is higher.

Beim Trocknen der beschirmten Leuchtstoffröhren ist es zur Vermeidung der Entstehung von Streifen oder schwacher Deckung des Überzuges zweckmäßig, die optimalen Bedingungen der Geschwindigkeit, der Temperatur und der Feuchtigkeit der Trockenluft während der Trocknung des Anstrichmittels einzuhalten. Die Luftgeschwindigkeit beträgt vorzugsweise 1,5 bis 1,75 m/sec; die Luftgeschwindigkeit, die Temperatur und die Feuchtigkeit sollen so geregelt werden, daß der Kolben in weniger als 1 Stunde trocknet.When drying the shielded fluorescent tubes, it is to avoid the occurrence of Stripes or weak coverage of the coating expedient, the optimal conditions of speed, the temperature and humidity of the drying air during the drying of the Paint. The air speed is preferably 1.5 to 1.75 m / sec; the Air speed, temperature and humidity should be regulated so that the Flask dries in less than 1 hour.

Nach dem Trocknen der Überzügsschicht wird die Methylzellulose in üblicher Weise ausgebrannt durch Erhitzung auf eine Temperatur.zwischen ungefähr 500 und. 765° C. Selbstverständlich wird man bei der Einhaltung der Temperatur auf die ioo übrigen Bauelemente der Lampe Rücksicht nehmen. Im Anschluß daran wird die Lampe dann in üblicher Weise fertiggestellt durch Einschmelzen der Fassungen, in die Röhrenenden, Evakuierung und Füllung mit geeignetem Gas.After the coating layer has dried, the methyl cellulose is burned out in the usual way by heating to a temperature between approximately 500 and. 765 ° C. It goes without saying the 100 other components of the lamp should be taken into account when maintaining the temperature. Following this, the lamp is then completed in the usual way by melting down the Sockets, in the tube ends, evacuation and filling with suitable gas.

Claims

Patent claims:

1. Mixture of substances for the production of. Fluorescent coating layers on glass surfaces, which consists of ¹ a phosphor suspended in an aqueous solution of a methyl cellulose binder, characterized in that a water-soluble monohydric alcohol, which is higher in the alcohol series than methyl alcohol, is used as the flux.

2. Mixture of substances according to claim 1, characterized in that the flux consists of a Alcohol of the groups ethyl, n-propyl, iso-propyl, η-butyl, iso-butyl, sec. Butyl, n-amyl and iso-amyl alcohol consists.

3. mixture of substances according to claim 1 or 2, characterized in that the flux consists of Butanol in an amount equal to approximately 5 percent by volume of the solution.

4. Mixture of substances according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the flux is made

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Ethanol in an amount equal to approximately 30 percent by volume of the solution.

5. Mixture of substances according to one of the preceding claims, characterized in that it a wetting agent and / or a defoaming agent contains. . '.

6. Process for the production of a mixture of substances according to one of claims 1 to 5, there-. characterized in that dry phosphor with a sufficient amount of methyl cellulose is mixed until the desired viscosity for the mixture of substances is reached, and that then Water and the flux are added and the resulting mixture is stirred.

Considered publications:
British Patent No. 669,392.