FI92217C - Loisteainehiukkanen - Google Patents

Description

92217

Loisteainehiukkanen

Tama keksintd koskee fluoresoivia lamppuja ja fluoresoivien lamppujen valo- tai loisteaineita. Tarkem-5 min sanoen tama keksintO koskee sellaisten fluoresoivien lamppujen parannettua suorituskykya, jotka sisaitSvåt mangaanilla aktivoitua sinkkiortosilikaattivaloainetta.

Mangaanilla aktivoitu sinkkiortosilikaattivalo-aine (Zn2Si04:Mn) on vihreaa emittoiva valoaine. Eras 10 Zn2Si04:Mn:iin liittyva ongelma on sen suhteellisen huono suorituskyky ja sSilyminen fluoresoivassa lampussa. Huono sailyminen merkitsee, etta valoaineen valoteho tai lumen-maara wattia kohti laskee lampun elinian aikana toivottua enemman. Johtuen Zn2Si04 :Mn-valoaineen suhteellisen huo-15 nosta sailymisesta fluoresoivassa lampussa, sen on yleen-sa havaittu olevan sopimaton kåytettavaksi vihreaa emit-toivana valoaineena kaupallisesti saatavissa fluoresoi-vissa lampuissa. Tahan saakka kaupallisesti saatavissa fluoresoivissa lampuissa, jotka sisaitavat vihreaa emit-20 toivia valoaineita, on tyypillisesti kaytetty kalliita harvinaista maametallia olevia vihreaa emittoivia valoaineita, kuten seriumterbium-magnesiumaluminaattia.

Korkean suorituskyvyn vihreaa emittoivien valoai-neiden merkitys, joilla on vahaiset huononemisominaisuu-25 det fluoresoivissa lampuissa, on kasvanut viime vuosina korkean CRI-suorituskyvyn lamppujen kysynnan kasvaessa. Tasta syysta fluoresoiva lamppu, joka sisaitaa halvempaa, hyvin sailyvaa vihreaa emittoivaa valoainetta, on toivot-tava.

30 N3ma ja vieia muut keksinndn tavoitteet, ominais- piirteet ja edut saavutetaan loisteainehiukkasella, jonka ulkopintaa ymp3r6i jatkuva alumiinioksidipaailyste lois-teaineen ollessa mangaanilla aktivoitu sinkkiortosili-kaattivaloaine, jolla on empiirinen kaava: 2 9221 7

Zn,nn .Μη SiO,. nn . (W0o) (2,00-x-y) x (4,00-y) 3 z jossa 0,04 S x < 0,15; 0 S y £ 0,05; 0 5 z S 0,002. Keksinndn mukaiselle loisteainehiukkaselle on tunnus-5 omaista, etta mangaaniaktivaattori on sisailytetty kak-siarvoisena mangaanina, ja etta loisteainehiukkasessa ei ole reagoimatonta mangaania, joka voi aiheuttaa variviko-ja ja vahentaa kirkkautta.

Keksinndn mukaisen valo- tai loisteainehiukkasen 10 edulliset suoritusmuodot ilmenevat oheisista epaitsenåi-sista patenttivaatimuksista 2-6.

Kuvio 1 on kaavamainen sivukuvanto fluoresoivasta lampusta.

Kuvio 2 esittaa graafisesti lumentehoa ajan funk-15 tiona koelamppusarjaile.

Kuvio 3 esittaa CTE 1976 UCS-kromaattisusdiagram- mia.

Paremman kasityksen saamiseksi tasta keksinnOsta yhdessa sen mulden ja lisåtavoitteiden, etujen ja suori-20 tuskyvyn kanssa viitataan seuraavaan selostukseen ja liitteena oleviin patenttivaatimuksiin edelia kuvatun piirroksen yhteydessa.

Tamån keksinndn mukaisesti on havaittu, etta man-gaanilla aktivoidun sinkkiortosilikaattivaloaineen hiuk-25 kaset, jolla valoaineella on empiirinen kaava:

Zn/-i nn SiO, . nr. .(W0o) (2,00-x-y) x (4,00-y) 3 z jossa 0,04 < x < 0,15; 30 0 < y < 0,05; ja 0 < z < 0,002 jotka hiukkaset on erikseen ja jatkuvasti paallystetty tarkasti pintaa noudattavalla alumiinioksidipaailysteel-35 la, aikaansaavat vihreaa emittoivan valoainemateriaalin, 9221 7 3 jonka såilymis- ja lumenominaisuudet soveltuvat kayttGOn fluoresoivissa lampulssa ja valoaineseoksissa.

Taman keksinnOn valoainehiukkasalusta on oleelli-sesti stOkiOmetrinen mangaanllla aktivoitu sinkkiortosi-5 likaattivaloaine, joka on alheena C.F. Chenot'in ja H.B.

Minnier'in amerikkalaiselle patenttihakemukselle, sarja nro (Attorney Docket nro 85-2-247), joka on jatetty sama-na pSivSna taman hakemuksen kanssa. Valoalnealusta sisal-taa seuraavia alkuaineita maaritellyilia painoprosentti-10 alueilla: sinkkia noin 54,06 - 57,60 paino-% piita noin 12,60 - 12,93 paino-% mangaania noin 0,98 - 3,79 paino-% wolframia noin 0,00 - 0,169 paino-% ja 15 happea noin 28,76 - 29,10 paino-% (erotuksena).

Valoainealusta voidaan myOs maaritelia ja identi-fioida sen kationikokoonpanon mukaan. Taman keksinnOn oleellisesti stOkiOmetrisesti mangaanilla aktivoitu sink-kiortosilikaattivaloainealusta sisaitaa: 20 noin 54,06 - 57,60 paino-%:n sinkkipitoisuuden; noin 12,60 - 12,93 paino-%:n piipitoisuuden; noin 0,98 - 3,79 paino-%:n mangaanipitoisuuden; ja noin 0,00 - 0,169 paino-%:n wolframipitoisuuden.

Kun termia "kationi" kaytetaan kuvaamaan valoaine-25 alustassa olevia alkuaineita, se tarkoittaa muita valo-ainealustassa olevia alkuaineita kuin happea.

Nama koostumusrajat voidaan myds maaritelia empii-risenå kaavana: 30 Zn/o \Mn SiO, . nr. .(W0o) (2,00-x-y) x (4,00-y)v 3'z jossa 0,04 s x S 0,15 0,00 £ y < 0,05 0,00 < z < 0,002.

35 Kokoonpanossa epastokiOmetrisyysparametri (y) on rajoitettu vain pieneen poikkeamaan (Zn + Mn)/Si:n ihan- 92217 4 teellisesta stOkiOmetriasta 2,00, ts. arvosta 1,95/1 ar-voon 2,00/1. Mainitulla y:n ylSarvolla 0,05, ylimSSrin olevan piidioksidin (Si02) måårå kohoaa alle 0,7 paino-%:in, mika on kohtuullinen toleranssl ylimaarin olevan 5 piidioksidin negatiivisen piirteen pitamisessa minimissa.

Tdssa kaytettyna "oleellisesti stOkiOmetrinen" kuvaa va-loainetta, jossa epastOkiOmetrisyysparametri y on suurem-pi tai yhtasuuri kuin 0 ja pienempi tai yhtasuuri kuin 0,05. Edullisesti epastOkiOmetrisyysparametri (y) on suu-10 rempi tai yhtasuuri kuin 0 ja pienempi tai yhtasuuri kuin 0,03. Edullisimmin y on 0, mika merkitsee ihanteellista (Zn + Nm)/Si-st6ki0metriaa 2,00.

Wolframia voidaan W03:n muodossa valinnaisesti liittaa taman keksinnOn sinkkisilikaattivaloainealustaan.

15 W03-lisaysta edustaa parametri z empiirisessa kaavassa.

W03:n maara kaavayksikkoa kohti on suurempi tai yhtasuuri kuin 0 ja pienempi tai yhtasuuri kuin 0,002 moolia.

Mangaanin pitoisuus (x) vaihtelee vaiilia noin 0,04 - 0,15 moolia kaavayksikkoa kohti, joka alue sisai-20 taa pitoisuuden, joka johtaa optimaaliseen luminesens-sisuorituskykyyn. Optimiluminesenssi on osoitettu valo-aineseoksilla, joissa x on noin 0,11 - 0,12, pulverin luontaisen fluoresenssin arvioinnilla ja todellisilla lampun arvioinnilla 40 W T 12 fluoresenssilampuissa.

25 Lukuunottamatta mangaanisisaitoa, joka oli taulu- kossa I ilmoitettujen arvojen mukainen, valoaineseokset, joita kaytettiin taulukossa I ilmoitettujen tulosten saa-miseen, kokoonpantiin ja valmistettiin muuten samanlai-sella menetelmaiia kuin esimerkissa III kuvatulla mene-30 telmaiia.

Taulukossa I on suoritettu vertailu Mn:n pitoi-suussarjalla lasketun Mn:n painoprosenttipitoisuuden ja todellisen Mn-pitoisuuden vaiilia, joka on maaritetty suorittamalla kvantitatiivinen analyysi. Naiden tulosten 35 laheinen yhdensuuntaisuus osoittaa, etta empiirinen kaava edustaa tarkasti lopullista kokoonpanoa.

9221 7 5

Taulukko I

Laskettu Mn:n Analysoitu X:n arvo paino-%_ Mn:n paino-% 0,0457 1,13 1,2 5 0,0575 1,42 1,5 0,0724 1,79 1,7 0,0911 2,26 2,2 0,1147 2,84 2,8 0,1444 3,58 3.5 10 Tåsså keksinnosså alustana kåytettavan edullisen valoaineseoksen empiirinen kaava on sellainen, jossa 0,11 < x < 0,12; 0 < y < 0,03 ja z = 0,001.

Edellå kuvatulla edullisella valoaineseoksella on 15 seuraava kationikoostumus: sinkkia noin 55,13 - 55,68 paino-%; mangaania noin 2,72 - 3,01 paino-%; piitå noin 12,66 - 12,81 paino-%; ja wolframia noin 0,0828 - 0,0838 paino-%.

20 Edella kuvatun edullisen seoksen happipitoisuus ero- tuksesta maåritettyna on noin 28,86 - 28,97 paino-%.

Parannetun willemiitin synteesiå hallitsee oleeli-sesti stokidmetrinen kokoonpano: NH^Cl- ja NH4F-suolojen annalta maaratty esisekoitus suhteessa, joka on såadetty 25 halutun hiukkaskasvun ja kirkkauden (maåritelmå) saavutta- miseksi; suljettu såilio, esimerkiksi alumiinioksidiupokas, joka on varustettu suhteellisen tiukasti sovitetulla alu-miinioksidikannella; yksivaiheinen lampokSsittely inertis-sa kaasu-uunin atmosfåarissa; ja valoaineen lopullinen 30 jauhatus/pesukasittely heikossa sitruunahapossa.

Yksivaiheinen lampokasittely pitaa edullisesti si-sallaan nopean kuumennusprofiilin. Vaikkei haluta sitoutua mihinkaan teoriaan, arvellaan etta nopea ku\imennusprofiili edistaå ja auttaa kyseessa olevan menetelmån ehdotettua 35 hoyrynsiirtomekanismia. Edullisesti kuumennusprofiilin 6 92217 tulisi olla riittåvån nopea, jotta reaktio tapahtuisi reagenssien vålilla kaasumaisessa tilassa. Jos kuumennus-vaihe on liian hidas, vesipitoiset reagenssit voivat havita tai poistua reaktioastiasta, ennen kuin haluttu reaktio 5 tapahtuu. Jos vaihtoehtoisesti kuumennusprofiili on liian nopea, reaktiosåiliolle voi tapahtua rakenteellinen hajoa-minen, kuten murtuminen yms. Edullisesti kuumennusaikaa låmpotilan nostolle esimerkiksi 70°C:sta 1250°C:een on noin 30 minuutista yhteen tuntiin.

10 Toisin sanoen tassa kaytettynå nopea kuumennus- profiili tarkoittaa reagenssien kuumentamista suljetussa sailiosså riittåvalla låmpotilanopeudella, jotta reaktio tapahtuisi kaasumaisten reagenssien vålilla, ennen kuin kaasumaiset reagenssit diffundoituvat ulos suljetusta såi-15 liostå.

Valoaineen valmistus kåsittåå ammoniumhalidisuolojen, nimittåin ammoniumkloridin (NH4C1) ja ammoniumfluoridin (NH^F) strategisten måårien kåyton yhdesså suljettujen tulenkestoisten reaktioastioiden kanssa ja inertisså uunin 20 atmosfåårisså. Uunissa on edullista kåyttåå hidasta dynaa- mista typpikaasuvirtausta, esim. lineaarista virtausnopeut-ta 0,2 - 0,5 1 N2/min cm2 (ts, 200 - 500 cm/min).

Vaikkei haluta sitoutua tiettyyn teoriaan, reaktio-mekanismin, johon liittyy ammoniumhalidisuoloja, arvellaan 25 ediståvån ja auttavan MnSiO^-vålituotteen muodostumista hoyrynsiirtomekanismin kautta alla osoitetulla tavalla.

li 9221 7 7 1,9 ZnO + Si02.xH20 + 0,1 MnC03 ---> (Zn. Mn)2Si04 (l) 5 ZnO + Si02.xH20 + MnC03 --->

Kiintean tilan diffuusio

ZnO + MnSi03 +Si02 ---> (Zn. Mn)2 Si04 (2) 10

ZnO + Si02.xH20 + MnCOj + NH4C1 --->

Hoyrynsiirto 15 ZnO + MnCl2(g) + Si02 ZnO + MnSi03 + SiOz---> (Zn. Mn)2 Si04 (3) 20 ZnO + SiO..xH.O + MnCO- + NH.F---> 2 2 3 4

Juoksutevaikutus

ZnO + MnO + SiF4^gj + Si02 ^ ZnO + MnSi03 +Si02---> (Zn. Mn) SiO (4) Δ 4 25

Yhtålo (1) edustaa kokonaisreaktiota valoaineen muodostamiseksi kaytettavaksi alustana tåssa keksinnossa. Yhtalot (2) - (4) osoittavat reaktiomekanismin vaiheet, jotka liittyvat edellå olevaan menetelmåån. (Yhtalot (2) -30 (4) eivat ole tasapainotettuja).

Ammoniumhalidilisåykset palvelevat eri tehtavia. Ammoniumkloridi ja ammoniumfluoridi puhdistavat upokaspa-noksen ilmasta ja/tai 02:sta, mika såilyttaa mangaanin kaksiarvoisena ionina. Ammoniumkloridi aiheuttaa Mn:n no-35 pean hoyrynsiirron; parantaa kokonaisreaktiota, yllapitaå 8 9221 7 kaksirvoista Mn-ionia; ja aiheuttaa rajoitettua hiukkas-kasvua tai juoksutusvaikutusta. Ammoniumfluoridi aiheuttaa jonkin verran mangaanin hoyrynsiirtoa ja voimaksta juoksutusvaikutusta, mikå johtaa merkitsevåån hiukkaskasvuun.

5 Ammoniumkloridin kaytto yleensa yhdesså hyvin pienten ammoniumf luoridimåårien kanssa saa aikaan hallitun hiukkaskas-vun suurella reaktiivisuudella.

Ammoniumhalidilisåysten pitoisuusalue kuumentamat-tomiin kokoonpanoihin esitetaan yhteenvetona seuraavasti: 10 0 < paino-% NH^Cl < 2,0 0 < paino-% NH4F < 0,2.

NH^Clin mååriå vålilla noin 0,5 - 1,0 paino-% ja NH^Fsn 15 maaria valillå noin 0,02 - 0,06 paino-% pidetaån optimina korkean suorituskyvyn sinkkisilikaattivaloaineen saavutta-miselle, jonka edullinen hiukkaskoko on valilla 5 < FSSS < 6. (FSSS on lyhennys Fisher-seulan lapaisevålle kokoalueelle; FSSS-yksikot ilmoitetaan mikrometreina).

20 Esimerkkejå hiukkaskoon vaihtelusta ja såadosta ammoniumhalidilisåysten funktiona on esitetty taulukossa II. (Lukuunottamatta kåytettyå NH4Cl;n ja NH^Cm maåråa, jotka olivat taulukossa II ilmoitettujen arvojen mukaiset, nåyt-teiden C, E ja F valoainekokoonpanot seostettiin ja val-25 mistettiin muuten samanlaisella menetelmållå kuin esimer-kisså III on kuvattu)

II

9221 7 9

Taulukko II

Tyypillinen hiukkas- Nåyte Paino-% NH^Cl Paino-% NH^F koko (FSSS) A °;5 0 2;5-3;0 5 B °r5 0 3,6-5,2 c 0;475 0;025 6.0 D °;45 0;05 6;7 E 0740 0,10 8;7 F 0,15 8.7 10

Seuraavat esimerkit esitetåan oleellisesti stokio-metrisella mangaanilla aktivoidun sinkkiortosilikaattivalo-ainealustan valmitamisen kuvaamiseksi tarkemmin. Naiden esi-merkkien on tarkoitettu pelkaståån kuvaavan ja edustavan 15 menetelmåa, jolla valoainealusta voidaan valmistaa.

Esimerkki 1

Tcima esimerkki kohdistuu parannetun mangaanilla aktivoidun sinkkiortosilikaatin valmistukseen, jota edustaa nåyte A taulukossa II, kåyttaen NH^Clra ainoana ammonium-20 halidilisayksenå låhtokokoonpanoon.

Tassa esimerkissa kaytettiin seuraavia lahtoaineita. Suhteelliset moolimaårat (ts. moolit kaavayksikkoa kohti) ja vastaavat grammamaarat panosta kohti kullekin låhtoai-neelle olivat seuraavat: 25 Suht. moolit g/panos

Sinkkioksidi 1,8852 153,40

Piihappo (noin 87 % SXO2) 1,000 69,35

MnC03 (noin 47 % Mn) 0,1147 13,34 NH4C1 0,0221 1,180 30 Nama raaka-aineet sekoitettiin perusteellisesti ja kuumennettiin peitetyissa alumiinioksidiupokkaissa uunissa, joka oli ohjelmoitu nousemaan noin 700°C:sta 1250°C:een 30 minuutissa, pysymåan 1250°C:ssa noin 2-3 tuntia ja laskemaan 700°C:en noin 60 minuutissa.

35 Hehkutettu materiaali saatettiin sitten jauhatus/pe- sukasittelyyn, jossa materiaalia jauhettiin kuulamyllyllå 92217 10 heikossa sitruunahappoliuoksessa (noin 0,2 % sitruunahap-poa (HO(C^CC^H)2CO2H) yhta yksikkoå kohti valoainepulve-ria) noin 30 minuutista 1 tuntiin. Jauhetusta ja pestysta materiaalista poistettiin sitten vesi ja se kuivattiin.

5 Esimerkki II

Tama esimerkki kohdistuu parannetun mangaanilla ak-tivoidun sinkkiortosilikaatin valmistukseen, jota edustaa nåyte B taulukossa II, jossa valmistuksessa kaytettiin W03:a ja NH^Cl:a ainoana ammoniumhalidilisåyksena låhto-10 kokoonpanoon.

Tassa esimerkissa kaytettiin seuraavia lahtoaineita. Suhteelliset moolimååråt (ts. moolit kaavayksikkoa kohti) ja vastaavat grammamååråt panosta kohti kullekin lahto-aineelle olivat seuraavat: 15 Suht. moolit g/panos

Sinkkioksidi 1,8852 153,40

Piihappo (noin 87 % S1O2) 1,0000 69,35

MnCO^ (noin 47 % Mn) 0,1147 13,34 NH4C1 0,1147 13,34 20 W03 0,011 0,255 Nåita materiaaleja sekoitettiin, hehkutettiin ja jauhettiin/pestiin samalla tavoin kuin esimerkissa I esi-tetyssa menettelyssa.

Esimerkki III

Tama esimerkki kohdistuu parannetun mangaanilla ak-tivoidun sinkkiortosilikaatin valmistukseen, jota edustaa nåyte D taulukossa II, johon valmistukseen liittyy W03 ja jossa kåytetåån sekå NH^Clra ettå NH^F: a ammoniumhalidi-3q lisåyksinå låhtokokoonpanoon.

Tåsså esimerkissa kaytettiin seuraavia lahtoaineita. Suhteelliset moolimååråt (ts. moolit kaavayksikkoa kohti) ja vastaavat grammamååråt panosta kohti kullekin låhtoai-neelle olivat seuraavat: 92217 11

Suht. moolit g/panos

Sinkkioksidi 1,8852 153,40

Piihappo (noin 87 % S1O2) 1,000 69,35

MnCO^ (noin 47 % Mn) 0,1147 13,34 5 NH4C1 0,0199 1,062 NH4F 0,0032 0,118 W03 0,0011 0,255 Nåitå materiaaleja sekoitettiin, hehkutettiin ja 10 jauhettiin/pestiin samalla tavoin kuin esimerkissa I esi-tetyssa menettelysså.

Esimerkki IV

Tama esimerkki kohdistuu parannetun mangaanilla aktivoidun sinkkiortosilikaatin valmistukseen, joka on 15 samanlainen kuin nayte D taulukossa II, johon valmistukseen liittyy W03, NH4C1 ja NH4F silla erolla, ettå NH4C1-lisays on suunnilleen kaksinkertainen suuremman mittakaa-van upokkaiden ja uunilaitteiston soveltamiseksi prosessiin.

Tåssa esimerkissa kåytettiin seuraavia låhtoaineita. 20 Suhteelliset moolimaaråt (ts. moolit kaavayksikkoå kohti) ja vastaavat kg-mååråt panosta kohti jokaiselle låhtoai-neelle olivat seuraavat:

Suht. moolit kg/panos

Sinkkioksidi 1,8852 30,68 25 Piihappo (noin 87 % SXO2) 1,000 13,81

MnC03 (noin 47 % Mn) 0,1147 2,68 NH4C1 0,0438 9,469 NH4F 0,0038 0,282 W03 0,0011 0,054 30 Nåita materiaaleja sekoitettiin, hehkutettiin ja jauhettiin/pestiin samalla tavoin kuin esimerkissa I esi-tetysså menettelyssa paitsi, ettå kokoonpano oli laadittu suuremman mittakaavan hehkutusmenettelyjå vårten, kuten esimerkiksi jatkuvatoimista uunia vårten, jossa låmpoti-35 la/aikaprofiili oli analoginen esimerkisså I, II ja III esitetyn låmpdtilan nuutosohjelman kanssa.

12 *2217

Kriittinen osa valoaineen valmistusmenettelyå on sitruunahappojauhatus/pesuvaihe. Vaikka kokonaisreaktio-mekanismi on suunniteltu olennaisesti tåydellisen Mn++-ionin liittåmisen saavuttamiseksi, hivenmååriå reagoimaton-5 ta mangaania saattaa jåada jåljelle. Jauhatus/pesumenettely on suunniteltu kaiken sen reagoimattoman mangaanin liuot-tamiseksi js sekvestraamiseksi, joka saattaisi myotavai-kuttaa valoaineen vårjåytymiseen ja alempaan emissioon, ellei sitå poisteta. Lisåksi jauhatus/pesuvaihe on suunni-10 teltu auttamaan hiukkaskokkareiden hajottamisessa ja mate-riaalin hienontamisessa sen alkuperåiseen hiukkaskokoon. Edullinen sitruunahapon våkevyysalue kåytettåvåksi jauha-tus/pesussa on noin 0,2 - 0,4 paino-% valoainepulverin yksikkoå kohti.

15 Valmistusmenetelmå sisåltåå edullisesti lisåksi vai- heet, joissa: huuhdellaan sitruunahapolla pesty valoaine ammoniumhydroksidilla; kuivataan ja huuhdellaan valoaine; ja seulotaan kuivattu materiaali esimerkiksi seulan låpi, jonka mesh-luku on noin 200 - 400.

20 Taulukossa III esitetyt tulokset osoittavat selvåsti ne ed ut, jotka saadaan WO^n mukaanliittåmisestå yhdesså happaman jauhatuspesun kanssa. Taulukossa III verrataan lamppujen koetuloksia, valoaineen rakennetta ja hiukkasko-koa valoaineella, joka on valmistettu sinkkioksidista, pii-25 haposta (noin 87 % S1O2) ja mangaani(II)karbonaatista, jonka suhteelliset moolimååråt olivat seuraavat: 1,8852; 1,0000; 0,1147 ja 0,0221. Nåytteisiin G ja I, jotka sisål-sivåt wolframia, wolframia lisåttiin 0,0011 moolin suh-teellinen moolimåårå. Nåytteiden G-J låhtomateriaalia se-30 koitettiin ja hehkutettiin samalla tavoin kuin esimerkisså I kuvatuissa sekoitus- ja hehkutusvaiheissa ja hehkutettu materiaali suspendoitiin sitruunahappoliuokseen ja sekoi-tettiin varovasti siinå. Nåytteitå I ja J prosessoitiin edelleen esimerkisså I kuvatun sitruunahappojauhatuspesu-35 vaiheen avulla.

9221 7 13

Taulukko III

Lumenia O-tun- NSvte W FSSS Rakenne nln kohdalla G kylia 6,0 huono 5 H ei 5,2 huono 3962 I kylia 5,2 erinomainen 5015 J ei 5,0 erinomainen 4301

Kaytettyna kuvaamaan rakennetta taulukossa III "huono" tarkoittaa ei-hyvaksyttavaa taplikasta ja/tai 10 kirjavaa valoainekerrosta fluoresoivassa lampussa ja "erinomainen" tarkoittaa hyvåksyttavaa tasaista, olennai-sesti virheetfinta kerrosta fluoresoivassa lampussa.

Oleellisesti stOkiOmetriselia mangaanilla aktivoi-dun sinkkiortosilikaattivaloaineen erikseen paailyste-15 tyilia valoainehiukkasilla on taman keksinnOn mukaisesti jatkuva, ts. ei-hiukkasmainen, pintaa myOtaileva, kitee-tOn alumiinioksidipaallyste, joka ymparOi jokaisen valo-ainehiukkasen ulkopintaa. Paailyste peittaa oleellisesti taysin jokaisen paailystetyn hiukkasen ulkopinnan. Paai-20 lysteen paksuus tulee valita siten, etta valoaineen suo-rituskyky paranee. Alumiinioksidipaallyste on edullisesti vahintaan 9 nm (90 Å). Kaikkein edullisimman paallysteen paksuus on noin 10 - 30 nm (100 - 300 Å).

Taman keksinnOn erikseen ja jatkuvasti paailyste-25 tyt valoainehiukkaset valmistetaan kerrostamalla jatkuva, ei-hiukkasmainen, pinnanmydtainen alumiinioksidikerros yksittaisten valoainehiukkasten ulkopinnalle. Tailainen paailyste levitetaan sellaisilla paallystysmenetelmilia, kuten esimerkiksi kemiallisella hdyrykerrostuksella tai 30 edullisesti kemiallisella hoyrykerrostuksella leijuker-roksessa. Edullisimmin jatkuvapaailysteiset yksittaiset valoainehiukkaset valmistetaan menetelmaiia, jota A. Gary Sigai on kuvannut US-patentissa otsikolla "Method for Caoting Phosphor Particles", julkaistu 29.4.1986, joka 35 liitetaan viitteena tahan esitykseen.

14 922 i 1

Seuraava esimerkki esitetådn, jotta alaan perehty-neet voisivat saada paremman kasityksen tasta kekslnnOsta ja toteuttaa sen kaytannOssa. Eslmerkkia ei ole pidettava keksinnGn suojapliria rajoittavana, vaan pelkastaan sita 5 kuvaavana ja edustavana.

Esimerkki V

Samanlainen valoaine kuin esimerkissa III valmis-tettiin ja kuvattiin, paailystettiin alumiinioksidin ei-hiukkasmaisella, pinnanmyataiselia, jatkuvalla kerroksel-10 la kayttaen US-patentin nro 4 585 673 paailystysmenetel-maa. Ennen paailystystå valoaineeseen sekoitettiin Aluminium Oxide C-leijutusapuainetta (valmistaja Degussa, Inc.)· Seos sisaisi noin 0,05 paino-% leijutusainetta va-loaineesta laskettuna. 260 g seosta panostettiin reakto-15 riin. Påailystysmenetelman parametrit olivat: 3

Kantokaasu (N9) 500 cm /min Z 3

Alkyylipulputtimen virtaus (N_) 150 cm /min Δ 3

Happivirtaus 500 cm /min 3

Hapen kantoaine (N2) 50 cm /min

20 Kuuma vydhyke (korkein lamptttila) 500 eC

Paailysteen edeltajamateriaali oli trimetyylialu-miini. Laskettu alumiinioksidi (A1203)-paailysteen pak-suus oli noin 10 nm (100 Å). Edullisimmat paailystepak-suudet ovat noin 10 - 30 nm (100 - 300 A). Paailystamat-25 taman valoaineen pinta-ala oli noin 0,39 m2/g, joka on edullisella alueella 0,31 - 0,39 m2/g. Paailystettyjen valoainehiukkasten suuren erotuskyvyn pyyhkaisyelektroni-mikroskopia (SEM) osoittaa, etta alumiinioksidipaailyste on pinnanmyOtainen. Paailysteen kasvattaminen parani, kun 30 leijutusapuainehiukkasia oli tarttunut valoainehiukkasen pintaan leijutus- ja påailystysprosessin aikana. Auger-analyysi vahvisti yksittaisten valoainehiukkasten pinnan taydellisen peittymisen jatkuvalla alumiinioksidikerrok-sella analyysin rajoissa (99,8 %) perustuen valoainealus-35 tan kationien korkeuden vaimenemiseen huipulta huipulle.

II

15 >2217 "Jatkuva" kaytettyna tassa kuvaamaan alumiinioksi-dipaailystetta, tarkoittaa ei-hiukkasmaista, ts. jokaista valoainehiukkasta ymparOiva alumiinioksidikerros ei koos-tu yksittaisista alumiinioksidihiukkasista.

5 Taman keksinnOn alumiinioksidilla paailystettyjen valoainehiukkasten avainpiirteita ovat: (1) paailysteen jatkuva tai ei-hiukkasmainen luonne jokaisen hiukkasen pinnalla; (2) paailysteen pinnanmyOtainen luonne jokaisen hiukkasen pinnalla, joka toistaa mikronia pienemmat piir-10 teet, joita havaitaan esiintyvan luonnostaan paailysta-mattOmilia valoainehiukkasilla; ja (3) etta jokainen va-loainehiukkanen on erikseen paailystetty.

Taman keksinnOn paailystetyn valoainehiukkasen avainpiirteet vahvistetaan ja/tai tuetaan pyyhkaisyelekt-15 ronimikroskopialla (SEM), Auger-analyysil13, heijastus-elektronin diffraktiotekniikalla ja BET-mittauksin.

Paailystettyjen hiukkasten pyyhkaisyelektronimik-roskopia osoittaa, etta hiukkaset on erikseen paailystet-ty, etta valoainehiukkasten alumiinioksidipaailyste on 20 jatkuva eika koostu alumiinioksidihiukkasista, ja etta paailyste on pinnanmyOtainen toistaen alla olevan valoainehiukkasen mikronia pienemmat piirteet.

Auger-analyysi osoittaa, etta paailyste saa aikaan valoainehiukkasen ulkopinnan oleellisesti taydellisen 25 peiton.

Heijastuselektronin diffraktio osoittaa alumiini-oksidipaailysteen olevan kiteetOn, ts. amorfinen.

BET-mittaukset tukevat alumiinioksidipaailysteen pinnanmyOtaista ja jatkuvaa luonnetta siinå maarin, etta 30 paailystetyn valoaineen pinta-ala ei merkittavasti muutu verrattuna paallystamattOman valoaineen pinta-alaan. Jos paailyste olisi luonteeltaan hiukkasmainen, paailystetyn valoaineen pinta-ala kasvaisi merkittavasti. BET-mittaukset tukevat myOs sita, etta valoainehiukkaset ovat erik- 35 seen paallystettyja.

16 9221 7

Fluoresoiva lamppu, jossa esilia olevaa keksintoa on hyddynnetty, kasittaa lasisen kuoren, jonka paihin on kiinnitetty elektrodit, pienessd paineessa olevan inertin kaasutaytteen, pienen maaran elohopeaa ja paailysteen la-5 sikuoren sisapinnalla. Paailyste sisaitaa yhden tai useampia kerroksia valoainetta. Jokainen kuorelle levi-tetty valoainekerros sisaitaa vahintaan yhta valoainekom-ponenttia. Valoaineesta, joka sisaitaa useampia kuin yhta valoainekomponenttia, kaytetaan yleisemmin nimitysta va-10 loaineseos. Ainakin yhdessa lampunkuorelle levitetyssa valoainekerroksessa on valoainekomponenttia, joka sisaitaa oleellisesti stdkidmetriselia mangaanilla aktivoidun sinkkiortosilikaattivaloaineen erikseen ja jatkuvasti paailystettyja hiukkasia. Paailystetysta kuoresta proses-15 soidaan sitten valmis lamppu tunnetun tekniikan mukaises-ti. Niissa lampuissa, jotka sisaitavat useampia kuin yhden valoainekerroksen, erikseen ja jatkuvasti paailystet-tyja valoainehiukkasia sisaitava kerros on edullisesti viimeinen lampunkuorelle levitetty valoainekerros, ts.

20 kerros, joka rajoittuu suoraan lampun sisaiia olevaan, valokaareen kehittavaån vaiiaineeseen.

Tasså kåytettyna termi "fluoresoiva lamppu" viit-taa mihin tahansa lamppuun, joka sisaitaa valoainetta, jonka ultraviolettivalo virittaa fluoresoimaan lampun 25 muodosta riippumatta.

Viitaten nyt kuvion 1 piirrokseen, siina esitetaan tarkemmin eras esimerkki fluoresoivasta lampusta 24, joka sisaitaa putkimaisen, hermeettisesti suljetun lasikuoren 25. Elektrodit 26 ja 27 on kiinnitetty kuoren 25 paihin. 30 Sopivat liittimet 28 ja 29 on yhdistetty elektrodeihin 26 ja 27 ja ne tyOntyvåt ulos kuoresta 25. Valokaaren syn-nyttamaa ja sitå yliapitavaa våliainetta, kuten yhta tai useampia inertteja kaasuja ja elohopeahOyrya on kuoren 25 sisaiia.

922ϊ 7 17

Paallyste 30 on levitetty kuoren 25 sisSpinnalle. Paallyste 30 sisaitaa valoainekerroksen, jossa on taman keksinnOn paailystettyja valoainehiukkasia.

Taman keksinnOn paailystettyja valoainehiukkasia 5 liitettiin 40 W:n T 12-loistelamppuun ilman tavanomaista "jauhatusta" kayttaen markaseulontatekniikkaa ja orgaa-nista suspensiosysteemia. Valoainepaailyste levitettiin lampunkuoren sisapinnalle ja lamppua prosessoitiin muu-toin kayttaen tavanomaista lampunprosessointitekniikkaa. 10 Kuviossa 2 verrataan graafisesti kolmen 40 W:n T 12-loistelampun lumen-tehoa lampun toimintatuntien funktiona. Kåyra A vastaa sellaisen lampun suorituskykya, jossa lampussa on valoainepaailyste, joka on oleellisesti stOkiOmetriselia mangaanilla aktivoitua sinkkiortosili-15 kaattivaloainetta, jonka yksittaiset hiukkaset on oleel-lisen taydellisesti paailystetty ei-hiukkasmaisella, ki-teettOmaiia, pinnanmyOtaiselia jatkuvalla alumiinioksidi-paailysteellå, joka on samanlainen kuin valoaine, joka valmistettiin ja jota kuvattiin esimerkissa III ja kay-20 tettiin paailystykseen esimerkissa V. Kayra B esittaa sellaisen lampun tuloksia, jossa valoainepaailyste koos-tuu paailystamattdmasta, oleellisesti stdkidmetriselia mangaanilla aktivoidusta sinkkiortosilikaattivaloainees-ta, joka on samanlainen kuin valoaine, joka valmistettiin 25 ja jota kuvattiin esimerkissa III. Kayra C esittaa sellaisen fluoresoivan lampun tuloksia, jonka paailyste on standardi kaupallista willemiittivaloainetta (nro 2282, valmistaja Chemical and Metallurgical Division of GTE Products Corporation, Towanda, Pennsylvania), jossa on 30 Sb203-lisaainetta, joka oli lisatty valoainelietteeseen .. lampun valmistuksen aikana. Kaikki lamput arvosteltiin samanaikaisesti samassa koesarjassa. Taman keksinnttn paailystetyn valoaineen lamppukoetulokset osoittavat dra-maattisesti parantunutta suorituskykya verrattuna paai-35 lystamattOmaan valoaineeseen ja standardi kaupalliseen willemiittiin.

18 92217

Taulukossa IV (jaijempana) luetellaan tulokset koesarjalle, jossa verrataan suorituskykya valoaineella nro 2285 (valmistaja GTE Products Corporation, Towanda, Pennsylvania) (jaijempana kaytetaan nimitysta lamppu 1); 5 valoaineella 2285, jonka hiukkaset on erikseen paailys-tetty jatkuvalla alumiinioksidipaailysteelia (samanlai-sella menetelmaiia kuin esimerkissa V) (jaijempana kay-tetaan nimitysta lamppu 2); oleellisesti stOkittmetriselia mangaanilla aktivoidulla sinkkiortosilikaattivaloaineel-10 la (samanlainen kuin esimerkissa III) (jaijempana kayte-taan nimitysta lamppu 3); ja oleellisesti st6ki0metri-selia mangaanilla aktivoidulla sinkkiortosilikaattivalo-aineella (samanlainen kuin esimerkissa III), jonka hiukkaset on erikseen paallystetty jatkuvalla alumiinioksidi-15 paailysteelia (samanlaisella menetelmaiia kuin esimerkissa V) (jaijempana kaytetaan nimitysta lamppu 4). Koesar-jassa kaytetyt lamput olivat 40 W:n T 12-loistelamppuja.

II

92217 o

t#P O

I ° W Μ <ΐ

•H 00 V

& * m * ** >1 i eo co

r—I

•ri O

:c0 o co ή 5 <*> Ό O'1"; ri ui

O -P Ol CM

0 ^ * m * ^

“ IH

o t#> o 1 o tn co co o cm 'ri CJl h. r» *- G , «Η co t"· ot >1 1 lO co co

•H O

:nJ o co 1-1 M ^ σι O co O "J CM C7l «1· Ot O T] (M O rH c O "t. CM <t* CM «J< LO § E-t

^ Lfl »i O

O CO 1-1 « CO

o .jj c** «s· r* r* O Γ] CM C CM «* > " % H O 3

Λ H

O d) _y η

v* i (rt ^ O

t i O ,H co σι co vo O ij i-ι co cm co co 3 H 3

Eh PI H

cO

•H ^ 00 tø Øt O +j r> lO co o O £ vo m r~ ot tn 3 r» φ o φ

Eh :c0 cn cO cn Η Ό co Ί· O -ri O 4J O* <H tn ^ > o c; cm vo tn o =3

h 3 4· <» ^ in -P

-P

cO >i •Η =3 -P m «ο -4 « ·* O £ φ o« tn rt

3 r* to Ot h -H

E-ι ^ ^ m ω (0 •r| .h cm m <» cn Λί

3 3 3 3 O

<u a a a o< .p a a a a 3 z j pi pi J * 9221 7 20

Lamppu 4, jossa esilla olevaa keksintoå on hyddyn-netty, saa aikaan erinomaiset såilymisominaisuudet ja dra-maattisesti parantuneen luraen-tehon.

Tåmån keksinnon påållystetyt valoainehiukkaset 5 soveltuvat erityisen hyvin kåytettåvåksi valkoista emit-toivassa valoaineseoksessa. Tallaisia seoksia kåytetåån fluoresoivissa lampuissa. Taman keksinnon valkoista emit-toiva valoaineseos sisaltåa vihreaå emittoivan valoaine-komponentin, joka sisåltåå mangaanilla aktivoidun sinkki-10 ortosilikaattivaloaineen hiukkasia, jolla aineella on em-piirinen kaava:

Zn,,, . Mn Si0/y, nn . (W0_) (2,00-x-y) x (4,00-y) 3 z 15 jossa 0,04 < x < 0,15; 0,00 < y < 0,05 ja 0,00 < z < 0,002, 20 jotka mangaanilla aktivoidut sinkkiortosilikaattivaloai- neen hiukkaset on erikseen påallystetty alumiinioksidin jatkuvalla kerroksella.

Kun valkoista kaytetaan tassa kuvaamaan valoa, joka saadaan "valkoista emittoivasta" valoaineseoksesta, se viit-25 taa valoon, joka osuu CIE 1976 UCS-kromaattisuusdiagrammin valkoiselle alueelle, jonka alueen likimaåraisella kes-kustalla on tasaenergiapiste, jonka koordinaatit ovat u' = 0,2105 ja ν' = 0,4737. CIE 1976 UCS-kromaattisuusdiag-rammi on esitetty kuviossa 3.

30 Edullisissa toteutusmuodoissa tåman keksinnon val koista emittoivan seoksen valkoisen valon teho osuu mustan kappaleen kohtaan tai låhelle sitå. Mustan kappaleen kohta 40 on esitetty kuviossa 3. Kaikkein edullisimmissa toteutusmuodoissa valkoisen valon teho on tasaenergiapisteesså 35 e, joka on esitetty kuviossa 3, tai låhellå sitå.

2i 9221 7 Tåmån keksinnon valkoista emittoivan valoaineseok-sen eråassa toteutusmuodossa seos sisaltaa edellå kuvattua vihreåå emittoivaa komponenttia ja punaista emittoivaa valo-ainekomponenttia, kuten esimerkiksi europiumilla aktivoi-5 tua yttriumoksidia. Tåtå tåmån keksinnon kaksikomponenttis-ta valkoista emittoivaa valoaineseosta kåytetåån runsas-lisaaineisissa fluoresoivissa lampuissa, kuten T4-lampussa, jossa itse elohopeapurkaus saa aikaan valon sinisen kompo-nentin valkoisen valon aikaansaamiseksi. Tamån keksinnon 10 kaksikomponenttinen valkoista emittoiva valoaineseos sisål-tåå noin 55 - 75 paino-% punaista emittoivaa valoainekom-ponenttia ja noin 25 - 45 paino-% edella kuvattua vihreaa emittoivaa komponenttia.

Tamån keksinnon valkoista emittoivan seoksen toisen 15 toteutusmuodon mukaisesti aikaansaadaan valkoista emittoiva kolmen valoaineen seos, joka sisåltåå vihreåå emittoivaa valoainekomponenttia, joka koostuu oleellisesti stokiometri-sellå mangaanilla aktivoidusta sinkkiortosilikaattivaloai-neesta, jolla on edeilå esitetty empiirinen kaava, ja jonka 20 yksittåiset hiukkaset on påållystetty jatkuvalla ja pinnan-myotåisellå alumiinioksidikerroksella. Tållainen seos on halvempi kuin tåhån saakka kaupallisesti saatavissa lampuissa kåytetty kolmen valoaineen seos. Tåmån keksinnon kolmen valoaineen seosta kåytetåån edullisesti kaksikerrok-25 sisessa fluoresoivassa lampussa, jossa toteutuu erås liså-etu. Kaksikerroslampuissa kåytetåån suhteellisen halpaa valoainetta, kuten esimerkiksi halofosfaattivaloainetta ensimmåisenå valoainekerroksena ja toinen suuren lumen-arvon valoainekerros on levitetty ensimmåisen valoainekerroksen 30 påålle. Toinen kerros tai påållyste on tyypillisesti kal- liiden kapeakaistaisten, punaista, vihreåå ja sinistå emit-toivien valoaineiden (kolmoisvaloaineet) seos, joka antaa lampulle suuren kirkkauden ja erinomaisen vårin muodostuk-sen halutut ominaisuudet. Levitetty kolmen valoaineen seok-35 sen måårå on yleenså noin 10 - 50 % kahden påållysteen koko valoaineen yhteispainosta. Kaksikerroslampuilla, jotka 9221 7 22 sisåltåvåt tåmån keksinnon seosta toisena kerroksena, on kohonneet CRI:n (vårinmuodostusindeksi) arvot verrattuna lamppuihin, jotka on valmistettu kåyttåen kapeakaistaista, kallista, vihreaa emittoivaa valoainekomponenttia valoai-5 neen toisessa kerroksessa.

Suoritettiin sarja lamppukokeita tamån keksinnon kolmen valoaineen seoksen vertaamiseksi kolmen valoaineen seokseen, jossa kåytetåån kallista kapeakaistaista, vihreaa emittoivaa harvinaisen maametallin muodostamaa valoainetta. 10 Kokeet suoritettiin kayttåen fluoresoivia lamppuja, jotka olivat muodoltaan kuviossa 1 esitetyn kaltaista. Suljettu putki tåytettiin matalapaineisella inertillå kaasulla (noin 267 Pa) ja riittåvållå elohopeamåårållå noin kuuden mikronin matalan hoyrynpaineen aikaansaamiseksi toiminnan 15 ajaksi. Lasikuoren sisåpuoli påållystettiin suhteellisen halvan valoaineen ensimmåisellå kerroksella.

Lampun valmistuksessa kåytettiin kahta eri systee-miå. Ensimmåisesså valmistettiin valoainepåållysteen sus-pensio dispergoimalla valoainehiukkaset vesipohjaiseen sys-20 teemiin kåyttåen polyetyleenioksidia ja hydroksietyylisel- luloosaa sideaineina ja vettå liuottimena. Valoainesuspensio levitettiin tunnetulla tekniikalla, esimerkiksi valoainesuspensio pantiin valumaan alaspåin pitkin lampun siså-pintaa ja vesi haihdutettiin, jolloin jåljelle jåivåt lam-25 pun seinåmåån tarttuneet sideaine- ja valoainehiukkaset.

Toisessa systeemisså valoainesuspensio valmistettiin dispergoimalla valoainehiukkaset orgaaniseen perussystee-miin kåyttåen etyyliselluloosa sideaineena ja ksyleeniå liuottimena. Valoainesuspensio levitettiin lampun pinnalle 30 samalla tavoin kuin vesipohjaiselle systeemille kåytettiin.

Ensimmåistå valoainekerrosta kuumennettiin sitten sideaineen orgaanisten komponenttien poistamiseksi ennen kuin se påållystettiin toisella valoainekerroksella, joka koostui tåmån keksinnon kolmen valoaineen seoksesta. Kolmen 35 valoaineen seos sisålsi kapeakaistaista punaista ja sinistå 23 9 2 2 1 7 emittoivia valoaineita ja oleellisesti stokiometrisellå mangaanilla aktivoitua sinkkiortosilikaattivaloainetta, joiden yksittåisillå hiukkasilla on jatkuva, pinnanmyotåi-nen alumiinioksidipåållyste, vihreåa emittoivaa valoainee-5 na. Vihreåa emittoiva komponentti oli samanlainen kuin esimerkisså III valmistettu ja kuvattu valoaine, ja se levitettiin samanlaisella menetelmållå kuin esimerkisså V kuvattiin. Kyseisesså koesarjassa kåytetyt kaksi kapea-kaistaista valoainetta olivat yttriumoksidi, joka oli ak-10 tivoitu kolmiarvoise11a europiumilla ja jonka emissiohuip-pu oli 611 nm:n kohdalla, ja bariummagnesiumaluminaatti, joka oli aktivoitu kaksiarvoisella europiumilla ja jonka emissiohuippu oli 455 nm:n kohdalla.

Toinen valoainekerros, joka koostui tåmån keksinnon 15 seoksesta, levitettiin orgaanisesta perussuspensiosta anta- malla påållysteen valua alaspåin ensimmåisen valoaineker-roksen yli, kunnes valoainepåållystettå valui kuvun poh-jalta, mikå osoitti valoainekerroksen peiton olevan tåydel-linen. Kaksoisvaloaineella påållystettyjå kupuja kuumen-20 nettiin siten ja ne prosessoitiin fluoresoiviksi lampuik-si tavanomaisella lampunvalmistustekniikalla.

Tarkistuslamppuja valmistettiin identtisellå tek-niikalla. Tarkistuslamput sisålsivåt kuitenkin kolmen valo-aineen seosta,jossa oli seriumterbiummagnesiumaluminaatti-25 valoainetta vihreåå emittoivana valoainekomponenttina.

Seoksen punaista emittoiva ja sinistå emittoiva valoaine- 3+ 2 + komponentti oli Eu -aktivoitua yttriumoksidia·. ja Eu -aktivoitua bariummagnesiumaluminaattia samassa jårjestykses-så.

30 Arvosteltiin kahta eri lampputyyppiå, joissa toinen kerros koostui tåmån keksinnon valkoista emittoivasta kolmen valoaineen seoksesta yhdesså edellå kuvattujen tarkistus lamppujen kanssa. Tulokset on koottu taulukoihin V ja VI. Nåisså taulukoissa vertailut on suoritettu valotehon 35 (ilmoitettu lumeneina), lumen-tehon såilymisen ja CRI:n arvojen suhteen.

24 9221 7

Taulukon V tulosten saamiseen kåytetyisså lampuissa kaytettiin ensimmåista kerrosta, joka sisalsi noin 89 pai-no-% kylman valkoista halofosfaattivaloainetta ja noin 11 paino-% keltaista halofosfaattivaloainetta (Type 4381, 5 valmistaja GTE Products Corporation Towanda, Pennsylvania). Ensimmainen kerros levitettiin taulukon V lampuille kayt-taen vesipohjaista systeemia. Taulukon VI tulosten saami-seen kåytetyisså lampuissa kaytettiin ensimmåistå kerrosta, joka koostui låmpimån valkoisesta halofosfaattivalo-10 aineesta. Orgaanista perussysteeraiå kaytetiin ensimmåisen kerroksen levittåmiseen taulukon VI lampuille.

Kokeet suoritettiin mittaamalla fotometrilla lamp-pujen valoteho standard! fotometripallossa sekå alussa ettå mainittujen aikojen jålkeen. Lamppujen våriarvot saatiin 15 spektraalitehojakautumamittauksen (PD). (Lamput olivat 40 W:n T 12 loistelamppuja).

Taulukon V testin tavoitteena oli måårittåå vaiku-tus, joka saadaan korvaamalla kapeakaistainen, vihreåå emittoiva magnesiumaluminaattivaloaine tåman keksinnon 20 leveåmpikaistaisella påållystetyllå vihreålla valoaineella kolmen valoaineen seoksessa, joka on tarkoitettu kaksois-paållystetyille lampuille. Taulukon V lampuissa toisen kerroksen kolmen valoaineen paino oli noin 10 % valoaineen kokonaispainosta kahdessa kerroksessa. Lamput valmistettiin 25 samojen x- ja y-vårikoordinaattien ja vårin lampotilan saamiseksi seka koe- etta tarkistuslampuilla såatamallå kolmen valoaineen seoksen koostumusta. Tulokset osoittavat huomattavaa noin 6 yksikon CRI-arvon parannusta tamån keksinnon seosta sisåltavilla lampuilla verrattuna tarkistus-30 lamppuihin suunnilleen samoilla kolmen valoaineen painol-la toisissa kerroksissa. Lumen-tehojen ja lumen-tehon sailymisten erot olivat våhaiset nSiden kahden koeryhman valilla.

Taulukossa VI esitetysså toisessa esimerkissa lamput 35 oli valmistettu samalla tavoin kuin taulukon V lamput l! 25 9 2 2 1 7 paitsi, etta kolmen valoaineen paino toisessa kerroksessa oli noin 35 - 40 % kokonaisvaloaineesta molemmissa kerrok-sissa. Tulokset osoittavat jålleen taman keksinnon edulli-sen vaikutuksen perustuen korkeampaan CRI-arvoon 86,0 ver-5 rattuna tarkistuksen CRI-arvoon 77,1. Tama toteutettiin vaikuttamatta haitallisesti lumen-tehoon, ja lumen-tehon sailymiseen alussa ja 1 000 tunnin lampun toiminnan jalkeen.

i 9221 7 26

I—I O'! CN

Pi

O a CO

[" t" (0 P Ή

O) -H

tn P

λ; :0 3 a ns e g P :id « W a

P a O O -H

•H rH 00 P

S G <N IN OP G

-Η -Η σ» CTi I 3

P P oo ro to P

:td :id a > > S o >i o

rH O

P -H

•H :<d a P cn co tn id oo oo id

td in ro ro C P

C » - o cn vd a

•h o o > -H

od p G o in

P Id G O O

O I 3

O G P

A! ro ro d)

-H 00 00 P S O

P X ro ro CD 3 O

:id tn J h > O O Ai o «Η >1 3 id 'S* P P -H ro

> POP

tu P > G P

O P 0) P 3 0) X tn cn id P o1 to > a; >i a i a m id 3 rH p G O Γ" o tn

iH G a P (1) O CN CN

3 <U :id 0) ε o p id o cid 6 3 0) eh g a o w a a •H IP 3 id o m o ro a

a o D> Λ Cn O QJ

id c eh tN o id X

> a ro .· m H > a 3 cn (d r-~ tu a <c PP a

a a - U - id G <D

O o ·· oq i 3 o i" Q

g O > G P a oo a a u 0) oo r~ <u 0 < g o cn γμ p X 3 3 3 o a

Cn W GW w a Λ

S ·· S ·· S

o ·· o 1 3 — a 3 a1 a 0)

tn W P < w Ο < Ο P

a ·· eh ·· a ^ id a

0 a cn ro cm Cn pa W

ε * O · 53 0 23 (UP

atn cmq) cn cn i c o a in 03 >-iUid Sh g id G 3 a id a a; g — CQ N 03 Q) p σ> QO E-i

3 I I ε CN CN O

CP il II 3 0 a

Q) in id (d W

cn ο P :id .‘id p :td :id ·· a; o tn tn :id P in :id P a OA3 3aa)ina)aa>cn a pptdpaoidpa a PGcnG p G X C P C >i ti) <i) a 3 a a 3 a a in >1 a: ω a: a > w a > m 3 p gp P 3 G a id <*> <#> <#> !#>(#><#> cn a <u id eh a a in 0 voaomino A! g a a - ' --- PH) id

Old 00 0 a σι id a id o W

Eh > aaa aroa Eh W * 9221 7 27 Η -Η Ο 0$ *k ·«

Ur-

Γ-* CO

Π3

r-H

•Η μ -ρ 0) :0 ω α ε d :φ (0 rH « χ -μ ο ο 4-ΐ β ο '•ο Η -Η Ο 0- g Μ σ •Η :φ CN (Ν <*Ρ

Μ > I

:φ 01 > ·Ρ β ε ·η 4-> Sh Ή •Η γ-Ι -Ρ 4-1 rH f-H ·Η β Φ rH ι—I !φ d Φ >η ·*4< ο· οι 4-> β Η Ο Ο β Ο Τ3 Ο Ο «Η Ρ > Ο

ο Ρ ["CO

Ο ή γ~ ιί Η as σι

^ ο· η I

•Ρ θ' ^ β I

Ρ X - Φ :φ ο ο 4-ΐ £ ο > Φ 3 ο

01 PI rH

>ι -X

Η -Ρ Ο > 4J -Η φ d Ο 4-> 4-Id ,¾ οι -ρ Αί >1 4-1 Ο -Ρ d β rH φ > β rH φ rH tn ρ d d φ :Φ ·Ρ φ 4->

φ β :Φ P I

ΕΗ -Η ft -Ρ β ο φ I φ φ Ο CN Ο" Ο tr> e ε Ο ^ as

rH ο m Od 00 CN

Φ β lo J3 ro o 4JP)rHrorn Φ > -Ρ σ Eh Γ" (N o 3 w Φ *· ·* - r-t ft mp -P ft rH φ rH < £ O U O Φ & £ ” 9 ? ‘1 rH O > P 4-1 p 0 rH U Φ C 5 x < ~ id ><

d d β -P as o O

6> Η βω Φ αο ίο κ g g o ro ro

o .. o 3 o ro ro O

1 —- r-H d -¾1 rH ω rH ^ οι ω λ < ω o < 00

-Η ·· E4 ·· -P

0 ro tj> ro cn Di ^ ε o · a o s o ri rH 01 (N 0) CN CN > ^ od >h u Φ ><βφ ρ φ 2 χ g ~ ω ν ω φ-ρ ^

3 I I I -Ρ Ί1 (N

β -P il il β β σ m ” φοιοΐφ Φ φ d p 01 O d 4-» :Φ -’Φ 4-1 :φ :Φ g 4-> ro ro ft X O 4-» 01 :Φ -Ρ οΐ:φ4-ΐ d ft 0 ϋ 01 -Η φ 01 -Ηφϋΐ ω o >1 Ρ -Ρ Φ Ρ -Ρ Φ P -P r? ρβΛίβΛΦΦβχίΡ: p.

φ φ p d -ρ -ρ o d -ρ -ρ 01 d ρ2φ φ ft > uix ft>oi d ft £ 4J 0-4 β -P c#> <*> dP dP cfp dP 01 ε φ φ -Ρ Φ 01 o rH ro 10 ro <0 m •p rH ' - * · Ρ Φ

ΟΦ p· ro <n mrPro Φ O

Eh > 10 ro so ro EhX * 9221 7 28 Nåmå tulokset osoittavat selvåsti CRI-arvon huo-mattavan parannuksen, joka aikaansaadaan kåyttåmållå tåmån keksinnon seosta fluoresoivissa lampuissa.

Lisåksi taman keksinnon avulla aikaansaadaan huo-5 mattavia våriaineen kustannussååstdjå edella olevissa esi-merkeisså, koska vihrean magnesiumaluminaattivaloaineen hinta on noin 15 kertaa korkeampi kuin taman keksinnon paål-lystetyn valoaineen. Koska vihreåå emittoiva valoainekompo-nentti muodostaa noin 30 - 40 % kolmen valoaineen seokses-10 ta, on ilmeistå, ettå fluoresoiville lampuille on suurta hyotyå taman keksinnon paallystetyn valoaineen kåytosta, koska se sallii lampulle hinnan, joka saavuttaa paremman hyvåksynnan markkinoilla.

Vaikka edella kuvatuissa lamppukokeissa kaytetty 15 fluoresoivan lampun tyyppi on 40 T 12, alaan normaalisti perehtyneet voivat arvioida, ettå fluoresoivia lamppuja, joilla on eri halkaisijat, lisåainemååråt, tehot ja jån-nitteet, voidaan myos kåyttåå taman keksinnon etujen ja hyotyjen saamiseksi.

20 Vaikka nyt on esitetty se, mitå tållå hetkellå pidetåån keksinnon edullisina toteutusmuotoina, alaan pe-rehtyneille on selvåå, ettå niihin voidaan tehdå muutoksia ja modifiointeja poikkeamatta liitteenå olevissa patentti-vaatimuksissa mååritellystå keksinnon suojapiiristå.

Claims (6)

29 92217

1. Loisteainehiukkanen, jonka ulkopintaa ympardi jatkuva alumiinioksidipaailyste loisteaineen ollessa man-5 gaanilla aktivoitu sinkkiortosilikaattivaloaine, jolla on empiirinen kaava: Zn(2,OO-x-y)MnxSi°(4,00-y)(W03}z 10 jossa 0,04 < x < 0,15; 0 < y < 0,05; 0 < z < 0,002, tunnettu siita, etta mangaaniaktivaattori on si-sailytetty kaksiarvoisena mangaanina, ja etta loisteaine-hlukkasessa ei ole reagoimatonta mangaanla, joka voi ai-heuttaa varivikoja ja vahentaa kirkkautta.

2. Patenttivaatirauksen 1 mukainen loisteainehiuk kanen, tunnettu siita, etta x on noin 0,11 - noin 0,12; y on noin 0,00 - 0,03; ja z on noin 0,00 - 0,002.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen loisteainehiuk kanen, tunnettu siita, etta sanotulla loisteai-neella on empiirinen kaava: Znl,89Mn0,1lSl04(W03)0,001 25

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen loisteainehiukkanen, tunnettu siita, etta sanotun alumiiniok-sidipaailysteen paksuus on vahintaan noin 9 run.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen loisteainehiuk- 30 kanen, tunnettu siita, etta sanotun alumiiniok- sidipaailysteen paksuus on vaiilia noin 10 - 30 run.

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen loisteainehiukkanen, tunnettu siita, etta sanotun alumiiniok-sidipaailysteen paksuus on noin 10 nm. • « 9221 7 30