JP2006232935A - Method for producing silicate phosphor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ケイ酸塩蛍光体の製造方法に関し、より詳しくはプラズマディスプレイパネル(PDP)、希ガスランプなどの真空紫外線励起発光素子用に適した微細なケイ酸塩蛍光体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a silicate phosphor, and more particularly to a method for manufacturing a fine silicate phosphor suitable for a vacuum ultraviolet light-emitting device such as a plasma display panel (PDP) or a rare gas lamp.
従来から、ケイ酸塩蛍光体は、蛍光灯、ブラウン管、蓄光体、真空紫外線励起発光素子等に用いられている。通常、このケイ酸塩蛍光体は、酸化ケイ素を含む複数種の金属化合物を湿式粉砕混合してスラリーを作製し、このスラリーを乾燥した後、焼成することにより得られる。 Conventionally, silicate phosphors have been used in fluorescent lamps, cathode ray tubes, phosphorescent materials, vacuum ultraviolet light-excited light emitting elements, and the like. Usually, this silicate phosphor is obtained by wet-grinding and mixing a plurality of types of metal compounds containing silicon oxide to produce a slurry, drying the slurry, and then firing it.
例えば、特許文献1には、所定の金属化合物を用いたケイ酸塩蛍光体の製造方法が開示されている。この製造方法によれば、一次粒子径が小さいケイ酸塩蛍光体が得られるので、PDPの表示セル等の微小放電空間内に効率よく、蛍光体を塗布することが可能となり、発光輝度の高いPDPなどのディスプレイを作製することが可能になると記載されている。一般には、最大粒径が20μm以下のケイ酸塩蛍光体が要望されている。
For example,
実際の製造工程では、複数種の金属化合物を混合して焼成した後、生成物を微粉砕し、ついで篩い分け機を用いて粗粒子(異物)を除く必要がある。しかしながら、微粉砕された粗生成物は、容易に凝集してダマを作りやすく、また機器の壁面等に付着しやすいという欠点がある。このため、生成物の篩い分けが困難であり、一次粒子径の小さいケイ酸塩蛍光体の回収率が低く、生産性が悪いという問題があった。 In the actual production process, it is necessary to mix a plurality of types of metal compounds and fire them, then finely pulverize the product, and then remove coarse particles (foreign matter) using a sieving machine. However, the finely pulverized crude product has the disadvantages that it easily aggregates and easily forms lumps, and easily adheres to the wall surface of equipment. For this reason, there is a problem that sieving of the product is difficult, the recovery rate of the silicate phosphor having a small primary particle diameter is low, and the productivity is poor.
例えば、図4に示す振動篩機では、後述する比較例1に示すように、篩となるメッシュ上で粗生成物が凝集してダマを形成していた。このため、篩い分けを円滑に行なうことができず、回収率も低かった。 For example, in the vibrating screen shown in FIG. 4, as shown in Comparative Example 1 described later, the crude product aggregates on the mesh to be a screen to form lumps. For this reason, sieving could not be performed smoothly and the recovery rate was low.
また、図5に示す風力篩機では、後述する比較例2に示すように、ケーシング内やサイクロン内、さらに配管内で粗生成物の付着が著しく、運転ができない状況であった。
本発明の課題は、粗生成物から所望の小粒径ケイ酸塩蛍光体を高い回収率で効率よく篩い分けすることができる、生産性の高いケイ酸塩蛍光体の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method for producing a highly productive silicate phosphor capable of efficiently sieving a desired small particle size silicate phosphor from a crude product with a high recovery rate. It is.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、篩い分け機として、円筒形スクリーンの内部でブレードを高速回転させながら、前記円筒形スクリーンの内部に粗生成物を供給する場合には、凝集してダマを作ることがなく、またスクリーンの目詰まりも殆ど生じないので、所望の小粒径ケイ酸塩蛍光体を高い回収率で効率よく篩い分けすることができるという新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive research to solve the above problems, the present inventors supply a crude product to the inside of the cylindrical screen as a sieving machine while rotating the blade at a high speed inside the cylindrical screen. In this case, the screen does not agglomerate to form lumps and clogging of the screen hardly occurs, so that a desired small particle size silicate phosphor can be efficiently screened with a high recovery rate. As a result, the present invention has been completed.
すなわち、本発明のケイ酸塩蛍光体の製造方法は、酸化ケイ素を含む複数種の金属化合物を湿式粉砕混合しスラリーを調製する工程と、このスラリーを乾燥する工程と、この乾燥品を焼成する工程と、焼成して得られた粗生成物を粉砕および篩い分けして小粒径のケイ酸塩蛍光体を得る工程とを含み、前記篩い分け工程が、最大粒径が20μm以下のケイ酸塩蛍光体を通過させ、それよりも粒径が大きな粒状物の通過を阻止する所定の目開きを有する円筒形スクリーンの内部でブレードを高速回転させながら、前記円筒形スクリーンの内部に粗生成物を供給して行なわれることを特徴とする。 That is, the method for producing a silicate phosphor of the present invention includes a step of preparing a slurry by wet-grinding and mixing a plurality of types of metal compounds containing silicon oxide, a step of drying the slurry, and firing the dried product. And a step of pulverizing and sieving the crude product obtained by baking to obtain a silicate phosphor having a small particle size, wherein the sieving step has a maximum particle size of 20 μm or less. A crude product is formed inside the cylindrical screen while rotating the blade at a high speed inside the cylindrical screen having a predetermined opening that allows passage of the salt phosphor and prevents passage of particles having a larger particle size. It is characterized by being performed.
本発明では、前記円筒形スクリーンが合成繊維製であり、かつ当該スクリーンの目開きが45〜75μmであるのが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the cylindrical screen is made of synthetic fiber and the screen has an opening of 45 to 75 μm.
本発明の製造方法によれば、所定の目開きを有する円筒形スクリーンの内部でブレードを高速回転させながら、円筒形スクリーンの内部に粗生成物を供給して篩い分けを行なうので、微細な粗生成物が凝集してダマを作ることがなく、またスクリーンの目詰まりも殆ど生じることなく、最大粒径が20μm以下のケイ酸塩蛍光体を高い回収率で効率よく篩い分けすることができるという効果がある。 According to the manufacturing method of the present invention, the coarse product is supplied to the inside of the cylindrical screen while sieving while rotating the blade at a high speed inside the cylindrical screen having a predetermined opening. It is possible to efficiently screen silicate phosphors having a maximum particle size of 20 μm or less without causing aggregation of the product to cause lumps and almost no clogging of the screen. effective.
以下、本発明について詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態にかかるケイ酸塩蛍光体の製造方法を示す工程図である。図1に示すように、本実施形態にかかる製造方法は、酸化ケイ素を含む複数種の金属化合物を湿式粉砕混合しスラリーを調製する工程( (a)〜(c))と、このスラリーを乾燥する工程((d))と、この乾燥品を焼成する工程((e)〜(g))とを有し、さらに、焼成工程で得られた焼成物を粉砕する工程((h),(i))と、粉砕品から不純物を除去し洗浄して乾燥する工程((j)〜(l))と、粒度調整する工程((m))とを有する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a process diagram showing a method for producing a silicate phosphor according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the manufacturing method according to the present embodiment includes steps ((a) to (c)) of preparing a slurry by wet-grinding and mixing a plurality of types of metal compounds including silicon oxide, and drying the slurry. A step ((d)) and a step ((e) to (g)) of firing the dried product, and further, a step of pulverizing the fired product obtained in the firing step ((h), ( i)), a step of removing impurities from the pulverized product, washing and drying ((j) to (l)), and a step of adjusting the particle size ((m)).
<スラリー調整工程>
スラリーの原料である金属化合物としては、少なくとも酸化ケイ素を用いる。高い輝度を有するケイ酸塩蛍光体を得るためには、BET比表面積が10m2/g以上、好ましくは100m2/g以上、より好ましくは200〜400m2/gの酸化ケイ素を用いるのがよい。
<Slurry adjustment process>
As a metal compound that is a raw material of the slurry, at least silicon oxide is used. To obtain a silicate phosphor having high brightness, BET specific surface area of 10 m 2 / g or more, preferably 100 m 2 / g or more, more preferably to use a silicon oxide 200 to 400 m 2 / g .
本発明の製造方法におけるケイ酸塩蛍光体としては、一般式mM1O・nM2O・2SiO2(式中のM1はCa、SrおよびBaからなる群より選ばれる1種以上、M2はMgおよびZnからなる群より選ばれる1種以上、mは0.5以上3.5以下、nは0.5以上2.5以下である。)で表される化合物に付活剤としてEu、Mnからなる群より選ばれる1種以上が含有されたケイ酸塩蛍光体が好ましい。mが0.5未満の場合、mが3.5を超える場合、nが0.5未満の場合、nが2.5を超える場合のいずれかの場合には、高い輝度を有するケイ酸塩蛍光体が得られないおそれがある。 The silicate phosphor in the production method of the present invention has a general formula mM 1 O · nM 2 O · 2SiO 2 (wherein M 1 is one or more selected from the group consisting of Ca, Sr and Ba, M 2 Is one or more selected from the group consisting of Mg and Zn, m is 0.5 or more and 3.5 or less, and n is 0.5 or more and 2.5 or less.) Eu as an activator A silicate phosphor containing at least one selected from the group consisting of Mn and Mn is preferable. A silicate having high brightness when m is less than 0.5, m is greater than 3.5, n is less than 0.5, and n is greater than 2.5 There is a possibility that a phosphor cannot be obtained.
例えば、青色蛍光体であるCaMgSi2O6:Euを製造するときは、焼成することによりCaMgSi2O6:Euを構成しうるCa、Ba、Mg、Euの化合物と酸化ケイ素とを原料とすることができ、さらに酸化ケイ素以外のSiの化合物を加えてもよい。 For example, when producing CaMgSi 2 O 6 : Eu, which is a blue phosphor, the raw material is a compound of Ca, Ba, Mg, Eu and silicon oxide that can form CaMgSi 2 O 6 : Eu by firing. Further, Si compounds other than silicon oxide may be added.
スラリーの原料である金属化合物のうち、酸化ケイ素以外の化合物としては、ケイ酸塩蛍光体を構成する金属元素の酸化物の他、これらの金属元素の水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、ハロゲン化物、シュウ酸塩などの高温で酸化物となる従来から公知の金属化合物を用いることができる。 Among the metal compounds that are the raw materials of the slurry, as compounds other than silicon oxide, in addition to oxides of metal elements constituting the silicate phosphor, hydroxides, carbonates, nitrates, halides of these metal elements A conventionally known metal compound that becomes an oxide at a high temperature, such as oxalate, can be used.
スラリー調整工程では、まず、ボールミル、V型混合機、撹拌装置等の混合機に上記したスラリーの原料と所定量の水や有機溶剤を仕込み((a))、混合機を用いて予備混合する((b))。また、予備混合の際に、混合を促進させるために、分散剤を添加することが好ましい。分散剤としてはいかなるものでも良いが、例えば、サンノプコ株式会社製のSNディスパーサント5468のように、ポリカルボン酸アンモニウム系のような金属イオンが入っていない分散剤が好ましい。ついで、予備混合された混合物を粉砕機で湿式粉砕混合し、スラリーを調整する((c))。この湿式粉砕混合は、水中にスラリー原料が均一に分散するまで必要に応じて繰り返し行われる。酸化ケイ素を含む複数種の金属化合物の濃度は、5〜20質量%程度であるのがよい。また、スラリーの粘度は、常温で100〜5000cP程度に調整されるのがよい。 In the slurry adjustment step, first, the above-described slurry raw material and a predetermined amount of water or organic solvent are charged into a mixer such as a ball mill, a V-type mixer, or a stirring device ((a)), and premixed using the mixer. ((B)). Moreover, it is preferable to add a dispersing agent in order to promote mixing during the preliminary mixing. Any dispersant may be used, but for example, a dispersant containing no metal ions such as ammonium polycarboxylate, such as SN Dispersant 5468 manufactured by San Nopco Corporation, is preferable. Next, the premixed mixture is wet-pulverized and mixed with a pulverizer to prepare a slurry ((c)). This wet pulverization and mixing is repeated as necessary until the slurry raw material is uniformly dispersed in water. The concentration of the plurality of types of metal compounds containing silicon oxide is preferably about 5 to 20% by mass. The viscosity of the slurry is preferably adjusted to about 100 to 5000 cP at room temperature.
<乾燥工程>
次に、上記で得られたスラリーを乾燥機で乾燥させる。乾燥機としては、例えば媒体流動層乾燥機を用いるのが好ましい。すなわち、熱風を吹き込んで多数の媒体粒子を流動させる流動室内にスラリーを供給し、スラリー中の固形分として所定の粒径の乾燥粒子を連続的に回収する。
<Drying process>
Next, the slurry obtained above is dried with a dryer. For example, a medium fluidized bed dryer is preferably used as the dryer. That is, the slurry is supplied into a fluid chamber in which hot air is blown to flow a large number of medium particles, and dry particles having a predetermined particle diameter are continuously recovered as a solid content in the slurry.
<焼成工程>
次に、乾燥工程で得られた乾燥粒子を焼成する。上記乾燥工程では最大粒径が3mm以下の小粒径の乾燥粒子を得ることができるので、この乾燥粒子を解砕することなく、そのまま焼成することができる。この焼成工程では、還元焼成のみ行う場合もあるが、以下では仮焼と還元焼成を行う場合について説明する。まず、乾燥粒子を大気雰囲気下で仮焼する((e))。仮焼する温度は600〜1000℃程度で、焼成時間は0.5〜40時間程度であるのがよい。ついで、仮焼で得られた焼成物を粉砕機で微粉砕してもよい((f))。
<Baking process>
Next, the dried particles obtained in the drying step are fired. In the drying step, dry particles having a small particle diameter of 3 mm or less can be obtained, and the dry particles can be fired as they are without being crushed. In this firing step, only reduction firing may be performed, but in the following, the case of performing calcination and reduction firing will be described. First, the dried particles are calcined in an air atmosphere ((e)). The calcination temperature is preferably about 600 to 1000 ° C., and the firing time is preferably about 0.5 to 40 hours. Next, the fired product obtained by calcination may be finely pulverized with a pulverizer ((f)).
ついで、得られた粉砕品を還元性雰囲気下において還元焼成する((g))。還元焼成する温度は1000〜1400℃程度で、焼成時間は0.5〜40時間程度であるのがよい。還元性雰囲気を得る方法として、窒素と水素、あるいは希ガスと水素の混合雰囲気中で焼成する方法が挙げられる。また、これらの雰囲気に水蒸気が含まれていてもよい。 Next, the obtained pulverized product is reduced and fired in a reducing atmosphere ((g)). The temperature for reduction firing is preferably about 1000 to 1400 ° C., and the firing time is preferably about 0.5 to 40 hours. As a method for obtaining a reducing atmosphere, there is a method of firing in a mixed atmosphere of nitrogen and hydrogen or a rare gas and hydrogen. Further, water vapor may be contained in these atmospheres.
焼成においては、例えば乾燥粒子をアルミナボートに充填し、所定のガス雰囲気下で所定の温度で焼成することができる。また、必要に応じて、スラリー原料に、酸化ホウ素、フッ化アルミニウム、塩化アンモニウムなどの反応促進剤(フラックス)を混合することもでき、これにより、さらに結晶性が良好で輝度が高いケイ酸塩蛍光体が得られる場合がある。 In firing, for example, an alumina boat can be filled with dry particles and fired at a predetermined temperature in a predetermined gas atmosphere. In addition, if necessary, a reaction accelerator (flux) such as boron oxide, aluminum fluoride, or ammonium chloride can be mixed with the slurry raw material, thereby further improving the crystallinity and the brightness of the silicate. A phosphor may be obtained.
<粉砕工程>
次に、焼成工程で得られた焼成物を解砕し((h))、さらに微粉砕する((i))。なお、得られる蛍光体の結晶性を高めるために、必要に応じて(g)還元焼成、(h)解砕および(i)微粉砕の各工程を繰り返してもよい。
<Crushing process>
Next, the fired product obtained in the firing step is crushed ((h)) and further pulverized ((i)). In order to improve the crystallinity of the obtained phosphor, each step of (g) reduction firing, (h) pulverization, and (i) pulverization may be repeated as necessary.
<洗浄・乾燥工程>
次に、粉砕工程で得られた粉砕品を希塩酸等の酸に浸漬して粉砕品に含まれる不純物を除去し((j))、ついで水を加えて遠心ろ過器等を用いてろ過することにより水洗した後((k))、乾燥機で乾燥して粗生成物を得る((l))。
<Washing and drying process>
Next, the pulverized product obtained in the pulverization step is immersed in an acid such as dilute hydrochloric acid to remove impurities contained in the pulverized product ((j)), and then water is added and filtered using a centrifugal filter or the like. After washing with water ((k)), the product is dried with a drier to obtain a crude product ((l)).
<粒度調整工程>
最後に、粗生成物を篩い分けして、所定の粒度に調整されたケイ酸塩蛍光体を得る((m))。図2は、この工程で使用する高速回転篩機の一例を示している。この高速回転篩機は、ケーシング1内に挿通された回転シャフト2の基端側にスクリュー3が設けられ、それよりも先端側にはブレード4(ローターブレード)が取り付けられている。ブレード4は、ケーシング1内に取り付けられ所定の目開きを有する円筒形スクリーン5内に挿入されている。ブレード4は、外周面が円筒形スクリーン5の内面に接触しない程度の間隔、例えば0.5〜10mm程度の間隔をもって設置されている。回転シャフト2の基端はモーター6に接続されている。
<Particle size adjustment process>
Finally, the crude product is sieved to obtain a silicate phosphor adjusted to a predetermined particle size ((m)). FIG. 2 shows an example of a high-speed rotary sieve used in this process. In this high-speed rotary sieve, a
前記スクリュー3の上方にはホッパー12が設けられている。このホッパー12は上部に原料供給口7を有し、かつ解砕用ブレード8が内蔵されている。ブレード8はモーター9によって回転する。一方、円筒形スクリーン5より下方のケーシング1には、円筒形スクリーン5を通過した微粉を排出するための微粉排出口10が設けられる。ケーシング1の先端部には粗粉を排出するための粗粉排出口11が設けられる。
A
このように構成される高速回転篩機では、原料供給口7からホッパー12に供給された粗生成物は、ホッパー12内の解砕用ブレード8で解砕された後、ケーシング1内に落下し、スクリュー3によって円筒形スクリーン5の内部に送られる。円筒形スクリーン5内では、粗生成物は、高速回転するブレード4によってスクリーン5の内面に分散する。このとき、ブレード4は必要なら所定のねじれ角をもって形成してもよく、これにより粗生成物はスクリーン5の内面を先端方向に移動しやすくなる。なお、ホッパー12内の解砕用ブレード8は必要に応じて省略することができる。ブレード4の回転数は1000〜2000rpm程度であるのがよい。
In the high-speed rotary sieve configured as described above, the crude product supplied from the raw material supply port 7 to the
高速回転するブレード4によって加速された粗生成物はスクリーン5の内面に押し付けられ、円筒形スクリーン5の目開きより小さい微粉を円筒形スクリーン5の外へ通過させ、微粉排出口10より排出する。一方、スクリーン5の目開きよりも大きい粒状物は、スクリーン5を通過せずに先端部に送られ、粗粉排出口11から排出される。粗生成物をスクリーン5の内面に押し付ける際には、ブレード4の前後で微細な振動が発生するので、スクリーン5の目詰まりを防止することができる。
The crude product accelerated by the
前記円筒形スクリーン5は合成繊維製であり、かつ当該スクリーンの目開きが45〜75μmであるのが好ましい。これにより、最大粒径が20μm以下の微粉であるケイ酸塩蛍光体を、それよりも粒径が大きい粒状物から分離することができ、スクリーンの目詰まりも抑制することができる。前記合成繊維としては、例えばポリエステル繊維などが挙げられる。 It is preferable that the cylindrical screen 5 is made of synthetic fiber and has an opening of 45 to 75 μm. Thereby, the silicate phosphor, which is a fine powder having a maximum particle size of 20 μm or less, can be separated from the granular material having a larger particle size, and clogging of the screen can be suppressed. Examples of the synthetic fiber include polyester fiber.
最大粒径が20μm以下のケイ酸塩蛍光体は、例えばPDPの表示セルなどの微小放電空間内に効率よく蛍光体を塗布することが可能となり、発光輝度の高いPDPなどの発光タイプの各種ディスプレイを作製することができる。 Silicate phosphors with a maximum particle size of 20 μm or less can be applied efficiently in a micro discharge space such as a PDP display cell, for example, and various light emission type displays such as PDP with high emission luminance Can be produced.
最大粒径が20μm以下のケイ酸塩蛍光体は、粒径分布において、一次粒子径が5μm以下の粒子を80質量%以上含み、また平均粒子径(D50)が1〜4μmであるのが好ましい。 The silicate phosphor having a maximum particle size of 20 μm or less preferably contains 80% by mass or more of particles having a primary particle size of 5 μm or less in the particle size distribution and has an average particle size (D50) of 1 to 4 μm. .
以下、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited to a following example.
<スラリーの調製>
撹拌槽中に、下記に示す原料のうち、まず純水を仕込み、ついで分散剤を仕込み、さらに残りの原料を下記割合でそれぞれ仕込み、撹拌して予備混合した後、湿式粉砕混合してスラリーを調整した。
純水 73.3kg
酸化ケイ素 3.7kg
炭酸カルシウム 2.7kg
炭酸ストロンチウム 0.45kg
酸化ユーロピウム 0.043kg
塩基性炭酸マグネシウム 2.94kg
分散剤(ポリカルボン酸アンモニウム水溶液) 0.34kg
<Preparation of slurry>
In the stirring tank, first of all, the following raw materials are charged with pure water, followed by a dispersant, and the remaining raw materials are charged at the following ratios, stirred and premixed, and then wet pulverized and mixed to prepare a slurry. It was adjusted.
Pure water 73.3kg
Silicon oxide 3.7kg
2.7 kg of calcium carbonate
Strontium carbonate 0.45kg
Europium oxide 0.043kg
Basic magnesium carbonate 2.94 kg
Dispersant (Ammonium polycarboxylate aqueous solution) 0.34 kg
<スラリーの乾燥、焼成、粉砕、洗浄、乾燥>
上記スラリーを乾燥後、大気雰囲気下で仮焼した。ついで、仮焼で得られた焼成物を粉砕機で微粉砕し、得られた粉砕品を還元性雰囲気下において還元焼成した。次に、焼成工程で得られた焼成物を解砕し、さらに微粉砕した。ついで、粉砕工程で得られた粉砕品を希塩酸等の酸に浸漬して粉砕品に含まれる不純物を除去し、水を加えて遠心ろ過器等を用いてろ過することにより水洗した後、乾燥機で乾燥し粗生成物を得た。
<Drying, firing, grinding, washing and drying of slurry>
The slurry was dried and calcined in an air atmosphere. Next, the fired product obtained by calcination was finely pulverized with a pulverizer, and the obtained pulverized product was reduced and fired in a reducing atmosphere. Next, the fired product obtained in the firing step was crushed and further pulverized. Next, the pulverized product obtained in the pulverization step is immersed in an acid such as dilute hydrochloric acid to remove impurities contained in the pulverized product, washed with water by adding water and filtering using a centrifugal filter or the like, and a dryer. To obtain a crude product.
<粒度調整>
最後に、図2に示す高速回転篩機(ターボ工業社製のTURBO-SCREENER)を用いて粗生成物の篩い分けを行った。篩条件は以下の通りである。
ホッパー12:解砕用ブレード8なし
円筒形スクリーン5:ポリエステル繊維製、目開き45μm、張りの強度10N
回転シャフト2:回転数1800rpm
ブレード4:ストレート
粗生成物の供給量:1.0kg
粗生成物の供給時間:5分
篩い分けの結果を図3に示す。図3において、グラフ(A)は粗生成物の粒度分布を、グラフ(B)は微粉排出口10から排出されたケイ酸塩蛍光体の粒度分布をそれぞれ示している。なお、粒度分布は、レーザー回折式粒度分布測定装置(マルバーン社製のマスターサイザー2000)を用いて測定した。
各グラフにおいて「D50」とは、同グラフに示す粒度分布において、小粒径値から頻度%を順次加算していった時、頻度%の累積値が50%になったときの粒径値をいう。同様に、「D90」とは、頻度%の累積値が90%になったときの粒径値をいい、「D100」とは、頻度%の累積値が100%になったときの粒径値をいう。
「D100」の値から明らかなように、高速回転篩機を用いて粗生成物の篩い分けを行なうことにより、粗粒物が大きく排除され、最大粒径が20μm以下のケイ酸塩蛍光体になっていることがわかる。回収率は98.5%であった。また、篩い分け操作の間、円筒形スクリーン5に目詰まりは発生しなかった。
<Granularity adjustment>
Finally, the crude product was sieved using a high-speed rotary sieve (TURBO-SCREENER manufactured by Turbo Kogyo Co., Ltd.) shown in FIG. The sieving conditions are as follows.
Hopper 12: Cylindrical screen without crushing
Rotating shaft 2: 1800 rpm
Blade 4: Supply amount of straight crude product: 1.0 kg
Crude product feed time: 5 minutes The results of sieving are shown in FIG. In FIG. 3, the graph (A) shows the particle size distribution of the crude product, and the graph (B) shows the particle size distribution of the silicate phosphor discharged from the fine
In each graph, “D50” indicates the particle size value when the cumulative value of frequency% reaches 50% when the frequency% is sequentially added from the small particle size value in the particle size distribution shown in the graph. Say. Similarly, “D90” refers to a particle size value when the cumulative value of frequency% reaches 90%, and “D100” refers to a particle size value when the cumulative value of frequency% reaches 100%. Say.
As is clear from the value of “D100”, by sieving the crude product using a high-speed rotary sieving machine, the coarse particles are largely eliminated, and the silicate phosphor having a maximum particle size of 20 μm or less is obtained. You can see that The recovery rate was 98.5%. Moreover, clogging did not occur in the cylindrical screen 5 during the sieving operation.
[比較例1]
実施例1で用いた高速回転篩機に代えて、図4に示す振動篩機を用いて粗生成物の篩い分けを行なった。図4に示す振動篩機は、上部に解砕室20が設けられたケーシング21内に目開きが300μmのナイロンメッシュ22(スクリーン)を張設し、このメッシュ22の下部にタッピング用合成樹脂ボール23(径20mmのポリウレタンボール)を収容したものであり、メッシュ22の上部には粗粒排出口24が、下部には微粉排出口25が設けられている。解砕室20内には口径が10mmのパンチングプレート26が設けられ、その上部に径が15mmのジルコニアボール27が載置されており、解砕室20の下部はケーシング21内に連通している。
この振動篩機は、図示しない振動装置によって解砕室20およびケーシング21を振動させて、粗生成物を解砕室20で解砕後、ケーシング21でタッピングさせることにより、微粉がメッシュ22を通過して、微粉排出口25から排出されるように構成されている。
しかし、粗生成物5.33kgを約5時間かけて投入し、篩い分けを行なったが、粉体の凝集力が強いためにメッシュ22上でダマになり、実際に微粉排出口25から排出された小粒径のケイ酸塩蛍光体は1.965kgであり、回収率は37%と低かった。
[Comparative Example 1]
Instead of the high-speed rotary sieve used in Example 1, the crude product was sieved using a vibrating sieve shown in FIG. The vibrating screen shown in FIG. 4 has a nylon mesh 22 (screen) having a mesh opening of 300 μm stretched inside a
In this vibrating screen, the crushing
However, 5.33 kg of the crude product was added over about 5 hours and sieved, but because of the strong cohesive force of the powder, it became lumpy on the
[比較例2]
実施例1で用いた高速回転篩機に代えて、図5に示す風力篩機を用いて粗生成物の篩い分けを行なった。図5に示す風力篩機は、原料投入口30およびエアー導入口38を有する前室31と、スクリーン32を介して対接する後室33と、サイクロン34(胴径200mm)とバグフィルター35(ろ過面積32m2)とを備える。スクリーン32は目開き300μmを有する。前室31には粗粉回収ポット37が設けられている。
前室31内に圧送されたエアーは、前室31からスクリーン32を経て後室33に入り、ついでサイクロン34およびバグフィルター35を経て排出される。前室31内に原料投入口30から投入された粗生成物のうち、エアーと共にスクリーン32を通過した微粉はサイクロン34にて回収され、底部の回収ポット36に回収され、残りはバグフィルター35に捕捉される。
この風力篩機は、スクリーン32に向かって逆洗用エアーを吹き付ける回転クリーナを備えているため、スクリーン32の目詰まりは少なかったが、後室33内およびそれ以降の配管内やサイクロン34内で微粉の付着が激しく、運転を続行することができなかった。
[Comparative Example 2]
Instead of the high-speed rotary sieve used in Example 1, the crude product was sieved using a wind sieve shown in FIG. The wind screen shown in FIG. 5 includes a
The air fed into the
Since this wind screen is equipped with a rotary cleaner that blows backwash air toward the screen 32, the screen 32 was less clogged, but in the rear chamber 33 and in the subsequent pipes and the
1 ケーシング
2 回転シャフト
3 スクリュー
4 ブレード
5 円筒形スクリーン
7 原料供給口
8 スラリータンク
10 微粉排出口
11 粗粉排出口
12 ホッパー
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記篩い分け工程が、最大粒径が20μm以下のケイ酸塩蛍光体を通過させ、それよりも粒径が大きい粒状物の通過を阻止する所定の目開きを有する円筒形スクリーンの内部でブレードを高速回転させながら、前記円筒形スクリーンの内部に粗生成物を供給して行なわれることを特徴とするケイ酸塩蛍光体の製造方法。 A step of preparing a slurry by wet-grinding and mixing a plurality of types of metal compounds containing silicon oxide, a step of drying the slurry, a step of firing the dried product, and grinding and grinding the crude product obtained by firing Sieving to obtain a silicate phosphor having a small particle size,
In the sieving step, a blade is passed inside a cylindrical screen having a predetermined opening that allows passage of a silicate phosphor having a maximum particle size of 20 μm or less and prevents passage of particles having a larger particle size. A method for producing a silicate phosphor, which is performed by supplying a crude product into the cylindrical screen while rotating at a high speed.
The method for producing a silicate phosphor according to claim 1, wherein the cylindrical screen is made of synthetic fiber, and the screen has an opening of 45 to 75 μm.
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