JP2660414B2 - 蛍光体処理方法 - Google Patents
蛍光体処理方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は螢光体の処理方法に関する。より詳細には、
本発明は保護コーテイングを有する螢光体の処理方法に
関する。
本発明は保護コーテイングを有する螢光体の処理方法に
関する。
従来の技術 螢光ランプの製造における技術の現状は、螢光体粉末
のペイント様懸濁液を用いて螢光体層をガラスランプ外
被の内面に被覆する。懸濁液の組成は製造業者ごとに変
わるが、組成は、螢光体に加えて、フイルム形成バイン
ダー、バインダー用溶剤、必要ならば、界面活性剤、脱
泡剤、湿潤剤を含むのが普通である。コーテイング懸濁
液の非螢光体成分のほとんどは、有効なランプ動作及び
寿命を損ない、「レアリング（lehring）」として知ら
れる製造工程における高温分解によつて除かなければな
らない。コーテイング懸濁液の別の無機の、非螢光性成
分はケイ酸或はアルミナ等の次微子の大きさの物質であ
り、該物質は「レア（lehr）」プロセスが有機物を除い
た後に螢光体をガラスに結合させるのを助ける。バトラ
ー（Butler）は、著書「フルオレスントランプホスフア
ーズ、テクノロジーアンドセオリー」、ペンステートユ
ニバーシテイプレス（1980）において、ランプコーテイ
ング技術及びニトロセルロース及びエチルセルロースタ
イプのラツカーから環境上好ましくなく及び引火性の有
機化合物の代りに水を溶媒として用いる一層新しいポリ
マーバインダーへの発展の幾分完全な記述を挙げてい
る。螢光体の化学組成及び製造方法によつて、螢光体は
有機性（organic−based）懸濁液から付着させるか或は
水性（water−based）懸濁液系から付着させるかに応じ
ていくつかの性能の差異を示すかもしれない。螢光体が
懸濁成分の内の１つと化学的に反応する傾向にない場合
には、これらの差異は重要でないのが普通である。最
近、螢光体粒子のコーテイングを耐火性酸化物の薄いフ
イルムで可能にする種々の技法が記載された、すなわち
米国特許4,585,673号。このフイルムは種々の耐火性酸
化物を選択して作ることができる。これらの内のいくつ
か、特にAl2O3、Y2O3は螢光ランプにおいてルーメン低
下を引き起こすプロセスに対して螢光体を保護するのに
有効であることがわかつた。このような保護コーテイン
グの一例は米国特許4,585,673号に記載されているもの
である。同米国特許では、アルミニウムアルキルを螢光
体粉末の流動床において熱分解することによつて螢光体
粒子にAl2O3を被覆した。このようなコーテツド（被覆
された）螢光体を用いた実験螢光ランプ、特にZn2SiO4:
Mn（ウイレマイト）を用いたものは、未コーテツド螢光
体を用いたランプに比べてルーメン維持の有意な向上を
示した。ランプ試験データは、また、Al2O3コーテツドZ
n2SiO4:Mn螢光体（ACP）が新しく調製した有機或は水性
懸濁液からランプ外被に塗布した場合に、輝度及びルー
メン維持に関して同等によく働くことを示す。しかし、
ACPを、何日間か保存した後に使用する水性懸濁液から
塗布するならば、酸化物コーテイングに伴なう有利な効
果は失なわれる。このことは、コーテツド螢光体技法に
基づいてランプを商業化することに重大な障害をもたら
す。政府の規制は、すでに世界の多くの地区において有
機ベースの螢光体懸濁液を使用することを排除してきて
おり、従つて、この古い技術を再導入及び／又は発展さ
せることは実行可能な選択ではない。その上、新しく調
製した水性の螢光体懸濁液のみを用いることは、これら
の懸濁液の有効寿命が短かく及び現代の自動化されたラ
ンプ製造設備において生成される多量の古くなつた物質
を投棄する費用によつて排除される。よつて、現在、保
存（hold−over）特性の劣る水性螢光体懸濁液の有効寿
命を向上させる方法を提供することが望まれている。
のペイント様懸濁液を用いて螢光体層をガラスランプ外
被の内面に被覆する。懸濁液の組成は製造業者ごとに変
わるが、組成は、螢光体に加えて、フイルム形成バイン
ダー、バインダー用溶剤、必要ならば、界面活性剤、脱
泡剤、湿潤剤を含むのが普通である。コーテイング懸濁
液の非螢光体成分のほとんどは、有効なランプ動作及び
寿命を損ない、「レアリング（lehring）」として知ら
れる製造工程における高温分解によつて除かなければな
らない。コーテイング懸濁液の別の無機の、非螢光性成
分はケイ酸或はアルミナ等の次微子の大きさの物質であ
り、該物質は「レア（lehr）」プロセスが有機物を除い
た後に螢光体をガラスに結合させるのを助ける。バトラ
ー（Butler）は、著書「フルオレスントランプホスフア
ーズ、テクノロジーアンドセオリー」、ペンステートユ
ニバーシテイプレス（1980）において、ランプコーテイ
ング技術及びニトロセルロース及びエチルセルロースタ
イプのラツカーから環境上好ましくなく及び引火性の有
機化合物の代りに水を溶媒として用いる一層新しいポリ
マーバインダーへの発展の幾分完全な記述を挙げてい
る。螢光体の化学組成及び製造方法によつて、螢光体は
有機性（organic−based）懸濁液から付着させるか或は
水性（water−based）懸濁液系から付着させるかに応じ
ていくつかの性能の差異を示すかもしれない。螢光体が
懸濁成分の内の１つと化学的に反応する傾向にない場合
には、これらの差異は重要でないのが普通である。最
近、螢光体粒子のコーテイングを耐火性酸化物の薄いフ
イルムで可能にする種々の技法が記載された、すなわち
米国特許4,585,673号。このフイルムは種々の耐火性酸
化物を選択して作ることができる。これらの内のいくつ
か、特にAl2O3、Y2O3は螢光ランプにおいてルーメン低
下を引き起こすプロセスに対して螢光体を保護するのに
有効であることがわかつた。このような保護コーテイン
グの一例は米国特許4,585,673号に記載されているもの
である。同米国特許では、アルミニウムアルキルを螢光
体粉末の流動床において熱分解することによつて螢光体
粒子にAl2O3を被覆した。このようなコーテツド（被覆
された）螢光体を用いた実験螢光ランプ、特にZn2SiO4:
Mn（ウイレマイト）を用いたものは、未コーテツド螢光
体を用いたランプに比べてルーメン維持の有意な向上を
示した。ランプ試験データは、また、Al2O3コーテツドZ
n2SiO4:Mn螢光体（ACP）が新しく調製した有機或は水性
懸濁液からランプ外被に塗布した場合に、輝度及びルー
メン維持に関して同等によく働くことを示す。しかし、
ACPを、何日間か保存した後に使用する水性懸濁液から
塗布するならば、酸化物コーテイングに伴なう有利な効
果は失なわれる。このことは、コーテツド螢光体技法に
基づいてランプを商業化することに重大な障害をもたら
す。政府の規制は、すでに世界の多くの地区において有
機ベースの螢光体懸濁液を使用することを排除してきて
おり、従つて、この古い技術を再導入及び／又は発展さ
せることは実行可能な選択ではない。その上、新しく調
製した水性の螢光体懸濁液のみを用いることは、これら
の懸濁液の有効寿命が短かく及び現代の自動化されたラ
ンプ製造設備において生成される多量の古くなつた物質
を投棄する費用によつて排除される。よつて、現在、保
存（hold−over）特性の劣る水性螢光体懸濁液の有効寿
命を向上させる方法を提供することが望まれている。
問題点を解決するための手段 本発明の一面に従がえば、新規なかつ改良された螢光
体の水性懸濁液前の処理方法は下記の工程を含む： 工程１−保護コーテイングを有する蛍光体を、該螢光体
上の該保護コーテイングに次に水性懸濁液加工する間に
悪影響を与えることを排除し及び該螢光体を不利に変更
することを排除する程の温度及び期間焼なます； 工程２−工程１からの生成物を冷却する； 工程３−工程２からの生成物を水性懸濁液に加える。
体の水性懸濁液前の処理方法は下記の工程を含む： 工程１−保護コーテイングを有する蛍光体を、該螢光体
上の該保護コーテイングに次に水性懸濁液加工する間に
悪影響を与えることを排除し及び該螢光体を不利に変更
することを排除する程の温度及び期間焼なます； 工程２−工程１からの生成物を冷却する； 工程３−工程２からの生成物を水性懸濁液に加える。
本発明を他の及びそれ以上の目的、利点及び可能性と
共に一層よく理解するために、図面に関連して下記の開
示内容及び特許請求の範囲の記載を参照すること。
共に一層よく理解するために、図面に関連して下記の開
示内容及び特許請求の範囲の記載を参照すること。
Al2O3コーテツドZn2SiO4:Mn螢光体（ACP）、すなわち
コーテツドウイレマイトの水における劣化を保存時間、
すなわち水性懸濁液を用いてランプに塗被する前に水性
懸濁液を貯蔵する時間の関数として調べた。また、ポリ
エチレン−オキシド（Polyox−ユニオンカーバイドコー
ポレーシヨンの製品）をバインダーとして用いる水性懸
濁液も調べた。本発明等は、コーテツドウイレマイト、
すなわちマンガン活性化ケイ酸亜鉛螢光体に関する保存
問題を評価する際に、Polyoxコーテイング溶液が保存し
た後に新しい時に比べて著しく増粘している（一層粘稠
になつている）ことに気がついた。保存したコーテツド
螢光体懸濁液をガラススライド上に塗被し（厚いコーテ
イング）及び乾燥する場合に、コーテイングはクラツク
を発生する。螢光体層のこのクラツキングは、アルミナ
コーテイングがもはや螢光体についての保護となつてい
ない場合にのみ起きる。換言すれば、新しいアルミナコ
ーテツド螢光体或は未コーテツド螢光体の懸濁液はクラ
ツキングを示さないが、一方アルミナコーテツド螢光体
の保存懸濁はクラツクのあるコーテイングを生じる。理
論によつて束縛されることを望まないが、アルミナコー
テイングが螢光体からとれて懸濁媒質の成分となり、そ
れによつてクラツクのある螢光体層を引き起こすものと
考えられる。
コーテツドウイレマイトの水における劣化を保存時間、
すなわち水性懸濁液を用いてランプに塗被する前に水性
懸濁液を貯蔵する時間の関数として調べた。また、ポリ
エチレン−オキシド（Polyox−ユニオンカーバイドコー
ポレーシヨンの製品）をバインダーとして用いる水性懸
濁液も調べた。本発明等は、コーテツドウイレマイト、
すなわちマンガン活性化ケイ酸亜鉛螢光体に関する保存
問題を評価する際に、Polyoxコーテイング溶液が保存し
た後に新しい時に比べて著しく増粘している（一層粘稠
になつている）ことに気がついた。保存したコーテツド
螢光体懸濁液をガラススライド上に塗被し（厚いコーテ
イング）及び乾燥する場合に、コーテイングはクラツク
を発生する。螢光体層のこのクラツキングは、アルミナ
コーテイングがもはや螢光体についての保護となつてい
ない場合にのみ起きる。換言すれば、新しいアルミナコ
ーテツド螢光体或は未コーテツド螢光体の懸濁液はクラ
ツキングを示さないが、一方アルミナコーテツド螢光体
の保存懸濁はクラツクのあるコーテイングを生じる。理
論によつて束縛されることを望まないが、アルミナコー
テイングが螢光体からとれて懸濁媒質の成分となり、そ
れによつてクラツクのある螢光体層を引き起こすものと
考えられる。
代表的には、調査する間、ACPの懸濁液を調製し及び
２カ月までの期間の間連続して撹拌し続け、ランプ試験
のためにアリコートを定期的に取り出した。先行試験で
は、ACPの懸濁液をガラススライド上に塗被し、およそ4
00mA及びアルゴン圧約２−３トルで動作するおよそＴ−
12ボア（bore）の脱着可能な螢光ランプで評価した。あ
たらしく調製したコーテイング懸濁液から付着させた螢
光体が発する光の強度は試験期間の間ほとんど一定のま
まであるが、一方、古くなつた懸濁液、すなわち保存し
た懸濁液から付着させた螢光体からの光の強度はランプ
をつけた瞬間から低下し始める。脱着可能なランプを、
各評価について必要とする時間及び物質の両方を最少に
しながら保存したACPの懸濁液を試験するための理想的
なビヒクルにさせたのはこのほとんど突然のルーメン維
持の低下であつた。脱着可能なランプ試験から得た結果
を、必要な場合に、レギユラー40W T−12タイプの螢光
ランプで一層広範囲に試験して確証した。
２カ月までの期間の間連続して撹拌し続け、ランプ試験
のためにアリコートを定期的に取り出した。先行試験で
は、ACPの懸濁液をガラススライド上に塗被し、およそ4
00mA及びアルゴン圧約２−３トルで動作するおよそＴ−
12ボア（bore）の脱着可能な螢光ランプで評価した。あ
たらしく調製したコーテイング懸濁液から付着させた螢
光体が発する光の強度は試験期間の間ほとんど一定のま
まであるが、一方、古くなつた懸濁液、すなわち保存し
た懸濁液から付着させた螢光体からの光の強度はランプ
をつけた瞬間から低下し始める。脱着可能なランプを、
各評価について必要とする時間及び物質の両方を最少に
しながら保存したACPの懸濁液を試験するための理想的
なビヒクルにさせたのはこのほとんど突然のルーメン維
持の低下であつた。脱着可能なランプ試験から得た結果
を、必要な場合に、レギユラー40W T−12タイプの螢光
ランプで一層広範囲に試験して確証した。
第１図において、カーブＡは、螢光体層をアルミナコ
ーテツドマンガン活性化ケイ酸亜鉛螢光体から作り、75
0℃において４時間焼なましした後に水性懸濁加工した
螢光体層が標準（スタンダード）に対して発する光の強
度を脱着可能なランプ動作の時間による時間関数として
表わす。第１図におけるカーブＢは、螢光体層を焼なま
ししないアルミナコーテツドマンガン活性化ケイ酸亜鉛
螢光体から作つた後に水性懸濁加工した螢光体層が標準
に対して発する光の強度を脱着可能なランプ動作の時間
による時間関数として表わす。カーブＢが示す通りに、
脱着可能なランプ動作時間の関数として標準に対して発
する光強度が著しく減少した。両方のカーブＡ及びＢに
おいて、脱着可能なランプ内の試験スライドに塗被する
のに用いた水性懸濁液を26日間保存した。標準は焼なま
ししないアルミナコーテツドマンガン活性化ケイ酸亜鉛
螢光体から作つた別の螢光体層であつた。標準の水性懸
濁液は保存せず、新しい懸濁液であつた。換言すれば、
懸濁液を調製するとすぐに懸濁液を用いて脱着可能なラ
ンプ内のスライドに塗被した。
ーテツドマンガン活性化ケイ酸亜鉛螢光体から作り、75
0℃において４時間焼なましした後に水性懸濁加工した
螢光体層が標準（スタンダード）に対して発する光の強
度を脱着可能なランプ動作の時間による時間関数として
表わす。第１図におけるカーブＢは、螢光体層を焼なま
ししないアルミナコーテツドマンガン活性化ケイ酸亜鉛
螢光体から作つた後に水性懸濁加工した螢光体層が標準
に対して発する光の強度を脱着可能なランプ動作の時間
による時間関数として表わす。カーブＢが示す通りに、
脱着可能なランプ動作時間の関数として標準に対して発
する光強度が著しく減少した。両方のカーブＡ及びＢに
おいて、脱着可能なランプ内の試験スライドに塗被する
のに用いた水性懸濁液を26日間保存した。標準は焼なま
ししないアルミナコーテツドマンガン活性化ケイ酸亜鉛
螢光体から作つた別の螢光体層であつた。標準の水性懸
濁液は保存せず、新しい懸濁液であつた。換言すれば、
懸濁液を調製するとすぐに懸濁液を用いて脱着可能なラ
ンプ内のスライドに塗被した。
試験は、水性懸濁液の成分の内のいくつかがACPの劣
化を早め及び／又は促進するが、水がAl2O3コーテイン
グの破壊及び続いて保護アルミナコーテイングが与える
高ルーメン維持の損失における主剤であることを示し
た。問題に対する解決は、酸化物コーテイングが水によ
つて容易に侵食されないように酸化物コーテイングを改
質することである。
化を早め及び／又は促進するが、水がAl2O3コーテイン
グの破壊及び続いて保護アルミナコーテイングが与える
高ルーメン維持の損失における主剤であることを示し
た。問題に対する解決は、酸化物コーテイングが水によ
つて容易に侵食されないように酸化物コーテイングを改
質することである。
酸化物コーテイング改質 ほとんどの螢光体オーバーコーテイング技法は加水分
解、熱分解、酸化することができる有機金属化合物或は
熱的に或は化学的に酸化物フイルムを生じるその他の方
法を用いる。事実上、これらの酸化物形成プロセスは全
て、いわゆる「軟質（ソフト）」酸化物を生じる500℃
ぐらいの低い温度で行なわれる。理論によつて束縛され
ることを望むものではないが、この「軟質」酸化物はお
そらく結晶性よりもむしろ非晶質になり、水を含有し或
は水和／可溶化する傾向にあり、おそらく相当量の炭素
質生成物を含有するものと考える。酸化物を「硬化させ
る（harden）」ために、本発明者等は熱焼なましプロセ
スを用いた。本発明者等は、焼なましが酸化物を結晶化
し及び密にし（densify）、それにより水を含む環境に
おいて酸化物を劣化しにくくさせると考えた。焼なまし
はアルミナコーテイングの結晶化を促進し、同時に螢光
体の性能を変更するかもしれない拡散プロセスを有意に
は刺激しない条件下で行なうべきであうと仮定した。換
言すれば、焼なまし温度をできるだけ低く保ち及び焼な
まし時間をできるだけ短かく保つことが望ましい。アル
ミナコーテツドZn2SiO4:Mn（ACP）を焼なますのに適し
ていることがわかつた方法を例１及び２に記述する。
解、熱分解、酸化することができる有機金属化合物或は
熱的に或は化学的に酸化物フイルムを生じるその他の方
法を用いる。事実上、これらの酸化物形成プロセスは全
て、いわゆる「軟質（ソフト）」酸化物を生じる500℃
ぐらいの低い温度で行なわれる。理論によつて束縛され
ることを望むものではないが、この「軟質」酸化物はお
そらく結晶性よりもむしろ非晶質になり、水を含有し或
は水和／可溶化する傾向にあり、おそらく相当量の炭素
質生成物を含有するものと考える。酸化物を「硬化させ
る（harden）」ために、本発明者等は熱焼なましプロセ
スを用いた。本発明者等は、焼なましが酸化物を結晶化
し及び密にし（densify）、それにより水を含む環境に
おいて酸化物を劣化しにくくさせると考えた。焼なまし
はアルミナコーテイングの結晶化を促進し、同時に螢光
体の性能を変更するかもしれない拡散プロセスを有意に
は刺激しない条件下で行なうべきであうと仮定した。換
言すれば、焼なまし温度をできるだけ低く保ち及び焼な
まし時間をできるだけ短かく保つことが望ましい。アル
ミナコーテツドZn2SiO4:Mn（ACP）を焼なますのに適し
ていることがわかつた方法を例１及び２に記述する。
例１ 0.3〜1.0kgの範囲の量のAl2O3コーテツドZn2SiO4:Mn
螢光体（ACP）を６″×３″×2.5″（15cm×7.6cm×6.4
cm）の大きさの石英ボートの中に入れ及び箱形炉内で焼
なました。マイクロプロセツサーを使用し、炉をゆつく
り加熱して約１時間の期間かけて約700゜〜約950℃の範
囲の温度にした。昇温期間を含まない焼なまし時間は約
１〜約14時間の範囲であつた。焼なましサイクルを完了
した際に、ポートを炉から取り出し及び耐熱性カウンタ
ー甲板上で室温に冷却させた。このようにして処理した
螢光体を螢光ランプ内で評価した。試験は、焼なました
ACPの新しい及び古くなつた（５日保存）水性懸濁液を
塗被した40W T−12螢光ランプを使用して行なつた。水
性懸濁液媒質はポリエチレンオキシド（POLYOX、ユニオ
ンカーバイドコーポレーシヨンの製品）等のバインダ
ー、微細に分割した酸化アルミニウム粒子等の少量の他
の成分及び水を含む。これらの試験の結果を表１に提示
する。
螢光体（ACP）を６″×３″×2.5″（15cm×7.6cm×6.4
cm）の大きさの石英ボートの中に入れ及び箱形炉内で焼
なました。マイクロプロセツサーを使用し、炉をゆつく
り加熱して約１時間の期間かけて約700゜〜約950℃の範
囲の温度にした。昇温期間を含まない焼なまし時間は約
１〜約14時間の範囲であつた。焼なましサイクルを完了
した際に、ポートを炉から取り出し及び耐熱性カウンタ
ー甲板上で室温に冷却させた。このようにして処理した
螢光体を螢光ランプ内で評価した。試験は、焼なました
ACPの新しい及び古くなつた（５日保存）水性懸濁液を
塗被した40W T−12螢光ランプを使用して行なつた。水
性懸濁液媒質はポリエチレンオキシド（POLYOX、ユニオ
ンカーバイドコーポレーシヨンの製品）等のバインダ
ー、微細に分割した酸化アルミニウム粒子等の少量の他
の成分及び水を含む。これらの試験の結果を表１に提示
する。
表１を参照すれば、未焼なましACPを収容するランプ
についての０時間ルーメン値の比較は、保存した懸濁液
から作つたランプの輝度が新しい懸濁液から作つたラン
プの輝度を越えていることを示す。このことは未コーテ
ツド或はバージン状態の螢光体が示す輝度の回復とみな
すことができ及びアルミナコートが保存中に螢光体から
ストリツピングされていることを示す。保護アルミナコ
ーテイングの損失は、また、保存したACPの懸濁液を塗
被したランプについて記録する０−100時間保持パーセ
ント（Ｍ％）値が一層低いことに反映されている。他
方、焼なましたACPを収容するランプについての０−100
時間Ｍ％は、水性懸濁液を保存した場合に、ほとんど変
化せず、保護アルミナコーテイングが適所に残つていた
ことを示す。また、焼なましたACPの新しい懸濁液から
作つたランプは、未焼なましの対応品よりも高い輝度を
示すことも見ることができる。本発明者等は、これは前
述した「軟質」酸化物コーテイング中に捕捉された炭素
質物質の熱分解に起因され得ると考えることができる
が、このような理論によつて束縛されることを望むもの
ではない。
についての０時間ルーメン値の比較は、保存した懸濁液
から作つたランプの輝度が新しい懸濁液から作つたラン
プの輝度を越えていることを示す。このことは未コーテ
ツド或はバージン状態の螢光体が示す輝度の回復とみな
すことができ及びアルミナコートが保存中に螢光体から
ストリツピングされていることを示す。保護アルミナコ
ーテイングの損失は、また、保存したACPの懸濁液を塗
被したランプについて記録する０−100時間保持パーセ
ント（Ｍ％）値が一層低いことに反映されている。他
方、焼なましたACPを収容するランプについての０−100
時間Ｍ％は、水性懸濁液を保存した場合に、ほとんど変
化せず、保護アルミナコーテイングが適所に残つていた
ことを示す。また、焼なましたACPの新しい懸濁液から
作つたランプは、未焼なましの対応品よりも高い輝度を
示すことも見ることができる。本発明者等は、これは前
述した「軟質」酸化物コーテイング中に捕捉された炭素
質物質の熱分解に起因され得ると考えることができる
が、このような理論によつて束縛されることを望むもの
ではない。
例２ 単一バツチのアルミナコーテツドZn2SiO4:Mn（ACP）
から、22の焼なまし条件を試験して保存劣化を排除する
のに要する時間／温度関係を求めた。焼なましを管形炉
内で気流中15グラムのサンプルに関して行なつた。サン
プルを加熱炉内で燃やさせ及び所望の焼なまし時間を完
了した際に炉の外に取り出して冷却した。
から、22の焼なまし条件を試験して保存劣化を排除する
のに要する時間／温度関係を求めた。焼なましを管形炉
内で気流中15グラムのサンプルに関して行なつた。サン
プルを加熱炉内で燃やさせ及び所望の焼なまし時間を完
了した際に炉の外に取り出して冷却した。
次いで、焼なました螢光体を密封バイアル内の水中で
10日間タンブルすることによつて水性懸濁液中に保存し
た。保存問題を排除するのに要する最小の時間及び温度
は下記の通りである： 850℃・・・15分 800℃・・・30分 750℃・・・４時間 700℃・・・20時間（推定） これらの値より小さい時間或は温度は保存評価に関す
る０−100時間保持値の段階的減小を生じることにな
る。例えば、750℃における４時間についての95％Ｍに
対して750℃における２時間は85％Ｍとなる。
10日間タンブルすることによつて水性懸濁液中に保存し
た。保存問題を排除するのに要する最小の時間及び温度
は下記の通りである： 850℃・・・15分 800℃・・・30分 750℃・・・４時間 700℃・・・20時間（推定） これらの値より小さい時間或は温度は保存評価に関す
る０−100時間保持値の段階的減小を生じることにな
る。例えば、750℃における４時間についての95％Ｍに
対して750℃における２時間は85％Ｍとなる。
第２図は上述した試験から得た結果の「保存軌跡」の
プロツトである。このプロツトに、新しい（保存しな
い）焼なましたACPを収容するランプから得た０−100時
間％Ｍ値が含まれ、必要とする最小時間を越えて（カー
ブより上）焼なましたサンプルが増々低い保持を示すこ
とを示す。本発明者等は、XPS X線光電子分光学分析に
基づいて、試みに、これを酸化物コーテイング中を拡散
する亜鉛のせいにする。本発明者等は、750℃において
４時間を大バツチのACPについての最適な焼なましと決
定した。
プロツトである。このプロツトに、新しい（保存しな
い）焼なましたACPを収容するランプから得た０−100時
間％Ｍ値が含まれ、必要とする最小時間を越えて（カー
ブより上）焼なましたサンプルが増々低い保持を示すこ
とを示す。本発明者等は、XPS X線光電子分光学分析に
基づいて、試みに、これを酸化物コーテイング中を拡散
する亜鉛のせいにする。本発明者等は、750℃において
４時間を大バツチのACPについての最適な焼なましと決
定した。
例３ クールホワイト螢光ランプ螢光体のようなアンチモ
ン、マンガン活性化カルシウムハロホスフエート螢光体
の単一バツチから、４つのサンプルを調製した。
ン、マンガン活性化カルシウムハロホスフエート螢光体
の単一バツチから、４つのサンプルを調製した。
サンプル番号１は水性懸濁液プロセスにより加工した
未コーテツドクールホワイト螢光体であり、新しい、す
なわち保存しない懸濁液を48T12VHO螢光ランプ内に塗被
した。コーテツドランプを「レアし」及び更に加工して
完成ランプにした。これらのランプを次いで試験用対照
として寿命試験にかけた。
未コーテツドクールホワイト螢光体であり、新しい、す
なわち保存しない懸濁液を48T12VHO螢光ランプ内に塗被
した。コーテツドランプを「レアし」及び更に加工して
完成ランプにした。これらのランプを次いで試験用対照
として寿命試験にかけた。
サンプル番号２は水性懸濁液プロセスによつて加工す
る前に750℃において４時間焼なましたアルミナコーテ
ツドホワイト螢光体であつた。生成した懸濁液を一週間
保持した後に懸濁液を48T12VHO螢光ランプ内に塗被し
た。コーテツドランプを「レアし」及び更に加工して完
成ランプにした。これらのランプを次いで対照ランプと
共に寿命試験にかけた。
る前に750℃において４時間焼なましたアルミナコーテ
ツドホワイト螢光体であつた。生成した懸濁液を一週間
保持した後に懸濁液を48T12VHO螢光ランプ内に塗被し
た。コーテツドランプを「レアし」及び更に加工して完
成ランプにした。これらのランプを次いで対照ランプと
共に寿命試験にかけた。
サンプル番号３は水性懸濁液プロセスによつて加工す
る前に850℃において１時間焼なましたアルミナコーテ
ツドクールホワイト螢光体であつた。生成した懸濁液を
一週間保持した後に48T12VHO螢光ランプ内に塗被した。
コーテツドランプを「レアし」及び更に加工して完成ラ
ンプにした。これらのランプを次いでサンプル番号２ラ
ンプ及び対照ランプと共に寿命試験にかけた。
る前に850℃において１時間焼なましたアルミナコーテ
ツドクールホワイト螢光体であつた。生成した懸濁液を
一週間保持した後に48T12VHO螢光ランプ内に塗被した。
コーテツドランプを「レアし」及び更に加工して完成ラ
ンプにした。これらのランプを次いでサンプル番号２ラ
ンプ及び対照ランプと共に寿命試験にかけた。
サンプル番号４は水性懸濁液プロセスによつて加工す
る前に焼なまししなかつたアルミナコーテツドクールホ
ワイト螢光体であつた。生成した懸濁液を一週間保持し
た後に懸濁液を48T12VHO螢光ランプ内に塗被した。コー
テツドランプを「レアし」及び更に加工して完成ランプ
にした。これらのランプを次いでサンプル番号２ラン
プ、サンプル番号３ランプ及び対照ランプと共に寿命試
験にかけた。
る前に焼なまししなかつたアルミナコーテツドクールホ
ワイト螢光体であつた。生成した懸濁液を一週間保持し
た後に懸濁液を48T12VHO螢光ランプ内に塗被した。コー
テツドランプを「レアし」及び更に加工して完成ランプ
にした。これらのランプを次いでサンプル番号２ラン
プ、サンプル番号３ランプ及び対照ランプと共に寿命試
験にかけた。
100時間寿命試験の結果を表２に示す。
表２が示す通りに、サンプル番号２及び３から作つた
ランプはサンプル番号１、対照及びサンプル番号４（焼
なまししないコーテツド螢光体）から作つたランプより
良好であつた。
ランプはサンプル番号１、対照及びサンプル番号４（焼
なまししないコーテツド螢光体）から作つたランプより
良好であつた。
上記のクールホワイト試験において用い及びマンガン
活性化ケイ酸亜鉛螢光体について用いることができる螢
光ランプはその上、例えば米国特許3,424,605号、同3,4
24,606号、同3,435,271号、或は同4,594,178号に示す通
りの構造を有する。これらの米国特許の図及び対応する
明細書の部分を本明細書を完全にするのに必要な程度に
まで援用する。該螢光ランプは気密封止した管状ガラス
外被の内側表面に本発明に従がう粉末螢光体コーテイン
グを被覆させて成る。該螢光体は管の中央を通して確立
される水銀アーク放電の紫外線エネルギーを、それがラ
ンプを作動する間に螢光体によつて吸収されるにつれて
可視光線に変える。管状外被の各端部にあるベース（ba
se）はランプの各端部にある電極に電気接続される電気
リード線を支持する。間隔を置いた電極に、ランプの作
動を助長するために、電子放出促進材、例えば酸化バリ
ウムを含有する酸化物の混合物を塗被することができ
る。動作する間に、密封外被内に保持される水銀小滴を
蒸発させ、それによつて固有の水銀放電を引き起こす。
本発明の主題である螢光体コーテイングの性質の他、螢
光ランプの構造は慣用のものである。
活性化ケイ酸亜鉛螢光体について用いることができる螢
光ランプはその上、例えば米国特許3,424,605号、同3,4
24,606号、同3,435,271号、或は同4,594,178号に示す通
りの構造を有する。これらの米国特許の図及び対応する
明細書の部分を本明細書を完全にするのに必要な程度に
まで援用する。該螢光ランプは気密封止した管状ガラス
外被の内側表面に本発明に従がう粉末螢光体コーテイン
グを被覆させて成る。該螢光体は管の中央を通して確立
される水銀アーク放電の紫外線エネルギーを、それがラ
ンプを作動する間に螢光体によつて吸収されるにつれて
可視光線に変える。管状外被の各端部にあるベース（ba
se）はランプの各端部にある電極に電気接続される電気
リード線を支持する。間隔を置いた電極に、ランプの作
動を助長するために、電子放出促進材、例えば酸化バリ
ウムを含有する酸化物の混合物を塗被することができ
る。動作する間に、密封外被内に保持される水銀小滴を
蒸発させ、それによつて固有の水銀放電を引き起こす。
本発明の主題である螢光体コーテイングの性質の他、螢
光ランプの構造は慣用のものである。
螢光ランプ10を第３図に示す。ランプ10は環状横断面
の細長く伸びた密封ガラス外被12を含む。螢光ランプは
各々の端部にリード線18、20及び22、24によつてそれぞ
れ担持される通常の電極14及び16を有する。リード線1
8、20及び22、24はマウントステム30、32におけるガラ
スプレス26、28を通つてランプ10の端部に付したベース
34、36における接点に伸びる。
の細長く伸びた密封ガラス外被12を含む。螢光ランプは
各々の端部にリード線18、20及び22、24によつてそれぞ
れ担持される通常の電極14及び16を有する。リード線1
8、20及び22、24はマウントステム30、32におけるガラ
スプレス26、28を通つてランプ10の端部に付したベース
34、36における接点に伸びる。
外被12に低圧、例えば２トルの不活性ガス、例えばア
ルゴン或はアルゴンとネオンとの混合物及び少なくとも
動作中約６ミクロンの低い蒸気圧を与える程の少量の水
銀を充填する。
ルゴン或はアルゴンとネオンとの混合物及び少なくとも
動作中約６ミクロンの低い蒸気圧を与える程の少量の水
銀を充填する。
外被12の内部に本発明の螢光体の層38を被覆する。
螢光体コーテイング懸濁液は、ポリエチレンオキシド
をバインダーとし、水を溶媒として用いた水性系に螢光
体粒子を分散させて作つた。
をバインダーとし、水を溶媒として用いた水性系に螢光
体粒子を分散させて作つた。
螢光体懸濁液を、懸濁液を外被12の内表面を流下させ
及び水を蒸発させてバインダー及び螢光体粒子を外被12
壁に付着させておく通常の方法で塗布した。螢光体コー
テツド外被12を次いでレア炉内で加熱して有機成分を揮
発させ、螢光体層38が外被12壁上に残る。
及び水を蒸発させてバインダー及び螢光体粒子を外被12
壁に付着させておく通常の方法で塗布した。螢光体コー
テツド外被12を次いでレア炉内で加熱して有機成分を揮
発させ、螢光体層38が外被12壁上に残る。
外被12を慣用のランプ製造技法によつて加工して螢光
ランプにした。
ランプにした。
本発明者等は螢光体上の酸化物コーテイングを水性懸
濁液中に保存する間保護する方法を確認し及び評価し
た。本発明者等は、熱焼なましプロセスがコーテイング
を「硬化させ」及びその炭素質汚染物を排除し、酸化物
の水和／可溶化を防止し、コーテツド螢光体の水性懸濁
液の有効寿命を著しく伸ばすものと考える。
濁液中に保存する間保護する方法を確認し及び評価し
た。本発明者等は、熱焼なましプロセスがコーテイング
を「硬化させ」及びその炭素質汚染物を排除し、酸化物
の水和／可溶化を防止し、コーテツド螢光体の水性懸濁
液の有効寿命を著しく伸ばすものと考える。
熱焼なましプロセスは、酸化物コーテイングを硬化さ
せるが、螢光体性能を不利に変更しない程の期間及び温
度で行なうべきである。化学的反応性及び拡散は感材料
性（materials sensitive）プロセスであることから、
最適な焼なましの温度−時間条件は各々の新しいコーテ
イング酸化物−螢光体の組合せについて実験により求め
なければならない。第２図に示す通りに、本発明者等は
アルミナコーテツドZn2SiO4:Mnについて、最適の温度−
時間条件を確立した。
せるが、螢光体性能を不利に変更しない程の期間及び温
度で行なうべきである。化学的反応性及び拡散は感材料
性（materials sensitive）プロセスであることから、
最適な焼なましの温度−時間条件は各々の新しいコーテ
イング酸化物−螢光体の組合せについて実験により求め
なければならない。第２図に示す通りに、本発明者等は
アルミナコーテツドZn2SiO4:Mnについて、最適の温度−
時間条件を確立した。
現時点で発明の好ましい実施態様と考えられるものを
示し及び説明したが、種々の変更及び変更態様を特許請
求の範囲に記載する通りの発明の範囲から逸脱しないで
なし得ることは当業者にとつて明白であると思う。
示し及び説明したが、種々の変更及び変更態様を特許請
求の範囲に記載する通りの発明の範囲から逸脱しないで
なし得ることは当業者にとつて明白であると思う。
第１図は本発明に従がつて作つた螢光体が発する光の強
度をランプ動作の時間関数として示すプロツトである。 第２図は本発明に従がうコーテツド螢光体の保存劣化を
排除するのに要する焼なましの時間−温度関係の軌跡で
ある。 第３図は発明の実施態様を図解的に示す部分断面で表わ
す螢光ランプの図である。 14、16:電極 18、20、22、24:リード線 26、28:ガラスプレス 30、32:マウントステム 34、36:ベース
度をランプ動作の時間関数として示すプロツトである。 第２図は本発明に従がうコーテツド螢光体の保存劣化を
排除するのに要する焼なましの時間−温度関係の軌跡で
ある。 第３図は発明の実施態様を図解的に示す部分断面で表わ
す螢光ランプの図である。 14、16:電極 18、20、22、24:リード線 26、28:ガラスプレス 30、32:マウントステム 34、36:ベース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−23678（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−63782（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−15878（ＪＰ，Ａ)
Claims (9)
- 【請求項１】下記の工程： 工程１−保護コーティングを有する蛍光体を700゜〜850
℃の温度及び15分〜20時間の期間焼なます； 工程２−工程１からの生成物を冷却する；及び 工程３−工程２からの生成物を水性懸濁液に加える を含む蛍光体処理方法。 - 【請求項２】下記の工程； 工程１−保護酸化物コーティングを有するマンガン活性
化ケイ酸亜鉛蛍光体を700゜〜850℃の温度及び15分〜20
時間の期間焼なます； 工程２−工程１からの生成物を冷却する；及び 工程３−工程２からの生成物を水性懸濁液に加える を含む蛍光体処理方法。 - 【請求項３】前記保護酸化物コーティングが本質的に酸
化アルミニウムから成る特許請求の範囲第２項記載の方
法。 - 【請求項４】前記焼なましが温度750℃、期間４時間を
含む特許請求の範囲第２項記載の方法。 - 【請求項５】下記の工程： 工程１−保護酸化物コーティングを有するアンチモン、
マンガン活性化カルシウムハロホスフェート蛍光体を70
0゜〜850℃の温度及び15分〜20時間の期間焼なます； 工程２−工程１からの生成物を冷却する；及び 工程３−工程２からの生成物を水性懸濁液に加える を含む蛍光体処理方法。 - 【請求項６】前記保護酸化物コーティングが本質的に酸
化アルミニウムから成る特許請求の範囲第５項記載の方
法。 - 【請求項７】前記焼なましが温度750℃、期間４時間を
含む特許請求の範囲第５項記載の方法。 - 【請求項８】前記焼なましが温度850℃、期間１時間を
含む特許請求の範囲第５項記載の方法。 - 【請求項９】特許請求の範囲１〜８項のいずれか一に従
って調製される、蛍光ランプを被覆するための発っせら
れる光の強度の保持が向上された保護コーティングを有
する蛍光体。
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