JP3470823B2 - 改良された粉末流動性を有する選定された粒度範囲のバリウム及び/又はストロンチウム含有ハロゲン化物リン光体粒子の製造法 - Google Patents

改良された粉末流動性を有する選定された粒度範囲のバリウム及び/又はストロンチウム含有ハロゲン化物リン光体粒子の製造法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】発明の分野 本発明は、流動性、即ち粉末流動性を改良するため被覆
された表面を有する選定された粒度範囲の金属ハロゲン
化物リン光体粒子を製造する方法、及び放射線写真リン
光体スクリーンの製造における前記リン光体粒子の用途
に関する。
【0002】発明の背景 放射線写真においては、被写体の内部を、透過放射線に
よって再現する。透過放射線は、X線、ガンマ線及び高
エネルギー元素状粒子放射線、例えばベータ線、電子ビ
ーム又は中性子放射線の群に属する電離線としても知ら
れている高エネルギー放射線である。透過放射線の可視
光及び/又は紫外放射線への変換のため、リン光体と称
される発光材料が使用される。
【0003】従来の放射線写真法においては、X線写真
は、被写体を像に従って透過し、いわゆる増感スクリー
ン(X線変換スクリーン)中で対応する強度の光に変換
したX線によって得られ、増感スクリーン中では、リン
光体粒子が透過したX線を吸収し、それを、写真フィル
ムがX線の直接衝撃よりも大なる感光性である可視光及
び/又は紫外放射線に変換する。
【0004】実際に、前記スクリーンによって像に従っ
て放出された光は、接触している写真ハロゲン化銀乳剤
層フィルムを照射し、前記フィルムは露光後現像されて
その中にX線像と一致した銀像を形成する。
【0005】最近、例えばUS−P3859527に記
載されている如く、X線照射したときその直後発光(即
発発光)に加えて、X線エネルギーの大部分を一時的に
貯蔵する性質を有する光刺戟性貯蔵リン光体を使用する
X線記録法が開発された。前記エネルギーは、光刺戟に
使用する光とは波長において異なる蛍光の形で光刺戟に
よって放出される。前記X線記録法においては、光刺戟
したとき放出された光は光電子的に検知され、逐次電気
信号に変えられる。前記US−Pに記載され、前記記録
法で使用するための光刺戟性リン光体には、例えばセリ
ウム及びサマリウム活性化ストロンチウム硫化物及びユ
ーロピウム及びサマリウム活性化ストロンチウム硫化物
がある。
【0006】US−P3175084には、可視光及び
赤外光で光刺戟しうるX線貯蔵リン光体として、元素の
周期表の第I、第II及び第III 族の何れかからの元素で
活性化されたアルカリ金属ハロゲン化物及びアルカリ土
類金属ハロゲン化物が記載されている。
【0007】発光材料として特別興味あるものの中に、
例えば従来のX線増感スクリーンにおけるその使用を記
載している英国特許第1419169号に記載されてい
る如き2価ユーロピウムドープしたアルカリ土類金属フ
ルオロハライドがある。
【0008】US−P4239968に記載された特定
のバリウムフルオロハライドリン光体は、(i)被写体
を通った放射線を前記リン光体に吸収させる工程、(i
i) 前記リン光体中に貯蔵された放射線のエネルギーを
蛍光として放出させるため、500nm以上の波長を有
する赤外線及び可視光線から選択した刺戟線で前記リン
光体を刺戟する工程を含む放射線像を記録し、再現する
ことについて特許請求されている。
【0009】前記バリウムフルオロハライドリン光体は
下記実験式の範囲内にある:
【0010】(Ba1−x II)FX:
【0011】式中MIIはMg,Ca,Sr,Zn及び
Cdの1種以上であり、XはBr,Cl及びIの1種以
上であり、AはEu,Tb,Ce,Tm,Dy,Pr,
Ho,Nd,Yb及びErからなる群の少なくとも1員
であり、xは0≦x≦0.6の範囲にあり、yは0≦y
≦0.2の範囲にある。
【0012】前記リン光体及び前述した英国特許第14
19169に例示されたリン光体中で、弗化物含有量
は、他のハロゲン化物、塩化物、臭化物及び/又は沃化
物の含有量に理論量的に等しい。従って前記リン光体は
PbFClの正方晶構造を有する。
【0013】弗素含有部分が、他のハロゲン部分に対し
て理論量以上に存在するアルカリ土類フロオロハライド
リン光体は例えばEP−A0021342;EP−A0
345903;EP−A0354904;EP−A03
45905;及びUS−P4587036に記載されて
いる。BaFCl:Eu2+リン光体は湿分敏感性であ
り、例えば空気からの水蒸気の吸引によってその発光現
象を失う。このことはUS−P4138361及び定期
刊行物 Medica Mundi 20巻(1975年)1号、1
7頁の A. L. N. Stevels の論文、New Phosphors fo
r X−ray Screens から知ることができる。BaFB
r:Eu2+の湿分感度は更に悪いことが実験的に述べ
られ、これは特開平4−126791に記載されたBa
:Eu2+に対する場合にもある。
【0014】他の湿分敏感性光刺戟性ハロゲン化物リン
光体は、アルカリ土類金属、例えばバリウム及びストロ
ンチウムと組合せて又は組合せないホスト金属としてア
ルカリ金属、特にRb又はCsを主として含有し、US
−P5028509に記載されている如く、例えばタリ
ウムでドープされている。
【0015】湿分敏感性を改善するためUS−P413
8361によれば、ハロゲン化物含有リン光体粒子を、
前記リン光体粒子の蛍光力が湿分によって悪い影響を受
けるのを少なくするように、少なくとも1種の金属−有
機物質と混合するか又は組合せるか又は反応させてい
る。前記目的のため好適な金属−有機物質には水不溶性
金属カルボキシレート、水不溶性メルカプチド、及び有
機アンチモン、有機ビスマス及び有機錫からなる群から
選択した有機金属化合物がある。
【0016】EP0000961(US−P41807
40も参照)によれば、湿分による悪影響を受ける容易
さを少なくするため、ハロゲン化物含有リン光体粒子
は、下記一般式の一つに相当する少なくとも1種の有機
化合物と混合され、接触状態で組合され、又は反応させ
られている:
【0017】R−X 及び X−R−X
【0018】式中Rは1価有機基を表し、Rは2価有
機基を表す、但し、R及びR基はX中に含有されてい
る如き反応性水素を含有せず、Xは反応性水素を含有す
る基、例えばカルボキシル基である。
【0019】前記EP及びUS特許明細書の例によれ
ば、ハロゲン化物含有リン光体の湿分に対する安定性を
改良する前記化合物は、リン光体−結合剤被覆組成物に
加えられ、それからX線スクリーン層が被覆される。
【0020】US−P4539138から、高い粉末流
動性を有する稀土類元素活性化2価金属フルオロハライ
ドリン光体を得ることは困難であることを知ることがで
きる。粉末流動性を改良し、リン光体の原料混合物材料
の焼成工程中、稀土類元素(Ln)活性化2価金属フル
オロハライドを焼結するのを防ぐため、一定量のシリカ
(SiO)を含有させている。下記式によって表され
るリン光体が作られる:
【0021】MIIFX.xSiOyLn
【0022】原材料の混合物中でのコロイドシリカ(前
記US−Pの実施例1によれば7nmの粒度)は、前記
混合物の粉末流動性及びひいてはリン光体の吸湿性も低
下する構成成分としてSiOを含有する製造されたリ
ン光体の粉末流動性を改良する。
【0023】シリカは焼成中リン光体塊の焼成を防止す
る性質を有するという事実によって、リン光体は粉末化
工程及び級別工程なしに製造できる。
【0024】しかしながら、光刺戟性リン光体の粒度
は、光刺戟によって得られるその輝度に関して特に重要
であること、及び40μmより小さい粒度を有するEu
2+ドープしたアルカリ土類金属フルオロハロゲン化物
リン光体は、結合剤層中で適用したとき粗い粒子よりも
良好な輝度結果を提供することが実験的に証明された。
焼結したリン光体塊を粉末化することにより焼成後得ら
れた粗い粒子から40μmより小さい粒度を有するリン
光体粒子の分離は、分級、即ち粗いリン光体粒子を除去
する分離処理を必要とする。他方で、スクリーンを作る
前にリン光体粉末から非常に微細な粒子の画分を除去す
ることも重要である。その理由は、2〜3μmより小さ
い大きさのリン光体粒子は一般に非常に低い固有感度を
有し、光の強力な散乱を生ぜしめ、これによってリン光
体スクリーンの光出力を更に減ずることにある。前記微
細粒子の分離は、リン光体粒子が吸湿性であり、吸引さ
れた水によって粗い粒子に粘着するとき特に困難であ
る。
【0025】焼成したリン光体塊の粉末化によって得ら
れたリン光体粒子の分級は、個々の粒子が一緒に粘着も
しくは凝着せず、粉末流動性が高いときにのみ効率的に
行うことができる。
【0026】発明の目的及び概要 本発明の目的は、放射線写真スクリーンに用いるための
バリウム及び/又はストロンチウム含有ハロゲン化物リ
ン光体粒子の製造法であり、有機媒体中での前記粒子の
分散性を改良し、個々の粒度によるそれらの分級を凝集
によって妨げられない製造法を提供することにある。
【0027】特に本発明の目的は、光刺戟したとき改良
された光出力を有する光刺戟性バリウム及び/又はスト
ロンチウムフルオロハライドリン光体粒子を含有する光
刺戟性リン光体スクリーン又はパネルを製造することに
ある。
【0028】本発明の他の目的及び利点は以下の説明及
び実施例から明らかになるであろう。
【0029】本発明によれば、選定した粒度範囲のバリ
ウム及び/又はストロンチウム含有ハロゲン化物リン光
体粒子を製造する方法を提供する。
【0030】前記本発明方法は、 (1)前記リン光体の原料混合物材料を焼成して焼結リ
ン光体塊を作り、これを粉末にする工程、 (2)所望によって更に1回以上焼成した後、前記粉末
化したリン光体塊を、中に溶解した有機酸と水混和性の
有機溶媒を主として含有する液体中で混合し、前記酸が
リン光体中に含有された金属と、20℃での水中での溶
解度が0.5g/100ml未満、好ましくは0.01
g/1l未満である塩を形成することができる工程、及
び (3)かく処理されたリン光体粒子に湿潤状態及び/又
は乾燥状態で分離処理を受けさせ、40μmより小さい
が2μmよりは大である粒度、好ましくは5〜20μm
の粒度範囲を有するリン光体粒子を集める工程を含む。
【0031】発明の詳述 前記規格を満す有機酸には、例えば少なくとも8個の炭
素原子を含有する脂肪族モノカルボン酸、好ましくはラ
ウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン
酸、ベヘン酸、オレイン酸及びリノール酸がある。
【0032】他の有用な酸には、バリウム又はストロン
チウム塩に対して前記溶解度要件に合致する2価カルボ
ン酸、例えばコハク酸、アジピン酸及び酒石酸がある。
本発明は前記要件を満たす酸の混合物の使用を含む。
【0033】前記リン光体処理において本発明により使
用するのに好適な溶媒には、低級(C〜C)アルコ
ール及びケトン、好ましくはエタノール及びメチルエチ
ルケトンがある。本発明による処理において、前記溶媒
は水と混合するとよく、例えば水は全液体量に対して2
0容量%以下存在させることができる。
【0034】異なる粒度の粒子を含有するリン光体粉末
を各画分に分離する前記分離処理は、例えば篩分け、沈
降及び/又は流体例えば気体もしくは液体の流れの作用
による分級によって行う。
【0035】乾燥粉末に対する最も広く使用される分離
法は篩分けによる。この方法は比較的簡単な装置を必要
とするが、篩は適切な攪拌をせずそして非凝結性粉末で
操作しなければ僅かに有効な分離機である。何故ならな
さもないと微細なメッシュを有する篩は詰まりそして破
損するからである。
【0036】有機酸で処理した乾燥リン光体粒子を各画
分にバッチ式で分離するための第一の例によれば、前記
リン光体のバッチを、篩の開口が最上部から下方への大
きさが小さくなり、最後の寸法不足のものを固体底で保
持するようにした篩の垂直に配置した積重物の最も上の
篩上に入れる。粉末は、例えば機械的振動又は音周波数
の空気パルスで、篩開口に対して直角方向に積重した篩
を振動させて、全部の粒子が各篩上に落下しなくなるま
で、即ちそれらが通過できなくなるまで行って所望の大
きさに従って分離し、そして最も微細な画分(寸法不足
の画分)は底のパンで集める。
【0037】湿式篩分けは、リン光体粒子が、中に溶解
した前記有機酸を有する前記有機液体中になお存在する
こと以外は、同様な方法で積重篩を用いて行う。前記有
機酸の吸着によって大きく改良されたリン光体粒子の分
散液は、前記粒子を凝集から防ぎ、詰めることなく小さ
い篩開口を通る微細粒子の通過を特に促進する。
【0038】乾式及び湿式篩分けでの前記積重篩の使用
は、Kirk−Othmer の Encyclopedia of Chemical T
echnology 第3版、21巻(1983年)、114〜1
15頁に記載され、図示されている。
【0039】連続的に操作できる第二の粉末分離の例に
よれば、地球重力の場に対して傾斜した面で配置した一
連の篩を使用する。各篩は異なる大きさの開口を有し、
小さい篩開口の篩が粉末の投入側にあり、大きい篩開口
を有する篩が出口側にある。一連の篩は、粉末塊がその
一連の篩によって形成された傾斜を下方に向かって移動
する間に、上下に振動させる。幾つかの受け皿が篩開口
を通る粉末画分を受け入れる。出口で受けた粉末は、出
口画分が実質的に選定されなかった粗い画分から実質的
になるまで、一連の篩上に再循環させる。
【0040】篩分けによる分離と組合せることのできる
第三の粉末分離の例によれば、例えば McGraw − Hill
,Inc.による McGraw − Hill Encyclopedia of Sc
ienceand Technology (1977年)の168頁の図
2に記載されている如き空気分級機(ウインドシフタ
ー)で分級することによってより微細な乾燥リン光体画
分を除去する。
【0041】第四の例によれば、リン光体粒子の微細な
画分(望まぬ寸法不足の画分)は、有機キャリヤー液体
中の前記有機酸で処理した異なる大きさのリン光体粒子
に、重力又は遠心力促進を受けさせ、より小さい粒子を
含む液体部分を連続的に除去しながら、狭い液体バンド
中に粗い粒子を沈降又は蓄積によって濃縮させることに
よって、リン光体粒子を乾燥する前に分離する。
【0042】本発明の方法は、バリウム及び/又はスト
ロンチウム含有フルオロハライドリン光体粒子の製造に
おいて特に有用である。
【0043】高光刺戟性はEu2+ドープしたバリウム
(ストロンチウム)フルオロブロマイドリン光体で得ら
れる。この場合所望により臭素の小部分(50原子%未
満)は塩素及び/又は沃素で置換される。
【0044】好ましくは前記バリウム(ストロンチウ
ム)フルオロハライドリン光体において、弗素は、臭素
又は塩素及び/もしくは沃素と組合せた臭素を越えて過
剰に3〜12原子%存在させる。
【0045】好ましいリン光体の例は下記実験式の範囲
内にある:
【0046】 Ba1−x−y−zSr II2−a−bBr
【0047】式中MIIはMg及びCaからなる群から
選択した少なくとも1員であり、XはCl及びIからな
る群から選択した少なくとも1員であり、xは0≦x≦
0.55であり、yは0≦y≦0.05であり、a+b
は1より小であり、aは0.70≦a≦0.96であ
り、bは0≦b≦0.15であり、zは10−6≦z≦
10−2であり、AはEu2+、又はEu3+,Y,T
b,Ce,Tm,Dy,Pr,Ho,Nd,Yb,E
r,La,Ga及びLuからなる群から選択した共ドー
プ剤の1種以上と一緒のEu2+である。
【0048】本発明により製造された光刺戟性バリウム
(ストロンチウム)フルオロハライドリン光体粒子は、
バリウムに対して好ましくは10−2〜1原子%の範囲
の原子%で、Li,Na,K,Rb及びCsからなる群
から選択したアルカリ金属を含有するリン光体組成物を
含む。
【0049】前記リン光体中に貯蔵されるエネルギー消
去性を改良するための好ましいアルカリ金属はセシウム
である。リチウムは刺戟最高をより短い波長にシフトす
るために好ましい。
【0050】本発明により作られる好ましい光刺戟性リ
ン光体粒子は、バリウムに対して10−1〜20原子%
の範囲での原子%でSrを含有するストロンチウム及び
過剰の弗素の存在によって、リン光体のX線変換効率
(C.E.)は著しく増大する(公開されたEP−A0
345903参照)。
【0051】バリウムと組合せてストロンチウムを含有
する前記実験式による好ましいリン光体において、xの
値は、0.86≦a≦0.93に対して0.16≦x≦
0.19の範囲であるのが好ましい。
【0052】前記実験式による好ましいリン光体におい
て、zは10−4≦z≦10−2の範囲である。
【0053】前記リン光体は、焼成に当って出発材料
(原料混合物)として下記成分を用いて製造できる:
【0054】(1)弗化バリウム; (2)臭化アンモニウム; (3)所望によりバリウムハロゲン化物(弗化バリウム
を除く); (4)アルカリ金属化合物、例えば弗化リチウム、塩化
リチウム、臭化リチウム、沃化リチウム、弗化ナトリウ
ム、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、弗化カリウム、
弗化ルビジウム、弗化セシウム、水酸化リチウム、酸化
リチウム又は炭酸リチウム; (5)ストロンチウムハロゲン化物、所望によってカル
シウム及び/又はマグネシウムハロゲン化物との混合物
の形で; (6)Euを除いて、Aで例示した元素の少なくとも1
種の、ハロゲン化物又は酸化物、又は酸化物に熱分解し
うる塩例えば硝酸塩; (7)ユーロピウムハロゲン化物、ユーロピウム酸化
物、ユーロピウム硝酸塩及びユーロピウム硫酸塩からな
る群から選択した少なくとも1種のユーロピウム含有化
合物、好ましくは還元雰囲気中で焼成中に還元されてE
2−イオンを生ずるEuF
【0055】焼成は700〜1000℃の温度範囲で行
うのが好ましい。焼成は、US−P4532071に記
載されている如く例えば酸化物を用いたとき数段階で行
うとよい。
【0056】特別の例によれば、焼成したリン光体塊の
製造は下記の如くして行う:
【0057】0.859モルのBaF、0.14モル
のSrF、1モルのNHBr及び0.001モルの
EuFの原料混合物を粉砕条件下に作った。次にかく
して得られた原料混合物を還元雰囲気中で700〜10
00℃の温度で焼成した。焼成は少なくとも3時間続け
たが、10時間まで行うことができる。
【0058】還元雰囲気は、不活性ガス例えばアルゴン
又は窒素と水素の混合物からなるのが好ましく、又は木
炭と水蒸気の反応により、その場で水素と一酸化炭素の
混合物又は水素と二酸化炭素の混合物を形成する。還元
雰囲気中で、存在する3価ユーロピウムの大部分又は全
部が2価ユーロピウムに還元される。
【0059】焼成完了後、得られた生成物は焼成塊を形
成する。これは冷却後、例えば乳鉢中で粉末化(粉砕)
し、そして更に焼成を受けさせてもよい。多重焼成はリ
ン光体の均質性及び刺戟特性を改良するのに有利であり
うる。
【0060】分散した形で前記リン光体を混入する結合
剤層を形成するのに好適な結合剤には、フィルム形成有
機重合体、例えばセルロースアセテートブチレート、ポ
リアルキル(メタ)アクリレート例えばポリ(メチルメ
タクリレート)、ポリビニル−n−ブチラール例えばU
S−P3043710に記載されている如きもの、コポ
リ(ビニルアセテート/ビニルクロライド)及びコポリ
(アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン)又はコポ
リ(ビニルクロライド/ビニルアセテート/ビニルアル
コール)又はそれらの混合物がある。
【0061】好ましくは高X線エネルギー吸収を得るた
め、最少量の結合剤を使用する。しかしながら非常に少
量の結合剤は脆すぎる層を生ぜしめうる。従って妥協を
しなければならない。リン光体の被覆量は約300〜1
500g/mの範囲であるのが好ましい。リン光体層
の厚さは0.05〜0.5mmの範囲であるのが好まし
い。
【0062】好ましい実施態様によれば、支持体シート
上に支持された層として使用する。好適な支持体材料
は、フィルム形成有機樹脂、例えばポリエチレンテレフ
タレートから作る。しかし所望によってα−オレフイン
樹脂層の如き樹脂層で被覆した紙及びカードボード支持
体も特に有用である。一定の状況の下では更にガラス及
び金属支持体が使用される。後者は工業的放射線写真
(非破壊試験)に使用するため、例えばUS−P387
2309及びUS−P3389255に記載されている
如く高原子量のものが好ましい。
【0063】工業用放射線写真のための特別の例によれ
ば、リン光体スクリーンの像鮮鋭性は、リン光体スクリ
ーン中に、リン光体含有層と支持体の間及び/又は支持
体の裏側で、Research Disclosure 1979年9月、
item 18502に記載されている如く、金属化合物、
例えば鉛の塩又は酸化物である非蛍光顔料を含有する顔
料−結合剤層を組入れることによって改良される。
【0064】光刺戟性リン光体スクリーンの製造のた
め、リン光体スクリーンは、有機溶媒例えば2−メトキ
シプロパノール又はエチルアセテートを用い結合剤の溶
液中に均質に分散させ、次いで支持体上に被覆し、乾燥
する。本発明のリン光体結合剤層は任意の通常の方法、
例えば噴霧、浸漬被覆又はドクターブレード被覆によっ
て行うことができる。被覆後、被覆混合物の溶媒は、例
えば熱(60℃)空気流中で乾燥することにより、蒸発
によって除去する。
【0065】無溶媒被覆を、例えば Research Disclos
ure 1977年12月、item 16435に記載され
ている如く、UV又は電子ビーム(EB)硬化性結合剤
組成物を用いて行うことができる。
【0066】リン光体−結合剤組合せの脱泡を行うため
及び充填密度を改良するため超音波処理を適用できる。
所望による保護被覆の付与前に、リン光体−結合剤層は
充填密度(即ち乾燥被覆1cmについてのリン光体の
g数)を改良するためカレンダー処理してもよい。
【0067】所望によって、光刺戟により放出される光
の出力を増強するため、リン光体含有層とその支持体の
間に光反射層を設ける。かかる光反射層は、結合剤中に
分散した白色顔料粒子、例えばUS−P3023313
に記載されている如き二酸化チタン粒子を含有でき、又
はそれは蒸着金属層例えばアルミニウム層から作ること
ができ、又はそれは例えばUS−P4380702に記
載されている如き刺戟放射線を吸収するが放出された光
を反射する着色顔料層であることができる。
【0068】所望により、支持体とリン光体含有層の界
面での光の反射又は散乱を避けるため、リン光体含有層
とその支持体の間又は支持体自体中に光吸収層を設け、
これによって光刺戟性リン光体スクリーンの解像力を増
大させる。
【0069】光刺戟性放射線写真スクリーンを用いて操
作する前述したX線記録法においては、スクリーンが反
復して使用されるから、リン光体含有層を機械的及び化
学的損傷から保護するためそれに適切な上塗被覆を設け
ることが重要である。これは各スクリーンが通常カセッ
ト中に入れられていない光刺戟性放射線写真スクリーン
にとって特に重要である。
【0070】保護層は、フィルム形成有機溶媒可溶性重
合体例えばニトロセルロース、エチルセルロースもしく
はセルロースアセテート又はポリ(メタ)アクリル樹脂
を含有する被覆溶液をリン光体含有層に直接付与し、蒸
発によって溶媒を除去してその上に被覆できる。別の方
法によれば、透明で薄く、強靭で可撓性、寸法安定性の
ポリアミドフィルムをリン光体層に結合する(公開され
たEP−A00392474参照)。
【0071】別の既知の方法によれば、保護上塗被覆は
放射線硬化性組成物を用いて作られる。X線変換スクリ
ーン中の保護最上層としての放射線硬化性被覆の使用は
例えばEP209358及びJP61−176900及
びUS−P4893021に記載されている。例えば保
護層は、光開始剤の助けによってフリーラジカル重合に
より重合せしめられるモノマー及び/又はプレポリマー
によって形成されたUV硬化樹脂組成物を含む。モノマ
ー生成物は使用するプレポリマーに対する溶媒であるの
が好ましい。
【0072】好ましい例によれば、X線で像に従って又
はパターンに従って露光されたリン光体−結合剤層の光
刺戟は、走査レーザービームを用いて行う。
【0073】600〜1000nmの波長範囲で刺戟光
を生ぜしめるための好ましい光源には、ヘリウム−ネオ
ンレーザー(633nm)及び短い赤外光放出半導体レ
ーザー、例えば760〜1000nmで放出する半導体
レーザーがある。
【0074】440〜550nmの波長範囲での刺戟光
を生ぜしめるための好ましい光源は、周波数2重(53
2nm)固体Nd−YAGレーザー、アルゴンイオンレ
ーザー(そこから488nm線又は514nm放出線の
何れかを使用する)、及び442nmで放出するHe−
Cdレーザーがある。
【0075】刺戟性の光から刺戟光を分離するのに好適
なフィルター手段は、カットオフフィルター、透過性バ
ンドパスフィルター及びバンドリジェクトフィルターで
あることができる。フィルターの種類及びスペクトル透
過分級の調査は、ニューヨークの John Wiley and S
ons 1973年発行、Woodlief Thomas,Jr. 編、SP
SE Handbook of Photographic Science and Engi
neering の264〜326頁に与えられている。
【0076】短い波長を透過し、長い波長を反射する短
波通過フィルターは前記SPSE Handbook の表4.12
に掲載されている。
【0077】波長の限定された帯域のみを透過又は除く
バンドパスフィルターはそれぞれ前記 Handbook の表
4.13及び表4.14に掲載されている。150〜3
500nmの波長に対する固体又は液体の両方の多くの
選択される長波、短波パス、及びバンドパスフィルター
の表は、ロンドンの Chapman and Hall 1957年発
行、W. Summer 著、Photo Sensitors の9章に与えら
れている。
【0078】光刺戟によって放出される光(被刺戟放出
光と称する)は、光エネルギーを電気エネルギーに変え
る変換器、例えばデイジタル化し、貯蔵できる逐次電気
信号を与える光電管(光電子増倍管)で好ましくは光−
電子的に検出する。貯蔵後これらの信号はデイジタル処
理を受けることができる。デイジタル処理には例えば像
コントラスト増強、空間周波数増強、像減色、像加色及
び特定像部分の縁解像を含む。
【0079】記録されたX線像の再現のための一例によ
れば、所望によって処理されたデイジタル信号をアナロ
グ信号に変え、これを例えば音響−光学変調器( modul
ator)によって書き込みレーザービームに変調するため
に使用する。次いで変調されたレーザービームは、写真
材料、例えばハロゲン化銀乳剤フィルムを走査するため
に使用し、その上に場合によっては処理された状態でX
線像を再生する。
【0080】別の例によれば、光刺戟を介して得られた
光に相当する電気信号のアナログ−デイジタル変換から
得られたデイジタル信号は陰極線管上に表示される。表
示前に信号をコンピューターで処理してもよい。従来の
像処理法は、像の信号対ノイズ比を減ずるため及び放射
線写真の粗又は微細な像特長の像品質を増強するために
適用できる。
【0081】本発明のリン光体について、それらの光物
理的特性を測定するために測定を行った。
【0082】一つの測定においては、一定のX線量に露
光したとき貯蔵される全光刺戟性エネルギーを測定す
る。X線励起前に、リン光体スクリーン中に尚存在する
残存エネルギーを照射によって除去する。消去中光励起
を避けるため、光刺戟光を放出するランプとリン光体ス
クリーンの間に、435nm未満の全波長を除去するカ
ットオフ Schott GG 435フィルターを置く。次にリ
ン光体スクリーンを、85kVp及び20mAで操作す
るX線源で励起する。そのため、ドイツ国のSiemens A
G の MONODOR X線源を使用した。低エネルギーX線は
厚さ21mmのアルミニウム板を用いて濾別し、X線ス
ペクトルを硬化する。X線励起後、リン光体スクリーン
を暗所で測定装置に移す。この装置中で、X線照射され
るリン光体スクリーンを光刺戟するためレーザー光を使
用する。この測定に使用した光刺戟光は633nmHe
−Neレーザー光であった。
【0083】レーザー受光器は電子シャッター、ビーム
エキスパンダー及び二つのフィルターを含む。光電子増
倍管(Hamamatsu R 1398)は、光刺戟によって
放出される光を集め、相当する電流を与える。測定法
は、HP6944マルチプログラマーに接続した Hewle
tt Packard HP 9826コンピューターによって制御
する。電流−電圧変換器で増幅後、TEKTRONIX 7D2
0デイジタルオッシロスコープが得られた光電流を可視
化する。電子シャッターが開いたとき、レーザービーム
がリン光体スクリーンを刺激することを開始し、デイジ
タルオッシロスコープが作動させられる。スクリーンと
接触させて置いたピンホールを用い、7mm のみの
面積を露光する。レーザー出力の半分のみがスクリーン
面に達する。この方法で刺戟ビームの強度はより均一に
ある。レーザーの直前に置いた赤フィルター(3mmの
SCHOTT OG 590)は、He−Neレーザー発光中
弱い紫外成分を除く。光電子増倍管からの信号振幅は、
光刺戟光の強度及び放出された光刺戟性エネルギーで直
線である。信号は出力関数に従って徐々に低下する。信
号カーブが入るときオッシロスコープが、入力と無関係
に一定である誤差の成分として規定されるオフセットを
測定するため第2回の作動を開始する。このオフセット
を減じた後、信号が最高値の1/eに達する点を計算す
る。次にカーブの下の積分を、開始からこの1/e点ま
で計算する。この関数は数学的に
【数1】 で近似する。式中Aは信号増幅であり、τは時間定数で
あり、tは刺戟時間であり、eは自然対数の底数であ
る。t=τで貯蔵されたエネルギーの63%が放出され
た。上記結果を得るため、コンピューターは積分を系の
感度で乗ずる。光電子増倍管及び増幅器の感度は従って
光電子増倍管の陽極−陰極電圧の関数として測定されな
ければならず、リン光体の発光スペクトルのくりこみは
( convolution )及び分離フィルターの透過スペクト
ルが計算された。
【0084】発光した刺戟光はあらゆる方向に散乱され
るから、前記光の一画分のみが光電子増倍管によって検
出される。パネル及び光電子増倍管の位置は、全発光の
10%を光電子増倍管によって検出されるようにする。
【0085】これらの修正の全部がなされた後、変換効
率(C.E1.)が得られ、pJ/mm/mRで表示
される。X線で照射されたリン光体の全量について修正
するため、この値をスクリーンの厚さで割り、pJ/m
/mRで表される変換効率(C.E.)を生ずる。
この値はスクリーンの厚さによって変化する。従って比
較すべき測定のため、それらは一定のリン光体被覆量で
行わなければならない。
【0086】刺戟エネルギー(S.E.)は、貯蔵され
たエネルギーの63%を放出するのに必要なレーザーエ
ネルギーとして規定され、μJ/mmで表示される。
【0087】X線像記録リン光体材料の感度は、時間に
対する発光強度の光刺戟時の信号振幅Aに正比例し、
S.E.に対するC.E.の比で表示される。10−9
/mR/mmの単位で表される前記比をここでは最小感
度( figure of merit)(F.O.M.)と称し、前
述した如く下記式で計算する:
【0088】 F.O.M.=1000×C.E./S.E.
【0089】F.O.M.は、レーザー出力及び適用し
たX線量によって割ったレーザー刺激したときの初めに
刺激された光放出強度に正比例する。従って光刺戟性貯
蔵リン光体の感度の測度である。
【0090】下記実施例は本発明を示すが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。
【0091】本発明実施例 1〜7及び比較例 A 原料混合物は下記実験組成物を用いて作った: Ba0.858Sr0.141Eu0.001
1.0147Br0.9853
【0092】このため、直径40mmのめのう球を含有
する1.5lのPE瓶中に、1Kgの量でBaF,S
rF及びEuFの混合物を入れた。瓶を44rpm
で30分間、TURBULA (スイス国の Willy A. Bachof
en AG Maschinenfabrik の商標)ミキサー上で振とう
し、そしてなお最終リン光体中に過剰の弗素イオンが得
られるように、弗素イオンを臭素イオンで置換するため
NHBrの必要量を導入した。各成分を再び10分間
混合し、41rpmの角測度で回転するジャーローリン
グミル中に入れた。
【0093】得られた混合物を各165gの画分に分
け、各画分を、直径20mmの15個のめのう球の存在
下に、41rpmで10分間、500mlのめのう容器
中で回転ボールミル中で微粉砕した。
【0094】前記原料混合物材料の第一回焼成は、管炉
中で550gのバッチについて、72l/hのガス流速
で100%アルゴンガス雰囲気中で行った。焼成温度は
850℃で、焼成時間は2時間40分であった。
【0095】形成された材料を平均粒度が10μmとな
るよう微粉砕した。続いて粉末を空気分級によって粗い
画分と微細な画分に分級し、図1に示す如き粒度分布を
有する微細画分を再び焼成した。
【0096】図1は分級後の微細画分の示差( differe
ntial )及び累積粒度分布を示す。グラフ1(破線)は
粒度分布曲線を表し、曲線は、横軸上のμmでの読みで
の特定粒子直径に対応する粒子の容量百分率(vol
%)を左の縦軸に有している。グラフ2(点線)は、横
軸でのμmでの読みでの特定値より大なる直径を有する
粒子の累積容量百分率(c.vol%)を右側の縦軸に
有する累積粒度分布を表す。リン光体粉末の平均粒度は
約7μmであった。これはそれらを非常に凝集性にす
る。
【0097】第二回焼成は、60l/hの流速で99.
8容量%の窒素ガス及び0.2容量%の水素ガスの下
で、管炉中で500gバッチについて行った。焼成温度
は750℃で、焼成時間は4時間であった。焼成及び室
温への冷却後、焼成粉末塊を乳鉢で粉砕した。
【0098】実施例 1 かくして得られたリン光体粉末塊100gを、80/2
0の容量比のエタノール及び水を含有するエタノール−
水混合物中のラウリン酸の0.01モル溶液425ml
中に分散させた。分散液を2時間烈しく攪拌した。
【0099】次に粉末を沈降させ、上澄液を除去した。
残存粉末を再び425mlの純エタノール中で攪拌し、
再び沈降させ、上澄液を除いた後、それを60℃で乾燥
した。
【0100】実施例 2 ラウリン酸の0.03モル溶液を使用したことのみを変
えて実施例1の方法を繰返した。
【0101】実施例 3 ミリスチン酸の0.01モル溶液を使用したことのみを
変えて実施例1の方法を繰返した。
【0102】実施例 4 ミリスチン酸の0.03モル溶液を使用したことのみを
変えて実施例1の方法を繰返した。
【0103】実施例 5 パルミチン酸の0.01モル溶液を使用したことのみを
変えて実施例1の方法を繰返した。
【0104】実施例 6 パルミチン酸の0.03モル溶液を使用したことのみを
変えて実施例1の方法を繰返した。
【0105】実施例 7 ステアリン酸の0.03モル溶液を使用したことのみを
変えて実施例1の方法を繰返した。
【0106】比較例 A エタノール−水混合物に有機酸を含有させずに、実施例
1の方法を繰返した。
【0107】かくして作った実施例1〜7及び比較例A
のリン光体粉末の篩分け性を下記の方法で測定した:
【0108】前記各実施例の方法で作った各前記乾燥リ
ン光体の100gを自動篩分装置 DEMI FINEX(英国ロ
ンドンの Russell Finex Ltd. の商品名)の45μm
メッシュ篩上に置いた。篩分け30分間内に篩を通過し
たリン光体のgでの量(収量)を、下表1に百分率
(%)で示す。その百分率が大であればある程、製造さ
れたリン光体粉末の篩分性及び流動性が良好である。
【0109】前記篩通過後の前記各実施例のリン光体粉
末の同じ量を、メチルエチルケトン中に溶解したセルロ
ースアセトブチレートを含有する結合剤溶液中に分散さ
せた。得られた分散液を、厚さ100μmのポリエチレ
ンテレフタレートの透明シート上に1mについてリン
光体500gの同じ被覆量で別々に被覆した。次に乾燥
したスクリーンを、リン光体のエネルギー貯蔵特性を測
定するために使用した。
【0110】UV及び可視光露光によって何かで貯蔵さ
れたエネルギーを消去した後、各スクリーンを同じ条件
下で、同じX線量で照射し、次いで、He−Neレーザ
ーの633nm光で刺激した。
【0111】前述した如くF.O.M.を測定し、得ら
れた値を下表1に示す。
【0112】 表 1 リン光体実施例 No. 収率(%) F.O.M.(10 −9 /mR/mm) 1 90.2 2550 2 86.8 2650 3 87.5 2670 4 83.8 2590 5 94.3 2460 6 82.2 2590 7 81.6 2550 リン光体比較例A 59.4 2420
【0113】本発明実施例 8及び9及び比較例 B
【0114】実施例 8 実施例1で使用したリン光体粉末材料100gを、80
/20容量比のエタノール及び水を含有するエタノール
−水混合物中のアジピン酸の0.03モル溶液425m
l中に分散した。分散液を2時間烈しく攪拌した。
【0115】次に粉を沈降させ、上澄液を除去した。残
った粉末を再び425mlの純エタノール中で攪拌し、
再び沈降させ、次いで上澄液を除去した後それを60℃
で乾燥した。
【0116】実施例 9 アジピン酸の代りにコハク酸の同じモル量を用いて、実
施例8を繰返した。
【0117】比較例 B エタノール−水混合物に何ら有機酸を含有せずに、実施
例8を繰返した。
【0118】前記実施例8及び9及び比較例Bにより得
られたリン光体試料を、38μmメッシュ篩で手動で篩
分けした。1分以内に篩を通過したリン光体粉末の重量
百分率を下表2に示す。
【0119】
【0120】本発明実施例 10及び比較例 C 下記実験式を有する原料混合物を作った: Sr0.999Eu0.0011.01Br0.89
【0121】このために、ボックス炉中で、NHBr
の5モル%の存在下に、2時間、500℃でSrBr
・6HOを乾燥した。乾燥粉末を乳鉢中で粉砕した。
【0122】前記原料混合物を得るため、かく乾燥した
SrBrとSrF及びEuFを混合して作った。
前記混合物を、200ml PE瓶に入れ、これをTURB
ULA(商品名)ミキサーで、44rpmで30分振とう
した。続いて直径10mmの18個のめのう球の存在下
に250mlのめのう容器中で回転ボールミル中290
rpmで10分間微粉砕した。
【0123】前記原料混合物材料の第一回焼成は、管炉
中で、60l/hのガス流速で99.8容量%の窒素ガ
ス及び0.2容量%の水素ガス還元雰囲気中で行った。
焼成温度は890℃で、焼成時間は2時間であった。焼
成したリン光体塊を冷却し、乳鉢中で乳棒で粉砕した。
第一回と同じ第二回焼成を2時間行い、焼成塊を再び粉
砕した。
【0124】最後に前記還元雰囲気中で730℃の温度
で90分間再焼成し、前述した如く乳鉢及び乳棒で粉砕
した。
【0125】実施例 10 かくして得られたリン光体粉末20gを、99.5/
0.5容量比のエタノール及び水を含有するエタノール
−水混合物中のパルミチン酸の0.03モル溶液100
ml中に分散した。分散液を2時間烈しく攪拌した。
【0126】次に粉末を沈降させ、上澄液を除去した。
残った粉末を15分間100mlの純エタノール中で再
び攪拌し、そして再び沈降させ、上澄液を除去後それを
60℃で乾燥した。
【0127】比較例 C エタノール−水混合物中に何ら有機酸を含有させずに実
施例10の方法を繰返した。
【0128】前記実施例10及び比較例Cで得られたリ
ン光体試料20gを手動で38μmメッシュの篩で篩分
けした。1分後に前記篩を通過したリン光体粉末の重量
百分率を下表3に示す。
【0129】
【0130】実施例 11 適切量でのBaF,SrF,EuF及びNH
rの完全に混合した原料混合物から出発して、実施例1
に記載した方法でリン光体バッチを作った。
【0131】第一回焼成は、100%アルゴンガス雰囲
気中で、850℃で、2時間40分間行った。形成され
た材料を微粉砕し、平均粒度10μmとしたが、粉末は
この段階では分級しなかった。
【0132】第二回焼成を、Hの0.2容量%及びN
の99.8容量%の雰囲気中で、750℃で、4時間
行った。結果として、前記第二回焼成後、平均粒子直径
12μmを有し、非常に広い粒度分布を有するリン光体
粉末が得られた。
【0133】非常に微細な粒子を除くため、この未処理
リン光体粉末の分級を、ALPINE 50 ATP (商品名)
空気分級機で試みた。しかしながら、これはファクター
2による感度損失を示すリン光体粉末を生成した。
【0134】本発明に従って、それぞれ1Kgの4個の
未処理リン光体粉末を、次いでエタノール−水混合物
(80/20容量比)中のパルミチン酸の0.03モル
溶液4l中にそれぞれ分散した。分散液を2時間烈しく
攪拌した。
【0135】粉末の沈降後、上澄液を除去した。沈降し
た粉末を再び4lの純エタノール中で攪拌し、再び沈降
させ、上澄液を除去した後、それらを60℃で乾燥し
た。
【0136】かくして処理したリン光体粉末の各1Kg
の4個のバッチを再び一緒にし、前述した ALPINE 50
ATP (商品名)空気分級機で分級して非常に微細なリ
ン光体粉末粒子を除いた。結果として平均粒度は12〜
13μmに増大した。
【0137】リン光体感度のための測定であるリン光体
粉末のF.O.M.は3800×10−9/mR/mm
から4800×10−9/mR/mmに増大した。これ
は本発明による前処理によって得られたより効率的な分
級を証明している。
【図面の簡単な説明】
【図1】分級後の微細リン光体粒子の示差及び累積粒度
分布を示す。
【符号の説明】 1 粒度分布曲線 2 累積粒度分布
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール・ランドン ベルギー国モートゼール、セプテストラ ート 27 アグファ・ゲヴェルト・ナー ムロゼ・ベンノートチャップ内 (56)参考文献 特開 昭52−114483(JP,A) 特開 昭61−62587(JP,A) 特開 昭61−136581(JP,A) 特開 昭61−76586(JP,A) 特開 昭62−86086(JP,A) 特開 昭62−86087(JP,A) 米国特許4360571(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09K 11/00 - 11/89 G21K 4/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 選定された粒度範囲のバリウム及び/又
    はストロンチウム含有ハロゲン化物リン光体粒子の製造
    法において、前記方法が (1)前記リン光体の原料混合物材料を焼成して、粉末
    にされる焼結リン光体塊を製造する工程、 (2)所望により更に1回以上焼成した後、前記粉末に
    されたリン光体塊を、中に溶解した有機酸と水混和性有
    機溶媒を主として含有する液体中で混合し、前記酸がリ
    ン光体中に含有された金属と塩を形成することができ、
    その溶解度が20℃で水中に100mlについて0.5
    g未満である工程、 (3)かく処理したリン光体粒子に湿潤状態及び/又は
    乾燥状態で分離処理を受けさせて、40μmより小さい
    が2μmより大である粒度を有するリン光体粒子を集め
    る工程 を含むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 5〜20μmの範囲の粒度を有するリン
    光体粒子を集めることを特徴とする請求項1の方法。
  3. 【請求項3】 前記酸が、ラウリン酸、ミリスチン酸、
    パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、オレイン酸及
    びリノール酸からなる群から選択される、少なくとも8
    個の炭素原子を有する脂肪族モノカルボン酸であること
    を特徴とする請求項1又は2の方法。
  4. 【請求項4】 前記酸が二官能性カルボン酸であること
    を特徴とする請求項1又は2の方法。
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