JP6579693B2 - 蓄光性蛍光体 - Google Patents
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Description
この蓄光性蛍光体としては、CaS:Bi(紫青色発光)、CaSrS:Bi(青色発光)、ZnS:Cu(緑色発光)、ZnCdS:Cu(黄色−橙色発光)等の硫化物蛍光体が知られている。これらいずれの硫化物蛍光体も、化学的に不安定であったり、耐光性が劣ったりするなどの問題がある。またこの硫化亜鉛系蓄光性蛍光体を夜光時計に用いる場合であっても、肉眼でその時刻を認識可能な残光時間は約30分から2時間程度である等、実用面での問題がある。
しかしながら、さらなる残光輝度の向上が求められていた。
これら蛍光体原料と、フラックスとして例えばホウ酸(H3BO3)を所定量秤量し、ボールミル混合等を用いて充分に混合し、蛍光体原料の混合粉末を得る。
この際、アルカリ金属元素のナトリウム(Na)やカリウム(K)の原料である炭酸ナトリウム(Na2CO3)や炭酸カリウム(K2CO3)は、水溶液にした状態で所定量を添加してもよい。
還元雰囲気としては、例えば窒素(N2)+水素(H2)混合ガス、一酸化炭素(CO)ガス等が挙げられる。また、蛍光体原料の混合粉末に活性炭またはグラファイト等の炭素粉末を加えて焼成を行うことで還元雰囲気をつくってもよい。
焼成後、室温まで2時間から10時間かけて冷却する。得られた焼成物を粉砕し、篩別して所定の粒径の蓄光性蛍光体を得る。
得られた試料1−(1)ないし試料1−(8)について、まず酸分解後にフレーム光度法を用いてナトリウムの含有量を測定した。その結果を表1に示す。
蓄光性蛍光体が実際に多く使われる形態の一つである、塗膜サンプルを作成して残光輝度特性を評価した。すなわち、蓄光性蛍光体の試料と透明スクリーンインキ(VGスクリーンインキ;000メジウム 帝国インキ製造製)を10:7の質量比で混合したものを、基材である蛍光増白剤を使用しない紙(無蛍光紙)の上にアプリケーター(YA型 ヨシミツ精機製)で塗布し、自然乾燥させ、蓄光性蛍光体塗膜を形成する。塗膜の蓄光性蛍光体含有量は、単位面積当たりの蓄光性蛍光体質量で表して、約180g/m2となるように形成した。
得られた各塗膜サンプルを暗所にて約90℃で約2時間加熱し残光を消去する。まず第1の励起条件として、励起用光源に標準光源D65を用い照度500lxの光を10分間、残光を消去した各塗膜サンプルに照射する。照射終了後10分後、1時間後、5時間後の残光輝度を輝度計(色彩輝度計BM−5A トプコン製)を用いて測定する。その結果を、比較例1の残光輝度を100として、相対輝度を表2に示す。
また、図5および前述の図4に示す結果において、ホウ素の量が0.0004モル以上0.024モル以下である試料4−(1)ないし試料4−(4)および試料1−(5)(図5(a)、図5(b)、図5(c)、図5(d)および図4(a)に相当)は、いずれも粒子形状が略球状であり、特にホウ素の量が0.0004モル以上0.012モル以下である試料4−(1)ないし試料4−(3)および試料1−(5)では、なめらかな粒子形状を有しており、より好ましい。一方、ホウ素の量が0.024モルを超え、0.04モルないし0.08モルである試料4−(5)、比較例4および図4(b)の試料はホウ素が過剰なため、硬くなった焼成物を粉砕したことにより粒子形状が角張っていることがわかる。
これらの結果から、ホウ酸の添加量は、ホウ素の含有量として、0.0004モル以上0.024モル以下が好ましく、0.002モル以上0.012モル以下が、高い残光輝度を有し、かつ略球状でなめらかな粒子形状を有する蓄光性蛍光体となるため、特に好ましいことがわかる。
Claims (2)
- MAl2O4で表される化合物で、Mで表す金属元素は、ストロンチウム(Sr)、マグネシウム(Mg)およびバリウム(Ba)からなる化合物を母結晶にすると共に、
賦活剤としてユウロピウム(Eu)を含み、
共賦活剤としてジスプロシウム(Dy)を含む蓄光性蛍光体であって、
ユウロピウム(Eu)の含有量は、モル比で0.001≦Eu/(M+Eu+Dy)≦0.05であり、
ジスプロシウム(Dy)の含有量は、モル比で0.004≦Dy/(M+Eu+Dy)≦0.06であり、
マグネシウム(Mg)の含有量は、モル比で0.02≦Mg/(M+Eu+Dy)≦0.1であり、
バリウム(Ba)の含有量は、モル比で0.03≦Ba/(M+Eu+Dy)≦0.15であり、
かつ、リチウム(Li),ナトリウム(Na),カリウム(K),ルビジウム(Rb)の群の少なくとも一つのアルカリ金属元素を含み、
アルカリ金属元素の含有量は、Mで表す金属元素とユウロピウム(Eu)とジスプロシウム(Dy)の合計の1モルに対して、0を超え0.06ミリモル未満であり、
ホウ素(B)を、Mで表す金属元素とユウロピウム(Eu)とジスプロシウム(Dy)の合計の1モルに対して、0.002モル以上0.024モル以下含有することを特徴とした蓄光性蛍光体。 - アルカリ金属元素は、ナトリウム(Na)であることを特徴とした、請求項1記載の蓄光性蛍光体。
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