JPH11256153A - 微粒子状の蓄光性蛍光粉及びその製造方法 - Google Patents

微粒子状の蓄光性蛍光粉及びその製造方法

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JPH11256153A
JPH11256153A JP627399A JP627399A JPH11256153A JP H11256153 A JPH11256153 A JP H11256153A JP 627399 A JP627399 A JP 627399A JP 627399 A JP627399 A JP 627399A JP H11256153 A JPH11256153 A JP H11256153A
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alkaline earth
fluorescent powder
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萍 陳
Meigen Sha
明元 謝
Kokkai Yu
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CHINA JAPAN JOINT VENTURE NANK
CHINA JAPAN JOINT VENTURE NANKING BATSUKOKUSI SOSHOKU SEIHIN YUGENKOSHI
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光強度が強く、発光時間が長く、耐水性に
優れた微粒子状の蓄光性蛍光粉を提供することを課題と
する。 【解決手段】 以下の一般式にて定義される蓄光性蛍光
粉に関する新組成を提供することを特徴とする。 (A1-x-yxy)O・a(G1-zz)23 A:アルカリ土類金属のMg,Ca,Sr,Ba及び2価金属Z
n中の一種。 D:活性化剤Eu。 E:共活性化剤であるランタノイドのDy,Nd,Pr,Ho,
Er,Tm,Yb,Lu及び遷移金属のMn,Zr,Nb,Ti,Sb,
Li,Ge,In,Wの群より選ばれた一種以上の元素。 O:酸素。 G:母結晶体であるAl。 H:基質結晶体のB又はGa。 x,y,z,及びaの範囲 0.0001≦x≦0.5,0.0001≦y≦0.3,0.0001≦z≦0.5,0.
5≦a≦3.0

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する分野】本発明は微粒子状の蓄光性蛍光粉
とその製造方法に関するものである。蓄光性蛍光粉と
は、太陽又は他の光源により照射されて、光を蓄え、暗
所で長時間にわたって発光することが可能であり、数々
の産業分野において使用されている材料である。
【0002】
【従来の技術】従来の蓄光性蛍光粉はほとんど硫黄化合
物であり、例えば、ZnS:Cu,Co又はCaS:Ceなどか
ら形成されているが、これらの蓄光性蛍光粉は、蓄光、
発光は出来るが、発光時間は1〜2時間程度に過ぎず、
化学的安定性も低く、耐水性に劣り、老化しやすいた
め、悪条件下では、数十時間で発光能力は急激に低下
し、使用寿命が短いなどの欠点があった。又、硫黄化合
物系の蓄光性蛍光粉に放射性物質を添加したものは長時
間自己発光することが出来るが、この放射性物質の使用
により人体汚染及び環境汚染が生じる可能性があるため
に国際的に使用を禁止されている。
【0003】1990年代の初期にアルカリ土類金属で
あるアルミン酸塩を基質とする蓄光性蛍光粉が開発され
ている。この蓄光性蛍光粉はEuにより活性化されるア
ルミン酸塩であり、発光強度が高く、発光時間も24時
間以上と長く、化学的にも安定し、耐光性に優れ、且つ
使用寿命が長い等の長所があるため、広範囲に応用され
ており、例えば蛍光インク、蛍光塗料、蛍光プラスチッ
ク、蛍光ガラス印刷、蛍光布、装飾製品及び低強度光源
等に使用されている。
【0004】しかしながら、この種のアルミン酸塩の蓄
光性蛍光粉の工業製品は、α-Al23と数種類の必要な
化合物とを混合させ、1300℃以上の高温固体層で反
応させることにより製造されているため、この製品は陶
土状の硬い固体となる。この1300℃以上の高温処理
を行って陶土状の硬い固体となる理由は、α-Al23
化学活性が低く、十分高い温度でなければアルカリ土類
金属等の成分と反応しないからである。高温の反応で単
斜結晶アルミン酸塩を生成し、Eu23のようなランタ
ノイド金属活性化剤が結晶の中に導入され、発光中心及
び格子欠陥を形成する。この陶土状の硬い製品は、強力
な粉砕の処理を施さないと数十ミクロンの粉末を得るこ
とが出来ない。又、粉砕時において発光結晶に生じた傷
に活性化エネルギーが吸収されるので、発光能力が減じ
る。粒径が10ミクロン以下になると光度が急激に落
ち、粒径が3ミクロン以下になると発光が微弱過ぎて実
用に供することが難しくなり、従って、オフセット印刷
用蛍光インク、複写機用蛍光トナー、繊維染料等におい
て必要とされる微粉末蓄光性蛍光粉の応用が制限される
ことになる。従来、粒径が過大、粒径分布が廣いなどの
欠点を改良する多くの研究が行われて来たが、あまり成
果をあげていなかった。
【0005】一方、アルミン酸塩からなる蓄光性蛍光粉
は、低価数Euイオンであり、+2、+3価数のEuイオ
ンが蛍光物質の活性化剤になるとき、全く違う光スペク
トルを発する。アルカリ土類アルミン酸塩には、2価の
Euイオンのみが格子欠陥を形成出来るので、製造をす
る際には、通常は+3価のEu23をEuイオン源とし
て、高温加熱する前に混合物中に添加する。Eu3+をEu
2+に還元するために、固体層の反応は還元雰囲気で反応
させなければならない。勿論、Eu3+をEu2+への還元収
率は蓄光性蛍光粉の品質を左右している。従来の方法は
フローの5%のH2を含むN2ガスを用いてEu3+をEu2+
に還元しているので、密閉管状の容器の中で行われなけ
ればならず、操作の手間が煩雑でありコスト高になり、
大規模の生産は困難であった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記した欠点
を克服し、発光強度が強く、発光時間が長く、耐水性に
優れた、微粒子状の蓄光性蛍光粉及びその製造方法を提
供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が採った手段は、以下の一般式にて定義される
蓄光性蛍光粉に関する新組成を提供することを特徴とす
る。
【0008】(A1-x-yxy)O・a(G1-zz)23
【0009】上記の式中Aはアルカリ土類金属のMg,C
a,Sr,Ba及び2価金属Zn中の一種であり、Dは活性化
剤Euであり、Eは共活性化剤であるランタノイドのD
y,Nd,Pr,Ho,Er,Tm,Yb,Lu及び遷移金属のMn,Z
r,Nb,Ti,Sb,Li,Ge,In,Wの群より選ばれた一種以
上の元素であり、Oは酸素であり、Gは母結晶体のAl
であり、Hは基質結晶体のBまたはGaである。
【0010】式中におけるx,y,z及びaの範囲は下記
の通りとする。 0.0001≦x≦0.5, 0.0001≦y≦0.3, 0.0001≦z≦0.5, 0.5≦a≦3.0
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態を以
下に説明する。
【0012】AlCl3・6H2Oを製品中のAlの原材料と
し、SrCl2・6H2O を製品中のSrの原材料とし、Ba
Cl2・2H2Oを製品中のBaの原材料とし、Eu23,Dy
23及びH3BO3をそれぞれEu,Dy及びBの原材料と
して製品を製造する。
【0013】以下の原材料を正確に計量して用意する。 1.SrCl2・6H2O 269g 2.AlCl3・6H2O 683.2g 3.BaCl2・2H2O 1.74g 4.Eu23 1.96g 5.Dy23 2.8g 6.Sb23 30.7g 7.H3BO3 28g 8.COOH・COOH・2H2O 1.4g 9.(NH4)2CO3 486g
【0014】前記した所定量のSr,Al,Baの各塩化物
を5000mlディーイオンウォーターに溶かした溶液をAと
し、(NH4)2CO3を2000mlディーイオンウォーターに
溶かした溶液をBとする。溶液Aと溶液Bを5000ml、8
0℃のディーイオンウォーターに混合し、80℃で15
分間安定させてから、冷却し、濾過し、その固体を乾燥
し、粉砕した後に坩堝に入れ、1300℃で1時間焼成
し、冷却した後、Eu23,Dy23,Sb23,H3BO3
び(COOH)22H2Oを混入し4時間の湿式粉砕、分
離、乾燥、粉砕した粉砕物を得る。該粉砕物を、750ml
の坩堝に入れ、該坩堝の上限まで3〜5cmの空間を空け
て、粒子状活性炭を入れた2個の30ml入りの容器を該粉
砕物の上に配置し、該2個の容器には蓋をせず、750ml
の坩堝を蓋で密閉する。750mlの坩堝を密閉することに
より、酸化を防いで、炭酸ガス雰囲気中でEu3+をEu2+
に還元する。1300℃で2時間焼成し400℃まで冷
却し、電気炉から取出し、室温まで冷却した後、再び粉
砕し、350メッシュのふるいにかけ選別する。
【0015】
【発明の効果】上記の過程を経ることにより、発光強度
が強く、発光時間が長く、且つ耐水性能が良好な微粒子
状の蓄光性蛍光粉を得ることが出来た。ここに得た微粒
子状の蓄光性蛍光粉の性能は、図1、図2、及び図3に
示されている。尚、図3は平均粒径=2ミクロン時の残
光特性曲線である。
【0016】前記実施の形態において用いた活性化剤で
ある遷移金属を除いて、SrCO3,α-Al23,BaC
3,Eu23,Dy23,H3BO3及びCOOH・COOH
・2H 2Oを、それぞれに対応する量をとり、ボールミル
に入れ、3時間混合し、前記する実施の形態と同様に、
1300℃で2時間焼成し、粉砕、ふるいで選別して得
られた比較製品粉の平均粒径=10ミクロン時の残光特性
曲線が図4に示されている。
【0017】図3と図4とを比較すると、本発明の製造
方法により得られた平均粒径=2ミクロンの蓄光性蛍光
粉は、平均粒径=10ミクロンの比較製品粉よりも、発光
強度及び発光時間共に同等以上に優れていることが理解
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態において製造したEu,Dy
により活性化したアルミニューム、硼酸、ストロンチウ
ム、バリウムを含む蓄光性蛍光粉の発光スペクトルを示
す。
【図2】本発明の実施の形態において製造したEu,Dy
により活性化したアルミニューム、硼酸、ストロンチウ
ム、バリウムを含む蓄光性蛍光粉の粒径分布を示す。
【図3】本発明の実施の形態において製造したEu,Dy
により活性化したアルミニューム、硼酸、ストロンチウ
ム、バリウムを含む蓄光性蛍光磁粉の平均粒径=2ミクロ
ン時の残光特性曲線を示す。
【図4】比較製品として従来の製造方法で製造したEu,
Dyにより活性化したアルミニューム、硼酸、ストロン
チウム、バリウムを含む蓄光性蛍光磁粉の平均粒径=10
ミクロン時の残光特性曲線を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 陳 萍 中華人民共和国江蘇省南京市鎖金五村十六 號 中日合資南京▲バツ▲克斯装飾制品有 限公司内 (72)発明者 謝 明元 中華人民共和国江蘇省南京市鎖金五村十六 號 中日合資南京▲バツ▼克斯装飾制品有 限公司内 (72)発明者 尤 國▲海▼ 中華人民共和国江蘇省南京市鎖金五村十六 號 中日合資南京▲バツ▼克斯装飾制品有 限公司内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Euを主な活性化剤とするアルカリ土類金
    属のアルミン酸塩からなる微粒子状の蓄光性蛍光粉であ
    って、この蛍光粉の組成は下記の一般式にて定義され
    る: (A1-x-yxy)O・a(G1-zz)23 上記の式中Aはアルカリ土類金属のMg,Ca,Sr,Ba及
    び2価金属Zn中の一種であり、Dは活性化剤Euであ
    り、Eは共活性化剤であるランタノイドのDy,Nd,Pr,
    Ho,Er,Tm,Yb,Lu及び遷移金属のMn,Zr,Nb,Ti,
    Sb,Li,Ge,In,Wの群より選ばれた一種以上の元素で
    あり、Oは酸素であり、Gは母結晶体のAlであり、H
    は基質結晶体のBまたはGaであり、式中におけるx,
    y,z及びaの範囲は下記により構成される: 0.0001≦x≦0.5, 0.0001≦y≦0.3, 0.0001≦z≦0.5, 0.5≦a≦3.0
  2. 【請求項2】蓄光性蛍光粉の粒子が平均粒径=2ミクロ
    ンの時に得られた特性を備えることを特徴とする請求項
    1記載の微粒子状の蓄光性蛍光粉。
  3. 【請求項3】AlCl3・6H2OをAlの原材料とし、Sr
    Cl2・6H2OをSrの原材料とし、BaCl2・2H2OをB
    aの原材料とし、Eu23,Dy23及びH3BO3をそれぞ
    れEu,Dy及びBの原材料とすることを特徴とする微粒
    子状の蓄光性蛍光粉の製造方法。
  4. 【請求項4】原材料とする三種の塩化物の水溶液とアン
    モニウムイオン水溶液を80℃の水の中に入れ、冷却、
    濾過、乾燥した後、分散させる工程を含むことを特徴と
    する請求項3記載の微粒子状の蓄光性蛍光粉の製造方
    法。
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