KR100924568B1 - 투명한 녹색 형광막 제조방법 및 이를 적용한 형광등 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투명한 녹색 형광막을 제조하는 방법 및 형광등에 관한 것으로서, 본 발명은 (a) 란타니움(La)과 쎄리움(Ce)과 테비움(Tb)을 10:0.5:0.5 ~ 10:3:3의 중량비로 초산 용액에 녹이는 단계; (b) 상기 (a) 단계의 결과물을 형광막 형성 면에 도포하는 단계; (c) 상기 (b) 단계의 의해 도포된 상기 (a) 단계의 결과물을 400~ 560℃에서 1분 내지 15분 동안 소성하는 단계를 포함하는 투명한 녹색 형광막 제조방법을 제공한다.

투명, 형광막

Description

투명한 녹색 형광막 제조방법 및 이를 적용한 형광등{Manufacturing Method for transparent green fluorescence film and the fluorescent lamp thereof}

본 발명은 투명한 녹색 형광막을 제조하는 방법 및 형광등에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 란타니움(La)과 테르비움(Tb)와 쎄리움(Ce)을 이용하여 투명한 녹색 형광막을 제조하는 방법에 관한 것이다.

녹색 형광체로는 테르비움(Terbium Tb³⁺)과 쎄리움(Cerium, Ce³⁺)에 의해 활성화된 산화란타니움(La₂O₃) 분말 형광체(Powdered Phosphorus, PP)가 주로 사용되었는데, 이 녹색 형광체를 이용하여 형광막을 형성하는 경우 반투명한 형광막이 형성된다. 그런데, 이러한 반투명 형광막은 발광시 휘도가 낮고 광효율 또한 저조하여 소비전력 대비 만족도가 높지 못하고, 이러한 한계로 인해 활용범위 또한 제한되는 문제가 있었다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 바와 같은 문제점을 해결하여 테르비움과 쎄리움 및 란타니움을 이용하여 투명한 녹색 형광막을 제조하는 방법과 이 제조방법을 통해 제작되는 형광등을 제공하는 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

(a) 란타니움(La)과 쎄리움(Ce)과 테비움(Tb)을 10:0.5:0.5 ~ 10:3:3의 중량비로 초산 용액에 녹이는 단계;

(b) 상기 (a) 단계의 결과물을 형광막 형성 면에 도포하는 단계;

(c) 상기 (b) 단계의 의해 도포된 상기 (a) 단계의 결과물을 400~ 560℃에서 1분 내지 15분 동안 소성하는 단계를 포함하는 투명한 녹색 형광막 제조방법을 제공한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 투명한 녹색 형광막 제조방법에 있어서, 상기 초산 용액은 5 ~ 99중량%의 용액일 수 있다.

상술한 바와 본 발명에 따른 투명한 녹색 형광막 제조방법에 있어서, 상기 (a) 단계에서 도포를 용이하게 하기 위한 점증제와 소성 후 형광막의 부착력을 강화시키기 위한 결착제를 초산 용액에 더 부가하는 것이 바람직하다.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

란타니움(La)과 쎄리움(Ce)과 테비움(Tb)을 10:0.5:0.5 ~ 10:3:3의 중량비로 초산 용액에 녹여 생성시킨 결과물이 400 ~ 560℃에서 1분 내지 15분 동안 소성되어 이루어진 형광막을 유리관 내면에 형성한 형광등을 제공한다.

본 발명에 따르면 종래의 테르비움과 쎄리움에 의해 활성화된 산화란타니움 분말 형광체를 이용하여 제조되는 반투명한 형광막과 같이 녹색의 빛을 발광하면서도 투명한 형광막을 제조할 수 있다.

또한, 이러한 형광막을 적용한 형광등을 제작할 수 있으며, 샘플로 제작한 형광등의 광효율은 기존 형광등(반투명막 적용)의 광효율 못지 않은 성능을 보였다.

이하 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하기로 한다.

본 발명은 테비움, 쎄리움 및 란타니움을 초산 용액에 녹인 후에 이를 형광막을 형성하고자 하는 물체의 표면에 도포한 후 소성하여 녹색 발광하면서 투명한 형광막을 제조하는 것을 특징으로 한다.

상기 초산 용액의 농도는 본 발명자의 다양한 시험에 의한 결과 5 ~ 99중량%인 것이 바람직한 것으로 나타났는데, 초산 용액의 농도가 5중량% 미만이거나 99중량%를 초과하는 경우에는 테비움, 쎄리움 및 란타니움이 녹지 않는 문제점이 발생된다. 또한 본 발명에서의 초산 용액은 초산 수용액을 의미한다.

또한 테비움, 쎄리움 및 란타니움의 중량비는 10:0.5:0.5 내지 10:3:3인 것 이 바람직한데, 쎄리움과 란타니움의 사용 중량이 테비움과 비교하여 1/10 미만인 경우에 녹색 발광은 이루어지지 않으며, 3/10을 각각 초과하는 경우에는 녹색 발광의 효율 증가는 미비하면서 고가의 쎄리움과 란타니움의 사용량이 증가하여 경제적이지 못하다는 문제점이 있다.

상술한 바와 같이 초산 용액에 테비움, 쎄리움 및 란타니움을 녹인 후 형광막을 형성하기 위한 물체의 표면이 도포하게 되는데, 도포 방법은 관의 형상인 경우에 관의 한쪽 끝을 용액에 담그고 반대쪽을 끝은 진공펌프와 연결하여 관 내부로 용액을 끌어올렸다가 다시 내리는 방식, 아니면 입을 이용하여 용액을 빨아올리는 방식으로 도포하는 방법을 취할 수 있으며, 또한 닥터 브레이드를 이용한 도포 방법 등 본 발명이 속하는 기술분야에 널리 알려진 것이라면 무엇이든 이용 가능하다.

도포한 후에 소성 과정을 거치게 되면 본 발명에 따른 투명 형광막은 완성되는데 소성은 400 ~ 560℃에서 1분 내지 15분 동안 이루어지는데, 시간과 온도는 반비례 관계에 있어 560℃일 때 1분 정도, 400℃에서는 15분 정도 소성하며, 이 사이의 온도에는 적절한 시간을 선택하여 소성하면 된다.

또한 형광막 형성을 위한 용액을 제조 시에 도포의 용이성을 위하여 점증제를 더 부가할 수 있는데, 이 점증제를 더 부가하는 경우 도포 용액에 점성이 생겨 도포 후 잘 흘러내리지 않는 장점이 있다. 그리고 형성된 형광막의 부착성을 증가시킬 목적으로 결착제를 도포 용액에 더 부가할 수도 있다.

상기 점증제와 결착제는 기존의 형광등의 형광막 제조 시에도 널리 사용되는 성분들로서, 그 예를 들면 점증제로는 젱탄검, 하이셀, 젤라틴, 천연 셀룰로오스, 메칠 셀룰로오스, 폴리쿼터, 팩틴, 카보플, 카보플프리젤, 구아검, 알기네이드 등이 사용될 수 있고, 결착제로는 각종 레진이나 왁스 또는 불화비닐리덴과 테트라플루오로에틸렌 혼합물 등이 있으며, 본 발명에서는 기존에 알려진 성분들을 통상적인 사용량으로 하여 그대로 이용한다.

이하 본 발명의 실시예를 통하여 상세하게 설명한다. 후술되는 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

<실시예>

본 실시예에는 본 발명을 이용하여 투명한 녹색 형광막을 가진 형광등을 제조하는 실시예로서 기존의 형광등의 제조와 동일한 것은 그 과정을 생략하기로 하며, 투명 녹색 형광막의 형성 과정에 대해서만 상세하게 기재한다.

먼저, 80ml CH₃COOH를 400ml H₂O에 혼합하여 된 20부피%의 초산 용액에 란타니움 50g과 쎄리움 5g 및 테비움 5g을 용해시킨 다음 약 4시간 동안 자체 반응시킨다. 이후, 상기 혼합물에 증류수를 부어 1500ml의 부피를 갖는 용액을 완성한다.

계속해서, 상기 용액이 담긴 용기에 형광등을 제조하기 위한 유리관의 한쪽 끝을 담근 후 다른 한쪽 끝을 입으로 물고 유리관의 거의 끝까지 용액이 올라올 때까지 빨아올렸다 내렸다는 하는 것을 수 회 정도 반복하여 유리관의 내벽에 란타니움, 쎄리움 및 테비움을 초산 용액에 녹여 반응시킨 현탁액을 도포하였다.

이어서 유리관을 형광등 제조 시 이용되는 소성기구에 넣고 약 500℃에서 8 분 정도 소성하여 투명 녹색 형광막의 제조를 완료하였다.

소성이 완료된 유리관을 꺼내어 육안으로 관찰하였을 때 투명한 것이 확인되었으며, 이 유리관을 이용하여 제조한 형광등의 사진을 도 1에 첨부하였는데 도 1에서도 투명함을 확인할 수 있었다.

또한, 도 1에 첨부한 형광등을 켰을 때의 사진을 도 2에 첨부하였는데, 유리관에 도포된 투명 형광막이 반응하여 녹색으로 발광함을 확인할 수 있었다.

상술한 본 실시예에 의하면 본 발명에 따라 제조하면 투명한 녹색 형광막이 제조되는 것을 명백하게 확인할 수 있었다.

도 1은 본 발명에 따른 투명 형광막을 제조하는 방법을 이용하여 제조한 녹색 형광등의 사진이다.

도 2은 도 1의 녹색 형광등을 켰을 때 녹색의 빛이 발광되는 모습의 사진이다.

Claims (4)

1. (a) 란타니움(La)과 쎄리움(Ce)과 테비움(Tb)을 10:0.5:0.5 ~ 10:3:3의 중량비로 초산 용액에 녹이는 단계;

   (b) 상기 (a) 단계의 결과물을 형광막 형성 면에 도포하는 단계;

   (c) 상기 (b) 단계의 의해 도포된 상기 (a) 단계의 결과물을 400~ 560℃에서 1분 내지 15분 동안 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명한 녹색 형광막 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 초산 용액이 5 ~ 99중량%의 용액인 것을 특징으로 하는 투명한 녹색 형광막 제조방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 (a) 단계에서 초산 용액에 도포를 용이하게 하기 위한 점증제와 소성 후 형광막의 부착력을 강화시키기 위한 결착제를 더 부가하는 것을 특징으로 하는 투명한 녹색 형광막 제조방법.
4. 란타니움(La)과 쎄리움(Ce)과 테비움(Tb)을 10:0.5:0.5 ~ 10:3:3의 중량비로 초산 용액에 녹여 생성시킨 결과물이 400 ~ 560℃에서 1분 내지 15분 동안 소성되어 이루어진 형광막을 유리관 내면에 형성한 것을 특징으로 하는 형광등.

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