KR920010099B1 - 안료부착 형광체의 제조방법 - Google Patents

안료부착 형광체의 제조방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

안료부착 형광체의 제조방법
제1도는 종래의 안료부착전의 제품과 본 발명에 의해 제조된 안료부착후의 제품과의 입경 분포를 비교한 그래프이다.
본 발명은 칼라 음극선관용 안료부착 형광체의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 안료부착 상태가 균일하고 입자들간에 응집이 없어 분산성이 양호한 한편 조합액과의 친화성이 우수한 안료부착 형광체의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 칼라 음극선관용 형광물질로는 안료부착 형광체로 주로 많이 사용하고 있는데, 이는 형광체의 발광 파장대 이외의 빛을 적색, 녹색, 청색의 체색(體色)을 가지는 안료로서 흡수할 수 있도록 함으로써 스크린막으로부터의 외광(外光)의 난반사를 억제하여 색조대비(CONTRAST)를 향상시키고자 하는 것이다. 그러나 너무 과다하게 안료가 부착되면 형광체로부터의 빛의 발산이 저해되기 때문에 화면의 휘도가 저하되는 문제가 있으므로 그 양을 적절히 조절하지 않으면 안되는 것이다.
이와 같은 안료부착 형광체에 요망되는 특성을 살펴보면, (1) 안료입자와 형광체 입가간의 부착력이 강하여 슬러리액 조합시 안료이탈이 없을 것, (20 안료입자가 형광체 입자 표면에 균일하게 도포되고 안료입자간의 응집량이 적을것, 93) 안료부착에 따른 형광체 입자의 휘도저하 및 반사율을 고려하여 적정량의 안료가 부착될 것, (4) 안료부착 형광체와 조합액과의 친화성이 높을 것등이 있다.
이와 같은 조건이 뒤따르는 안료부착 형광체의 제조방법을 살펴보면, (1) 아라비아 고무나 폴리비닐 피로리돈을 부착한 안료입자와 젤라틴을 부착한 형광체를 접촉시켜 제조하는 방법(일본 특공소 50-56146호, 특공소 51-80296호 참조), (2) 수용성의 산성 중합체와 수용성의 염기성 중합체를 상기 (1)의 방법에서 사용한 폴리비닐 피로리돈과 젤라틴을 대신 사용해서 제조하는 방법(일본특공소 51-77469호 참조), (3) 아크릴계 에멀젼을 사용하여 제조하는 방법(일본 특공소 51-151988호, 미국특허번호 제4049845호 참조)등이 있다.
그러나 상기 종래의 안료부착방법에서는 결합제로서 고점도의 유지 결합제를 사용하기 때문에 형광체 입자들간의 응집이 다량 발생하는 폐단이 있다.
또한 상기와 응집이 발생하는 경우 또는 조합액과의 친화성 부족 및 조합액내에서의 분산성 부족의 경우는 형광막 형성시 스트라이프나 돗트특성이 불량하게 되거나 형성 공정전에 메시(mesh)를 이용한 형광체 조합액의 시빙(sieving) 공정에서 필터링이 되지 않아 형광체를 사용할 수 없는 경우가 종종 발생한다.
따라서 이를 해소하기 위해 유기 결합제로 처리된 형광체에 다가(多價)이온의 투입, pH변화, 온도의 변화등으로 유기결합제를 경화시켜 점성을 제거하고 있으나 그 효과는 뚜렷하지 않아 별 실효를 거두지 못하고 있는 실정이다.
따라서 본 발명의 목적은 적색, 청색, 녹색안료 입자를 각각 대응하는 형광체 입자 표면에 부착하는 방법에 있어서 안료부착 후에도 응집 발생이 없고, 조합액과의 친화성이 우수하여 조합액내에서 분산성이 양호한 안료부착 형광체의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 1. 형광체 입자 표면에 아크릴 에멀젼을 부착하고, 2. 안료입자 표면에 폴리비닐 알코올을 부착한 다음 양자를 혼합한 수용성 혼합물을 pH 7 내지 3으로 조절하고, 3. 경화제로서 옥살산을 형광체 100중량부에 대하여 0.01 내지 0.5중량부를 첨가하여 세정, 건조, 시빙(sieving)의 공정을 통해 형광체 입자 표면에 안료입자를 부착하도록 하는 점에 특징있다.
본 발명에서 사용할 수 있는 안료 부착형광체를 제조할 수 있는 형광체로는 적색, 청색, 녹색, 황색등의 여러가지가 있으며, 예를들면 적색 형광체로서 유로피움 부활 산 황화이트륨 형광체(Y2O3S : Eu), 유로피움 부활산화 이트륨 형광체(Y2O3: Eu), 유로피움 부활 바나듐산 이트륨 형광체(YVO4: Eu) 및 기타 적색을 발광하는 형광체가 있으며, 녹색 형광체로서는 구리 부활 황화 아연카드뮴 형광체[(Zn, Cd)S : Cu], 구리부활 황화아연 형광체(ZnS : Cu), 구리 및 알루미늄 부활 황화아연 형광체(ZnS : Cu, Al), 아연부활 산화아연 형광체(ZnO : Zn), 은 부활 황화아연 카드뮴 형광체[(Zn,Cd0S: Ag] 및 기타 녹색을 발광하는 형광체가 있고, 청색 형광체로서 은부활 황화아연 형광체 (ZnS : Ag), 은 및 알루미늄 부활 황화아연 형광체(ZnS : Ag, Al), 은 및 염소 부활 황화아연 형광체(ZnS : Ag, Cl) 및 기타 청색을 발광하는 형광체가 있으며, 각 형광체의 평균 입경은 3 내지 15㎛인 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 안료부착 형광체를 제조하는데 사용되는 안료입자로는 적색 안료입자로서 α-Fe203의 조합, 황화 셀렌 카드뮴(Cd(S1-X, Sex), 0〈 x〈 1), 카드뮴 수은적(CdS+HgX), 황화 수은적(HsS)등이 있으며, 녹색 안료 입자로서 코발트녹(CoO, Zn)), 산화크롬(Cr2O3) 등이 있고, 청색안료 입자로서 군청(3NaAl·SiO2·Na2S2), 감청[Fe4(CN6)nH2O], 코발트청(CoO·nAl2O3), 황화동(CuS) 등이 있다.
그리고 본 발명에 사용되는 형광체야에 대한 안료입자량은 형광체의 종류, 안료입자의 종류, 원하는 반사율 증가폭등에 따라 다르지만, 통상 형광체 100중량부에 대해서 15중량부 이하이며, 0.05 내지 10중량부가 바람직하다. 이때에 안료의 양이 0.05중량부 이하이면 안료피복 효과가 없고, 10중량% 이상이면 형광체의 발광휘도가 상당히 저하되는 문제가 생긴다.
본 발명의 제조과정을 설명하면 다음과 같다. 우선 결합제인 라텍스와 형광체온의 수용성 혼합물을 준비한다.
다시말하면, 순수와 형광체를 교반기등으로 충분히 혼합한 후 소정량의 아크릴 에멀젼을 첨가하여 다시 충분한 시간동안 혼합하여 준비한 후 폴리비닐 알코올을 섞은 안료용액을 첨가한다. 계속해서 일정시간 동안 혼합하고 초산, 질산, 염산, 황산 등으로 pH를 7 내지 3으로 조절한 후 경화제를 첨가하여 세정, 건조, 시빙(seiving)의 고정을 거침으로써 본 발명에서 목적으로 하는 양호한 분산성의 안료부착 형광체를 얻게 된다.
여기에서 상기한 경화제의 약제로는 사용되는 라텍스 종류에 따라 다르나 결합제인 아크릴 에멀젼에 대해서는 옥살산을 사용하고 그의 양은 형광체 100중량부에 대해 0.001 내지 1.0중량부 범위에 있으며, 바람직하게는 0.01 내지 0.5중량부 범위내에 있다.
그러나 0.001중량부 이하에서는 그 효과가 미약하고 1.0중량부 이상에서는 옥살산의 첨가량이 증가하여도 큰 차이는 없다. 또한 아크릴에멀젼과 폴리비닐알콜올의 양은 각각 형광체 100중량부에 대해 0.005∼1중량부와 0.001∼0.1중량부의 범위에 있다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
[실시예 1]
ZnS : Ag, Cl 청색 형광체 100g을 순수 500ml중에 교반기를 이용하여 충분히 분산시킨 후 아클릴 에멀젼 용액 0.4ml를 첨가한다. 계속해서 충분히 교반한 후 방치하여 침강시키고 다음에 상등액을 경사법으로 제거한다.
다시 순수를 원래 수면만큼 채워 교반하고, 계속해서 교반하면서 안료분산액을 첨가한다. 이때 안료분산액은 다음과 같은 방법으로 제조된다.
안료 2g을 볼밀(ball mill)을 이용하여 1 내지 2일간 분쇄시킨 후 순수를 첨가하여 희석시킨다. 교반기를 이용하여 이들을 분산시키면서 폴리비닐 알코올 용액 0.2ml을 첨가하여 안료와 균일하게 혼합시킨다.
안료분산액 첨가후 충분히 교반하여 폴리비닐알코올이 첨가된 안료분산액과 아크릴 에멀젼이 첨가된 형광체 용액이 균일하게 혼합되도록 한후 초산을 사용하여 pH 7로 조절해 줌으로써 안료부착을 완료한다. 충분히 교반한 후 경화제인 옥살산 0.2g을 순수에 용해하여 용액상태로 한후 그 혼합액에 첨가하여 아크릴 에멀젼의 점성을 제거한다. 그후 2회 세정, 수분리, 건조 및 시빙(400메시)의 공정을 거친다.
이와 같이 제조한 청색안료부착 형광체는 안료부착 상태가 매우 균일하고, 응집발생이 전혀 없어 안료부착전의 형광체와 안료부착후의 형광체간의 입경 및 입도 분포에서 차이가 없었다(도면 및 표 1참조).
[표 1]
Figure kpo00001
또한 본 형광체를 사용하여 형광체 조합액의 필터링 시간을 측정한 결과, 경화제를 첨가하여 제조한 형광체가 경화제를 첨가하지 않고 동일한 제조방법으로 제조한 형광체에 비해 향상된 결과를 나타내었다(표 2참조).
[표 2]
Figure kpo00002
[실시예 2]
실시예 1과 동일하게 제조하되 아크릴 에멀젼의 0.2ml로 줄이고, 폴리비닐 알코올의 양을 0.4ml로 증가시켜 청색안료 부착형광체를 제조한다.
이와 같이 제조한 형광체는 실시예 1과 마찬가지로 차이가 없었다(도면 및 표 3참조).
[표 3]
Figure kpo00003
[실시예 3]
실시예 2와 동일하게 제조하되 Y2O2S : Eu 형광체에 안료로서 α-Fe2O3를 형광체 100중량부에 대해 0.16%를 사용하여 적색안료부착 형광체를 제조한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 안료부착 형광체는 안료부착 형광체에 요구되어지는 여러특성중 특히 결합제의 점성을 감소시킴으로써 형태의 입자의 분산성 향상, 조합액내에서의 균일한 분산을 통한 형광체 조합액의 필터링 시간을 개선하는 면에서 만족할 만한 안료부착 형광체를 얻을 수 있게 된다.
다시 말하면, 안료부착 전후의 입경 및 입도 분포가 동일하고 응집 발생이 전혀없이 형광막 제조시 균일하고 치밀한 형광막을 형성할 수 있었고 음극선관의 패널면 발광휘도를 향상시킬 수 있게 되었다.

Claims (3)

  1. 형광체 압자에 아크릴 에멀젼을 부착한 분산수용액과 안료입자에 폴리비닐 알코올을 부착한 분산 수용액을 제조하고, 상기에서 제조된 두 분산 수용액을 균일하게 혼합한 후 그 혼합물에 산성액을 첨가하여 pH 7 내지 3으로 조절한뒤, 상기 혼합물에 경화제로서 옥살산을 적량 첨가하여 안료입자를 형광체 입자표면에 부착하도록 하는 것을 특징으로 하는 안료부착 형광체의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 경화제로서 사용되는 옥살산의 양이 형광체 100중량부에 대해 0.01 내지 0.5중량부의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 안료부착형광체의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 아크릴 에먼젼과 폴리비닐 알코올의 양이 각각 형광체 100중량부에 대해 0.005 내지 1중량부와 0.001 내지 0.1중량부의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 안료부착 형광체의 제조방법.
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