AT303913B - Verfahren zur Herstellung von mit Zinn(II) aktivierten Leuchtstoffen auf Basis von Orthophosphaten bzw. Pyrophosphaten von Erdalkalimetallen, Zink und/oder Cadmium - Google Patents

Description

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   Bei der Herstellung von mit Zinn (II) aktivierten Leuchtstoffen auf Basis von Orthophosphaten bzw. Pyrophos- phaten von Erdalkalimetallen, Zink und/oder Cadmium wurden bisher stets die erforderlichen Ausgangsstoffe, u. zw. Orthophosphate oder Pyrophosphate und gegebenenfalls Carbonate von Erdalkalimetallen, Zink und Man- gan, und das als Aktivator benötigte Zinn in der Regel in Form seines Oxyds oder Chlorids, im festen Zustand, allenfalls unter Mahlen, miteinander vermischt, worauf das erhaltene Gemisch in reduzierender oder zumindest in nicht oxydierender Atmosphäre geglüht wurde.

   Die mit in der angegebenen Weise hergestellten Leuchtstoffen erzielbare Lichtausbeute, bezogen auf Anregungsenergie, ist jedoch in der Regel starken Schwankungen unter- worfen, da die erzielbare Lichtausbeute letzten Endes davon abhängt, wie weitgehend das dem Glühprozess zu unterwerfende Gemisch homogenisiert worden ist, insbesondere wie weitgehend homogen in diesem Gemisch das als Aktivator dienende Zinn verteilt worden ist. Durch blosses mechanisches Vermischen, auch beim Ver- mahlen der erforderlichen Ausgangsstoffe kann nun aber offensichtlich die erforderliche Homogenität des dem
Glühen zu unterwerfenden Gemisches nicht erzielt werden.

   Dies gilt für die Verfahren gemäss den österreich-   schenPatentschriftenNr.   242832 und Nr. 227353, die Verfahren gemäss den deutschen Auslegeschriften 1250 034,   1245007, 1130953, 1079766   und 1065550, das Verfahren gemäss der brit. Patentschrift Nr. l, 079, 958und das
Verfahren gemäss der USA-Patentschrift Nr. 3,396, 118. Im Hinblick auf die meist unzureichend homogene Ver- teilung des Zinns in den nach den bekannten Verfahren hergestellten Leuchtstoffen sinkt auch die Lichtausbeute mit zunehmender Betriebsdauer rasch ab. Letzteres gilt auch für nach jenen der angegebenen bekannten Verfah- ren hergestellte Leuchtstoffe, die, um das Zinn in möglichst aktiver Form in die Kristallstruktur einzubauen, durch Glühen des Gemisches der Ausgangsstoffe unter reduzierenden Bedingungen hergestellt worden sind. 



   Es ist nun Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von mit   Zinn (n)   aktivierten Leuchtstoffen auf
Basis von Orthophosphaten bzw. Pyrophosphaten   von Erdalkalimetallen, Zink und/oder Cadmium, bei welchem   ein Gemisch von Phosphaten der erforderlichen Metalle unter reduzierenden Bedingungen geglüht wird, so aus- zubilden, dass ein äusserst homogenes Gemisch von durch Glühen unter reduzierenden Bedingungen in einen
Leuchtstoff überzuführenden Ausgangsstoffen erhalten wird.

   Dies gelingt bei einem Verfahren der angegebenen
Art, welches gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, dass einer wässerigen Lösung von wasserlöslichen
Salzen von Ca, Sr, Mg, Zn und/oder Cd eine wässerige Lösung eines wasserlöslichen Sn (II)-Salzes zugesetzt und die erhaltene Lösung bis zum Auftreten einer gleichmässigen Opaleszenz gerührt wird, worauf der getrübten
Lösung eine Lösung von   (NHHPO,   und für den Fall der Herstellung von Leuchtstoffen auf Basis von Ortho- phosphaten der erwähnten Metalle noch eine wässerige Lösung von   NH HCO   bis zur Beendigung der   CC-Ent-   wicklung unter ständigem Rühren zugesetzt und der erhaltene Niederschlag von sauren Phosphaten bzw.

   sauren
Phosphaten und Carbonaten nach dem Waschen, Trocknen und Sieben bei einer Temperatur von etwa 1100 C in einem 2 bis 3%   H   enthaltenden   N-Strom   während etwa 1 h geglüht wird und das Glühprodukt   schliesslich in   einem wasserstoffhaltigen Stickstoffstrom abgekühlt wird. Dadurch, dass im Rahmen des erfindungsgemässen
Verfahrens das der Glühung zu unterwerfende Gemisch von Ausgangsstoffen durch gemeinsames Fällen aus einer einzigen wässerigen Lösung von wasserlöslichen Salzen der erforderlichen Metalle hergestellt wird, erlangt die- ses Gemisch von Ausgangsstoffen eine Homogenität, die durch blosses Mischen der festen Ausgangsstoffe nie- mals erreicht werden kann.

   Im hergestellten Leuchtstoff ist das als Aktivator wirkende Zinn so homogen ver- teilt, dass erfindungsgemäss hergestellte Leuchtstoffe, bezogen auf Leuchtstoffe gleicher Art, eine etwa um 8% höhere Lichtausbeute ergeben. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens liegt darin, dass das durch
Fällung erzeugte Gemisch von Ausgangsstoffen nach dem Trocknen nur einem einmaligen Glühen unterworfen werden muss, wogegen bei den oben erwähnten bekannten Verfahren zweimal geglüht werden muss, sei es um zwischen den beiden Glühungen durch Mahlen des beim ersten Glühen erhaltenen Glühproduktes die Homogeni- tät desselben zu erhöhen, sei es um das beim ersten Glühen erhaltene Glühprodukt mit einer Zinnverbindung zu vermischen oder sei es um einem zunächst bei einer Temperatur vorgenommenen Glühen ein solches bei höherer Temperatur nachzuschalten.

   Um das im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens durch Fällung erhaltene Gemisch von Ausgangsstoffen im Rahmen einer einzigen Glühung in einen brauchbaren Leuchtstoff überführen zu können, ist es wesentlich, das Glühen des Gemisches der Ausgangsstoffe in einem 2 bis 3% H2 enthaltenden Stickstoffstrom bei einer Temperatur von etwa   IIOOOC   durchzuführen. 



   Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens liegt darin, dass das nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhältliche Glühprodukt unmittelbar, also ohne weiteres Mahlen, als Leuchtstoff verwendet werden kann, der in üblicher Weise auf die zu beschichtenden Flächen, beispielsweise an der Innenseite von Glaskolben oder Glasröhren von Quersilberdampf-Entladungslampen, aufgetragen werden kann. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren wird im folgenden durch Ausführungsbeispiele näher erläutert   Beispiel l :   Der Lösung von 110 g   Sr (NO in   400 ml destilliertem Wasser wurde eine Lösung von 15, 4 g   Mg (NOs) z. 6HzO   in 50 ml destilliertem Wasser zugesetzt, worauf der erhaltenen Lösung eine Suspension von 
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 Lösung wurde nun unter starkem Rühren mit einer Lösung von 52,8 g   (NHHPO   in 180 ml destilliertem Wasser und mit einer Lösung von 40, 0 g   NHHCC   in 250 ml destilliertem Wasser versetzt, worauf bis zum Aufhören der Gasentwicklung weitergerührt und schliesslich der entstehende Niederschlag absetzen gelassen wurde. Der Nieder- 

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 schlag wurde sodann nitratfrei gewaschen und schliesslich abgenutscht und bei etwa 1500C getrocknet.

   Der getrocknete Niederschlag wurde über ein Sieb mit einer Maschenweite von 100 um gesiebt und dann in einem 
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 unter starkem Rühren eine Lösung von 1, 28 g SnCI2. 2H, 0 in 5 ml Wasser zugesetzt und das entstandene Hydrolyseprodukt unter verstärktem Rühren gleichmässig in der Lösung verteilt wurde. Sodann wurde der gleichmässig getrübten Lösung unter Rühren langsam eine Lösung von 75, 0 g (NH4)2HPO4 in 300 ml destilliertem Wasser zugesetzt, der entstandene Niederschlag nach dem Abdekantieren der überstehenden Flüssigkeit filtriert, bei etwa 1500C getrocknet und schliesslich gesiebt. 



   Der getrocknete Niederschlag wurde mit 2,62 g   feinpulverigem (NH HPO4 [0, 0374   g   (NHHPOgNieder-   schlag] homogenvermischt und das so erhaltene Gemisch bei einer Temperatur von etwa 11500C während etwa 1 h in 2 bis 3% Wasserstoff enthaltendem Stickstoff geglüht. Das Glühprodukt wurde zunächst in Wasserstoff enthaltendem Stickstoff und sodann an Luft abgekühlt und schliesslich ohne vorhergehendes Vermahlen gesiebt. 
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 stellt einen bei Erregung mit Licht der Wellenlänge von 254 mm blau fluoreszierenden Leuchtstoff dar.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Verfahren zur Herstellung von mit Zinn (II) aktivierten Leuchtstoffen auf Basis von Orthophosphaten bzw.

   Pyrophosphaten von Erdalkalimetallen, Zink und/oder Cadmium, bei welchem ein Gemisch von Phosphaten der erforderlichen Metalle unter reduzierenden Bedingungen geglüht wird, dadurch gekennzeichnet, dass einer wässerigen Lösung von wasserlöslichen Salzen von Ca, Sr, Mg, Zn und/oder Cd eine wässerige Lösung eines wasserlöslichen Sn (II)-Salzes zugesetzt und die erhaltene Lösung bis zum Auftreten einer gleichmässigen Opa- EMI2.3 das Glühprodukt schliesslich in einem wasserstoffhaltigen Stickstoffstrom abgekühlt wird. Druck : Ing. E. Voytjech, 1