BE483171A - - Google Patents

Description

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  Matière phosphorescente et procédé pour sa fabrication. 



   L'invention concerne les matières phosphorescentes et leurs procédés de fabrication et, en particulier, la fabrica- tion d'une matière phosphorescente ayant une réponse de grande intensité dans la région érythématique du spectre. 



   Elle a pour objet principal un procédé de fabrication d'une matière phosphorescente, particulièrement destinée aux lampes fluorescentes et ayant un rendement élevé dans la région érythématique et seulement un très faible débit de radiations visibles, suivant lequel on ajoute aux ingrédients de la matière phosphorescente un faible pourcentage d'une impureté prise dans le groupe comprenant du phosphate de zinc tertiaire, du phos- phate de magnésium tertiaire, du sulfate de zinc et du sulfate de magnésium. 

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   Une matière phosphorescente préférée conforme à l'in- vention comprend une solution solide de phosphates de zinc, de calcium et de thallium, son émission de pointe étant localisée aux environs de 3.110 A.U (unités   angstroms).   



   Différentes formes d'exécution choisies de l'inven- tion seront décrites ci-après, à titre d'exemple, avec référen- ce au dessin annexé. 



   La figure 1 est une vue en élévation d'une lampe fluo- rescente conforme à l'invention, avec une partie représentée en coupe longitudinale. 



   La figure 2 est un diagramme donnant la relation entre la réponse fluorescente d'une matière phosphorescente conforme à l'invention, celle de la matière phosphorescente utilisée anté- rieurement, et le spectre érythématique, la longueur d'onde étant portée en abscisse en unités   angstrom   et l'intensité relative étant portée en ordonnées. 



   La figure 3 est un diagramme d'opérations représentant une forme d'exécution du procédé de fabrication de la nouvelle matière phosphorescente. 



   La figure   4   est un diagramme d'opérations représentant une autre forme d'exécution d'un tel procédé. 



   La matière phosphorescente généralement utilisée anté- rieurement pour la production de radiations érythématiques est le phosphate de calcium activé au thallium. Le spectre d'émission de cette matière a une pointe aux environs de 3.280 A.U. (unités angströms), la courbe correspondante étant désignée par le chiffre de référence 11 à la figure 2. Le rendement de cette matière phosphorescente est faible, parce que seule une petite quantité de la fluorescence émise tombe dans la région érythéma- tique intéressante. Conformément à l'invention une nouvelle ma- tière phosphorescente est fabriquée dont la pointe d'émission est   à3.110   A.U., sa courbe d'émission étant désignée par le nombre      

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 de référence 12 à la figure 2.

   De cette manière on obtient avec la nouvelle matière phosphorescente une réponse environ double de celle du phosphate de calcium activé au thallium, dans la région érythématique. 



   La préparation de la nouvelle matière phosphorescente produit une solution solide de phosphates de zinc et de calcium activés au thallium. Le zinc peut être sous forme d'oxyde, de carbonate ou de phosphate de zinc. Le calcium réagit le mieux quand il se trouve sous forme d'oxyde ou de carbonate, mais on peut employer aussi d'autres sels purs de calcium. Le radical phosphate est délivré le mieux par le composé phosphate acide de di-ammonium, mais d'autres sels tels que le phosphate acide de calcium conviennent aussi. Deux procédés d'utilisation d'une formu- le donnée ci-dessous, produisant une bonne matière phosphorescente, seront décrits maintenant. 



   FORMULE 1 
Constituants moles 
Zn3 (P04)2 0,337 
Ca Co3 14,150   (NH4)2   HPO4   9,670   
T13 PO4 0,166 
Pour fabriquer la matière phosphorescente avec la for- mule ci-dessus, on commence par moudre finement les trois pre- miers ingrédients et les mélanger pendant deux heures, de préfé- rence au moyen d'un broyeur à boulets, et on les chauffe ensuite à 300 C. Il est bon de remoudre la masse chauffée et on la passe ensuite par un tamis de 100 mailles (1550 ouvertures par cm2) avant de la reporter une seconde fois à 300 C. On ajoutera de préférence l'orthophosphate de thallium au phosphate double de zinc et de calcium ainsi préparé et mélangé à fond, dans un mor- tier d'agate. La température de chauffe est ensuite relevée à 950 C et on chauffe l'échantillon pendant une demi-heure.

   On rebroie, tamise et réchauffe alors la matière phosphorescente pen-   il-\   

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 dant environ 20 minutes. On répète au moins deux fois l'opéra- tion de réchauffage et de tamisage, après cela, ou jusqu'au mo- ment   où   l'on atteint le meilleur rendement. 



   Au lieu d'employer ce procédé représenté par le diagram- me d'opérations de la figure   3,   on peut mélanger tous les ingré- dients, les moudre finement et les remélanger, au moyen d'un broyeur à boulets par exemple, avec un excès de 0,95 mole de phosphate d'ammonium. On chauffe avantageusement les ingrédients à 950 C pendant une demi-heure, et on rebroie et tamise ensuite le mélange. Le chauffage et le broyage sont poursuivis pendant des périodes de quinze minutes jusqu'à obtenir le rendement op- timum ou le plus élevé. Ce deuxième procédé est représenté par le diagramme d'opérations de la figure   4.   La figure 1 représente une lampe fluorescente utilisant une matière phosphorescente con- forme à l'invention. 



   Au lieu de donner les proportions des ingrédients en moles, la matière phosphorescente à   8%   de phosphate double de calcium et de zinc tertiaire, décrit ci-dessus, peut former un produit pesant approximativement un demi kilogramme après chauffe, les ingrédients ayant été mélangés dans les proportions suivantes : 
FORMULE II 
 EMI4.1 
 
<tb> Constituants <SEP> grammes
<tb> 
<tb> Zn3 <SEP> (PO4)2 <SEP> (10% <SEP> H2O) <SEP> 58
<tb> 
<tb> Ca <SEP> Co3 <SEP> 580
<tb> 
<tb> (NE,)2 <SEP> HPO4 <SEP> 510,9
<tb> 
 
Les ingrédients ci-dessus seront broyés finalement dans un broyeur à boulets ou d'une autre manière et serontintimement mélangés, pendant environ deux heures, puis portés à 300 C dans un récipient peu profond en silice d'environ 5 pouces sur 14 pouces sur 1¸ pouce (12,5 x 35 x 3,8 cm).

   On repassera ensuite la matière dans le broyeur à boulets pour une demi-heure en y ajou- tant 50,18 grammes de sulfate de thallium TlSO4 ou la proportion correspondante en moles   d'or thophosphate   de thallium. On portera ensuite le mélange à 950 C pendant environ trois quarts d'heure,   @   

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 et on réchauffera plusieurs fois pendant des périodes de quinze minutes, en faisant rebroyer, de préférence, entre les périodes de chauffe. 



   Quoique l'on spécifie de préférence une proportion de 8% de phosphate de zinc tertiaire ou d'orthophosphate, l'inven- tion n'est pas limitée à cette valeur, parce qu'il y a moyen de glisser la courbe de rendement vers la région des ondes plus cour- tes en ajoutant des proportions diverses de tels phosphates aux autres ingrédients. Ces proportions peuvent varier, par exemple, entre 4% et 12% correspondant à. un glissement de longueur d'onde d'une pointe à 3155 A.U. avec une ajoute de 4% de phosphate de zinc tertiaire, jusqu'à une pointe de   3.040   A.U. pour une ajou- te de 12% de phosphate de zinc tertiaire.

   Quoique cette donnée seule montre qu'il serait intéressant d'ajouter plus de 8% de phosphate de zinc tertiaire, puisque la longueur d'onde glisse d'autant plus vers les courtes longueurs d'onde quand on ajoute au moins 12%, il a pourtant été constaté que l'intensité des radiations émises par la matière phosphorescente diminue, lors- que la proportion de phosphate de zinc tertiaire dépasse 8%. 



   Quoique le phosphate de zinc tertiaire convient très bien pour obtenir un glissement vers les longueurs d'onde plus courtes, ce qui augmente le rendement en radiations érythématiques, l'in- vention n'est pas limitée à cette matière, mais on peut obtenir un glissement équivalent vers les courtes longueurs d'onde par l'addition d'une ou de plusieurs autres impuretés. On a constaté que comme variantes du phosphate de zinc tertiaire, faisant glis- ser le spectre d'émission vers les longueurs d'onde courtes, on peut utiliser une des matières suivantes : phosphate de magnésium tertiaire, sulfates de zinc ou de magnésium. En utilisant le phosphate de magnésium, on a constaté que la quantité optimum se situait vers les 8% avec une pointe d'émission à 3.190 A.U. 



  Si le sulfate de zinc et le sulfate de magnésium font glisser la longueur d'onde vers les valeurs courtes, ils ne conviennent   @   

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 cependant pas parce qu'ils diminuent le rendement. 



   La description précédente montre que l'invention produit une,matière phosphorescente perfectionnée qui a un spectre d'émis- sion décalé vers les courtes longueurs d'onde de telle manière qu'il augmente le rendement dans la région érythématique. La pointe de l'émission est voisine de celle du spectre   érythémqtique,   soit environ 3.110 A.U., et le rendement en radiations érythématiques vaut plus de deux fois le rendement érythématique de la matière phosphorescente au phosphate de calcium activé au thallium. De plus la nouvelle matière phosphorescente consiste en une so- lution solide de phosphates de zinc et de calcium activés au thallium particulièrement efficace en radiations érythématiques. 



  En ajoutant au phosphate de calcium activé au thallium, un ingré- dient, on fera glisser l'émission d'environ 200 A.U. vers les courtes longueurs d'onde, ce qui augmente son rendement en ra- diations érythématiques. 



   Les lampes fabriquées au moyen de la nouvelle matière phosphorescente ont une plus longue vie et ne produisent qu'une très petite partie de radiations visibles tout en donnant 2¸ fois plus de débit dans la région étythématique, que des lampes cons- truites au moyen de la matière phosphorescente ordinaire au phosphate de calcium au thallium. Cela signifie qu'une lampe de 40 Watts fabriquée avec la nouvelle matière phosphorescente, l'enveloppe de la lampe étant en verre calcique, tel que le Corning Code n  9821, par exemple, qui transmet les radiations érythématiques, produit à peu près 40 fois l'effet érythématique par Watt de la lampe soleil RS à filament construite par la Westinghouse Electric Corporation. 



   REVENDICATIONS. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. ------------------------------- 1.- Procédé de fabrication d'une matière phosphores- cente, particulièrement destinée aux lampes fluorescentes ayant un rendement élevé dans la région érythématique et un débit très <Desc/Clms Page number 7> faible de radiations visibles, comprenant l'opération consistant à ajouter aux ingrédients de cette matière phosphorescente un faible pourcentage d'une impureté du groupe comprenant le phos- phate de zinc tertiaire, le phosphate de magnésium tertiaire, le sulfate de zinc et le sulfate de magnésium .

   2. - Procédé suivant la revendication 1, comprenant l'ajoute d'environ 8% de phosphate de zinc tertiaire.

   3. - Procédé suivant la revendication 1 ou 2, comprenant les opérations suivantes ; broyer ensemble du phosphate de zinc tertiaire, du carbonate de calcium, et du phosphate acide de di- ammonium, chauffer à 300 , rebroyer la masse chauffée et la tami- ser, la chauffer une seconde fois à 300 C, ajouter le phosphate de thallium tertiaire, mélanger le tout parfaitement, porter la température de chauffe à 950 C pendant une demi-heure, rebroyer, tamiser, réchauffer pendant 20 minutes, rebroyer, tamiser, ré- chauffer, tamiser, et continuer jusqu'à obtenir le rendement maximum.

   4. - Procédé suivant la revendication 3,caractérisé par l'emploi des matériaux bruts suivants: phosphate de zinc ter- tiaire, 0,377 mole ; carbonate de calcium, 14,51 moles ; phos- phate acide de di-ammonium, 9,67 moles; et phosphate de thallium tertiaire, 0,116 mole .

   5. - Procédé suivant la revendication 1 ou 2, compre- nant les opérations suivantes : moudre ensemble le phosphate de zinc tertiaire, le carbonate de calcium, le phosphate de thallium tertiaire et environ 10% de phosphate d'ammonium en excès, chauf- fer à 950 C pendant une demi-heure environ, broyer, tamiser, chauffer, broyer et tamiser, et continuer à chauffer et à broyer par intervalles de 15 minutes jusqu'à obtention du débit maximum. <Desc/Clms Page number 8>

   6. - Procédé suivant la revendication 5, caractérisé par l'emploi des matériaux bruts de composition suivants : 0,337 mole; de phosphate de zinc tertiaire, 14,51 moles de carbo- nate de calcium, 10,62 moles de phosphate de disammonium, et 0,166 mole de phosphate de thallium.

   7. - Procédé suivant la revendication 1 ou 2, compre- nant les opérations suivantes : broyer ensemble le phosphate de zinc tertiaire, le carbonate de calcium et le phosphate acide de di-ammonium, chauffer à environ 300 C, broyer pendant une demi- heure environ, réchauffer à 300 C pendant une heure, et broyer pendant une heure en ajoutant le sulfate de thallium, chauffer le mélange à 950 C pendant trois quarts d'heure, et réchauffer un certain nombre de fois pendant des périodes de 15 minutes jusqu'à obtention du débit maximum.

   8. - Procédé suivant la revendication 7, caractérisé par l'emploi des ingrédients bruts dans les proportions suivantes: phosphate de zinc tertiaire avec 10% d'eau, 58 grammes; carbonate de calcium, 580 grammes; phosphate acide de di-ammonium, 510,9 grammes, et sulfate de thallium, 50,18 grammes.

   9.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le broyage se fait au moyen d'un broyeur à boulets et le tamisage au moyen d'un tamis de 100 mailles (1550 ouvertures par cm2).

   10. - Matière phosphorescente pour lampes fluorescentes produite au moyen du procédé conforme à une quelconque des re- vendications précédentes.

   Il.- Matière phosphorescente suivant la revendication 10, comprenant une solution solide de phosphates de zinc, de calcium et de thallium, avec la pointe de l'émission à environ 3.110 A.U. (unités angtröms). <Desc/Clms Page number 9>

   12. - Matière phosphorescente pour lampes fluorescentes, en substance comme décrite ci-dessus avec référence au dessin annexé.

   13. - Procédé de fabrication de matières phosphorescentes pour lampes fluorescentes, en substance comme décrit ci-dessus avec référence au dessin annexé.