Verwendung eines Leuchtstoffes zum Beschichten von Lampenhüllen aus Glas Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren zur Her stellung von zum Beschichten von Unterlagen geeig netem Leuchtstoff. Das Verfahren gemäss Hauptpa tent ist dadurch gekennzeichnet, dass man einen an organischen Leuchtstoff mit Wasser, Ammoniumhy- droxyd und einem Mischpolymerisat aus Methylvinyl- äther und Maleinsäureanhydrid mischt und anschlie ssend die flüssigen Bestandteile entfernt.
Das Hauptpatent betrifft ferner die Verwendung des nach dem erwähnten Verfahren erhaltenen Leuchtstoffes zur Herstellung von Leuchtstoffschich- ten auf Unterlagen, welche Verwendung dadurch ge kennzeichnet ist, dass der Leuchtstoff in einer Binde mittellösung suspendiert und die Suspension auf eine Unterlage aufgebracht wird.
Das vorliegende Zusatzpatent betrifft nun eine besondere Verwendung des nach dem Ver fahren gemäss Hauptpatent hergestellten Leucht- stoffes zum Beschichten von Lampenhüllen aus Glas.
Diese Verwendung ist dadurch gekenn zeichnet, dass der Leuchtstoff in einer Bindemittellö- sung, welche Wasser, Ammoniak, ein Methylvinyl- äther - Maleinsäureanhydrid - Mischpolymerisat und Carboxypolymethylen enthält, suspendiert, die Sus pension auf die zu überziehende Glasoberfläche auf gebracht und der so gebildete Überzug zur Entfer nung von Wasser und anderen flüchtigen Stoffen erwärmt wird.
Fluoreszenzlampen werden gewöhnlich dadurch beschichtet, dass eine Suspension von fein verteiltem Leuchtstoff oder Phosphor in einem Bindemittel in das Innere der zu beschichtenden Hülle bzw. des zu beschichtenden Lampengefässes eingebracht wird. Wenn die Suspension am oberen Ende des Rohres eingeführt und an der Innenwand herabfliessen ge lassen wird, wird von einer Abwärtsfliessbeschich- tung gesprochen.
Das gewünschte Ergebnis kann jedoch auch dadurch erreicht werden, dass die Sus pension von unten nach oben fliessen gelassen wird, wobei die Suspension am unteren Ende in das Rohr eingeführt und am oberen Ende Luft abgesaugt wird. Nach der Aufbringung der Schicht und, nach der Abführung der überschüssigen Suspension wird die Schicht dadurch getrocknet, dass ein Strom warmer Luft durch das Rohr geleitet wird. Abschliessend wird das Rohr in einer eine Oxydation bewirkenden Atmo sphäre auf Temperaturen gebracht, welche ausrei chen, das Bindemittel zu oxydieren.
Die Erzeugung einer gleichmässigen Oberflä chenschicht, die frei von Streifen und Löchern und am oberen Ende nicht zu dünn und am unteren Ende nicht zu dick ist, ist selbst dann relativ schwie rig, wenn die Lampenhülle einen symmetrischen Querschnitt besitzt, also beispielsweise rund ist. Die auftretenden Schwierigkeiten werden jedoch ent sprechend grösser, wenn Lampenhüllen beschichtet werden sollen, welche einen nicht symmetrischen Querschnitt aufweisen, wie z. B. rohrförmige Lam penhüllen mit einer länglichen Einbuchtung entlang einer Seite.
Die Schwierigkeiten erhöhen sich wei ter, wenn Lampenhüllen der genannten Art beschich tet werden sollen, bei denen die Einbuchtung unter brochen ist und somit mehrere, kurze Einbuchtungs- abschnitte mit zwischen diesen liegenden Stegen auf weist. Lampen dieser Art sind nunmehr auf dem Markt erschienen und besitzen insbesondere an den länglichen Einbuchtungen eine erhöhte Lichtemis sion.
Die vorliegende Erfindung soll eine Verbes serung der Beschichtung von Lampenhüllen aus Glas, insbesondere von Lampenhüllen mit unsymmetri schem Querschnitt oder einer nicht durchgehenden Einbuchtung an einer Seite der Hülle ermöglichen. Bezüglich der Herstellung des Leuchtstoffes wird auf das Hauptpatent verwiesen.
Als Carboxypolymethylen für die Bindemittel lösung kann z. B. Carbopol-934 (eingetr. Marke) verwendet werden. Die Beifügung von angenähert 0,1 Gew:1/o eCarbopol-934 , auf das Gewicht des Phosphors bezogen, hat sich insbesondere zur Ver meidung von Streifen bei runden Fluoreszenzlampen sehr bewährt.
Bei der Beschichtung von Lampenhül len mit einzelnen zurückspringenden Einbuchtungs- abschnitten hat es sich als zweckmässig herausge stellt, 0,5 Gew.'9/m Carbopol beizumischen.
Zur Vermeidung von unbeschichteten Stellen empfiehlt es sich weiterhin, dem Carboxypolymethy- len eine geringe Menge eines Netzmittels beizufügen. In der beiliegenden Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine gewöhnliche, runde Fluoreszenzlam- penhülle und Fig. 2 die Hülle einer hochbelastbaren Fluores- zenzlampe mit unterbrochenen Einbuchtungsab- schnitten, welche sich in Längsrichtung an einer Seite der Lampe erstrecken.
Der nach dem Verfahren des Hauptpatentes her gestellte und gemahlene Leuchtstoff lässt sich als lehmartige Masse am Boden des Gefässes, in welchem der Leuchtstoff hergestellt wird, abscheiden. Die Abtrennung der überflüssigen Flüssigkeit kann auch durch Zentrifugieren bewerkstelligt werden, wobei sich die lehmartige Leuchtstoffmasse an den Wänden des Zentrifugiergefässes ablagert.
Nach der Entfernung der überflüssigen Flüssig keit durch Abstehenlassen oder Zentrifugieren kann dis lehmartige Leuchtstoffmasse in dem Bindemittel suspendiert werden. Wie im Hauptpatent ausgeführt wurde, ist ein längerer Mahlprozess der Wasser-Am- moniak-PVMj'MA-Mischung und ein nachfolgendes Abstehenlassen oder Zentrifugieren insofern sehr vorteilhaft,
als Verunreinigungen und submikrosko- pische Partikeln hierdurch beseitigt werden, welche den Wirkungsgrad der Phosphorschicht herabmin dern könnten.
Für die Herstellung der Suspension werden zweckmässigerweise auf 3000 Teils Leuchtstoff 1000 bis 5000 Teile Wasser, 2 bis 40 Teile eines Vinyl- methyläther-Maleinsäureanhydrid - Mischpolymerisa- tes (kurz als PVM/MA bezeichnet), 2 bis 40 Ge wichtsteile Carboxypolymethylen und eine solche Menge Ammoniak verwendet, dass die Suspension einen pH-Wert von mindestens 7 und vorzugsweise angenähert 10 erhält.
Die Ammoniakmenge sollte zweckmässigerweis,e so gewählt werden, dass Ver- dampfungsverluste ausgeglichen werden können.
Carbopol-934 ist ein synthetisches, gel-bilden- des Material, das in Form eines feinen fliessfähigen Pulvers in Wasser dispergiert werden kann und dabei eine saubere, niedrigviskose Lösung bildet. Die Eigenschaften dieses Stoffes sind in der Broschüre Carbopol-934 , Service Bulletin GC-20 der Good- rich Chemical Company, März 1954, beschrieben.
Wenn diese Lösung durch Zugabe von Ammoniak neutralisiert oder basisch gemacht wird, nimmt ihre Viskosität erheblich zu.
<I>Beispiel</I> Eine Auftragsmasse zur Beschichtung einer run den 40-Watt-Lampe gemäss Fig. 1 ist wie folgt zu- sammengesetzt: 3000 Gewichtsteile Leuchtstoff 3000 Gewichtsteile Wasser 9 Gewichtsteile PVMMA 3 Gewichtsteile Ammoniak (konzentriert) 3 Gewichtsteile Carbopol-934 ..
Der Leuchtstoff wird als lehmartige Masse in der aus Wasser, PVM;MA, Ammoniak und Carbo- pol-934 bestehenden Bindemittellösung aufge schlämmt und die Aufschlämmung während unge fähr einer halben Stunde gemahlen, bis der Leucht- stoff vollständig suspendiert ist.
Diese Leuchtstoff- Bindemittel-Suspension wird nun dazu benutzt, die Fluoreszenz-Lampenhülle aus Glas gemäss Fig. 1 mit einem Durchmesser von 38 mm zu überziehen, indem man die Suspension durch die Hülle durch laufen und die überschüssige Suspension abfliessen lässt. Die überzogene Hülle wird damit mit axial durch die Röhre strömender heisser Luft getrocknet, bis der gesamte Wasserrückstand entfernt ist; dann wie die Hülle so lange erwärmt, bis alle flüchtigen Bestandteile der Suspension entfernt sind.
Die beschriebene Bindemittelsuspension ermög licht vor allem die Vermeidung von Beschichtungs- fehlern, welche als Kord-Streifen bezeichnet wer den und häufig bei der bekannten Beschichtung auf traten. Glaskolben bzw. Glasrohre sind meist nicht völlig rund, sondern weisen an der Innenfläche Rin nen auf. Die bekannten Suspensionen zeigten die Neigung, in diese Rinnen zu laufen und dabei die erwähnten Kord-Streifen zu bilden.
Durch den Zusatz von Carbopol-934 in der angegebenen Menge kann sich das Bindemittel so schnell verfesti gen, dass diese Streifen nicht mehr auftreten.
Das beschriebene Beschichtungsverfahren ermög licht auch die Vermeidung der bei bekannten Verfah ren auftretenden Fehlstellen an den Halterungen. Bei der Beschichtung mit abwärts fliessender Suspension sind gewöhnlich an den Enden der Hülle Halteman schetten vorgesehen. Diese Manschetten erwärmen sich bei dem Trocknen der Hülle, strahlen die Wärme durch die Hülle ab und neigen somit dazu, die Visko sität des Bindemittels herabzusetzen. Dadurch wird die Leuchtstoffschicht stellenweise dünner, d. h. es kommt zu Fehlstellen in der fertigen Schicht.
Die Zu gabe von Carbopol-934 ermöglicht es, dass die Viskosität des Bindemittels von Temperaturänderun gen nur sehr wenig beeinflusst wird, so dass auch die durch die Halterungen verursachten Fehlstellen vermieden werden.
Eine Bindemittel-Leuchtstoff-Suspension, die sich insbesondere für die in Fig. 2 gezeigten Lampenhül len eignet, weist z. B. die folgende Zusammensetzung auf: 3000 Gewichtsteile Leuchtstoff 3000 Gewichtsteile Wasser 15 Gewichtsteile PVM/MA 6 Gewichtsteile Ammoniak (konzentriert) 15 Gewichtsteile Carbopol-934 .
Diese Leuchtstoff-Bindemittel-Suspension ist für Hüllen gemäss Fig. 2 besonders geeignet, weil durch die höhere Viskosität Beschichtungsfehler an den zu rückspringenden Teilen der Hülle vermieden werden können. Die beschriebene Art der Beschichtung lässt sich einfach durchführen und eignet sich auch zur grosstechnischen Beschichtung von Lampenhüllen mit unsymmetrischem Querschnitt.
Bei der beschriebenen Verwendung wasserhal tiger Bindemittelsuspensionen zur Beschichtung kann es vorkommen, dass in der Schicht punktförmige Stel len unterschiedlicher Leuchtstoffdichte entstehen. Diese Punkte werden durch Ölablagerungen an der Innenseite der Wände verursacht, wenn vor der Be schichtung in der Lampenhülle Öl vorhanden war oder mit der Trockenluft nach der Beschichtung in die Hülle eingeführt wurde. Da in den Lampenfabri ken immer Maschinen vorhanden sind, welche zur Schmierung Öl benötigen, ist eine völlige Ölfreiheit der Atmosphäre praktisch kaum zu verwirklichen.
Durch Zugabe einer geringen Menge Netzmittel zu der wässrigen Leuchtstoff-Bindemittel-Suspension ist es möglich, kleine Ölmengen ohne weiteres zu tole rieren, ohne dass sichtbare Schäden an den beschich teten Lampen zu erkennen sind.
Als Netzmittel wird vorzugsweise polyoxyäthy- liertes Nonylphenol verwendet, obwohl auch viele handelsübliche Netzmittel verwendet werden kön nen. Beimengungen von 0,001 Gew.'o/o bis 0,01 Gew. % Netzmittel, bezogen auf das Gewicht des Leuchtstoffes, sind gewöhnlich ausreichend, doch ist diese Menge nicht kritisch.
In den obigen Beispielen der Leuchtstoff-Bindemittel-Suspensionen hat sich eine Beimengung von 0,003 Gew /o, bezogen auf den Leuchtstoff, als ausreichend zur Vermeidung der Ölpunkte in der LeuchtstoffSChicht erwiesen.