ЛЮМИНОФОРНАЯ СМЕСЬ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ НА СТЕКЛЯННЫЕ КОЛБЫ ИСТОЧНИКОВ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК H01J9/22 C09K11/02 

Предлагаемое изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует состав люминофорной смеси для нанесения на стеклянные колбы электрических ламп, генерирующих оптическое излучение.

Известна люминофорная смесь для нанесения на стеклянные колбы источников света, содержащая люминофор и связующее (1).

Указанная смесь посредством растворителя, содержащегося в связующем, наносится в составе взвеси на колбы ламп, после чего закрепляется на колбе при нагревании до определенной температуры.

Недостатком такого состава люминофорной смеси является большое количество компонентов связующего (оно содержит гидрозоль диоксида кремния, алюминий азотнокислый, аммиак водный и т.д.), что повышает себестоимость ламп. Кроме того, отсутствие структурообразующего порошка в составе смеси (своеобразной основы, на которой закрепляются частицы люминофора) снижает выход излучения люминофора, уменьшая световой поток ламп.

Наиболее близким по технической сущности является люминофорная смесь для нанесения на стеклянные колбы источников оптического излучения, содержащая смесь люминофора и кварцевого порошка, органическое связующее, крепитель и растворитель. Указанная смесь дополнительно содержит тетраэтоксисилан при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Смесь люминофора и кварцевого порошка - 22-73
Органическое связующее - 0,9-5,0
Крепитель - 0,19-0,95
Тетраэтоксисилан - 0,5-15,0
Растворитель - Остальное (2)
Описываемый состав люминофорной смеси содержит кварцевый порошок в качестве структурообразующего и устраняет уменьшение светового потока, что отсутствует у аналога и является его недостатком.

Недостатком известного технического решения является сложный состав смеси, что повышает себестоимость источников излучения.

Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение количества компонентов люминофорной смеси с целью снижения ее себестоимости и затрат на нанесение на стеклянные колбы при обеспечении высокого уровня светового потока источников излучения.

Поставленная задача достигается тем, что в люминофорной смеси для нанесения на стеклянные колбы источников оптического излучения, содержащей порошок люминофора, связующее и структурообразующий порошок, в качестве связующего использована бора окись, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Порошок люминофора - 65,0-84,5
Связующее (бора окись) - 1,0-4,0
Структурообразующий порошок - Остальное
при этом не менее 60 мас.% порошка люминофора должно иметь гранулометрический состав до 20 мкм.

По техническому решению согласно предлагаемому изобретению экспериментально подобранный состав компонентов люминофорной смеси обеспечивает снижение затрат на ее приготовление, вследствие минимального количества компонентов, а также уменьшение расходов при нанесении смеси на электрические колбы ламп.

При количестве люминофора менее 65,0% происходит уменьшение светового потока до недопустимой величины, при количестве люминофора более 84,5% дополнительного увеличения светового потока получить не удается, а себестоимость смеси вследствие дороговизны люминофора растет.

Важным является количество связующего в смеси. Если его менее 1,0%, люминофорная смесь недостаточно прочно закрепляется на стеклянной колбе лампы и люминофор осыпается. Если его более 4,0%, в значительной степени уменьшается значение светового потока.

Остальное, до 100 мас.%, в смеси составляет структурообразующий порошок, количество которого определяется с одной стороны уровнем светового потока, а с другой - коэффициентом пропускания люминофорной смеси и затратами на его приобретение.

В качестве порошка люминофора в предлагаемом изобретении используется люминофоры типов Л-43, Л-50, редкоземельные люминофоры и др.

В качестве структурообразующего порошка могут использоваться кварцевый порошок, порошок молотого сапфира, дробленая поликристаллическая окись алюминия. Общим требованием для структурообразующего порошка является его прозрачность в оптической области спектра, а также химическая пассивность к стеклу колб ламп.

Бора окись используется в составе люминофорной смеси в качестве связующего. Ее температура начала размягчения составляет 430-450^oС и при нагревании хорошо закрепляет люминофорную смесь на практически всех стеклах, начиная от легкоплавких (с температурой начала размягчения порядка 500^oС) и кончая кварцевым стеклом.

Важным является и гранулометрический состав порошка люминофора, что определено экспериментально. При размерах частиц люминофорного порошка более 20 мкм в составе менее 60,0% его веса резко уменьшается световой поток ламп. Нижний предел размеров частиц люминофорного порошка не ограничивается. Точно также не ограничивается верхний предел (выше 60%) весового количества люминофора с размером частиц до 20 мкм.

Примеры конкретного исполнения приведены в таблице.

Предлагаемую люминофорную смесь готовят следующим образом:
В качестве примера приготовления люминофорной смеси использован третий вариант, указанный в таблице. Люминофор марки Л-43 отсеивают через вибросито с тканью из синтетических нитей, а также размолотые бора окись, кварцевый порошок, размер частиц которых до 20 мкм, составляет не менее 90 мас.%, отвешивают и загружают в фарфоровый барабан с шарами емкостью 4 л, при следующем соотношении компонентов:
Связующее (бора окись) - 0,050 кг (2,0%)
Люминофор Л-43 - 1,593 кг (63,7%)
Кварцевый порошок - 0,857 кг (34,3%)
Шары керамические - 0,500 кг
Вышеуказанные материалы перемешивают в барабане на валках в течение 15-20 мин, затем выгружают смесь на противни из нержавеющей стали, просушивают в сушильном шкафу при температуре 100±5^oС в течение 2,5-3,5 ч и охлаждают, после чего люминофорную смесь электростатическим методом наносят на внутреннюю поверхность колб ламп.

Использование предлагаемого изобретения в производстве источников излучения позволит уменьшить затраты на приобретение компонентов наполнения люминофорной смеси. Кроме того, из-за лучшей технологичности предлагаемого состава смеси удается увеличить производительность ее нанесения на стеклянные поверхности колб.

Экспериментальная проверка эффективности использования предлагаемого изобретения в производстве ламп типа ДРЛ 250 показала, что интегральное уменьшение затрат на приобретение компонентов люминофорной смеси и операцию нанесения смеси на колбы источников оптического излучения составляет 1200 руб. на 1000 годных ламп. При плане производства ламп типа ДРЛ 250 порядка 2,5 млн. шт. в год годовой экономический эффект составит - 3,0 млн. руб.

Источники информации
1. Федоров В. В. Производство люминесцентных ламп. Москва, Энергоатомиздат, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР 1215540 "Люминофорная суспензия для изготовления рефлекторных газоразрядных ламп" (прототип).

Изобретение предназначено для электротехнической промышленности и может быть использовано при изготовлении электрических ламп. Люминофорная смесь содержит, мас.%: порошок люминофора 65,0-84,5, связующее (бора окись) 1,0-4,0, наполнитель - остальное. Не менее 60 мас.% порошка люминофора должно иметь гранулометрический состав до 20 мкм. В качестве наполнителя можно использовать кварцевый порошок, порошок молотого сапфира, дробленую поликристаллическую окись алюминия. Компоненты перемешивают 15-20 мин, просушивают при 100±5^oС 2,5-3,5 ч, охлаждают. Люминофорную смесь наносят электростатическим методом на внутреннюю поверхность колб ламп. Изобретение позволяет уменьшить затраты на изготовление ламп, повысить производительность процесса нанесения. 1 табл.

Люминофорная смесь для нанесения на стеклянные колбы источников оптического излучения, содержащая, порошок люминофора, связующее и наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве связующего использована окись бора при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Порошок люминофора - 65,0÷84,5
Связующее (бора окись) - 1,0÷4,0
Наполнитель - Остальное
при этом не менее 60 мас. % порошка люминофора должно иметь гранулометрический состав до 20 мкм.