Brevet FR2281793A1 — publié le 19760312

La présente invention qui concerne la fabrication des ballons fluorescents vise plus particulièrement un procédé de poudrage électrostatique permettant de régler l'aire et la distribution d'épaisseur de la couche à doser en relation avec la qualité du rayonnement extérieur à obtenir. Le poudrage des ballons fluorescents est généralement obtenu à partir de mélanges de substances fluorescentes en poudre en suspension dans "i liant. Ces gélanges peuvent contenir du vanadate d'yttrium dopé à l'europium, seul ou additionné d'orthophosphate de strontium, ou encore d'autres substances douées des mêmes propriétés. La suspension se présente comme un liquide de consistance visqueuse. C'est à partir de ce liquide visqueux injecte' a l'intérieur du ballon qui doit servir d'enveloppe à la lampe finie que l'on réalise le plus souvent le dépôt des couches fluorescentes. Quand on opère de cette façon, on époutte ensuite le ballon et on obtient une couche aui comporte le liant lus la poudre. Il intervient - ensuite un traitement thermique, à l'intérieur d'un four, au cours duquel le liant est carburé. I1 ne reste alors sur la paroi du ballon qu'une couche de poudre fluorescente. Mais les épaisseurs de couches déposées par ce procédé sont inégales. Par lteffet de la pesanteur, l'opération d'égouttage rassemble la poudre en surépaisseur dans les contours incurvés tordant transition entre la partie du ballon de fort diamètre et la partie du col de faible diamètre, c'est-à-dire dans la zone en rétreint.Or, les poudres fluorescentes, généralerent génératicer de lumière d"as la bande rouge sont employées pour corriger la lumière élise par la déchargez et doivent intervenir de façon privilégiée dans la partie médiane du ballon dans l'angle solide d'émission de l'arc de décharge.Le procédé qui consiste à mettre en place la poudre par injection a partir du liquide donne des résultats défavorables a une bonne répartition de la poudre puisque dans l'angle solide de la source de rayonnement on n'obtient qu'une épaisseur moyenne tandis que l'on obtient des surépaisseurs inutiles dans la zone de retreint du ballon qui correspond à une intensité faible du rayonnement. I1 n'apparaît pas possible de régler l'aire à privilégier sans entralner soit des surépaisseurs au col soit un amincissement dans la région supérieure du ballon, ou dôme. Aussi, on a fait appel au procédé de poudrage électrostatioue. Pour appliquer ce procédé il faut réunir un certain nombre de conditions. Ou part de la moudre elle-meme sans recourir à un liant ; celle-ci doit etre débitée a l'intérieur du ballon ; un champ électrique doit exister dans lequel la paroi à couvrir doit se trouver comprise ainsi que l'orifice d'ejection de la poudre, de manière qu'aussitôt éjectée, la poudre se trouve prise dans ce champ ; enfin la paroi à couvrir doit erre au moins légèrement conductrique électrique. A ces conditions générales sajoutent des conditions particulières.Une première de ces conditions, qui fesulte de l'exigence d'homogénéité du dépôt, impose une granulométrie rigoureuse des poudres utilisées. Pour remplir au mieux les conditions précitées, on opère par distribution de la poudre à partir de l'orifice libre d'un tube place selon lt4x longitudinal intérieur du ballon à couvrir. La poudre est véhiculée par un courant gazeux. Le ballon est mis en rotation autour de l'axe commun dans un champ électrique. Le verre du ballon est peu conducteur ; pour y remédier, on chauffe la paroi externe du ballon, par exemple à la flamme d'un chalumeau. De cette manière, le verre est rendu suffisamment conducteur pour que le procédé devienne applicable avec succes. On a remarqué que ce procédé peut être rendu beaucoup plus efficace en y apportant un certain nombre d'aménagements. En particulier en prévoyant pour les extrémités d'entrée et de sortie du tube éjecteur des modifications telles qu'elles permettent de contrler directement et l'aire et la distribution de ltépaisseur de la couche apportée sur la paroi du ballon. Ainsi l'invention propose un procédé de poudrage électrostatique pour la préparation des ballons fluorescents permettant de déposer dans un ballon sur une aire privilégiée une couche dont la distribution de ltépaisseur est prédéterminée en fonction de la qualité du rayonnement extérieur d obtenir, procédé selon lequel, toutes les conditions générales du procédé de poudrage electrostatique étant remplies, on injecte la poudre à partir d'un tube éjecteur, disposé selon l'axe longitudinal du ballon, aysnt ses deux extrémités d'entre'e et de sortie de poudre pourvues chacune d'un crible dispersif et son extrémité d'éjection pourvue, en outre, de moyens propres a communiquer au jet une forme prédéterminée. La forme prédéterminée du jet est préétablie en fonction de la qualite du rayonnement extérieur a obtenir. Le procédé selon l'invention apporte au dépôt selectif d'une couche de poudre fluorescente une solution satisfaisante et grâce R sa mise en oeuvre on peut corriger le spectre lumineux de décharge dans la zone de grande intensité de cette décharge. les objets et caractéristiques de la présente invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, ladite description entant faite en relation avec les dessins ci-annexés dans lesquels La figure 1 représente le montage du tube éjecteur a% l'intérieur d'un ballon a poudrer. La figure 2 représente une vue de détail d'un autre type de de vecteur pour l'application du procédé. La figure 3 représente une vue de détail illustrant une autre forme de déflecteur pour l'application du procédé. Sur la figure 1 le ballon 1 destiné à contenir le tube a décharge et à recevoir sur sa paroi interne 2 les poudres fluorescentes est un ballon de verre, représenté en coupe longitudinale. L'axe de symétrie de ce ballon est figuré en X'X. On place à l'intérieur du ballon 1 un tube éjecteur 3, qui peut être de forme cylindrique, de manière à faire coincider les axes du ballon et du tube éjecteur. La première des extrémités du tube éjecteur, l'extrémité 4, est reliée par l'intermédiaire d'un conduit 5 à une source de courant gazeux S1, non figurée, et à une source de poudre également non représentée.La seconde extrémité 6, ou extrémité d'éjection, du tube 3 est pourvue selon l'invention d'un déflecteur dissvmétrique en forme de cote évasé vers ltextérieur, oui est coaligmé sur l'axe X'X commun. Par rapport à un plan orthogonal à cet axe, il est limite à deux hauteurs h1 et h2 différentes l'une de l'autre. Dans le cas illustré sur la figure 1, la hauteur hl du derl-cône de droite 8 est supérieure à celle h2 du demi-cône de gauche 9. On garnit chacun des orifices d'entrée h et de sortie h du tube éjecteur d'un crible, tels les cribles représentés en fO et 11. Ces cribles ont pour but de favoriser la dispersion de la poudre en dissociant les agglomérats qu'elle peut contenir. Les demi-bases du cône 7 sont situées de telle sorte que la partie de grand diamètre favorise le poudrage de la zone médiane du ballon et que la partie de plus petit diamètre favorise le poudrage de la zone supérieure du ballon. C'est par le réglage judicieux de ces dimensions qu'on obtient le résultat désiré. On applique le nouveau procédé de poudrage électrostatioue en créant un champ électrique E au voisinage du ballon et en disposant à proximité de la paroi extérieure du ballon une source thermique pour rendre le verre du ballon suffisamment conducteur. On peut employer pour chauffer le ballon la flamme d'un chalumeau,shématisée en 12, 12'. On fait tourner le ballon autour de l'axe commun X'X au moyen d'un entrainement approprie, non figuré. On met en route l'arrivé du jet de gaz vecteur de la poudre en agissant sur la vanne V du conduit 5. La poudre est éjectée dans l'ouverture 6 du tube éjecteur après avoir été au passage dispersée au travers des cribles 10 et 11. Le jet rencontre le déflecteur conique 7. I1 est dévié sélectivement par la région de gauche 9 vers la région supérieure du ballon, et par la région de droite 8 de plus grand diamètre vers la partie médiane du ballon.Pour obtenir une épaisseur prédéterminée sur une zone d'ourerture angulaire préétablie dans la partie médiane, on peut, soit préciser par le calcul la valeur théorique - donner au rapport h2 compte tenu du diamètre maximal 2d du ballon dans sa région médiane, soit déterminer ce rapport par une série d'épreuves expérimentales. Dans l'exemple décrit, le choix des dimensions du déflecteur s été établi par voie expérimentale en corrélation avec les forés de ballon utilisées couramment. On a relevé une excellente correspondance autre la distribution d'épaisseur souhaitée t celle réalisée en utilisant un déflecteur étagé dont le rapport des hauteurs 1 est voisin de 2 pour un diamètre interne maximal de ballon de 9O. h2 Le réflecteur peut être assujetti au tube éjecteur par trois supportes, tels 13, à 1200 les uns des autres ou per tout autre moyen de fixation. La rapport h1 doit être déterminé pour caque forme de ballon on h2 relation avec la région de la paroi à privilégier, compte tenu de la vitesse du coursant gazeux et de l'angle du cône du du déflecteur. Il faut encore remarquer que le conte déflecteur 7 peut entre limité de diverses façons et non pas seulement par deux plans orthogonaux situez à deux niveaux différents ainsi qu'il est représenté sur la figure 1 (forme étagée). On peut réaliser par exemple un déflecteur conique 7' dans lequel le cône est limité par un plan P non orthogonal à son axe, ainsi que ltillustre la figure 2. On encore un déflecteur formé par une bande spiralée B enroulée sur un cone 7", ainsi que l'illustre la figure 3. LA nise on application du procédé fournit des avantages considérables puisqu'il permet d'obtenir un dépôt sélectif d'épuisseur prédéterminée sur une aire choisie à l'avance. Il suffit pour en recueillir les meilleurs fruits de prédéterminer très exactement l'aire a courrir de façon privilégiée et la distribution d'épaisseur spatiale recherchée. L'application décrite de la méthode selon l'invention au poudrage des ballons fluoresents donne un ensemble de résultats spectaculaires. La quantité de poudre mise en oeuvre est emploie avec un rendement optimal quant au prix de revient de la manière utilisée et de la main d'oeuvre. En outre le rendement lumineux de la source d'éclairage est augmenté et sa qualité améliorée par la correction appropriée du spectre de source au moyen du spectre de la poudre fluorescente choisie à cet effet. D'autres formes de réalisaticn, dépendantes de l'invention, peuvent être imaginées de façon à recueillir dans des cas particuliers des résultats adaptés à des conditions spéciales, On doit remarquer que la méthode décrite peut encore revevoir des applications plus générales et est susceptible de fournir d'excellents résultats dans de nombreuses techniques diff'erentes de celle qui a été décrite ici à titre d'exemple. En effet, il est fréquent d'avoir à respecter des exigences sévères tant pour l'aire à couvrir que pour la distribution dtépaisseur en matière de dépôt de substances pulvérulentes et toutes les fois qu'il en est ainsi le procédé décrit est apte à fournir une solution économique intéressante. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec des exemples particuliers de réalisation. on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemples et ne limite pas la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de poudrage électrostatique notamment pour la préparation des ballons fluorescents utilisés pour l'éclairage, permettant de déposer sur la paroi du ballon selon une aire privilégiée, une couche dont la distribution d'épaisseur est prédéterminée afin de modifier t volonté la qualité du rayonnement perçu à l'extérieur, procédé consistant à disposer selon l'axe longitudinal interne dudit ballon un tube éjecteur qui relié par sa première extrémité à un conduit d'amenée d'un courant gazeux vecteur de la poudre à déposer débouche, par sa deuxième extrémité, å l'interieur du ballon animé d'un mouvement de rotation autour de l'axe commun de façon à distribuer la poudre par éjection continue sur la paroi interne chauffée dudit ballon, caracterisé en ce que - d'une part les deux extrémités dudit tube éjecteur sont pourvues chacune d'un crible dispersif - d'autre part la secande extrémité du tube éjecteur est encore pourvue de moyens propres à donner au jet de poudre une forme prédéterminée en relation avec la modification recherchée de la qualité du rayonnement émis à l'extérieur. 2. Tube éjecteur pour la mise an oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens dont il est pourvu pour assurer l'éjection selon une forme prédéteiminée consistent en un déflecteur en forme de canne dissymétrique évasé vers ltexterieur, d'axe coaligné à l'axe de symétrie longitudinal du tube éjecteur comportant par rapport à un plan orthogonal à son axe au moins deux hauteurs différentes de troncature. 3. Tube éjecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le sommet du câne dissymétrique formant déflecteur est situé dans la rSgion médiane du ballon au voisinage de l'extrémité d'éjection du tube éjecteur de manière que le jet gazeux, vecteur de la poudre, se trouve dévié par la paroi externe dudit cône, et ce, sur une distance plus ou moins grande, selon que le jet incident rencontre une plus ou moins grande hauteur de cône. 4. Ballon fluorescent notamment pour ltéclairage, earactérisé en ce qu'il comporte un poudrage réalisé par la mise en oeuvre du proeéde' selon la revendication 1 et dans lequel la distribution d'épaisseur du dépôt présente un gradient en fonction de la cote comptée selon la direction de l'axe longitudinal du tube,-ltépaisseur maximale du dépôt étant comprise dans la zone d'intensité maximale de ltémission de l'arc interne.