(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒径が１μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする３波長型蛍光灯用の青色蛍光体の原料用Ｂａ−Ｅｕ共沈炭酸塩微粉。
【請求項２】
ＢａイオンとＥｕイオンを含む水溶液（Ａ液とする）と炭酸イオンを含む水溶液（Ｂ液とする）を混合してＢａ−Ｅｕ共沈炭酸塩を析出させるに際し、Ａ液に対してＢ液を投入する場合、Ｂ液に対してＡ液を投入する場合、或はＡ液とＢ液を同時に投入する場合のいずれにおいても、投入時間を５秒以上５分以下とすることを特徴とする請求項１に記載の３波長型蛍光灯用の青色蛍光体の原料用Ｂａ−Ｅｕ共沈炭酸塩微粉の製造方法。
【請求項３】
ＢａイオンおよびＥｕイオンに対する炭酸イオンの比率が、Ｂａイオンの全てをＢａＣＯ3として、およびＥｕイオンの全てをＥｕＣＯ3として沈澱させるのに必要な化学量論比の１．０〜１．１倍である請求項２に記載の３波長型蛍光灯用の青色蛍光体の原料用Ｂａ−Ｅｕ共沈炭酸塩微粉の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、３波長型蛍光灯用の青色蛍光体の原料として有用なＢa-Ｅu 共沈炭酸塩微粉およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
３波長型蛍光灯の青色蛍光体の原料としては、Ｅu2+ 付活のアルミン酸塩が知られており、その組成の一例としてＢa Ｍg2Ａl16 Ｏ27：Ｅu2+ を挙げることができる。ここで、Ｅu2+ はＢa のサイトに置換されていることが確認されている。
Ｂa Ｍg2Ａl16 Ｏ27：Ｅu2+ 蛍光体の製造方法は、蛍光体ハンドブック（蛍光体同学会編、オーム社、p.226 ）によれば、「原料としてＢa ＣＯ3 、Ｂa(ＮＯ3)2 やＭg4( ＣＯ3)3 ＯＨ・３Ｈ2 Ｏなどのアルカリ土類金属炭酸塩、α−Ａl2Ｏ3 、Ｅu2Ｏ3 と適量のフラックスを用いて、これらをボールミルなどで混合し、1200℃で２時間弱還元性気流中（２％Ｈ2/Ｎ2 ）で焼成し、同気流中で冷却し、これを粉砕、篩分け後、1200℃で２時間弱還元性気流中で再度焼成することによって目的とする蛍光体を得る。」と記載されている。
しかしながら、このような粉体混合法では各原料を均一に混合することは非常に困難なために、局部的な不均一状態が生じ易く、最終的に得られる蛍光体の個々の粒子間の組成にバラツキをもたらし、特にＥu2+ の組成のバラツキは蛍光体の特性に悪影響を及ぼすことになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点に鑑み、発光成分であるＥu2+ の組成の均一性を高めることを目的としながら、かつＥu2+ 付活のアルミン酸塩青色蛍光体の原料に適した粒径を有するＢa-Ｅu 共沈炭酸塩とその製造方法を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために、ＢａとＥｕの共沈条件を種々検討し本発明を完成したもので、その要旨は、
平均粒径が１μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とするＢａ−Ｅｕ共沈炭酸塩微粉、およびＢａイオンとＥｕイオンを含む水溶液（Ａ液とする）と炭酸イオンを含む水溶液（Ｂ液とする）を混合してＢａ−Ｅｕ共沈炭酸塩を析出するに際し、Ａ液に対してＢ液を投入する場合、Ｂ液に対してＡ液を投入する場合、或はＡ液とＢ液を同時に投入する場合のいずれにおいても、投入時間を５秒以上５分以下とすることを特徴とし、かつＢａイオンとＥｕイオンに対する炭酸イオンの比率が、Ｂａイオンの全てをＢａＣＯ3として、およびＥｕイオンの全てをＥｕＣＯ3として沈澱させるのに必要な化学量論比の１．０〜１．１倍である３波長型蛍光灯用の青色蛍光体の原料用Ｂａ−Ｅｕ共沈炭酸塩微粉およびその製造方法である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
Ｂa-Ｅu 共沈炭酸塩はＢa イオンとＥu イオンを含む水溶液（Ａ液とする）と炭酸イオンを含む水溶液（Ｂ液とする）を混合することにより沈澱生成する。その混合方法には、Ａ液に対してＢ液を投入する方法、Ｂ液にＡ液を投入する方法、Ａ液とＢ液を同時に投入する方法があるが、Ｂa-Ｅu 共沈炭酸塩の粒径に影響する主要因は液の投入時間であり、投入時間を制御すれば混合方法は前記３種のいずれでもよい。
液の投入時間を短くすれば粒径は小さく、長くすれば粒成長により粒径は大きくなるが、本発明の目的である平均粒径１μm 以上５μm 以下のＢa-Ｅu 共沈炭酸塩粒子を製造するためには、液の投入時間は５秒以上５分以内であることが必要である。５秒未満（以下は５秒も含む）では１次粒子が小さくなって凝集が起こり、５分を超えると粒子の成長により平均粒径が大きくなる。
【０００６】
液の投入時間に次いで重要な因子はＢa イオンとＥu イオンに対する炭酸イオンの比率である。Ｂa イオンとＥu イオンに対する炭酸イオンの比率は、Ｂa イオンとＥu イオンの全てを炭酸塩として沈澱させるのに必要な化学量論比の1.0 〜1.1 倍であることが必要である。ここで、Ｂa イオンとＥu イオンに対する炭酸イオンの化学量論比とは、Ｂa イオンはＢa ＣＯ3 として、Ｅu イオンはＥu 2(ＣＯ3)3 として沈澱するとして計算したＡ液中のＢa イオンとＥu イオンに対するＢ液中の炭酸イオンのモル比をいう。比率が1.0 未満ではＢa-Ｅu 共沈炭酸塩の収率が低下し、1.1 を超えるとＢa の再溶解が起こり収率が低下する。
【０００７】
液中Ｂa 、Ｅu および炭酸イオン濃度は、粒径および収率に対して支配的な因子ではないが、生産性の観点から0.05mol/L 以上が好ましい。上限については特に制限はなく、飽和濃度でも実施可能である。
温度についても特に制限はなく、加熱や冷却のためのエネルギーを要しない室温で行うのが最も経済的であるが、Ｂa 塩として硝酸バリウムを使用したときには溶解度を上げるために、50〜80℃程度に加熱した方が生産性が上がり有利となる。
【０００８】
Ｂa イオンとＥu イオンを含む水溶液と炭酸イオンを含む水溶液を混合して得られた沈澱物であるＢa ＣＯ3-Ｅu2( ＣＯ3)3 は公知の方法で濾過、洗浄、乾燥して乾燥粉末として蛍光体製造工程に供給される。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明の実施形態を実施例と比較例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれらに何等限定されるものではない。
（実施例１）
30L のジャケット付きステンレス製反応容器に、0.291mol/Lの炭酸アンモニウム水溶液10L を張り込み50℃に加温した。この溶液に予め50℃に加温した0.25mol/L の硝酸バリウムと0.0268mol/L の硝酸ユウロピウムの混合水溶液10L を３分間で投入した。この時のＢa イオンとＥu イオンに対する炭酸イオンの化学量論比は1.0 であった。
次に、ブッフナー漏斗で沈澱物を濾別し、脱イオン水で洗浄した。さらに、該沈澱物を80℃で16時間乾燥し、531gのＢa-Ｅu 共沈炭酸塩を得た。この時の収率は96％であった。
マイクロトラック社のレーザー回折法による粒度分布測定装置（型番SPA ）で測定した平均粒径は3.76μm であった。
組成の均一性については、ＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザー）を使用してＢa とＥu の特性をＸ線の面分析により確認した。共沈炭酸塩を金型プレスでペレットにして分析試料とした。分析の結果、Ｂa およびＥu の偏析は観察されず、両元素が均一に分布していることが判った。
【００１０】
（実施例２）
30L のジャケット付きステンレス製反応容器に、0.25mol/L の硝酸バリウムと0.0268mol/L の硝酸ユウロピウムの混合水溶液10L を張り込み50℃に加温した。この溶液に、予め50℃に加温した0.291mol/Lの炭酸アンモニウム水溶液10L を３分間で投入した。この時のＢa イオンとＥu イオンに対する炭酸イオンの化学量論比は1.0 であった。
次に、ブッフナー漏斗で沈澱物を濾別し、脱イオン水で洗浄した。さらに、該沈澱物を80℃で16時間乾燥し、534gのＢa-Ｅu 共沈炭酸塩を得た。この時の収率は96％であり、平均粒径は3.24μm であった。
ＥＰＭＡによる面分析の結果、Ｂa およびＥu の偏析は観察されず、両元素が均一に分布していることが判った。
【００１１】
（実施例３）
30L のジャケット付きステンレス製反応容器に、８L の脱イオン水を張り込み、50℃に加温した。この温水に、予め50℃に加温した0.25mol/L の硝酸バリウムと0.0268mol/L の硝酸ユウロピウムの混合水溶液10L と、同じく予め50℃に加温した0.291mol/Lの炭酸アンモニウム水溶液10L とを３分間で同時に投入した。この時のＢa イオンとＥu イオンに対する炭酸イオンの化学量論比は1.0 であった。
次に、ブッフナー漏斗で沈澱物を濾別し、脱イオン水で洗浄した。さらに、該沈澱物を80℃で16時間乾燥し、533gのＢa-Ｅu 共沈炭酸塩を得た。この時の収率は96％であり、平均粒径は3.15μm であった。
ＥＰＭＡによる面分析の結果、Ｂa およびＥu の偏析は観察されず、両元素が均一に分布していることが判った。
【００１２】
（比較例１）
硝酸バリウムと硝酸ユウロピウムの混合溶液の投入時間を10分間としたこと以外は実施例１と同様の方法で531gのＢa-Ｅu 共沈炭酸塩を得た。この時の収率は95％であり、平均粒径は6.31μm であった。
【００１３】
（比較例２）
硝酸バリウムと硝酸ユウロピウムの混合溶液の投入時間を３秒間としたこと以外は実施例１と同様の方法で533gのＢa-Ｅu 共沈炭酸塩を得た。この時の収率は95％であった。乾燥物は固く凝集していたので平均粒径の測定は行わなかった。
【００１４】
（比較例３）
予め反応容器に張り込んでおく炭酸アンモニウムの濃度を0.35mol/L （即ち、Ｂa イオンとＥu イオンに対する炭酸イオンの化学量論比を1.2 とした）としたこと以外は実施例１と同様の方法で484gのＢa-Ｅu 共沈炭酸塩を得た。この時の収率は87％であった。平均粒径は4.02μm と目標範囲内であったが、収率が悪く、工業的実現性に乏しい。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、３波長型蛍光灯用の青色蛍光体の原料として有用な平均粒径が１μm 以上５μm 以下のＢa-Ｅu 共沈炭酸塩微粉が高収率で製造でき、産業上その利用価値は極めて高い。