DE3114438A1

DE3114438A1 - Roentgenleuchtschirm

Info

Publication number: DE3114438A1
Application number: DE19813114438
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Chem. Dr.rer.nat. 8520 Erlangen Degenhardt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-04-09
Filing date: 1981-04-09
Publication date: 1982-10-28
Also published as: US4415471A

Description

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SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 81 P 5021 DE

Röntgenleuchtschirm

Die Erfindung betrifft Röntgenleuchtschirme nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, die auch als Verstärkerfolien angewendet werden können. Solche Schirme sind z.B. in der US-PS 28 19 183 beschrieben.

Die Leuchtschicht von Röntgenleuchtschirmen, insbesondere solchen, die zur Verbesserung der Empfindlichkeit einer Aufnahmeanordnung einem Röntgenfilm zugeordnet werden, d.h. als sogenannte Verstärkerfolien verwendet werden, besteht aus Leuchtstoffteilchen, die in einem lackähnlichen Bindemittel dispergiert sind. Bei den meisten Bindemitteln ist aber eine gleichmäßige Vorteilυηβ der Leuchtstoffteilchen nicht gewährleistet. Dies führt aber zu körnigen Bildern, deren Aussagekraft gemindert ist.

Ursache für die ungleichmäßige Verteilung des Leuchtpigments ist in der Regel das sogenannte Ausflocken der einzelnen Kristallite. Dies kommt etwa dadurch zustande, daß Röntgenleuchtpigmente hydrophiles Verhalten zeigen, d.h., daß die Teilchen des Pigments mit einer dünnen Haut aus Wasser überzogen sind. Werden solche Teilchen in ein üblicherweise bei den Lackbindemitteln verwendetes hydrophobes Lösungsmittel gebracht, neigen die Leuchtstoffteilchen dazu, über ihre Haut aus Wasser zu kleinen Kristallkolonien zusammenzulagern. Der Zusammenschluß der Kristallite ist sehr eng und führt zu dicht gepackten Klumpen.

Kn 5 Kof / 27.03.1981

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Beim Auftreffen von Röntgenstrahlen zeigen die Klumpen stärkere Absorption im Vergleich zur Umgebung und sie leuchten dann auch heller als die nur von einfachen Kristallenen durchsetzten Teile des Leuchtschirmes, die weniger dicht gepackt sind. Auf dem Röntgenfilm entstehen so an den Stellen, an denen Kristallklumpen vorhanden waren, schwarze Flecke. Dieser Vorgang führt, über die gesamte Fläche des Filmes betrachtet, zu der obengenannten störenden Bildkörnigkeit.

Zur Beseitigung der Verklumpung von Leuchtstoffen, d.h. zur Erzielung homogener Verteilung der Leuchtpigmente in Lacksystemen, wurden bisher verschiedene Additive verwendet. Diese sind meist Netz- und Dispergiermittel.

Sie verbinden die hydrophilen Pigmente mit den hydrophoben Lacksystemen. Die Dispergiermittel bestehen z.B. aus phosphorsauren Polyaminamiden. Ein Nachteil dieser Zusätze besteht darin, daß sie die physikalischen Eigenschaften des Bindemittels nachteilig verändern. Sie verschlechtem z.B. die Härte der Oberfläche, das elektrostatische Verhalten, die Flexibilität sowie die Stabilität des Bindemittels gegen Korrosion und Feuchtigkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Röntgenleuchtschirm nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs1 die Bildhomogenität zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung geht davon aus, daß man beim Aufbau der Leuchtschicht ein geeignetes Bindemittel verwenden sollte, so daß man ohne Zusätze von Netz- und Dispergiermitteln auskommt. Versuche haben "gezeigt, daß sich in die-

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sem Sinne Lacksysteme eignen, die ausgeprägte hydrophile Eigenschaften aufweisen. Dies sind insbesondere solche Systeme, die bei der Verfestigung einen PoIykondensationsvorgang durchmachen und dabei selbst Wasser abspalten. So kann die Bildung von Kristallkolonien unterbunden und eine äußerst homogene Verteilung der Leuchtstoffteilchen erreicht werden.

Die besten Resultate konnten mit reinen Harnstoff-Formaldehyd-Harzen erzielt werden, die sich in der Hitze durch Polykondensation verfestigen.

In diesem Sinne kann eine Leuchtschicht nach folgendem Rezept erhalten werden. Bei Verwendung von Lanthanoxibromid-Leuchtstoff werden 60g Harnstoff-Formaldehydharz 60 %ig in Butanol als Bindemittel mit 100 g des Leuchtstoffs vermischt und 30 min homogenisiert. Schließlich wird mittels einer Streichvorrichtung eine 0,5 mm dicke Schicht unter schnellem Rühren auf eine 0,25/um · dicke Folie aus Polyester aufgetragen und zur Verfestigung auf +120⁰C erhitzt. Nach der Abkühlung ist die so erhaltene Leuchtschicht unmittelbar verwendbar, weil durch die Polykondensationsreaktion bereits eine feste unangreifbare Schicht erhalten wird. Lediglich die an sich bekannte Anbringung einer Schutzschicht dürfte in der Regel zweckmäßig sein. Dies kann etwa eine Lackierung aus Polyvinylchlorid sein.

Wegen der Sprödigkeit der Harnstoff-Formaldehyd-Harze hat es sich als günstig erwiesen, insbesondere bei den in Aufnahmekassetten zu verwendenden Verstärkerfolien, die bei der Handhabung auch gelegentlich gebogen werden, das Harnstoff-Formaldehyd-Harz mit anderen Lackharzen zu mischen bzw. mit entsprechend verträglichen Weich-5 machern zu plastifizieren.

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Eine sehr gute Verteilung des Leuchtstoffpigments ist zu erhalten mit einer Mischung, die aus Harnstoff-Formaldehyd-Harz besteht, dem 10 bis 90 Gewichtsprozent, insbesondere 50 Gewichtsprozent, eines Alkydharzes zugemischt sind. Als solches sollten möglichst ölfreie Alkydharze, insbesondere Urethan-Alkydharze, verwendet werden.

Ebenfalls als geeignet haben sich Beimengungen in entsprechender Menge aus Epoxydharz, Polyacrylatharz, Nitrozellulose, Vinylchlorid-Kopolimerisat oder Polyvinylbutyral erwiesen. Insbesondere das letztgenannte Gemisch hat gute Resultate ergeben. Auch mit den zur Zeit bei RöntgenverStärkerfolien bevorzugten Leuchtstoffen der Seltenen-Erden auf der Basis von Oxyhalogeniden und Oxysulfiden wird hervorragende Verteilung des Pigments erreicht.

Ein Rezept für die Herstellung von Leuchtschirmen mit 20- gemischten Harzen besteht z.B. darin, daß man folgende Substanzen mischt:

50 g Harnstoff-Formaldehyd-Harz, 60%ig in Butanol 50 g Polyvinylbutyral
100 ml Butylazetat

100 ml Methylglykolazetat

500 g Yttriumoxisulfid-Leuchtstoff

Neben der Homogenität wird nach der Erfindung auch die Helligkeit, d.h. die Verstärkungswirkung von Verstärkerfolien, verbessert. So hat eine nach dem vorgenannten Rezept hergestellte Verstärkerfolie eine um 30 bis 40 % höhere Verstärkungswirkung als eine solche unter gleichen Bedingungen, aber unter Benutzung von Acrylatharzeinbettung hergestellte Folie. Die nach Anregung mit Röntgenstrahlen von 77 kV und-22 mm Aluminium-Gesamt-

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filterung erhaltene Filmschwärzung einer Verstärkerfolie, die nach vorgenanntem Rezept hergestellt ist und 40 mg/cm Yttriumoxisulfid-Leuchtstoff enthält,

ist der Filmschwärzung einer Folie gleich, die 70mg/cm des gleichen Leuchtstoffes in Acrylatbindemittel bzw. PVC-Bindemittel enthält. Daraus ergibt sich, daß nach der Erfindung eine wesentliche Einsparung von Leuchtstoff möglich ist, ohne daß eine Verringerung der Verstärkungswirkung hingenommen werden muß. Die geringere Dicke der Leuchtschicht ergibt vielmehr eine Verminderung von Streuungen und damit bei sonst gleichen Bedingungen bessere Bilder.

Die bessere Lichtleistung der Harnstoff-Formaldehyd-Harze steht in direktem Zusammenhang mit der gleichmäßigeren Verteilung des Leuchtstoffes. Dies ist so erklärbar, daß sich das Harz wegen seiner guten Benetzbarkeit zwischen die einzelnen Kristallite schiebt und so eine bessere Weiterleitung des Lichtes nach aussen ermöglicht.

Nach der Erfindung aufgebaute Verstärkerfolien lassen sich nach der Verwendung zur Aufnahme von Röntgenbildern leichter als herkömmliche vom Film trennen. Dies fällt insbesondere bei den sogenannten Tageslichtsystemen ins Gewicht, bei denen Film und Folie längere Zeit zusammengepreßt aufbewahrt werden. Gefördert wird die leichte Lösbarkeit durch Aufbringung einer Schutzschicht aus dem erfindungsgemäßen Lacksystem auf eine Verstärkerfolie.

Weitere Einzelheiten und Vorteile werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.

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In der Figur 1 ist einer Querschnitt aus einem Leuchtschirm gezeichnet, wie er mit bekannten Bindemitteln zur Verwendung als Verstärkerfolie hergestellt ist, und

in der Figur 2 ein Ausschnitt aus einem Schirm

nach der Erfindung.

In der Figur 1 ist mit 1 ein aus Polyester bestehender, 0,25/um dicker Träger bezeichnet, der mit einer Reflexionsschicht 2 aus Titandioxid in einer Dicke von 0,02 mm beschichtet ist. Auf der Reflexionsschicht 2 liegt die Leuchtschicht 3, die in einem Bindemittel 4 Leuchtkristalle 5 enthält. Die freie Oberfläche der Leuchtschicht 3 ist schließlich mit einer Schutzschicht6, die aus PVC besteht und 0,01 mm dick ist, abgedeckt. In der nach bekannten Methoden aufgebauten Leuchtschicht 3 haben sich Leuchtkristalle 5 zu Klumpen 7 zusammengeballt. Durch die Pfeile 8 ist die umzusetzende Röntgenstrahlung und durch die Pfeile 8 sowie 8¹' das in der Leuchtschicht 3 ausgelöste Lumineszenzlicht angedeutet.

Die Wirkungsweise der bekannten Verstärkerfolien nach Figur 1 beruht darauf, daß bei Eindringen von Röntgenstrahlen 8 in die Leuchtschicht 3 in den Leuchtstoff- . kristallen 5 Licht 8¹ und 8'' erzeugt wird, das dann durch die Schutzschicht 7 hindurch auf einen an diese Fläche angelegten Röntgenaufnahmefilm gelangt. Die oben dargelegte ungleichmäßige Helligkeit, d.h. die Körnigkeit der Aufnahme, ergibt sich dabei daraus, daß in dem Klumpen 7 mehrere Leuchtstoffkristalle konzentriert sind, so daß von diesen dicht gepackten Stellen der Klumpen 7 mehr Licht 8' als Licht 8¹¹ von der Umgebung ausgeht, so daß die obengenannte Körnigkeit entsteht.

Zur Illustration dieses Sachverhalts sind die Pfeile 8' daher länger gezeichnet als die Pfeile 8¹¹.

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Im Prinzip stimmt ein erfindungsgemäß hergestellter Leuchtschirm mit demjenigen nach Figur 2 überein. Er weist aber, wie aus der Figur 1 ersichtlich ist, keine Klumpen 7 auf. An den gleichlangen Pfeilen 8¹' ist erkennbar, daß das Lumineszenzlicht der Kristalle durch das Bindemittel hindurch, ohne von Kristallklumpen gestört zu werden, ungehindert über die Fläche gleichmäßig nach außen treten kann.

2 Figuren
• 6 Patentansprüche

Leerseite

Claims

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VPA 81 P 5021 DE Patentansprüche

1/. Röntgenleuchtschirm, der als Verstärkerfolie anwendbar ist und eine Leuchtschicht umfaßt, bei welcher der Leuchtstoff in einem Lackbindemittel gebunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein Lacksystem mit ausgeprägten hydrophilen Eigenschaften ist.
2. Leuchtschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Lacksystem ein solches ist, bei dem zur Verfestigung eine Polykondensation stattfindet, die Wasser abspaltet.
3. Leuchtschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel reines Harnstoff-Formaldehyd-Harz ist, das sich in der Hitze durch Polykondensationsreaktionen verfestigt.
4. Leuchtschirm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Harnstoff-Formaldehyd-Harz einen Zusatz von 10 bis 90 Gewichtsprozent, insbesondere 50 Gewichtsprozent, ausmachenden Zusatz von Alkydharz, Epoxydharz, Polyacrylharz, Nitrozellulose, Vinylchlorid-Kopolimerisat und/oder Polyvinylbutyral enthält.
5. Leuchtschirm nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß bei Verwendung von SeI-tenen-Erden-Leuchtstoffen auf der Basis von Oxyhalogeniden und/oder Oxysulfiden das Bindemittel ein Harnstoff-Formaldehyd-Harz ist, das einen Zusatz von 10 bis 90 Gewichtsprozent, insbesondere 50 Gewichtsprozent, Polyvinylbutyral enthält.

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6. Leuchtschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß auf die freie Oberfläche der Leuchtschicht eine Schutzschicht aus dem Lacksystem mit ausgeprägten hydrophilen Eigenschaften aufgebracht ist.