JP3369070B2 - X線増感紙用希土類酸硫化物系蛍光体の製造方法 - Google Patents

X線増感紙用希土類酸硫化物系蛍光体の製造方法

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JP3369070B2 JP03755697A JP3755697A JP3369070B2 JP 3369070 B2 JP3369070 B2 JP 3369070B2 JP 03755697 A JP03755697 A JP 03755697A JP 3755697 A JP3755697 A JP 3755697A JP 3369070 B2 JP3369070 B2 JP 3369070B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、X線増感紙に使用する
希土類酸硫化物蛍光体の製造方法に係り、特に、耐水性
に優れた希土類酸硫化物蛍光体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】X線増感紙は、一般に医療用放射線撮影
あるいは工業用放射線撮影など各種放射線撮影におい
て、X線の吸収量を増し、X線フィルムの両側に密着し
て用いられる。
【0003】一般にX線増感紙は、図1に示すような構
造を有する。プラスティック等からなる支持体(台紙)
1と、この上に設けられた反射層2及び蛍光体層3(蛍
光体を有機バインダーに分散させた塗液を塗布した層)
と、蛍光体層3上を覆う10μm程度の透明な保護層4
とからなる。X線撮影においては、X線フィルムはその
両側に20〜30μm程度の厚さで塗布された乳剤層5
と、X線増感紙の保護膜とが接するように二枚一組の増
感紙(フロント増感紙及びバック増感紙)に挟まれて使
用される。X線画像の先鋭度を向上する目的には、この
X線フィルムと増感紙とは密着した状態であることが重
要である。
【0004】また、前記保護膜は発光の吸収、散乱が起
こらないように透明であることが必要であるとともに、
その厚みは10μm程度であることが好ましい。しかし
ながら、保護膜の膜厚が薄くなるに従って膜中にピンホ
ールを生じやすく、このピンホールを通って保護膜より
内部に水分が侵入すると増感紙が変質したり、X線フィ
ルムの乳剤層に悪影響を与えるおそれがある。 例え
ば、Gd2O2S:Tb、及びY2O2S:Tb等の希土類
酸硫化物蛍光体が用いられるオルソフィルム用増感紙の
場合、これらを湿度の高い状態で保存すると保護膜のピ
ンホールから水分が流入し、この微量の水分により蛍光
体表面が加水分解を起こし、硫化水素ガスが発生する。
この硫化水素ガスは、フィルム乳剤の一成分であるハロ
ゲン化銀と反応し、黒色の硫化銀を生成する。この黒色
の硫化銀はその部分の蛍光体の輝度を低下させ、X線画
像の画質悪化を招く。
【0005】X線増感紙用蛍光体の耐水性を改善するた
めに、本発明者らは蛍光体粒子表面に、アルミニウム、
マグネシウム、ストロンチウム等の燐酸塩、硼酸塩、水
酸化物、弗化物等の無機物質を被覆する方法を試みた。
ところが、この方法によると無機物質による被覆は均質
な膜が形成されるのではなく、実際には、蛍光体粒子表
面に粒子状の無機物質が付着するため蛍光体粒子表面の
被覆物は不均質となり多くの隙間ができる。その結果十
分な蛍光体に十分な耐水性を付与することはできなかっ
た。
【0006】蛍光体粒子表面に連続被膜を形成する方法
として、我々は加熱状態でアルコール中に懸濁した蛍光
体スラリーに有機珪素と水を添加して加水分解し、蛍光
体粒子表面に二酸化珪素薄膜を形成する方法について開
示した。(特開平3−6289号公報)この方法による
と蛍光体粒子表面には二酸化珪素の均質な薄膜が形成さ
れ、蛍光体に十分な耐水性を付与することができる。と
ころがこの方法では、蛍光体を懸濁する溶媒にアルコー
ルを使用し、しかも有機珪素は高価であるため製造コス
トは高くなり大量生産には不向きであった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は上述
した事情に鑑み成されたものであり、X線増感紙に使用
される希土類酸硫化物蛍光体の耐水性を改善することを
目的とし、しかも経済的で大量生産に向く製造方法を提
供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、蛍光体表面
に一旦水酸化物被膜を形成し、さらに蛍光体を加熱処理
することにより水酸化物被膜を酸化物被膜とすることで
蛍光体粒子表面に硫黄分の少ない希土類酸硫化物系蛍光
体が得られ、水分を作用しても蛍光体表面の硫黄との間
で硫化水素を発生しないことを見いだし本発明を完成さ
せるに至った。
【0009】すなわち本発明の希土類酸硫化物蛍光体の
製造方法は、イットリウム、ランタン、及びガドリニウ
ムからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素の酸硫
化物を母体とし、テルビウムを付活剤とする希土類酸硫
化物蛍光体の製造方法において、粉砕処理を施された蛍
光体粉体を、水中で酸化剤と接触させることで蛍光体粒
子表面に一旦水酸化物層を形成し、その後、200〜5
00℃の範囲の温度で加熱することを特徴とする。
【0010】本発明に使用する酸硫化物蛍光体の母体は
ガドリニウムオキシサルファイド(ガドリニウム酸硫化
物)であることが最も好ましい。
【0011】本発明に使用する酸化剤は過酸化水素であ
ることが好ましく、その量は蛍光体100重量部に対し
0.01〜10重量部であることが好ましい。
【0012】本発明において加熱工程の加熱温度は30
0〜400℃の範囲であることが好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明に使用する蛍光体母体はイ
ットリウム、ランタン、及びガドリニウムからなる群よ
り選ばれる少なくとも1種の元素の酸硫化物であり、一
般式が(Y、La、Gd)2O2Sで表される。本発明は
付活剤としてテルビウムを選択した(Y、La、Gd)
2O2S:Tb蛍光体について説明するが、付活剤はテル
ビウムに限ったわけでなく、それ以外の付活剤を付加し
た酸硫化物蛍光体にも同様な効果がある。
【0014】本発明は調製済みの蛍光体粉体を処理する
方法であり、本発明に使用する希土類酸硫化物蛍光体
は、原料混合、焼成、粉砕の工程を経る通常の方法によ
り得られるものを用いることができ、蛍光体の調製方法
に特に制限はない。
【0015】<懸濁液のpH>先ず、希土類酸硫化物蛍
光体粉体を十分な量の純水に懸濁し、これにアンモニ
ア、苛性ソーダ等を加えて懸濁液を塩基性に調節する。
蛍光体を水中で酸化剤と接触させるには懸濁液のpHは
7〜10の範囲が好ましい。それはこの範囲よりpHが
低くなると酸化剤の酸化力が低下し、逆にこの範囲より
pHが大きくなると蛍光体は凝集傾向となり、増感紙へ
の塗布特性が低下するからである。
【0016】<酸化剤>酸化剤には過酸化水素、過硫酸
ソーダ、次亜塩素酸ソーダ、オゾン水、塩素水等が使用
することができるが、特に過酸化水素或いはオゾン水が
好ましく使用することができる。それは過酸化水素或い
はオゾン水の酸化反応は酸素と水以外のものを発生しな
く、不純物として残存することがないが、他の酸化剤は
酸化反応後に金属を或いはハロゲン元素等の不純物が残
存し、これを十分に洗浄除去する必要があるからであ
る。
【0017】酸化剤に過酸化水素を使用する場合、懸濁
液のpHは8〜9の範囲が最も好ましく使用することが
できる。
【0018】<酸化剤の添加量>懸濁液を塩基性にして
酸化剤を撹拌しながら添加する。酸化剤として過酸化水
素を使用する場合、その添加量は得られる蛍光体100
重量部に対し0.1〜10重量部となるように調製され
ることが好ましい。ガドリニウムオキシサルファイド蛍
光体に、酸化剤として過酸化水素を使用する場合につい
て、酸化剤量と耐水性(%)、及びスクリーン輝度の関
係を図1にプロットした。図1中の添加量はガドリニウ
ムオキシサルファイド蛍光体100重量部に対する量で
ある。
【0019】図1によると過酸化水素を無添加の場合、
耐水性は85%であるが、過酸化水素の濃度が0.01
重量部では95%、0.1重量部以上では場合100%
であり、過酸化水素の表面酸化の効果は最大となる。ま
た、スクリーン輝度は過酸化水素を無添加の場合約97
%であるが、過酸化水素の添加量が0.01〜0.1重
量部の範囲では100%である。しかし、これよりも多
く添加するとスクリーン輝度は寧ろ低下する。これは、
酸化剤により蛍光体粒子表面だけでなく蛍光体内部まで
酸化を受け、その結果、蛍光体の発光輝度が低下するこ
とに起因する。
【0020】耐水性だけについてみれば0.01〜10
重量%の広範囲において効果を発揮するが、実際にはX
線によるスクリーン輝度も考慮に入れると、さらに好ま
しいのは0.03〜0.3重量部の範囲であり、最も好
ましいのは酸化剤濃度が0.1重量部近傍である。
【0021】<加熱温度と耐水性の関係>表面処理され
た蛍光体は固液分離し、200〜500℃の温度範囲で
加熱する。この加熱により蛍光体表面の水酸化物は脱水
され酸化物となり蛍光体表面を安定化することができ
る。500℃より高温度では蛍光体母体の酸硫化物が一
部分解するため、加熱は500℃より低温度で行われる
べきである。逆に200℃以下では水酸化物の脱水は起
こらず加熱の意味を持たない。従って加熱温度は300
〜400℃の温度範囲がさらに好ましい。
【0022】図2に酸化剤処理後の蛍光体加熱の際の、
加熱温度に対する耐水性の関係をプロットした。この場
合、加熱時間は全て10時間で行った。
【0023】<耐水性の試験方法>なお、耐水性は以下
のように評価した。先ず、200μmの厚さの蛍光体を
有するX線増感紙の蛍光体表面の一部に水分を強制的に
吸収させ、保護膜を設けずにカセッテ内で直接X線フィ
ルムを密着させて3日間放置する。その後X線フィルム
を取り除き、水分を吸わせた部分と水分を吸わせない部
分とのスクリーン輝度を測定し、水分を吸わせない部分
の輝度に対する水分を吸わせた部分のスクリーン輝度を
測定してその相対値を耐水性(%)とした。ここでスク
リーン輝度は実施例1の蛍光体を輝度基準として用いた
相対発光輝度(%)として求めた。
【0024】
【作用】本発明の蛍光体の製造方法は主として塩基性
の懸濁液中で蛍光体表面を酸化して一旦水酸化物を形成
し、次に高温で加熱することにより水酸化物を脱水し
て蛍光体表面に酸化物層を形成している。このようにし
て蛍光体粒子表面の硫黄を酸化物に置き換えている。そ
の点で蛍光体粒子表面の硫黄に基づく硫化水素の発生を
防ぐことが可能となる。その結果本発明の蛍光体を使用
した増感紙は、硫化水素を発生しないため、X線フィル
ムの乳剤中のハロゲン化銀と反応して黒色の硫化銀を発
生する問題がないか又は減少する。
【0025】
【実施例】
[実施例1]テルビウム付活ガドリニウムオキシサルフ
ァイド蛍光体粉末175gに純水を加え全体で600m
lの蛍光体懸濁スラリーを作製する。これにアンモニア
水を加えてpHを8に調整し、35%過酸化水素水を
0.050ml加え、スラリーを1時間撹拌する。この
場合の蛍光体に対する酸化剤の添加割合は0.01重量
%である。スラリーを分離脱水して、蛍光体ケーキを3
00℃で15時間加熱し、篩を通し、本発明の蛍光体を
得た。
【0026】[実施例2〜4]テルビウム付活ガドリニ
ウムオキシサルファイド蛍光体粉末200gに純水を加
え全体で600mlの蛍光体懸濁スラリーを作製する。
これにアンモニア水を加えてpHを8に調整し、35%
過酸化水素水を加えることで蛍光体に対する過酸化水素
の濃度をそれぞれ0.1、1.0、10重量%となるよ
うに仕込み、その他は実施例1と同様にして本発明の実
施例2〜4の蛍光体を得た。
【0027】このようにして得られた実施例1〜4の蛍
光体40gと5%ニトロセルロース酢酸ブチル溶液10
gとを十分に混合して蛍光体塗布液を調製した。得られ
た蛍光体塗布液をドクターブレードを用い台紙の上に厚
さ200μmで塗布し増感紙を作製した。実施例1〜4
の蛍光体について耐水性、スクリーン輝度を測定し結果
を表1に示す。
【0028】
【表1】
【0029】ここで、比較例1は本発明で行う酸化剤処
理〜分離〜加熱の工程を一切行わない従来の蛍光体を上
述したと全く同じ方法で台紙に塗布して増感紙を作製し
たものである。
【0030】表1より明らかなように、本発明の方法に
従うと比較例1に比べ耐水性が向上し、スクリーン輝度
も改善される。
【0031】実施例として、ガドリニウムオキシサルフ
ァイドの場合についてのみ示したが、本発明に使用する
蛍光体母体はイットリウム、ランタン、及びガドリニウ
ムからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素の酸硫
化物であれば同様な効果を示す。また、付活剤について
はテルビウムについてのみ示したが、他の付活剤を使用
した場合も耐水性については同様な効果がある。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の酸硫化物
蛍光体の製造方法に従うと、蛍光体の粒子表面の硫黄分
が酸化物に置き換わるため、増感紙を湿度の高い状態で
保存しても水分と蛍光体表面の硫黄分との反応で硫化水
素ガスを発生することはなく、X線フィルムの乳剤層の
ハロゲン化銀と反応して黒色の硫化銀を生成する問題を
防ぐことができる。即ち、耐水性を大幅に改善すること
ができる。また、スクリーン輝度を数%改善することが
できる。
【0033】また、有機珪素による蛍光体粒子表面の均
質な被覆でも耐水性は改善できるが、溶媒、有機珪素等
高価な原料を使用しなければならなかった。これに対
し、本発明の方法では、使用する原料が安価であるた
め、経済的に耐水性を改善することができ、大量生産に
適した方法である。
【図面の簡単な説明】
【図1】X線増感紙の構造を示す模式断面図
【図2】酸化剤の添加量と耐水性及びスクリーン輝度の
関係を示す特性図
【図3】加熱温度と耐水性の関係を示す特性図
【符号の説明】
1・・・・・・・・・台紙 2・・・・・・・・・反射層 3・・・・・・・・・蛍光体層 4・・・・・・・・・保護層 5・・・・・・・・・乳剤層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−39985(JP,A) 特開 平6−201834(JP,A) 特開 平4−59888(JP,A) 特開 平4−236294(JP,A) 特開 平7−316551(JP,A) 特開 昭55−94986(JP,A) 特開 平5−320637(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09K 11/01 - 11/89 G21K 4/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 イットリウム、ランタン、及びガドリニ
    ウムからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素の酸
    硫化物を母体とし、テルビウムを付活剤とする希土類酸
    硫化物蛍光体の製造方法において、粉砕処理を施された
    蛍光体粉体を、水中で酸化剤と接触させることで蛍光体
    粒子表面に一旦水酸化物層を形成し、その後、200〜
    500℃の範囲の温度で加熱することを特徴とする希土
    類酸硫化物蛍光体の製造方法。
  2. 【請求項2】 該蛍光体の母体はガドリニウムオキシサ
    ルファイドであることを特徴とする請求項1に記載のX
    線増感紙用希土類酸硫化物系蛍光体の製造方法。
  3. 【請求項3】 該酸化剤は過酸化水素であり、その量は
    蛍光体100重量部に対し0.01〜10重量部である
    ことを特徴とする請求項1に記載のX線増感紙用希土類
    酸硫化物系蛍光体の製造方法。
  4. 【請求項4】 該加熱温度は300〜400℃の範囲で
    あることを特徴とする請求項1に記載のX線増感紙用希
    土類酸硫化物系蛍光体の製造方法。
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