JPWO2006082715A1 - 希土類賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物輝尽性蛍光体の前駆体の製造方法、希土類賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物輝尽性蛍光体及び放射線画像変換パネル - Google Patents
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Abstract
Description
Ba1−xM2xFBryI1−y:aM1、bLn、cO
〔式中、M1はLi、Na、K、Rb及びCsから選ばれる少なくとも一種のアルカリ金属原子であり、M2はBe、Mg、Sr及びCaから選ばれる少なくとも一種のアルカリ土類金属原子であり、LnはCe、Pr、Sm、Eu、Gd、Tb、Tm、Dy、Ho、Nd、Er及びYbから選ばれる少なくとも一種の希土類元素である。
2.前記希土類賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物輝尽性蛍光体の前駆体の反応溶媒除去後の質量が、前記希土類賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物輝尽性蛍光体の前駆体の反応溶媒除去前の質量に対し、0.05〜0.97であることを特徴とする前記1に記載の希土類賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物輝尽性蛍光体の前駆体の製造方法。
3.反応溶媒を除去するため、反応液を加熱すると共に、他の溶媒を除去する手段を併用することを特徴とする前記1または2に記載の希土類賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物輝尽性蛍光体の前駆体の製造方法。
4.前記1乃至3のいずれか1項に記載の希土類賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物輝尽性蛍光体の前駆体の製造方法によって得られた希土類賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物輝尽性蛍光体の前駆体を、400℃〜1300℃、0.5時間〜12時間で加熱して得られることを特徴とする希土類賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物輝尽性蛍光体。
5.輝尽性蛍光体を含有する輝尽性蛍光体層を有する放射線像変換パネルにおいて、該輝尽性蛍光体層が、前記4に記載の希土類賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物輝尽性蛍光体を含むことを特徴とする放射線画像変換パネル。
本発明に係る液相合成法による輝尽性蛍光体の前駆体の製造方法は、下記の各工程より構成されることが好ましい。
2)これに濃度3mol/L以上、好ましくは6mol/L以上の無機弗化物(弗化アンモニウムもしくはアルカリ金属の弗化物)の溶液を添加して希土類賦活アルカリ土類金属弗化ヨウ化物系輝尽性蛍光体の前駆体結晶の沈澱物を得る工程;
3)上記の無機弗化物を添加しつつ、反応液から溶媒を除去する工程
4)上記の前駆体結晶沈澱物を反応液から分離する工程;
5)分離した前駆体結晶沈澱物を焼結を避けながら焼成する工程である。
最初に、水系媒体を用いて弗素化合物以外の原料化合物を溶解させる。すなわち、BaI2とLnのハロゲン化物、そして必要により更にM2のハロゲン化物、そして更にM1のハロゲン化物を水系媒体中に添加し、充分に混合、溶解させて、それらが溶解した水溶液を調製する。ただし、BaI2濃度が3.0mol/L以上、好ましくは3.3mol/L以上となるように、BaI2濃度と水系溶媒との量比を調整しておく。このときバリウム濃度が低いと、所望の組成の前駆体が得られないか、得られても粒子が肥大化する。よって、バリウム濃度は適切に選択する必要があり、本発明者らの検討の結果、3.0mol/L以上で所望の前駆体粒子を形成することができることが分かった。このとき、少量の酸、アンモニア、アルコール、水溶性高分子ポリマー、水不溶性金属酸化物微粒子粉体などを添加してもよい。また、BaI2の溶解度が著しく低下しない範囲で、低級アルコール(メタノール、エタノール)を適当量添加しておくのも好ましい態様である
次に、撹拌されている水溶液に、無機弗化物(例えば、弗化アンモニウム、アルカリ金属の弗化物など)の水溶液を、ポンプ付のパイプなどを用いて注入する。
本発明では生産性の面から、以下の溶媒除去方法を選択することが好ましい。
反応容器を密閉型とし、少なくとも2箇所の気体が通過できる孔を設け、そこから乾燥気体を通気する。気体の種類は任意に選ぶことができるが、安全性の面から、空気、窒素が好ましい。通気する気体の飽和水蒸気量に依存して溶媒が気体に同伴され、除去される。反応容器の空隙部分に通気する方法の他、液相中に気体を気泡として噴出させ、気泡中に溶媒を吸収させる方法もまた有効である。
よく知られる様に、減圧にすることにより、溶媒の蒸気圧は低下する。蒸気圧降下により、効率的に溶媒を除去することができる。減圧度としては溶媒の種類により適宜選択することができるが、溶媒が水である場合には8.65×104Pa以下が好ましい。
蒸発面積を拡大することにより溶媒の除去を効率的に行うことができる。本発明の様に、一定容積の反応容器を用いて、加熱、攪拌し、反応を行う場合、加熱方法としては、加熱手段を液体中に浸漬するか、容器の外側に加熱手段を装着する方法が一般的である。該方法によると、伝熱面積は液体と加熱手段が接触する部分に限定され、溶媒除去に伴い、伝熱面積が減少し、その結果、溶媒除去に要する時間が長くなる。これを防ぐため、ポンプ、あるいは攪拌機を用いて反応容器の壁面に対象とする液体を散布し、伝熱面積を増大させる方法が有効である。このように反応容器壁面に液体を散布し、液膜を形成する方法は「濡れ壁」として知られている。濡れ壁の形成方法としては、ポンプを用いる方法のほか、特開平6−335627号、同11−235522号に記載の攪拌機を用いる方法が挙げられる。
本発明の前駆体の製造方法において、添加時間と濃縮時間の比を0.95以上に大きくすると、濃縮終点付近まで添加が行われていることから、粒径分布悪化を招き、蛍光体特性を低下させる。また、添加時間と濃縮時間の比を0.25以下に小さくすると添加が高Ba濃度領域での反応となるために、粒子形状が平板化してしまい、焼成時に焼結が生じ蛍光体特性を低下させる。
一般に、結着剤は、輝尽性蛍光体1質量部に対して0.01乃至1質量部の範囲で使用される。しかしながら得られる放射線画像変換パネルの感度と鮮鋭性の点では結着剤は少ない方が好ましく、塗布の容易さとの兼合いから0.03乃至0.2質量部の範囲がより好ましい。
また、輝尽性蛍光体層用の調製に用いる溶剤の例としては、例えば、メタノール、エノタール、1−プロパノール、2−プロパノール、n−ブタノールなどの低級アルコール類;メチレンクロライド、エチレンクロライドなどの塩素原子含有炭化水素;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどの低級脂肪酸と低級アルコールとのエステル類;ジオキサン、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテル類;トルエン;そして、それらの混合物を挙げることができる。
ユーロピウム賦活弗化ヨウ化バリウムの輝尽性蛍光体の前駆体を合成するために、2つの孔をもつ耐圧容器にBaI2水溶液(3.35mol/L)2500mlとEuI3水溶液(0.2mol/L)26.5mlを反応器に入れた。
ユーロピウム賦活弗化ヨウ化バリウムの輝尽性蛍光体の前駆体を合成するために、2つの孔をもつ耐圧容器にBaI2水溶液(3.35mol/L)2500mlとEuI3水溶液(0.2mol/L)26.5mlを反応器に入れた。
実施例1において、窒素ガスと水素ガス(95:5)の混合ガスに代えて、窒素ガス:水素ガス:酸素ガスの体積比率が93:5:2の混合ガスを用いた以外は同様にして、これを実施例3とした。
ユーロピウム賦活弗化ヨウ化バリウムの輝尽性蛍光体の前駆体を合成するために、2つの孔をもつ耐圧容器にBaI2水溶液(3.35mol/L)2500mlとEuI3水溶液(0.2mol/L)26.5mlを反応器に入れた。更に、水溶液中にヨウ化カリウム992gを添加した。この反応器中の反応母液を撹拌しながら92℃で保温した。乾燥空気を10L/minの割合で通気しながら弗化アンモニウム水溶液(10mol/L)600mlを反応母液中にローラーポンプを用いて注入し、沈澱物を生成させた。添加時間196分、濃縮時間200分(添加/濃縮=0.98)となった。反応終了後通気前後の溶液の質量比は0.92であった。そのままの温度で90分間攪拌した。90分攪拌した後ろ過しエタノール2000mlで洗浄した。
ユーロピウム賦活弗化ヨウ化バリウムの輝尽性蛍光体の前駆体を合成するために、2つの孔をもつ耐圧容器にBaI2水溶液(3.35mol/L)2500mlとEuI3水溶液(0.2mol/L)26.5mlを反応器に入れた。更に、水溶液中にヨウ化カリウム992gを添加した。この反応器中の反応母液を撹拌しながら92℃で保温した。乾燥空気を15L/minの割合で通気しながら弗化アンモニウム水溶液(10mol/L)600mlを反応母液中にローラーポンプを用いて注入し、沈澱物を生成させた。添加時間33分、濃縮時間165分(添加/濃縮=0.20)となった。反応終了後通気前後の溶液の質量比は0.70であった。そのままの温度で90分間攪拌した。90分攪拌した後ろ過しエタノール2000mlで洗浄した。それ以降の工程は実施例1と同様にして、ユーロピウム賦活弗化ヨウ化バリウム輝尽性蛍光体を得た。
ユーロピウム賦活弗化ヨウ化バリウムの輝尽性蛍光体の前駆体を合成するために、2つの孔をもつ耐圧容器にBaI2水溶液(3.35mol/L)2500mlとEuI3水溶液(0.2mol/L)26.5mlを反応器に入れた。更に、水溶液中にヨウ化カリウム992gを添加した。この反応器中の反応母液を撹拌しながら92℃で保温した。乾燥空気を15L/minの割合で通気しながら弗化アンモニウム水溶液(10mol/L)600mlを反応母液中にローラーポンプを用いて注入し、沈澱物を生成させた。添加時間167分、濃縮時間170分(添加/濃縮=0.98)で行った。反応終了後通気前後の溶液の質量比は0.98であった。そのままの温度で90分間攪拌した。90分攪拌した後ろ過しエタノール2000mlで洗浄した。それ以降の工程は実施例1と同様にして、ユーロピウム賦活弗化ヨウ化バリウム輝尽性蛍光体を得た。
ユーロピウム賦活弗化ヨウ化バリウムの輝尽性蛍光体の前駆体を合成するために、2つの孔をもつ耐圧容器にBaI2水溶液(3.35mol/L)2500mlとEuI3水溶液(0.2mol/L)26.5mlを反応器に入れた。更に、水溶液中にヨウ化カリウム992gを添加した。この反応器中の反応母液を撹拌しながら95℃で保温した。乾燥空気を15L/minの割合で通気しながら弗化アンモニウム水溶液(10mol/L)600mlを反応母液中にローラーポンプを用いて注入し、沈澱物を生成させた。添加時間162分、濃縮時間170分(添加/濃縮=0.98)となった。反応終了後通気前後の溶液の質量比は0.92であった。そのままの温度で90分間攪拌した。90分攪拌した後ろ過しエタノール2000mlで洗浄した。
(蛍光体層塗布液1〜7の調製)
上記実施例1、2、3、比較例1〜4で調製したユーロピウム賦活弗化ヨウ化バリウム輝尽性蛍光体をそれぞれ500gと、樹脂量/(蛍光体量+樹脂量)=15体積%(固形比)となる量の、Tgが30℃のポリウレタン樹脂(ニッポラン2304:日本ポリウレタン工業社製,MDI系,固形分35%)とを、シクロヘキサノン:メチルエチルケトン:トルエンの=6:2:2混合溶媒に添加し、プロペラミキサーによって分散し蛍光体層塗布液1〜7を調製した。
(下引層塗布液の調製)
Tgが30℃のポリエステル樹脂(バイロン53SS:東洋紡績社製)100部と架橋剤として多官能イソシアネート化合物であるコロネートHX(日本ポリウレタン工業社製)3質量部とを混合し、この混合物をメチルエチルケトン:トルエンの1:1混合溶媒に添加し、プロペラミキサーによって分散して、粘度500mPa・sの下引層塗布液を調製した。
〈下引層の塗布〉
厚さ250μmのカーボン錬込みをした黒色PET支持体上に、上記調製した下引層塗布液を乾燥膜厚が30μmとなるようナイフコーターを用いて塗布した後、乾燥して下引層塗設済み支持体を作製した。
下引層付き支持体上に、前記蛍光体層塗布液1〜6を乾燥膜厚が180μmになるよう塗布・乾燥して、蛍光体シート1〜7を作製した。
上記各蛍光体シートの蛍光体層塗設面側の保護フィルムとして、下記構成(A)のものを使用した。
VMPET12//VMPET12//PET12//シーラントフィルム
ここでPET:ポリエチレンテレフタレート、シーラントフィルム:熱融着性フィルムでCPP(キャステングポリプロピレン)又はLLDPE(低密度線状ポリエチレン)、VMPET:アルミナ蒸着PET(市販品:東洋メタライジング社製)を示し、各樹脂フィルムの後に記載の数字はフィルムの膜厚(μm)を示す。又、「//」はドライラミネーション接着層で、接着剤層の厚みが2.5μmであることを意味する。使用したドライラミネーション用の接着剤は、2液反応型のウレタン系接着剤を用いた。この時、使用した接着剤溶液に予めメチルエチルケトンに分散溶解させた有機系青色着色剤(ザボンファーストブルー3G:ヘキスト社製)を添加しておくことで、接着剤層の全てを励起光吸収層とした。又、この時の添加量を調節することで励起光吸収層の光透過率を調節した。
作製した各蛍光体シート1〜7を、各々1辺が45cmの正方形に断裁した後、上記の防湿性保護フィルムを用い、減圧下で周縁部をインパルスシーラにて融着、封止して、放射線画像変換パネル1〜7を作製した。尚、融着部から蛍光体シート周縁部までの距離は1mmとなるように融着した。融着に使用したインパルスシーラーのヒーターは8mm幅のものを使用した。
蛍光体粒子(結晶)を、電子顕微鏡写真より無作為に粒子200個を選び、球換算の体積粒子径で平均粒径と粒径分布(標準偏差)を求めた。
各放射線画像変換パネルについて、以下の評価を行った。
放射線画像変換パネルに管電圧80kVpのX線を照射した後、パネルをHe−Neレーザー光(633nm)で操作して励起し、蛍光体層から放射される輝尽発光を受光器(分光感度S−5の光電子像倍管)で受光して強度を測定した。表1において、感度は、比較例1(放射線画像変換パネル4)の感度を100としたときの相対値で示した。
放射線画像変換パネルに、鉛製のMTFチャートを通して管電圧80kVpのX線を照射した後、パネルをHe−Neレーザー光で操作して励起し、蛍光体層から放射される輝尽発光を感度測定と同じ受光器で受光して電気信号に変換し、これをアナログ/デジタル変換して磁気テープに記録し、磁気テープをコンピューターで分析して、磁気テープに記録されているX線画像の変調伝達関数(MTF)を調べた。表1には、空間周波数2サイクル/mmにおけるMTF値(%)を示した。
Claims (5)
- 下記一般式(1)で示される希土類賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物系輝尽性蛍光体の前駆体の製造方法において、ハロゲン化バリウムを溶解させた反応母液中に、無機弗化物水溶液を添加して希土類賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物系輝尽性蛍光体の前駆体結晶の沈澱物を得る工程Aと、反応母液から反応溶媒を除去する工程Bとを有し、該工程Aの時間をaとし、該工程Bの時間をbとしたとき、工程Aと工程Bを平行して行い、0.25<a/b<0.95の条件で製造することを特徴とする希土類賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物輝尽性蛍光体の前駆体の製造方法。
一般式(1)
Ba1−xM2xFBryI1−y:aM1、bLn、cO
〔式中、M1はLi、Na、K、Rb及びCsから選ばれる少なくとも一種のアルカリ金属原子であり、M2はBe、Mg、Sr及びCaから選ばれる少なくとも一種のアルカリ土類金属原子であり、LnはCe、Pr、Sm、Eu、Gd、Tb、Tm、Dy、Ho、Nd、Er及びYbから選ばれる少なくとも一種の希土類元素である。
x、y、a、b及びcは、それぞれ0≦x≦0.3、0≦y≦0.3、0≦a≦0.05、0<b≦0.2、0≦c≦0.1である。〕 - 前記希土類賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物輝尽性蛍光体の前駆体の反応溶媒除去後の質量が、前記希土類賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物輝尽性蛍光体の前駆体の反応溶媒除去前の質量に対し、0.05〜0.97であることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の希土類賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物輝尽性蛍光体の前駆体の製造方法。
- 反応溶媒を除去するため、反応液を加熱すると共に、他の溶媒を除去する手段を併用することを特徴とする請求の範囲第1項または第2項に記載の希土類賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物輝尽性蛍光体の前駆体の製造方法。
- 請求の範囲第1項乃至第3項のいずれか1項に記載の希土類賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物輝尽性蛍光体の前駆体の製造方法によって得られた希土類賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物輝尽性蛍光体の前駆体を、400℃〜1300℃、0.5時間〜12時間で加熱して得られることを特徴とする希土類賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物輝尽性蛍光体。
- 輝尽性蛍光体を含有する輝尽性蛍光体層を有する放射線像変換パネルにおいて、該輝尽性蛍光体層が、請求の範囲第4項に記載の希土類賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物輝尽性蛍光体を含むことを特徴とする放射線画像変換パネル。
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