JP2002348144A

JP2002348144A - 封着用組成物とビヒクルとからなる封着用ペースト

Info

Publication number: JP2002348144A
Application number: JP2001160380A
Authority: JP
Inventors: Masaki Mizukami; 雅樹水上
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2001-05-29
Filing date: 2001-05-29
Publication date: 2002-12-04

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】自動塗布装置による被封着ガラス部材に対す
る塗布量の制御が容易で且つ正確である封着用組成物と
ビヒクルとからなる封着用ペーストを提供すること。【解決手段】封着用組成物とビヒクルとを、質量混合
比で封着用組成物／ビヒクル＝１０／１〜１４／１の割
合で混合した封着用ペーストにおいて、上記封着用組成
物が、低膨張耐火物フィラーなどの添加物を含む低融点
ガラス粉とアルミナフィラーからなり、上記アルミナフ
ィラーは粗粒アルミナフィラー（ａ）と微粒アルミナフ
ィラー（ｂ）との質量混合比が、０．１＜ｂ／［ａ＋
ｂ］＜１の範囲内にある封着用ペースト。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーテレビ用陰
極線管、プラズマディスプレー装置（ＰＤＰ）、表示管
用板ガラスなどのガラス部材の封着に使用される封着用
ペースト、特に自動塗布機によりガラス部材に塗布する
のに適した封着用ペーストに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、封着用組成物として、低膨張耐火
物フィラーなどの添加物を含む低融点ガラス粉と、粗粒
アルミナフィラーとからなる組成物が知られている。該
組成物における上記低融点ガラス粉の粒径はｄ₅₀粒径
（累積５０％径）で５〜３０μｍの範囲内にあり、該低
融点ガラス粉の封着用組成物における量が質量百分率は
８５〜９７％である。また、上記組成物における粗粒ア
ルミナフィラーのｄ₅₀粒径（累積５０％径）は８〜２０
μｍの範囲内にあり、上記組成物における粗粒アルミナ
フィラーの量が質量百分率は３〜１５％であり、このよ
うな封着用組成物とビヒクルとからなる封着用ペースト
が知られている。

【０００３】上記公知の構成のペーストを、カラーテレ
ビ用陰極線管、ＰＤＰ、表示管用板ガラスなどの前記各
種の被封着ガラス部材に自動塗布機により塗布する際
に、ペーストの塗布量の制御が困難であった。そのため
に、塗布ペースト量が適正値より不足、もしくは過多に
なることが度々あった。その結果、例えば、封着用組成
物によりパネルガラスとファンネルが封着されたカラー
テレビ用陰極線管の封着部が形状不良となって、封着後
の排気工程で受ける熱応力で多数の割れを発生させてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、自動塗布装置による被封着ガラス部材に対する塗布
量の制御が容易で且つ正確である封着用組成物とビヒク
ルとからなる封着用ペーストを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、封着用組成物
とビヒクルとを、質量混合比で封着用組成物／ビヒクル
＝１０／１〜１４／１の割合で混合した封着用ペースト
において、上記の封着用組成物が、低膨張耐火物フィラ
ーなどの添加物を含む低融点ガラス粉とアルミナフィラ
ーとからなり、上記低融点ガラス粉の粒径が、ｄ₅₀粒径
（累積５０％径）で５〜３０μｍの範囲内にあり、該低
融点ガラス粉の封着用組成物における量が質量百分率で
８５〜９７％であり、上記アルミナフィラーが、ｄ₅₀粒
径（累積５０％径）で８〜２０μｍの範囲内にある粗粒
アルミナフィラー（ａ）と、ｄ₅₀粒径（累積５０％径）
で１〜５μｍの範囲内にある微粒アルミナフィラー
（ｂ）との混合物であり、フィラー（ａ）とフィラー
（ｂ）との質量混合比が、０．１＜ｂ／［ａ＋ｂ］＜１
の範囲内にあり、全アルミナフィラー［ａ＋ｂ］の封着
用組成物における量が質量百分率で３〜１５％であり、
かつ上記ビヒクルの構成が、溶質としてニトロセルロー
ス（硝化綿）０．５〜２質量％と溶媒である酢酸イソア
ミルまたは酢酸ブチル９８〜９９．５質量％からなるこ
とを特徴とする封着用ペーストを提供する。

【０００６】また、本発明は、ズリ速度１．７（ｓｅｃ
^-1）における粘度が１８０００〜３６０００ｍＰａ・ｓ
ｅｃの範囲内であり、かつズリ速度１７（ｓｅｃ^-1）に
おける粘度が１００００〜２７０００ｍＰａ・ｓｅｃの
範囲内にある上記の封着用ペーストを提供する。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に好ましい実施の形態を挙げて
本発明をさらに詳しく説明する。本発明の封着用ペース
トは、下記に説明する封着用組成物と後に説明するビヒ
クルとを、質量混合比で封着用組成物／ビヒクル＝１０
／１〜１４／１の割合で混合してなるものである。上記
においてビヒクルの量が少なすぎると、ペーストの粘度
が高くなりすぎるので好ましくない。一方、ビヒクルの
量が多すぎるとペーストの粘度が低くなりすぎるので好
ましくない。

【０００８】本発明において使用する封着用組成物は、
従来技術におけると同様に、低膨張耐火物フィラーなど
の添加物を含む低融点ガラス粉である。上記低膨張耐火
物フィラーとしては、例えば、ジルコン、コーディエラ
イト、ムライトの如き材料が挙げられる。上記低膨張耐
火物フィラーは、室温から３００℃における平均線膨張
係数として９０×１０^-7／℃以下であるものが好まし
い。なお、ここでいう低膨張性耐火物フィラーとしては
アルミナフィラーは除かれるものである。

【０００９】このような低膨張耐火物フィラーは、低融
点ガラス粉１００質量部当たり約０．０５〜１質量部の
範囲で添加されるのが普通である。その他の添加剤とし
ては、例えば、シリカ、チタン酸鉛、β−スポジューメ
ン、β−石英固溶体の如き材料が挙げられ、必要に応じ
てガラス粉に添加される。

【００１０】本発明において、低融点ガラス粉の主要成
分であるガラス質の組成としては、従来より公知の各種
低融点ガラス質の組成が使用できる。例えば、ＰｂＯ−
ＺｎＯ−Ｂ₂Ｏ₃系ガラスが代表的なものとして挙げら
れ、このガラスは下記の如き組成を有している。

【００１１】低融点ガラス質組成：（質量百分率表示）ＰｂＯ７１〜８４％ＺｎＯ９〜１６％Ｂ₂Ｏ₃ ７〜１０％ＳｉＯ₂ １〜３％ＢａＯ０〜３％ＣａＯ０〜３％ＳｒＯ０〜３％Ｌｉ₂Ｏ０〜３％Ｎａ₂Ｏ０〜３％Ｋ₂Ｏ０〜３％Ａｌ₂Ｏ₃ ０〜５％Ｂｉ₂Ｏ₃ ０〜１０％なお、本発明の封着用ペーストの特性に対して低融点ガ
ラスの組成が与える影響は極めて低いと考えられるの
で、上記組成のガラスに限定されず、粒度分布の範囲内
に入るものであれば、所望のペースト特性が得られる。

【００１２】本発明で使用する低融点ガラス粉は、上記
の如きガラス成分となるように各種ガラス原料を調整
し、常法に従って、溶融、冷却および粉砕して形成され
る。本発明では上記ガラス粉の粒径が重要であって、低
融点ガラス粉の粒径は、ｄ₅₀粒径（累積５０％径）で５
〜３０μｍの範囲内であることが必要である。本発明に
おいて「ｄ₅₀粒径（累積５０％径）」とは、粒度分布に
おける粒子径頻度の粒子径小側から累積が５０％となる
粒子径である。上記ガラス粉の粒径が５μｍ未満である
とペースト粘度が低くなりすぎるので好ましくない。一
方、粒径が３０μｍを超えるとペースト粘度が高くなり
すぎるので好ましくない。

【００１３】本発明における封着用組成物は、主に上記
前記低膨張性耐火物フィラーを含むガラス粉とアルミナ
フィラーとから構成される。ここで使用するアルミナフ
ィラーは、その粒径が、ｄ₅₀粒径（累積５０％径）で８
〜２０μｍの範囲内にある粗粒アルミナフィラー（ａ）
と、ｄ₅₀粒径（累積５０％径）で１〜５μｍの範囲内に
ある微粒アルミナフィラー（ｂ）との混合物であり、フ
ィラー（ａ）とフィラー（ｂ）との質量混合比が０．１
＜ｂ／［ａ＋ｂ］＜１の範囲内にあることが必要であ
る。上記ｂ／［ａ＋ｂ］が０．１未満であると、ペース
ト粘度が高くなりすぎるので好ましくない。一方、ｂ／
［ａ＋ｂ］が１を超えるとペーストの塗布物の焼成後の
強度が低下するので好ましくない。

【００１４】本発明で使用する封着用組成物中における
前記低融点ガラス粉の量が質量百分率で８５〜９７％で
あり、アルミナフィラー（ａ）とアルミナフィラー
（ｂ）との合計である全アルミナフィラーの量［ａ＋
ｂ］が質量百分率で３〜１５％である。全アルミナフィ
ラーの比率が３％未満であると、ペーストの塗布物の焼
成後の強度が低下するので好ましくない。一方、比率が
１５％を超えるとペースト粘度が高くなりすぎるので好
ましくない。

【００１５】本発明で使用する前記ビヒクルは、その構
成が、溶質としてニトロセルロース（硝化綿）０．５〜
２質量％と溶媒である酢酸イソアミルまたは酢酸ブチル
９８〜９９．５質量％からなることが好ましい。ニトロ
セルロースが０．５質量％未満であるとペースト粘度が
経時変化を生じやすいので好ましくない。一方、比率が
２質量％を超えると、ペースト塗布物の焼成中にニトロ
セルロースが焼成物に対して悪影響を及ぼすので好まし
くない。

【００１６】本発明の封着用ペーストは、前記封着用組
成物と上記ビヒクルとを混練することによって得られ
る。混練方法自体は従来公知の混練方法でよく、上記両
成分が均一に混合されてペースト状になるものであれ
ば、特に限定されない。

【００１７】次に封着用ペーストの粘度と該ペーストを
被封着ガラス部材に塗布する自動塗布機との関係につい
て説明する。封着用ペーストを被封着ガラス部材に塗布
する自動塗布機は、封着用ペーストを保管する容器と、
これを細管状ノズルより吐出させる機構を有している。
塗布機に投入するペーストの粘度特性は、ペーストに回
転ズリ応力を印加した時の粘度を測定することで評価で
きる。

【００１８】一般的にはペーストをスクリュー状の羽根
で一定角速度で回転させてペーストの低速／高速回転で
の粘度比が測定される。図１に示す如く、通常、低速度
よりも高速度でズリ応力を印加するとペーストの粘度が
下がる傾向にある。

【００１９】自動塗布機での塗布に適した封着用ペース
トの粘度の特徴として、ズリ速度１．７（ｓｅｃ^-1）に
おける粘度が１８０００〜３６０００ｍＰａ・ｓｅｃの
範囲内（目標範囲Ａ）であり、かつズリ速度１７（ｓｅ
ｃ^-1）における粘度が１００００〜２７０００ｍＰａ・
ｓｅｃの範囲内（目標範囲Ｂ）にあることが要求され
る。ズリ速度１．７（ｓｅｃ^-1）における粘度は主に低
い圧力での塗布の際に必要とされる粘度であり、一方、
ズリ速度１７（ｓｅｃ^-1）における粘度は主に高い圧力
での塗布で必要とされる粘度である。

【００２０】一般的に使用される塗布機のノズル径であ
る３．５ｍｍφの場合では、前者が０．１〜０．２ｋｇ
／ｃｍ²程度、そして後者が０．４〜２ｋｇ／ｃｍ²程度
の圧力に相当する。それぞれのズリ速度において、封着
用ペーストの粘度が目標範囲の下限を下回る場合におい
ては、自動塗布機のノズル先端からペーストが垂れてし
まい加圧制御が不能となるため、塗布用ペーストとして
使用することができない。

【００２１】一方、封着用ペーストの粘度が目標範囲を
上回る場合、ペースト粘度が高すぎるために自動塗布機
のノズル先端で詰まりを生じてしまい、必要なペースト
量を確保することが不可能である。なお、封着用ペース
トを被封着ガラス部材に塗布する自動塗布機としては、
一般的に使用されているものが挙げられ、例えば、タン
ク圧送シャッターバルブ方式、タンク圧送バルブ制御方
式、ニードルバルブ方式などのディスペンサーに稼働装
置がついたタイプのものが使用される。

【００２２】従来技術におけるペースト仕様では、ズリ
速度１．７（ｓｅｃ^-1）における粘度を１８０００〜３
６０００ｍＰａ・ｓｅｃの目標範囲内（図中目標範囲
Ａ）に入れるべく、ビヒクル中のニトロセルロースの量
や封着用組成物／ビヒクルの混合比を調整しても、ズリ
速度１７（ｓｅｃ^-1）における粘度が２７０００ｍＰａ
・ｓｅｃを上回ってしまい、目標粘度範囲１００００〜
２７０００ｍＰａ・ｓｅｃ（図中目標範囲Ｂ）に入らな
い。

【００２３】一方、ズリ速度１７（ｓｅｃ^-1）における
粘度を１００００〜２７０００ｍＰａ・ｓｅｃの目標範
囲Ｂ内に入れるようにニトロセルロース量や封着用組成
物／ビヒクルの混合比を調整すると、ズリ速度１．７
（ｓｅｃ^-1）における粘度が１８０００ｍＰａ・ｓｅｃ
を下回り、１８０００〜３６０００ｍＰａ・ｓｅｃの目
標範囲Ａ内に入らなくなる。

【００２４】このような問題を解決するために、発明者
らが検討した結果、前記の如く封着用組成物中のアルミ
ナフィラーを粗粒アルミナフィラー（ａ）と微粒アルミ
ナフィラー（ｂ）との混合物とし、これらのアルミナフ
ィラーの混合比を０．１＜ｂ／［ａ＋ｂ］＜１の範囲内
にすることで、封着用組成物を、その構成が溶質として
ニトロセルロース（硝化綿）０．５〜２質量％と溶媒で
ある酢酸イソアミルまたは酢酸ブチル９８〜９９．５質
量％からなるビヒクルと、質量混合比で封着用組成物／
ビヒクル＝１０／１〜１４／１の割合で混合することに
より、ズリ速度１．７（ｓｅｃ^-1）における粘度が１８
０００〜３６０００ｍＰａ・ｓｅｃ（目標範囲Ａ）で、
かつズリ速度１７（ｓｅｃ^-1）における粘度が１０００
０〜２７０００ｍＰａ・ｓｅｃ（目標範囲Ｂ）の封着用
ペーストとすることが可能であることを見出した。

【００２５】以上のように本発明の封着用ペーストは、
ズリ速度１．７（ｓｅｃ^-1）における粘度が１８０００
〜３６０００ｍＰａ・ｓｅｃの範囲内であり、かつズリ
速度１７（ｓｅｃ^-1）における粘度が１００００〜２７
０００ｍＰａ・ｓｅｃの範囲内に調整されている。従っ
て本発明の封着用ペーストを採用することによって、従
来の自動塗布装置による被封着ガラス部材に対する塗布
量の制御を容易且つ正確に行うことができる。

【００２６】

【実施例】次に実施例および比較例を挙げて本発明をさ
らに詳しく説明する。実施例１本発明のペーストを以下の方法で作成した。下記する低
融点ガラス組成となるように常法に従って各種成分の原
料を調合および混合し、１０００〜１２００℃で溶融
し、ガラス化して作製した。次いでこれを水砕またはロ
ーラを通すことによりフレーク状とし、さらにボールミ
ルにて所定時間粉砕した。ガラス組成：（質量百分率組成）ＰｂＯ７５．５％ＺｎＯ１２．０％Ｂ₂Ｏ₃ ９．０％ＳｉＯ₂ ２．０％ＢａＯ１．５％

【００２７】このようにして得られた低融点ガラス粉に
低膨張耐火物フィラーとしてジルコンをガラス粉の０．
１質量％の量で加えてｄ₅₀粒径（累積５０％径）が２０
μｍに入るように粒径を調整した。このガラス粉にｄ₅₀
粒径が１２μｍの粗粒アルミナフィラー（添加量２質量
％）とｄ₅₀粒径が３μｍ微粒アルミナフィラー（添加量
３質量％）を加えることにより、封着用組成物を調製し
た。

【００２８】ビヒクルはポリスチレン換算の重量平均分
子量が６０００００〜７０００００のニトロセルロース
（硝化綿）１．１質量％と溶媒である酢酸イソアミル９
８．９質量％を混合することにより得た。

【００２９】かかる封着用組成物とビヒクルとを質量比
で封着用組成物／ビヒクル＝１２．５／１の割合で混合
攪拌機を用いて３０分間攪拌混合して本発明の封着用ペ
ーストを得た。該ペーストはズリ速度１．７（ｓｅ
ｃ^-1）における粘度が２４０００ｍＰａ・ｓｅｃで、か
つズリ速度１７（ｓｅｃ^-1）における粘度が１７０００
ｍＰａ・ｓｅｃであった。

【００３０】このペーストをノズル径３．５ｍｍφの自
動塗布機でガラス板上に約７ｍｍ幅で塗布を実施したと
ころ、ノズルからのペーストの垂れと詰まりなしに塗布
することができた。

【００３１】実施例２〜４実施例１における粗粒アルミナフィラー（ａ）および微
粒アルミナフィラー（ｂ）の粒径および添加量を変えた
以外は、実施例１と同様にして本発明の封着用ペースト
を得た。いずれの封着用ペーストも実施例１と同様な自
動塗布適性を有していた。

【００３２】比較例１実施例１と同じ添加物を含んだ低融点ガラス粉（ｄ₅₀粒
径（累積５０％径）２０μｍ）に、粗粒アルミナフィラ
ー（ｄ₅₀粒径（累積５０％径）１２μｍ）を５質量％添
加した封着用組成物を用いて、実施例１と同様のビヒク
ルと質量比で封着用組成物／ビヒクル＝１２．５／１の
割合で３０分間攪拌混合して比較例の封着用ペーストを
得た。該ペーストはズリ速度１．７（ｓｅｃ^-1）におけ
る粘度が目標範囲Ａ内（１８０００〜３６０００ｍＰａ
・ｓｅｃ）の３１０００ｍＰａ・ｓｅｃであったが、ズ
リ速度１７（ｓｅｃ^-1）における粘度が目標範囲Ｂ（１
００００〜２７０００ｍＰａ・ｓｅｃ）の上限を越える
５００００ｍＰａ・ｓｅｃとなった。

【００３３】このペーストを実際にノズル径３．５ｍｍ
φの自動塗布機でガラス板上に塗布を試みたところ、塗
布圧０．１〜０．４ｋｇ／ｃｍ²でノズルからのペース
トの垂れはなかったが、塗布圧０．４ｋｇ／ｃｍ²で詰
まりを生じてしまい、ペースト塗布幅の目標値（７ｍ
ｍ）を得ることができなかった。

【００３４】比較例２比較例１と同じ封着用組成物とビヒクルを用いて、ビヒ
クル量を増した混合比（封着用組成物／ビヒクル＝１
１．５／１）の割合で３０分間攪拌混合して比較例の封
着用ペーストを得た。該ペーストはズリ速度１７（ｓｅ
ｃ^-1）における粘度が目標範囲Ｂ内の１７２００ｍＰａ
・ｓｅｃであったが、ズリ速度１．７（ｓｅｃ^-1）にお
ける粘度が目標範囲Ａの下限を下回る１６４００ｍＰａ
・ｓｅｃとなった。

【００３５】同様にこのペーストをノズル径３．５ｍｍ
φの自動塗布機でガラス板上に塗布を試みたところ、塗
布圧０．１〜０．４ｋｇ／ｃｍ²で詰まりを生じなかっ
たが、塗布圧０．１ｋｇ／ｃｍ²でノズルからペースト
の垂れが生じ、正常塗布作業ができなかった。

【００３６】

【発明の効果】本発明は、封着用組成物とビヒクルとか
らなる封着用ペーストを自動塗布機のノズルから被封着
ガラス部材に塗布する際に、より安定に塗布できるとい
う効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】封着用組成物中のアルミナフィラーの含有量
とペースト粘度との関係を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4G062 AA08 BB04 DA03 DB01 DB02 DB03 DC03 DD01 DE03 DE04 DF07 EA01 EA02 EA03 EA10 EB01 EB02 EB03 EC01 EC02 EC03 ED01 EE01 EE02 EE03 EF01 EF02 EF03 EG01 EG02 EG03 FA01 FA10 FB01 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GA02 GA03 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM08 MM25 MM27 NN40 PP02 PP03 PP05 PP06 PP13 PP16 4H017 AA24 AA26 AA39 AC19 AD06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】封着用組成物とビヒクルとを、質量混合比
で封着用組成物／ビヒクル＝１０／１〜１４／１の割合
で混合した封着用ペーストにおいて、上記の封着用組成物が、低膨張耐火物フィラーなどの添
加物を含む低融点ガラス粉とアルミナフィラーとからな
り、上記低融点ガラス粉の粒径が、ｄ₅₀粒径（累積５０％
径）で５〜３０μｍの範囲内にあり、該低融点ガラス粉
の封着用組成物における量が質量百分率で８５〜９７％
であり、上記アルミナフィラーが、ｄ₅₀粒径（累積５０％径）で
８〜２０μｍの範囲内にある粗粒アルミナフィラー
（ａ）と、ｄ₅₀粒径（累積５０％径）で１〜５μｍの範
囲内にある微粒アルミナフィラー（ｂ）との混合物であ
り、フィラー（ａ）とフィラー（ｂ）との質量混合比
が、０．１＜ｂ／［ａ＋ｂ］＜１の範囲内にあり、全ア
ルミナフィラー［ａ＋ｂ］の封着用組成物における量が
質量百分率で３〜１５％であり、かつ上記ビヒクルの構成が、溶質としてニトロセルロー
ス（硝化綿）０．５〜２質量％と溶媒である酢酸イソア
ミルまたは酢酸ブチル９８〜９９．５質量％からなるこ
とを特徴とする封着用ペースト。
【請求項２】ズリ速度１．７（ｓｅｃ^-1）における粘度
が１８０００〜３６０００ｍＰａ・ｓｅｃの範囲内であ
り、かつズリ速度１７（ｓｅｃ^-1）における粘度が１０
０００〜２７０００ｍＰａ・ｓｅｃの範囲内にある請求
項１に記載の封着用ペースト。