JPH0742140B2 - 電子線着色を防止したガラス物品 - Google Patents
電子線着色を防止したガラス物品Info
- Publication number
- JPH0742140B2 JPH0742140B2 JP59198776A JP19877684A JPH0742140B2 JP H0742140 B2 JPH0742140 B2 JP H0742140B2 JP 59198776 A JP59198776 A JP 59198776A JP 19877684 A JP19877684 A JP 19877684A JP H0742140 B2 JPH0742140 B2 JP H0742140B2
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- Japan
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- glass
- oxide
- electron beam
- alkali metal
- potassium
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- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はTVブラウン管フェースプレートなど電子線照射
を受けるガラス物品に関する。
を受けるガラス物品に関する。
TVブラウン管フェースプレートに用いられるガラスには
管内で発生するＸ線吸収の目的で酸化鉛などの重金属を
含有させることが古くから知られている。しかし画像の
カラー化、高輝度化、高解像度化や画面の大形化等の市
場ニーズに伴い電子線加速電圧が高くなるとＸ線吸収能
の向上、Ｘ線によるガラス着色防止や電子線によるガラ
ス着色防止が必要となってきた。
管内で発生するＸ線吸収の目的で酸化鉛などの重金属を
含有させることが古くから知られている。しかし画像の
カラー化、高輝度化、高解像度化や画面の大形化等の市
場ニーズに伴い電子線加速電圧が高くなるとＸ線吸収能
の向上、Ｘ線によるガラス着色防止や電子線によるガラ
ス着色防止が必要となってきた。
前記Ｘ線吸収はガラス中の酸化鉛含有量の増加で、また
Ｘ線によるガラス着色はガラス中に酸化セリウムを１重
量％以下含有させることで解決されることは知られてい
るが、前記酸化鉛を多く含んだガラスは強度の電子線照
射によってブラウニングと称される着色現象により前記
高加速電圧が用いられるブラウン管フェースプレート部
には用いられなくなってきた。酸化鉛を含んだガラスの
電子線着色の原因は、電子線照射面から約10μｍ程度の
深さまで電子線が浸透し、酸化鉛を還元させる為と知ら
れている。
Ｘ線によるガラス着色はガラス中に酸化セリウムを１重
量％以下含有させることで解決されることは知られてい
るが、前記酸化鉛を多く含んだガラスは強度の電子線照
射によってブラウニングと称される着色現象により前記
高加速電圧が用いられるブラウン管フェースプレート部
には用いられなくなってきた。酸化鉛を含んだガラスの
電子線着色の原因は、電子線照射面から約10μｍ程度の
深さまで電子線が浸透し、酸化鉛を還元させる為と知ら
れている。
前記した諸問題を解決する目的で、酸化鉛の代りに酸化
バリウム、酸化ストロンチウムや酸化ジルコニウムをＸ
線吸収成分として含有させたガラスが例えば特公昭59−
27729号で提案されている。前記酸化鉛に代る成分は高
いＸ線吸収能を有するとともに電子線照射に対して安定
であり、着色することがない。また前記先行発明では、
ガラスの溶解性向上の目的で含有させるアルカリ金属酸
化物が電子線照射によって還元を受けガラスが着色する
のを防止する目的で酸化ナトリウムと酸化カリウムの両
者を含有させるとともにその両者の此を一定範囲内とす
ることを提案している。
バリウム、酸化ストロンチウムや酸化ジルコニウムをＸ
線吸収成分として含有させたガラスが例えば特公昭59−
27729号で提案されている。前記酸化鉛に代る成分は高
いＸ線吸収能を有するとともに電子線照射に対して安定
であり、着色することがない。また前記先行発明では、
ガラスの溶解性向上の目的で含有させるアルカリ金属酸
化物が電子線照射によって還元を受けガラスが着色する
のを防止する目的で酸化ナトリウムと酸化カリウムの両
者を含有させるとともにその両者の此を一定範囲内とす
ることを提案している。
前記特公昭59−27729号のガラスは酸化カリウムを多量
に含有するので原料費が大であり、またＸ線吸収成分と
して酸化バリウム、酸化ストロンチウムや酸化ジルコニ
ウムを含み、アルカリ金属酸化物を少量しか含まないガ
ラスは極めて溶解性や成形性の点で劣る。
に含有するので原料費が大であり、またＸ線吸収成分と
して酸化バリウム、酸化ストロンチウムや酸化ジルコニ
ウムを含み、アルカリ金属酸化物を少量しか含まないガ
ラスは極めて溶解性や成形性の点で劣る。
前記問題点を解決すべく本発明のガラス物品は、電子線
照射を受ける個所に用いられる陰極線管用ガラス製フェ
ースプレートであって、前記ガラス母体には少なくとも
１種のアルカリ金属酸化物が合計量として10〜18重量％
含まれ、かつ、かつ前記アルカリ金属酸化物のうち65重
量％以上を酸化ナトリウムが占め、前記ガラス物品をカ
リウムイオンを含む溶融塩中に漬けておこなうガラス中
のナトリウムイオンと溶融塩中のカリウムイオンとのイ
オン交換により、少なくとも前記個所において、ガラス
表面に圧縮応力層が形成され、かつ、ガラス表面から２
μｍ以上の深さでかつガラス表面から５μｍ以下の深さ
の範囲の深さ方向のすべてについて、酸化ナトリウムと
酸化カリウムの含有割合を重量比で、0.32≦Na2O/（Na2
O＋K2O）≦0.76としたことを特徴とする電子線着色を防
止した陰極線管用の化学強化されたガラス製フェースプ
レートである。
照射を受ける個所に用いられる陰極線管用ガラス製フェ
ースプレートであって、前記ガラス母体には少なくとも
１種のアルカリ金属酸化物が合計量として10〜18重量％
含まれ、かつ、かつ前記アルカリ金属酸化物のうち65重
量％以上を酸化ナトリウムが占め、前記ガラス物品をカ
リウムイオンを含む溶融塩中に漬けておこなうガラス中
のナトリウムイオンと溶融塩中のカリウムイオンとのイ
オン交換により、少なくとも前記個所において、ガラス
表面に圧縮応力層が形成され、かつ、ガラス表面から２
μｍ以上の深さでかつガラス表面から５μｍ以下の深さ
の範囲の深さ方向のすべてについて、酸化ナトリウムと
酸化カリウムの含有割合を重量比で、0.32≦Na2O/（Na2
O＋K2O）≦0.76としたことを特徴とする電子線着色を防
止した陰極線管用の化学強化されたガラス製フェースプ
レートである。
ガラス中のナトリウムイオンと溶融塩中のカリウムイオ
ンとのイオン交換により生ずるカリウムが内部よりも多
く含まれるガラス表面近傍の層が、電子線照射による着
色を防止し、かつ、圧縮応力を有する機械的強度が大き
い層となるためには、ガラス中に含まれるアルカリ金属
酸化物の含有率は10〜18重量％で、かつ、前記アルカリ
金属酸化物のうち65重量％以上を酸化ナトリウムとする
ことが必要である。
ンとのイオン交換により生ずるカリウムが内部よりも多
く含まれるガラス表面近傍の層が、電子線照射による着
色を防止し、かつ、圧縮応力を有する機械的強度が大き
い層となるためには、ガラス中に含まれるアルカリ金属
酸化物の含有率は10〜18重量％で、かつ、前記アルカリ
金属酸化物のうち65重量％以上を酸化ナトリウムとする
ことが必要である。
〔作 用〕 本願発明者の研究によると、アルカリ金属酸化物を含有
するガラスに電子線を照射するとガラス最表面にはアル
カリ金属が存在しなくなり、表面から２〜５μｍ（電子
線速度が大の程深くなる）の位置にアルカリ金属リッチ
な層が出現する。この層のアルカリ金属濃度は母体ガラ
スよりも大でありかつこの層が茶褐色に着色されてい
る。この現象はガラス表層部のアルカリ金属酸化物が電
子線に叩かれるとアルカリ金属原子と酸素との結合が絶
ち切られ、前者はガラス内部に押し込められた後者は気
体であるので外部に逸出し、押し込められたアルカリ金
属原子近傍には余剰の酸素がないので金属原子のままで
存在するので着色が生じるものと考えられる。
するガラスに電子線を照射するとガラス最表面にはアル
カリ金属が存在しなくなり、表面から２〜５μｍ（電子
線速度が大の程深くなる）の位置にアルカリ金属リッチ
な層が出現する。この層のアルカリ金属濃度は母体ガラ
スよりも大でありかつこの層が茶褐色に着色されてい
る。この現象はガラス表層部のアルカリ金属酸化物が電
子線に叩かれるとアルカリ金属原子と酸素との結合が絶
ち切られ、前者はガラス内部に押し込められた後者は気
体であるので外部に逸出し、押し込められたアルカリ金
属原子近傍には余剰の酸素がないので金属原子のままで
存在するので着色が生じるものと考えられる。
先に挙げた特公昭59−27729号において酸化ナトリウム
と酸化カリウムを一定比率範囲で共存させて効果を上げ
ているのはアルカリ金属酸化物を含むガラスのイオン伝
導性に与えるアルカリ金属混合効果を同一と考えられ
る。すなわち、ガラスの電気伝導度はアルカリ金属酸化
物の含有量が多い程大きくなるが、例えばアルカリ金属
としてナトリウム単独の場合に較べナトリウムとカリウ
ムとを混合した場合の方が電気伝導度が小さいという現
象がある。
と酸化カリウムを一定比率範囲で共存させて効果を上げ
ているのはアルカリ金属酸化物を含むガラスのイオン伝
導性に与えるアルカリ金属混合効果を同一と考えられ
る。すなわち、ガラスの電気伝導度はアルカリ金属酸化
物の含有量が多い程大きくなるが、例えばアルカリ金属
としてナトリウム単独の場合に較べナトリウムとカリウ
ムとを混合した場合の方が電気伝導度が小さいという現
象がある。
ガラスのイオン電導はガラス中のアルカリ金属イオンの
移動のし易すさで決るが、別種のアルカリ金属酸化物を
混合して含有するとアルカリ金属イオンが移動しにくく
なるということが知られている。アルカリ金属がナトリ
ウムとカリウムの場合両者のモル比がほぼ1:1（酸化物
重量比でNa2O/（Na2O＋K2O）≒0.4）の時に電気伝導度
が最小になることが知られており、この知見は電気絶縁
の目的を有するガラスに広く用いられている。
移動のし易すさで決るが、別種のアルカリ金属酸化物を
混合して含有するとアルカリ金属イオンが移動しにくく
なるということが知られている。アルカリ金属がナトリ
ウムとカリウムの場合両者のモル比がほぼ1:1（酸化物
重量比でNa2O/（Na2O＋K2O）≒0.4）の時に電気伝導度
が最小になることが知られており、この知見は電気絶縁
の目的を有するガラスに広く用いられている。
２種以上のアルカリ金属酸化物を混合することによって
アルカリ金属イオンの移動を小さくできるということは
電子線照射によるガラスの着色防止にも応用できると考
えられる。本願発明は上述の知見に基きなされたもので
ある。
アルカリ金属イオンの移動を小さくできるということは
電子線照射によるガラスの着色防止にも応用できると考
えられる。本願発明は上述の知見に基きなされたもので
ある。
電子線照射による着色層の深さは電子線の加速電圧が大
となる程深くなるが、一般に電子線がガラス中に侵入す
る深さＤ（cm）は、Ｄ＝Vp2/β・ｄで示される。ここで
Vpは電子の加速電圧（ボルト）、ｄはガラス密度（g/cm
3）、βは定数である。
となる程深くなるが、一般に電子線がガラス中に侵入す
る深さＤ（cm）は、Ｄ＝Vp2/β・ｄで示される。ここで
Vpは電子の加速電圧（ボルト）、ｄはガラス密度（g/cm
3）、βは定数である。
Vp＝21000ボルト、ｄ＝2.85g/cm3、β＝6.2×1011ボル
ト・cm2/gとするとＤ＝2.5μｍとなる。電子線加速電
圧、ガラスの種類など条件の変化を考慮しても電子線の
侵入深さはせいぜい10μｍと見ておけば十分である。こ
の程度の深さであれば特に母体ガラス組成を選ばなくと
もイオン交換によってガラス表層のアルカリ金属イオン
の配合比を変更することは容易である。
ト・cm2/gとするとＤ＝2.5μｍとなる。電子線加速電
圧、ガラスの種類など条件の変化を考慮しても電子線の
侵入深さはせいぜい10μｍと見ておけば十分である。こ
の程度の深さであれば特に母体ガラス組成を選ばなくと
もイオン交換によってガラス表層のアルカリ金属イオン
の配合比を変更することは容易である。
本願発明の構成から生ずる作用の１つは、イオン交換に
よってガラス表層部に別種のアルカリ金属を混合するこ
とが出来るということと、２つめはガラス中のアルカリ
金属をより原子半径の大きい別種のアルカリ金属とイオ
ン交換することによりガラス表面に圧縮応力層を設ける
ことができる。この圧縮応力層ではガラスを形成するネ
ットワークが圧縮されているので当然の事ながら電子線
が通過する網目面積がせばまり通過し難くなる。
よってガラス表層部に別種のアルカリ金属を混合するこ
とが出来るということと、２つめはガラス中のアルカリ
金属をより原子半径の大きい別種のアルカリ金属とイオ
ン交換することによりガラス表面に圧縮応力層を設ける
ことができる。この圧縮応力層ではガラスを形成するネ
ットワークが圧縮されているので当然の事ながら電子線
が通過する網目面積がせばまり通過し難くなる。
本発明のガラス物品に含有させるべきアルカリ金属酸化
物は当然１種類あればよいのであるが、他の特性例えば
耐水性等を考慮して２種以上含有せしめても構わない。
例えばアルカリ金属酸化物として酸化ナトリウムと酸化
カリウムを共存させ、カリウムを含む溶融塩でイオン交
換しても構わない。但しこの場合には表層部のナトリウ
ムの全量がカリウムと交換してしまわぬ様イオン交換の
温度および時間を調節してやる必要があるとともにイオ
ン交換後のガラス物品表層部の酸化ナトリウムと酸化カ
リウムの重量比率が0.32≦Na2O/（Na2O＋K2O）≦0.76と
なるようにするのが好ましく、さらには上記の重量比率
が0.4（モル比でほぼ1:1）にするのがさらに好ましい。
物は当然１種類あればよいのであるが、他の特性例えば
耐水性等を考慮して２種以上含有せしめても構わない。
例えばアルカリ金属酸化物として酸化ナトリウムと酸化
カリウムを共存させ、カリウムを含む溶融塩でイオン交
換しても構わない。但しこの場合には表層部のナトリウ
ムの全量がカリウムと交換してしまわぬ様イオン交換の
温度および時間を調節してやる必要があるとともにイオ
ン交換後のガラス物品表層部の酸化ナトリウムと酸化カ
リウムの重量比率が0.32≦Na2O/（Na2O＋K2O）≦0.76と
なるようにするのが好ましく、さらには上記の重量比率
が0.4（モル比でほぼ1:1）にするのがさらに好ましい。
第１表の組成（Ａ）のガラスを460℃に保持した硝酸カ
リウム融液中に１時間浸漬してイオン交換処理し、試料
No.1とした。イオン交換後のガラス表層部のNa2Oおよび
K2Oの濃度のXMA分析結果を第２表に示す。組成（Ａ）の
ガラスでイオン交換処理しなかったものを試料No.2と
し、第１表組成（Ｂ）のガラスでイオン交換処理しなか
ったものを試料No.3とし、試料No.1〜３につき、アノー
ド電圧21KV、カソード電流300μＡ、面電流密度0.58μA
/cm2、照射時間300時間の条件で電子線照射による400nm
波長光の透過率変化を調べた結果を第３表に示す。第３
表の結果から本発明の試料No.1のガラスは、あらかじめ
K2Oを多量に含有させた試料No.3のガラスと較べて電子
線着色に関して優るとも劣らないものであることが判っ
た。
リウム融液中に１時間浸漬してイオン交換処理し、試料
No.1とした。イオン交換後のガラス表層部のNa2Oおよび
K2Oの濃度のXMA分析結果を第２表に示す。組成（Ａ）の
ガラスでイオン交換処理しなかったものを試料No.2と
し、第１表組成（Ｂ）のガラスでイオン交換処理しなか
ったものを試料No.3とし、試料No.1〜３につき、アノー
ド電圧21KV、カソード電流300μＡ、面電流密度0.58μA
/cm2、照射時間300時間の条件で電子線照射による400nm
波長光の透過率変化を調べた結果を第３表に示す。第３
表の結果から本発明の試料No.1のガラスは、あらかじめ
K2Oを多量に含有させた試料No.3のガラスと較べて電子
線着色に関して優るとも劣らないものであることが判っ
た。
さらに本発明の応用例として、Ｘ線吸収成分として酸化
鉛を用い、Ｘ線着色防止剤として酸化セ リウムを含有する第１のガラスと酸化ナトリウムを含
み、表面層をカリウムとイオン交換した第２のガラスと
をクラッドし、イオン交換面を電子線照射面として用い
ると、酸化ストロンチウム・酸化バリウム・酸化ジルコ
ニウムといった高価なガラス原料を用いなくても優れた
性能のブラウン管フェースプレートを作ることができ
る。
鉛を用い、Ｘ線着色防止剤として酸化セ リウムを含有する第１のガラスと酸化ナトリウムを含
み、表面層をカリウムとイオン交換した第２のガラスと
をクラッドし、イオン交換面を電子線照射面として用い
ると、酸化ストロンチウム・酸化バリウム・酸化ジルコ
ニウムといった高価なガラス原料を用いなくても優れた
性能のブラウン管フェースプレートを作ることができ
る。
本発明によると、イオン交換という手段によってアルカ
リ金属の混合効果が得られるので、あらかじめガラス母
体中に原料費の高価なアルカリ金属酸化物を加えておく
必要がなく、したがって低コストで済むとともに、イオ
ン交換による圧縮応力層の存在により電子線の侵入を軽
減できるので低コストで電子線着色を防止したガラス物
品が得られる。
リ金属の混合効果が得られるので、あらかじめガラス母
体中に原料費の高価なアルカリ金属酸化物を加えておく
必要がなく、したがって低コストで済むとともに、イオ
ン交換による圧縮応力層の存在により電子線の侵入を軽
減できるので低コストで電子線着色を防止したガラス物
品が得られる。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−105705（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−185454（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−125245（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−169154（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−52115（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−204842（ＪＰ，Ａ) 特公 昭48−6607（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭48−5144（ＪＰ，Ｙ１) 特公 昭59−27729（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】電子線照射を受ける個所に用いられる陰極
線管用ガラス製フェースプレートであって、前記ガラス
母体には少なくとも１種のアルカリ金属酸化物が合計量
として10〜18重量％含まれ、かつ、前記アルカリ金属酸
化物のうち65重量％以上を酸化ナトリウムが占め、カリ
ウムイオンを含む溶融塩中に漬けて行うガラス中のナト
リウムイオンと溶融塩中のカリウムイオンとのイオン交
換により少なくとも前記個所において、ガラス表面に圧
縮応力層が形成され、かつ、ガラス表面から２μｍ以上
の深さでかつガラス表面から５μｍ以下の深さの範囲の
深さ方向のすべてについて、酸化ナトリウムと酸化カリ
ウムの含有割合を重量比で、0.32≦Na2O/（Na2O＋K2O）
≦0.76としたことを特徴とする電子線着色を防止した陰
極線管用の化学強化されたガラス製フェースプレート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59198776A JPH0742140B2 (ja) | 1984-09-22 | 1984-09-22 | 電子線着色を防止したガラス物品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59198776A JPH0742140B2 (ja) | 1984-09-22 | 1984-09-22 | 電子線着色を防止したガラス物品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6177644A JPS6177644A (ja) | 1986-04-21 |
| JPH0742140B2 true JPH0742140B2 (ja) | 1995-05-10 |
Family
ID=16396732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59198776A Expired - Lifetime JPH0742140B2 (ja) | 1984-09-22 | 1984-09-22 | 電子線着色を防止したガラス物品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0742140B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63107843A (ja) * | 1986-10-23 | 1988-05-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像表示装置用アノ−ドガラス |
| JPH06104580B2 (ja) * | 1987-09-25 | 1994-12-21 | 日本板硝子株式会社 | 電子線着色防止ガラス物品の製造方法 |
| JPH06104581B2 (ja) * | 1987-09-25 | 1994-12-21 | 日本板硝子株式会社 | 電子線による着色を防止したガラス物品を製造する方法 |
| JPH0686313B2 (ja) * | 1988-03-01 | 1994-11-02 | 日本板硝子株式会社 | 電子線着色防止ガラス |
| KR100453742B1 (ko) * | 1997-06-25 | 2004-12-30 | 삼성코닝 주식회사 | 경량음극선관 |
| KR20010063386A (ko) * | 1999-12-22 | 2001-07-09 | 박영구 | 음극선관용 전면유리 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5325067Y2 (ja) * | 1971-06-02 | 1978-06-27 | ||
| JPS50105705A (ja) * | 1974-01-29 | 1975-08-20 | ||
| CA1092358A (en) * | 1977-08-18 | 1980-12-30 | Leon Levene | Method of strengthening glass articles with potassium fluoride-metal acetate |
| JPS56125245A (en) * | 1980-03-07 | 1981-10-01 | Yamamura Glass Kk | Reinforcement of glass product |
| JPS56169154A (en) * | 1980-05-27 | 1981-12-25 | Ishizuka Glass Ltd | Manufacture of glass vessel tempered by ion exchange |
| EP0091247B1 (en) * | 1982-04-01 | 1986-07-23 | Corning Glass Works | Coloured photochromic glasses and method for production thereof |
| JPS58185454A (ja) * | 1982-04-21 | 1983-10-29 | Arubatsuku Seimaku Kk | ハ−ドマスク用ガラス基板 |
| JPS6045968B2 (ja) * | 1982-08-03 | 1985-10-14 | 株式会社エナミ精機 | カ−リング加工の接合構造 |
| JPS60129294A (ja) * | 1983-12-16 | 1985-07-10 | Hoya Corp | 光記録媒体用基板と光記録媒体 |
| JPS60180936A (ja) * | 1984-02-27 | 1985-09-14 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 高強度耐熱ガラス製品の製造方法 |
-
1984
- 1984-09-22 JP JP59198776A patent/JPH0742140B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6177644A (ja) | 1986-04-21 |
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