KR19980064708A - 음극선관용 유리패널 제조방법 - Google Patents

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Abstract

어닐링 단계전에 몰드내에서 가압성형된 유리패널의 내면부의 코너부로 공기가 송풍되어서 타부보다 더 강해지게 코너부를 냉각시키며, 이에따라 코너부와 타부사이의 온도차는 감소된다.

Description

음극선관용 유리패널 제조방법
본 발명은 TV 방송등의 신호를 수신하는데 주로 사용되는 음극선관용 유리패널을 제조하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 물리적 강화법으로 유리패널을 제조하는 방법에 관한 것이다.
물리적 강화법에 의한 유리패널 표면에서 압축 응력층의 형성은 표면의 강도를 향상시킬 수 있고 음극선관의 제조시 열적 파단을 방지하고 음극선관의 제조 완성후 파단을 연기하는데 효과적이다.
유리패널의 내부면의 온도가 유리를 구성하는 분자를 재배열할 수 있는 온도 범위내인 스테이지에서 물리 강화법이 유리패널에 행해질 때, 표면부의 온도가 분자를 재배열할 수 없는 온도 범위를 야기하도록 임시 응력이 냉각된 유리패널의 표면에 발생하여, 유리 패널의 내부면과 표면사이에서 응력의 비평형 상태를 도래하게 한다. 그 후, 유리패널이 그러한 비평형 상태로 실온으로 냉각될 때, 영구 응력이 발생된다.
유리패널은 다음과 같이 대개 형성되고 강화된다. 제 1 스테이지에 있어서, 약 1000℃ 에서의 유리 덩어리가 저부 몰드에 놓여지고, 또한 유리 덩어리가 플런저 (plunger) 로써 압박된다. 플런저가 상승되어진후, 응고된 유리패널의 외면이 거대한 점탄성 변형없이 저부 몰드에 고착하지 않는 온도 범위가 되도록 냉각된 공기가 형성된 유리패널의 내면으로 송풍된다. 이러한 공정에 있어서, 유리패널의 표면과 내부사이에 큰 온도 변화가 발생하고, 유리패널의 3차구조와 벽 두께 분포 때문에 유리패널 평면에서 큰 온도 분포가 발생한다. 즉, 유리패널은 벽 두께가 점차적으로 외면부쪽으로 증가하는 사각형 패널면부와 원주부에서 서커트부로써 제공된 박스 형상을 가지기 때문에, 원주부내 열발산 표면영역이 질량 분포와 대조하면 작고, 또한 원주부로부터 제거되는 열량이 상대적으로 작다. 게다가, 냉각 공기가 유리 패널을 제조하는 종래 방법에서의 박스형 유리패널의 내표의 중심부를 냉각하기 위해서 노즐을 통해 송풍되기 때문에, 내부 표면의 중심부에 대한 냉각 효과가 자연적으로 원주부에 대한 냉각효과보다 높다. 특히, 사각형 패널면부의 내면의 코너부에서의 냉각 효과가 충분하지 못하기 때문에 이러한 코너부는 다른 부분과 대조하면 고온이고, 또한 코너부의 벽 두께 방향에서의 표면과 내면간의 온도 차이가 상대적으로 작다. 그러나, 이러한 스테이지에 있어서, 표면과 마찬가지로 내면의 온도가 상대적으로 높기 때문에, 유리패널내에 발생한 임시 응력은 작다.
제 2 스테이지에 있어서, 형성된 유리 패널은 몰드에 의해 형성되고, 또한 큰 온도차가 내면과 표면사이에서 유지되는 경우, 큰 임시 응력이 생길 수 있도록, 어닐링 포인트이하로 냉각된다. 그러나, 냉각 공정이 이러한 스테이지에서 계속될 때, 유리패널내에 축적된 임시 응력이 과도하게 되어 냉각공정시 자기폭발을 일으킨다. 압축이 허용 범위보다 훨씬 초과하여 이용도를 보장하는 것이 가능하다.
이러한 이유 때문에, 제 3 스테이지에 있어서, 유리패널의 표면과 내면간의 온도차를 감소하기 위해서 유리패널의 온도가 약 30-40분동안 유리를 구성하는 분자를 재배열할 수 있는 온도 영역내에 유지되며, 또한 어닐링 공정이 임시 응력과 압축을 완화하도록 행해져 이용도를 보장한다. 게다가, 제 3 스테이지에서 적당한 범위내로 제어된 임시 응력이 유지될 때, 유리를 구성하는 분자를 재배열하는데 불가능한 저온도 영역을 통해 유리패널이 실온으로 냉각되어 영구 응력이 유리패널내에 보유된다. 따라서, 압축 응력층이 상술한 바와 같이 유리 패널의 표면에 효과적으로 형성될 수 있다. 반면에, 상술한 열 히스토리를 갖는 유리패널이 불필요한 압축을 갖는다는 것이 공지되었다. 유리패널이 다시 열처리를 받을 때 열역학적으로 안정한 구조를 얻기위해서 유리를 구성하는 분자의 재배열에 의해 그러한 압축이 발생한다. 압축은 열처리 전후 사이에 유용한 스크린 영역내 특정부의 길이 변화의 비로서 정의된다. 즉, 압축은 열처리전 특정부의 초기 길이에 대해 열처리후 유용한 스크린 영역의 특정부의 길이를 나누어서 얻어진 값이다.
색음극선관용 조립 공정에 있어서, 스크린으로서 형광막이 유리패널의 내면부에 제공되고 알루미늄막이 스크린뒤에 형성된다. 그 후, 섀도우 마스크가 유리패널에 장착된다. 그 후, 유리 깔때기로 유리패널을 밀봉하기 위해서 열처리가 약 35분동안 약 440℃ 로 행해진다. 이러한 경우에, 불필요한 압축이 유리패널의 스크린내 유효 평면에서 발생한다. 반면에, 정정 위치가 색순도를 얻도록 그것들과 반대로 되는 형광막의 영상 소자와 관련하여 섀도우 마스크의 개공들사이에서 요구된다. 그러나, 압축은 섀도우 마스크의 개공들과 영상 소자간의 상대적인 위치관계에서 오류를 야기한다. 오류의 크기는 미스랜딩의 크기로서 정의된다. 스크린의 유효 평면의 중심으로부터 일정한 거리 (r) 의 임의의 위치에서 미스랜딩 (U(r)) 의 크기와 압축 (C) 간의 관계는 수학식 2로 표현된다.
즉, 미스랜딩의 크기는 스크린의 중심으로부터 계산된 값으로서 표현될 수 있고, 또한 따라서, 서커트부와 가까운 유효 평면의 단에서 미스랜딩의 크기가 가장 큰값을 가진다. 따라서, 특정 위치에서의 압축의 최소화가 미스랜딩의 크기의 최소화를 항상 의미하지는 않는다. 다시말해, 유효평면의 에지부에서 미스랜딩의 크기가 허용범위이내가 되도록 유효 평면내 압축 분포를 감소하는 것이 중요하다.
종래 방법에 있어서, 상술한 유리 패널이 형성되고 강화될 때, 온도차가 적어도 제 1 스테이지 및 제 2 스테이지에서 단면 방향 또는 벽 두께방향에서 발생하고, 또한 동시에, 상술한 박스형 3차 구조와 균일치 않은 벽 두께를 가지는 유리패널 때문에 불필요한 온도분포가 패널면의 평면방향에서 발생한다. 특히, 코너부와 가까운 영역에서와 스커트부에 인접한 패널면부의 유효 평면의 에지부에서, 열 유입이 이런 영역과 스커트부로부터 야기한다. 따라서, 이런 영역은 간단한 방열 평면으로서 평면 표면의 중심부에서의 냉각 속도와 다른 본질적으로 작은 냉각 속도를 가진다. 따라서, 제 2 스테이지에서 초기 단계 또는 최종 단계에서, 패널면의 중심부와 패널면의 유효 평면사이의 표면 영역에서 큰 온도차가 발생한다. 특히, 그러한 경향은 패널면의 중심부와 코너부사이에서 현저하고, 또한 그러한 경향은 상대적으로 장시간동안 몰드와 접촉하는 외부 표면부보다는 내부 표면에서 나타난다.
강화 스테이지에서 패널면의 유효 평면내 큰 온도 분포를 발생하기 때문에, 압축 응력값의 분포가 패널면의 유효 평면에서 발생하고, 또한 미스랜딩의 크기를 증가시킨다. 게다가, 패널면부의 유효 평면의 에지부와 가까운 내부 표면에서 냉각 속도가 낮기 때문에, 강화 스테이지에서 그러한 영역내 단면 방향에서의 온도차가 자연적으로 감소하여 표면에 발생한 압축 응력값이 패널 표면의 증심부에서의 압축 응력값보다 더욱 작다.
종래 방법의 제 3 스테이지에 있어서, 어닐링 공정이 패널 유리의 내면과 표면간 온도차를 줄이도록 또한 적당하게 임시 응력을 감소하도록 행해진다. 대개, 유리패널이 약 30-40 분 동안 유리를 구성하는 분자를 재배열할 수 있는 온도 영역에서 유지될 때, 온도 분포가 최소로될 수 있지만, 그러나, 초과 응력량이 나타난다. 게다가, 어닐링이 단기간에 행해질 때, 온도 분포가 제거될 수 없고 패널면내 불필요한 응력이 제거될 수 없다.
필요한 응력이 남겨질 때, 큰 온도 분포는 제 1 스테이지와 제 2 스테이지를 거친후 유리 패널의 내면부에서 발생한다. 즉, 큰 온도분포가 패널 표면의 유효 평면의 에지부와 중심부에서 또한 스커트부의 내면에서 발생하여, 압축 강화응력과 다른, 불필요한 인장 평면 응력이 패널면의 내면의 유효 평면의 단부 근처에서 발생한다.
본 발명의 목적은 상술한 유리 패널을 강화하고 형성하는 종래 기술의 단점을 제거하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 유리 패널을 강화하는 제 2 스테이지에서 패널면부내 온도차를 감소함으로써 패널면부의 유효 평면의 에지부에서 가장 높은 값을 나타내는 미스랜딩의 크기를 감소하는 것이다. 게다가, 본 발명은 내면부의 유효 평면의 에지부 근처 압축 응력값을 증가시킴으로써 패널면의 내면의 중심부와 패널면부의 내면의 유효 평면의 단부의 영역에서 압축 응력값의 비가 증가한다는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 초기 어닐링 온도를 낮게 결정하고 그 후 어닐링 공정으로서 제 2 스테이지에서 어닐링 온도를 증가시켜 패널면부의 내면에 온도 분포를 균일하게 하는데 요구되는 시간을 짧게하여 미리 결정된 압축 강화 응력이 유지될 때 패널면부의 내면에서 발생한 불필요한 인장 평면 응력이 감소된다는 것이다.
본 발명의 제 1 태양에 따르면, 몰드내에 있는 용융된 유리를 가압성형하고 유리 표면 온도가 고착 (sticking) 온도보다 낮게될 때까지 성형된 유리를 응고하는 제 1 스테이지, 성형된 유리를 몰드로부터 꺼낸후 성형 유리를 강화하기 위해 냉각하는 제 2 스테이지, 제 2 스테이지시 제조된 성형 유리내에서 임시 응력을 완화하는 제 3 스테이지, 및 충분한 영구 응력을 발생하기 위해서 실온으로 성형 유리를 냉각하는 제 4 스테이지를 포함하는 음극선관용 유리패널을 제조하는 방법에 있어서, 제 2 스테이지에서 가장 높은 온도 영역에 있는 성형 유리의 내면부의 코너부가 가장 낮은 온도 영역에 있는 내면부의 중심부와의 온도차를 감소하기 위해서 타부보다 더욱더 냉각되는 것에 관한 것이다.
본 발명의 제 2 태양에서, 제 1 태양에 따라 유리패널을 제조하는 방법에 있어서, 성형 유리는 다음의 수학식 1 을 만족하도록 냉각되는데,
0.4 ≤ (T2fmax- T2fmin)/(T2smax- T2smin) ≤ 0.7
여기서, T2smax는, 제 2 스테이지의 초기 단계에서 가장 높은 온도 영역에 있는 내면부의 코너부 온도이고, T2smin는 제 2 스테이지의 초기 단계에서 가장 낮은 온도 영역에 있는 내면부의 중심부 온도이고, T2fmax는 제 2 스테이지의 최종 단계에서 내면부의 코너부 온도이고, 또한 T2fmin는 제 2 스테이지의 최종 단계에서 내면부의 중심부 온도이다.
본 발명의 제 3 태양에서, 제 2 태양에 따른 유리 패널을 제조하는 방법에 있어서, 제 2 스테이지에서, T2smax, T2smin, T2fmax및 T2fmin은 어닐링점 ≤ T2smax≤ 650℃, 400℃ ≤ T2smin, 350℃ ≤ T2fmin, 및 T2fmax≤ 변형점의 범위내에 각각 있다.
본 발명의 제 4 태양에서, 제 2 태양에 따른 유리 패널을 제조하는 방법에 있어서, 제 2 스테이지에서, 내면부의 코너부에서 평균 온도 하강률 (R2max) 및 내면부의 중심부에서 평균 온도 하강률 (R2min) 이 45℃/분 ≤ R2max≤ 65℃/분 및 30℃/분 ≤ R2min≤ 40℃/분 의 범위내에 각각 있다.
본 발명의 제 5 태양에서, 제 2 태양에 따른 유리 패널을 제조하는 방법에 있어서, 온도가 350℃ ≤T3smin, T3smax＜ 변형점, T3smin＜ T3smax, 및 T3smin＜ T3fmin= T3fmax, 의 관계를 만족하도록 제어되며, 여기서 T3smax는 제 3 스테이지의 초기단계에서 가장 높은 온도 영역에 있는 내면부의 코너부 온도이고, T3smin는 제 3 스테이지의 초기 단계에서 가장 낮은 온도 영역에 있는 내면부의 중심부 온도이고, T3fmax는 제 3 스테이지의 최종 단계에서 내면부의 코너부 온도이고, 또한 T3fmin는 제 3 스테이지의 최종 단계에서 내면부의 중심부 온도이다.
물리적으로 강화된 유리패널이 본 발명에따라서 제조될 때, 제 1 및 제 2 스테이지에서 패널면부의 평면 방향에서 생긴 온도차가 가능한 제거되거나 어닐링동안 적어도 제 2 스테이지에서 소정의 범위내로 제어되는 것이 중요하다. 이러한 결과로써, 패널면부내 단면 방향과 평면 방향에서 응력의 분포는 허용가능한 범위이다.
일반적으로, 패널면부 내면에서 온도가 패널면부의 유효 평면의 에지부에서 가장 낮은 온도 영역내인 패널면부의 중심부로부터 점차적으로 증가하고, 또한 박스형 패널의 코너 근처인 내면에서 코너부가 가장 높은 온도를 가진다. 따라서, 최고의 온도차가 패널면부의 내면의 코너부와 중심부사이에서 나타난다. 따라서, 온도차가 고온 상태에서 집중적으로 코너부를 냉각함으로써 감소될 수 있다. 코너부는 사각형 패널면부의 내면 대각 영역에서 코너 근처인 영역과 타부보다 더 높은 온도를 가지는 영역을 가리킨다.
본 발명에서, 냉각 공정이, 제 2 스테이지의 초기 단계에서 가장 높은 온도 영역에 있는 내면부의 코너부에서의 온도 T2smax, 제 2 스테이지의 초기 단계에서 가장 낮은 온도 영역에 있는 내면부의 중심부에서 온도 T2smin, 제 2 스테이지의 최종 단계에서 내면부의 코너부에서 T2fmax, 및 제 2 스테이지의 최종 단계에서 내면부의 중심부에서 T2fmin사이 관계로 수학식 1 을 만족하도록 행해진다. 수학식 1에서, T2smax및 T2smin은 가장 높은 온도 영역에 있는 내면부의 코너부에서 가장 높은 온도와 가장 낮은 온도 영역에 있는 내면부의 중심부에서 가장 낮은 온도로서 각각 간주되었다. T2fmax및 T2fmin이 유사하게 다루어질 수 있다.
(T2fmax- T2fmin)/(T2smax- T2smin) ＜ 0.4 의 경우에서, 임시 응력은 과도하게 크게되어 유리패널의 파손을 야기한다. 반면에, (T2fmax- T2fmin)/(T2smax- T2smin) ＞ 0.7 인 경우, 효과적인 물리적 강화를 얻는 것이 불가능하다. 특히 0.5-0.6 이 바람직한 범위이다.
게다가, 제 2 스테이지에서, 어닐링점 ≤ T2smax≤ 650℃, 400℃ ≤ T2smin, 350℃ ≤ T2fmin, 및 T2fmax＜ 변형점, 상기 관계를 제공하는 것이 바람직하다. 어닐링점 ＞ T2smax의 경우에, 유리패널에 필요한 강화 응력을 제어하는 것이 불가능해지고, T2smax＞ 650℃ 인 경우, 유리패널이 저부 몰드에서 빠져나오지 않도록 저부 몰드에 고착된다. 게다가, T2smin＜ 400℃ 인 경우에, 유리패널이 빠져나오자 말자 종종 유리패널이 파단된다. T2fmin＜ 350℃ 인 경우, 발생한 강화 응력과 압축이 초과하게 된다. 안정한 강화 응력을 유지하기 위해서, T2fmax는 변형점보다 낮아야한다.
본 발명에 있어서, 패널면부에서 온도차의 감소는, 제 2 스테이지에서, 가장 높은 온도 영역에 있는 내면부의 코너부와 가장 낮은 온도 영역에 있는 내면부의 중심부에서 냉각속도를 조정함으로써 제어될 수 있다. 다시말해, 이러한 영역에서 평균 냉각 속도가 R2max및 R2min로 표현되는 경우, 45℃/분 ≤ R2max≤ 65℃/분 및 30℃/분 ≤ R2min≤ 40℃/분 의 관계가 이용되는 것이 바람직하다. R2max가 45℃/분보다 작은 경우, 효과적인 온도차의 감소를 얻을 수 없다. 반면에 65℃/분을 초과하는 경우, 파단이 발생할 수 있다. R2min이 30℃/분 이하인 경우, 실용적인 유리 패널을 강화하는데는 영향이 없다. 반면에, R2max가 40℃/분을 초과하는 경우, 온도차의 효과적인 감소가 얻어질 수 없다.
게다가, 본 발명에 있어서, 패널면부내 최종적인 잔류응력과 압축의 균일성을 향상시키는 것이 가능하거나, 제 3 스테이지에서, 유리패널의 온도를 적당하게 제어함으로써 바람직하지 못한 압축의 불규칙적인 분포를 제거하는 것이 가능해진다. 다시말해, 온도 분포를 감소하는 것이 가능하기 때문에, 350℃ ≤ T3smin, T3smax≤ 변형점, T3smin＜ T3smax및 T3smin＜ T3fmin= T3fmax의 관계를 제공하도록, 제 3 스테이지의 초기 단계에서 가장 높은 온도 영역에 있는 내면부의 코너부에서 온도 T3smax, 제 3 스테이지의 초기 단계에서 가장 낮은 온도 영역에 있는 내면부의 중심부에서 온도 T3smin, 제 3 스테이지의 최종 단계에서 내면부의 코너부에서 온도 T3fmax, 및 제 3 스테이지의 최종 단계에서 내면부의 중심부에서 온도 T3fmin를 조정함으로로써, 내면부의 중심부의 온도보다 내면부의 코너부의 온도가 높다.
T3smin이 350℃ 보다 작은 경우, 유리패널이 파단되는 경향이 있다. T3smax가 변형점 이상인 경우, 내면부의 코너부와 중심부간의 온도 분포가 너무 초과하게 되어 강화된 응력의 분포를 제어하는 것이 불가능하게 된다.
게다가, 제 3 스테이지에서 패널면부내 온도 분포의 감소를 효과적으로 행하기 위해서, 내면부의 코너부와 중심부에서의 온도가 균일하게 될 때 까지 내면부의 코너부와 중심부에서 온도의 상승 속도를 변화시키는 것이 효과적이다. 자세하게는, 어닐링 노의 온도가 제 3 스테이지에서 노의 입구에서부터 출구까지 점차적으로 또는 단계적으로 증가하도록 결정되어야 한다.
냉각 속도는 노내에 놓여진 유리패널의 온도와 냉매의 온도 (노의 온도) 간의 온도차에 비례한다. 따라서, 유리패널이 노내에 놓여진후에, 고온 냉각속도가 코너부의 유리온도와 노의 대기온도간의 온도차를 크게하여 패널면의 코너부에 주어지는 것이 요구되며, 반면에, 패널면의 중심부가 가열된다. 그러한 온도 조정으로써, 코너부는 강화될 수 있고, 또한 동시에 온도 분포가 더욱 짧은 시간에 패널면부내에 균일하게 될 수 있다. 따라서, 제 3 스테이지시 공정 시간이 단축될 수 있고, 또한 동시에, 강화 응력이 향상될 수 있다. 제 3 스테이지에서 패널면부의 내면부의 코너부와 중심부에 대한 평균 온도 상승속도가 각각 R3max및 R3min으로 결정될 때, 2℃/분 ≤ R3min≤ 4℃/분 및 -1℃/분 ≤ R3max≤ 1℃/분으로 되는 것이 바람직하다는 것을 실험이 보여준다.
본 발명의 제 2 스테이지에서, 패널면부의 내면부의 중심부와 코너부사이 온도차를 감소하는 가장 간단한 방법은 제 2 스테이지에서 전체 또는 부분적으로 고온상태에서 타부보다 고온 상태에서 코너부를 더욱 냉각하는 것이다. 제 2 스테이지전 유리 패널의 패널면부에서, 내면부의 온도가 일반적으로 외면부의 온도보다 더 높으며, 또한 내면부의 코너부와 중심부사이 온도차가 외면부내 그것의 온도차보다 더욱 크다. 따라서, 내면부의 코너부를 냉각하는 것이 효과적이다. 냉각 공기는 일반적으로 냉각 작동시 사용된다. 이런 경우에, 냉각 속도를 이용함에 있어서 온도차가 벽두께 방향에서 내부와 표면사이에서 발생하여 소정의 강화효과가 얻어질 수 있다.
제 2 스테이지에서, 유리패널의 전체가 냉각되도록 유리패널은 공기에 노출된 몰드로부터 꺼내진다. 유리패널이 전체적으로 고온 상태인 제 2 스테이지에서, 냉각시 공기에 노출되며, 초기 시간내에 상술한 부분 냉각을 행하는 것이 효과적이다. 제 2 스테이지에서, 핀은 유리패널의 스커트부에 부착될 수 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 유리 패널을 제조하는 방법의 실시예에서 내면부의 코너부가 제 2 스테이지에서 부분적으로 빠르게 냉각되는 경우의 유리패널내의 온도 변화를 도시한 그래프.
도 2 는, 도 1 의 실시예에 있어서, 제 2 스테이지에서 빠르게 냉각하는 시간이 변화되는 경우의 유리패널의 온도 변화를 도시한 그래프.
도 3 은 본 발명의 다른 실시예의 제 3 스테이지에서 온도의 일정 상승률로 어닐링 노내의 온도가 상승하는 경우의 유리패널의 온도 변화를 도시한 그래프.
도 4 는 도 3 의 실시예에서 제 3 스테이지 시간이 연장된 경우의 유리패널의 온도 변화를 도시한 그래프.
도 5 는 패널면부의 유효 평면부의 에지부에서의 미스랜딩 (mislanding) 의 크기를 계산하는 방법을 설명하는 다이아그램.
도 6 은 패널면부의 유효 평면부의 에지부에서의 미스랜딩의 크기를 계산하는 방법을 설명하는 그래프.
본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 서술될 것이다. 그러나, 본 발명은 그러한 특정 실시예에 의해 결코 제한이 되지 않는다고 이해되어야 한다.
본 발명의 실시예로서, 아사히 가라스 주식회사가 제조한 29인치 유리패널 (유리 코드:5001) 이 사용된다. 결과가 종래 방법에 대한 비교실시예와 같이 아래에 보여진다.
실시예 1
제 2 스테이지에서 패널이 몰드로부터 꺼내진후 약 27 초동안, 패널면의 내면부의 코너부가 약 40 초간 공기 흐름을 송풍함으로써 냉각되며, 각각의 코너부는 패널면의 내면부의 중심으로부터 대각선을 따라 약 300 ㎜ 거리에 있다. 도 1 은 제 1 스테이지에서부터 제 4 스테이지까지 유리패널의 내면부의 코너부와 중심부의 온도 변화를 도시한 것이다.
실시예 2
공기 흐름이 10 초간 송풍되었다는 것을 제외하고는 실시예 1 과 같은 동일 조건이 사용되었다. 도 2 는 이러한 실시예에서 패널면에서의 온도 변화를 도시한 것이다.
실시예 3
패널면의 온도에 있어서, 제 3 스테이지가 T3smax= 500℃ 이고 T3smin= 410℃ 이기전 내면부의 초기 온도분포가 온도분포를 동일하게 하도록 35분간 510℃ 까지 증가한다. 도 3 은 패널면내 온도 변화를 도시한 것인데, 점선은 참고용으로 종래 방법에서의 온도 변화를 나타낸다. 도 3 에서 알수 있듯이, 내면부의 코너부와 중심부사이 온도차는 단시간에 감소될 수 있으며, 또한 제 3 스테이지시 요구되는 시간은 종래 방법과 비교하면 단축될 수 있다.
실시예 4
실시예 3 에서, 제 3 스테이지 시간이 45분으로 결정되고 균일 온도 상태에서 이완 (relaxing) 시간은 실시예 3 에서의 이완 시간보다 더 길게된다.
실시예 5(비교 실시예)
도 4 는 종래 방법에 의한 패널면내 온도 변화를 도시한 것이다.
표 1 내지 표 4 는 제 2 스테이지와 제 3 스테이지에서 초기 단계와 최종 단계에서 평균 냉각속도와 온도를 나타나며, 어닐링후 패널면의 강화 응력과, 최대 평면응력과, 또한 각각의 실시예에 대한 미스랜딩의 크기를 표시한 것이다.
패널면내 대각선축을 따라서 에지에 있는 패널면의 유효평면내 에지부에서 미스랜딩의 크기는 아래 방법으로써 계산된다. 도 5 에서, 압축을 측정하기 위한 시편 (150㎜ × 2㎜) 이 패널면부 (1) 내 대각선 (r') 상의 중심부 (a), 코너부 (c) 및 중간부 (b) 영역으로부터 절단된다. 이러한 시편은 CRT 를 제조하기 위한 실제 열처리를 고려하여 약 440℃ 에서 열처리된다. 그 후, 압축 C(r') 이 각각의 영역에서 측정된다. 이러한 세 개 영역의 압축을 측정함으로써 얻어진 값이 도 6 에 도시된 바와 같이 플롯되었고, 미스랜딩의 크기가 수학식 2 를 사용하여 포물선의 어림값으로 계산되었다.
강화된 표면층내 압축 응력값에 대해서, 패널면은 절단되어 약 15㎜ 의 두께를 가지며, 또한 압축 응력값이 JIS-S2305 에 규정된 직접법 (Senarmont method) 에 따른 광탄성 응력 게이지를 사용하여 측정된다.
평면 응력이 다음과 같이 측정된다. 변형 게이지가 유리패널부에 부착되고, 유리패널부의 응력이 계산된다. 측정 포인트의 근접부가 절단되어 약 10㎝ ×10㎝ 의 크기를 가진다. 그 후, 절단전 및 후 변형량의 변화가 측정된다.
표 1 내지 표 4 로부터 알수 있듯이, 실시예 1 및 실시예 2 (본 발명) 에서패널면의 내면부의 중심부와 코너부 사이에서의 강화응력차가 실시예 5 (비교실시예) 의 강화응력차보다 더 작으며, 또한 유리패널이 균일하게 강화되어야 한다는 것을 이해하여야 한다. 게다가, 강화의 정도는 패널면의 중심부와 코너부 사이의 어떤 한 영역에서 종래 실시예보다 더 크며, 강한 유리패널이 얻어진다는 것을 가리킨다. 특히, 실시예 1에서, 내면부의 코너부가 제 2 스테이지에서 더 오랜 시간동안 부분적으로 냉각되고, 냉각시간이 더 짧아지고 동시에 중심부와 코너부 사이의 응력의 차가 작은, 실시예 2 에서의 강화의 정도보다 강화의 정도를 더 크게함으로써, 패널면부가 전체적으로 더 균일하게 강화된다. 균일한 강화의 결과로서, 미스랜딩의 크기는 비교실시예의 미스랜딩보다 더 작다.
반면에, 실시예 3 및 실시예 4 에서, 강화 응력의 균일성과 미스랜딩의 크기와 마찬가지인 패널면의 중심부와 코너부에서 강화의 정도는 실시예 1 과 실시예 2 의 강화정도보다 더 열세하다. 그러나, 이러한 값은 비교실시예의 값보다 더욱 우수하다. 패널면의 유효 평면근처의 에지부에서 발생한 불필요한 최대 인장 평면응력이 비교실시예와 비교하면 감소될 수 있고, 또한 덜 불규칙한 평면응력을 갖는 유리패널이 얻어질 수 있다. 이러한 경향은, 제 3 스테이지시 시간이 비교실시예와 동일한, 실시예 4 에서 현저하다.
본 발명에서, 패널면의 내면부의 중심부에서 강화된 응력값에 대해 패널면의 내면부의 유효평면에서 에지부 근처에서 발생한 압축 강화된 응력값의 비가 증가될 수 있다. 다시말해, 패널면부가 강화를 얻는데 곤란한 내면부의 코너부에서 강화의 정도를 증가함으로써 균일하게 강화될 수 있으며, 또한 동시에, 강화의 정도는 적당하게 선택하여 증가될 수 있다. 게다가, 유효 평면의 에지부에서 형저하게 나타나는 미스랜딩의 크기가 균일하게 강화함으로써 감소될 수 있다.
게다가, 제 3 스테이지의 시간을 단축할 수 있으며, 또한 패널면의 유효평면의 에지부 근처에서 발생한 불필요한 인장 평면 응력이 감소될 수 있다.
본 발명은 물리적 강화법으로 제조된 음극선관용 유리패널에 관한 것으로써, 패널면부내 온도차를 감소함으로써 패널면부의 유효평면의 에지부에서 가장 높은 값을 나타내는 미스랜딩의 크기를 감소시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 어닐링 온도를 증가시켜 패널면부의 내면에 온도분포를 균일하게 하는데 요구되는 시간을 단축하여 미리 결정된 압축 강화 응력이 유지될 때 패널면부의 내면에서 발생한 불필요한 인장 평면응력을 감소시키는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 몰드내에 있는 용융된 유리를 가압성형하고 유리 표면 온도가 고착온도보다 낮게될 때까지 성형된 유리를 응고하는 제 1 스테이지,
    상기 성형된 유리를 몰드로부터 꺼낸후 상기 성형된 유리를 강화하기 위해 냉각하는 제 2 스테이지,
    상기 제 2 스테이지동안 제조된 상기 성형된 유리내에서 임시 응력을 완화하는 제 3 스테이지, 및
    충분한 영구 응력을 생기기 하기 위해서 실온으로 상기 성형된 유리를 냉각하는 제 4 스테이지를 포함하며, 상기 제 2 스테이지에서 가장 높은 온도 영역에 있는 상기 성형된 유리의 내면부의 코너부가 타부보다 더 강하지게 냉각되어서 가장 낮은 온도 영역에 있는 내면부의 중심부의 온도차를 감소시키는 것을 특징으로 하는 음극선관용 유리패널 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 성형된 유리는 다음의 식
    0.4 ≤ (T2fmax- T2fmin)/(T2smax- T2smin) ≤ 0.7
    을 만족시키도록 냉각되며, 여기에서
    T2smax는 상기 제 2 스테이지의 초기 단계에서 가장 높은 온도 영역에 있는 상기 내면부의 상기 코너부 온도이고,
    T2smin는 상기 제 2 스테이지의 초기 단계에서 가장 낮은 온도 영역에 있는 상기 내면부의 상기 중심부 온도이고,
    T2fmax는 상기 제 2 스테이지의 최종 단계에서 상기 내면부의 상기 코너부 온도이고, 그리고
    T2fmin는 상기 제 2 스테이지의 최종 단계에서 상기 내면부의 상기 중심부 온도인 것을 특징으로 하는 음극선관용 유리패널 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 스테이지에서, T2smax, T2smin, T2fmax및 T2fmin은 어닐링점 ≤ T2smax≤ 650℃, 400℃ ≤ T2smin, 350℃ ≤ T2fmin, 및 T2fmax≤ 변형점의 범위내에 각각 있는 것을 특징으로 하는 음극선관용 유리패널 제조방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 스테이지에서, 상기 내면부의 상기 코너부에서의 평균 온도 하강율 (R2max) 및 상기 내면부의 상기 중심부에서의 평균 온도 하강율 (R2min) 이 45℃/분 ≤ R2max≤ 65℃/분 과 30℃/분 ≤ R2min≤ 40℃/분의 범위내에 각각 있는 것을 특징으로 하는 음극선관용 유리패널 제조방법.
  5. 제 2 항에 있어서, 온도가 350℃ ≤T3smin, T3smax＜ 변형점, T3smin＜ T3smax, 및 T3smin＜ T3fmin= T3fmax의 관계를 만족시키도록 제어되며, 여기서
    T3smax는 상기 제 3 스테이지의 초기 단계에서 가장 높은 온도 영역에 있는 상기 내면부의 상기 코너부 온도이고,
    T3smin는 상기 제 3 스테이지의 초기 단계에서 가장 낮은 온도 영역에 있는 상기 내면부의 상기 중심부 온도이고,
    T3fmax는 상기 제 3 스테이지의 최종 단계에서 상기 내면부의 상기 코너부 온도이고, 그리고
    T3fmin는 상기 제 3 스테이지의 최종 단계에서 상기 내면부의 상기 중심부 온도인 것을 특징으로 하는 음극선관용 유리패널 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 3 스테이지에서 상기 내면부의 상기 코너부에서의 평균 온도 상승률 (R3max) 과 상기 내면부의 상기 중심부에서의 평균 온도 하강율 (R3min) 이 2℃/분 ≤ R3min≤ 4℃/분 및 -1℃/분 ≤ R3max≤ 1℃/분의 범위내에 각각 있는 것을 특징으로 하는 음극선관용 유리패널 제조방법.
  7. 제 1 항의 방법에 의해 제조된 음극선관용 유리패널.
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