KR19990023600A - 스터드코팅 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스터드코팅(stud coating)에 관한 것으로, 특히 유연하고 일반적으로 실시하는 관 베이킹 공정(tube baking cycle)으로 베이킹되며, 음극선관(picture tube)의 알루미늄 처리된 앞면판(faceplate)에 래커필름(lacquer film)용 솔벤트인 베이스(base) 내에 콜로이드 흑연 현탁액(colloidal graphite suspension)을 포함하는 스터드 코팅(stud coating)에 관한 것이다.

Description

스터드코팅 제조 방법

본 발명은 칼라 텔레비전 음극선관(cathode ray picture tubes)에 관한 것이며, 특히, 칼라 음극선관(color cathode ray tube) 전자빔 가리개(shadow mask)와 스크린된 앞면판(screened faceplate) 사이에 전기 경로(electrical path)를 제공하는 스터드코팅 조성물(composition)과 그 제조 방법에 관한 것이다.

컬러 텔레비전 음극선관(color television cathode ray picture tube)은, 깔때기(funnel)와 그 깔때기의 나팔모양 끝(flared end)에 밀봉된 앞면판(faceplate)으로 된 유리구(glass bulb)로 되어있다. 전자총은 하나 이상의 전자빔을 제공하고, 상기 깔때기의 목부분에 설치되어 있다. 상기 앞면판은, 상기 전자빔에 의하여 여기되는 형광물질들의 그룹이 증착된(deposited) 거의 평평한 면으로 되어 있다. 상기 전자빔 가리개는 하나의 전자빔으로 하여금 형광물질을 여기시키도록 그 형광물질들을 가로막아(masking) 색을 선택하게 한다. 상기 전자빔 가리개는, 상기 앞면판으로부터 연장되어 만들어진 금속 스터드들과 분리가능하게 결합된 복수개의 지지 용수철(suspension springs)에 의하여 상기 앞면판에 정확하게 부착된다. 전기적인 도전성을 갖는 콜로이드 흑연의 코팅은, 상기 깔때기 안쪽 벽에 가해지고, 깔때기 벽에 있는 양극접촉 버튼(anode button)을 통하여 인가되는 높은 전압이 걸린다.

알루미늄으로 된 전자투과 필름을 만들어 형광 스크린을 알루미늄으로 처리하는 것은 공지의 기술이다. 상기 전자투과 필름은, 거울 작용을 하고, 형광물질에 의하여 발생되어 뒤쪽으로 향하는 빛을 반사시킴으로써, 디스플레이(display) 밝기를 증가시킨다. 래커(lacquer)와 같은 유기 필름(organic film)은, 알루미늄을 가하기 전에 형광증착부(phosphor deposits) 위에 가해진다. 상기 유기 필름은 형광증착부에서 평평하지 않은 면을 채우고, 알루미늄이 증착될 수 있도록 매끄러운 면을 만들어, 래커의 부드러운 특징을 살린다.

전자빔 가리개와 알루미늄 필름에는 반드시 깔때기 코팅부에 걸린 양극 전압이 가해져야 한다. 상기 양극 전압(anode voltage)이 가해지는 전기경로는, 깔때기 코팅부와 연결된 전자빔 가리개로부터 연장된 하나 이상의 용수철들을 포함한다. 상기 전자빔 가리개에 걸린 양전위(anode potential)는, 전자빔 가리개 지지 용수철들(shadow mask suspension springs)을 통하여, 알루미늄 필름과 금속지지 스터드들(metal support studs)이 연결된다. 상기 알루미늄 필름에 전기가 통하는 경로를 만들기 위하여, 상기 금속지지 스터드들은, 상기 알루미늄 필름으로 연장되는 전도성(conductive) 무스태쉬(moustache)로 칠해진다. 일반적으로, 상기 전도성 무스태쉬로 된 물질을 스터드코팅(stud coating)이라고 말한다.

스터드코팅으로 널리 사용되는 종래의 전도성 물질은, 솔(brush)로 칠할 수 있는 수용성 규산염(water-soluble silicate)이다. 관 베이킹 처리(tube baking process)를 계속하면, 물이 빠져나가고 스터드와 알루미늄 필름 사이에는 딱딱하고 전도성을 갖는 필름이 남는다. 수성 용액(water based solutions)은, 결합제(binder)로서 보통 규산칼륨(potassium silicate)이나 규산나트륨(sodium silicate)을 포함하고, 젖은 상태로 있는 것만은 아니고 성분들(components)을 접착하는 것만도 아니다. 결과적으로, 코팅의 조각들은 스터드들과 유리영역(glass area)을 엷은 조각으로 벗겨내어, 전자빔 가리개에 있는 한 개 이상의 구멍을 막아서 전자관을 나쁘게 만든다. 상기 전자총 영역(gun area)에 있는 상기 입자들(particles)은 전극 사이에 아크(arc) 현상 및/또는 음극 중독(cathode poison) 현상을 일으킨다. 수용성 코팅들(water-soluble coatings)은, 알루미늄으로 된 다음에 그리고 스터드 데그(Dag)를 하기 전에 좀 더 베이킹 처리가 더 되어야 한다.

발명자가 제니스 전자 주식회사(Zenith Electronics Corporation)에 양도한 미국특허 제 4,289,800호와 제 4,301,041호에는, 상기 설명한 종래 기술의 문제점을 해결하고, 알루미늄으로 한 다음에 베이킹하는 단계를 없애서, 생산 공정에 드는 비용을 줄인 것에 관한 내용을 담고 있다. 또한, 본 발명에서 참조로 인용한 상기 특허들은, 래커필름(알루미늄 필름 아래에 있음)과 페인트 칠할 정도의 점도(viscosity)를 갖는 두껍게 하는 작용제(thickening agent)를 위한 휘발성 용매(evaporable solvent)에서 반유리원료인 프릿(frit) 알갱이들과 콜로이드 형태의 흑연(colloidal graphite)의 혼합물(mixture)을 포함하는 스터드 코팅 조성물과 그 조성 방법을 게시한다. 많은 작은 구멍을 갖는 알루미늄 필름을 통하여, 상기 용매는, 래커 층으로 스며들고 레어 오븐(Lehr oven)의 의한 관 베이킹 과정(tube baking cycle)에서 배출된다. 상기 인용한 참조 특허의 발명에서 설명된 스터드코팅 용액과 그 용액 제조 방법은, 산업 현장에서 널리 이용되고, 여러 해를 걸쳐 좋은 반응을 얻고 있다.

상기 인용한 참조 발명에 설명된 반유리원료인 프릿(frit) 형태의 스터드코팅은, 생산 공정(production process) 중에서 브레이크다운(breakdown)이나 인터럽션(interruption) 동안에 결함이 발생한다. 특히, 생산 라인(production line)이 멈춤으로써 생기는 늘어난 시간 동안에, 높은 온도의 레어(Lehr) 오븐에서 영향을 받는 관에는 상기 문제점이 생긴다. 반유리원료인 프릿에 있는 산화납(lead oxide)은, 흑연에 있는 탄소와 반응하여 이산화탄소와 납을 만들고, 스터드 코팅이 갖는 전도성을 없앤다. 많은 경우에서, 생산 라인이 정지된 동안과 그 정지시간에 늘어난다고 해도, 레어 오븐을 제어하여 상기 문제점을 없애는 데 주의해야 하지만, 아직도 그 문제점을 해결하는 것은 여전히 어려운 과제로 남아 있다. 산업 현장에서 아크와 본질적인 오동작을 일으킨다고 해도, 관의 마지막 검사와 시험에 합격시키디 위하여 충분한 양으로 스터드 코팅을 하는 것은 상기 문제점을 더욱 복잡하게 한다. 음극선관의 정해진 시험 동안에는 일어나지 않기 때문에, 상기와 같은 문제점이 일어나는 수는 많지 않지만, 일단 일어나기만 하면, 음극선에 크게 영향을 주고 소비자에게는 많은 비용 부담을 준다.

본 발명의 주목적은 칼라음극선관의 성능 신뢰도를 향상시키는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 칼라음극선관의 제조 비용을 줄이는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 아크를 최소로 일으키는 스터드코팅을 한 음극선관을 제공하는 데 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 칼라음극선관(color cathode ray tube)은 래커필름(lacquer film)과 알루미늄 필름이 연속해서 겹쳐진 형광물질을 함유한 영상 앞면판(image faceplate)으로 되어 있다. 전자빔 가리개(shadow mask)는 상기 앞면판으로부터 늘어서 있는 복수개의 금속 스터드에 의하여 앞면판에 고정되어 있다. 전기 브리지(electrical bridge)는, 스터드를 통하여 전자빔 가리개와 알루미늄 필름 사이에 있고, 스터드코팅은 알루미늄 필름을 양극 전위에 걸리게 한다. (널리 알려진 바와 같이, 전자빔 가리개는 코양극 전압에 연결되고, 그 양극 전압은 음극선관 앞면판과 깔때기 사이를 전도성이 없는 반유리원료인 프릿 밀봉(frit seal)을 연결하는 용수철에 의하여, 깔때기 안쪽과 연결된 코팅에 걸려 있는 전압이다.)

본 발명에 따라, 스터드 코팅 전기 브리지나 무스태쉬(moustache)를 제공하는 개선된 베이크 경화용액(bake-harden solution)은, 마이크론 크기(micron-size)의 흑연 알갱이들로 된 혼합물을 포함한다. 상기 알갱이들은 래커필름을 위한 증발성 용매에서 떠다니는 현탁액이다. 상기 현탁액은 솔(brush)을 써서 칠할 수 있을 정도의 점성을 갖도록 충분한 양으로 두껍게 하는 두께 작용제(thickening agent)를 포함한다. 상기 현탁액 스터드와 알루미늄 필름 사이에 상기 용액을 칠하면, 상기 용액은 래커 필름 내부로 스며든다. 상기 관이 베이크(bake) 되면, 상기 용액은 전자빔 가리개와 알루미늄 필름 사이를 전기적으로 연결하여 전도성을 갖는 브리지를 만든 상태로 굳는다.

상기 용액은 200에서 800 센트리포이즈(centripoises) 범위의 점도를 가질 수 있고, 약 550 센트리포이즈 정도면 적절하다. 베이킹된 다음에는, 상기 용액은 단위 면적마다 100에서 500 옴(ohms) 정도의 전기저항을 갖는다. 본 발명의 따른 전기 전도성 스터드 코팅은, 다음과 같은 방식으로 1 갤런(gallon)을 만든다. 다른 공급원들에 의하여 공급되는 동등한 물질이 사용될 수도 있다.

아크릴 수지 스톡 용액(acrylic resin sock solution)은, 225 그램의 아크릴 수지(Elvacite 2044-Source ICI Acrylics)를 2025그램의 정제된 부틸 셀레솔브(butyl cellosolve ; 피셔 사이언티픽 주식회사(Fisher scientific Co.) 제품의 E179)에 용해시켜서 만든다.

적당한 용기(2000 ml의 비커)에 부틸 셀로솔브 225그램을 재서, 675그램의 N-부틸 아세테이트(N-butyl acetate ; 피서 사이언티픽 주식회사(Fisher scientific Co.) 제품인 B-396)와 630 그램의 수지 결합제(resin binder)에 넣어서, 그 용액이 균일한 수지 결합용액이 될 때까지 휘젓는다.

아래 표에 있는 물질을 약 8000 그램의 분쇄 매개물이 담겨 있는 볼밀(ball mill)에 넣는다.

볼 항아리(ball jar)를 22에서 24 시간 동안 회전시키고, 1갤론의 용기에 가루로 된 코팅 현탁액을 넣는다.

상기와 같은 코팅제 준비작업은, 취급 관계된 사람이 고무장갑, 방독 마스크, 실험실복, 머리띠, 신발 덮개와 같은 것을 입고 사전 조치를 한 다음에, 바람이 잘 통하는 곳에서 실시해야 한다. 왜냐하면, N-부틸 아세테이트와 수지 결합제 용액은 가연성이기 때문이다.

본 발명에 따라 준비되어 사용되는 스터드코팅은, 반유리원료인 프릿으로 된 스터드 코팅을 사용함으로써, 상기 설명한 문제점들을 없앤다. 새로운 스터드 코팅의 주요 특징은 플레이킹(flacking)에 대하여 공정 처리한 다음에 저항(resistance)을 개선하였다. 또한, 본 발명에 따른 스터드코팅은, 비용이 적게 들고 음극선관에 대하여 추가로 베이크할 필요가 없다.

시험할 때에, 종래 기술의 프릿을 바탕으로 한 스터드코팅은, 스터드 필름과 알루미늄 필름에 가해지고, 2시간 동안 섭씨 450도의 온도에 영향을 받는다. 즉, 코팅의 고유저항은 300에서 73,000옴(ohms)으로 커지고, 같은 조건에서, 새로운 스터드코팅의 고유저항은 300옴이 된다.

음극선관을 생산하는 라인(line)이 가동될 때, 스터드 아크로 인한 불합격품은 종래 기술의 프릿을 바탕으로 한 스터드 코팅에서는 0.3% 정도였으나, 본 발명에 따른 스터드코팅은, 그 스터드 아크로 인한 불량품은 생기지 않는다.

지금까지, 음극선관에서 알루미늄 필름 전도성에 대한 스터드의 문제점을 해결한 새로운 스터드코팅 조성물과 그 조성 방법에 관한 것을 설명했다.

본 발명에 따라 조성된 스터드코팅은, 반유리원료인 프릿으로 된 스터드코팅을 사용함으로써, 플레이킹(flacking)에 대하여 공정 처리한 다음에 저항(resistance)을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 비용을 줄이고 음극선관을 추가로 베이크할 필요가 없다. 또한 음극선과 생산라인에서 스터드 아크로 인한 불량품을 없앴다.

본 발명의 실시예로부터 당업자는 발명의 정신과 범위에 없이 많은 변경이 있을 수 있다는 것을 익히 알 수 있을 것이다. 본 발명은 청구항에서 정의한 바에 의하여 제한된다.

Claims (9)

1. 스터드코팅(stud coating)을 제조하는 방법에 있어서,

   콜로이드 흑연 혼합물(colloidal graphite mixture)을 제공하는 단계와,

   알루미늄 처리된 음극선관 앞면판(face plate)의 래커 필름(lacquer film)에 스며들 수 있는 아크릴 수지용액(acrylic resin solution)을 준비하는 단계와,

   수지 결합용액(binder solution)을 준비하는 단계와,

   상기 용액들과 상기 흑연 혼합물을 가루로 만드는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스터드코팅 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 아크릴 수지용액은 부틸 셀로솔브(butyl cellosolve)에 아크릴 수지를 녹여서 만들어지는 것을 특징으로 하는 스터드코팅 제조방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 수지 결합용액은,

   부틸 셀로솔브(butyl cellosolve)와, N-부틸 아세테이트(N-butyl acetate)와 수지 결합제(resin binder)를 균일한 혼합물(homogeneous mixture)로 만들어 준비하는 것을 하는 스터드코팅 제조방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 스터드코팅용액의 무게 백분율은,

   16%의 콜로이드 흑연과,

   14%의 수지(결합제)와,

   5%의 아크릴 수지와,

   15%의 N-부틸 아세테이트와,

   50%의 부틸 셀로솔브를 포함하는 것을 특징으로 하는 스터드코팅 제조방법.
5. 칼라음극선관 앞면판에 있는 스터드와 알루미늄 필름을 전기적으로 연결하는 스터드코팅에 있어서,

   상기 알루미늄 필름 아래에 있는 래커 층을 투과할 수 있는 아크릴 수지용액에 분산된 콜로이드 흑연과,

   관을 베이킹하는 동안에 상기 래커 층과 플레이킹(flaking)이 일어나지 않도록 유연한 상기 전도 연결부(conductive connection)를 베이킹하여 만들어진 상기 코팅에 있는 유기 용매(solvent)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스터드코팅 제조방법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 코팅은,

   아크릴 수지 용액과,

   수지 결합용액을 포함하는 것을 특징으로 하는 스터드코팅 제조방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 아크릴 수지 용액은,

   부틸 셀로솔브 용액에 용해되는 아크릴 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 스터드코팅 제조방법.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 수지 결합용액은,

   수지 결합제와, N-부틸 아세테이트와, 부틸 셀로솔브를 포함하는 것을 특징으로 하는 스터드코팅 제조방법.
9. 제 8항에 있어서,

   상시 코팅의 무게 백분율은,

   16%의 콜로이드 흑연과,

   14%의 수지(결합제)와,

   5%의 아크릴 수지와,

   15%의 N-부틸 아세테이트와,

   50%의 부틸 셀로솔브를 포함하는 것을 특징으로 하는 스터드코팅 제조방법.