KR20010050018A - 밀봉 조성물 - Google Patents

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세야 히로미치
아사히 가라스 가부시키가이샤
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Abstract

80 중량 % 내지 98.99 중량 % 의 Pbo-ZnO-B2O3-SiO2형 결정질 저융점 유리 분말, 0.01 내지 5 중량 % 의 지르콘 분말, 1 내지 19.99 중량 % 의 α-알루미나 분말 및 0 내지 10 중량 % 의 저팽창 세라믹 충전제를 포함하는 조성물의 100 중량부에, 0.0001 내지 3 중량의 총량으로 혼입된 α-4PbO·B2O3결정 분말 및 Pb3O4분말로부터 하나이상의 구성원을 갖는 밀봉 조성물.

Description

밀봉 조성물{SEALING COMPOSITION}
본 발명은 발색 양극관의 판넬 및 깔때기를 밀봉하는 데 유용한 밀봉 조성물에 관한 것이다.
발색 양극관의 판넬 및 깔때기는 Pbo-ZnO-B2O3-SiO2형 저융점 유리를 함유하는 밀봉 조성물로써 밀봉되어 왔다. 즉, 이러한 밀봉 조성물은 페이스트에 형성되어, 다음에 밀봉 부분위에 도포되고 30 분 내지 40 분간 440 내지 470 ℃ 의 온도에서 유지되어, 그로인해 판넬 및 깔때기가 밀봉된다. 다음에 밀봉된 판넬 및 깔때기의 내부 (예컨대, 발색 양극관의 진공 방전관) 를 300 내지 380 ℃ 의 고온에서 10-6토르이하의 고진공 수준으로 비운다.
이러한 밀봉 조성물로서, JP-A 제 8-225341 호는 Pbo-ZnO-B2O3-SiO2형 저융점 유리 및 4 중량 % 의 알루미나 분말을 함유하는 밀봉 조성물을 개시하고 있다.
최근 수년간, 발색 양극관의 크기의 대형화 및 평평한 판넬의 추세의 발전에 따라, 발색 양극관의 진공 방전관의 중량이 증가하였다 (중량은 더욱 증가하는 경향이 있는 데, 이것은 평평한 판넬을 사용함으로써 발색 양극관의 진공 방전관의 강도가 약화되는 것을 방지하기 위해 유리 두께를 더 증가시킬 필요가 있기 때문이다). 이러한 환경하에서, 발색 양극관의 진공 방전관의 중량을 감소시키는 것이 바람직하다.
대형 발색 양극관의 진공 방전관의 중량의 감소시키기 위해, 판넬 및 깔때기의 유리 두께를 줄일 필요가 있다. 하지만, 유리 두께를 줄이면, 판넬 및 깔때기의 밀봉 부분의 강도가 감소되는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하고 (발색 양극관의 진공 방전관과 같은) 밀봉된 생성물의 강도를 향상시킬 수 있는 밀봉 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 80 중량 % 내지 98.99 중량 % 의 Pbo-ZnO-B2O3-SiO2형 결정질 저융점 유리 분말, 0.01 내지 5 중량 % 의 지르콘 분말, 1 내지 19.99 중량 % 의 α-알루미나 분말 및 0 내지 10 중량 % 의 저팽창 세라믹 충전제를 포함하는 조성물의 100 중량부에, 0.0001 내지 3 중량의 총량으로 혼입된 α-4PbO·B2O3결정 분말 및 Pb3O4분말로부터 하나이상의 구성원을 갖는 밀봉 조성물을 제공하는 것이다.
이제, 본 발명은 참고로 바람직한 구현예로써 더욱 상세한 설명된다.
본 발명의 밀봉 조성물은 통상적으로 부형제와 혼합하여 페이스트를 수득한다. 상기 부형제는 예를 들어, 이소아밀 아세테이트에 용해된 니트로셀룰로스를 갖는 용액일 수 있다. 페이스트는 예를 들어, 발색 양극관의 판넬 및 깔때기가 밀봉된 부분에 도포된다음, 베이크된다. 이러한 경우에, 베이킹하는 것은 예를 들어, 30 내지 40 분간 400 내지 450 ℃ 의 온도에서 도포된 페이스트를 유지함으로써 수행된다.
본 발명에서, 결정질 유리는 시차 열 분석에서 열 발생 피크가 나타나는 유리이며, 이때 온도는 10 ℃/분의 속도로 상승하며 2 시간 동안 350 ℃ 내지 500 ℃ 에서 유지된다. 즉, 상기 조건하에서 결정화되는 유리이다. 바람직하게는, 유리는 시차 열 분석에서 열 발생 피크가 나타나는 유리이며, 이때 온도는 10 ℃/분의 속도로 상승하고 2 시간 동안 400 내지 450 ℃ 의 온도에서 유지된다.
본 발명에서, 저융점 유리는 600 ℃ 이하의 연화점을 갖는 유리이다.
본 발명에서, Pbo-ZnO-B2O3-SiO2형 결정질 저 융점 유리는 Pbo, ZnO, B2O3및 SiO2를 함유하는 결정질 유리이고, 이때 350 내지 500 ℃ 의 온도에서 유지될 때, 제 1 결정 (2Pbo·ZnO·B2O3) 은 시간의 경과에 따라 나타나고, 제 2 결정 (α-4Pbo·B2O3) 는 침전된다. 바람직하게는, 400 내지 450 ℃ 의 온도에서 유지될 때, 제 1 결정 및 제 2 결정은 상기 기재된 바와 같이 침전된다.
본 발명에서, 저팽창 세라믹 충전제는 실온내지 70 ×107/℃ 이하인 300 ℃ (이후 단순히 팽창 계수라 함) 의 범위내에 평균 선형 팽창 계수를 갖는 세라믹 분말이다. 하지만, 지르콘 분말 및 α-알루미나 분말은 배제한다.
본 발명의 밀봉 조성물에서, 저팽창 세라믹 충전제는 바람직하게는, 효율적인 취급 관점에서, 근청석, 멀라이트, 티탄납, 실리카, β-유크립타이트, β-리티아휘석 및 β-석영 고체 용액으로 구성된 군으로부터 선택된 하나이상의 구성원이다.
본 발명의 밀봉 조성물에 의해 밀봉된, 발색 양극관의 판넬 및 깔때기의 내부는 300 내지 380 ℃ 의 고온에서 10-6토르이하의 고진공 수준으로 통상적으로 진공된다. 그때, 본 발명의 베이크된 밀봉 조성물은 유동이나 발포가 없다.
본 발명의 베이크된 밀봉 조성물 (이후 베이크된 생성물이라 함) 의 팽창 계수는 발색 양극관의 판넬 및 깔때기의 팽창계수를 조절하기위해 바람직하게는, 70 ×10-7내지 110 ×10-7/℃, 더욱 바람직하게는, 80 ×10-7내지 110 ×10-7/℃, 특히 바람직하게는, 85 ×10-7내지 105 ×10-7/℃, 가장 바람직하게는, 90 ×10-7내지 100 ×10-7/℃ 이다.
이제 본 발명의 밀봉 조성물의 조성이 설명되며, 이때 중량 % 는 단순히 % 로 표시된다.
Pbo-ZnO-B2O3-SiO2형 결정질 저 융점 유리 분말은 유동성을 제공하고 필수적인 성분이다. 98.99 % 를 초과하면, 구워진 생성물의 팽창 계수가 너무 커지는 경향이 있어서, 그로인해 밀봉 생성물이 쉽게 부러진다. 바람직하게는, 98 % 이다. 80 % 미만이면, 유동성이 너무 낮아져서, 밀봉 생성물의 공기 압축이 쉽게 낮아진다. 바람직하게는, 85 % 이상, 더욱 바람직하게는, 90 이상이다.
지르콘 분말은 결정화를 가속화하여 그로인해 베이킹 시간을 단축시키거나 배이크 생성물의 팽창 계수를 규정 수준까지 낮추게 한다. 5 % 를 초과하면, 유동성이 너무 낮아지게 된다. 바람직하게는, 1 % 이하, 더욱 바람직하게는, 0.5 % 이하이다. 0.01 % 미만이면, 효과가 너무 작아진다. 바람직하게는, 0.05 % 이상이다.
α-알루미나 분말은 강도를 증가시키고 규정된 수준까지 베이크 생성물의 팽창 계수를 낮추며, 필수적인 성분이다. 19.99 % 를 초과하면, 유동성이 너무 낮아진다. 바람직하게는, 15 % 이하이고, 더욱 바람직하게는, 10 % 이하이다. 1 % 미만이면, 효과가 너무 작아진다. 바람직하게는, 1.5 % 이상, 더욱 바람직하게는, 2 % 이상이고, 특히 바람직하게는, 2.5 %, 가장 바람직하게는, 4 % 이상이다.
저팽창 세라믹 충전제는 베이크 생성물의 팽창 계수를 규정된 수준까지 낮추는 성분이며, 이를 10 % 이하로 혼입할 수 있다. 10 % 를 초과하면, 유동성이 낮아지기 쉽다. 더욱 바람직하게는, 7 % 이하, 특히 바람직하게는, 5 % 이하, 가장 바람직하게는, 2 % 이하이다.
α-4PbO·B2O3결정질 분말 및 Pb3O4분말은 결징질 저융점 유리 분말의 결정화를 위한 씨드 결정이고, 이들은 제 2 결정 (α-4PbO·B2O3)의 침전을 가속화한다. 적어도 한 성분을 혼입하는 것은 필수적이다. 제 2 결정의 침전으로 인해, PbO 결정의 침전이 억제된다. PbO 결정의 침전은 판넬 및 깔때기의 밀봉 부분의 전기적 절연 특성이 약화시킨다.
이러한 전기적 절연 특성은 전압 (30,000 V) 이 밀봉 부분의 외부 및 내부를 가로질러 적용될 때 밀봉 부분의 외부 및 내부 사이에 흐르는 전류 (누전) 에 의해 평가된다. 누전은 바람직하게는, 30 nA 이하이다. 밀봉 부분의 내부는 판넬 및 깔때기를 가진 발색 양극관의 진공 방전관의 내부면에 밀봉 부분의 표면을 의미하고, 밀봉 부분의 외부는 발색 양극관의 진공 방전관의 외부 면에 밀봉 부분의 표면을 의미한다.
α-4PbO·B2O3결정질 분말 및 Pb3O4분말의 총 함량이 상기 4 개 성분 (예컨대, Pbo-ZnO-B2O3-SiO2형 결정질 저 융점 유리 분말, 지르콘 분말, α-알루미나 분말 및 저팽창 세라믹 충전제) 의 총 함량의 100 중량부당 3 중량부를 초과하면, 소결 안정성이 감소한다. 총 함량은 바람직하게는, 1 중량부이하, 더욱 바람직하게는, 0.3 중량부이하이다. 0.0001 중량부 미만이면, 제 2 결정의 침전을 가속화하는 효과가 적어지는 경향이 있다. 바람직하게는, 0.0002 중량부이상, 더욱 바람직하게는, 0.0003 중량 % 이상, 특히 바람직하게는, 0.001 중량 % 이상, 가장 바람직하게는, 0.01 중량 % 이상이다.
α-4PbO·B2O3결정질 분말은 예를 들어, 하기와 같이 제조할 수 있다. 즉, PbO : B2O3의 비가 4 몰 : 1 몰을 갖도록 제조된 재료는 1 시간 동안 900 ℃ 에서 용융되고, 편상으로 형성된다음 1 시간 동안 440 ℃ 에서 열처리되고, 그 결과 생성물이 미리 정해진 시간 동안 볼밀에서 미분되어 분말이 수득된다.
Pb3O4분말은 예를 들어, 시판용 생성물일 수 있다.
본 발명의 밀봉 조성물은 상기 기재된 성분을 포함한다. 하지만, 다른 성분은 또한 예컨대, 조성물 100 중량부당 5 중량부이하의 총량으로, 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위내에서 혼입될 수 있다. 이러한 다른 성분으로서, 예를 들어, 내열성 블랙 안료와 같은 안료를 언급할 수 있다.
Pbo-ZnO-B2O3-SiO2형 결정질 저 융점 유리 분말은 바람직하게는, 하기를 포함한다 :
PbO 71 내지 84 중량 %,
ZnO 8 내지 16 중량 %,
B2O37 내지 10 중량 %,
SiO21 내지 3 중량 %,
BaO 0 내지 3 중량 %,
SrO 0 내지 3 중량 %,
Li2O 0 내지 3 중량 %,
Na2O 0 내지 3 중량 %,
k2O 0 내지 3 중량 %,
Al2O30 내지 5 중량 %, 및
Bi2O30 내지 10 중량 %.
더욱 바람직하게는, 하기를 포함한다 :
PbO 71.5 내지 78 중량 %,
ZnO 10.5 내지 14.5 중량 %,
B2O37 내지 10 중량 %,
SiO21.65 내지 3 중량 %,
BaO 0.1 내지 1.85 중량 %,
SrO 0 내지 1.5 중량 %,
Li2O 0 내지 1.5 중량 %,
Na2O 0 내지 3 중량 %,
k2O 0 내지 3 중량 %,
Al2O30 내지 5 중량 %, 및
Bi2O30 내지 10 중량 %.
BaO, CaO 및 SrO 의 총 함량은 바람직하게는, 0.1 내지 1.85 중량 % 이고, ZnO/PbO 의 중량비, 예컨대, ZnO 함량 대 PbO 함량의 중량비는 바람직하게는, 0.14 내지 0.20 의 범위이내이다.
상기 조성물은 하기에서 설명되며, 이때 중량 % 는 단순히 % 로 나타낸다.
PbO 의 함량은 71 % 미만이고, 연화점이 너무 높아서, 그로인해, 유동성이 악화되고, 강도가 감소되고/되거나 밀봉 부분의 공기 압축이 약화되는 경향이 있다. 바람직하게는, 71.5 % 이상, 더욱 바람직하게는, 74.5 % 이상이다. 84 % 를 초과하면, 연화점이 너무 낮아지는 경향이 있어서, 소모되는 동안에 온도 상승 속도를 현저히 올리기가 어렵게 된다. 바람직하게는, 78 % 이하, 더욱 바람직하게는, 77 % 이하, 특히 바람직하게는, 76 % 이하이다.
ZnO 의 함량이 8 % 미만이면, 연화점이 너무 높아지는 경향이 있어서, 결정화가 되기 어렵다. 바람직하게는, 9 % 이상, 더욱 바람직하게는, 10.5 % 이상, 특히 바람직하게는, 11.5 % 이상, 가장 바람직하게는, 12.1 % 이상이다. 16 % 를 초과하면, 유리가 용융하는 동안 탈유리화(devitrification) 하게 되는 결과가 된다. 바람직하게는, 14.5 % 이하, 더욱 바람직하게는, 13.5 % 이하이다.
ZnO/PbO 의 중량비, 예컨대, ZnO 함량 대 PbO 함량의 중량비는 소모되는 동안, 짧은 시간에서의 밀봉 및 고온 상승 속도 모두를 충족하는 매개변수이고, 이는 바람직하게는, 0.14 내지 0.20 의 범위이내이다. 0.14 미만이면, 소모동안에 온도 상승 속도는 충분히 크지 않을 수 있다. 더욱 바람직하게는, 0.15 이상이다. 0.20 을 초과하면, 유동성이 감소하는 경향이 있고, 강도가 감소하는 경향이 있다. 또한, 결정화가 어려워지고 짧은 시간내의 밀봉이 어려워진다. 더욱 바람직하게는, 0.18 이하이다.
B2O3가 7 % 미만이면, 연화점은 너무 높아지고, 유동성은 감소한다. 바람직하게는, 8 % 이상이다. 10 % 를 초과하면, 화학적 내구성은 약화되는 경향이 있다. 바람직하게는, 9.5 % 이하이다.
SiO2의 함량은 소모되는 동안 온도 상승 속도를 증가시킬 수 있는 중요한 매개변수이다. 1 % 미만이면, 결정화 속도는 너무 크고, 소모되는 동안 온도 상승 속도를 충분히 크게하는 데 어려움이 있다. 바람직하게는, 1.65 % 이상, 더욱 바람직하게는, 1.7 % 이상이다. 함량이 허용되는 범위 내에 상한의 근처에서, 특성은 하한 근처에서 극적으로 변하지는 않을 것이다. 하지만, 3 % 를 초과하면, 연화점은 너무 높고, 유동성은 감소하는 경향이 있다. 바람직하게는, 2.5 % 이하이다.
BaO 는 필수적이지는 않지만, 소모되는 동안 짧은 시간에 밀봉 및 고온 상승 속도 모두를 충족시키기위해 3 % 이하를 함유할 수 있다. 3 % 를 초과하면, 결정화 속도가 너무 작아지고, 밀봉이 짧은 시간에 수행될 수 없다. 더욱 바람직하게는, 1.85 % 이하, 특히 바람직하게는, 1.80 % 이하이다. 소모되는 동안에, 온도 상승 속도를 증가시키는 것이 바람직할 때, BaO 는 바람직하게는, 0.1 % 이상, 더욱 바람직하게는, 0.6 % 이상으로 혼입되는 것이 바람직하다.
CaO 및 SrO 는 필수적이지는 않지만, 유리의 융점 특성을 향상시키기 위해 각각 3 % 이하로 혼입될 수 있다. 함량이 3 % 를 초과하면, 결정화 속도는 너무 작은 경향이 있다. 더욱 바람직하게는, 각 함량은 1.5 % 이하이다.
BaO, CaO 및 SrO 의 총량은 접착 특성을 향상하기 위해, 바람직하게는, 0.1 내지 1.85 % 이다. 0.1 % 미만이면, 접착 특성은 향상되지 않을 수 있다. 바람직하게는, 0.5 % 이상이다. 총량이 1.85 % 를 초과하면, 결정화 속도는 너무 작게된다. 더욱 바람직하게는, 1.8 % 이하이다.
LiO, NaO 및 K2O 는 필수적이지는 않지만, 유리의 융점 특성을 향상시키기 위해 각각 3 % 이하로 혼입될 수 있다. 3 % 를 초과하거나 정전기 단열 특성이 약화될 있다.
Al2O3는 필수적이지는 않지만, 화학 내구성을 향상시키기위해 5 % 이하로 혼입할 수 있다. 5 % 를 초과하면, 유동성이 약화될 수있다.
B2O3는 필수적이지는 않지만, 유동성을 향상시키기위해 100 % 이하로 혼입할 수 있다. 10 % 를 초과하면, 결정화가 불량해 진다.
PbO-ZnO-BO-SiO 형 결정질 저융점 유리 분말은 바람직하게는, 상기 기재된 성분을 포함한다. 하지만, 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위내에서 30 % 이하의 총량으로 다른 성분을 함유할 수도 있다. 상기 다른 성분으로서, 예를 들어, Fe2O 같은 착색제를 언급할 수 있다.
또한, 할로겐, 특히 불소는 발색 양극관을 사용하는 동안에 기체화하고 발색 양극관의 전자총의 특질이 약화 (발광 쇠퇴 현상) 되기쉬우므로, 할로겐 특히 불소를 함유하는 것은 바람직하지 않다.
이제, 본 발명의 밀봉 조성물에 의해 밀봉된 발색 양극관의 진공 방전관 (이후 진공 방전관이라 함) 을 설명한다.
진공 방전관은 본 발명의 밀봉 조성물과 부형제를 혼합하여 페이스틀 수득하고, 상기 페이스트를 판넬 및 깔때기의 부분에 도포하여 밀봉한 후, 베이킹하여 제조한다.
진공 방전관에 사용될 판넬 및 깔때기의 0 ℃ 내지 300 ℃ 의 범위내에서 평균 선형 팽창 계수 (이후 JIS 팽창 계수라 함) 를 JIS R3102 에 따라 측정하고, 바람직하게는, 97 ×10-7내지 99 ×10-7℃ 의 범위 이내이다.
진공 방전관의 밀봉된 판넬 및 깔때기를 갖는 부분의 강도 (밀봉 강도) 는 이후 기재될 4 점 만곡 강도 시험 방법에 의해 측정한다. 측정은 9 회 수행되고, 평균값을 밀봉 강도로 간주한다.
(1) 60 mm ×30 mm ×9 mm 의 시편을 각각의 판넬 및 깔때기로부터 취하고 60 mm ×9 mm 의 표면을 거울 마무리재로 연마한다. 반면에, 밀봉 조성물을 부형제와 혼련하여 페이스트를 수득한다. 부형제로서, 이소아밀 아세테이트에 용해된 1.2 % 의 니트로셀룰로스를 갖는 것을 사용한다.
(2) 페이스트를 깔때기 시험 편의 표면을 거울-마무리칠된 표면상에 도포하고 판텔 시험편을 거기에 두어 거울-마무리된 그의 표면을 페이스트-코팅된 표면과 닿게 하여, 이들 집합체를 전기로에서 태워서 판넬 시험편 및 깔때기 시험편을 결합시킨다.
(3) 상기 결합된 시험편의 결합된 표면상에 수직 방향으로 폭 5 mm 를 갖는 시험편 (5 mm ×60 mm 9 mm) 을 절단하고 강도 시험편으로서 사용한다.
(4) 상기 강도 시험편을 이용하여, 4 점 만곡 강도 시험 (상부 거리 : 20 mm, 하부 거리 : 50 mm, 크로스헤드 속도 : 0.1 mm/분) 을 수행하고, 강도를 계산한다.
밀봉 강도가 500 kgf/cm2미만이면, 발색 양극관의 진공 방전관의 중량을 감소하기가 어렵다. 바람직하게는, 적어도 520 kgf/cm2이상이다.
판넬 및 깔때기의 밀봉 부분의 외부와 내부사이를 흐르는 전류 (누전) 는 30,000 V 가 진공 방전관의 밀봉 부분의 외부와 내부를 가로질러 적용될 때, 30 nA 를 초과하고, 밀봉 부분은 절연 파괴가 되기 쉽다.
이제, 본 발명은 실시예를 참고로 더 상세히 설명될 것이다. 하지만, 본 발명은 상기 특정한 실시예로 국한되지 않는다 것으로 주지되어야 한다.
실시예 1 내지 8
출발 물질을 통상적인 방법에 따라 제조하고 혼합하고, 이들을 용융하고 1,000 내지 1,200 ℃ 의 온도에서 유리화하였다. 다음에, 유리화 생성물을 물 과립화를 수행하거나 또는 롤러에 통과시켜 편상을 형성하였다. 다음에, 편상을 규정된 시간동안 볼밀을 수득하여 표 1 에서 PbO 에서 BaO 까지 열에 중량 % 으로 나타내는 조성물을 갖는 유리 분말을 수득한다. 표 1 에서 ZnO/PbO 의 열에서, ZnO 함량 대 PbO 함량의 중량비를 나타낸다. 이렇게 제조된 유리의 연화점은 표 1 에 나타난 바와 같이, ℃ 로 나타나며, 모두 600 ℃ 이하이다. 또한, 이들 유리 분말은 400 ℃ 내지 450 ℃ 의 온도에서 유지되었고, 제 1 결정 (2Pbo·ZnO·B2O3) 은 시간의 경과에 따라 나타나고, 제 2 결정 (α-4Pbo·B2O3) 는 침전된다.
다음에, 상기 유리 분말, 지르콘 분말, α-알루미나 분말, 저 팽창 세라믹 충전제 및 Pb3O4분말을 표 1 에서 유리에서부터 Pb3O4까지의 열 (row) 에서 나타난 중량비로 혼합하여 밀봉 조성물을 제조하였다. 실시예 1 내지 5 는 본 발명의 실시예이고 실시예 6 내지 8 은 비교예이다. 표 1 에서, β-eucr, β-spod 및 β-quartz 는 β-유크립타이트, β-리티아휘석 및 β-석영 고체 용액을 각각 나타낸다.
상기 밀봉 조성물과 관련하여, 흐름 버튼 직경 (단위 : mm), 결합 잔류 변형 (단위 : nm/cm2) 및 팽창 계수 (단위 : 10-7/℃) 를 측정하였다.
또한, 밀봉 조성물을 25 모델 또는 29 모델 발색 양극관의 깔때기 (JIS 팽창 계수 :98 ×10-7/℃) 및 판넬 (JIS 팽창 계수 : 98 ×10-7/℃) 사이에 두고, 표 1 에 확인된 바와 같이, 베이킹 온도 (단위 : ℃) 에서 35 분간 유지시켜 밀봉된 판넬 및 깔때기를 갖는 진공 방전관을 수득하였다. 상기 진공 방전관과 관련하여, 진공 방전관 압력 강도 (단위 : kgf/cm2), 내열 강도 (단위 : ℃), 소모 동안 최대 온도 상승 속도 (단위 : ℃/분), 밀봉 강도 (단위 : kgf/cm2) 및 전기 절연 특성을 측정하고 평가하였다. 측정 및 평가의 결과가 표 1 에 나타나있다. 각각의 측정 및 평가 방법이 하기에 있다.
흐름 버튼 직경 : 이는 밀봉 시 (베이킹 시) 시에 유동성을 나타낸다. 10 g 의 밀봉 조성물의 표본 분말을 직경 12.7 mm 인 실린더에서 가압-성형한다음, 35 분간 표 1 에 나타난 바와 같이, 연소 온도 (단위 : ℃) 에서 유지시키고, 실질적으로 수득된 환상 연소 생성물의 직경을 흐름 버튼 직경으로 간주한다. 바람직하게는, 26 mm 이상이다.
실온에서의 불균형 : 밀봉 조성물 및 부형제 (이소아밀 아세테이트에 용해된 1.2 % 의 니트로셀룰로스를 갖는 용액) 를 11.5 : 1 의 중량비로 혼합하여 페이스트를 수득하였다. 상기 페이스트를 깔때기 유리 편상에 코팅하고 흐름 버튼 직경에 대한 경우와 같이 동일한 조건하에서 연소시켜 거기에 깔때기 유리편 및 밀봉 조성물 사이에 형성된 잔류 변형 (압축 변형) 을 편광계에 의해 측정하였다. 바람직하게는, 400 nm/cm 이하이다.
팽창 계수 : 밀봉 조성물을 흐름 버튼 직경에 대한 경우와 같이 동일한 조건하에서 베이크한다음 규정 크기로 연마하고, 거기에 10 ℃/분의 온도 상승 속도의 조건하에서 열 팽창 측정 기구에 의해 신장을 측정하고 실온에서 300 ℃ 의 범위내에서 평균 선형 팽창 계수를 계산하였다. 바람직하게는, 70 ×10-7내지 110 ×10-7/℃ 의 범위이내이다.
진공 방전관 압력 강도 : 25 모델 진공 방전관의 내부 및 외부사이에 물로써 압력 차를 두고, 파단시 압력차를 측정하였다. 상기 측정을 5 회 실시하고, 평균 값을 계산하였다. 진공 방전관으로서 강도를 보증하기위해, 바람직하게는, 4.6 kgf/cm2이상, 더욱 바람직하게는, 4.7 kgf/cm2이상, 특히 바람직하게는, kgf/cm2이상이다.
내열 강도 : 물로써 온도차를 주고 25 모델 진공 방전관의 내부 및 외부사이의 열수 및 물에 온도차를 주고, 파단시 온도를 측정하였다. 상기 측정을 5 회 실시하고, 평균 값을 계산하였다. 발색 양극관의 제조시 열 처리 단계시에 형성도니 열 응력을 고려하여, 45 ℃ 이상이 바람직하다.
소모시 최대 온도 상승 속도 : 진공 펌프에의해 29 모델 진공 방전관의 내부를 소모하는 동안 10-6토르에서 압력을 유지하고, 온도를 다양한 온도 상승속도로 상승시키고, 진공 방전관이 파괴되지 않는 최대 온도 상승 속도를 수득하였다. 이는 진공 방전관에 대해 소모 단계에서 온도 상승 속도에서 상한에 대한 지수이다. 바람직하게는, 15 ℃/분이상이다.
밀봉 강도 : 표 1 에 나타난 베이킹 온도에서 베이킹에 의해 제조된 강도 시험편을 이용하여, 밀봉 강도를 4 점 만곡 강도 시험편에 의해 측정하였다.
전기적 절연 특성 : 30,000 V 가 밀봉 부분의 내부 및 외부를 가로 질러 흐를 때, 누전을 측정하였다. 30 nA 이하인 것을으로 나타냈다.
실시예 1 내지 4 의 밀봉 조성물로써 밀봉된 진공 방전관은 높은 진공 방전관 압력 강도 및 내열 강도를 가졌고, 소모용 최대 온도 상승 속도 또한 충분히 높았다. 반면에, 실시예 6 내지 8 의 밀봉 조성물에 의해 밀봉된 진공 방전관은 그의 진공 방전관 압력 강도 및 내열 강도가 낮았다.
실시예 1 2 3 4 5 6 7 8
PbO 76.0 75.9 75.8 75.9 75.7 75.4 76.2 75.2
ZnO 12.1 12.0 12.0 11.9 12.3 12.1 11.7 12.0
BO 8.8 8.8 8.6 8.8 8.6 8.5 8.9 8.7
SiO 2.1 1.8 1.9 1.8 1.8 2.0 2.0 2.1
BaO 1.0 1.5 1.7 1.6 1.8 2.0 1.2 2.0
ZnO/PbO 0.159 0.158 0.158 0.157 0.164 0.160 0.154 0.160
연화점 384 386 388 385 389 393 383 395
유리 95.9 92.9 89.95 94.85 96.85 99.4 97.8 93.6
지르콘 0.3 0.1 0.05 0.15 0.15 0.6 0.2 0.4
α-알루미나 3.0 7.0 10.0 5.0 3.0 2.0 6.0
지르콘 0.3
β-eucr 0.3
β-spod 0.1
β-quartz 0.1
PbO 0.05 0.20 0.15 0.10 0.15
1 2 3 4 5 6 7 8
연소온도 450 440 440 440 440 440 440 440
흐름 버튼 직경 27.1 26.7 26.8 27.2 26.8 27.0 26.6 26.8
실온에서 불균형 120 200 250 190 82 20 35 26.8
팽창계수 92 91 88 92 95 97 96 95
진공 방전관압력 강도 4.8 88 92 95 97 96 95 4.1
내열강도 53 54 52 51 51 41 43 41
최대 온도 상승 속도 ≥15 ≥15 ≥15 ≥15 ≥15 ≥15 ≥15 ≥15
밀봉 강도 520 530 520 440
전기적 절연 특성
본 발명의 밀봉 조성물을 이용함으로써, 고 강도를 갖는 발색 양극관의 진공 방전관을 제공할 수 있고, 그로인해 (평평한 판넬을 갖는 것을 포함한) 발색 양극관의 중량을 감소시킬 수 있다. 또한, 진공 방전관의 소모에 요구되는 시간을 단축시킬 수 있음으로써, 제조비용을 줄일 수 있다.

Claims (4)

  1. 80 중량 % 내지 98.99 중량 % 의 Pbo-ZnO-B2O3-SiO2형 결정질 저융점 유리 분말, 0.01 내지 5 중량 % 의 지르콘 분말, 1 내지 19.99 중량 % 의 α-알루미나 분말 및 0 내지 10 중량 % 의 저팽창 세라믹 충전제를 포함하는 조성물의 100 중량부에, 0.0001 내지 3 중량의 총량으로 혼입된 α-4PbO·B2O3결정 분말 및 Pb3O4분말로부터 하나이상의 구성원을 갖는 밀봉 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 결정질 저융점 유리가 하기를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉 조성물 :
    PbO 71 내지 84 중량 %,
    ZnO 8 내지 16 중량 %,
    B2O37 내지 10 중량 %,
    SiO21 내지 3 중량 %,
    BaO 0 내지 3 중량 %,
    SrO 0 내지 3 중량 %,
    Li2O 0 내지 3 중량 %,
    Na2O 0 내지 3 중량 %,
    k2O 0 내지 3 중량 %,
    Al2O30 내지 5 중량 %, 및
    Bi2O30 내지 10 중량 %.
  3. 제 1 항에 있어서, 저 팽창 세라믹 충전제가 근청석, 멀라이트, 티탄납, 실리카, β-유크립타이트, β-리티아휘석 및 β-석영 고체 용액으로 구성된 군으로부터 선택된 하나이상의 구성원인 것을 특징으로 하는 밀봉 조성물.
  4. 제 2 항에 있어서, 저 팽창 세라믹 충전제가 근청석, 멀라이트, 티탄납, 실리카, β-유크립타이트, β-리티아휘석 및 β-석영 고체 용액으로 구성된 군으로부터 선택된 하나이상의 구성원인 것을 특징으로 하는 밀봉 조성물.
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