KR20050092403A - 유리관 및 그 제조 방법 및 유리관의 접착 방법 - Google Patents

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KR20050092403A
KR20050092403A KR1020057012942A KR20057012942A KR20050092403A KR 20050092403 A KR20050092403 A KR 20050092403A KR 1020057012942 A KR1020057012942 A KR 1020057012942A KR 20057012942 A KR20057012942 A KR 20057012942A KR 20050092403 A KR20050092403 A KR 20050092403A
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가즈유끼 스즈끼
히로시 나까무라
히데오 오가와
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아사히 테끄노 그라스 가부시끼가이샤
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Abstract

평면 표시관의 통기 구멍(12)이 형성된 패널면(11)에 상기 통기 구멍(12)을 둘러싸도록 단부면을 기밀하게 고정 부착시켜 이용되는 유리관이며, 평면 표시관의 패널면(11)에 고정 부착되는 측의 단부면 근방 외주에는 그 자체의 가열 가공에 의해 형성된 플랜지부(4)를 갖는다. 플랜지부(4) 끝쪽으로 돌출시킨 관단부(2)를 남기고 플랜지부(4)를 형성한 것에 의해 플랜지부(4)의 평면 표시관의 패널면(11)에 유리관의 단부면과의 사이(관단부면 외주면)의 높이의 플리트 글래스(6)를 적재할 수 있고, 평면 표시관의 패널면(11)에 안정적으로 유리관(1)을 접착시킬 수 있다.

Description

유리관 및 그 제조 방법 및 유리관의 접착 방법 {GLASS TUBE, METHOD OF MANUFACTURING THE GLASS TUBE, AND METHOD OF ADHERING THE GLASS TUBE}
본 발명은 평면 표시관의 배기관 등에 이용되는 유리관에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 필드 에미션 디스플레이(FED), 플라즈마 어드레스 리퀴드 크리스탈 디스플레이(PALC), 형광 표시관(VFD)과 같은 평면 표시관에는 내부를 배기하거나, 혹은 배기한 후 가스를 더 충전하기 위한 배기관이라 불리우는 유리관이 부착되어 있다.
일본 특허 공개 평9-35637호 공보에는 유리관을 평면 표시관에 부착하는 데 있어서, 유리관단부면에 플리트 글래스를 접합한 유리관을 평면 표시관의 패널 상에 통기 구멍을 덮도록 세우고, 이 상태를 유지한 상태에서 소성하는 방법이 개시되어 있다.
이 방법은 널리 채용되고 있지만, 배기관으로서 이용하는 유리관은 가늘고 길기 때문에, 소성하는 동안 이 자세를 유지하는 것이 어렵고, 지그를 사용하여 유지하면 패널 상에 양호하게 밀봉 부착하는 것이 매우 어렵다는 문제가 있다.
일본 특허 공개 2001-84892호 공보에는 유리관의 일단부를 플레어 형상이나 플랜지 형상으로 확대 개방 가공하고, 이 확대 개방된 단부면에 플리트 글래스를 미리 접합해 두는 방법이 개시되어 있다. 또한, 이 공보에는 유리관단부면에 플리트 글래스를 접합하는 방법으로서, 유리관단부면에 플리트 글래스를 융착시키거나, 접착제를 이용하여 접착하는 방법도 기재되어 있다.
일본 특허 공개 2001-253724호 공보에는 융점이 다른 2종류의 플리트 글래스를 이용하여 유리관의 단부 외주에 플리트 글래스를 접합하고, 패널과의 접촉 면적을 넓게 하는 몇 개의 방법이 개시되어 있다.
이 방법 중 하나에서는 유리관이 삽입 가능하고, 또한 상기 유리관의 길이보다도 짧은 깊이의 구멍을 형성한 지그에 유리관이 삽입되고, 그 후 링 형상으로 형성된 고융점 플리트 글래스가 상기 구멍으로부터 돌출된 유리관의 단부의 주위에 배치된다. 이 고융점 플리트 글래스 상에는 저융점 플리트 글래스가 적재되고, 저융점 플리트 글래스가 크게 변형되지 않는 온도에서 가열되고, 저융점 플리트 글래스가 유리관 및 고융점 플리트 글래스에 접합된다.
도1은 본 발명의 유리관의 단면도이다.
도2는 도1의 유리관을 단부면측에서 보았을 때의 도면이다.
도3은 다른 실시예의 유리관의 단면도이다.
도4는 다른 실시예의 유리관의 단면도이다.
도5는 다른 실시예의 유리관의 단면도이다.
도6은 플랜지부의 외주에 굴곡부를 형성한 유리관의 단면도이다.
도7은 다른 실시예의 유리관의 측면도이다.
도8은 다른 실시예의 유리관의 단면도이다.
도9는 다른 실시예의 유리관의 단면도이다.
도10은 도1의 유리관에 플리트 글래스를 접합했을 때의 단면도이다.
도11은 도3의 유리관에 플리트 글래스를 접합했을 때의 단면도이다.
도12는 도4의 유리관에 플리트 글래스를 접합했을 때의 단면도이다.
도13은 도6의 유리관에 플리트 글래스를 접합했을 때의 단면도이다.
도14는 도8의 유리관에 플리트 글래스를 접합했을 때의 단면도이다,
도15는 역방향에서 유리관을 접착할 때의 개념도이다.
그러나, 일본 특허 공개 2001-84892호 공보에 개시된 유리관의 단부면에 플리트 글래스를 접합하는 방법에서는 가열에 의해 연화된 플리트 글래스가 그 습윤성이나 유리관의 무게로 패널 상에 넓어지고 패널에 형성한 구멍 중에 수직 낙하하게 되는 문제가 있다. 단부면에 플리트 글래스를 접합하는 방법에서는 유리관의 확대 개방 가공된 단부면을 상향(역방향) 패널의 하방으로부터 맞댄 패널에 유리관을 접착하는 것이 가능하다. 그러나, 상기와 마찬가지로, 가열에 의해 연화된 플리트 글래스는 유리관의 내면에 부착하여 유리관의 강도를 저하시키거나, 유리관으로부터 연화된 플리트 글래스가 수직 낙하되거나 하는 문제를 일으킨다.
또한, 일본 특허 공개 2001-253724호 공보에 개시된 융점이 다른 2종류의 플리트 글래스를 유리관에 접합하는 방법에서도 유리관의 단부면으로부터 돌출시켜 저융점 유리를 접합한 경우에는 유리관단부면을 하향(순방향)으로 패널 상에 적재해도 유리관단부면과 패널이 비접촉 상태가 된다. 이 상태에서 유리관을 접합하면 연화된 저융점 유리가 유리관의 단부면 방향으로 유동하여 상기한 방법과 마찬가지로 패널의 구멍에 저융점 유리가 수직 낙하하게 되는 문제가 생긴다. 또한, 유리관의 방향을 수평 방향이나 역방향으로 한 경우에는 저융점 유리가 수직 낙하되는 동시에 고융점 유리도 낙하되어 접착을 할 수 없게 되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 어떠한 방향으로부터도 양호한 접착이 가능한 플리트 글래스 일체형 유리관과 그 제조 방법 및 이에 사용하는 유리관 및 유리관의 접착 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 평면 표시관의 통기 구멍이 형성된 패널면에 상기 통기 구멍을 둘러싸도록 단부면을 기밀하게 고정 부착시켜 이용되는 유리관이며, 상기 평면 표시관의 패널면에 고정 부착되는 측의 단부면 근방 외주에는 그 자체의 가열 가공에 의해 형성된 플랜지부를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이 플랜지부 끝측으로 돌출된 관단부를 남기고 플랜지부를 형성한 것에 의해 플랜지부의 평면 표시관의 패널면에 유리관의 단부면과의 사이(관단부 외주면)의 높이의 플리트 글래스를 적재할 수 있게 되고, 후술하는 바와 같이 평면 표시관의 패널면에 안정적으로 유리관을 접착시키는 것이 가능해진다.
본 발명의 유리관은 평면 표시관의 패널면에 고정 부착되는 측의 내주면을 단부면 방향을 향해 나팔 형상으로 확대 개방시키는 것이 바람직하다.
일반적으로, 유리관의 내경은 배기 또는 가스 봉입 시의 기체의 통과를 쉽게 하기 위해, 평면 표시관의 패널에 마련한 통기 구멍과 동일 직경으로 하는 것이 유리관의 배기 효율을 내리지 않고 강도를 유지하면서 소형화하는 데 있어서 바람직하지만, 평면 표시관의 패널면으로 고정할 때에 패널면의 통기 구멍의 센터와 유리관의 구멍의 센터가 어긋나면, 패널의 통기 구멍의 일부가 유리관의 단부면으로 덮여 필요한 통풍 단면을 얻을 수 없게 된다. 그러나, 유리관의 접합측의 단부의 구멍을 확대 개방시키면 다소 양자의 센터가 어긋나도 패널의 통기 구멍이 유리관의 단부면으로 덮이는 일이 없어지므로, 필요한 통풍 단면을 확보할 수 있게 된다. 또한, 이 때 유리관의 단부 전체를 확대 개방시키도록 하면 유리관의 단부면과 평면 표시관의 패널면과의 접촉(접합) 면적도 넓어지므로, 접합 강도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 유리관에는 플랜지부의 외주 모서리에 평면 표시관의 패널면측으로 굴곡되는 굴곡부를 성형할 수도 있다. 이와 같이, 평면 표시관의 패널면측으로 굴곡되는 굴곡부를 성형함으로써, 플리트 글래스와 플랜지부의 접착면을 늘려 접착 강도를 증대시킬 수 있다.
본 발명에 있어서는 유리관의 플리트 글래스의 접합면에 플리트 글래스를 미리 접합시켜 둘 수도 있다. 플리트 글래스를 접합시키는 위치는 평면 표시관의 패널면으로 접합할 때에 플리트 글래스가 접촉하는 위치이고, 예를 들어 유리관의 패널면으로 접촉되는 단부면과 플랜지부 사이의 외주, 플랜지부의 패널측에 대향하는 면, 플랜지부의 엣지의 굴곡부의 내측 등 어느 한군데 또는 복수 군데가 적절하게 선택된다.
이와 같이 미리 플리트 글래스를 접합해 둠으로써, 평면 표시관의 패널면으로 유리관을 접합할 때의 작업성이 매우 개선된다. 특히, 평면 표시관의 패널 상으로 적재하거나, 하향의 패널면으로 유리관의 단부면을 접합하는 경우의 작업이 매우 용이해진다. 덧붙여 말하면, 유리관이 수평 상태에서 평면 표시관의 패널면에 접착하는 경우에는 접착의 과정에서 그 접합 부위를 기점으로 하여 플리트 글래스와 유리관의 접합 면적이 증가되고, 플리트 글래스를 떨어뜨리기 어려워진다. 또한, 본 발명에서 이용하는「접합」이라 함은, 플리트 글래스 중 적어도 일부가 가열에 의해 연화되고 부분적으로 유리관에 용착하여 고정된 상태를 의미하고 있다.
유리관의 방향을 수평 방향으로 하여 패널면으로 접착하는 경우에는, 플랜지부가 평탄한 경우에는 플리트 글래스를 플랜지면과 플랜지부보다 선단부측의 관단부 외주의 양쪽에 접합시켜 두는 것이 바람직하다. 플랜지부의 엣지에 굴곡부가 설치되어 있는 경우에는, 플리트 글래스는 굴곡부 내면, 바람직하게는 굴곡부 내면과 플랜지부보다 선단부측의 관단부 외주의 양쪽에 접합시켜 두는 것이 바람직하다.
미리 유리관에 접합되는 플리트 글래스는 접합전에 링 형상으로 성형해 두는 것이 바람직하다. 미리 링 형상으로 성형해 둠으로써, 유리관으로의 플리트 글래스의 접합이 용이해지고, 플랜지면이나 직관부로의 선택적 접합도 용이해진다.
플랜지부에 플리트 글래스를 미리 접합하는 경우에는 유리관의 패널면으로 접합되는 단부면과 플리트 글래스의 단부면과는 실질적으로 동일면인 것이 바람직하다. 이와 같이 유리관의 패널면으로 접합되는 단부면과 플리트 글래스의 단부면을 실질적으로 동일면으로 함으로써, 유리관 접착 시에 유리관단부면이 패널면과 확실하게 접촉하여 플리트 글래스가 연화되어도 유리관의 내경측까지 배어나오는 것을 방지할 수 있다.
여기서 말하는「실질적으로 동일면」이라 함은, 반드시 유리관단부면과 플리트 글래스의 단부면이 패널면으로 접착하기 전에 완전하게 동일 평면이 되는 것을 의미하는 것은 아니고, 유리관을 패널면에 접착했을 때에 유리관단부면이 패널면에 확실하게 접촉한 상태에서 플리트 글래스로 유리관이 패널에 접착한 상태가 될 정도에서의 평면성이 있으면 좋고, 다소의 단차가 있는 경우도 포함한다.
즉, 플리트 글래스의 단부면은 유리관단부면보다도 다소 움푹 패여 있어도, 돌출되어 있어도 좋다. 구체적으로는 플리트 글래스의 단부면이 0.5 ㎜ 미만의 함몰, 또는 1 ㎜ 미만의 돌출이면 유리관의 방향에 관계없이 양호한 접착을 행할 수 있다.
플리트 글래스는 다음과 같은 방법으로 미리 유리관에 접합할 수 있다. 즉, 우선, 직관의 유리관의 일단부 근방에 지그를 이용하여 플랜지를 형성한다. 다음에, 세라믹 기판 상에 미리 링 형상으로 성형해 둔 플리트 글래스를 적재하고, 이 플리트 글래스의 구멍에 유리관의 플랜지보다 선단부의 부분을 삽입하고, 이 상태에서 가열함으로써 유리관에 플리트 글래스를 접합시킨다.
이와 같이, 세라믹 기판 상에서 플리트 글래스를 유리관의 관단부에 접합함으로써 용이하게 유리관단부면과 플리트 글래스의 단부면을 실질적으로 동일면으로 할 수 있다.
상기 유리관의 플랜지부는 그 외주 모서리가 유리관의 접합되는 단부면측에 굴곡부를 갖는 것이 바람직하고, 또한 그 내주면은 선단부를 향해 확대 개방되는 나팔 형상을 이루고 있는 것이 바람직하다. 또한, 내주면과 함께 외주도 단부를 향해 확대 개방된 유리관도 사용할 수 있다.
이 방법으로 링 형상의 플리트 글래스가 접합된 유리관은 링 형상으로 성형된 플리트 글래스의 두께가 플랜지부면으로부터 유리관단부면까지의 길이보다도 두꺼워도 플리트 글래스가 연화되었을 때에 유리관의 자중에 의해 유리관단부면이 세라믹 기판과 접촉하게 되어, 이 단부면과 플리트 글래스의 단부면을 실질적으로 동일면으로 할 수 있다. 또한, 플리트 글래스의 두께가 플랜지부면으로부터 유리관단부면까지의 길이보다도 얇을 때에, 당연히 문제없이 실질적으로 동일면으로 하는 것이 가능하다.
상기 방법에 있어서 사용하는 세라믹 기판으로서, 주성분이 질화알루미늄으로 이루어지는 세라믹 기판을 이용한 경우에는 기판 전체에 포함되는 산소 원자량이 적지 않고, 또한 Al 원자와 N 원자가 공유 결합으로 견고하게 연결되어 있으므로, 플리트 글래스가 연화될 정도의 온도에서는 플리트 글래스 성분과 기판 성분이 반응하지 않는다. 따라서, 플리트 글래스가 기판 상에 접착하는 일은 없고, 유리관과 플리트 글래스의 접합을 양호하게 행할 수 있다.
플리트 글래스가 접합된 유리관의 평면 표시관의 통기 구멍이 형성된 패널면으로의 접착은 유리관의 플리트 글래스가 접합되어 있는 측의 유리관단부면을 상기 패널면에 상기 유리관으로 상기 통기 구멍을 둘러싸도록 접촉시켜 유지하는 공정과, 상기 유리관, 상기 플리트 글래스 및 상기 패널 중 적어도 각 접촉부를 상기 플리트 글래스의 연화점보다도 섭씨 온도로 5 내지 10 ％ 높은 온도까지 승온시키는 공정과, 상기 유리관, 상기 플리트 글래스 및 상기 패널 중 적어도 각 접촉부를 상기 승온된 온도에서 10 내지 30분 유지하는 공정과, 상기 유리관, 상기 플리트 글래스 및 상기 패널 중 적어도 각 접촉부를 상기 승온된 온도로부터 소정의 온도(다음 공정의 작업을 행할 수 있는 온도, 통상은 상온)까지 강온시키는 공정에 의해 행해진다.
이와 같이, 플리트 글래스의 연화점보다도 섭씨 온도로 5 내지 10 ％ 높은 온도로 패널로의 접착을 행함으로써 유리관을 수평 방향이나 하방으로부터 접착을 행해도 플리트 글래스가 유리관으로부터 수직 낙하되지 않고 양호하게 접착할 수 있다.
또한, 플리트 글래스가 접합된 유리관의 평면 표시관의 통기 구멍이 형성된 패널면으로의 접착은 상기 유리관의 플리트 글래스가 접합되어 있는 측의 유리관단부면을 상기 패널면에 상기 유리관으로 상기 통기 구멍을 둘러싸도록 접촉시켜 유지하는 공정과, 상기 유리관, 상기 플리트 글래스 및 상기 패널 중 적어도 각 접촉부를 상기 플리트 글래스의 연화점보다도 섭씨 온도로 5 내지 10 ％ 높은 온도까지 승온시키는 공정과, 상기 유리관, 상기 플리트 글래스 및 상기 패널 중 적어도 각 접촉부를 상기 승온된 온도에서 10 내지 30분 유지하는 제1 유지 공정과, 상기 제1 유지 공정의 유지 온도로부터 플리트 글래스의 전이점 근방 이상의 온도에서 유지하는 제2 유지 공정과, 상기 유리관, 상기 플리트 글래스 및 상기 패널 중 적어도 각 접촉부를 상기 제2 유지 공정의 유지 온도로부터 소정의 온도까지 강온시키는 공정에 의해서도 행할 수 있다.
이와 같이 강온 시간 중에 전이점 근방 이상의 온도에서 유지 시간을 마련함으로써 유리관과 플리트 글래스와의 열팽창차의 영향에 의한 크랙의 발생을 방지할 수 있으므로, 양호한 접착을 행할 수 있는 조건을 확장할 수 있다.
본 발명의 유리관(1)은 SiO2 70 내지 74 질량 ％, Al2O3 0 내지 2 질량 ％, CaO 6 내지 12 질량 ％, MgO 0 내지 4 질량 ％, Na2O 12 내지 16 질량 ％의 조성을 포함하는 소다 석회 유리로 이루어져 있다. 이 유리관은 내경 3 ㎜, 외경 5 ㎜의 규정 치수로 성형된 직관을 소정 길이로 절단한 후, 직관 유리의 일단부 근방을 가열 연화시키고 지그에 의해 관단부(2)를 돌출시키도록 플랜지부(4)를 형성시켜 이루는 것이다. 또한, 이 유리관의 열팽창 계수는 79 내지 89 ×10-7/℃이고, 연화점은 720 내지 730 ℃이다.
또한, 유리관(1)의 내경은 단부면을 향해 확대 개방되는 플레어 형상으로 형성되어 있고, 이에 의해 내경의 축과 패널에 형성된 구멍의 축이 어긋나 접착된 경우라도 소정의 유로 단면이 확보되므로 배기 및 가스 충전에 지장을 초래하는 일은 없다. 또한, 상기에서는 직관을 가열 재성형함으로써 플랜지부(4)를 형성하였지만, 플랜지부(4)를 가열 형성한 파트와 직관을 용접하여 형성해도 좋다.
본 발명에 사용하는 플리트 글래스(6)는 납계, 무연계 등의 원료 분말 유리를 분쇄하여 일정 입도 이하로 하고, 바인더를 더하여 조립한 후, 금형으로 링 형상으로 프레스 성형하고 있다. 이 플리트 글래스(6)에는 열팽창 계수를 조정하기 위해 내화성 필러를 더할 수 있다.
본 발명의 플리트 글래스 일체형 유리관은 상기 유리관(1)과 플리트 글래스(6)를 연화시켜 접합한 것이다. 이 플리트 글래스 일체형 유리관은 세라믹 기판 상에 링 형상으로 성형된 플리트 글래스(6)를 적재하고, 다음에 이 플리트 글래스(6)의 링에 유리관(1)의 관단부(2)를 세라믹 기판 상에 세우도록 삽입한 후, 플리트 글래스(6)의 연화점 부근까지 가열하여 연화된 플리트 글래스(6)가 유리관(1)의 플랜지부면(5)이나 관단부(2)의 외주면에 접합한다.
또한, 유리관(1)의 관단부(2)를 세라믹 기판 상의 플리트 글래스(6)의 링에 삽입할 때, 플랜지부면(5)과 유리관단부면(3)과의 길이보다도 플리트 글래스(6)의 두께가 두꺼울 때에는, 유리관(1)은 플리트 글래스(6)와 접촉하고 있는 플랜지부면(5)이 지지부가 되어 직립하고 있는 상태가 된다. 이와 같은 상태일 때에는 가열함으로써 연화된 플리트 글래스(6)를 유리관(1)이 자중으로 압박하고, 유리관단부면(3)이 세라믹 기판과 접촉하게 되고, 플리트 글래스(6)는 플랜지부면(5)과 관단부(2)의 외주면과 접합한 상태에서 플리트 글래스단부면(7)과 유리관단부면(3)이 실질적으로 동일면이 된다.
한편, 플리트 글래스(6)의 두께가 동일하거나 또는 얇을 때에는, 유리관단부면(3)은 처음부터 세라믹 기판 상에 접촉하고 있으므로, 연화된 플리트 글래스(6)는 유리관(1)의 관단부(2)의 외주면 및 플랜지부면(5), 또는 관단부(2)의 외주면에만 접합한 상태에서 플리트 글래스단부면(7)과 유리관단부면(3)이 실질적으로 동일면이 된다.
또한, 유리관(1)의 관단부(2)를 상방으로 향하고, 링 형상으로 형성한 플리트 글래스(6)를 유리관(1)의 관단부(2)를 삽입하여 플랜지부면(5)에 적재하도록 하고, 가열하여 플리트 글래스(6)를 연화시키는 방법으로도 유리관(1)에 플리트 글래스(6)를 접합할 수는 있다. 그러나, 이 방법으로 플리트 글래스(6)를 접합하면 플리트 글래스단부면(7)을 유리관단부면(3)과 실질적으로 동일면으로 하는 것이 어려워지므로, 유리관(1)을 수평 방향이나 역방향으로 하여 패널로의 접착을 행하는 경우에는 생산성이 저하된다.
(제1 실시예)
본 발명의 유리관(1)에 대해 도1 내지 도10을 참조하여 설명한다.
도1은 본 발명의 유리관(1)의 일예(단면)를 나타내는 것으로, 상기한 유리 조성을 갖는 소다 석회 유리로 단나법(danner process)등을 이용하여 성형한 직관을 이용하여 성형한 것이며, 플랜지부면(5)을 평면 형상으로 가공하고, 관단부(2)는 외경을 직관과 동일한 직경으로 하여 내경을 확대 개방하도록 한 것이다. 또한, 여기서 사용한 유리관(1)은 열팽창 계수 84 × 10-7/℃이고, 연화점이 725 ℃인 것이다.
이 도1의 플랜지부면(5)은, 도2에 도시한 바와 같이 유리관단부면 3방향에서 보면 원형의 플랜지부(4)의 중심에 직관이 위치하는 형상으로 되어 있다. 이와 같이 플랜지부(4)가 직관의 외주에 도중에 끊기는 일 없이 형성되어 있음으로써, 플리트 글래스(6)가 플랜지부면(5)에 접합하는 경우에는 접합면이 증가하기 때문에, 플리트 글래스 일체형 유리관을 수평 방향이나 역방향에서 패널에 접착하고자 할 때에는 연화된 플리트 글래스(6)를 떨어뜨리기 어려워진다. 또한, 원형이 아닌 다각형이라도 플랜지부(4)가 도중에 끊기는 일 없이 형성되어 있으면 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도3 내지 도5에 다른 예의 유리관(1)을 도시한다. 도5는 관단부(2)의 외주도 플레어 형상으로 가공하고 있으므로, 도1의 것보다도 유리관단부면(3)의 면적이 증가하기 때문에, 유리관(1)이 패널에 대해 기울어지는 일 없이 접착할 수 있다. 또한, 관단부(2)의 외주면으로부터 유리관(1)의 내면까지의 유리관단부면(3)의 거리가 길어지기 때문에, 플리트 글래스(6)가 내경 방향으로 유동하였다고 해도 유리관(1)의 내면이나 패널의 구멍으로의 침입을 유리관단부면(3)으로 막을 수 있는 가능성이 향상된다.
도6은 플랜지부(4)를 변형한 예로, 플랜지부(4)의 외주를 관단부(2) 방향으로 굴곡시킨 굴곡부(8)를 형성한 것이다. 이와 같이, 굴곡부(8)를 형성함으로써, 플리트 글래스(6)의 접합 가능면이 증가된다. 그리고, 유리관에 플리트 글래스를 접합할 때에 이 굴곡부(8)의 일부에도 접합시켜 두면, 유리관 접착 시에 유리관과 플리트 글래스의 접합 면적이 증가되고, 또한 연화된 플리트 글래스(6)를 떨어뜨리기 어려워진다. 도6의 예에서는 굴곡부(8)를 플랜지부(4)의 전체 둘레에 걸쳐서 형성한 것이지만, 도7에 도시한 바와 같이 간격을 두고 굴곡부(8)를 복수 형성해도 좋다.
또한, 도6에서 도시한 이 굴곡부(8)의 선단부는 유리관단부면(3)의 위치까지 연장되어 있지 않지만, 도8에 도시한 바와 같이 유리관단부면(3)과 동일 평면 형상이 되는 위치까지 연장시켜도 좋다. 단, 이 경우, 플리트 글래스(6)는 굴곡부(8)와 관단부(2)의 외주로 형성되는 영역에 끼우고, 또한 플리트 글래스(6)의 두께는 플랜지부면(5)으로부터 유리관단부면(3)까지의 길이와 동등하거나 혹은 짧게 하지 않으면 플리트 글래스(6)가 연화되어도 유리관단부면(3)과 실질적으로 동일면으로 할 수 없게 될 우려가 있다.
또한, 굴곡부(8)는 유리관(1) 접착 시의 플리트 글래스(6)의 수직 낙하 방지를 보조하는 기능의 것이므로, 도9에 도시한 바와 같이 굴곡부(8)의 굴곡 각도가 작아도 좋다.
(제2 실시예)
본 발명의 바람직한 플리트 글래스 일체형 유리관은 세라믹 기판 상에서 유리관(1)에 플리트 글래스(6)를 접합시키기 때문에, 이하에 그 제조 방법에 대해 설명한다. 또한, 여기서 사용한 유리관(1)의 열팽창 계수 및 연화점 등의 물리 특성은 상기 제1 실시예와 같은 것이다.
우선, 세라믹 기판 상에 링 형상으로 성형한 플리트 글래스(6)와 유리관(1)을 소정 위치에 세트하고, 승온하여 플리트 글래스(6)의 형상이 크게 변화되지 않는 온도까지 연화시키고, 이 상태에서 약 10분 온도를 유지하여 유리관(1)의 플랜지부면(5)이나 관단부(2)의 외주면에 플리트 글래스(6)를 접합시키고, 계속해서 상온까지 강온하여 본 발명의 플리트 글래스 일체형 유리관을 얻을 수 있다(도11 내지 도14 참조).
이하의 표1에 이 방법으로 시험한 재질에 대해 정리한 것을 나타낸다.
재질 주성분 등 결과 평가
질화알루미늄 기판① AlN 98.8 ％Y2O3 1.2 ％ 기판에 플리트 글래스가 부착되지 않음 ○
질화알루미늄 기판② AlN 98.7 ％Y2O3 1.2 ％, V2O5 0.1 ％ 기판에 플리트 글래스가 부착되지 않음 ○
질화알루미늄 기판③ AlN 97.6 ％Y2O3 2.4 ％ 기판에 플리트 글래스가 부착되지 않음 ○
알루미나 기판 Al2O3 99.5 ％ 이상 기판에 플리트 글래스의 일부가 부착 △
SUS 304 표면 처리품 표면에 AlO3막을 피복한 것 기판에 플리트 글래스가 접착됨 ×
이 표1에 나타낸 바와 같이, 세라믹 기판은 플리트 글래스(6)가 기판에 부착하기 어려운 좋은 결과를 얻을 수 있었다. 특히 질화알루미늄 기판은 전혀 플리트 글래스(6)가 부착되지 않으므로, 바람직한 재료인 것을 알 수 있었다. 또한, 알루미나 기판에 대해서는 플리트 글래스(6)가 기판 상에 부착된 것이었지만, 플리트 글래스(6)의 최외주의 일부이고 패널에 접착할 때에는 문제가 되지 않을 정도였으므로, 평가는「△」로 하였다. 비교예로서, 금속 표면에 Al2O3막을 형성한 것을 이용하였지만, 기판에 플리트 글래스(6)가 접착되어 버리고, 무리하게 박리하고자 하면 플리트 글래스(6)로부터 유리관(1)이 제거될 뿐이었다.
(제3 실시예)
여기서는 본 발명의 플리트 글래스 일체형 유리관을 수평 방향 또는 역방향에서 패널에 접착할 때의 접착 방법을 나타낸다. 또한, 여기서 사용한 패널 유리는 열팽창 계수 83 × 10-7/℃이고, 연화점이 830 ℃인 것이고, 유리관은 상기 제1 및 제2 실시예와 동일한 물리 특성의 것을 이용하였다.
종래와 같이, 플리트 글래스 일체형 유리관을 패널 상에 적재하고 승온하여 접착하는 경우에는 단순히 승온하여 플리트 글래스(6)를 융해하면 유리관(1)을 접착할 수는 있었다. 그러나, 유리관(1)을 수평 방향이나 역방향으로 하는 경우에는 플리트 글래스(6)의 접착 조건을 관리하지 않으면, 가령 유리관(1)에 플리트 글래스(6)의 접합면을 늘렸다고 해도 플리트 글래스(6)가 수직 하강되어 유리관(1)을 접착할 수 없다. 도15에, 패널에 유리관(1)을 역방향으로 하여 접착할 때의 개념도를 도시한다. 도15에 있어서, 부호 11은 패널을, 12는 구멍(통기 구멍)을 각각 나타낸다.
그래서, 표2에 나타낸 바와 같이 승온 조건 및 접착 조건의 시험을 행하여 최적의 접착 조건을 구하였다. 여기서 사용한 플리트 글래스(6)(샘플 수 10)는 열팽창 계수 72 × 10-7/℃, 전이점 320 ℃, 연화점 400 ℃의 것을 사용했다.
승온 조건 접합 조건 강온 조건 접착 상태 평가
상온→415 ℃:1.5 시간 415 ℃ : 10분 415 ℃→상온:1시간 전혀 접착하지 않음 ×
415 ℃ : 20분 전혀 접착하지 않음 ×
415 ℃ : 30분 거의 접착하지 않음 ×
상온→420 ℃:1.5 시간 420 ℃ : 10분 420 ℃→상온:1시간 거의 접착하지 않음 ×
420 ℃ : 20분 접착할 수 있는 것이 있음 ×
420 ℃ : 30분 박리되는 것이 있음 △
상온→425 ℃:1.5 시간 425 ℃ : 10분 425 ℃→상온:1시간 접착할 수 있는 것이 있음 ×
425 ℃ : 20분 박리되는 것이 있음 △
425 ℃ : 30분 양호한 접착 ○
상온→430 ℃:1.5 시간 430 ℃ : 10분 430 ℃→상온:1시간 박리되는 것이 있음 △
430 ℃ : 20분 양호한 접착 ○
430 ℃ : 30분 떨어지는 것이 있음 △
상온→435 ℃:1.5 시간 435 ℃ : 10분 435 ℃→상온:1시간 양호한 접착 ○
435 ℃ : 20분 떨어지는 것이 있음 △
435 ℃ : 30분 떨어지는 것이 있음 △
상기 평가의「○」는 양품이 9 내지 10개,「△」는 6 내지 8개,「X」는 5개 이하이다.
표2의 결과로부터 상온으로부터 415 ℃까지를 1.5 시간으로 승온한 샘플은, 415 ℃에서의 유지 시간을 10분 내지 30분으로 변경해도 양호한 접착이 가능한 샘플은 거의 얻을 수 없었다. 그러나, 유지 시간 30분에서 접착할 수 있는 것이 발생하였으므로, 유지 시간을 길게 하면 접착은 가능하다.
상온으로부터 420 ℃까지 1.5 시간으로 승온한 샘플은 420 ℃에서의 유지 시간을 30분으로 하면 샘플의 절반수를 넘어 양호하게 접착할 수 있는 것을 얻을 수 있었다. 그러나, 불량이 된 것 중에는 유리관(1)의 플리트 글래스(6)와의 사이에 발생한 크랙 등에 의해 플리트 글래스(6)가 박리되는 것이 포함되어 있었다.
상온으로부터 425 ℃까지 1.5 시간으로 승온한 샘플은 425 ℃에서의 유지 시간을 10분으로 해도 양호하게 접착할 수 있는 것을 얻을 수 있고, 유지 시간이 30분에서는 전부 양호한 접착이었다. 이 접합 조건의 불량에도 상기 420 ℃의 접합 조건과 마찬가지로 크랙 등에 의해 유리관(1)이 간단하게 제거되는 것이 포함되어 있었다.
상온으로부터 430 ℃까지 1.5 시간으로 승온한 샘플은 430 ℃에서의 유지 시간을 10분으로부터 30분까지 변경해도 거의 양호한 접착을 얻을 수 있었다. 그러나, 유지 시간을 30분으로 했을 때에는 플리트 글래스(6)가 지나치게 연화되어 플리트 글래스(6)가 플랜지부면(5)으로부터 비어져 나오는 것이 생겼다. 단, 수직 하강하기까지는 되지 않았다.
상온으로부터 435 ℃까지 1.5 시간으로 승온한 샘플은 435 ℃에서의 유지 시간이 10분으로 하면 전부 양호한 접착을 얻을 수 있었다. 그러나, 20분이나 30분까지 유지 시간을 길게 하면 430 ℃와 마찬가지로 플리트 글래스(6)가 떨어져 플랜지부면(5)으로부터 비어져 나오는 것이 생겼다.
이상의 결과로부터 플리트 글래스(6)의 연화점보다도 5 내지 10 ％ 정도의 고온에서 10 내지 30분 유지하면 유리관(1)을 수평 방향이나 역방향으로 해도 양호한 접착을 얻을 수 있는 것을 알 수 있었다.
다음에, 상온으로부터 425 ℃까지 1.5 시간으로 승온하고, 또한 425 ℃에서 20분 유지한 것의 강온 조건을 바꾼 시험을 행하여 그 결과를 표3에 나타낸다. 여기서 사용한 플리트 글래스(6)(샘플 수 10)는 상기 시험과 같은 것으로, 열팽창 계수 72 × 10-7/℃, 전이점 320 ℃, 연화점 400 ℃인 것을 사용했다.
승온 조건① 유지 조건 승온 조건② 접착 상태 평가
425 ℃→상온:1시간 박리되는 것 있음 △
425 ℃→250 ℃:1시간 250 ℃:10분 250 ℃→상온:1시간 유지 조건 없으면 변화 없음 △
250 ℃:20분 유지 조건 없으면 변화 없음 △
425 ℃→310 ℃:1시간 310 ℃:10분 310 ℃→상온:1시간 양호한 접착 ○
310 ℃:20분 양호한 접착 ○
425 ℃→320 ℃:1시간 320 ℃:10분 320 ℃→상온:1시간 양호한 접착 ○
320 ℃:20분 양호한 접착 ○
425 ℃→330 ℃:1시간 330 ℃:10분 330 ℃→상온:1시간 양호한 접착 ○
330 ℃:20분 양호한 접착 ○
425 ℃→370 ℃:1시간 370 ℃:10분 370 ℃→상온:1시간 양호한 접착 ○
370 ℃:20분 양호한 접착 ○
상기 평가의「○」는 양품이 9 내지 10개,「△」는 6 내지 8개,「X」는 5개 이하이다.
표3의 결과로부터 플리트 글래스(6)의 전이점을 매우 하회한 온도에서 일단 유지해도 효과는 없지만, 전이점 근방 이상의 온도에서 일단 유지를 하면 유리관(1)과 플리트 글래스(6) 사이의 크랙의 발생도 없어져 강온 과정에서 유지 시간이 없는 것보다도 양품 수가 증가했다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 유리관(1)은 관단부(2)를 돌출시키도록 플랜지부(4)를 형성하고 있으므로, 관단부(2) 외주면과 플랜지부면(5)의 양쪽이 플리트 글래스(6)와의 접합면이 되고, 유리관(1)에 플리트 글래스(6)를 확실히 접합한 플리트 글래스 일체형 유리관으로 할 수 있다. 따라서, 이 플리트 글래스 일체형 유리관을 이용하면 유리관(1)의 방향이 유리관단부면(3)을 하방으로 향하는 순방향뿐만 아니라, 수평 방향 및 역방향에서도 패널로의 접착은 양호하게 행할 수 있다.

Claims (12)

  1. 평면 표시관의 통기 구멍이 형성된 패널면에 상기 통기 구멍을 둘러싸도록 단부면을 접촉시키고, 플리트 글래스에 의해 상기 단부면을 기밀하게 밀봉하여 이용되는 유리관이며,
    상기 평면 표시관의 패널면에 접촉되는 측의 단부면 근방에 그 자체의 가열 가공에 의해 형성된 플랜지부와, 상기 플랜지부에 있어서의 상기 단부면측의 면 및 상기 유리관에 있어서의 상기 플랜지부로부터 상기 단부면까지의 외주면 중 적어도 한쪽에 접합된 플리트 글래스를 갖는 것을 특징으로 하는 유리관.
  2. 제1항에 있어서, 상기 평면 표시관의 패널면에 고정 부착되는 측의 내주면이 단부면 방향을 향해 확대 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 유리관.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 플랜지부의 외주 모서리는 상기 평면 표시관의 패널면측으로 굴곡된 굴곡부를 갖는 것을 특징으로 하는 유리관.
  4. (19조 보정으로 삭제)
  5. 제1항에 있어서, 상기 플리트 글래스가 링 형상으로 성형되어 있는 것을 특징으로 하는 유리관.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 관단부의 단부면과 상기 플리트 글래스의 단부면이 실질적으로 동일면인 것을 특징으로 하는 유리관.
  7. 직관의 유리관의 일단부의 단부 근방 외주에 가열 가공에 의해 플랜지부를 형성하는 공정과,
    세라믹 기판 상에 링 형상으로 성형된 플리트 글래스를 적재하는 공정과,
    상기 링에 상기 유리관의 플랜지부를 형성한 측의 단부를 삽입하는 공정과,
    상기 플리트 글래스를 가열하여 상기 유리관에 접합하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 플리트 글래스가 접합된 유리관의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 유리관의 상기 단부의 내주면이 단부면 방향을 향해 확대 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 플리트 글래스가 접합된 유리관의 제조 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 플랜지부의 외주연은 상기 평면 표시관의 패널면측으로 굴곡된 굴곡부를 갖는 것을 특징으로 하는 플리트 글래스가 접합된 유리관의 제조 방법.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 세라믹 기판이 주성분을 질화알루미늄으로 하는 것을 특징으로 하는 플리트 글래스가 접합된 유리관의 제조 방법.
  11. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 플리트 글래스가 접합된 유리관을 평면 표시관의 통기 구멍이 형성된 패널면으로 접착시키는 방법에 있어서,
    상기 유리관의 플리트 글래스가 접합되어 있는 측의 유리관단부면을 상기 패널면에 상기 유리관으로 상기 통기 구멍을 둘러싸도록 접촉시켜 유지하는 공정과,
    상기 유리관, 상기 플리트 글래스 및 상기 패널 중 적어도 각 접촉부를 상기 플리트 글래스의 연화점보다도 섭씨 온도로 5 내지 10 ％ 높은 온도까지 승온시키는 공정과,
    상기 유리관, 상기 플리트 글래스 및 상기 패널 중 적어도 각 접촉부를 상기 승온된 온도에서 10 내지 30분 유지하는 공정과,
    상기 유리관, 상기 플리트 글래스 및 상기 패널 중 적어도 각 접촉부를 상기 승온된 온도로부터 소정의 온도까지 강온시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 패널에 유리관을 접착시키는 방법.
  12. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 플리트 글래스가 접합된 유리관을 평면 표시관의 통기 구멍이 형성된 패널면으로 접착시키는 방법에 있어서,
    상기 유리관의 플리트 글래스가 접합되어 있는 측의 유리관단부면을 상기 패널면에 상기 유리관으로 상기 통기 구멍을 둘러싸도록 접촉시켜 유지하는 공정과,
    상기 유리관, 상기 플리트 글래스 및 상기 패널 중 적어도 각 접촉부를 상기 플리트 글래스의 연화점보다도 섭씨 온도로 5 내지 10 ％ 높은 온도까지 승온시키는 공정과,
    상기 유리관, 상기 슬릿 유리 및 상기 패널 중 적어도 각 접촉부를 상기 승온된 온도에서 10 내지 30분 유지하는 제1 유지 공정과,
    상기 제1 유지 공정의 유지 온도로부터 플리트 글래스의 전이점 근방 이상의 온도로 유지하는 제2 유지 공정과,
    상기 유리관, 상기 플리트 글래스 및 상기 패널 중 적어도 각 접촉부를 상기 제2 유지 공정의 유지 온도로부터 소정의 온도까지 강온시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 패널에 유리관을 접착시키는 방법.
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