KR910009179B1 - 음극선관의 페이스 플레이트용 유리 - Google Patents

음극선관의 페이스 플레이트용 유리 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

음극선관의 페이스 플레이트용 유리
본 발명은 유리 조성물로서 적합하지 않는 As2O3, MgO, 불소 및 PbO를 본질적으로 포함하지 않는 음극선관 페이스플레이트(faceplate)의 제작에 적합한 유리 조성물에 관한 것이다.
텔레비젼 수상관으로 사용되는 음극선관의 페이스 플레이트는 X-선 흡수가 높고, 고속도의 전자 충돌에 의해 일어나는 변색 및 X-선 노출에 대해 우수한 저항성을 갖는 투명 유리로부터 제조된다. 유리는 또한 음극선관의 제조방법에 의해 위임된 많은 물리적 성질을 나타내야 한다. 예를들어 : 페이스플레이트 유리는 자체에 시일드(sealed)된 금속성분과 이러한 유리와의 조화를 좋게 하기위해 음극선관제조에 이용되는 통상의 유리의 열팽창계수와 대략 같은 그것(25°~300℃)의 온도 범위에서 ~99×10-7/℃)을 나타내야 한다.
관을 제조하는 동안 유리성분들의 일그러짐을 최소화하기 위해 유리는 약 500℃ 이상의 어니일링(annealing) 점 및 약 455℃ 이상의 변형점(strain point)을 가장 바람직하게 이용해야 할 것이다.
한편, 용융 및 형성을 용이하게 하기 위해 유리는 900℃ 이하, 바람직하게는 약 880℃ 이하의 액상 온도를 가져야 할 것이고, 100,000 포아즈(poises) 이상의 액상 점성도를 나타내야 할 것이다.
더욱더 관의 적당한 작동을 확실히 하기 위해 유리는 Log ρ에 의해 표시하여 250℃에서 9보다 크고, 350℃에서 7보다 큰 전기 저항율을 나타내야 한다.
유리의 전기용융이 예상되는 지역에서 쉽게 환원되는 산화금속, 특히 PbO 및 As2O3는 유리조성으로부터 반드시 제거되는 것이 바람직할 것이다. 음극선관 유리제조 분야에서 쉽게 환원되는 산화 금속의 포함으로 전자 브라우닝(browning)으로 인해 유리가 변색되는 것으로 추측되어 왔고, 또한 비소의 휘발은 공기 오염문제를 일으킨다.
MgO는 조성으로부터 필수적으로 제거되는 것이 바람직할 것이다. 이러한 메카니즘은 완전히 이해되지는 않지만, MgO의 존재는 유리는 실투현상(devitrification)을 더 심하게 하는 것으로 알려졌다.
끝으로 불소는 그 존재가 유리의 전지 저항율에 실질적으로 영향을 미치지 않기 때문에 용융 작용을 돕는 용제로서 자주 사용되지만, 용융하는 동안 유리 배쓰로부터 불소의 휘발은 심각한 공기 오염문제를 일으킨다. 더욱더, 불소의 포함은 페이스플레이트 성형에 사용된 모울드의 부식을 악화시킨다.
결과적으로 유리 제조방법은 전기적인 성질을 손상시킴없이 유리에 유익한 유동 및 연화효과를 위해 작용하는 동안에 배쓰로부터 불소를 제거해야 한다.
그러므로 본 발명의 주목적은 As2O3, MgO, 불소 및 PbO 성분을 필수적으로 함유하지 않고, 97~100×10-7/℃(25°~300℃에서)의 열팽창계수를 나타내고, 약 500℃ 이상의 어니일링 포인트, 약 455℃ 이상의 변형점, 900℃ 이하의 약상점, 각각 250℃ 및 350℃에서 9보다 크고, 7보다 큰 전기저항율(Log ρ), 및 100,000 포아즈 이상의 액체 점성도를 갖고, 음극선관용 페이스 플레이트로 사용하기에 적합하고 용융을 위해 전기 동력 용융 단위(또한 종래의 화석연료로 가열된 용융 단위에서 용융될 수도 있다)로 고안된 유리 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 다음의 중량 퍼센트로 표시되는 금속산화물을 필수적으로 함유하고 As2O3, MgO, PbO 및 F 성분을 필수적으로 제기한 유리 조성물을 통해 달성될 수 있다.
SiO260∼63 Li2O 0.25∼0.75
Al2O31.5∼3 CaO 1.5∼2.5
BaO 5∼9 ZrO21.5∼3
SrO 8∼10 TiO20.25∼0.75
Na2O 7.25∼9.5 CeO20.15∼0.5
K2O 6∼8
텔레비젼 수상관 페이스 플레이트 유리에 종래부터 사용된 착색제 즉, Co3O, Cr2O3및 NiO는 바람직하다면, 종래 사용된 양으로 포함될 수 있다. 이러한 양은 정규적으로 약 20ppm(부/백만) Co3O4, 및 20ppm Cr2O3및 250ppm NiO까지 정규적으로 포함한다.
또한 비교적 즉시 환원하는 Sb2O3는 정화제(fining agent)로서 작용하도록 0.5%의 양으로 사용될 수 있다. 그러므로 정화제가 필요한 지역에서 Sb2O3는 As2O3만큼 쉽게 환원되지 않기 때문에 As2O3대신에 사용될 수 있다.
심지어 유리의 전기적 용융은 그의 환원이 심각한 문제가 아닌것처럼 고려될때도 존재하지 않는 것이 바람직하고 약 0.25% 이하 정도는 허용될 수 있다.
상기 범위의 성분들은 바람직한 물리적 성질을 나타내고, 음극선과 페이스 플레이트로서 사용에 적합한 유리의 제조를 확실히 해주는 것으로 관찰되었다. 즉, TiO2및 CeO2는 X-방사선으로 노출되어 얻어지는 변색에 대해 보호 효과를 제공한다. BaO, SrO 및 ZrO2는 X-방사선을 흡수한다. 이러한 성분들의 수준 및 다른 유리 성분의 범위를 바람직한 열팽창 및 액상값을 갖고 용융 및 형성을 위해 필요한 점성도 특성을 나타내는 유리를 생산하기 위해 조심스럽게 조절되어야 한다. 설명하면, Na2O 또는 K2O 함량의 증가는 액상에서 유리의 점성도를 낮게 한다. Li2O는 유리의 전기 저항율을 증가시키고, 유리의 유동제로서 불소의 제거를 하락하면서 유리의 연화에 막대한 효과를 갖는다. 그럼에도 불구하고, 이러한 강한 유동작용 때문에 Li2O 함량은 조심스럽게 조절되어야 한다. Al2O3는 이것에 좋은 화학적 내구력을 주나 유리의 경화에 바람직하지 않은 부작용을 갖는다. CaO는 유리의 연화시키는 경향이 있고 그의 전기저항율을 증가시키나, 액상 온도를 증가시키는 바람직하지 않은 효과를 갖고 있다. SrO, BaO 및 ZrO2의 높은 규모는 유리의 액상 점성도를 감소시킨다.
요약하여 본 발명의 유리의 여러 성분들은 요구되는 점성도 특성, 액생수치 및 물리적 성질을 확실히 하기 위해 엄격하게 기술된 한정된 범위내에서 이용될 것이다.
미합중국 특허 3,464,932; 3,805,107; 3,925,089; 3,987,330; 4,015,966; 4,065,697; 4,089,693; 4,331,770; 4,337,410; 및 일본 출원번호 53-113813(1978)호는 이 분야의 대표적인 공지 기술로 예시할 수 있으나, 이중 어느것도 본 발명을 시사하지는 않는다.
다음 표 I은 본 발명의 매개변수를 설명하는 산화물의 중량부에 의해 표시된 않은 유리 조성물을 나타낸다. 독립적인 각 성분의 합계가 거의 100에 접근하도록 모두 수행을 목적으로 도포화된 수치는 중량 퍼센트를 나타낸다. 실제적인 배쓰 성분은 산화물 또는 다른 화합물인 어떤 물질로 구성되고, 함께 용융될 때 적당한 배율로 바람직한 산화물로 전환된다. 불소 양이온이 결합되는지 알려져 있지 않기 때문에 종래의 유리 분석 수행에 따라 분소 이온으로 단지 보고 되었다.
배쓰 성분들은 균일한 용융 유리를 얻기 위해 함께 혼합하여 화합물화되고, 백금 도가니(crucible) 속에 충전한다. 뚜껑을 두가니위애 덮고 도가는 약 1550℃에서 작동하는 노(furnace) 속에 유입한다. 약 6시간 동안 용융한 후 용융된 배쓰는 약 6″×6″×0.5″의 크기를 갖는 유리 슬라브를 형성하기 위해 금속 모울드속에 따르고, 이러한 슬라브는 약 500℃에서 작동하는 어니일러(annealer)로 즉시 옮긴다. 그후 샘플은 여러 가지 물리적 성질의 결정을 위해 사용하도록 슬라브로부터 자른다.
[표 I]
Figure kpo00001
배쓰 물질의 불순물; 고의로 가해지지 않음.
다음 표 II는 실시예 1~8의 샘플위에 수행된 여러 가지 물리적 성질의 측정값을 나타낸다. 즉, ℃로 표시되는 연화점(Soft.), 어니일링 점(Ann.) 및 변형점(Str.), 25°~300℃ 사이에서 x10-7/℃에 의해 표시되는 열팽창계수(EXP), 온도 경사노의 백금 보우트(boat)를 사용하여 결정된 내부 액상 온도 ℃(Lip.), 250℃ 및 350℃에서 측정된 Log ρ에 의해 표시되는 전기 저항율 및 유리에 의해 발생된 표준 곡선으로부터 유래하고 포아즈에 의해 액상 온도에서 유리의 점성도(Vis.)의 값을 포함한다.
[표 II]
Figure kpo00002
As2O3성분이 없는 실시예 8은 본 발명의 가장 바람직한 구현을 나타낸다. 실시예 1~5는 정해진 범위를 벗어나는 조성물에서의 작은 변이는 이러한 바람직한 성질을 벗어나는 성질 및 특성을 나타내는 유리를 생산함을 명백하게 설명한다.

Claims (2)

  1. 25°~300℃에서 97~100×10-7/℃사이의 열팽창계수, 약 500℃ 이상의 어니일링점, 약 455℃ 이상의 변형점, 900℃ 이하의 내부액상온도, 250℃에서 9보다 큰 Log ρ, 350℃에서 7보다 큰 Log ρ값 및 100,000 포아즈 이상의 액상점성도를 나타내고, 이러한 유리가 중량 퍼센트로 표시되는 다음의 산화물로 구성됨을 특징으로 하는 음극선관 페이스플레이트(faceplate) 제조를 위해 적합고, As2O3, MgO, 불소 및 PbO를 본질적으로 포함하지 않는 유리.
    SiO260∼63 Li2O 0.25∼0.75
    Al2O31.5∼3 CaO 1.5∼2.5
    BaO 5∼9 ZrO21.5∼3
    SrO 8∼10 TiO20.25∼0.75
    Na2O 7.25∼9.5 CeO20.15∼0.5
    K2O 6∼8 Sb2O30∼0.5
  2. 제1항에 있어서, 20ppm 이하의 Co3O4및/또는 20ppm 이하의 Cr2O3및/또는 250ppm 이하의 NiO를 함유하는 유리.
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