(57)【要約】【課題】  ガラスの熔融温度を高くせずに、ガラス流量を増加させても、未溶解ブツや泡の品位が良好であり、しかも、長期間に亘って保管しても、ガラス表面からアルカリ成分が溶出しにくく、ガラスの表面品位の低下を防止することが可能な陰極線管用ファンネルを提供することである。【解決手段】  本発明の陰極線管用ファンネルは、ＰｂＯ含有量が１０〜３０質量％であり、０．６ÅにおけるＸ線吸収係数が４０ｃｍ-1以上である鉛含有ガラスからなる陰極線管用ファンネルにおいて、前記鉛含有ガラスが、Ｃｌを０．０１〜０．１質量％含有することを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰｂＯ含有量が１０〜３０質量％であり、０．６ÅにおけるＸ線吸収係数が４０ｃｍ-1以上である鉛含有ガラスからなる陰極線管用ファンネルにおいて、前記鉛含有ガラスが、Ｃｌを０．０１〜０．１質量％含有することを特徴とする陰極線管用ファンネル。
【請求項２】
鉛含有ガラスが、質量百分率で、ＳｉＯ2  ４５〜５８％、Ａｌ2Ｏ3  ０．５〜７％、ＰｂＯ  １０〜３０％、ＭｇＯ  ０〜５％、ＣａＯ  ０〜６％、ＳｒＯ  ０〜９％、ＢａＯ  ０〜９％、ＺｎＯ  ０〜５％、Ｎａ2Ｏ  ３〜９％、Ｋ2Ｏ  ４〜１１％、ＺｒＯ2  ０〜２％、Ｓｂ2Ｏ3  ０〜２％、Ｃｌ  ０．０１〜０．１％の組成を有することを特徴とする請求項１に記載の陰極線管用ファンネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陰極線管用ファンネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
陰極線管の外囲器は、映像が映し出されるパネル部と、電子銃が装着される管状のネック部と、パネル部とネック部を接続する漏斗状のファンネル部から構成される。電子銃から出た電子線は、パネル部の内面に設けられた蛍光体を発光させてパネル部に映像を映し出すが、この時に制動Ｘ線が管内に発生し、これが外囲器を通して管外に漏れると人体に悪影響を及ぼすため、この種の外囲器には高いＸ線吸収能を有することが要求されている。
【０００３】
そのため、例えば、ファンネルには、Ｘ線吸収能が高いＰｂＯを１０〜３０質量％含有させて０．６ÅのおけるＸ線吸収係数を４０ｃｍ-1以上にした鉛ガラスが用いられている。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００３−１８３０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等の薄型ディスプレイの急速な成長により、カラーテレビジョン管に用いられる陰極線管は、徐々に流通量が低下してきている。そこで、陰極線管においては、コストダウンの目的で、陰極線管を構成するパネル、ファンネル、ネックのガラス熔融窯を集約し、一窯当たりの生産量を増加することが検討されている。
【０００５】
ファンネルの場合、ガラス熔融窯は、元々、ブツや泡等の不良率は低く、生産効率が高いため、更に生産量を増加させるには、既存の熔融窯のガラス流量を増加するしかない。しかし、ガラスの流量を増加させると、熔融窯内でのガラスの滞留時間が短くなり、熔融窯内で十分に原料がガラス化しなかったり、また、十分な清澄が行われないまま製品となるため、製品ガラス中に原料の未溶解ブツや泡数が増加し、生産効率を悪化させることになる。
【０００６】
熔融窯のガラス流量を増加させて、製品ガラス中の原料の未溶解ブツや泡数を減少させるには、熔融温度を高くすることが考えられるが、エネルギーコストの増加や熔融窯の寿命を縮めることになるため好ましくない。
【０００７】
また、陰極線管は、流通量が低下してきているため、陰極線管に使用されるパネル、ファンネル、ネックは、長期間に亘って倉庫で保管されるようになってきている。
【０００８】
パネル、ファンネル、ネックは、ガラス中にアルカリ成分を含有しているため、保管している間に、空気中の水分によってガラス製品の表面からアルカリ成分が溶出し、溶出したアルカリ成分によってガラスが侵食され、ガラスの表面品位が低下するという問題が生じる。
【０００９】
特に、ファンネルの場合、長期管に亘って保管することによって、ガラスの表面品位が低下すると、ファンネルの内表面に塗布するカーボンの導電膜（カーボンダグ）を均一に塗布できなくなり、陰極線管バルブ内の電位を同じにすることができなくなるという致命的な問題が発生することになる。
【００１０】
本発明の目的は、ガラスの熔融温度を上げずに、ガラス流量を増加させても、未溶解ブツや泡の品位が良好であり、しかも、長期間に亘って保管しても、ガラス表面からアルカリ成分が溶出しにくく、ガラスの表面品位の低下を防止することが可能な陰極線管用ファンネルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者等は、種々の実験を繰り返した結果、ガラス中にＣｌを必須成分として含有させることにより、ガラス流量を増加させても、未溶解ブツや泡の増加を抑えることができること及びガラスからのアルカリ成分の溶出を抑えることができることを見いだし提案するものである。
【００１２】
即ち、本発明の陰極線管用ファンネルは、ＰｂＯ含有量が１０〜３０質量％であり、０．６ÅにおけるＸ線吸収係数が４０ｃｍ-1以上である鉛含有ガラスからなる陰極線管用ファンネルにおいて、前記鉛含有ガラスが、Ｃｌを０．０１〜０．１質量％含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の陰極線管用ファンネルは、ガラスの熔融温度を上げずに、ガラス流量を増加させても、従来と同等以上の未溶解ブツや泡の品位を得ることができる。また、長期間に亘って保管しても、アルカリ成分が溶出しにくいため、ガラスの表面品位の低下を防止することができる。それ故、陰極線管用ファンネルとして好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明において使用するＣｌは、ガラスの熔融工程では、難溶成分であるＳｉＯ2の熔融促進に寄与し、また、成型後のガラス製品中では、ガラス中のアルカリ成分の移動を抑制する特徴を有している。
【００１５】
従って、ガラス中にＣｌを必須成分として０．０１質量％含有させることで、ガラスの熔融温度を上げずに、ガラス流量を増加させて、熔融窯内でのガラスの滞留時間が短くても、従来と同等以上の未溶解ブツや泡の品位を維持することができ、長期間に亘って保管しても、ガラス表面からのアルカリ成分の溶出を抑えることができる。但し、Ｃｌの含有量が０．１質量％より多くなると、熔融ガラスを金型内に供給しプレス成型してファンネルにする際に、金型の腐食が促進され、金型の寿命が短くなるため好ましくない。ガラス中のＣｌ含有量の好ましい範囲は０．０１５〜０．０８％であり、更に好ましくは０．０２〜０．０６％、より好ましくは０．０２５〜０．０５％である。
【００１６】
尚、本発明の陰極線管用ファンネルのアルカリ成分の溶出についての具体的な値は、ＪＩＳ  Ｒ３５０２に基づく試験におけるアルカリ成分の溶出量が０．３０ｍｇ以下であることが望ましい。
【００１７】
また、本発明の陰極線管用ファンネルは、０．６Åの波長におけるＸ線吸収係数を４０ｃｍ-1以上のガラスからなることが好ましい。Ｘ線吸収係数が４０ｃｍ-1より小さくなると、Ｘ線の透過量が多くなりすぎて、人体に悪影響を与える恐れが生じるためである。尚、Ｘ線吸収係数を高めるには、ガラス中にＰｂＯを１０質量％以上含有させればよい。
【００１８】
更に、本発明の陰極線管用ファンネルに用いられる鉛含有ガラスの好適な組成範囲は、質量百分率で、ＳｉＯ2  ４５〜５８％、Ａｌ2Ｏ3  ０．５〜７％、ＰｂＯ  １０〜３０％、ＭｇＯ  ０〜５％、ＣａＯ  ０〜６％、ＳｒＯ  ０〜９％、ＢａＯ  ０〜９％、ＺｎＯ  ０〜５％、Ｎａ2Ｏ  ３〜９％、Ｋ2Ｏ  ４〜１１％、ＺｒＯ2  ０〜２％、Ｓｂ2Ｏ3  ０〜２％、Ｃｌ  ０．０１〜０．１％である。
【００１９】
本発明においてガラスの組成を上記のように限定した理由は、次のとおりである。
【００２０】
ＳｉＯ2は、ガラスのネットワークフォーマーである。含有量が多くなると、ガラス流量を増加させた時に、製品ガラス中に未溶解ブツが増加する傾向にある。また、ガラスの粘度が高くなり、熔融が難しくなったり、熱膨張係数が小さくなりすぎてパネルやネックの熱膨張係数との整合性が取り難くなる傾向にある。一方、含有量が少なくなると、ガラスの粘度が低くなり、成型が難しくなったり、熱膨張係数が大きくなりすぎて、パネルやネックの熱膨張係数との整合性が取り難くなる傾向にある。ＳｉＯ2の含有量が４５〜５８％であれば、ガラスの熔融性や成型性を悪化させることなく、パネルやネックと整合する熱膨張係数を有するガラスが得やすくなる。好ましい範囲は４６．５〜５７％である。
【００２１】
Ａｌ2Ｏ3もガラスのネットワークフォーマーとなる成分である。含有量が多くなると、ガラスの粘度が高くなり、熔融が難しくなったり、熱膨張係数が小さくなりすぎてパネルやネックの熱膨張係数との整合性が取り難くなる傾向にある。一方、含有量が少なくなると、ガラスの粘度が低くなり、成型が難しくなったり、熱膨張係数が大きくなりすぎて、パネルやネックの熱膨張係数との整合性が取り難くなる傾向にある。Ａｌ2Ｏ3の含有量が０．５〜７％であれば、ガラスの熔融性や成型性を悪化させることなく、パネルやネックと整合する熱膨張係数を有するガラスが得やすくなる。好ましい範囲は１〜６％である。
【００２２】
ＰｂＯは、ガラスのＸ線吸収係数を高める成分である。含有量が多くなると、ガラスの粘度が低くなりすぎて成型が難しくなる。一方、含有量が少なくなると十分なＸ線吸収係数を得難くなる。ＰｂＯの含有量が１０〜３０％であれば、十分なＸ線吸収係数と成型に適した粘度を有するガラスが得やすくなる。好ましい範囲は１５〜２７％である。
【００２３】
ＭｇＯは、ガラスを熔融しやすくすると共に、熱膨張係数と粘度を調整する成分である。含有量が多くなると、ガラスが失透しやすくなる傾向にあり、成型が難しくなる。ＭｇＯの含有量が０〜５％であれば、失透し難いガラスが得やすくなる。好ましい範囲は０〜４％である。
【００２４】
ＣａＯもＭｇＯと同様に、ガラスを溶融しやすくすると共に、熱膨張係数と粘度を調整する成分である。含有量が多くなると、ガラスが失透しやすくなる傾向にあり、成型が難しくなる。ＣａＯの含有量が０〜６％であれば、失透し難いガラスが得やすくなる。好ましい範囲は１〜５％である。
【００２５】
ＳｒＯとＢａＯは、いずれもガラスを溶融しやすくすると共に、熱膨張係数と粘度を調整し、更にＸ線吸収能を高める成分である。それぞれ含有量が多くなると、ガラスが失透しやすくなる傾向にあり、成型が難しくなる。ＳｒＯ、ＢａＯそれぞれの含有量が０〜９％であれば、失透し難いガラスが得やすくなる。好ましい範囲はそれぞれ０〜７％である。
【００２６】
ＺｎＯは、ガラスからのアルカリ成分の溶出を抑えると共に、Ｘ線吸収能を高める成分である。含有量が多くなると、揮発、凝集によりＺｎＯに起因するブツが析出する傾向にある。ＺｎＯの含有量が０〜５％であれば、ＺｎＯに起因するブツを析出させることなく、ガラスからのアルカリ成分の溶出を抑える効果と充分なＸ線吸収係数を有するガラスが得やすくなる。好ましい範囲は０〜４％である。
【００２７】
Ｎａ2Ｏは、熱膨張係数と粘度を調整する成分である。含有量が多くなると、熱膨張係数が大きくなりすぎて、パネルやネックの熱膨張係数との整合性が取り難くなったり、粘度が低くなりすぎて成型し難くなる。また、電気絶縁性が低下する傾向にある。一方、含有量が少なくなると、熱膨張係数が低くなり、パネルやネックの熱膨張係数との整合性が取り難くなったり、粘度が高くなりすぎて成型し難くなる傾向にある。Ｎａ2Ｏの含有量が３〜９％であれば、成型性、電気絶縁性を低下させることなく、パネルやネックと整合する熱膨張係数を有するガラスが得やすくなる。好ましい範囲は４〜８％である。
【００２８】
Ｋ2ＯもＮａ2Ｏと同様に、熱膨張係数と粘度を調整する成分である。含有量が多くなると、熱膨張係数が大きくなりすぎて、パネルやネックの熱膨張係数との整合性が取り難くなったり、粘度が低くなりすぎて成型し難くなる。また、電気絶縁性が低下する傾向にある。一方、含有量が少なくなると、熱膨張係数が低くなり、パネルやネックの熱膨張係数との整合性が取り難くなったり、粘度が高くなりすぎて成型し難くなる傾向にある。Ｋ2Ｏの含有量が４〜１１％であれば、成型性、電気絶縁性を低下させることなく、パネルやネックと整合する熱膨張係数を有するガラスが得やすくなる。好ましい範囲は５〜１０％である。
【００２９】
ＺｒＯ2は、熱膨張係数と粘度を調整し、さらにＸ線吸収能を高める成分である。含有量が多くなると、ガラスが失透しやすくなる傾向にあり、成型が難しくなる。ＺｒＯ2の含有量が０〜２％であれば、ガラスが失透することなく、充分なＸ線吸収係数を有するガラスが得やすくなる。好ましい範囲は、０〜１．５％である。
【００３０】
Ｓｂ2Ｏ3は、清澄剤として働く成分である。含有量が多くなると、ガラスが失透しやすくなる傾向にあり、成型が難しくなる。また、所定量以上含有させてもその効果が顕著に得られず、原料コストが高くなるが、Ｓｂ2Ｏ3の含有量が０〜２％であれば問題なく使用することができる。好ましい範囲は０．０１〜１％である。
【００３１】
Ｃｌは、原料のガラス化を促進させると共に、ガラスからのアルカリ成分の溶出を抑える成分である。Ｃｌの含有量が０．１％より多くなると、金型の腐食が促進され、金型の寿命が短くなるため好ましくない。一方、Ｃｌの含有量が０．０１％より少なくなると、原料のガラス化が促進されず、ガラス流量が増加した際に、製品ガラス中に原料の未溶解ブツや泡数が増加したり、ガラスからのアルカリ成分の溶出を抑える効果が得られなくなるため好ましくない。Ｃｌの含有量が０．０１〜０．１％であれば、金型の腐食を抑えながら、上記効果を得ることができる。好ましい範囲は０．０１５〜０．０８％であり、更に好ましくは０．０２〜０．０６％、より好ましくは０．０２５〜０．０５％である。
【００３２】
また、上記の成分以外にも、ガラスの特性を損なわない範囲で他の成分を添加させることも可能であり、例えば、失透を抑える成分としてＰ2Ｏ5を１％まで添加しても良い。また、ガラスを溶融しやすくする成分として、Ｂ2Ｏ3を１％まで添加しても良い。
【００３３】
尚、本発明の陰極線管ファンネルは、上記組成範囲となるように調合した原料バッチを１５００℃程度で熔融してガラス化し、次いで、この熔融ガラスからゴブを形成して金型内に供給した後、プレス成型することにより得ることができる。
【実施例】
【００３４】
以下、本発明の陰極線管用パネルガラスを実施例に基づいて詳細に説明する。
【００３５】
表１〜３は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜６）及び比較例（試料Ｎｏ．７〜１２）を示すものである。
【００３６】
【表１】
2006082984.tif 000002
【００３７】
【表２】
2006082984.tif 000003
【００３８】
【表３】
2006082984.tif 000004
【００３９】
表中の各試料は、次のようにして作製した。
【００４０】
まず、表中のガラス組成となるように調合した原料バッチ１００ｇを白金製三角坩堝に入れ、約１５５０℃、２０分で熔融した。続いて、熔融ガラスを坩堝から外して徐冷し、図１に示すガラス１を得た。次に、このようにして採取した各試料のガラス表面２に残存する未溶解ブツや泡の割合を求めた。結果を表に示す。
【００４１】
また、表中のガラス組成となるように調合した原料バッチを３００ｇ白金坩堝に入れ、約１５００℃で４時間熔融した。尚、均質なガラスを得るため、途中で白金攪拌棒を使って３分間攪拌して脱泡を行った。その後、熔融ガラスを所定形状に成形した後、徐冷し、得られた各試料について、アルカリ成分の溶出量、金型劣化性の評価及びＸ線吸収係数について測定した。結果を表に示す。
【００４２】
表から明らかなように、実施例である試料Ｎｏ．１〜６の各試料は、ガラス中にＣｌを０．０１３〜０．０５０％含有しており、残存する未溶解ブツや泡の割合は２２％以下と低く、また、アルカリ成分の溶出量も０．２８ｍｇ以下と低かった。更に、金型劣化性の評価についても、金型の劣化は認められず、Ｘ線吸収係数は６５ｃｍ-1以上と高かった。
【００４３】
これに対して、比較例である試料Ｎｏ．７〜９は、ガラス中のＣｌの含有量が０．００７％以下であり、残存する未溶解ブツや泡の割合は３０％以上と高かった。また、アルカリ成分の溶出量も０．３２ｍｇ以上と高く、ガラスの表面品位が低下することが予想される。また、試料Ｎｏ．１０〜１２は、ガラス中のＣｌの含有量が０．１２％以上であり、金型劣化性の評価で、金型の劣化が認められた。
【００４４】
尚、ガラス表面に残存する未溶解ブツや泡の割合は、各試料のガラス表面２を撮影し、画像をコンピューターに取り込み、画像処理を行って、ガラス表面２に占める未溶解ブツや泡の割合を求めた。この値が小さいほど、早くガラス化が進んでいることを意味する。
【００４５】
アルカリ成分の溶出量については、ＪＩＳ  Ｒ３５０２に基づく試験方法で測定した。具体的には、まず、各試料を破砕、分級し、２５０〜４２５μｍの大きさの破砕物を取り出し、次に、破砕物を水洗し、ビーカーに移し、乾燥器内で乾燥させる。更に、この破砕物２．８ｇを純水５０ｍｌと共に丸底フラスコに入れ、沸騰水浴中で６０分間保持した。その後、溶液中のアルカリ成分を原子吸光分析装置で定量し、溶出量を求めた。
【００４６】
金型劣化性については、まず、１１００℃の各試料の溶融ガラスを金型に流し込み、１分後に金型からガラスを外す。この作業を１０回繰り返し行い、その後、金型表面を顕微鏡で観察し、金型の溶着剥がれや腐食の有無で評価した。金型に溶着剥がれや腐食が認められなければ、劣化してないとして○とし、金型に溶着剥がれや腐食が認められれば、金型の劣化が進行したとして×とした。
【００４７】
Ｘ線吸収係数については、ガラス組成と密度に基づいて、０．６Åの波長に対する吸収係数を計算して求めた。
【００４８】
更にこれらの結果をもとに、実際の熔融窯でガラスを熔融して、ファンネルを製造し、製品中の泡数を測定した。
【００４９】
まず、Ｃｌを含有していない試料Ｎｏ．８の組成を有するガラス原料を用いて、熔融窯のガラス流量を１００ｋｇ／ｈｒとしてファンネルを製造した。この時の未溶解ブツと泡の不良率は３．０％であった。ガラス流量を２００ｋｇ／ｈｒに切り替えたところ、泡数が著しく増加した。次に、ガラス流量を２００ｋｇ／ｈｒに維持したまま、Ｎｏ．９にＣｌを０．０１３％添加した組成（試料Ｎｏ．２）に切り替え、ファンネルを製造したところ、未溶解ブツと泡の不良率が２．０％まで減少した。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】ガラス表面に残存する未溶解ブツや泡の割合を測定する際の試料を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  ガラス
２  ガラス表面
【図１】
2006082984.tif 000005