(57)【要約】【課題】  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、成形時に失透し難く、しかも、クラックが生成し難い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、Ｂ2Ｏ3を０．０１〜２．０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、Ｂ2Ｏ3を０．０１〜２．０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％、Ｂ2Ｏ3  ０．０１〜２．０％の組成を含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２０００−８６２７７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して、成型のインデックスを高くするしかない。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、成型のインデックスを高くしようとする場合、ファンネルの形状の型崩れを防止するために、従来よりも低い温度で成型する必要があるが、この方法では液相温度と成型温度の差が小さくなり、従来よりも成型時にガラスが失透しやすくなるという問題が発生する。
【０００８】
更に、成形のインデックスを高くすると、成型後の工程におけるファンネルの搬送スピード等も速くなるため、ファンネルと他の部材との接触によりクラックが生成しやすくなり、製品としての機能が損なわれる虞がある。
【０００９】
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、成形時に失透し難く、しかも、クラックが生成し難い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】
【００１０】
本発明者は、種々の実験を繰り返した結果、ガラス中にＢ2Ｏ3を必須成分として含有させることにより、ガラスの高温粘性及び液相温度を低下させ、しかも、クラック抵抗を高めることができることを見いだし提案するものである。
【００１１】
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、Ｂ2Ｏ3を０．０１〜２．０質量％含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
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、成型のインデックスを高めても失透し難く、しかも、他の部材との接触してもクラックが生成しにくい。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】
【００１３】
本発明において使用するＢ2Ｏ3は、ガラスの高温粘性や液相温度を低下させ、しかも、クラック抵抗を高める特徴を有している。
【００１４】
従って、ガラス中にＢ2Ｏ3を必須成分として０．０１質量％含有させることで、熔融温度付近のガラスの高温粘性が低下するため、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維持することができる。また、成型温度付近のガラスの高温粘性及び液相温度も低下するため、成型のインデックスを高めることができ、しかも、成型のインデックスを高めても失透を抑えることができる。更に、クラック抵抗が高くなるため、他の部材との接触によるクラックの生成を抑えることができる。但し、Ｂ2Ｏ3の含有量が２．０質量％より多くなると、ガラス熔融時におけるＢ2Ｏ3の揮発量が増加し、ガラス熔融窯や熔融窯煙道に使用されている耐火物の侵食、劣化が進み、熔融窯の寿命が短くなるため好ましくない。ガラス中のＢ2Ｏ3含有量の好ましい範囲は０．０２〜１．８％であり、更に好ましくは０．０３〜１．５％、より好ましくは０．４〜１．２％である。
【００１５】
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。
【００１６】
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％、Ｂ2Ｏ3  ０．０１〜２．０％である。
【００１７】
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。
【００１８】
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、ガラスの粘度が高くなり、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、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４６〜５７％である。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
ＣａＯもＭｇＯと同様に、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。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。
【００２３】
ＳｒＯとＢａＯは、いずれも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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。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。
【００２６】
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。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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
Ｂ2Ｏ3は、ガラスの高温粘性や液相温度を低下させると共に、ガラスのクラック抵抗を高める成分である。Ｂ2Ｏ3の含有量が２．０％より多くなると、ガラス熔融時におけるＢ2Ｏ3の揮発量が増加し、ガラス熔融窯や熔融窯煙道に使用されている耐火物の侵食、劣化が進み、熔融窯の寿命が短くなるため好ましくない。一方、Ｂ2Ｏ3の含有量が０．０１％より少なくなると、ガラスの高温粘性や液相温度を低下させる効果が得られ難くなるため、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、成型のインデックスを高めた際、失透が起こりやすくなる。また、ガラスのクラック抵抗を高める効果が得られなくなるため好ましくない。Ｂ2Ｏ3の含有量が０．０１〜２．０％であれば、熔融時におけるＢ2Ｏ3の揮発を抑えながら、上記効果を得ることができる。好ましい範囲は０．０２〜１．８％であり、更に好ましくは０．０３〜１．５％、より好ましくは０．４〜１．２％である。
【００３０】
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。
【００３１】
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】
【００３２】
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。
【００３３】
表１及び２は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜７）及び比較例（試料Ｎｏ．８〜１０）を示すものである。
【００３４】
【表１】
2006225196.tif 000002
【００３５】
【表２】
2006225196.tif 000003
【００３６】
表中の各試料は、次のようにして作製した。
【００３７】
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３００ｇを白金坩堝に入れ、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、Ｘ線吸収係数、ガラスの粘度特性、液相温度、クラック抵抗を測定し、揮発性の評価を行った。結果を表に示す。
【００３８】
表から明らかなように、実施例である試料Ｎｏ．１〜７の各試料は、Ｘ線吸収係数が６５ｃｍ-1以上と高かった。また、ガラス中にＢ2Ｏ3を０．０２〜１．８％含有しており、１０4.0ｄＰａ・ｓに相当する温度は９６０℃以下と低く、１０2.0ｄＰａ・ｓに相当する温度も１３７７℃以下と低かった。また、液相温度は８８５℃以下と低く、クラック抵抗は３１ｇ以上と高かった。更に、揮発性の評価において、耐火物表面での揮発物の付着は認められなかった。
【００３９】
これに対して、比較例である試料Ｎｏ．８及びＮｏ．９は、ガラス中のＢ2Ｏ3の含有量が０．００３％以下であり、１０4.0ｄＰａ・ｓに相当する温度は９６２℃と高く、１０2.0ｄＰａ・ｓに相当する温度も１３８０℃と高かった。また、液相温度は８９０℃と高く、クラック抵抗は２９ｇと低かった。また、試料Ｎｏ．１０は、ガラス中のＢ2Ｏ3の含有量が３．０％であり、揮発性の評価において、耐火物表面に揮発物の付着が認められ、窯の寿命が短くなることが予想される。
【００４０】
尚、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。
【００４１】
ガラスの粘度については、ガラスの粘度が１０4.0ｄＰａ・ｓ及び１０2.0ｄＰａ・ｓに相当する温度に相当するガラス融液の温度を白金球引き上げ法により測定した。尚、１０4ｄＰａ・ｓに相当する温度は熔融ガラスを成型する際の目安となる温度を示しており、また、１０2ｄＰａ・ｓに相当する温度はガラスを熔融する際の目安となる温度を示している。これら温度が低い程、成形性や熔融性に優れていることになる。
【００４２】
液相温度については、各試料を３００〜５００μｍの大きさに粉砕し、これを白金製のボートに入れて７５０〜１０５０℃の温度勾配炉に移して４８時間保持した後、ボートからガラスを取り出し、偏光顕微鏡で観察し、結晶が析出し始めた温度を液相温度とした。
【００４３】
クラック抵抗については、和田らが提案した方法（Ｍ．Ｗａｄａ  ｅｔ  ａｌ．  Ｐｒｏｃ．，ｔｈｅ  Ｘｔｈ  ＩＣＧ，ｖｏｌ．  １１，  Ｃｅｒａｍ．  Ｓｏｃ．，  Ｊａｐａｎ，  Ｋｙｏｔｏ，  １９７４，  ｐ３９）によって求めた。この方法は、ビッカ−ス硬度計のステージに試料ガラスを置き、この試料ガラスの表面に菱形状のビッカ−ス圧子（ダイアモンド製）を種々の荷重で１５秒間押し付けるものである。そして、ダイアモンド圧子を取り除いて１５秒以内に圧痕の四隅から発生するクラックの数をカウントし、最大発生クラック数（４ケ）に対する割合を求めクラック発生率とする。このクラック発生率が５０％になるときの荷重を「クラック抵抗」とした。クラック抵抗が大きいほどクラックが発生しにくく、ガラスに傷がつきにくいことを示す。尚、クラック発生率は、同一荷重で２０回測定し、その平均値から求めた。また、クラック抵抗は、湿度の影響を受けるため、気温２５℃、湿度３０％の条件で測定を行った。
【００４４】
揮発性の評価試験については、次のようにして行った。まず、表中のガラス組成となるように調合した各試料の原料バッチ１００ｇを白金製三角坩堝に入れ、１５５０℃で２０分熔融する。続けて、坩堝開口部の面積が３０％となるように、坩堝開口部にＡＺＳ（Ａｌ2Ｏ3−ＺｒＯ2−ＳｉＯ2系）耐火物を載せて、１５５０℃で１２０時間保持する。その後、徐冷して、ＡＺＳ耐火物表面の状態を目視で観察した。尚、耐火物表面に揮発物の付着が認められなければ、耐火物は侵食、劣化してないとして「○」とし、耐火物表面に揮発物の付着が認められれば、耐火物の侵食、劣化が進行したとして「×」とした。
【００４５】
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、製品中の未溶解ブツ、泡数及び失透ブツの不良率を測定した。
【００４６】
まず、Ｂ2Ｏ3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、泡数及び失透ブツの不良率は３．０％であった。ガラス流量を２００ｋｇ／ｈｒに切り替えたところ、未溶解ブツ及び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．８において、ＳｉＯ2とＢ2Ｏ3を０．５％置換した組成（試料Ｎｏ．５）に切り替え、ファンネルを製造したところ、未溶解ブツ、泡数及び失透ブツの不良率が２．０％まで減少した。