阴极射线管用玻璃漏斗及其制造方法技术

阴极射线管用玻璃漏斗，它的一端具有略呈矩形的开口端、另一端具有缩颈部，由具有略呈矩形的表面部的玻璃板与用于阴极射线管的玻璃真空管构成，其特征在于，在构成前述玻璃漏斗的玻璃中，用摩尔百分率计算ＳｉＯ↓［２］含量在６０％以上、ＰｂＯ含量在７％以上，将前述玻璃中所含有的Ｎａ↓［２］Ｏ及Ｋ↓［２］Ｏ的摩尔百分率分别折算为ＷＮａ及ＷＫ时，满足０．３５≤ＷＫ／（ＷＮａ＋ＷＫ）≤０．６；对包括用于制造阴极射线管的玻璃真空管的内部抽成真空时所产生的抗拉应力达到最大的位置在内的区域的至少外表面，通过化学强化形成压缩应力层，并且使被化学强化的外表面及相对于该外表面的内表面的一方或双方通过离子交换被着色。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及部分化学强化的区域通过离子交换被着色的。
技术介绍
近年来，阴极射线管以外的图像显示装置许多已被实用化，从阴极射线管与这些图像显示装置之间的对比来看，随着图像显示装置的大型化，长度和重量作为显示装置的缺点正引起人们的注意。因此，强烈要求缩短长度、实现轻量化。但是如果缩短传统的阴极射线管的长度，则阴极射线管结构上的不对称性也增大，产生在玻璃漏斗上所形成大的抗拉真空应力远远超过玻璃的破坏强度这一问题。同时由于阴极射线管的上述不对称性和大型化导致壁厚差的增大，使阴极射线管的制造工序及使用时产生的热应力也增加。此外，如果减薄玻璃壁厚以后实现了轻量化，则因普通玻璃的刚性降低，引起变形能的增加，而变形能的增加尤其会使抗拉应力增大，因此，因断裂使安全性降低及因延迟破坏促使可靠性降低。如果使玻璃壁厚增加，虽然控制了变形能后能够防止前述应力的增大，但作为不良一面的是增加了质量。作为谋求阴极射线管用玻璃漏斗轻量化的传统方法如专利第2904067号所示，采用物理强化法等在玻璃板的表面形成达玻璃厚度1/6左右厚度的压缩应力层的方法已被实用化。但是，玻璃漏斗的情况，例如，如果有对角线为86cm的图像、偏转角为110度的阴极射线管用玻璃漏斗，一般而言，与玻璃板之间的焊封部的最大玻璃厚度超过13mm，另一方面与缩颈部之间的最小玻璃厚度小于3mm，即因最大壁厚超过最小壁厚的4倍，所以对这种有不均匀壁厚分布的玻璃漏斗要进行均匀快速冷却是不可能的。其结果是，由于在依存不均匀的温度分布的表面发生大的抗拉性残余应力与压缩应力共存，因此，采用物理强化法对玻璃漏斗的强化没有实用化。另一方面，采用化学强化法强化玻璃漏斗的表面、谋求轻量化的方法已被人知晓。该方法是采用小于渐冷域的温度，对玻璃中特定的碱离子用比该离子更大的离子置换，因其容积增加而在表面形成压缩应力层的方法。采用这种热扩散的化学强化法(以下简称热扩散法)，能够获得比较大的压缩应力，并且在不会形成不需要的抗拉应力这点上比物理强化法更有利于实现轻量化。一般而言，被用于玻璃漏斗的玻璃，其主要成分SiO2的含量在60摩尔％以上，并且为了提高X射线吸收能，所以还含有PbO 7～8.5摩尔％。更进一步考虑到使玻璃热膨胀系数与其他材料的热膨胀系数匹配的必要性及玻璃的熔化性、成形性，并从确保适度的高温粘性的必要性考虑，还含有钠和钾等碱金属的氧化物。另一方面，上述玻璃要能够耐阴极射线管工作中的高电压且不会被破坏绝缘性，必须是高电阻材料。因此，使钠和钾这两种成分达到平衡，通过混合碱的效果实现高电阻。例如，用于玻璃漏斗的一般性玻璃组成采用SiO2-Al2O3-PbO-R2O-R′O系(R2O碱金属氧化物、R＇O碱土类氧化物)。为了提高电阻，注意流动性高的锂离子、钠离子及钾离子等离子半径比较小的碱的含量就行了。普通玻璃漏斗的组成不必含有锂氧化物，用摩尔百分率计算钠氧化物和钾氧化物的含量都为5～9％左右。在前述玻璃中，采用通过热扩散将钠离子置换成钾离子的化学强化法时，由于已经使钠氧化物和钾氧化物的量平衡了，因此，钾离子的流动性低，例如，即使在约450℃的KNO3的溶融液中浸渍24小时，压缩应力层至多也只从30μm加厚到40μm左右。此外，压缩应力值虽然根据表面分析有80Mpa左右，但是在深度方向，即从玻璃表面向内部却呈指数函数性地衰减。由于在阴极射线管的制造工序及市场上能够承受的损伤深度与压缩应力层相同，因此，如果压缩应力层过分薄的话，则对于超过压缩应力层厚度的损伤就可能失效。更进一步，就阴极射线管的状态而言，负荷真空应力，重叠前述抗拉真空应力与强化压缩应力，其结果是，存在大幅度地减少有效压缩应力层的厚度且可靠性有可能受损的缺点。另一方面，除了采用热扩散进行离子交换以外，采用电场加速型化学强化法(以下简称电场加速法)进行化学强化也已被人们知晓。该方法如特开2001-302278号公报中所示，将需要进行化学强化的玻璃漏斗特点区域浸在硝酸钾溶融液或硝酸钠溶融液或二者的混合溶融液中，将阳极设置在离子交换的玻璃表面侧的溶融液中，而将阴极设置在相反侧的面浸渍的溶融液中，然后外加直流电压，一般情况下采用变形点以下的温度进行离子交换。该方法的特征是通过外加电场向玻璃内注入离子半径较大的离子，提高离子的流动性且使玻璃内离子半径较小的离子被置换，短时间内形成充分的压缩应力值与压缩应力层深度(厚度)。本专利技术者一直采用前述的电场加速型化学强化法。通过对玻璃漏斗特定区域进行部分化学强化，已成功地制造出轻量且超扁平的玻璃漏斗。由于实施这种新的加工技术，对玻璃漏斗的制造加工工序或阴极射线管的制造工序来说，当需要同时提供规格不同的多品种玻璃漏斗的情况下，例如，如果已被化学强化的玻璃漏斗和未强化的玻璃漏斗共存，则由于两者通过外观不能完全区别使用，因此，不但对制造工序及产品的管理困难，而且恐怕会发生两者互相混淆等事故。另一方面，作为玻璃的着色法，虽然有向玻璃原料中添加着色成分并熔化、着色的方法；在玻璃表面涂敷银盐或铜盐的水溶液或这些水溶液和粘土等混合物并加热，使玻璃中的碱离子与银离子或铜离子进行离子交换，然后在还原氛围气中加热将前述离子还原成原子状后再进一步聚集成浆料并着色的所谓染色法；使高温玻璃与熔化金属接触，在前述玻璃和熔化金属之间外加电压并在玻璃中注入前述金属的方法等。但这些方法都不具有对化学强化部分进行着色的技术思想。此外，从很早以前就开始研究尝试采用化学方法(离子交换法)对玻璃进行强化和着色。该方法是用比玻璃中碱离子的离子半径更大的钾离子进行强化、用银离子着色的方法。例如，特开昭46-1329号公报中所记载的将需要进行化学强化的玻璃漏斗特定区域浸在含有钾离子和银离子的溶融盐浴中的方法虽已被人们知晓，但采用该方法对类似汽车用板玻璃的钠钙玻璃进行热扩散法处理，不能同时获得所希望的强化和着色，因此，要采用先置于银盐浴中浸渍，然后置于钾盐浴中浸渍着色和强化这两道工序的方法。特开2001-302278号公报(第92段落)[专利文献2]特开昭48-71672号公报(权利要求的范围)[专利文献3]特开昭55-144451号公报(权利要求的范围)[专利文献4] 特开昭61-232250号公报(权利要求的范围)[专利文献5]特开昭57-175751号公报(第1页右栏第8行～第14行)[专利文献6]特开昭55-167158号公报(权利要求的范围)[专利文献7]特开昭55-167157号公报(权利要求的范围)[专利文献8]特公昭54-21336号公报(权利要求的范围)[专利文献9]特开昭46-1329号公报(权利要求的范围)[专利文献10]专利第2939415号(权利要求的范围)[专利文献11]专利第2904067号[专利文献12]特开2001-294442号公报(第17段落)[专利文献13]特开2001-348245号公报(第68段落)[专利文献14]特开2001-348248号公报(第27～28段落)[专利文献15]特开2002-60242号公报(第25段落)以容易且确实地进行对已部分化学强化的玻璃漏斗与类似前述形状未强化玻璃漏斗的识别为目的，并且为了能够用目视辨别已强化的部分，要求对该部分进行着色。但是用传统技术通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.阴极射线管用玻璃漏斗，它的一端具有略呈矩形的开口端、另一端具有缩颈部，由具有略呈矩形的表面部的玻璃板与用于阴极射线管的玻璃真空管构成，其特征在于，在构成前述玻璃漏斗的玻璃中，用摩尔百分率计算SiO2含量在60％以上、PbO含量在7％以上，将前述玻璃中所含有的Na2O及K2O的摩尔百分率分别折算为WNa及WK时，满足0.35≤WK/(WNa+WK)≤0.6；对包括用于制造阴极射线管的玻璃真空管的内部抽成真空时所产生的抗拉应力达到最大的位置在内的区域的至少外表面，通过化学强化形成压缩应力层，并且使被化学强化的外表面及相对于该外表面的内表面的一方或双方通过离子交换被着色。2.如权利要求1所述的阴极射线管用玻璃漏斗，其特征还在于，对包括装配阴极射线管时产生的热应力达到最大的位置在内的区域，以及包括阴极射线管工作时产生的热应力达到最大的位置在内的区域中的任一区域或上述两个区域的至少外表面，通过化学强化形成压缩应力层，并且使被化学强化的外表面及相对于该外表面的内表面的一方或双方通过离子交换被着色。3.如权利要求1或2所述的阴极射线管用玻璃漏斗，其特征还在于，通过化学强化被注入玻璃中的强化用离子为钾离子，离子交换着色用离子为选自银离子、钴离子、镍离子、铜离子、铁离子及锡离子的...

【专利技术属性】
技术研发人员：菅原恒彦，植木干夫，
申请(专利权)人：旭硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：