JP2000040476A - 陰極線管用ガラスパネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラスの表面についた傷が、ガラス表面の圧
縮応力層を突き抜ける虞が少なく、しかも該傷を起点と
したクラックが内部の引張応力層に進展到達した場合で
も、爆縮によるガラス小片の飛散を抑制し、陰極線管用
ガラスバルブに高い機械的強度と安全性を付与すること
ができる陰極線管用ガラスパネルを提供する。 【解決手段】 ガラスパネル１の内表面及び外表面に
は、ガラス肉厚の５／１００〜１３／１００の厚さの圧
縮応力層Ｃが形成されてなり、圧縮応力層Ｃの圧縮応力
値σ_c と、内外表面の圧縮応力層Ｃの間に形成された引
張応力層の引張応力値σ_t が、σ_t ＜１／３｜σ_c ｜で
あり、且つ｜σ_t ｜＜２０００ｐｓｉである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、陰極線管に用いられる
ガラスパネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】陰極線管用ガラスパネルは、図３に示す
ように、画像が映し出される略矩形のフェース部１ａ
と、該フェース部１ａの全周に亘って延在するスカート
部１ｂとからなり、かかるガラスパネル１に、ファンネ
ル２及びネック３が取り付けられることにより、陰極線
管用ガラスバルブが構成される。陰極線管用ガラスバル
ブは、その内部を排気されることにより真空容器として
使用される。

【０００３】内部が真空化された陰極線管用ガラスバル
ブには、その外表面に大気圧が負荷されることによる応
力が発生するため、ガラスバルブには十分な機械的強度
が必要となり、これが不十分であると大気圧による応力
負荷に耐えられずに破壊を招くことになる。

【０００４】陰極線管用ガラスバルブは非球形状である
ことから、その内部が真空化された場合に大気圧により
バルブ表面に発生する応力分布については、図４に示す
ように、ガラスバルブ内方への圧縮応力と外方への引張
応力の発生領域が存在するが、ガラス構造体は概して圧
縮の応力に対しては強く、引張りの応力に対しては弱い
ことから、特に排気後の陰極線管用ガラスバルブでは、
最大の引張応力の発生領域が存在するガラスパネル１の
領域を起点として破損や爆縮が生じやすい。

【０００５】かかる問題を解決するために、化学強化或
いは風冷強化によりガラス表面に圧縮応力層が形成され
た陰極線管用ガラスパネルが従来より用いられている。
一般に、ガラスにとっての圧縮応力はガラスに傷を入り
難くし、ガラスを破損し難くすることが知られており、
化学強化による場合は、陰極線管用ガラスパネルの表面
層にある小アルカリイオン（Ｎａイオン）を大アルカリ
イオン（Ｋイオン）にイオン交換させることにより、圧
縮応力層を形成するもので、他方、風冷強化による場合
には、陰極線管用ガラスパネルのガラス内部の温度がか
なり高い温度、即ち、歪点温度以上にある状態で、その
表面を急冷することによりガラスの表層と内部との温度
差を利用してガラス表面に圧縮応力層を形成するもので
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の陰極線管用ガラ
スパネルにあっては、表面に形成された圧縮応力層の応
力値は高いが、以下のような問題がある。

【０００７】イオン交換による従来の陰極線管用ガラス
パネルにあっては、図５にその応力分布を示すように、
ガラスの両表面に数十μｍの厚さの圧縮応力層Ｃしか形
成されないため、ガラス表面に深い傷がついた場合に、
該傷が圧縮応力層Ｃを突き抜け易いという問題がある。

【０００８】一方、風冷強化による従来の陰極線管用ガ
ラスパネルにあっては、図６にその応力分布を示すよう
に、ガラスの両表面にガラス肉厚の約１／６〜１／５の
厚さの圧縮応力層Ｃが形成されるとともに、該圧縮応力
層の間には、圧縮応力値（絶対値）の１／２の値の応力
値で引張応力層Ｔが形成されている。従って、かかるガ
ラスパネルにおいては、ガラス表面の圧縮応力層Ｃが厚
いという反面、内部の引張応力層Ｔの応力値が大きいと
いう欠点がある。即ち、かかるガラスパネルを用いたガ
ラスバルブにあっては、ガラスパネルの表面の圧縮応力
層Ｃの厚さが深いことから、その表面に傷がついても圧
縮応力層Ｃを突き抜ける虞は少ないが、かかる傷を起点
とした微細なクラックが一旦、圧縮応力層Ｃを突き抜
け、内部の引張応力層Ｔに進展到達すると、引張応力層
Ｔの応力が一気に解放され、ガラスが小片に破砕されて
飛散する危険性がある。特に、内部が真空である陰極線
管用ガラスバルブにあっては、瞬時の激しい空気流動に
よる爆縮が生じることから、ガラス小片の飛散は大きな
問題となる。

【０００９】そこで、本発明の目的は、ガラスの表面に
ついた傷が、ガラス表面の圧縮応力層を突き抜ける虞が
少なく、しかも該傷を起点としたクラックが内部の引張
応力層に進展到達した場合でも、爆縮によるガラス小片
の飛散を抑制し、陰極線管用ガラスバルブに高い機械的
強度と安全性を付与することができる陰極線管用ガラス
パネルを提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題及
び目的に鑑みてなされたもので、画像が映し出される有
効画面部を備えた略矩形のフェース部と、該フェース部
の全周に亘って延在するスカート部とからなる陰極線管
用ガラスパネルにおいて、前記ガラスパネルの内表面及
び外表面には、ガラス肉厚の５／１００〜１３／１００
の厚さの圧縮応力層が形成されてなり、該圧縮応力層の
圧縮応力値σ_c と、内外表面の圧縮応力層の間に形成さ
れた引張応力層の引張応力値σ_t が、σ_t ＜１／３｜σ
_c ｜であり、且つ｜σ_t ｜＜２０００ｐｓｉであること
を特徴とする陰極線管用ガラスパネルである。

【００１１】

【作用】本発明の陰極線管用ガラスパネルによれば、内
表面及び外表面に形成された圧縮応力の厚さをガラス肉
厚の５／１００〜１３／１００とすることにより、風冷
強化による従来の陰極線管用ガラスパネルと同様の高い
圧縮応力値を維持しながら、ガラス内部の引張応力層の
応力値を抑制する。また、圧縮応力の厚さがガラス肉厚
の５／１００〜１３／１００であることにより、ガラス
パネルの表面に傷がついた場合でも、強化層である圧縮
応力層を突き抜ける虞は少ない。

【００１２】圧縮応力の厚さが、ガラス肉厚の５／１０
０未満であると、ガラスパネルの表面に傷がついた場合
に該傷が圧縮応力層を突き抜け易く、また、ガラス肉厚
の１５／１００以上であると、所望の高い圧縮応力値を
維持しながら、引張応力層の応力値のみを抑制すること
が困難である。

【００１３】また、内外表面の圧縮応力層の間に形成さ
れたガラス内部の引張応力層の引張応力値σ_t が、σ_t
＜１／３｜σ_c ｜であることにより、ガラスの表面傷を
起点としたクラックが内部の引張応力層に進展到達した
場合でも、爆縮によるガラス小片の飛散を抑制できる。

【００１４】更に、引張応力値σ_t の絶対値を２０００
ｐｓｉ未満にしたのは、２０００ｐｓｉ以上であると、
σ_t ＜１／３｜σ_c ｜の引張応力値σ_t の範囲であって
も、クラックがガラス内部の引張応力層に進展到達した
場合、ガラスが小片に破砕され飛散する危険性が高まる
ためである。

【００１５】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明の陰極線管用
ガラスパネルについて説明する。

【００１６】（実施例）図１は、本発明の陰極線管用ガ
ラスパネルの説明図、図２は陰極線管用ガラスパネル１
のフェース部１ａ中央における応力分布を示す説明図で
ある。

【００１７】本実施例の２９型の陰極線管用ガラスパネ
ル１は、フェース部１ａの中央における肉厚が１３ｍｍ
で、その内表面及び外表面に圧縮応力層Ｃが形成されて
いる。圧縮応力層Ｃは、例えばフェース部中央におい
て、約１．３ｍｍで、ガラス肉厚の１０／１００の厚さ
であり、その応力値は、２０００ｐｓｉである。また、
ガラス内部中央の引張応力層の応力値は、４００ｐｓｉ
である。

【００１８】かかる陰極線管用ガラスパネル１は、以下
の要領にて作製された。

【００１９】溶融ガラスを成型金型でプレスすることに
より、陰極線管用ガラスパネル１を成形した後、徐冷炉
へ搬入する前に、該ガラスパネル１の内表面及び外表面
を１０〜２０秒間風冷した。この段階で、ガラスパネル
１の内外表層部の温度が、該ガラスパネル１の歪点であ
る４７３℃まで冷却され、ガラス内部の温度は歪点以上
に保たれている。このガラスパネル１を、前記歪点を最
高温度として設定された徐冷炉に搬入し、所定時間の徐
冷工程を通した後、徐冷炉より搬出した。

【００２０】（比較例１）本実施例に用いた陰極線管用
ガラスパネルと同様のガラスパネルを、約４８０℃に保
持したＫＮＯ₃ の溶液槽に約２〜３時間浸漬し、ガラス
パネルの表層部をイオン交換処理することにより、圧縮
応力値が１４０００ｐｓｉ、厚さが約２０μｍの圧縮応
力層が内表面及び外表面に形成された陰極線管用ガラス
パネルを作製した。かかるガラスパネルのガラス内部中
央の引張応力層の応力値は、２０ｐｓｉである。

【００２１】（比較例２）本実施例に用いた陰極線管用
ガラスパネルと同様のガラスパネルを、従来の通常の風
冷強化処理することにより、圧縮応力値が５０００ｐｓ
ｉ、厚さが約２．２ｍｍの圧縮応力層が内表面及び外表
面に形成された陰極線管用ガラスパネルを作製した。か
かるガラスパネルのガラス内部中央の引張応力層の応力
値は、２５００ｐｓｉである。

【００２２】上記各々の陰極線管用ガラスパネルを用い
て、内部が真空化された陰極線管用ガラスバルブを作製
し、衝撃テストを行ったところ、比較例１のガラスパネ
ルによるガラスバルブでは、ガラスの圧縮応力層の厚さ
が薄いため、ダイヤモンドカッターによりフェース部に
傷を刻入しただけで、傷が圧縮応力層を突き破った。

【００２３】これに対して、本実施例及び比較例２のガ
ラスパネルによるガラスバルブでは、ガラスの圧縮応力
層の厚さが厚いため、前記傷からのクラック進展を阻止
するに十分な厚さであった。

【００２４】しかしながら、前記傷が一旦ガラス内部の
引張応力層に進展到達した際には、本実施例のガラスパ
ネルによるガラスバルブでは、ガラス内部の引張応力層
の応力値が小さいために、比較例２に比べてガラス小片
の飛散が少なく、良好な結果が得られた。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の陰極線管
用ガラスパネルによれば、ガラスの表面傷が強化層であ
る圧縮応力層を突き抜ける虞がなく、かつガラスの表面
傷を起点としたクラックが内部の引張応力層に進展到達
した場合でも、爆縮によるガラス小片の飛散を抑制で
き、ガラスバルブに高い機械的強度と安全性を付与する
という優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる陰極線管用ガラスパネルの説明
図である。

【図２】本発明にかかる陰極線管用ガラスパネルの応力
分布を示す説明図である。

【図３】陰極線管用ガラスバルブの説明図である。

【図４】陰極線管用ガラスバルブに発生する応力分布を
示す説明図である。

【図５】従来の陰極線管用ガラスパネルの応力分布を示
す説明図である。

【図６】従来の陰極線管用ガラスパネルの応力分布を示
す説明図である。

【符号の説明】

１ 陰極線管用ガラスパネル １ａ フェース部 １ｂ スカート部 ２ ファンネル ３ ネック Ｃ 圧縮応力層 Ｔ 引張応力層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像が映し出される略矩形のフェース部
   と、該フェース部の全周に亘って延在するスカート部と
   からなる陰極線管用ガラスパネルにおいて、前記ガラス
   パネルの内表面及び外表面には、ガラス肉厚の５／１０
   ０〜１３／１００の厚さの圧縮応力層が形成されてな
   り、該圧縮応力層の圧縮応力値σ_c と、内外表面の圧縮
   応力層の間に形成された引張応力層の引張応力値σ_t
   が、σ_t ＜１／３｜σ_c ｜であり、且つ｜σ_t ｜＜２０
   ００ｐｓｉであることを特徴とする陰極線管用ガラスパ
   ネル。