JP2006253001A - Glass bulb for cathode-ray tube, and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、陰極線管用ガラスバルブ及びその製造方法に係り、特に投写型陰極線管用ガラスバルブにおける内部応力を適切化するための技術に関する。 The present invention relates to a glass bulb for a cathode ray tube and a manufacturing method thereof, and more particularly to a technique for optimizing internal stress in a glass bulb for a projection type cathode ray tube.
従来、テレビ受像機等の構成要素である陰極線管としては、いわゆる直視型陰極線管と、投写型陰極線管とが公知となっている。そして、図6に示すように、これらの陰極線管の外囲器としての役割を果たす陰極線管用ガラスバルブ(以下、単にバルブともいう)1は、前面部分を構成する略矩形のフェース部2aの周縁部に後方に向かってスカート部2bが略直角に連なるガラスパネル部(以下、単にパネル部ともいう)2と、管軸方向の一端及び他端にそれぞれ大開口端及び小開口端が形成された略漏斗状の側壁部3aを有するガラスファンネル部(以下、単にファンネル部ともいう)3とを備える。なお、ここで言うファンネル部3とは、その側壁部の小開口端に電子銃を保持するネック管4が溶着された状態にあるガラス物品を意味する(以下、同様)。
Conventionally, as a cathode ray tube which is a constituent element of a television receiver or the like, a so-called direct-view type cathode ray tube and a projection type cathode ray tube are known. As shown in FIG. 6, a cathode ray tube glass bulb (hereinafter also simply referred to as a bulb) 1 serving as an envelope of these cathode ray tubes has a peripheral edge of a substantially
この種のバルブ、特に投写型のバルブ1は、前記パネル部2となるパネルのスカート部2aの開口端に形成されたシールエッジ面と前記ファンネル部3となるファンネルの側壁部の大開口端に形成されたシールエッジ面とがバーナーで溶着されることにより構成されている。したがって、この種のバルブ1の製造工程においては、上記の溶着に起因して、その溶着部1aから10〜15mm離隔したパネル部2及びファンネル部3のそれぞれの部位の外表面に帯状の引張応力層が形成される。この引張応力層の応力値は極めて高いため、このような状態にあるバルブ1をそのまま放置しておいたのでは、当該バルブ1自体に生じている微小欠点、詳しくは窪み等の形状的な欠点、ガラス粉の溶融付着による欠点、或いは外部からの影響により発生する微小キズ等が原因となって、クラックの発生確率が高くなる。したがって、このような状態にあるバルブ1においては、それが製品として取り扱われる前の段階において、上記の引張応力層を消失させておく必要性が生じる。
This type of valve, particularly the projection-
そこで、このようなバルブ1は、上記の引張応力層を消失させることを主目的として、例えば図7に示すような温度勾配(温度特性線Tで示す勾配)を有する徐冷炉に投入され、この徐冷炉を通過することによって除歪処理が施される。詳述すると、この徐冷炉は、同図に示すように、ゾーン(1)からゾーン(18)へと搬送方向下流側に順々に移動するに従い、その内部空間の温度が徐冷点を超える温度域(例えば550℃程度)から120℃程度まで徐々に低下するように温度設定がなされており、この徐冷炉を一個のバルブ1が通過する時間は、約60分とされている。
Therefore, such a
このように内部空間の温度設定がなされた徐冷炉をバルブ1が通過する場合には、そのバルブ1のガラス表面温度が一旦徐冷点以上に加熱されるため、バルブ1に生じていた種々の残留応力が緩和されると同時に、上記のパネル部2及びファンネル部3に生じていた引張応力層が消失する。ここで、徐冷点とは、ガラスの種類に応じて一義的に決まる値であって、この徐冷点に15分間ガラスを保持しておけば、内部に存在していた応力が消失する温度として定義されている。
When the
斯様な除歪処理を施されたバルブ1は、パネル部2の外表面に、深さが35μm未満で且つ応力値が4MPa〜300MPaの圧縮応力層(以下、イオン強化圧縮応力層という)を形成することを目的として、イオン交換法による強化処理(以下、イオン強化処理という)が施されている。
The
即ち投写型陰極線管は、大型画像を得るために、陰極線管のガラスパネル部に表示された画像を光学系を介して大型スクリーンに投写、表示する方式に多く用いられてきており、この方式では、通常の直視型陰極線管に比べ、蛍光面上での画像が各段に明るいことが要求される。したがって、投写型陰極線管は、陽極電圧、ビーム電流密度が高く、動作時のパネル部面上に生じる発熱が直視型陰極線管に比べ高い。このため、この発熱に伴う熱応力によりパネル部外側面上には引張応力が生じ、ここにキズ等の欠点が存在するとこれを起点とする破損の発生確率が直視型陰極線管に比べ著しく高くなる。この破損を低減する目的で、例えば下記特許文献1及び2のような手法によりイオン交換処理による化学強化が施される。
ところで、既述の徐冷炉で除歪処理を施している間に徐冷点以上とされたバルブ1は、図7に示す温度勾配に沿って、ガラスが破損しない程度に室温まで冷却される。しかし、この時の冷却速度は速く完全な徐冷ではないため、上記のパネル部2及びファンネル部3に生じていた引張応力層は消失するものの、バルブ1の内表面と外表面との冷却温度差及び冷却速度差に起因して新たな内部応力が生じる。
By the way, the valve |
即ち、徐冷炉中での冷却過程においては、バルブ1の外表面が急冷となるのに対して、その内表面は徐冷となる現象が生じ、外表面側が急激に収縮する反面、内表面側は未だ流動性を保持したままであることから一時歪を緩和するが、その後に内表面側が収縮しようとする際には、その動きは既に固化した外表面側の層によって制限されることになる。これによりその外表面側のガラスの収縮がその内表面側に比べて小さくなるため、その外表面に圧縮応力が残存し且つその内表面に引張応力が残存するという事態が起こる。このような事態は、生産性の向上等を図るべく、ガラス温度が歪点(例えば450℃程度)以上の温度領域における徐冷速度を速くするほど顕著となる。ここで、歪点とは、ガラスの種類に応じて一義的に決まる値であって、この歪点に数時間(例えば3〜4時間)ガラスを保持しておけば、内部に存在していた応力が消失する温度とされている。
That is, in the cooling process in the slow cooling furnace, while the outer surface of the
そして、このような態様の除歪処理を受けたバルブ1に対しては、上述のようにイオン交換による化学強化処理が施されるものの、その時に使用される硝酸カリウム溶融塩の温度はガラスの徐冷点と歪点の間にある。このため、上述の除歪処理によって形成された外表面の圧縮応力及び内表面の引張応力は、一旦は緩和されるが、続くイオン交換処理による化学強化の冷却過程における冷却速度、即ち、歪点を下回るまでの冷却速度条件によって、上述した原理のごとく冷却時のバルブ1、特にパネル部2の内表面と外表面との温度差及び冷却速度差に起因して新たな内部応力が生じる。
And although the valve |
イオン交換処理による化学強化の冷却過程において、歪点を下回るまでの冷却速度に関しては、一般的には冷却中にバルブ1がイオン強化処理炉内で熱衝撃による破損が生じない毎分10℃程度で行われている。
In the cooling process of chemical strengthening by ion exchange treatment, the cooling rate until the strain point is lowered is generally about 10 ° C. per minute at which the
しかしながら、斯様にして製造された従来の陰極線管用ガラスバルブにあっては、イオン交換処理による化学強化の冷却過程において、ガラス外面、特にパネル部2の外表面に形成される圧縮応力(以下、物理強化圧縮応力層という)は、イオン交換処理による化学強化により形成された化学強化圧縮応力層を突き破るような欠陥、例えば打ち傷や擦り傷等の外傷に対して、耐クラック性が充分とはいえない。即ち、外傷の程度によっては、後のチューブメーカーでの温水洗浄工程や排気工程、或いはセットメーカーやエンドユーザーでの実装使用時の熱応力に対して、傷部が起点となりクラックの発生を招くという不具合が散見されているのが実状である。
However, in the conventional glass tube for a cathode ray tube thus manufactured, in the cooling process of chemical strengthening by ion exchange treatment, the compressive stress (hereinafter referred to as the following) formed on the outer surface of the glass, particularly the outer surface of the
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、化学強化圧縮応力層の下層に適正な物理強化圧縮応力層を形成することにより、バルブ外面の外傷欠陥が熱応力によりクラックに伸展する不具合を回避することを技術的課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and by forming an appropriate physical strengthened compressive stress layer under the chemically strengthened compressive stress layer, a defect in which a wound defect on the outer surface of the valve extends into a crack due to thermal stress. It is a technical problem to avoid this.
上記技術的課題を解決するためになされた本発明は、略矩形のフェース部とその周縁に略直角に連なるスカート部とが形成されたガラスパネル部と、該スカート部に大開口端が溶着された略漏斗状の側壁部及び該側壁部の小開口端に溶着されたガラスネック部とを有するガラスファンネル部とを備えた陰極線管用ガラスバルブにおいて、
前記ガラスパネル部の外表面には、イオン交換により形成された化学強化圧縮応力層と、該化学強化圧縮応力層の下層に延在した冷却による物理強化圧縮応力層とが形成されてなり、前記物理強化圧縮応力層の厚さは2.0mm以上3.5mm未満であり、且つその圧縮応力値は3.0MPa以上8.5MPa未満であることを特徴とする。この2つの応力層は、ガラスパネルの表面から二重に構成される。
In order to solve the above technical problem, the present invention includes a glass panel portion in which a substantially rectangular face portion and a skirt portion extending substantially perpendicular to the periphery thereof are formed, and a large opening end is welded to the skirt portion. A glass tube for a cathode ray tube comprising a substantially funnel-shaped side wall portion and a glass funnel portion having a glass neck portion welded to a small opening end of the side wall portion,
The outer surface of the glass panel part is formed with a chemically strengthened compressive stress layer formed by ion exchange and a physically strengthened compressive stress layer by cooling extending below the chemically strengthened compressive stress layer, The physical strengthening compressive stress layer has a thickness of 2.0 mm or more and less than 3.5 mm, and a compressive stress value of 3.0 MPa or more and less than 8.5 MPa. These two stress layers are constituted in duplicate from the surface of the glass panel.
このような構成によると、イオン強化処理により形成されたイオン強化圧縮応力層を突き破る欠陥や外傷を受けても、その下層(内部)に存在する物理強化圧縮応力層の圧縮応力値が充分に高く、優れた耐クラック性を有することになる。本発明における物理強化圧縮応力層の厚みと応力値の範囲内であれば、厚みと応力値とはほぼ相関しており、物理強化圧縮応力層の厚みが2.0mm未満、応力値が3.0MPa未満では、イオン強化圧縮応力層を突き破る欠陥や外傷のクラックの伸展に対し十分な対クラック性を有することができない。また、物理強化圧縮応力層の厚みが3.5mm以上、応力値が8.5MPa以上になると、圧縮応力層の形成に伴って発生する引張応力層の応力値が大きくなり過ぎ、自己破壊を引き起こすという不具合を招く。 According to such a configuration, the compressive stress value of the physically strengthened compressive stress layer existing in the lower layer (inside) is sufficiently high even if it receives a defect or trauma that breaks through the ion strengthened compressive stress layer formed by the ion strengthening process. It will have excellent crack resistance. Within the range of the thickness and stress value of the physically strengthened compressive stress layer in the present invention, the thickness and the stress value are substantially correlated, the thickness of the physically strengthened compressive stress layer is less than 2.0 mm, and the stress value is 3. If it is less than 0 MPa, it is not possible to have sufficient anti-cracking properties against the extension of defects that break through the ion-reinforced compressive stress layer and the cracks of trauma. In addition, when the thickness of the physically strengthened compressive stress layer is 3.5 mm or more and the stress value is 8.5 MPa or more, the stress value of the tensile stress layer generated along with the formation of the compressive stress layer becomes too large and causes self-destruction. Invite this problem.
上記の構成において、物理強化応力層の厚さは2.8mm以上3.5mm未満、且つ圧縮応力値は7.0MPa以上8.5MPa未満であることが、より好ましい。 In the above configuration, the thickness of the physical strengthening stress layer is more preferably 2.8 mm or more and less than 3.5 mm, and the compressive stress value is more preferably 7.0 MPa or more and less than 8.5 MPa.
このような構成によると、より優れた耐クラック性を有することができる。 According to such a structure, it can have the outstanding crack resistance.
また、上記技術的課題を解決するためになされた本発明に係る方法は、略矩形のフェース部とその周縁に略直角に連なるスカート部とが形成されたガラスパネルのシールエッジ面と、管軸方向の一端及び他端にそれぞれ大開口端及び小開口端が形成された略漏斗状の側壁部を有するガラスファンネルの前記大開口端に形成されたシールエッジ面とを溶着してガラスバルブとし、該ガラスバルブの除歪処理を行ない、然る後、その該ガラスバルブのイオン交換処理を行なう陰極線管用ガラスバルブの製造方法において、
前記イオン交換処理によりガラスパネルの外表面に化学強化圧縮応力層を形成した後に、該ガラスパネルの外表面温度が歪点を下回る迄の間、13℃/分以上20℃/分以下の冷却速度にて冷却することを特徴とするものである。
In addition, the method according to the present invention made to solve the above technical problem includes a seal edge surface of a glass panel in which a substantially rectangular face portion and a skirt portion extending substantially perpendicular to the periphery thereof are formed, and a tube shaft A glass bulb by welding a seal edge surface formed at the large opening end of the glass funnel having a substantially funnel-shaped side wall portion having a large opening end and a small opening end formed at one end and the other end in the direction, In the method for producing a glass bulb for a cathode-ray tube, the glass bulb is subjected to a distortion removal treatment, and then the ion exchange treatment of the glass bulb is performed.
After forming the chemically strengthened compressive stress layer on the outer surface of the glass panel by the ion exchange treatment, a cooling rate of 13 ° C./min to 20 ° C./min until the outer surface temperature of the glass panel falls below the strain point. It is characterized by cooling with.
このような構成によれば、イオン交換処理後の冷却過程において、歪点を下回るまでのバルブ、特にパネルの内表面と外表面との温度差及び冷却速度差に起因して、バルブ、特にパネル部の外面に強い物理強化による圧縮応力層が形成される。しかもイオン強化処理終了後の冷却速度を上げることにより、イオン交換処理全体に要する時間を効率よく短縮することが出来、生産性の向上を図ることが可能になる。 According to such a configuration, in the cooling process after the ion exchange treatment, the valve, in particular the panel, particularly the panel due to the temperature difference and the cooling rate difference between the inner surface and the outer surface of the panel until the strain point is lowered. A compressive stress layer is formed on the outer surface of the part by strong physical reinforcement. In addition, by increasing the cooling rate after completion of the ion strengthening process, the time required for the entire ion exchange process can be efficiently shortened, and the productivity can be improved.
以上のように本発明によれば、ガラスバルブ、特にパネルの外表面にはイオン強化処理により形成された化学強化圧縮応力層ともに、その下層にはイオン強化処理の冷却過程を通じて、適正な応力値、応力層の厚みをもって形成された物理強化圧縮応力層が存在することから、優れた耐クラック性を有し、化学強化圧縮応力層を突き破る欠陥や外傷によるクラックの伸展を防止することが可能となる。 As described above, according to the present invention, both the chemically strengthened compressive stress layer formed by the ion strengthening treatment on the outer surface of the glass bulb, particularly the panel, and the lower layer through the cooling process of the ion strengthening treatment, the appropriate stress value is obtained. Because there is a physically reinforced compressive stress layer formed with the thickness of the stress layer, it has excellent crack resistance, and it is possible to prevent extension of cracks due to defects and trauma that break through the chemically reinforced compressive stress layer Become.
一方、本発明に係る製造方法によれば、イオン交換処理による化学強化圧縮応力層をパネル部の外表面に形成した後に、ガラスパネルの外表面温度がガラスパネルの歪点を下回る迄の間、13℃/分以上20℃/分以下の冷却速度にて冷却することから、耐クラック性に優れた適正な応力値、応力層の厚みを備えた物理強化による圧縮応力層を形成することが可能となる。しかもイオン交換処理終了後の冷却速度を上げることにより、イオン交換処理全体に要する時間を効率よく短縮することが出来、生産性の向上を図ることが可能になる。 On the other hand, according to the manufacturing method according to the present invention, after forming the chemically strengthened compressive stress layer by ion exchange treatment on the outer surface of the panel portion, until the outer surface temperature of the glass panel is lower than the strain point of the glass panel, Since cooling is performed at a cooling rate of 13 ° C./min or more and 20 ° C./min or less, it is possible to form a compressive stress layer by physical strengthening having an appropriate stress value excellent in crack resistance and a thickness of the stress layer. It becomes. In addition, by increasing the cooling rate after completion of the ion exchange process, the time required for the entire ion exchange process can be efficiently shortened, and productivity can be improved.
以下、本発明の実施形態に係る投写型陰極線管用バルブ(以下、単に投写型バルブという)及びその製造方法を、添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, a projection cathode ray tube bulb (hereinafter simply referred to as a projection bulb) and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に示すように、この実施形態に係る投写型バルブ1は、フェース部2aの周縁部2xにスカート部2bが略直角に連なるパネル部2と、管軸方向の一端及び他端にそれぞれ大開口端及び小開口端が形成された略漏斗状の側壁部3aを有するファンネル部3とを、溶着部1aを介して封合したものである。この投写型バルブ1のとりわけパネル部2の外表面には図3に示すように、イオン交換処理により形成された化学強化圧縮応力層Aとイオン交換処理後の冷却過程において形成した物理強化による物理強化圧縮応力層の延在部B(以下、物理強化圧縮応力層Bと称す)がある。
As shown in FIG. 1, the
そして、同図に示すように、投写型バルブ1におけるパネル部2のフェース部2aの周縁部2x周辺からスカート部2bを介してファンネル部3の溶着部1a周辺に連なる領域における幅方向の中央部位(長軸Laに沿う方向の中央部位)から幅tが5mmのピース5を切り出し、このピース5の外表面をセナルモン法により測定した圧縮応力層の厚み及び応力値は、上記イオン強化圧縮応力層Aが20μm以上35μm未満の厚みで、4MPa以上300MPa以下の圧縮応力値であり、上記物理強化圧縮応力層Bについては、2.0mm以上3.5mm未満の厚みで、3.0MPa以上8.5MPa未満の圧縮応力値である。
Then, as shown in the figure, the central portion in the width direction in the region extending from the periphery of the peripheral portion 2x of the
この投写型バルブ1は、以下に示す方法によって製造されたものである。先ず、成型工程で成型されたパネルとファンネルとを両者のシールエッジ面をバーナーで加熱して溶着する。この後、溶着された投写型バルブを既述の図7に示す温度勾配を有する徐冷炉に通すことにより除歪処理を行う。更にこの後、除歪処理が施された投写型バルブ1のパネル部2の外表面のみを、硝酸カリウム溶融塩中に漬けることによりイオン交換処理を行う。
The
このイオン交換処理は、まず硝酸カリウム溶融塩の液温をイオン交換温度にしておき、これに投写型バルブ1のパネル2の外表面を漬け、1時間〜3時間程度保持する。この後の冷却過程において、少なくとも歪点を下回るまで毎分15〜20℃の速度で温度を低下させていき、その後、従来通りの冷却速度である毎分約10℃で380℃まで冷却し、その後は自然冷却させ、室温に至らしめる。これにより、上述のように、パネル2の外面に化学強化圧縮応力層A及び物理強化圧縮応力層Bを有する投写型バルブ1が得られる。ここで、物理強化圧縮応力層Bは、上述したように、隣接する化学強化圧縮応力層Aとの境界から2.0mm以上3.5mm未満の深さに亘り3.0MPa以上8.5MPa未満の圧縮応力値を有する。
In this ion exchange treatment, first, the liquid temperature of the potassium nitrate molten salt is set to the ion exchange temperature, and the outer surface of the
本発明に係る投写型バルブの実施例1は、溶着後の除歪処理(図7の温度勾配に基づく処理)後において、図2に破線(大)で示す温度特性、すなわち硝酸カリウム溶融塩の温度特性またはガラスの外表面の温度特性にしたがってイオン交換処理を行ったものである。詳述すると、この実施例1は、イオン強化処理を行う条件として、その開始直後にイオン交換温度に1時間から3時間の間保持した後、歪点を下回るまで13℃/分で冷却すると共に、その後380℃まで10℃/分で冷却した後、自然放冷したものである。 Example 1 of the projection type valve according to the present invention has a temperature characteristic indicated by a broken line (large) in FIG. 2, that is, the temperature of the potassium nitrate molten salt, after the distortion removal after welding (processing based on the temperature gradient in FIG. 7). The ion exchange treatment is performed according to the characteristics or the temperature characteristics of the outer surface of the glass. More specifically, in Example 1, as a condition for performing the ion strengthening treatment, after being held at the ion exchange temperature for 1 to 3 hours immediately after the start, the sample is cooled at 13 ° C./min until it falls below the strain point. Then, after cooling to 380 ° C. at 10 ° C./min, it was naturally cooled.
本発明に係る投写型バルブの実施例2は、溶着後の除歪処理(上記と同様)後において、図2に一点鎖線で示す温度特性、すなわち硝酸カリウム溶融塩の温度特性またはガラスの外表面の温度特性にしたがってイオン交換処理を行ったものである。詳述すると、この実施例2は、イオン交換処理を行う条件として、その開始直後にイオン交換温度に1時間から3時間の間保持した後、歪点を下回るまで15℃/分で冷却すると共に、その後380℃まで10℃/分で冷却した後、自然放冷したものである。 Example 2 of the projection-type bulb according to the present invention has a temperature characteristic indicated by a one-dot chain line in FIG. 2, that is, a temperature characteristic of potassium nitrate molten salt or an outer surface of glass after the distortion removal treatment after welding (same as above). The ion exchange treatment is performed according to the temperature characteristics. Specifically, in Example 2, as a condition for performing the ion exchange treatment, the ion exchange temperature is maintained at the ion exchange temperature for 1 to 3 hours immediately after the start thereof, and then cooled at 15 ° C./min until the strain point is lowered. Then, after cooling to 380 ° C. at 10 ° C./min, it was naturally cooled.
本発明に係る投写型バルブの実施例3は、溶着後の除歪処理(上記と同様)後において、図2に実線で示す温度特性、すなわち硝酸カリウム溶融塩の温度特性またはガラスの外表面の温度特性にしたがってイオン交換処理を行ったものである。詳述すると、この実施例3は、イオン交換処理を行う条件として、その開始直後にイオン交換温度に1時間から3時間の間保持した後、歪点を下回るまで20℃/分で冷却すると共に、その後380℃まで10℃/分で冷却した後、自然放冷したものである。 Example 3 of the projection-type bulb according to the present invention has a temperature characteristic shown by a solid line in FIG. 2, that is, a temperature characteristic of potassium nitrate molten salt or a temperature of the outer surface of glass, after the distortion removal after welding (same as above). Ion exchange treatment was performed according to the characteristics. Specifically, in Example 3, as a condition for performing the ion exchange treatment, the ion exchange temperature is maintained at the ion exchange temperature for 1 to 3 hours immediately after the start, and then cooled at 20 ° C./min until the strain point is lowered. Then, after cooling to 380 ° C. at 10 ° C./min, it was naturally cooled.
比較例1(従来例)は、溶着後の除歪処理(上記と同様)後において、図2に二点鎖線で示す温度特性、すなわち硝酸カリウム溶融塩の温度特性またはガラスの外表面の温度特性にしたがってイオン交換処理を行ったものである。詳述すると、この比較例1は、イオン交換処理を行う条件として、その開始直後にイオン交換温度に1時間から3時間の間保持した後、歪点を下回るまで10℃/分で冷却すると共に、その後380℃まで10℃/分で冷却した後、自然放冷したものである。 Comparative Example 1 (conventional example) shows the temperature characteristics indicated by the two-dot chain line in FIG. 2, that is, the temperature characteristics of the potassium nitrate molten salt or the temperature characteristics of the outer surface of the glass after the distortion removal treatment after welding (same as above). Therefore, an ion exchange treatment is performed. More specifically, in Comparative Example 1, as a condition for performing the ion exchange treatment, the ion exchange temperature is maintained at the ion exchange temperature for 1 to 3 hours immediately after the start, and then cooled at 10 ° C./min until the strain point is lowered. Then, after cooling to 380 ° C. at 10 ° C./min, it was naturally cooled.
比較例2は、溶着後の除歪処理(上記と同様)後において、図2に点線(小)で示す温度特性、すなわち硝酸カリウム溶融塩の温度特性またはガラスの外表面の温度特性にしたがってイオン交換処理を行ったものである。詳述すると、この比較例2は、イオン交換処理を行う条件として、その開始直後にイオン交換温度に1時間から3時間の間保持した後、歪点を下回るまで25℃/分で冷却すると共に、その後380℃まで10℃/分で冷却した後、自然放冷したものである。 In Comparative Example 2, the ion exchange is performed according to the temperature characteristics indicated by the dotted line (small) in FIG. 2, that is, the temperature characteristics of the potassium nitrate molten salt or the temperature characteristics of the outer surface of the glass after the strain removal treatment after welding (same as above). It has been processed. Specifically, in Comparative Example 2, as a condition for performing the ion exchange treatment, the ion exchange temperature is maintained at the ion exchange temperature for 1 to 3 hours immediately after the start thereof, and then cooled at 25 ° C./min until the strain point is lowered. Then, after cooling to 380 ° C. at 10 ° C./min, it was naturally cooled.
実施例1、実施例2、実施例3、比較例1及び比較例2のイオン交換処理を施した4つの投写型バルブについて、すでに述べた手法によりピースを切り出すと共に、図3に示すフェース部2aの外表面からスカート部2bの外表面における物理強化圧縮応力層及び化学強化圧縮応力層の最大圧縮応力値及びその厚みをセナルモン法により測定した。本実施例、及び比較例においては、図3の位置a(スカート部2bの外側面から15mm離隔した位置に、外表面における最大圧縮応力が出現している。その結果を下記表1に示す。
For the four projection-type valves subjected to the ion exchange processing of Example 1, Example 2, Example 3, Comparative Example 1 and Comparative Example 2, pieces were cut out by the already described technique and the
また、実施例1、実施例2、実施例3、比較例1及び比較例2の投写型バルブをそれぞれ図4に示すように切断し、フェース部2aの外面に#320サンドペーパーによる加傷を施した後、フェース部2aの内面にヒーターHが内蔵してあるゴム板を耐熱テープにより貼り付けた。切断した投写型ブラウン管を再度ガラステープによりはりあわせ、ネック部4より配線をつなげた。そして、図5の様にネック部4よりロータリーポンプを用いて投写型ブラウン管内の真空引きを行い、一定真空度(10-3Pa)になった後、一定の昇温スケジュール(4.5℃/分)でヒーターHを加熱し、加傷部からのクラック発生時のフェース部2aの外面温度を記録した。その結果を下記の表1に示す。
In addition, the projection type valves of Example 1, Example 2, Example 3, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 were cut as shown in FIG. 4, and the outer surface of the
表1によれば、物理強化圧縮応力層Bの最大圧縮応力値は、実施例1では最大5.5MPaであって平均値が5.3MPa、実施例2では最大7.8MPaであって平均7.4MPa、実施例3では最大8.4MPaであって平均8.2MPaであるのに対して、比較例1(従来例)では最大2.9MPaであって平均が2.8MPa、また比較例2では最大8.5MPaであって平均も8.5MPaである。このことから本発明の実施例1、2、3及び比較例2に係る投写型バルブの外表面の物理強化層の圧縮応力値は、比較例1の物理強化層の圧縮応力値に比べ際立って大きいものになっている。しかしながら比較例2においては、前記パネル外表面の物理強化層の圧縮応力値が大き過ぎ、結果として内面の引張応力が増大し、室温放置後にバルブ内面の微小欠点(微小泡)を起点とするクラックが発生したものが4本中1本あった。このことから、歪点を下回る温度までの冷却速度の上限としては、毎分20℃が妥当であると判断された。 According to Table 1, the maximum compressive stress value of the physically strengthened compressive stress layer B is 5.5 MPa at the maximum in Example 1, the average value is 5.3 MPa, the maximum is 7.8 MPa in Example 2, and the average is 7 4 MPa, the maximum in Example 3 is 8.4 MPa and the average is 8.2 MPa, whereas in Comparative Example 1 (conventional example), the maximum is 2.9 MPa and the average is 2.8 MPa, and Comparative Example 2 Then, the maximum is 8.5 MPa, and the average is 8.5 MPa. Therefore, the compressive stress value of the physical reinforcing layer on the outer surface of the projection type valves according to Examples 1, 2, 3 and Comparative Example 2 of the present invention is conspicuous compared with the compressive stress value of the physical reinforcing layer of Comparative Example 1. It's big. However, in Comparative Example 2, the compressive stress value of the physical reinforcing layer on the outer surface of the panel is too large. As a result, the tensile stress on the inner surface increases, and cracks originated from minute defects (micro bubbles) on the inner surface of the valve after standing at room temperature. There was one out of four. From this, it was judged that 20 ° C. per minute is appropriate as the upper limit of the cooling rate to a temperature below the strain point.
また、上記耐熱試験によると、バルブにクラックが発生する温度は、実施例1では平均103℃、実施例2では平均110℃、実施例3では平均114℃であるのに対し、比較例1では平均99.3℃であり、比較例2では平均126℃であった。ただし、比較例2は、4本中1本がバルブ内面からの破損を起こしたので、それ以外の3本の平均温度である。即ち、比較例2においては、比較例1、実施例1,実施例2、実施例3に比べて最もクラックが発生し易いことが確認された。このことを勘案すれば、本発明の実施例1、2、3に係る投写型バルブの方が、比較例1及び2に係る投写型バルブよりも、クラックの発生確率が際立って低減されていることがわかる。特に、実施例2、3のガラスバルブにおいては、比較例1に比べて、平均破壊温度差ΔTはそれぞれ11℃、15℃であり、大きく上回っていることが確認された。 Further, according to the heat resistance test, the temperature at which cracks occur in the valve is 103 ° C. on average in Example 1, 110 ° C. on average in Example 2, and 114 ° C. on average in Example 3, whereas in Comparative Example 1, The average was 99.3 ° C., and in Comparative Example 2, the average was 126 ° C. However, in Comparative Example 2, since one of the four parts was damaged from the inner surface of the valve, the other three average temperatures were obtained. That is, in Comparative Example 2, it was confirmed that cracks are most likely to occur compared to Comparative Example 1, Example 1, Example 2, and Example 3. In consideration of this, the probability of occurrence of cracks is markedly reduced in the projection valves according to Examples 1, 2, and 3 of the present invention than in the projection valves according to Comparative Examples 1 and 2. I understand that. In particular, in the glass bulbs of Examples 2 and 3, the average fracture temperature difference ΔT was 11 ° C. and 15 ° C., respectively, compared with Comparative Example 1, and it was confirmed that they were significantly higher.
1 バルブ(陰極線管用ガラスバルブ)
1a 溶着部
2 パネル(ガラスパネル)
2a フェース部
2b スカート部
2x 周縁部
3 ファンネル(ガラスファンネル)
3a 側壁部
5 ピース
A 化学強化圧縮応力層
B 物理強化圧縮応力層
H ヒーター
1 Bulb (glass bulb for cathode ray tube)
3a
Claims (2)
前記ガラスパネル部の外表面には、イオン交換により形成された化学強化圧縮応力層と、該化学強化圧縮応力層の下層に延在した冷却による物理強化圧縮応力層とが形成されてなり、前記物理強化圧縮応力層の厚さは2.0mm以上3.5mm未満であり、且つその圧縮応力値は3.0MPa以上8.5MPa未満であることを特徴とする陰極線管用ガラスバルブ。 A glass panel portion having a substantially rectangular face portion and a skirt portion extending substantially perpendicularly to the periphery thereof, a substantially funnel-shaped side wall portion having a large opening end welded to the skirt portion, and a small opening end of the side wall portion In a glass bulb for a cathode ray tube comprising a glass funnel portion having a glass neck portion welded to
The outer surface of the glass panel part is formed with a chemically strengthened compressive stress layer formed by ion exchange and a physically strengthened compressive stress layer by cooling extending below the chemically strengthened compressive stress layer, A glass bulb for a cathode ray tube, wherein the physical strengthened compressive stress layer has a thickness of 2.0 mm or more and less than 3.5 mm and a compressive stress value of 3.0 MPa or more and less than 8.5 MPa.
前記イオン交換処理によりガラスパネルの外表面に化学強化圧縮応力層を形成した後に、該ガラスパネルの外表面の温度が歪み点を下回る迄の間、13℃/分以上20℃/分以下の冷却速度にて冷却することを特徴とする陰極線管用ガラスバルブの製造方法。 A sealing edge surface of a glass panel in which a substantially rectangular face portion and a skirt portion extending substantially perpendicular to the periphery thereof are formed, and a large opening end and a small opening end are formed at one end and the other end in the tube axis direction, respectively. A glass bulb having a funnel-shaped side wall is welded to the sealing edge surface formed at the large opening end to form a glass bulb, and the glass bulb is subjected to a strain removal treatment. In the method for manufacturing a glass tube for a cathode ray tube for performing an exchange process,
After forming the chemically strengthened compressive stress layer on the outer surface of the glass panel by the ion exchange treatment, cooling at 13 ° C./min to 20 ° C./min until the temperature of the outer surface of the glass panel falls below the strain point. A method for producing a glass bulb for a cathode ray tube, characterized by cooling at a speed.
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