非電子注引示型陰極射線管玻錐的製作方法
2023-07-22 04:33:51 2
專利名稱：非電子注引示型陰極射線管玻錐的製作方法
背景技術：
本發明涉及一種用於非電子注引示型CRT(陰極射線管)的玻錐。
CRT的外殼包括投射視頻圖像的顯示屏部分、其中布置電子槍的管狀頸部、和連接顯示屏部分和頸部的喇叭形的玻錐部分。從電子槍發射的電子束激發在顯示屏部分的內表面的磷光體而發光，使得視頻圖像投射在顯示屏部分上。此時，在CRT內產生X射線韌致輻射。所以，該類型的外殼需要具有高的X射線吸收能力。
玻錐玻璃用於玻錐部分。用於CRT外殼的玻錐玻璃一般稱為CRT玻錐玻璃。
由於上述原因，玻錐玻璃用鉛玻璃製成，它含有10-30重量％的X射線吸收能力的PbO，它在0.6埃時的X射線吸收係數為40cm-1或更大。
這種CRTs粗略分成非電子注引示型和電子注引示型。近年來，隨著非電子注引示型CRT的生產量和尺寸增大，產生了玻璃部件的短缺。特別地，玻錐玻璃在CRT組裝過程中往往破裂。所以，與其它部件相比，玻錐玻璃的短缺嚴重，強烈要求生產量增大。
為了增大生產量，必須新建另外的熔窯。然而，這種另外的熔窯的新建導致高成本，不是優選的。
由於上述原因，提出在現有的熔窯中提高玻璃拉制速度，而不新建另外的熔窯。但是，如果提高玻璃拉制速度，玻璃在熔窯內的滯留時間縮短，因此，玻璃沒有在熔窯內經過充分的澄清就被成形成玻璃製品。在這種情況下，玻璃製品內氣泡數量增加，降低了產品產率或生產效率。
為了提高熔窯中的玻璃拉制速度並且減少玻璃製品中的氣泡數量，必須增大作為CRT玻璃的澄清劑的Sb2O3含量。然而，由於Sb2O3是一種高環境汙染物質，所以，比目前所用的量更大是不利的。
由於上述原因，提出了通過向Sb2O3中加入CeO2來減少玻璃中氣泡數量的技術。例如，日本未審專利公開8-31342(JP 8-31342A)公開了一種由含Sb2O3和CeO2的鉛玻璃製成的CRT玻錐。但是，其中公開的玻錐是用於電子注引示型CRT。在這種類型的CRT中，由在CRT中產生的X射線導致的玻錐玻璃的著色，導致光檢測器檢測的引示電子束減少，因此，使得CRT性能降低。在上述出版物中，CeO2的加入目的在於解決由於電子注引示型CRT玻錐固有的X射線著色產生的這種問題。因此，其中公開的玻璃含有大量CeO2。此外，電子注引示型的CRT玻錐是不大於6英寸的小尺寸型，生產量非常小。所以，玻璃拉制速度小，因此，延長了玻璃在熔窯中的滯留時間。因此，無論澄清劑的量多少，都能進行充分的澄清。在這方面，在提高玻璃拉出制速度的情況下，上述出版物沒有提出一種合適的類型和一種合適類型的澄清劑。
隨著描述的進行，本發明的其它目的將變得清楚。
根據本發明的一個方面，提供一種非電子注引示型的CRT玻錐，用含有10-30重量％PbO的鉛玻璃製成，它在0.6埃的X射線吸收係數為40cm-1或更大，並且含有Sb2O3和包括CeO2和SnO2的至少一種的添加劑。
CeO2和SnO2具有下列特性。在CeO2中，價態的變化導致一種由表示的反應，在約1000℃-約1500℃的溫度範圍內逐漸產生氧氣。在SnO2中，化合價數的變化導致一種在比上述CeO2的溫度範圍高的溫度範圍內由表示的反應，在約1400℃-約1600℃的溫度範圍內產生氧氣。所以，通過Sb2O3與CeO2和SnO2的至少一種的組合作為澄清劑，在寬的溫度範圍內增加了澄清氣體。因此，即使玻璃在熔窯中的滯留時間短，也可以保持高的澄清度。
PbO是一種改善玻璃的X射線吸收係數的成分。但是，如果PbO含量小於10重量％，X射線吸收能力不足。另一方面，如果該含量大於30重量％，玻璃的粘度太低，所以，成形困難。優選的是，PbO的含量在15-27重量％範圍內。
Sb2O3作為澄清劑是必需的。但是，如果含量大於2重量％，玻璃往往失透。優選的是，Sb2O3的含量在0.0.1-1重量％範圍內。
CeO2是在提高玻璃拉制速度時彌補澄清氣體的不足所需要的成分。但是，如果含量小於0.01重量％，不能獲得充分的作用。另一方面，如果含量為0.5重量％或更多不會引起澄清度的明顯變化，不能提供與原料成本提高所對應的效果，而是相反，可能增加氣泡的數量。在只包含CeO2的上述添加劑的情況下，CeO2含量優選的是在0.01-0.45重量％範圍內。
SnO2也是在提高玻璃拉制速度時彌補澄清氣體的不足所需要的成分。如果含量小於0.001重量％，不能獲得充分的作用。另一方面，如果含量大於2重量％，玻璃往往失透。在只含SnO2的上述添加劑的情況下，SnO2含量優選的是在0.001-1.5重量％範圍內。
在包含CeO2和SnO2的上述添加劑的情況下，優選的是CeO2含量不小於0.01重量％並小於0.5重量％，SnO2含量在0.001-2重量％範圍內。
此外，鉛玻璃還可能含有用重量％表示的48-58％SiO2、0.5-6％Al2O3、0-5％MgO、0-6％CaO、0-9％SrO、0-9％BaO、3-9％Na2O、4-11％K2O、0-5％ZnO和0-2％ZrO2。
SiO2是作為玻璃的網絡形成體的成分。如果含量小於48重量％，玻璃的粘度過低，因此成型困難。如果含量大於58重量％，玻璃的熱膨脹係數過低，不能與頸部玻璃的熱膨脹係數匹配。優選的是，SiO2的含量在49-57重量％範圍內。
Al2O3也是作為玻璃的網絡形成體的成分。如果含量小於0.5重量％，玻璃的粘度過低，因此成型困難。如果含量大於6重量％，玻璃的熱膨脹係數過低，不能與頸部玻璃的熱膨脹係數匹配。優選的是，Al2O3的含量在1-5重量％範圍內。
MgO是用於促進玻璃熔化並調節熱膨脹係數和粘度的一種成分。如果含量大於5重量％，玻璃往往失透，因此成型困難。優選的是，MgO含量為4重量％或更少。
CaO與MgO一樣，是作為促進玻璃熔化並調節熱膨脹係數和粘度的一種成分。如果含量大於6重量％，玻璃往往失透，因此成型困難。優選的是CaO含量在1-5重量％範圍內。
SrO和BaO的每一種是用於促進玻璃熔化、調節熱膨脹係數和粘度並改善X射線吸收能力的成分。如果SrO和BaO的每一種的含量大於9重量％，玻璃往往失透，因此成型困難，優選的是，SrO和BaO的每一種的含量為7重量％或更少。
Na2O是調節熱膨脹係數和粘度的一種成分。如果含量小於3重量％，熱膨脹係數過低，不能與頸部玻璃的熱膨脹係數匹配。如果含量大於9重量％，粘度過低，因此成型困難。優選的是，Na2O含量在4-8重量％範圍內。
K2O與Na2O一樣，是調節熱膨脹係數和粘度的一種成分。如果含量小於4重量％，熱膨脹係數過低，不能與頸部玻璃的熱膨脹係數匹配。如果含量大於11重量％，粘度過低，因此成型困難。優選的是，K2O含量在5-10重量％範圍內。
ZnO是改善玻璃的X射線吸收係數並抑制鹼析出的一種成分。如果含量大於5重量％，由於ZnO的揮發和團聚，增加失透的結石的產生。優選的是，ZnO含量為4重量％或更少。
ZrO2是改善玻璃的X射線吸收係數的一種成分。如果含量大於2重量％，玻璃往往失透，因此成型困難。優選的是，ZrO2含量在0-1.5重量％範圍內。
除了上述成分以外，只要不降低玻璃的性能，可以最多加入1重量％的P2O5和B2O3等其它成分。
優選的實施方案的描述現在結合特定的實施例詳細描述根據本發明的一種實施方案的非電子注引示型的CRT玻錐。
CRT玻錐用選自表1和2所示的實施例(試樣編號1-8)和對比實施例(試樣編號9-11)的鉛玻璃製成。試樣編號9表示現有的玻錐組成。
表1
表2
表中給出的每個試樣用下列方法製備。
首先，把所製備的具有表中確定的玻璃組成的100g的料批放入圓錐形鉑坩堝中，並在約1550℃熔化20分鐘。然後，從坩堝中取出熔化的玻璃並逐漸冷卻，獲得
圖1中所示的玻璃1。把這樣製備的玻璃切成厚度為5毫米的片。切割面經過鏡面拋光，獲得具有拋光切割面的試樣。圖2表示試樣的切割面。在圖中，標號2表示在玻璃中殘留的氣泡。
對於上述獲得的每個試樣，計算玻璃中殘留的氣泡比例和X射線吸收係數。結果表示於表中。
用下列方法計算玻璃中殘留的氣泡比例。獲得每個試樣的拋光切割面的圖像並提供到計算機中。通過圖像處理，計算氣泡對於截面積的比例。越小的比例表示氣泡排出越快且澄清度越高。
通過參考玻璃組成和密度，計算在0.6埃的吸收係數，獲得X射線吸收係數。
從表中明顯看出，在作為本發明的實施例的試樣1-8中，在玻璃中殘留的氣泡比例小到7％或更小，並且氣泡迅速釋放，因為這些試樣中除了Sb2O3以外，還含有CeO2和/或SnO2。由於PbO含量為19％或更多，X射線吸收係數高達61-66cm-1。
另一方面，在作為對比實施例的試樣9-11中，玻璃中殘留的氣泡比例高達10％或更多，因為只使用Sb2O3、CeO2和SnO2的一種作為澄清劑。
基於以上述結果，在實用的熔窯中熔化玻璃，來製造玻錐。然後，計算出所得產品中氣泡的數量。
首先，使用具有不含CeO2和SnO2的試樣9的組成的玻璃材料，在熔爐內以100公斤/小時的玻璃拉制速度製造玻錐。在這種情況下，氣泡數量為0.5個/公斤。在玻璃拉制速度改變為110公斤/小時後，氣泡數量明顯增加。然後，玻璃拉制速度保持在110公斤/小時，向試樣9的組成中加入0.1％的CeO2，從而改變成試樣1的組成。在這種狀態下，製造玻錐。那麼，氣泡的數量減少到0.5個/公斤。
用類似的方法，在試樣9的組成改變成試樣5的組成後，生產玻錐。那麼，氣泡數量為0.5個/公斤。
由於上述鉛玻璃具有高澄清度，即使提高玻璃拉制速度，也可以製造相當於或優於現有玻錐的無氣泡級玻錐。所以，可以解決由於產量或尺寸增大導致的玻錐短缺的問題。
通過製備組成在上述範圍內的料批，在約1500℃熔化該料批產生熔化的玻璃，用熔化的玻璃成型玻璃坯，把玻璃凝坯提供到模具中並且壓製成形該玻璃凝坯，可以獲得根據本發明的非電子注引示型的CRT玻錐。
權利要求
1.一種非電子注引示型的CRT玻錐，用含有10-30重量％的鉛玻璃製成，其X射線吸收係數在0.6埃時為40cm-1或更大，並且含有Sb2O3以及CeO2和SnO2中的至少一種添加劑。
2.根據權利要求1的CRT玻錐，其中，PbO含量在15-27重量％範圍內。
3.根據權利要求1的CRT玻錐，其中，Sb2O3含量在0.01-1重量％範圍內。
4.根據權利要求1的CRT玻錐，其中，所述添加劑只含有CeO2，CeO2含量不小於0.01重量％，並且小於0.5重量％。
5. 根據權利要求4的CRT玻錐，其中，CeO2含量在0.01-0.45重量％範圍內。
6.根據權利要求1的CRT玻錐，其中，所述添加劑只含有SnO2，SnO2含量在0.001-2重量％範圍內。
7.根據權利要求6的CRT玻錐，其中，SnO2含量在0.001-1.5重量％範圍內。
8.根據權利要求1的CRT玻錐，其中，所述添加劑包含CeO2和SnO2，CeO2含量不小於0.01重量％且小於0.5重量％，SnO2含量在0.001-1.5重量％範圍內。
9.根據權利要求8的CRT玻錐，其中，CeO2含量在0.01-0.45重量％範圍內，SnO2含量在0.001-1.5重量％範圍內。
10.根據權利要求1的CRT玻錐，其中，所述玻璃還含有按重量％計的48-58％SiO2、0.5-6％Al2O3、0-5％MgO、0-6％CaO、0-9％SrO、0-9％BaO、3-9％Na2O、4-11％K2O、0-5％ZnO和0-2％ZrO2。
11.根據權利要求10的CRT玻錐，其中，SiO2含量在49-57重量％範圍內。
12.根據權利要求10的CRT玻錐，其中，Al2O3含量在1-5重量％範圍內。
13.根據權利要求10的CRT玻錐，其中，MgO含量為4重量％或更少。
14.根據權利要求10的CRT玻錐，其中，CaO含量在1-5重量％範圍內。
15.根據權利要求10的CRT玻錐，其中，SrO含量為7重量％或更少。
16.根據權利要求10的CRT玻錐，其中，BaO含量為7重量％或更少。
17.根據權利要求10的CRT玻錐，其中，Na2O含量在4-8重量％範圍內。
18.根據權利要求10的CRT玻錐，其中，K2O含量在5-10重量％範圍內。
19.根據權利要求10的CRT玻錐，其中，ZnO含量為4重量％或更少。
20.根據權利要求10的CRT玻錐，其中，ZrO2含量在0-1.5重量％範圍內。
全文摘要
一種非電子注引示型的CRT玻錐,用含有10－30重量%PbO的鉛玻璃製成,在0.6埃的X射線吸收係數為40cm－1或更大。該鉛玻璃還含有Sb
文檔編號H01J29/86GK1361546SQ01133838
公開日2002年7月31日 申請日期2001年12月25日 優先權日2000年12月25日
發明者小森宏師, 山崎博樹 申請人:日本電氣硝子株式會社