JP2003193140A - 磁気特性に優れたテンションマスク用鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気特性に優れたテンションマスク用鋼板の
製造方法を提供すること。 【解決手段】 低炭素鋼を熱間圧延し、中間焼鈍を経ず
にもしくは中間焼鈍を挟んで、１回または２回以上の冷
間圧延を施して所定の板厚の鋼板にした後、この最終冷
間圧延後の鋼板を５００℃以上再結晶温度以下の温度域
にて４．９Ｎ／ｍｍ^２（０．５ｋｇｆ／ｍｍ^２）以上の
張力を付与しながら焼鈍して磁気特性に優れたテンショ
ンマスク用鋼板を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーブラウン管
用陰極線管のテンションマスク用鋼板の製造方法に関
し、特に、地磁気などの外部磁界の影響による電子ビー
ム軌道のずれに起因する「色ずれ」が小さいという、磁
気特性に優れたテンションマスク用鋼板の製造鋼板に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カラーブラウン管は３本の電子
ビームを放射する電子銃と、この電子銃から放射された
電子ビームを受けて３原色を発光する蛍光体と、各電子
ビームのうちの必要な方向の電子ビームだけを選択的に
透過させて不要な方向の電子ビームを遮断するマスクか
ら構成されており、マスクには曲面形状を有するプレス
タイプのシャドウマスクや一方向あるいは二方向に張力
を付加するタイプのテンションマスクがある。これらの
うちテンションマスクは、低炭素鋼板を所定の板厚に冷
間圧延した後、フォトエッチング法により穿孔し、大き
な張力を付加した状態でフレーム溶接され、その後、錆
の防止や熱輻射の低減などを目的とする黒化処理が施さ
れ、ブラウン管内部に組み込まれる。カラーブラウン管
内のテンションマスクはインナーシールドとともに地磁
気をシールドし、地磁気による電子ビームのドリフト、
および、それにともなう画質劣化（色ずれ）を抑制する
効果を有するので、最近では、テンションマスクには磁
気特性が良好なことも要求されている。

【０００３】電子ビームの軌道のずれによる「色ずれ」
対策すなわち磁気特性向上を目的として、特開昭６３−
１４５７４４号公報、特開平８−２６９５６９号公報、
特開平９−２５６０６１号公報には鋼板にＳｉを添加す
る技術が開示され、特開平１０−２１９３９６号公報に
は鋼板にＣｕを添加する技術が開示され、特開平１０−
２１９４０１号公報には鋼板にＮｉを添加する技術が開
示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
テレビの大型化、高精細化、フラット化にともなって、
電子ビームが地磁気などの外部磁界の影響による電子ビ
ーム軌道のずれに起因する「色ずれ」が問題となり、テ
ンションマスクの磁気特性に対する要望は厳しいものと
なってきており、上記従来技術では不十分である。

【０００５】すなわち、特開昭６３−１４５７４４号公
報、特開平８−２６９５６９号公報、特開平９−２５６
０６１号公報、特開平１０−２１９３９６号公報に記載
の技術では、磁気特性は向上するものの、Ｓｉあるいは
Ｃｕを含有させるため鋼板の熱間圧延や再結晶焼鈍時に
表面欠陥が発生しやすく、厳しい表面性状が要求される
テンションマスク用鋼板には適用することはできない。

【０００６】また、特開平１０−２１９４０１号公報に
記載された技術ではＮｉの添加によりコストが増加し、
かつエッチング性が劣化するため好ましくない。

【０００７】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、磁気特性に優れたテンションマスク用鋼板の
製造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】一般的に磁気シールド性
はその材料の透磁率で評価される。透磁率はＭｎ、Ｍ
ｏ、Ｃｒ、Ｎなどの元素を低減することで向上するが、
耐高温クリープ性が劣化することになる。つまり透磁率
向上と耐高温クリープ性向上とは相反する傾向にある。
そこで、本発明者らは陰極線管の磁気シールド性に現実
に寄与している因子について再検討した。

【０００９】ＴＶ、ディスプレイは電源投入時等に消磁
コイルに電流を流し、陰極線管内の材料を消磁する機構
を有している。ところが、この消磁は外部磁界中、例え
ば地磁気中で行われるため、テンションマスクは完全に
消磁された状態とはならず、内部に残留磁化を生じた状
態となる。この残留磁化を外部磁界で除した値が非履歴
透磁率と呼ばれている。テンションマスクの非履歴透磁
率が高いほど、外部磁場、例えば地磁気の磁束をテンシ
ョンマスク内に通しやすく、電子銃とテンションマスク
との間の磁気シールド性は良好となる。

【００１０】そこで、本発明者らはテンションマスクと
して好適な鋼板について、鋼板の色ずれ発生との関係を
中心に検討した結果、「重量％で、Ｃ：０．１％未満、
Ｓｉ：０．０５％以下、Ｍｎ：０．４〜２％、Ｐ：０．
０３％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．
０１％以下、Ｎ：０．０１０％以上、残部が実質的にＦ
ｅからなる鋼を熱間圧延し、引き続いて冷間圧延、焼鈍
し、次いで、得られた鋼板に圧延率３５％以上の二次冷
間圧延を施すことを特徴とする耐高温クリープ性と磁気
シールド性に優れたテンションマスク用鋼板の製造方
法、および、この方法により製造された、直流バイアス
磁界０．３５Ｏｅにおける非履歴透磁率が３４００以上
である耐高温クリープ性と磁気シールド性に優れたテン
ションマスク用鋼板」を要旨とする発明をなし、先に出
願した（特願平１１−３６０６９７号）。

【００１１】また、本発明者らはテンションマスク用鋼
板の磁気特性を改善させる技術として、「重量％で、Ｓ
ｉ：０．２％未満、Ｎ：０．００３〜０．０２％を含む
鋼を熱間圧延し、中間焼鈍を経ずにもしくは中間焼鈍を
挟んで、１回あるいは２回以上の冷間圧延を施して所定
の板厚の鋼板を製造するにあたり、最終冷間圧延を２５
％以上６０％未満の圧延率で実施した後、再結晶温度以
下で焼鈍したことを特徴とする地磁気シールド性に優れ
たテンションマスク用鋼板」を要旨とする発明をなし、
先に出願した（特願２００１−５９９１７）。

【００１２】本発明者らは、これらの発明にさらに検討
を加え、冷間圧延を施した後のテンションマスク鋼板に
５００℃以上再結晶温度以下の温度域にて、４．９Ｎ／
ｍｍ ^２（０．５ｋｇｆ／ｍｍ^２）以上の張力を付与しな
がら焼鈍することで磁気特性に優れたテンションマスク
用鋼板を製造可能なことを見出した。

【００１３】すなわち、第１発明は、低炭素鋼を熱間圧
延し、中間焼鈍を経ずにもしくは中間焼鈍を挟んで、１
回または２回以上の冷間圧延を施して所定の板厚の鋼板
にした後、この最終冷間圧延後の鋼板を５００℃以上再
結晶温度以下の温度域にて４．９Ｎ／ｍｍ^２（０．５ｋ
ｇｆ／ｍｍ^２）以上の張力を付与しながら焼鈍すること
を特徴とする磁気特性に優れたテンションマスク用鋼板
の製造方法を提供する。

【００１４】また、第２発明は、第１発明において、前
記低炭素鋼の成分組成が、重量％で、Ｃ：０．１％未
満、Ｓｉ：０．０５％以下、Ｍｎ：０．０５〜２％、
Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｓｏｌ．Ａ
ｌ：０．００１〜０．０１％、Ｎ：０．００１％以上、
残部が実質的にＦｅからなることを特徴とする磁気特性
に優れたテンションマスク用鋼板の製造方法を提供す
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明においては、低炭素鋼を熱間圧延
し、中間焼鈍を経ずにもしくは中間焼鈍を挟んで、１回
または２回以上の冷間圧延を施して所定の板厚の鋼板に
した後、この最終冷間圧延後の鋼板を５００℃以上再結
晶温度以下の温度域にて４．９Ｎ／ｍｍ^２（０．５ｋｇ
ｆ／ｍｍ^２）以上の張力を付与しながら焼鈍する。

【００１６】まず、最終冷間圧延後の張力付与焼鈍につ
いて説明する。焼鈍温度を５００℃以上再結晶温度以下
とするのは、焼鈍温度が５００℃未満では十分な磁気特
性改善効果が得られず、一方、再結晶温度を超えると耐
高温クリープ性が著しく劣化して「色ずれ」が生じ、ま
た、鋼材が軟質化し、エッチング工程やフレームへのマ
スク装着工程に支障をきたすからである。

【００１７】そして、この温度域で焼鈍を施す際に、鋼
板に付与する張力を、マスク材のような薄物での通常の
連続焼鈍ラインで用いられるライン張力である約１〜３
Ｎ／ｍｍ^２よりも高い４．９Ｎ／ｍｍ^２（０．５ｋｇｆ
／ｍｍ^２）以上とすることにより、鋼板内部に存在する
残留応力が開放されやすく磁気特性を改善することがで
きる。この焼鈍張力は１９．６Ｎ／ｍｍ^２（２ｋｇｆ／
ｍｍ^２）以上とすることにより磁気特性向上効果が一層
顕著になり、かつ、安定して得られるため好ましい。こ
の焼鈍時の張力の上限は、磁気特性上特に規定するもの
ではないが、過度の張力を付与すると板形状の劣化を招
くおそれがあるので１９６Ｎ／ｍｍ^２（２０ｋｇｆ／ｍ
ｍ^２）以下とすることが好ましい。

【００１８】なお、鋼板焼鈍時に張力を付与するための
焼鈍方式としては連続焼鈍が好ましい。また、本発明で
は最高到達温度が重要であり、最高到達温度での保持時
間は実質的になくてもかまわない。よって、焼鈍時間と
しては、最高温度保持時間が０秒から３００秒程度の範
囲内で、所望特性に応じて適宜選択すればよい。

【００１９】本発明において対象とする鋼板は、低炭素
鋼であれば鋼組成は特に限定されないが、重量％で、
Ｃ：０．１％未満、Ｓｉ：０．０５％以下、Ｍｎ：０．
０５〜２％、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以
下、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜０．０１％、Ｎ：０．
００１％以上、残部が実質的にＦｅからなるものである
ことが好ましい。

【００２０】以下、各成分の好ましい範囲を上記のよう
に規定した理由について説明する。以下の説明において
鋼の成分量を示す％表示はすべて重量％である。

【００２１】Ｃ：Ｃは、原板強度を向上させるために有
効な元素であり、黒化処理時の張力低下に起因する色ず
れ防止に効果がある。しかし、含有量が多すぎると炭化
物の量が増加し、磁気特性を劣化させるためその含有量
は０．１％未満であることが好ましい。さらに好ましく
は０．０６％以下、一層好ましくは０．０３％以下であ
る。

【００２２】Ｓｉ：Ｓｉは、黒化膜の密着性を劣化さ
せ、また、非金属介在物を形成してエッチング性を劣化
させるため、その含有量は０．１％以下が好ましい。さ
らに好ましくは０．０５％以下である。

【００２３】Ｍｎ：Ｍｎは、含有量が０．０５％未満の
場合、熱間脆性の問題が発生する。また、ＭｎはＮとの
相互作用により、耐高温クリープ性を著しく向上させ、
さらにエッチング速度を向上させる効果を有する。これ
らの効果を十分に引き出す観点からは０．６％以上添加
することが好ましい。しかし、２％を超えて含有しても
効果が飽和し、コスト増加を招く。よって、Ｍｎ含有量
は０．０５〜２％とすることが好ましく、０．６〜１．
５％がより好ましい。

【００２４】Ｐ：Ｐは、偏析に起因するエッチングムラ
を生じやすい元素であるため、０．０３％以下が好まし
く、０．０２％以下がより好ましい。

【００２５】Ｓ：Ｓは、不可避的に鋼中に含有される元
素であるが、０．０３％を超えて含有すると磁気特性が
劣化し、さらに、鋼材を脆化させる元素であるので、
０．０３％以下とすることが好ましく、０．０１％以下
とすることがより好ましい。

【００２６】Ｓｏｌ．Ａｌ：Ｓｏｌ．Ａｌは、０．００
１％未満では鋼中酸素が増加して磁気特性が不安定とな
り、また、０．０１％以上含有すると微細なＡｌＮ析出
の原因となり、磁気特性を劣化させるだけでなく、固溶
Ｎを減少させ、耐高温クリープ性が劣化するので、０．
００３〜０．０１％とすることが好ましい。

【００２７】Ｎ：Ｎは、窒化物としてではなく固溶Ｎと
して鋼中に存在する場合には、耐高温クリープ性を向上
させ、黒化処理時の張力低下に起因する色ずれ防止に効
果がある。しかし、その含有量が０．００１％未満では
十分な効果が得られず、０．０２％を超えて添加しても
その効果が飽和するので、０．００１〜０．０２％とす
ることが好ましい。

【００２８】なお、不可避不純物および他の微量元素
は、本発明の作用効果を損なわない範囲で許容される。

【００２９】次に、上記の張力付与焼鈍以外の製造工程
について説明する。低炭素鋼を常法に従って溶製、鋳造
し、これを熱間圧延、酸洗した後、冷間圧延により所定
板厚の鋼板を得る。冷間圧延は１回のみでもよく、ま
た、中間焼鈍を挟んだ２回以上の冷間圧延を施してもよ
い。中間焼鈍として再結晶焼鈍を挟んだ２回以上の冷間
圧延を施す場合には、テンションマスクとして必要な鋼
板強度を確保する観点から、最終冷圧率は３０％以上で
あることが好ましい。しかし、過度の冷圧率増大は圧延
ミル負荷が増すため、好ましくは９０％を上限とする。
さらに好ましい最終冷圧率の上限は７０％である。な
お、最終冷間圧延後に鋼板形状矯正の目的でスキンパス
圧延を実施したり、テンションレベラやローラレベラ等
の形状矯正ラインを通板させてもよい。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。転
炉で吹錬した溶鋼を脱ガス処理し、所定の成分にして鋳
造後、１２５０℃×１ｈｒのスラブ加熱を行い、その
後、板厚２．３ｍｍまで熱間圧延を行った。ここで、仕
上温度は８９０℃、巻取温度は５６０℃とした。その
後、酸洗を行い、引き続き、板厚０．２５ｍｍまで冷間
圧延を行い、１０％Ｈ_２−９０％Ｎ_２雰囲気で６７０℃
×６０ｓｅｃの連続焼鈍を行った。引き続き、板厚０．
１０ｍｍまで冷間圧延を行い、テンションレベラによっ
て形状矯正を行った後、１０％Ｈ_２−９０％Ｎ_２雰囲気
で５７０℃×２０ｓｅｃ、張力が２．０〜９８Ｎ／ｍｍ
^２（０．２〜１０ｋｇｆ／ｍｍ^２）の連続焼鈍を行っ
た。なお、この鋼板では、上述の５７０℃×２０ｓｅｃ
の焼鈍では再結晶が開始しないことを事前に確認した。

【００３１】得られた鋼板の化学成分組成は、重量％
で、Ｃ：０．００８％、Ｓｉ：０．０１％、Ｍｎ：０．
６５％、Ｐ：０．０１４％、Ｓ：０．００４％、Ｓｏ
ｌ．Ａｌ：０．００４％、Ｎ：０．００９６％、Ｃｒ：
０．０４％、その他不可避的不純物およびＦｅであっ
た。

【００３２】この鋼板に黒化処理相当の熱処理として、
４５０℃×２０ｍｉｎの加熱処理を施した後、１０ｍｍ
Ｗ×２００ｍｍＬの試験片を４本採取し、井桁状に組ん
で磁路を形成し、エブスタイン法に準じて磁気測定を実
施した。このとき、各試験片を井桁状に重ね合わせた状
態での測定だけでなく、各試験片を重ね合わせた状態で
各試験片にそれぞれ１４７Ｎ／ｍｍ^２（１５ｋｇｆ／ｍ
ｍ^２）の張力を付与した状態での磁気特性の測定も実施
した。磁気特性としては、非履歴透磁率を測定した。

【００３３】非履歴透磁率は、以下の手順で測定した。 励磁コイルに減衰する交流電流を流して試験片を完全
消磁する。 直流バイアス磁界用コイルに直流電流を流して２７．
９Ａ／ｍ（０．３５Ｏｅ）の直流バイアス磁界を発生さ
せた状態で、再度励磁コイルに減衰する交流電流を流し
て試験片を消磁する。 励磁コイルに直流電流を流して試験片を励磁し、発生
した磁束を検出コイルで検出してＢ−Ｈ曲線を測定す
る。 Ｂ−Ｈ曲線より非履歴透磁率を算出する。

【００３４】磁気特性評価結果を焼鈍時張力とともに表
１に示す。なお、比較として、板厚０．１０ｍｍまで
（二次）冷間圧延した後に焼鈍を施さなかった鋼板につ
いても同様に磁気特性の測定を実施した。

【００３５】表１より、最終冷間圧延後の鋼板に再結晶
開始温度以下の焼鈍を施すことにより非履歴透磁率の上
昇が認められるが、焼鈍張力が２．０Ｎ／ｍｍ^２（０．
２ｋｇｆ／ｍｍ^２）では非履歴透磁率が６０００である
のに対し、焼鈍張力が４．９Ｎ／ｍｍ^２（０．５ｋｇｆ
／ｍｍ^２）以上になると非履歴透磁率が７０００以上と
著しく上昇することがわかる。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、磁
気特性に優れたテンションマスク用鋼板を得ることがで
き、これにより地磁気などの外部磁界の影響による電子
ビーム起動のずれに起因する「色ずれ」が解消されたテ
ンションマスクを提供することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０３ Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０３Ｓ 38/06 38/06 Ｈ０１Ｊ 9/14 Ｈ０１Ｊ 9/14 Ｇ (72)発明者 井上 正 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4E002 AA07 AD05 AD06 BC05 BD09 CB01 4K037 EA01 EA04 EA05 EA11 EA15 EA18 EA23 EA25 EA27 EB06 EB08 FA03 FC04 FE02 FH01 FM01 FM04 5C027 HH02 HH03 5E041 AA02 AA19 CA01 HB11 NN06 5E062 AA04 AC15

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低炭素鋼を熱間圧延し、中間焼鈍を経ず
   にもしくは中間焼鈍を挟んで、１回または２回以上の冷
   間圧延を施して所定の板厚の鋼板にした後、この最終冷
   間圧延後の鋼板を５００℃以上再結晶温度以下の温度域
   にて４．９Ｎ／ｍｍ^２（０．５ｋｇｆ／ｍｍ^２）以上の
   張力を付与しながら焼鈍することを特徴とする磁気特性
   に優れたテンションマスク用鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】 前記低炭素鋼の成分組成が、重量％で、
   Ｃ：０．１％未満、Ｓｉ：０．０５％以下、Ｍｎ：０．
   ０５〜２％、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以
   下、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜０．０１％、Ｎ：０．
   ００１％以上、残部が実質的にＦｅからなることを特徴
   とする請求項１に記載の磁気特性に優れたテンションマ
   スク用鋼板の製造方法。