JPH0254828A - シヤドウマスクの熱処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、カラー陰極線管の色選別電極であるシャド
ウマスクの熱処理方法に関するもので。

特にフォトエツチング方法により多数の色選別用開孔を
形成したシャドウマスクの素材を所定の球面曲率に容易
にプレス加工などができるように焼鈍する熱処理方法に
関するものである。

［従来の技術］ 第３図はカラー陰極線管のシャドウマスクの素材を熱処
理（焼鈍処理）する従来の熱処理炉を示す断面図である
。

同図において、（１）はコンベア装置で、はぼ水平方向
に延長するベルトガイド（２）と、このベルトガイド（
２）上を摺接しながら所定速度で移動する耐熱金属網か
らなるメツシュベルト（３）とによって構成されている
。（４）はｉ層されたシャドウマスク素材で、上記メツ
シュベルト（３）上に所定間隔をあけて載置されており
、それぞれには第６図および第７図に示すように、色選
別用の多数の開孔（１５）が形成されている。

（５）は角筒状の熱処理炉で、内部には上記コンベア装
置（りが挿通され１両端部には上記シャドウマスク素材
（０の搬入口（５ａ）と、搬出口（５ｂ）とが形成され
ている。さらに、この熱処理炉（５）内には上記搬入口
（５ａ）側から置換ゾーン（Ａ）と、焼鈍ゾーン（Ｂ）
と、冷却ゾーン（Ｃ）とが形成されている。

（６）は第５図にも示すように、上記焼鈍ゾーン（Ｂ）
内を通過する上記シャドウマスク素材（０を上記熱処理
炉（５）の上下部から所定温度（約ＳＯＯ℃）に加熱す
るヒータ、（７）は第４図にも示すように、上記冷却ゾ
ーンＣＧ）内を通過するシャドウマスク素材（４）を冷
却する冷却水（８）を流通させる水タンクで、上記冷却
水（８）は給水管（９）から給水され、排水管（１０）
から排水される。

（１１）は上記焼鈍ゾーン（Ｂ）内に水素ガス（１２）
を導入する水素導入管で、上記水素ガス（１２）はシャ
ドウマスク素材（０間の間隙、つまり、各シャドウマス
ク素材（４）間に部分的に形成された間隙の空気層内、
および各シャドウマスク素材（０の多数の色選別用の開
孔内に含まれている炭素、硫黄または窒素などの不純物
をシャドウマスク素材（４）から外部に取り出すための
ものであり、さらに、上記各シャドウマスク素材（０の
表面に発生した酸化物は、上記水素ガス（１２）による
還元作用によって取除かれる。

（１３ａ）　、　（１３ｂ）は上記置換ゾーン（Ａ）と
、冷却ゾーン（Ｃ）内に窒素ガス（１４ａ）、（１４ｂ
）を導入する窒素導入管で、上記窒素ガス（１４ａ）、
（１４ｂ）は上記置換ゾーン（Ａ）内において、シャド
ウマスク素材（０間に部分的に形成された間隙内、およ
び各シャドウマスク素材（４）の開孔内の空気中に含ま
れている水蒸気と酸素と置換してシャドウマスク素材（
４）の開孔部内面の酸化を防止し、かつ上記焼鈍ゾーン
（Ｂ）内に導入された水素ガス（１２）と、外部の空気
とをしゃ断するために導入されるものである。

つぎに、上記シャドウマスク素材（４）に形成されてい
る色選別用の開孔について詳細に説明する。

第６図はシャドウマスク素材（４）に形成された開孔（
１５）を示す拡大断面図で、直径Ｄ　１．Ｄ　３を異に
するすり林状の孔（１５ａ）、（１５ｂ）を同心的に連
続して穿設したものが用いられており、１枚のシャドウ
マスクに１００．００Ｑ個〜３００，０００個の開孔（
１５）が設けられている。このように、きわめて多数の
開孔（！５）を有するシャドウマスク素材（４）を熱処
理（焼鈍処理）するとき、この各開孔（１５）内の空気
中に含まれている水蒸気の含有量が多い場合には上記置
換ゾーン（Ａ）において、この水蒸気が窒素（１４ａ）
と充分にＭ４！ｌ！！されないで、各シャドウマスク素
材（４）の開孔（１５）の内面の酸化が部分的に発生し
、つぎの焼鈍ゾーン（Ｂ）において部分的に酸化した開
孔（１５）の内面の酸化被膜が剥離されてこの開孔（１
５）の孔径が大きくなる開孔（１５）が部分的に生じ、
いわゆる「孔径むら」が発生する。

上記のように、シャドウマスク素材（４）の開孔（１５
）内の空気中に含まれる水蒸気の含有量は、シャドウマ
スクの熱処理を行なう周囲の環境、つまり大気の状態に
よって左右される。

下記第１表は、年間を通じての大気中の水蒸気の変化と
、シャドウマスクの孔径むらの発生時期第１表 上記第１表にもとづいて８月を基準にして水蒸気の量を
求める場合、現在の水蒸気の質量をｍ、その温度に対す
る飽和水蒸気が存在した場合の水蒸気址をＭとすれば、
相対湿度Ｈは、 ｍ Ｈ＝〜×１００ の関係にあり、これによって木薄気の質ｉＩｌ　ｍを算
出すると、ド記第２表のようになる。

第２表 上記第１表に示されるように、孔径むらが発生する時期
（月）と、発生しない時期については。

水蒸気Ｌ１がＸ　１０−５ｇ／＋０００ｃ厘３の倍率で
３桁（４月〜ｌ　ｌ　Ｊ−１）以上のときには孔径むら
の発生が少なく、また、水蒸気量がＸ　Ｉ　Ｏ−５ｇ／
１０００ｃ腸３の倍率’ｔ％２桁（１月、２月および１
２月）以下では孔径むらが発生する。また、水蒸気量が
×１０　”ｇ／１０００ｃ■３の倍率で３桁（４月〜１
１月）以上の場合には積層されたシャドウマスク素材（
４）の表面は１ｍ化された状態にあるが、これが焼鈍ゾ
ーン（Ｂ）（還元雰囲気）において還元されても、酸化
による酸化被膜が一様に取除かれるため、孔径むらとし
て判断されるものではない。

一方、水蒸気量がＸ　Ｉ　０−５ｇ／１０００ｃ鵬３の
倍率で、２桁（１月、２月および１２月）以下の水蒸気
を含んだシャドウマスク素材（４）は、還元雰囲気の焼
鈍ゾーン（Ｂ）に到達する前に、このシャドウマスク素
材（４ａ）の開孔（１５）内の空気中に含有するわずか
な水蒸気は、　３Ｆｅ＋４Ｈ２０−＊　Ｆｅ３０４　＊
２Ｈ２の反応を起し、Ｆ　ＩＩ４０ｓの黒錆を発生させ
る。上記開孔（１５）内の水蒸気は、シャドウマスク素
材（４）を積層したときに、周囲の外気に含まれている
水蒸気であることはいうまでもない。

つぎに、上記構成の熱処理装置の動作について説明する
。

いま、コンベア装！（１）のメツシュベルト（３）上の
積層されたシャドウマスク素材（４）が熱処理炉（５）
の搬入口（５ａ）から順次置換ゾーン（Ａ）内に搬入さ
れると、この置換ゾーン（Ａ）内においてこのシャドウ
マスク素材（０間に部分的に形成された間隙の空気層内
、および各シャドウマスク（４）の色選別用の開孔内の
空気中の水分（水蒸気）と酸素が、上記置換ゾーン（Ａ
）内に導入された窒素（１４ａ）と置換されて各シャド
ウマスク素材の開孔部内面の酸化が防止される。つぎに
、コンベア装Ｍ（１）により次の焼鈍ゾーン（Ｂ）に搬
入されると、水素ガス（１２）により酸化している部分
に還元作用が生じて酸化被膜が剥離され開孔部内面の孔
径が大きくなった状態で約８００℃に加熱されて焼鈍さ
れる。このあと、冷却ゾーン（Ｃ）に搬入されて冷却水
（８）により冷却され、所定の熱処理工程を終えて、搬
出口（５ｂ）から搬出される。

［発明が解決しようとする課題Ｊ 以上のように、従来のシャドウマスクの熱処理方法によ
れば、シャドウマスクの熱処理（焼鈍処理）のために、
シャドウマスク素材（４ａ）を積層したとき、各素材の
開孔（１５）内にもし多量の水蒸気が封じ込められても
、熱処理工程時に焼鈍ゾーン（Ｂ）において加熱される
ことによって膨張し外部に排出されるが、上記各開孔（
１５）はシャドウマスク素材（４ａ）の積層時に、必ず
しも外部に連通ずるものではなく、上下に積層されるシ
ャドウマスク（４ａ）によって塞がれる開孔（１５）も
あって、水蒸気を含有した開孔（１５）内においては、
ａＩｐ！ゾーン（Ａ）において、この水蒸気が窒素（１
４ａ）と充分に置換されないで、開孔内面に酸化被膜が
形成され、次段の還元雰囲気の焼鈍ゾーン（Ｂ）で、こ
れが剥離されて開孔（１５）の孔径が大きくなる。

したがって、積層されたシャドウマスク素材（４ａ）の
各開孔（１５）内に水蒸気が含まれたり、水蒸気の量が
相違することによって、開孔（１５）の内面に酸化むら
が発生すると、シャドウマスク素材（４ａ）には第７図
に示すように、孔径が大きくなった開孔（１５）の部分
的な集合部の大孔径ゾーン（１５Ａ）　、つまり、「孔
径むら」が発生し、カラー陰極線管の画質の低下を招い
ている。

この発明は、上記のような問題点を改善するためになさ
れたもので、色選別用の開孔の孔径むらの発生を防止す
るようにしたシャドウマスクの熱処理方法を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明によるシャドウマスクの熱処理方法は、色選別
用の開孔を形成した８１層されたシャドウマスク素材を
熱処理炉（焼鈍処理炉）に搬入する直前に、このシャド
ウマスク素材を予備加熱するようにした。

［作用］ この発明によれば、積層されたシャドウマスク素材を焼
鈍処理する直前に予備加熱するようにしたので、積層さ
れたシャドウマスク素材間に部分的に形成された間隙内
の空気はもちろん、各開孔内の空気は水蒸気と共に加熱
されて膨張し外部に排出される。したがって、各開孔内
の空気および水蒸気は希薄になり、シャドウマスク素材
の熱処理時に各開孔内面に孔径むら発生の原因となる酸
化被膜が形成されるようなことがない。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面にもとづいて説明する
。

第１図は、この発明の一実施例によるシャドウマスクの
熱処理方法を説明するための熱処理装置の要部を切欠い
て示す正面図であり、同図において、第３図に示す従来
のものと同一または相当部分には、同一・の符号を付し
てその詳細な説明は省略する。

同図において、（２ａ）は延長ベルトガイドで、上記コ
ンベア装ｍ（１）のベルトガイド（２）を、置換ゾーン
（Ａ）の前段側、つまり熱処理すべき積層されたシャド
ウマスク素材（４）の供給側に延長して設けられている
。　（ＩＥｌａ）、（１８ｂ）は赤外線ヒータ等からな
る複数の予備加熱ヒータで、第２図にも示すように、上
記延長ベルトガイド（２ａ）の所定位置に形成した透口
（２ｂ）の上部と下部とに均等に配置され、たとえば約
７５■／分で走行するメツシュベルト（３）に載置され
て熱処理装置の置換シーツ（Ａ）に向って搬送される積
層されたシャドウマスク素材（４）を上下方向から平均
的に所定温度に予備加熱する。

つぎに、上記構成のシャドウマスクの熱処理方法につい
て説明する。

まず、予備加熱ヒータ（ｌｅａ）　、（ｌｓｂ）に通電
して加熱状態にしたあと、色選別用の開孔（１５）を形
成した積層されたシャドウマスク素材（４）を延長ベル
トガイド（２ａ）上を所定速度で走行するメツシュベル
ト（３）上にａｍすると、シャドウマスク素材（４）は
延長ベルトガイド（２ａ）の上下部にそれぞれ配置され
た予備加熱ヒータ（１［ｔａ）、（１８ｂ）により加熱
されながらシャドウマスク素材（４）の本来の熱処理を
行なう熱処理炉（５）の置換ゾーン（Ａ）に向って搬送
される。

上記のように、延長ベルトガイド（２ａ）上における予
備加熱工程中において、積層されたシャドウマスク素材
（４）間に部分的に形成された間隙内の空気はもちろん
、各開孔（１５）内の空気は水蒸気と共に加熱されて膨
張し、熱処理炉（５）の外部において大気中に排出され
ることにより各開孔（！５）内の空気および水蒸気は希
薄になる。

したがって、各開孔（１５）内の空気および水蒸気が希
薄になった状態で、積層されたシャドウマスク素材（４
）が搬入口（５ａ）から熱処理炉（５）の置換ゾーン（
Ａ）内に搬入されると、素材（４）の空気および各開孔
（１５）内の希薄な空気と水蒸気は、この置換ゾーン（
Ａ）内に導入された窒素（１４ａ）と充分に置換され、
各開孔（１５）の内面に酸化被膜が形成されるようなこ
とがない、このあと、冷却ゾーン（Ｃ）に搬入されて冷
却水（８）により冷却され、所定の熱処理工程を終えて
搬出口（５ｂ）から搬出される。

［発明の効果］ 以ヒのように、この発明によれば、積層されたシャドウ
マスク素材の焼鈍処理する直前に予備加熱するようにし
たので、積層されたシャドウマスク素材間の間隙内の空
気お゛よび各開孔内の空気は水蒸気と共に加熱されて膨
張し外部に排出される。したがって、各シャドウマスク
素材間の間隙内、および各開孔内の空気および水蒸気が
希薄になることによってシャドウマスク素材の熱処理時
に各開孔内面に孔径むら発生の原因となる酸化被膜が形
成されるようなことがなく、カラー陰極線管の画質の低
下を防止することができる。また、予備加熱によってシ
ャドウマスク素材の各開孔内の空気および水蒸気を、熱
処理炉の外部において大気中に排出するようにすれば、
熱処理炉内において本来の焼鈍処理を行なうシャドウマ
スク素材に対し排出した水蒸気が上記のような悪影響を
及ぼすおそれがない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるシャドウマスクの熱
処理方法を説明するための熱処理装置の要部を切欠いて
示す正面図、第２図は第１図の■−ｎ線に沿う断面図、
第３図は従来のシャドウマスクの熱処理装置の要部を切
欠いて示す正面図。 ｙｇ４図は第３図の■−■線に沿う断面図、第５図は第
３図のｖ−Ｖ線に沿う断面図、第６図はシャドウマスク
素材の拡大断面図、第７図はシャドウマスク素材の正面
図である。 （０・・・シャドウマスク素材、（５）・・・熱処理炉
。 （１５）・・・開孔、（１ｅａ）　、　（１ｅｂ）・・
・予備加熱ヒータ、（Ｂ）・・・焼鈍ゾーン。 なお、図中、同一符号は、同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）色選別用の多数の開孔を形成したシヤドウマスク
   素材を所定枚数積層する工程と、積層された上記シヤド
   ウマスク素材を焼鈍ゾーン等を設けた熱処理炉に搬入す
   る工程とからなるシヤドウマスクの熱処理方法において
   、上記シヤドウマスク素材を上記熱処理炉に搬入する直
   前に所定温度に予備加熱する工程を具備したことを特徴
   とするシヤドウマスクの熱処理方法。