JPH0254829A - 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４図は従来の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。（０は積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５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（１）が挿通され１両端部には上記シャドウマスク素
材（４）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。

（１３）は上記焼鈍ゾーン（Ｂ）内を通過する上記シャ
ドウマスク素材（４）を上記熱処理炉（５）の上下部か
ら所定温度（約８００℃）に加熱するヒータ。

（７）は上記冷却ゾーン（Ｃ）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（８）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）は積層
したシャドウマスク素材（４）間の間隙、つまり。

各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素材（４）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
抽出するためのものであり、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）による富元作用によって取除かれる。

（１３ａ）　、　（１３ｂ）は上記置換ゾーン（＾）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２１！！ｊ！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（０の重合面および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（１５）ど、８１層された各シャドウ
マスク素材（０間に部分的に形成される空間ゾーン（４
ａ）、つまり歪むらについて詳細に説明する。

第５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　Ｉ、Ｄ　３を異に
するすり林状の孔（１５ａ）、（１５ｂ）を同心的に連
続して穿設されており、１枚のシャドウマスクに１００
．０００個〜ａｏｏ、ｏｏｏ個の開孔（１５）が形成さ
れている。

第６図は積層されたシャドウマスク素材（４）間に部分
的に形成された空間部（４ａ）、つまり熱処理時の変形
による「歪むら」を示すもので、この空間ゾーン（４ａ
）は、熱処理炉（５）の炉外で積層されたシャドウマス
ク素材（４）を熱処理炉（５）内に搬入して熱処理する
とき、各シャドウマスク素材（４）の開孔（１５）が互
いに連通して通気性の良好な重合部分には発生しないが
、上記開孔（１５）が重合するシャドウマスク素材によ
って閉塞された通気性の悪い重合部分に発生し易く、し
かも冬季の大気乾燥時にきわめて発生易い。

下記第１表は、年間を通じての大気中の水蒸気の変化と
、シャドウマスクの上記歪むらの発生時期を示す実験デ
ータである。

第１表 （以ｍｌ素占） ＼ノ 上記第１表において、空気の体積変化は外気温の高い８
月を基準にしたものであり、各月の水蒸気量は、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
した場合の水蒸気量をＭとして、相対湿度Ｈは、 の関係にあり、これによって水蒸気Ｊｉｍを算出したも
のである。

これによって、熱処理炉外の大気の水蒸気量が少なくな
る１月、２月、３月および１２月においてシャドウマス
ク素材（４）の熱処理時の変形、つまり「歪むら」が多
く発生していることが判明した。また、このように積層
したシャドウマスク素材の熱処理時に部分的な「歪むら
」が発生すると、このシャドウマスク素材を１枚毎に所
定の球面曲率にプレス加工したときに、この「歪むら」
の部分の開孔（１５）が降伏点現象によって変形するい
わゆる「網目むら」が発生することもわかった。

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（＋４ａ）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ａｔ（１）により次の焼鈍ゾーン（Ｂ）
に搬入されると、水素ガス（１２）Ｋ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］ 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（４）を積層したとき、積層した各
素材間には、開孔（１５）が互いに連通して通気性が良
好になる重合部分と、上記開孔（１５）が重合するシャ
ドウマスク素材（４）によって閉塞されて通気性の悪い
重合部分とが形成される。

したがって、このような状態になっている積層されたシ
ャドウマスク素材（０が熱処理炉（５）内に搬入され、
焼鈍ゾーン（Ｂ）において加熱されると、この焼鈍ゾー
ン（Ｂ）内に導入された水素ガス（１２）との相互拡散
作用が充分に行なわれないために、シャドウマスク素材
（４）間の通気性の悪い重合部に、第６図に示すように
部分的に空間部（４ａ）、つまり「歪むら」が発生する
。この「歪むら」は上記のように、大気中の水蒸気の少
ない冬季に発生し易く、このように熱処理時に「歪むら
」が発生したシャドウマスク素材（４）を所定の球面曲
率に成形するためにプレス加工を行なうと、この「歪む
ら」の部分の開孔（１５）が降伏点現象によって変形す
るいわゆる「網目むら」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、熱処理時に、積層されたシャドウマスク素
材間に「歪むら」の発生を防止して、このシャドウマス
ク素材の球面プレス加工時に降伏点現象によって「網目
むら」が発生しない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、Ｍ層さ
れたシャドウマスク素材間の水蒸気と酸素を窒素と置換
させて酸化を防止する熱処理炉（焼鈍処理炉）の置換ゾ
ーンに導入する窒素を露点が１０℃〜６０℃になるよう
に加湿して、この置換ゾーンの水蒸気量を年間を通じて
「歪むら」が発生しない熱処理に適した所定値に保持す
るようにした。

［作用］ この発明によれば、熱処理炉内の水蒸気量を年間を通じ
て「歪むら」が発生しないシャドウマスク素材の熱処理
に適した所定値に保持するようにしたので、熱処理炉内
においてシャドウマスク素材に含まれている炭素、硫黄
または窒素などの不純物を相互拡散作用によって効率よ
く抽出することができ、熱処理後の球面プレス加工時の
降伏点現象による「網目むら」の原因となっている熱処
理時の「歪むら」が発生す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、第２図はこの発明に用いられる熱処理装
置と加湿槽とを示す断面図であり、同図において、第４
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、（１６）は上記熱処理炉（５）の近傍に
設置された加湿槽、　（１７）は年間を通じてｌＯ℃〜
６０℃の温度に保持されている上記熱処理炉（５）の水
タンク（７）内の上部の冷却水（８）を上記加湿槽（１
Ｂ）の下部に導く蛇行状の配管、（１８）は上記加湿槽
（１Ｂ）内の上部の冷却水（８）をポンプ（１８）によ
って上記水タンク（７）の下部に返戻する配管、（２０
）は仕切板で、上記加湿槽（１８）内をバブリング室（
１［１ａ）と、戻し室（ｔａｂ）とに仕切るもので、下
垂端部に戻し通路（２１）が形成されている。

（２２）は上記バブリング室（ｔｅａ）内の冷却水の底
部に窒素ガス（１４ａ）を導入する窒素導入管で、この
窒素ガス（１４ａ）をこのバブリング室（１８ａ）内の
冷却水（８）にバブリングさせ、この冷却水（８）によ
り上記窒素（１４ａ）を露点がｌθ℃〜６０℃になるよ
うに加湿する。　（２３）は上記バブリング室（＋８ａ
）内において、冷却水（８）によって加湿された加湿窒
素ガス（１４ｃ）を上記熱処理炉（５）内の置換ゾーン
（Ａ）内に供給する窒素供給管である。

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、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）をベルトガイド（２）上の所定
速度で走行するメツシュベルト（３）上に載置すると、
シャドウマスク素材（４）は焼鈍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。

搬入口（５ａ）から熱処理炉（５）の置換ゾーン（Ａ）
内に搬入されたシャドウマスク素材（４）間の間隙、お
よび色選別用の多数の開孔（１５）内の空気中に含まれ
ている酸素および希薄な水蒸気は、この置換ゾーン（Ａ
）内に供給されている加湿窒素ガス（１４ｃ）と置換し
て、シャドウマスク素材（４）の重合面および開孔（１
５）の内面の酸化を防止するとともに、このシャドウマ
スク素材（０間の間隙および開孔（１５）内には加湿さ
れた加湿窒素ガス（＋４ｃ）が浸透される。

この状態で、積層されたシャドウマスク素材（４）が次
段の焼鈍ゾーン（Ｂ）に搬入されると、この焼鈍ゾーン
（Ｂ）に導入されている水素ガス（１２）との充分な相
互拡散作用によってシャドウマスク素材（０の重合面、
および開孔（１５）内面に含まれている炭素、硫黄また
は窒素などの不純物が抽出され、積層されたシャドウマ
スク素材（０間に、プレス加工時の降伏点現象による「
網目むら」の原因となっている部分的な「歪むら」が発
生することが防止される。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。

なお、熱処理時にシャドウマスク素材（０に「歪むら」
が発生しないようにするために、上記一実施例では熱処
理炉（５）の置換ゾーン（＾）に導入される窒素ガスを
加湿する場合について述べたが、焼鈍ゾーン（Ｂ）の水
素ガス（１２）を加湿するか、熱処理炉（５）の外部空
気を加湿するようにしても同様の効果が得られることは
いうまでもない。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、熱処理炉内の水蒸気
量を年間を通じてシャドウマスク素材の熱処理に適した
所定値に保持するようにしたので、熱処理炉内において
シャドウマスク素材に含まれている炭素、硫黄または窒
素などの不純物を相互拡散作用によって効率よく抽出す
ることができ、熱処理後の球面プレス加工時の降伏点現
象による「網目むら」の原因となっている熱処理時の「
歪むら」が発生す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。

【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■−■線に沿う断面図、
第３図は第１図の■−■線に沿う断面図、ｔＪ４４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、第５図はシャドウマスク素材の拡大断面図、
第６図は積層したシャドウマスク素材の側面図、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
、（１６）・・・加湿槽、（Ｂ）・・・焼鈍ゾーン。 なお、 を示す。 図中、 同一符号は、

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
   、上記熱処理炉内の水蒸気量を年間を通じてシヤドウマ
   スク素材の熱処理に適した所定値に保持することを特徴
   とするシヤドウマスクの熱処理方法。