JPS60152634A - シヤドウマスク用素材の製造法 - 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】

本発明は磁気特性に優れたシャドウマスク用素材の製造
法に関ｔ２、よも）詳１．＜は外部磁場によって影響を
受ける事かなく、従って色ズレを生じないカラーブラウ
ン管を造るために必要なシャドウマスク用素材の製造法
に関する。 従来シャドウマスク用素材は、主として連続鋳造低炭素
アルミキルド鎧熱延鋼帯を１次冷延した後、１ｉＥ気清
浄ラインを通し、オープンコイル焼鈍を施し、て脱炭処
理（５、し、かる後２次冷延ｔ２て所定板厚の冷延コイ
ルとし、これｔ所定巾のスリットコイルとすることによ
って製造されていた。 連続鋳造低炭素アルミギルド鋼を原材料鋼種として選ぶ
理由は、以前のインゴット材すムド鍋乃至キャップド鋼
（両者を含めて以下リムド鋼ｉ呼ぶことがある。）に比
して製品であるシャドウマスク用素材のマスク製造工程
におけるエツチング特性及び機械的性質が優れるところ
に浮下る。 丁なわち以前のインゴツト材リムド鋼は表面に高純度の
リム層ン有し１表面か美麗であるという特徴を有してい
たが、インゴツト材であるためにインゴ・ソトのＴｏｐ
部とＢｏｔｔｏｍ部において成分差が生じる事が避けら
れず、また非金属介在物等の不純物が多く存在し、均質
な製品シャドウマスク用素材が得られなかった。そｌて
そのために例えばエツチング工程で所謂ガサ孔を生じる
傾向があった。またリムド鋼中のＮはアルミキルド鋼の
如（ＡｊｌＮ　として固定されていないから後工程にお
けるプレス成形時にストレッチャーストレインを生じる
という機械的性質上の問題点があった。 そこで、均質かつ清浄度の高いアルミキルド鋼連鋳材の
採用によって従前の問題点は美事に解決された訳である
。 ところが意外にもこの完全無欠と思われた最新のシャド
ウマスク用素材にも問題点が隠されていた。それは完成
Ｉ７たカラーブラウン管の色ズレ現象である。 丁なわちカラーブラウン管は地磁気その他の外部擾乱磁
場に常に晒されており、それによってブラウン管中の電
子ビームが影響を受けるのは事実である。この対策とｔ
７てカラーＴＶ受像機には通常消磁機構が組み込まれて
いる。しかし、コストダウン、コンパクト化及び省エネ
ルギーの見地よりこの消磁機構は完全なものではないし
また消磁後の再着磁も常に生じる。従ってカラーブラウ
ン管中のシャドウマスク自体の磁気特性が前記色ズレ現
象と関わって来る。検討の結果消磁特性に最も影響を与
えるのは磁気特性の中でも特に保磁力Ｈｃである事が確
認された。Ｔなわち保磁力が小さい程消磁［、易く、従
って色ズレを生じ難いことが判明１７た。 そしてアルミギルド鋼連鋳材を原材料とするシャドウマ
スクの保磁力が従前のリムド鋼のそれよりもやや大きい
という事実が発見されたのである。 更に検討の結果、アルミキルド鋼連鋳材を原材料と下る
シャドウマスクの保磁力がやや大きい理由は主として結
晶粒の微細な点にあり、ために粒界が磁壁移動の障害と
なるからであろうことが推察３− された。・ そこで本発明者等はアルミキルド鋼連鋳材を原材料とす
るシャドウマスク用素材の成分及び製造工程を工夫する
事により、製品シャドウマスクの結晶粒を大きく成長さ
せて磁気特性を改善、■１、最終製品であるカラーブラ
ウン管の色ズレを減少し。 得る事を見出し、本発明に到達Ｉた。 本発明の目的は、エツチング特性、プレス成形性、黒化
膜密着性が良いのみならず更に磁気特性。 就中低保磁力に優れ、製品カラーブラウン管において色
ズレ現象の生じないシャドウマスク用素材の製造法を提
供下る事にある。 本発明の他の目的は従来のシャドウマスク用素材の成分
を一部変更Ｉ、その製造工程に高露点焼鈍及び３次階間
圧廷の工程を付加する事により、磁気特性を改善ｌたシ
ャドウマスク用素材を得る該素材の製造法を提供下るに
ある。 本発明により、原材料である熱廷鋼帯に対し、少なくと
も１次階間圧延、オーブンコイル脱炭焼鈍、２次階間圧
延、高露点焼鈍、３次階間圧延の４− 各工程を付与下る事によ蚤］、Ｃ：　０．０１％以下。 Ｍｎ　：　０．２０％以下、８ｉ　：　Ｏ，（１３％以
下、　Ｐ　：　ｏ、　１゜％思下、８：０．０５％以下
、５ｏ１１．ＡＮ　：　Ｏ，ｎ　１〜０．５０％、Ｃｒ
　：　０．（１１〜０．５０％、残部Ｆｅおよび不可避
的不純物から成る薄鋼板を製造下る事を特徴とするシャ
ドウマスク用素材の製造方法が提供される。 先づ対比上従来のシャドウマスク用素材の製造法及びそ
のシャドウマスク用素材を用いてシャドウマスクを製造
する方法について簡単に説明する。 従来のシャドウマスク用素材は、特に低Ｍｎでない低炭
素リムド鋼もしくはアルミキルド鋼連鋳材熱延鋼帯を１
次冷延１．た後、１！気清浄装置を通してから所謂オー
プンコイル焼鈍を施ｔて脱炭処理し、しかる後２次冷延
して所定の厚みとしてスリットコイルの状態とすること
によって製造されるのが普通であった。ついで前記スリ
ットコイルは、フォトエツチング工程並びにマスク成形
工程を通る。丁なわちスリットコイルは、フォトレジス
トを両面に塗布後、乾燥され、引き続き両面に基準パタ
ーン（スロットあるいはドツト形状）ｙＩ／真空密着さ
ｎ、両面から露光後現像される。現像によ番）未感光部
（穿孔される部分）のフォトレジストは溶解除去され、
ついで残存フォトレジストは加熱硬化（バーニング）さ
れる。七ｔ２てスリットコイルは塩化第二鉄溶液によっ
て前記フォトレジストによって保護さねていない部分に
所定寸法の孔を開けられる（エツチング）。そｔ２てス
リットコイル表面の残存フォトレジストは熱アルカリ溶
液によって溶解除去さｎる。かくてエツチング工程を終
ったスリットコイルは剪断され、検査工程を経てフラッ
トマスクとなる。 次に前記フラットマスクはガス雰囲気中で焼鈍される（
フラットマスク焼鈍）。この焼鈍には歪取りのみを目的
としたドライ雰囲気の所謂ドライ焼鈍と更に加工性を改
善するための脱炭処理を目的としたウェット雰囲気の所
謂ウェ゛ソト焼鈍がある。 ついで焼鈍後のフラットマスクはレベラーに通される（
レベリング）。 これは降伏点伸びを消滅せしめて次のプレス成形工Ｎで
のストレッチャーストレインを防止し、かつ焼鈍によっ
て生じた板歪を矯正するためである。 続いて前記フラットマスクはプレス成形されて所定の曲
面をつけられ、最後に気相または液相による黒化処理が
施されてシャドウマスクとなる。 以上が従来の一般的なシャドウマスク用素材及びシャド
ウマスクの製造法である。 そこで本発明の特徴はというと、シャドウマスク用素材
である薄鋼板製造工程において前述の様に従来のシャド
ウマスク用素材成分を一部変更［７、かつ製造工程に高
露点焼鈍と３次階間圧延の２工程を付加したところに存
する。ｔ２かし目的はあくまでもカラーブラウン管の色
ズレ防止というパフォーマンスにあるから、前述のシャ
ドウマスク製造工程とも無関係ではない。 以下に本発明の特徴内容を詳細に説明する。 本発明では踪杓料である熱延鋼帯の成分中、Ｍｎ及びＣ
ｒ等については製鋼段階で制御し、またＣ１Ｎ等の他の
成分については製鋼段階のみでなく後続の各工程におい
ても適切に制御し、終局的に特許請求の範囲＄１項記載
の成分の薄鋼板即ちシャドウマスク用素材を得る。 以下に本発明各成分の限定理由を述べる。 Ｃ：　０．０１％より多く含むと炭化物が析出しや丁く
、かつ結晶粒も成長し難くなるＯ）で、磁気特性が悪く
なる。依って上限を０．０１％以下に限定した≦下限は
可能な限り少ない程良いので特に限定しない。Ｃ’＆０
．０］％以下にする手段としては製鋼の際の真空脱ガス
処理を行う方法および／もしくは１次冷延後の焼鈍の際
、オーブンコイル脱炭焼鈍を行う方法および／も［′、
＜は）ジットマスクをウェット雰囲気中で脱炭する方法
がある。 Ｍｎ：従来の如＜　０．２０％より多く含むと、高露点
焼鈍及び３次階延ン行ってもなお結晶粒成長が妨げられ
る傾向があり、磁気特性上望ましくない。 故に、Ｍｎ成分は０．２０％以下とした。下限は少ない
程良いので限定しない。 元来純鉄は非常に良い磁気特性な示すことが知られてい
るが、工業的にンヤドウマスク用素材としで使用する事
は困難である。 すなわち胤も可能な限り少ない万が磁気特性に対し、て
良い結果を生むが、工業上の可能性ン含めて種々検討１
７た結果、Ｍｎ成分’＆　０．２０％以下に丁れば追加
工程と併せて必要な緒特性を満足する事が明らかとなっ
た。 具体的に云うと、　Ｍｎは、通常鍋中８成分による熱間
脆性ｗ　Ｍｎ８　ｗ形成１７て防止するために、フェロ
マンガンとして転炉における製鋼工程で添那さ几るもの
である。 そこで本発明者等は高炉内脱硫法、炉外脱硫法、転炉内
脱硫法、就中主として炉外脱硫法によって８ｖ減少せｔ
、め、低Ｍｎでも熱延工程で問題となるような熱間脆性
の生じない鋼材を製造した。 なお脱硫剤トＬ、　でハＣａｂ、　ＣａＣ＊、　ＣａＣ
Ｎｔ、　ＣａＦｚ等のα化合物、　Ｎａ＊ＣＯｓ、　Ｎ
ａＯＨ，ＫＯＨ，ＮａＣ１，ＮａＦ等ノアノアルカリ化
合物Ｍｙ乃至Ｍ２化合物が用いられる。 ８ｉ：８ｉは非金属介在物の主要な構成因子！なしてお
６）、この非金属介在物が孔の精度を悪化させるので０
．０３％以下と

【、た。 Ｐ：Ｐ含有量が増加下ると鋼の硬化によを）プレス成形
性が阻害されるので０．１０％以下と１．た。 Ｓ：Ｓについては硫化物系介在物がエツチング特性ント
ロ害する大きな要素とＩ７てシャドウマスク材にとって
好まＩくないものであ０、またＭｎとの関係において前
述の理由により、可能な限り少ないことが好ましいから
その成分範囲’！２０．０５％以下とし、た。 Ｍ”、ｋｌは脱酸剤とＩ、て転炉溶製後収鍋で添加され
清浄度を向上させる作用を有するが、ＳｏＱ、ＡＩｔが
０゜５０％を超えると熱延コイル巻取り温度が高い時結
晶粒の異常成長が生じ易くなること、及び非金属介在物
ＡＱ　２０３が増加Ｉ、てエツチング特性を阻害するの
で好まＩくなく、また０、０１％未満では脱酸効果並び
に非時効性効果が充分でない。 したがって８ｏ１．ＡＸは、０．０１〜０．５０％とし
たなお、Ａｆｆｉは鋼中のＮｕ−ＡＡＮと［、て固定し
、マスクレベリング後の降伏点伸びを抑制する働き！持
ちプレス成形性を向上させる大きなファクターとなる。 なお、本発明においては、脱酸剤をＡ２に限定り一たが
、Ａ２と同様の作用を持つ’Ｔ’ｉ、　Ｚｒ、　Ｎｂ、
　Ｂ等も適用できるし、またＡｆｉとの併用も可能なこ
とは云うまでもない。 Ｃｒ　：　Ｃｒはクロムカーバイドとし、てＣｉ固定ｔ
マスク成形性を改善すると同時にマスク黒化膜密着性向
上に寄与する。このため製鋼時にフェロクロムを添加し
て、Ｃｒ含有量の有効下限’＆　０．０１％とし、上限
は経済性とプレス成形性の見地よＩ］０．５０％とした
。 本発明では素材と１．て低炭素アルミキルド鋼熱延鋼帯
Ｖ選定［、でいるが、その理由を以下に述べる。 先に述べたようにフォトエツチング工程の工゛ソチング
の際の穿孔特性を烏めるには、素材自体の介在物が少な
いこと、Ｔなわち清浄性か優れていること、結晶粒が微
細で均一であること、板厚及び成分が薄鋼板コイル全長
に亘って均一であること、更に薄鋼板コイルの形状がフ
ラットであることが要求されるか、冷間圧延技術の進歩
によって板厚の均一性、形状については概ね満足される
ものである。し、たがって、穿孔特性を左右下るのは鋼
の清浄度（介在物の少ないこと）及び成分の均一性にあ
るということが出来る。ところが、従来エツチング穿孔
の過程から薄鋼板表面の性状が重視され、特公昭５４−
２５４９２号公報に見られるように表面性状の優れた低
炭素リムド鋼が選ばれてきた。しか［５、リムド鋼はイ
ンゴツト材に限られるから（連続鋳造によるリムド鋼は
まだ要用化されていない。）、インゴットのトップ部と
ボトム部とでは成分的に相当な差があり、成分限定によ
も）例え全体Ｑ）清浄度が向上１−でも、トップ部にお
いてはなお介在物が比較的多く、エツチングにおいて孔
内壁に介在物が露出し７、所謂ガサ孔が生じることが【
ば１ばあった。加えてダークバンドが発生する傾向もあ
る。 これに対してアルミキルド鏑は、従来表面性状において
リムド鋼に劣り、シャドウマスク用素材として不適当で
あるといわれてきたか、最近の製鋼技術、特にｉＩＡ続
鋳造技術の発達によって、表面性状においてもリムド鋼
と比肩し得るようになり、また、連続鋳造材はその製造
方法の特質からコイル長手方向における冶金的、機械的
特性が均一で、冷延工程での板厚精９並びに形状の確保
の点でリムド鋼よ暢）遥かに有利である。特に清浄度に
ついては第１表に示すどおＩ）連続鋳造アルミキルド銅
がリムド鋼に比ｌで著しく優れている。 第１表 米　ＪＩＳ　Ｇ　０５５５による測定 以上述べたとお曇１本発明では原材料を低炭素アルミキ
ルド鋼、就中同連鋳材でなる熱延細帯と１７銅帯の成分
′ｌｋ直接規定するものではない。 り下に本発明の特徴工程について述べる。 高露点焼鈍 高露点焼鈍は、熱延鋼帯から１次冷延、電気清浄、オー
プンコイル脱炭焼鈍、２次冷延、電気清浄の各工程を経
た後の銅帯に施される工程である。 ２次冷延後の短気清浄工程は２次冷延の際付着ｔた圧延
潤滑油を除去下るためのものである。原則的に高露点焼
鈍は箱型焼鈍伝によって行わ几る。 ２次冷延後のＷ１帯厚みは約０．１乃至０．６１１１程
度であり、０．４鰭程度より厚めであればルーズコイル
によるオープンコイル焼鈍法も可能であるが、一般にタ
イトコイルで箱型焼鈍を施Ｔ。但１−　、本発明では特
に均熱時間を規制せず、焼鈍雰囲気の露点のみケ規制下
るから、連続焼鈍法によってもよい。そＩ７てオープン
コイル焼鈍法や連続焼鈍法によればよＩ）均質な製品！
短時曲で得られるルは云うまでもない。なおこの工程の
焼鈍温度は５６０乃至７００℃程度である。これは５６
０′Ｃ以下では再結晶しない場合があるからであ６）、
−万り００℃！超えると銅帯表面相互のくつつき（Ｓｔ
ｉｃｋｉｎｇ）が生じるからである。 焼鈍雰囲気は脱炭性雰囲気と下るため露点を高める。丁
なわち焼鈍炉内雰囲気の露点は０℃乃至＋６０℃望ま【
くは０℃乃至＋２５℃と下る。 キャリアガスには各種変成ガスが主として用いられる。 変成ガスにはＮＸガス、ＨＮＸガス、Ｂｅガス等の発熱
型ガスがある。またＨＸガス、ＡＸガス、Ｎ２ガス、８
ＡＸガス等の非浸炭性の（ＣＯ／ＣＯ２分圧比の小さい
）吸熱型変成ガスも用いられる。 なおその他にキャリアガスはＮ２ガス、ＮＺガスやＡｒ
、）（ａ　等の不活性ガスの１種または２種以上の組合
せであってもよい。なお本発明の高露点焼鈍における雰
囲気ガスは要するに脱炭性雰囲気であればよく、脱炭非
酸化領域のみならず酸化性領域も含まれる。 従って高露点焼鈍と名付けてはいるが、露点が０℃以下
の低露点（ドライ）のガスであってもよい場合がある。 例えばＮ２ガスの場合、必ずし、もＨｚＯある。本発明
ではこのような低露点ガスによる焼鈍Ｙも他の処理工程
との区別上面露点焼鈍の概念に含まれるものとする。要
は先行するオープンコイル脱炭焼鈍によＩＩ　、　ｔｌ
１４帯Ｃ成分は０．００４％（重１％）以下と非常に小
さくなっているので、極めて浸炭し易くたっているから
、浸炭を防止下るためである。 従って前述の雰囲気ガス露点範囲０℃乃至＋６０℃は必
ず１も本発明を限定し、ない。即ち本発明における高露
点焼鈍とは非浸炭性焼鈍を意味する。 なお５箱型焼鈍の場合に公知の脱炭サイクル、丁なわち
、加熱初則に低露点の（ドライ）雰囲気ガスを炉内に供
給し５、コイル温度が一定温度に達した後高露点の（ウ
ェット）雰囲気ガス！供給し、次第に露点を下げて所謂
Ｄｒｙ　８ｏａｋｉｎｇ　Ｙ行ない、そのまま低露点の
（ドライ）雰囲気ガス中で冷却する脱炭サイクルを採用
する事が望ましい。これは銅帯表面の酸化を防止するた
めである。またこれと同じサイクルを与えることは連続
焼鈍でも可能である。 ３次階間圧延 ３次階間圧延は前述の高露点焼鈍を施した銅帯に対Ｉて
行なう。 後述の実施例では２スタンド４段冷間圧延機を使用１．
７だが、圧廷機形式は４段圧延機の他何であってもよい
。＃１１ｊちゼンジミアミル、Ｙ型ミル等のクラスタミ
ル、５段乃至６段のｌ−１０ミルやＶＣミルまたはこれ
らの多スタンドダンデムミル等であってもよい。 圧延潤滑油もパーム油、牛脂系圧廷油、その他合成圧延
油、またはエマルジョンであることが出来る。即ち、圧
姑機、圧姑油の規制は特にない。 ３次階間圧延工程で重姿なのは例えば１０％乃至５０％
程度の圧下率ン鋼帯に与える事である。 但し、製品の性格上、充分な粗度及び形状のコントロー
ルがなされねば７：ｃらない。 本発明の３次冷延率は】０％乃至５０％の範囲が好適に
採用される。 その理由は、３次冷延率が１０％よＩ）小さいと、圧延
加工歪が小さいためにフラットマスク焼鈍時の再結晶温
度が商くな−）、結晶粒成長が十分でなく、保磁力の低
下が期待出来ないからであ１１、また一方３次冷延率が
５０％！超えると過大な圧延加、Ｔ−歪のために通常の
フラットマスク焼鈍の加熱条件では充分な結晶粒成長か
出来ないからである。 ３次冷延によ１１】０乃至５０％の圧下率ン与えられた
銅帯は適度に加工歪を受けているので、ンヤドウマスク
製造工程のフラットマスク焼鈍工程においてその結晶粒
が成長し１、結晶粒界が少なくなる。但１、極度に粒成
長するとプレス工程でオレンジビール（肌あれ）を生じ
るから最終粒径がＡ　Ｓ　Ｔ　Ｍ　Ａ　５〜９程度とな
る条件、輩ましくは、ＡＳＴＭ馬６〜７となる条件を選
ばねばならない。 以上に詳述１．た本発明を実施する串により前記Ｔべて
の目的が達成される。 丁なわち低Ｍｎ化し、Ｃｒ添加した原材料を用い、更に
ンヤドウマスク用素材製造工程に商露点焼鈍と３次階間
圧延の２工程を追加下ることにより、エツチング特性、
プレス成形性、黒化膜密着性等の従来必要性能ン丁べて
満たした上で極めて色ズレの少ないカラーＴＶ用ブラウ
ン管のためのシャドウマスク用素材を得ることが出来る
。 以下に実施例を用いて本発明を更に詳細に説明する。 〔実施例〕 第２表においでＡ１〜３が比較例、＆４〜８が本発明実
施例である。 こｎらの内、扁１のみが素材鋼種がインゴット材キャッ
プドＳ（リムドｍ）であり、第１次焼鈍に相当Ｔるオー
プンコイル脱炭焼鈍において脱炭のみならず脱窒もされ
ているものであＩＩ、Ａ２〜８は丁べで素材鋼種がアル
ミキルド鋼連鋳材であってＯＣＡ工程では脱炭のみが行
わｎている。 なお、比較例である＆１〜３は高鯉点焼鈍及び３次階間
圧延が行われていない。 結果は第２表の保磁力の欄に示すごとく本発明実施例が
比較例よりも優れている。 比較例中Ａ１は保磁力が１．］Ｏｅと可成り良好な価を
示すか、時効性があるためプレス成形性が必ずしも艮く
なく、インゴ・ソト材特有のバラツキがあ１］　、同条
件でもエツチング性にやや問題のあるものが認められた
。 それに対ｌ、て本発明実施例は磁気特性が優れるのみで
なく、エツチング性、プレス成形性、更に黒化膜密着性
の丁べてに亘薔】満足な結果を示し、力巧−ブラウン管
における色ズレも極めて少なかった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （］）　原材料である熱延鋼帯に対し、少なくとも１次
   階間圧延、オープンコイル脱炭焼鈍、２次階間圧延、烏
   露点焼鈍、３次階間圧延の各工程を付与する事により、
   Ｃ：　０．０１％以下、Ｍｎ　：　０．２０％以下、８
   ｉ：０．０３％以下、Ｐ　：　０．　］　Ｏ％以下、Ｓ
   　：　０．０５％以下、ＳＯ２，ＡＪｌ：０．０１〜０
   ．５０％、Ｃｒ：０．０１〜０．５０％、残部Ｆｅ　お
   よび不可避的不純物から成る薄鋼板を製造する事を特徴
   とするシャドウマスク用素材の製造方法。　・（２）　
   熱延鋼帯がアルミキルド鋼連続鋳造材である特許請求の
   範囲第１項記載の製造法。 （３）高露点焼鈍が、雰囲気を主にＮ２とＮ２の混合ガ
   スとし露点を０℃乃至２５℃とする箱型焼鈍である特許
   請求の範囲第】項乃至第２項記載の製造法。 （４）３次階間圧延の圧下率が１０％乃至５０％である
   特許請求の範囲第１項乃至第３項の内いづれか１項に記
   載の製造法。