JPS61201757A - シヤドウマスク材及びシヤドウマスク - 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】 又更立且孜 本発明はカラーテレビ用受像管に用いられるシャドウマ
スクに関する。

丈米立五五 従来、カラーテレビ受像管用シャドウマスクとしては低
炭素リムド冷延綱板や低炭素Ａｌキルド冷延綱板が用い
られてるが、これらの材料より低熱膨張特性を有してい
るＦａ　−Ｎｉ系アンバー合金の使用が提案され工業上
の使用も試みられている。

カラー受像管を動作させた際、シャドウマスクの開孔を
通過する電子ビームは全体の１／３以下であり、残りの
電子ビームはシャドウマスクに射突してシャドウマスク
は時として８０℃にも達する程加熱される。この際熱膨
張による色純度の低下が生じるわけであるが、Ｆｅ−Ｎ
ｉ系アンバー合金の使用によりこの熱膨張が軽減される
というものである。

しかし、このＦｅ　−Ｎｉ系アンバー合金もシャドウマ
スクとして全ての条件を具備しているとは言い難い。

炙米艮先玖晟皿立 まず、その第１がプレス成型性の悪さである。

一般にシャドウマスクの製造は、おおよそエツチングに
よる穿孔する工程とプレス成型性を付与するための焼鈍
と所定の形状にプレス成型する工程と、その他点化処理
等の工程からなるが、Ｆｅ−Ｎｉ系アンバー合金は従来
のＡ１キルド綱やリムド綱と焼鈍軟化特性が異なり、通
常の焼鈍では十分に耐力が低下しないという問題が生じ
る。その結果、弾性によるスプリングバックが生じ形状
に微妙な狂いを生じる上に局部的な歪みが残留するため
。

球面成型性が劣ってしまうｍ　Ｆｅ　　Ｎｌ系アンバー
合金の場合、１０００℃以上の高温で焼鈍を行なっても
２４〜２５ｋｇ／ｍｍ”位までしか耐力が低下せず、金
型等のプレス条件の変更でも成型性を補うなうことが難
しい。経験的に工業的に安定してプレス成型し、良好な
シャドウマスクを得るためにはプレス成型前に２０　ｋ
ｇ　／　ｍｍ”以下の耐力であることが望まれており、
これを満足する材料が望まれていた。

第２の問題点は腰の弱さである。腰の弱さは耐力の低下
を狙うあまり高温での焼鈍を行なわざるを得ないため、
結晶粒が粗大化してしまうためと、Ｆｅ　−Ｎｉ系アン
バー合金のヤング率がもともと低いことの２点による。

この腰の弱さによって生じる問題とは共振現象と座屈で
ある。共振現象とは。

シャドウマスクをカラー受像管に組立てた際スピーカー
の音等の外部振動により、シャドウマスク自体が共振し
てしまう現象であり、その結果、シャドウマスクの孔と
電子ビームの微妙な位置関係がずれ色純度の低下につな
がるものであり、ヤング率が低いつまり腰の弱い材料は
ど低振動数で共振する、つまりは耐共振性に劣るという
ものである。座屈というのは特にシャドウマスクが大型
の場合に問題とされており、腰の弱さのために成型後シ
ャドウマスクの特に中央部の強度が不十分となりカラー
受像管組立て時のわずかな衝撃や応力でヘタリを生じる
ものである。

これらの腰の弱さに起因する現象は、シャドウマスクに
用いる合金板の板厚を厚くすることでも防止できるが、
これではコスト高となってしまい、やはり腰の強いつま
りヤング率の十分に高い材料、経験的にヤング率が１７
０００ｋｇ／ｍｍ２以上の材料が望まれていた。

第３の問題点が黒化膜の密着性である。

前述したように、シャドウマスクの開孔を通過する電子
ビームは全体の１／３以下であり、残りの電子ビームは
シャドウマスクに射突する。この射突する電子の反射、
散乱が多いと画面上において色純度の低下が生じる。そ
こで、シャドウマスクの表面を黒化させることによりシ
ャドウマスクに射突する電子を吸収させ、散乱電子の発
生を抑えるという対策が講じられる。しがるに、Ｆｅ　
−Ｎｉ系アンバー合金は黒化膜が形成されに＜＜シかも
、形成した黒化膜は密着性が十分でなく、電子ビーム通
過孔部分で剥離が起ることがあった。

以上の問題つまりプレス成型性の悪さと腰の弱さ及び黒
化膜密着性の悪さを同時に解決するためにはヤング率が
１７０００　ｋｇ　／　ｒｒｍ　”以上の材料を用い、
プレス成型前にその耐力を２０ｋｇ／ｍｓ”以下にした
黒化膜密着性の良好なシャドウマスクよりカラー受像管
を組立てることが必要であるが、同時にＦｅ　−Ｎｉ系
アンバー合金の持っている良好な低熱膨張特性を大きく
損なわないことが必要であり、実用上３０〜１００℃で
６．ＯＸ　１０″Ｓ／”Ｃ以下の熱膨張係数が必要であ
る。

充」１１」暖 本発明者らはかかる点に鑑み種々の研究を行った結果、
特定の組成のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金にＡ１を適量添加
した合金及びそれを用いたシャドウマスクでこれらの要
求特性を満足することを見い出したものであり、すなわ
ち、重量％でｃ　ｏ、ｔｏ％以下、ｓｉ０．１−１，０
％１Ｍｎ　０．１〜１．０％、　Ａｌ　０．３０％を超
え１．０％以下、Ｎ　ｉ　３０〜４５％、　Ｃｒ　２，
０〜１０．０％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる
シャドウマスク及び重量％でＣ０．１０％以下、Ｓｉ　
０．１〜１．０％１Ｍｎ　０．ｌ〜１．０％。

Ａ１０．３０％を超え１．０％以下、Ｎｉ３０〜４５％
、Ｃｒ　２．０〜１０．０％、残部Ｆｅ及び不可避的不
純物からなり、結晶粒度が結晶粒度番号で５．０以上で
あることを特徴とするシャドウマスク並びに重量％でＣ
０．１０％以下、Ｓｉ　０．１〜１．０％、　Ｋｎ　０
．１〜１．０％、Ａｌ　０．３０％を超え１．０％以下
、Ｎｉ　３０〜４５％、　Ｃｒ　２．０〜１０．０％に
Ｔｉ、７、ｒ、　Ｍｏ、　Ｎｂ、　［１，Ｖ、　Ｂｅの
うち１種又は２種以上を合計で０．０１〜１．０％含み
、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなるシャドウマスク
及び重量％でＣ０．１０％以下、Ｓｉ　０．１〜１．０
％、Ｍｎ　０．１〜１．０％、Ａｌ　０．３０％を超え
１．０％以下、Ｎｉ　３０〜４５Ｌ　Ｃｒ　２．０〜１
０．０％にＴｉ、　Ｚｒ、　Ｍｏ、　Ｎｂ、　Ｂ、　Ｖ
％Ｂｅのうち１種又は２種以上を合計で０．０１〜１．
０％含み、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、結晶
粒度が結晶粒度番号で５゜０以上であることを特徴とす
るシャドウマスクに関する。

又贋ｍ口もｌ吸 次に本発明における成分の限定理由を述べる。

Ｃ；Ｃが０．１０％を超えると熱膨張係数が高くなる。

また、鉄炭化物の生成のためエツチング性が阻害されシ
ャドウマスクに適さない。よってＣは０．１０％以下と
する。

ｓｉ；　ｓｉは黒化膜の密着性を向上させる元素である
が、０．１％以下では効果がなく、１．０％を超えて含
有すると熱膨張係数が上昇し、焼鈍後の耐力の低下も十
分でない。よってその成分範囲を０．１〜１゜０％とす
る。

Ｍｎ；　Ｍｎは脱酸目的と熱間加工性を付与する目的と
で添加するが、０．１％より少ないと効果がなく、１゜
０％を超えて含有すると熱膨張係数が上昇し、焼鈍後の
耐力の低下も十分でない。よってその成分範囲を０．１
〜１．０％とする。

Ａｌ；　Ａｌは黒化膜の密着性を向上させる元素である
が、０．３％以下では効果がなく、１．０％を超えて含
有すると熱膨張係数が上昇し、焼鈍後の耐力の低下も十
分でない。よってその成分範囲を０．３０％を超え１．
０％以下とする。

Ｎｉ；　Ｎｉが３０％より少ないと熱膨張係数が極めて
高くなり、カラーブラウン管の色純度の低下につながる
６Ｎｌを４５％を超えて含有しても熱膨張係数が高くな
る。よってその成分範囲を３０〜４５％とする。

Ｃｒ；　Ｃｒはヤング率の上昇を目的にするが、適性量
を含有することで焼鈍後の耐力も低下する。Ｃｒの含有
量が２．０％より少ないとヤング率の上昇が十分でなく
、焼鈍後の耐力も低下も十分ではない、　Ｃｒを１０．
０％より多く含有すると熱膨張の上昇が著しくなる。ま
た、　Ｃｒの含有により黒化膜が緻密になり密着性が向
上する。この効果はＣｒ２．０％以上で現われる。よっ
てその成分範囲を２．０〜１０．０％とする。

Ｔｉ、　Ｚｒ、　Ｍｏ、Ｎｂ、　Ｂ、　Ｖ、　Ｂｅ；　
これらの元素はヤング率の上昇及び結晶粒の微細化を目
的とし、耐共振性、耐座屈性を向上せしめる。その効果
が０．０１％以上で現れる６また、合計で１．０％を超
えて含有すると合金が硬度を増し、その結果焼鈍後の耐
力の低下が十分でなく、熱膨張係数も上昇する。よって
その成分範囲を０．０１〜１．０％とする。

上記のような成分からなる材料をエツチング穿孔により
フラットマスクに加工、プレス成型前に施す焼鈍におい
て、結晶粒度が結晶粒度番号で５゜０より小さい、つま
り粗大粒の場合、成型されたマスクは腰が弱く取扱いに
よる座屈や外部振動による共振現象が生じやすい。従っ
て結晶粒度は結晶粒度番号で５．０以上とすることによ
り、より優れたシャドウマスクが得られる。　また、シ
ャドウマスクの製造工程としては、プレアニール法と言
われている　焼鈍−エッチング穿孔−プレス成型　なる
工程もあるが、このプレアニール法による工程において
でも結晶粒度を結晶粒度番号で５゜０以上にすることで
耐共振性、耐座屈性に対して同様に良好な効果を得るこ
とができる。

製造工程として一般法、プレアニール法のどちらを用い
るにしても焼鈍条件は望まれる焼鈍後の耐力と結晶粒度
から決定されるものであるが、８００℃以上の高温で５
分以上の焼鈍時間が必要であり、雰囲気は純水素をはじ
めとする還元性雰囲気又は真空雰囲気で酸化を防ぐべく
十分に速い冷却速度が必要である。

以上に実施例を示し本発明の詳細な説明する。

矢Ｊ【例− 供試材は真空溶解、鋳造後、熱間圧延、酸洗、冷間圧延
、焼鈍、冷間圧延の工程で製造し、板厚０、１５ｍｎの
冷延板としたものである。この供試材の成分を第１表に
示す。

この冷延板をＦｅ　−Ｎｉ系アンバー合金を用いたシャ
ドウマスクに施される焼鈍条件と同一の条件すなわち１
１００℃×１０分の水素焼鈍を行い、熱膨張係数、ヤン
グ率、０．２％耐力及び結晶粒度を測定し第１表に併記
した。また、同一の冷延板をそれぞれエツチング穿孔に
より多数の開孔を設けた後前記と同一条件の焼鈍を施し
、プレス成型してシャドウマスクを製造し、さらにその
シャドウマスクをカラー受像管に組み込んで、プレス成
型性、耐座屈性、耐共振性及び色むらの発生の有無を調
べこれも第１表に示した。さらに同一の冷延板を前記焼
鈍条件で焼鈍した後、６００℃×２０分大気焼鈍を行い
黒化膜を形成させた。黒化膜密着性は粘着テープによる
剥離試験により評価し、これも第１表に併記した。

第１表から明らかな様に本発明合金１〜１５は３０〜１
００℃の平均熱膨張係数が６．ＯＸ　１０″＠１℃以下
であり、ヤング率は１７０００ｋＨ／ｍｍ”以上を示し
０．２％耐力も２０　ｋｇ　／　ｒｍ　”以下であり、
しかも黒化膜密着性が良好である。したがって本発明合
金１〜１５はプレス成型性、耐座屈性、耐共振性が良好
であり。

色むらの発生しないしかも黒化膜密着性が優れる極めて
良好なシャドウマスクである。また、本発明合金１６．
１７は結晶粒度がやや大きく、その結果本発明合金１〜
１５に比べ耐座屈性や耐共振性でやや劣るが、劣化程度
はごくわずかであり十分使用に耐える０本発明合金１〜
５及び１６に比べＴｉ、　Ｚｒ、Ｍｏ、　Ｎｂ、　Ｂ、
　Ｖ、　Ｂｅのうち１種又は２種以上を合計で０．０１
〜１．０％含んだ本発明合金６〜１５及び１７は０．２
％耐力が若干上昇しており、共振現象と座屈の生じにく
いシャドウマスクである。

比較合金３０はＦｅ　−Ｎｉ系アンバー合金の例であり
熱膨張特性は良好なもののヤング率が低く、０゜２％耐
力が高く、シかも結晶粒が粗大化しており、その結果プ
レス成型性、耐共振性、耐座屈性に劣る。

比較合金１８はＣが高く、熱膨張係数が高くなっており
１色むらの発生がある。又、鉄炭化物が多く認められて
おりエツチング穿孔性も劣る。

比較合金１９．２１はそれぞれＳｉ、　Ａｌが低く黒化
膜密着性が劣る。比較合金２０．２２はそれぞれＳＬ、
　Ａｌが高く焼鈍後の０．２％耐力が高くプレス成型性
が劣る。比較合金２３はＭｎが高くその結果熱膨張係数
と焼鈍後の０．２％耐力が高くプレス成型性が劣り、色
むらの発生がある。比較合金２４．２５はＮｉが成分範
囲からはずれており熱膨張係数が高く色むらが発生する
。比較合金２６はＣｒが低くそのためヤング率の上昇が
十分でないうえに０．２％耐力も高く、結晶粒も粗大化
しており、プレス成型性、耐座屈性、耐共振性とも劣る
。比較合金２７はＣｒが高く熱膨張係数が高く色むらが
発生する。

比較合金２８．２９はＴｉ、　ｚｒ、　Ｍｏ、　Ｎｂ、
　Ｂ、　Ｖ、　Ｂｅのうち１種又は２種以上の添加が合
計で１．０％を超えており、熱膨張係数が高く焼鈍後の
０．２％耐力も高くプレス成型性に劣り、色むらの発生
がある。

本発明に基ずくシャドウマスクから製造したカラー受像
管においては製造性、黒化膜密着性が良好でしかも色純
度の低下のない良好なものが得られた。

以下余白 手続補正書 昭和６０年　５月１３日

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％でＣ０．１０％以下、Ｓｉ０．１〜１．０
   ％、Ｍｎ０．１〜１．０％、Ａ１０．３０％を超え１．
   ０％以下、Ｎｉ３０〜４５％、Ｃｒ２．０〜１０．０％
   、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなるシャドウマスク
   。
2. （２）重量％でＣ０．１０％以下、Ｓｉ０．１〜１．０
   ％、Ｍｎ０．１〜１．０％、Ａｌ０．３０％を超え１．
   ０％以下、Ｎｉ３０〜４５％、Ｃｒ２．０〜１０．０％
   、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、結晶粒度が結
   晶粒度番号で５．０以上であることを特徴とするシャド
   ウマスク。
3. （３）重量％でＣ０．１０％以下、Ｓｉ０．１〜１．０
   ％、Ｍｎ０．１〜１．０％、Ａｌ０．３０％を超え１．
   ０％以下、Ｎｉ３０〜４５％、Ｃｒ２．０〜１０．０％
   にＴｉ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｂ、Ｖ、Ｂｅのうち１種又
   は２種以上を合計で０．０１〜１．０％含み、残部Ｆｅ
   及び不可避的不純物からなるシャドウマスク。
4. （４）重量％でＣ０．１０％以下、Ｓｉ０．１〜１．０
   ％、Ｍｎ０．１〜１．０％、Ａｌ０．３０％を超え１．
   ０％以下、Ｎｉ３０〜４５％、Ｃｒ２．０〜１０．０％
   にＴｉ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｂ、Ｖ、Ｂｅのうち１種又
   は２種以上を合計で０．０１〜１．０％含み、残部Ｆｅ
   及び不可避的不純物からなり、結晶粒度が結晶粒度番号
   で５．０以上であることを特徴とするシャドウマスク。