JPS61201763A

JPS61201763A - シヤドウマスク

Info

Publication number: JPS61201763A
Application number: JP3867085A
Authority: JP
Inventors: Norio Yuki; 典夫結城; Morinori Kamio; 守則神尾; Masahiro Tsuji; 正博辻
Original assignee: Nippon Mining Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1985-03-01
Filing date: 1985-03-01
Publication date: 1986-09-06

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】見匪立且枚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。

従Ｊノロ１４従来、カラーテレビ受像管用シャドウマスクとしては低
炭素リムド冷延鋼板や低炭素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Ｆｅ　−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１７３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　−
Ｎｉ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。

°　の間　点まず、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、その他黒化処理
等の工程からなるが、Ｆｅ　−Ｎｉ系アンバー合金は従
来のＡｌ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。Ｆｅ　−Ｎｉ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２４〜２５　ｋｇ／＋ｍ＋”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２
０　ｋｇ　／　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のシャドウマスク
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／ｍｍ”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。しかるに、Ｆｅ　
−Ｎｉ系アンバー合金は黒化酸化膜が形成されに＜＜シ
かも、形成した酸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３点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　／　ｗ＋　”以上の材料を用い
、プレス成型前にその耐力を２０ｋｇ１０ｎ”以下にし
密着性良好な黒化膜を形成させ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　１（１’　／℃以下の熱膨
張係数が必要である。

見匪勿鼠双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系合金に適正な焼鈍及び
特殊な黒化処理を行うことによりこれらの要求特性を満
足できることを見い出したものであり、すなわち１重量
％でＣ０．１０％以下、Ｓｉ　０．３０％以下、Ａｌ　
０．３０％以下、　Ｍｎ　０．１〜１．０％、Ｎｉ３０
〜４５％。

Ｃｒ　２．０〜１０．０％、残部Ｆｅ及び不可避的不純
物からなる鉄基合金板をエツチング穿孔後、露点０〜４
０℃の水素又は水素を含む雰囲気中にて７５０〜１１０
０℃で３〜６０分焼鈍した後プレス成型し、その後酸素
を１体積％以上含有する雰囲気中にて４５０〜７００℃
で３〜６０分焼鈍し黒化膜を形成させたシャドウマスク
及び重量％でＣ０．１０％以下、Ｓｉ　０．３０％以下
、Ａｌ　０．３０％以下、Ｍｎ　０．１〜１．０％、Ｎ
ｉ３０〜４５％、　Ｃｒ　２゜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０．１〜１．０％含み、残部Ｆｅ
及び不可避的不純物からなる鉄基合金板をエツチング穿
孔後、露点０〜４０℃の水素又は水素を含む雰囲気中に
て７５０〜１１００℃で３〜６０分焼鈍した後プレス成
型し、その後酸素を１体積％以上含有する雰囲気中にて
４５０〜７００℃で３〜６０分焼鈍し黒化膜を形成させ
たシャドウマスクに関する。

発明の詳細な説明次に本発明における成分及び焼鈍条件の限定理由を述べ
る。

Ｃ；Ｃが０．１０％を超えると熱膨張係数が高くなり、
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は脱酸目的に添加するものであるが、０．
３０％を超えて含有すると合金の硬さを増し、焼鈍後の
耐力の低下も十分でない。よってＳｉは０．３０％以下
とする。

Ａｌ；　ＡｌもＳｉと同様に脱酸目的であり、０．３０
％を超えて含有すると焼鈍後に十分に低い耐力が得られ
ない。よってＡｌは０．３０％以下とする。

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
〜ｉ、ｏ％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
６Ｎｉ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３０〜４錦とする。

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
、焼鈍後の耐力の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。よっ
てその成分範囲を２．０〜１０６部とする。

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。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シャドウマスク材をエツチン
グ穿孔によりフラットマスクに加工、プレス成型前に、
露点θ〜４０℃の水素又は水素を含む雰囲気中にて７５
０〜１１００℃で３〜６０分焼鈍し望まれる焼鈍後の耐
力と結晶粒度に調整すると同時に材料表面でＣｒを優先
酸化させＣｒ２０．を主体とした密着性の良い緻密な酸
化膜を表面に形成する。ここで焼鈍温度を７５０〜１１
００℃に規定したのは７００℃未満では耐力が十分低下
せず、１１００℃では結晶粒が粗大化してしまい好まし
くないからである。また、焼鈍時間を３〜６０分に規定
したのは、３分未満では１枚のフッラドマスク全体の特
性値の均一性に問題があり、焼鈍時間が６０分より長い
とコスト高になり生産性も悪く実際的でないからである
。

また、露点を０〜４０℃に規定したのは０℃未満では満
足な酸化膜が得られず４０℃を超えるとＣｒのみでなく
Ｆｅが酸化し始め最終的に黒化膜密着性が劣化するから
である。この後、このフラットマスクをプレス成型しさ
らに大気中にて４５０〜７００℃で３〜６０分焼鈍する
と密着性が非常に良好な黒化膜が得られる。これは、大
気中での黒化処理の前に表面にＣｒ、　０．の酸化膜を
あらかじめ形成させておいたために、黒化膜として特に
有害なＦｅ２０．の生成を抑制し酸化物皮膜が厚くなり
すぎるのを防ぎ、しかも最終的にシャドウマスク地金と
酸化膜層の界面に緻密で密着性の良いＣｒ２０．の濃化
層が形成されるためである。焼鈍温度を４５０〜７００
℃に規定したのは、４５０℃未満では酸化が十分に進ま
ず、満足な黒化膜が形成されなく、７００℃を超えると
シャドウマスクが軟化してしまい強度的に不利になるか
らである。また、焼鈍時間を３〜６０分に規定したのは
３分未満では酸化が十分進まず、満足な黒化膜が得られ
ず、６０分より長いと酸化が進みすぎまた生産性も悪く
なるためである。なお、この方法であると黒化処理の予
備処理とプレス成型のための軟化焼鈍を兼ねるため工程
数も増えず経済的である。以下に実施例を示し本発明の
詳細な説明する。

実施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０．１５ｒｒＩ
Ｍの冷延板としたものであり、４種の成分のものを用い
た。供試材の成分を第１表に示す。

供試材を脱脂後、レジスト液を湿布、乾燥、現像、焼付
は等の工程を経てエツチング穿孔により多数の開孔を設
けた後、種々の条件で焼鈍したうえ゛でプレス成型を行
い、プレス成型性、耐座屈性、耐共振性を調査した。そ
の結果を第２表に示す。

さらにその後種々の条件で黒化処理を行い黒化膜を形成
させた。黒化膜の密着性はシャドウマスクの１部を９０
”繰り返し曲げ往復１回行い、その曲げ部において粘着
テープによる剥離試験を行い評価した。その結果を第３
表に示す。

第２表かられかるように本発明例１〜１２の焼鈍条件に
おいては、プレス成型性、耐座屈性、耐共振性とも良好
である。これに対して比較例１３〜２０においては焼鈍
温度が低すぎたり高すぎたり焼鈍時間が十分でなかった
りのためシャドウマスクとしての十分満足な特性を得ら
れない。比較例２１〜２７は露点が本発明の範囲からは
ずれているが、プレス成型性、耐座屈性、耐共振性につ
いては問題がない、しかし、第３表かられかるように本
発明例１−１〜１２−２は黒化膜密着性が良好であるが
、比較例２１−３〜２７−１はプレ入信の焼鈍時の露点
が本発明の範囲からはずれているために黒化膜の密着性
が悪い。また比較例２１−１は黒化処理温度が低すぎて
黒化膜が十分形成されず好ましくない。

比較例２１−２は黒化処理温度が高すぎ、強度が低下し
好ましくない。

以上、述べたように本発明は製造性に優れ、また、黒化
膜密着性の優れたシャドウマスクを提供するものである
。

以下余白

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重量％でＣ０．１０％以下、Ｓｉ０．３０％以下
、Ａｌ０．３０％以下、Ｍｎ０．１〜１．０％、Ｎｉ３
０〜４５％、Ｃｒ２．０〜１０．０％、残部Ｆｅ及び不
可避的不純物からなる鉄基合金板をエッチング穿孔後、
露点０〜４０℃の水素又は水素を含む雰囲気中にて７５
０〜１１００℃で３〜６０分焼鈍した後プレス成型し、
その後酸素を１体積％以上含有する雰囲気中にて４５０
〜７００℃で３〜６０分焼鈍し黒化膜を形成させたシャ
ドウマスク。
（２）重量％でＣ０．１０％以下、Ｓｉ０．３０％以下
、Ａｌ０．３０％以下、Ｍｎ０．１〜１．０％、Ｎｉ３
０〜４５％、Ｃｒ２．０〜１０．０％にＴｉ、Ｚｒ、Ｍ
ｏ、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
物からなる鉄基合金板をエッチング穿孔後、露点０〜４
０℃の水素又は水素を含む雰囲気中にて７５０〜１１０
０℃で３〜６０分焼鈍した後プレス成型し、その後酸素
を１体積％以上含有する雰囲気中にて４５０〜７００℃
で３〜６０分焼鈍し黒化膜を形成させたシャドウマスク
。