JPS62112759A - 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】 （目　的） 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。

（従来技術及び問題点） 一般にカラーテレビ受像管用シャドウマスク材には低炭
素ノムド冷延鋼板や低炭素Ａｌキルド冷延鋼板が用いら
れているが、最近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℃にも達する程に加熱される。　この際
シャドウマスクの熱膨張によって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を軽
減しようというものである。

しかし、このＦｅ−Ｎｉ系アンバー合金はプレス成型性
の悪さ、耐共振性の悪さと耐座屈性の悪さという欠点を
持っており、実用化の大きな障害となっている。

そこで９本発明者らはＣｒを含有させることによりプレ
ス成型性、耐共振性、耐座屈性を改善したＦ　ｅ　−Ｎ
　ｉ　−Ｃｒ系アンバー合金を発明した。

ところが、このＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系アンバー合金はプレ
ス成型性、耐共振性、耐座屈性の点で著しい改善が見ら
れたが、熱膨張係数は従来のＦｅ−Ｎｉ系アンバー合金
に比べて若干劣っていた。

しかるに、最近のカラー受像管の高精細度化が進められ
ている中ではこのような改良型のＦｅ−Ｎ　ｉ　−Ｃｒ
系アンバー合金であっても熱膨張係数の低下の不十分さ
が指摘される状況にある。したがって、Ｆｅ−Ｎｉ系ア
ンバー合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系アンバー合金のどちら
の合金を用いても。

満足できるカラー受像管の製造が実現できていない状態
である。本発明を提示するに当り、これらのＦｅ−Ｎｉ
系アンバー合金及びＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系アンバー合金の
持つ問題点をさらに具体的に述べる。

まず、Ｆｅ−Ｎｉ系アンバー合金の問題点であるが、第
１は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工程と、その他；、Ｎ化処理等の
工程からなるが、Ｆｅ−Ｎｉ系アンバー合金はＡ１キル
ド鋼やリムド鋼やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系アンバー合金とは
焼鈍軟化特性が異なり９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、スプリングバ
ックが生じ形状に微妙な狂いを生じるうえに。

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
。Ｆ　ｅ−Ｎ　ｉ系アンバー合金の場合、１００℃以上
の高温で焼鈍を行っても耐力は２４ｋｇ／ｍｎ＋”位ま
でしか低下せず、金型等のプレス条件をいろいろ変えて
みても成型性を向上させることが難しい。工業的に安定
してプレス成型ができ良好なシャドウマスクを得るため
には、プレス成型前の耐力が２０ｋｇハ１以下であるこ
とが必要とされている。

第２は、耐共振性の悪さである。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９色純度の低下につながるも
のである。従来がらＦ”　ｅ　−Ｎ　ｉ系アンバー合金
は、低周波数で共振し、また振動の減衰も遅いことが問
題となっていたが、その原因は次の２点である。１点目
は。

Ｆｅ−Ｎｉ系アンバー合金のヤング率が低いことで、ヤ
ング率が低いことが共振周波数を低下させている。２点
目は、第１の問題点と共通するところもあるが９球面成
型性が悪いことである。すなわち、Ｆｅ−Ｎｉ系アンバ
ー合金は、プレス成型性が悪く球面成型性が劣るため、
成型後の球面に局部的な歪が残留し、さらには局部的な
へこみやたるみが生じ、これがマスク全体の振動の減衰
を著しく遅らせる原因となっている。なお、最近の本発
明者らの研究によると、耐共振性にはヤング率よりもむ
しろ球面成型性の方が大きく影響を及ぼすことが確認さ
れている。

第３は、耐座屈性の悪さである。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、成型後
シャドウマスクの特に中央部が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り、ヤン
グ率が低く、結晶粒が大きいほど座屈しやすい。Ｆｅ−
Ｎｉ系アンバ−合金は耐力の低下を狙うため高温での焼
鈍を行わざるを得す、このため結晶粒が粗大化してしま
い、また上記のようにヤング率も低いので座屈が一層お
こりやすくなっている。

次にＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系アンバー合金の問題点であるが
、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系アンバー合金は適切な焼鈍により
耐力は２０ｋｇ／ｍｍ”以下に低下し。

また、ヤング率もＦｅ−Ｎｉ系アンバー合金より高いた
め、プレス成型性、耐共振性とも問題はない。しかし、
Ｃｒを含有するため熱膨張係数α、。

−ｚｏｏ＝３．０〜６．ＯＸ　１０４／　℃となり、Ｆ
ｅ−Ｎｉ系アンバー合金のα、。−１゜。＝１．５Ｘ１
０”７℃よりも大きくなってしまう、そのため２色純度
は、従来のＡ１キルド鋼やリムド鋼に比べれば大幅に向
上しているものの、Ｆｅ−Ｎｉ系アンバー合金に比べる
とまだ不十分といわざるを得ない。

前述のように今後、さらに高精細度化が進むことが予想
されるので熱膨張係数はα、。１、。。が３．０ｘ１ｏ
４／℃以下であることが望まれる。

（構　成） 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−Ｎ１〜Ｃｒ−Ｃ。

系合金がこれらの要求特性を満足することを見出した。

　すなわち１重量％でＣｏ、１０％以下。

Ｓｉ０．３０％以下、Ａｌ０．３０％以下、ＭｎＱ、１
〜１．０％、Ｎｉ３０〜３４％、Ｃｒ１．０〜４．０％
、Ｃｏ２．０−５．０％、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Ｃｏ、１０％以下
、Ｓｉ０．３０％以下。

Ａｌ０．３０％以下、Ｍｎ０．１〜１．０％、Ｎｉ３０
〜３４％、Ｃｒ１．０〜４．０％、Ｃｏ２．０〜５．０
％、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Ｃｏ、１０％以下、Ｓｉ０．
３０％以下、Ａｌ０９３０％以下、Ｍｎ０．１〜１．０
％、Ｎｉ３０〜３４％、Ｃｒ１．０〜４．０％、Ｃｏ２
．０〜５．０％にＴ　ｉ　、　Ｚ　ｒ　、　Ｍ　ｏ　、
　Ｎ　ｂ　、　Ｂ　、　Ｖ　、　Ｂ　ｅのうち１または
２種以上を総計で０．０１〜１．０％、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ｃｏ
、ｉｏ％以下、５ｉＯ０３０％以下、ＡＩ０．３０％以
下、Ｍｎ０．１〜１．０％、Ｎｉ３０〜３４％、Ｃｒ１
．０〜４．０％、Ｃｏ２．０〜５．０％にＴｉ、Ｚｒ。

Ｍｏ、Ｎｂ、Ｂ、Ｖ、Ｂｅのうち１種または２種以上を
総計で０．０１〜１．０％、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に関する。

（発明の詳細な説明） 次に本発明における成分の限定理由を述べる。

ＣＴＣが０．１０％を超えると熱膨張係数が窩くなる。

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が十分でない。よってＳｉは０．３
０％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Ａ１は０．３０％以下とする。

Ｍ　ｎ　；　Ｍ　ｎ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。

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。

Ｎｉを３４％を超えて含有すると後述するＧｏの効果が
ほとんどなく、熱膨張係数が小さくならないためその成
分範囲を３０〜３４％とする。

Ｃｒ；Ｃｒは焼鈍後の耐力を低下させ、またヤング率を
上昇させる。Ｃｒの含有量が１．０％より少ないと耐力
の低下が十分でなく、ヤング率もほとんど上昇しない。

Ｃｒを４．０％を超えて含有すると熱膨張係数が大きく
なりすぎる。よって。

その成分範囲を１．０〜４．０％とする。

Ｃｏ；Ｃｏは熱膨張係数を小さくシ、耐力を上昇させ、
ヤング率を低下させる。ＣＯ含有量が２．０％より少な
いと熱膨張係数が大きすぎ。

５．０％を超えると耐力が高くなりすぎ、ヤング率が低
くなりすぎる。よって、その成分範囲を２．０〜５．０
％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。また９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座屈が生じやすくなる。従って、結
晶粒度を結晶粒度番号で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、結晶粒度が結晶粒度番号で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。

次に実施例を示し本発明を説明する。

（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０．１５ｎｗ＋＋
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。この冷延板に８００〜１１００℃ＸＩＯ分の水
素焼鈍を行い、結晶粒度の調整を行い、熱膨張係数、ヤ
ング率、０．２％耐力及び結晶粒度を測定した結果を第
１表に併記した。

また、上記冷延板をエツチング穿孔によりフラットマス
クとした後、上記焼鈍条件で焼鈍しプレス成型し２球面
成型性を評価した。さらに成型したマスクの耐共振性、
耐座屈性とカラー受像管に組立てた際の色むらの発生の
有無を調査した。これらの結果も第１表に併記する。

第１表より明らかな様に本発明例１〜１７は全て熱膨張
係数α１．−□。。が３．０Ｘ１０’／’Ｃ以下であり
、耐力が２０ｋｇ／ｍｍ”以下であり、ヤング率も従来
のＦｅ−Ｎｉ系アンバー合金に比べ高いため。

シャドウマスクとしてプレス成型性に優れ、耐共振性、
耐座屈性に問題がなく９色むらの発生しない良好な結果
が得られる。また９本発明例１５〜１７については本発
明例１〜１４に比べ焼鈍後の結晶粒度が大きいため、シ
ャドウマスクとした際に耐座屈性がやや劣る。この差は
大きくないので実用上問題はないが、好ましくは結晶粒
度を粒度番号で５．０以上とするのが望まれる。

比較例１８はＮｉが少ないため熱膨張係数が大きく色む
らが発生する。比較例１９はＮｉが３４％を超えるため
Ｇｏの効果がほとんど見られず熱膨張係数が大きく色む
らが発生する。比較例２０はＣｒが少ないため耐力が低
下せずプレス成型性が悪い。比較例２１はＣｒが多いた
め熱膨張係数が大きく色むらが発生する。比較例２２は
ＣＯが少ないため熱膨張係数が大きく色むらが発生する
。

比較例２３はＣｏが多いため耐力が高くプレス成型性が
悪い。比較例２４はＣが高いため熱膨張係数が大きく色
むらの発生があり、また、耐力が高くプレス成型性が悪
い。比較例２５，２６．２７はそれぞれＳｉ、Ａｌ、Ｍ
ｎが高いため、熱膨張係数が大きく色むらの発生があり
、また、耐力が高くプレス成型性が悪い。　比較例２８
．２９はそれぞれ添加元素Ｔｉ及びＭｏ、Ｎｂを合計で
１．０％を超えて含んでいるため、熱膨張係数が大きく
色むらの発生があり、また、耐力が高くプレス成型性が
悪い。比較例３０はＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系アンバー合金の
例であるが、Ｃｏを含まないため熱膨張係数α３゜−８
゜。が３．０Ｘ１０’／℃を超えており色むらが発生す
る。　比較例３１はＦｅ−Ｎｉ系アンバー合金の例であ
るが、かなりの高温の焼鈍を施しても耐力が低下せず、
また、ヤング率も低いためプレス成型性、耐共振性、耐
座屈性に劣っている。

以上いずれも比較例においては２本発明に比べ諸特性に
おいて劣っているのが分かる。

（効　果） 本発明に基づ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、今日の高精細度化が進む中でシャ
ドウマスク材として著しく優れたものである。

以下余白

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％でＣ０．１０％以下、Ｓｉ０．３０％以下
   、Ａｌ０．３０％以下、Ｍｎ０．１〜１．０％、Ｎｉ３
   ０〜３４％、Ｃｒ１．０〜４．０％、Ｃｏ２．０〜５．
   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、Ｓｉ０．３０％以下
   、Ａｌ０．３０％以下、Ｍｎ０．１〜１．０％、Ｎｉ３
   ０〜３４％、Ｃｒ１．０〜４．０％、Ｃｏ２．０〜５．
   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、Ｓｉ０．３０％以下
   、Ａｌ０．３０％以下、Ｍｎ０．１〜１．０％、Ｎｉ３
   ０〜３４％、Ｃｒ１．０〜４．０％、Ｃｏ２．０〜５．
   ０％及びＴｉ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｂ、Ｖ、Ｂｅ、のう
   ち１種または２種以上を総計で０．０１〜１．０％、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、Ｓｉ０．３０％以下
   、Ａｌ０．３０％以下、Ｍｎ０．１〜１．０％、Ｎｉ３
   ０〜３４％、Ｃｒ１．０〜４．０％、Ｃｏ２．０〜５．
   ０％及びＴｉ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｂ、Ｖ、Ｂｅ、のう
   ち１種または２種以上を総計で０．０１〜１．０％、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。