JPS62112760A

JPS62112760A - シヤドウマスク

Info

Publication number: JPS62112760A
Application number: JP25206285A
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: 1985-11-12
Filing date: 1985-11-12
Publication date: 1987-05-23

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
素リムド冷延鋼板や低炭素Ａ１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Ｆ　ｅ　−Ｎ　ｉ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’Ｃ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。

Ｆ　ｅ　−Ｎ　ｉ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Ｆ　ｅ　−Ｎ　ｉ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
欠点を持っでおり、実用化の大きな障害となっている。

そこで２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−Ｎｉ−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Ｆ　ｅ−Ｎ　ｉ−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、その他意化処理等の工程
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Ｆ　ｅ　−Ｎ　ｉ　−Ｃｒ系アンバー合金
とは焼鈍軟化特性が異なり２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
グバン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
。Ｆｅ−Ｎｉ系アンバー合金の場合、１０００℃以上の
高温で焼鈍を行っても耐力は２４ｋｇ／ｍ２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／ｍｍ２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１色純度の低下につながるも
のである。従来からＦｅ−Ｎｉ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２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系アンバー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／ｎｉｉ”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、。

−１゜。〜３．０〜６．ｏ　Ｘ　１０４／’Ｃとなり、
Ｆｅ−Ｎｉ系アンバー合金のα、。１、。。〜１．５Ｘ
ＩＯ”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Ａｌ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、Ｆｓ−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、。−０゜。が３．０×１０
４／℃以下であることが呈まれる。

また、上記諸特性の他にシャドウマスクとしてはエツチ
ング性も重要なポイントである。シャドウマスク材は通
常塩化第２鉄を主成分とするエツチング液によりエツチ
ング穿孔され、多数の開孔が設けられるわけであるが、
最近のシャドウマスクの高精細度化が進む中でエツチン
グ速度だけでなく、高度なエツチング穿孔精度も要求さ
れている。

（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−Ｎｉ　　Ｃｒ−Ｃ。

系合金の微量成分を適正に制御した材料を用いたシャド
ウマスクでかこれらの要求特性を満足することを見出し
た。　すなわち２重量％でＣ００１０％以下、Ｓｉ０．
３０％以下、Ａｌ０．３０％以下、Ｍｎ０．１〜１．０
％、Ｓｏ、０２０％以下。

００．０１００％以下、Ｎｏ、００５０％以下。

Ｎ　ｉ　３０〜３４％、Ｃｒ１．Ｏ〜４．０％、Ｃ。

２．０〜５．０％、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Ｃ０６１０％以下、Ｓｉ
０．３０％以下、Ａｌ０．３０％以下、Ｍｎ０．１〜１
．０％、Ｓｏ、０２０％以下。

００．０１００％以下、Ｎｏ、００５０％以下。

Ｎｉ３０〜３４％、Ｃｒ１．Ｏ〜４．０％、Ｇ。

２．０〜５．０％、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。

Ａｌ　　０．３０％以下、Ｍｎ０．１〜１．０％、Ｓ０
．０２０％以下、００．０１００％以下、Ｎｏ。

ｏｏｓｏ％以下、Ｎｉ３０〜３４％、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Ｆ９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、Ｓ
ｉ　　０．３０％以下。

Ａｌ０．３０％以下、Ｍｎ０．１〜１．０％、Ｓｏ、０
２０％以下、００．０１００％以下、Ｎｏ。

００５０％以下、Ｎｉ３０〜３４％、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。

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。

Ａｔ　；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。

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。

Ｓ；Ｓが高いと硫化物系の介在物を形成し、エツチング
穿孔性を害す。またブラウン管に組み込んだ際、電子線
の照射によりＳが飛び出す恐れも生じる。この限界が本
発明合金中では０．０２０％である。よってその成分範
囲を０．０２０％以下とする。

Ｏ；０は本発明合金中においてその多くは非金属介在物
等の酸化物として存在する。０含有量が０．０１００％
を超えると内部に非金属介在物が多く存在し、これがエ
ツチング穿孔に際して残存したり、塊状で欠落したりす
るため、孔づまりや孔形状不良を生じるため、エツチン
グ穿孔精度が悪くなる。よってその成分範囲を０．０１
００％以下とする。

ＮＵＮが多いと、Ｃｒの窒化物が多く形成される。この
Ｃｒの窒化が多く存在すると硬さを増し。

同一の焼鈍を施してもシャドウマスクとして適正な特性
まで軟化しない、又、Ｃｒの窒化物によりエツチング穿
孔精度が悪くなる。その限界が０゜００５０％である。

よってその成分範囲をｏ、００５０％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。

Ｎｉを３４％を超えて含有すると後述するＣｏ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２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。また、エツチング穿孔性も悪くなる。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
穿孔によりフラン１〜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０．１５ｒｎ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。この冷延板に塩化第２鉄を主成分とするエツチング
液により多数の開孔を設け、この際のエツチング穿孔性
を調査した。

また、エツチング穿孔後のフラットマスクに８００〜１
１００℃ＸＩＯ分の焼鈍を行いプレス成型した。焼鈍後
、プレス成型前のフラットマスクの熱膨張係数、結晶粒
度、０．２％耐力、ヤング率を第１表に併記した。さら
に、プレス成型した際の球面成型性及び成型したマスク
の耐共振性、耐座屈性、カラー受像管に組み立てた際の
色むらの発生の有無も第１表に併記した。

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α、。−１゜。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Ｆ　ｅ　−Ｎ　ｉ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１色むらが発生せず。

また、微量成分を適切にコントロールしているためエツ
チング穿孔性が良好である。

またｔ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
ＣＯ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
く、またエツチング穿孔性が悪い。比較例２５，２６．
２７はそれぞれＳｉ。

Ａｌ、Ｍｎ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２８，２９．３０はそれぞれＳ。

０、Ｎが高いためエツチング穿孔性が悪い。比較例３１
．３２はそれぞれ添加元素Ｔｉ及びＭ　ｏ　。

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が発生し、耐力が高くプレス
成型性が悪く、また、エツチング穿孔性が悪い。

比較例３３はＦ　ｅ−Ｎ　ｉ−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α、。−１゜
。が３．ＯＸ　１０”／℃を超えており色むらが発生す
る。　比較例３４はＦ　ｅ　−Ｎ　ｉ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。

（効　果）本発明にＪ、（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、エツチング性に優れ
、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

【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％、Ｓ０．
０２０％以下、Ｏ０．０１００％以下、Ｎ０．００５０
％以下、Ｎｉ３０〜３４％、Ｃｒ１．０〜４．０％、Ｃ
ｏ２．０〜５．０％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物から
なるシャドウマスク。
（２）重量％でＣ０．１０％以下、Ｓｉ０．３０％以下
、Ａｌ０．３０％以下、Ｍｎ０．１〜１．０％、Ｓ０．
０２０％以下、Ｏ０．０１００％以下、Ｎ０．００５０
％以下、Ｎｉ３０〜３４％、Ｃｒ１．０〜４．０％、Ｃ
ｏ２．０〜５．０％、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）重量％でＣ０．１０％以下、Ｓｉ０．３０％以下
、Ａｌ０．３０％以下、Ｍｎ０．１〜１．０％、Ｓ０．
０２０％以下、Ｏ０．０１００％以下、Ｎ０．００５０
％以下、Ｎｉ３０〜３４％、Ｃｒ１．０〜４．０％、Ｃ
ｏ２．０〜５．０％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）重量％でＣ０．１０％以下、Ｓｉ０．３０％以下
、Ａｌ０．３０％以下、Ｍｎ０．１〜１．０％、Ｓ０．
０２０％以下、Ｏ０．０１００％以下、Ｎ０．００５０
％以下、Ｎｉ３０〜３４％、Ｃｒ１．０〜４．０％、Ｃ
ｏ２．０〜５．０％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。