JPH028007B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は磁気特性に優れたシヤドウマスク用素
材の製造法に関し、より詳しくは外部磁場によつ
て影響を受ける事がなく、従つて色ズレを生じな
いカラーブラウン管を造るために必要なシヤドウ
マスク用素材の製造法に関する。 従来シヤ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鋼熱延鋼帯を１次冷延した
後、電気清浄ラインを通し、オープンコイル焼鈍
を施して脱炭処理し、しかる後２次冷延して所定
板厚の冷延コイルとし、これを所定巾のスリツト
コイルとすることによつて製造されていた。 連続鋳造低炭素アルミキルド鋼を原材料鋼種と
して選ぶ理由は、以前のインゴツト材リムド鋼乃
至キヤツプド鋼（両者を含めて以下リムド鋼と呼
ぶことがある。）に比して製品であるシヤドウマ
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ているところに存す
る。 すなわち以前のインゴツト材リムド鋼は表面に
高純度のリム層を有し、表面が美麗であるという
特徴を有していたが、インゴツト材であるために
インゴツトの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、均質な製品シヤドウマスク
用素材が得られなかつた。そしてそのために例え
ばエツチング工程で所謂ガザ孔を生じる傾向があ
つた。またリムド鋼中のＮはアルミキルド鋼の如
くAlN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ツチヤーストレインを
生じるという機械的性質上の問題点があつた。そ
こで、均質かつ清浄度の高いアルミキルド鋼連鋳
材の採用によつ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
のシヤドウマスク用素材にも問題点が隠されてい
た。それは完成したカラーブラウン管の色ズレ現
象である。 す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、それによつてブ
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。この対策としてカラー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。従つてカラーブラウン
管中のシヤドウマスク自体の磁気特性が前記色ズ
レ現象と関わつて来る。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。すなわち保磁力が小
さい程消磁し易く、従つて色ズレを生じ難いこと
が判明した。 そしてアルミキルド鋼連鋳材を原材料とするシ
ヤ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
材料とするシヤ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
材料とするシヤドウマスク用素材の製造工程を工
夫する事により、製品シヤドウマスクの結晶粒を
大きく成長させれば、その磁気特性が改善され、
色ズレを減少し得る事を見出し、本発明に到達し
た。なお本発明方法は、アルミキルド鋼連鋳材の
みならず、リムド鋼（キヤツプド鋼）インゴツト
材においても効果が認められた。 本発明の目的は、エツチング特性、プレス成形
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
象の生じないシヤドウマスク用素材の製造法を提
供する事にある。 本発明の他の目的は従来のシヤドウマスク用素
材の製造工程に高露点焼鈍及び３次冷間圧延の工
程を付加するのみで磁気特性を改善したシヤドウ
マスク用素材を得る該素材の製造法を提供するに
ある。 本発明により、 原材料であるアルミキルド鋼連続鋳造材で成る
熱延鋼帯に、１次冷間圧延、オープンコイル脱炭
焼鈍、２次冷間圧延、雰囲気をN₂とH₂の混合ガ
スとし露点を０℃乃至25℃とする箱型焼鈍である
高露点焼鈍、圧下率が10％乃至50％の３次冷間圧
延の各工程を施す事を特徴とする磁気特性に優れ
たシヤドウマスク用素材の製造法が提供される。 以下に本発明を詳細に説明する。 先づ対比上従来のシヤドウマスク用素材の製造
法及びシヤドウマスク用素材を用いてシヤドウマ
スクを製造する方法について簡単に説明する。 従来のシヤドウマスク用素材は、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
冷延した後、電気清浄装置を通してから所謂オー
プンコイル焼鈍を施して脱炭処理し、しかる後２
次冷延して所定の厚みとしてスリツトコイルの状
態とすることによつて製造されるのが普通であつ
た。ついで前記スリツトコイルは、フオトエツチ
ング工程並びにマスク成形工程を通る。すなわち
スリツトコイルは、フオ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
ロツトあるいはドツト形状）を真空密着され、両
面から露光後現像される。現像により未感光部
（穿孔される部分）のフオトレジストは溶解除去
され、ついで残存フオトレジストは加熱硬化（バ
ーニング）される。そしてスリツトコイルは塩化
第二鉄溶液によつて前記フオトレジストによつて
保護されていない部分に所定寸法の孔を開けられ
る（エツチング）。そしてスリツトコイル表面の
残存フオトレジストは熱アルカリ溶液によつて溶
解除去される。かくてエツチング工程を終つたス
リツトコイルは剪断され、検査工程を経てフラツ
トマスクとなる。 次に前記フラツトマスクはガス雰囲気中で焼鈍
される（フラツトマスク焼鈍）。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
的としたウエツト雰囲気の所謂ウエツト焼鈍があ
る。 ついで焼鈍後のフラツ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
形工程でのストレツチヤーストレインを防止し、
かつ焼鈍によつて生じた板歪を矯正するためであ
る。続いて前記フラツ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ヤドウマスクとな
る。 以上が従来の一般的なシヤドウマスク用素材及
びシヤ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、前述の様に従
来のシヤドウマスク用素材製造工程に高露点焼鈍
と３次冷間圧延の２工程を付加したところに存す
る。し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オーマンスにあるから、前
述のシヤ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鋼帯に施される工程であ
る。 ２次冷延後の電気清浄工程は２次冷延の際付着
した圧延潤滑油を除去するためのものである。原
則的に高露点焼鈍は箱型焼鈍法によつて行われ
る。２次冷延後の鋼帯厚みは約0.1乃至0.6mm程度
であり、0.4mm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す。但し、本
発明では特に均熱時間を規制せず、焼鈍雰囲気の
露点のみを規制するから、連続焼鈍法によつても
よい。そしてオープンコイル焼鈍法や連続焼鈍法
によればより均質な製品を短時間で得られる事は
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560℃以下では再結
晶しない場合があるからであり、一方700℃を超
えると鋼帯表面相互のくつつき（Sticking）が生
じるからである。 焼鈍雰囲気は脱炭性雰囲気とするため露点を高
める。すなわち焼鈍炉内雰囲気の露点は０℃乃至
＋60℃望ましくは０℃乃至＋25℃とする。キヤリ
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、BCガス等の
発熱型ガスがある。またHXガス、AXガス、N₂
ガス、SAX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。 なおその他にキヤリアガスはH₂ガス、N₂ガス
やAr、He等の不活性ガスの１種または２種以上
の組合せであつてもよい。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。 従つ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）のガスであつてもよ
い場合がある。例えばH₂ガスの場合、必ずしも
H₂O（水蒸気）分圧が高くなくてもCO／CO₂の分
圧比が充分小さければ脱炭性ガスとして機能する
事がある。本発明ではこのような低露点ガスによ
る焼鈍をも他の処理工程との区別上高露点焼鈍の
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り、鋼帯Ｃ成分は0.004％
（重量％）以下と非常に小さくなつているので、
極めて浸炭し易くなつているからこれに対処する
ためである。 従つて前述の雰囲気ガス露点範囲０℃乃至＋60
℃は必ずし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、箱型焼鈍の場合に公知の脱炭サイクル、す
なわち、加熱初期に低露点の（ドライ）雰囲気ガ
スを炉内に供給し、コイル温度が一定温度に達し
た後高露点の（ウエツト）雰囲気ガスを供給し、
次第に露点を下げて所謂Dry Soakingを行ない、
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
は鋼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次冷間圧延 ３次冷間圧延は前述の高露点焼鈍を施した鋼帯
に対して行なう。 後述の実施例では２スタンド４段冷間圧延機を
使用したが、圧延機形式は４段圧延機の他何であ
つてもよい。即ちゼンジミアミル、Ｙ型ミル等の
クラスタミル、５段乃至６段のHCミルやVCミ
ルまたはこれらの多スタンドタンデムミル等であ
つてもよい。 圧延潤滑油もパーム油、牛脂系圧延油、その他
合成圧延油、またはエマルジヨンであることが出
来る。即ち、圧延油の規制は特にない。 ３次冷間圧延工程で重要なのは例えば10％乃至
50％程度の圧下率を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ならない。 第１図は、700℃×10分のフラツトマスク焼鈍
後における３次冷延率と保磁力の関係を示す片対
数グラフである。 第１図をみると本発明の３次冷延率が10％乃至
50％の領域が最も保磁力が小さくなつている事が
判る。 その理由は、３次冷延率が10％より小さいと、
圧延加工歪が小さいためにフラツトマスク焼鈍時
の再結晶温度が高くなり、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り、ま
た一方３次冷延率が50％を超えると過大な圧延加
工歪のために通常のフラツトマスクの焼鈍の加熱
条件では充分な結晶粒成長が出来ないからであ
る。 なお第１図には後述の比較例No.３、No.５、No.６
（第１表）の結果も記載して、比較を容易にした。 ３次冷延により10乃至50％の圧下率を与えられ
た鋼帯は適度に加工歪を受けているので、シヤド
ウマスク製造工程のフラツトマスク焼鈍工程にお
いてその結晶粒が成長し、結晶粒界が少なくな
る。但し、極度に粒成長するとプレス工程でオレ
ンジピール（肌あれ）を生じるから最終粒径が
ASTMNo.５〜９程度となる条件、望ましくは、
ASTMNo.６〜７となる条件を選ばねばならない。 以上に詳述した本発明を実施する事により前記
すべての目的が達成される。 すなわちシヤドウマスク用素材製造工程に高露
点焼鈍と３次冷間圧延の２工程を追加するのみ
で、エツチング特性、プレス成形性等の従来必要
性能をすべて満たした上で色ズレの少ないカラー
TV用ブラウン管のためのシヤドウマスク用素材
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〕 アルミキルド鋼連鋳材、インゴツト材リムド
鋼、真空脱ガス材を原材料熱延鋼帯として使用し
て製造したシヤドウマスク用素材での実施例を第
１表に示す。 第１表のNo.１〜４がアルミキルド鋼連鋳材を１
次冷延後オープンコイル脱炭焼鈍（以下OCAと
略す）したもの、No.５、６はアルミキルド鋼連鋳
材でOCAしないもの（但し通常の光輝箱型焼鈍
は行う。）、No.７、８がインゴツト材リムド鋼で、
OCAしたもの、No.９、10が真空脱ガス材を使用
した比較例であり、No.２、４が本発明実施例であ
る。No.１のアルミキルド鋼連鋳材・脱炭OCAは
製造工程が通常シヤドウマスク用素材と同じであ
り、高露点箱型焼鈍、３次冷延を実施していない
ために、磁気特性が悪く、ビームズレも大きい。
しかし、アルミキルド鋼連鋳材を使用しているた
めにエツチング性、プレス成形性は優れている。
No.２は、No.１と同じであるが本発明の高露点箱型
焼鈍（露点＋10℃）、３次冷延（圧下率20％）を
実施することにより磁気特性が非常に向上し、し
たがつてビームズレも向上した。さらにアルミキ
ルド鋼連鋳材であるためにエツチング性は優れプ
レス成形性も良好である。

【表】

【表】 No.３の材料は、No.２と同じく３次冷延（圧下率
20％）であるが、箱型焼鈍時の露点を低く（露点
−40℃）したために磁気特性及びビームズレが限
界ぎりぎりとなつている。 エツチング性は優れているがアルミキルド鋼連
鋳材シヤドウマスク素材は焼鈍時の露点に非常に
敏感であり、ドライ雰囲気の場合局部的に特性が
バラツク（特にフラツト・マスク焼鈍後の降伏点
がバラツク）傾向があり、プレス成形性が安定せ
ずシヤドウマスク材として不適格であつた。 No.４は、No.２と同じ本発明の範囲内のシヤドウ
マスク用素材である。しかし３次冷延率はNo.２よ
り10％高くしたもので、磁気特性及びビームズレ
も実施例２より悪くなつている。しかしながらこ
の磁気特性及びビームズレであれば十分にカラー
テレビ用ブラウン管に使用できる。 No.５、６はアルミキルド鋼連鋳材を使用してい
るが非OCA材（通常の光輝箱型焼鈍）であるた
めに、高露点焼鈍、３次冷延を実施しても磁気特
性が悪い。さらに非OCAの素材であるために機
械的性質が劣りプレス成形が不可であつた。 No.７はインゴツト材リムド鋼でシヤドウマスク
用素材としてアルミキルド鋼連鋳材より以前から
使用されていた材料であるが、３次冷延、高露点
箱型焼鈍を施さなくても磁気特性が良く、ビーム
ズレも少なく良好である。 しかしエツチング性、プレス成形性がアルミキ
ルド鋼連鋳材OCAサンプル（No.１、２、４）よ
り劣る。 No.８は、No.７の材料と同じであり、高露点箱型
焼鈍および３次冷延を施していることから、磁気
特性、ビームズレはNo.７よりさらに優れた特性値
となつている。 しかし、エツチング性はともかく、特にプレス
成形性がアルミキルド鋼連鋳材より劣ることは無
論のことNo.７よりもさらに劣つている。 この事はすでに記述したように磁気特性の向上
一結晶粒の粗大化−プレス成形性の悪化の図式に
よりプレス成形性が劣つたものである。 No.９、10の真空脱ガス材OCAサンプルは、３
次冷延、高露点箱型焼鈍を施さなくても磁気特性
は良好である。 しかしながら、プレス成形性が悪いことにより
カラーテレビ用ブラウン管に使用不可であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は３次冷延率と保磁力の関係を示すグラ
フである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原材料であるアルミキルド鋼連続鋳造材で成
   る熱延鋼帯に、１次冷間圧延、オープンコイル脱
   炭焼鈍、２次冷間圧延、雰囲気をN₂とH₂の混合
   ガスとし露点を０℃乃至25℃とする箱型焼鈍であ
   る高露点焼鈍、圧下率が10％乃至50％の３次冷間
   圧延の各工程を施す事を特徴とする磁気特性に優
   れたシヤドウマスク用素材の製造法。