JPH0680182B2 - シヤドウマスクの製造方法 - Google Patents
シヤドウマスクの製造方法Info
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- JPH0680182B2 JPH0680182B2 JP59048147A JP4814784A JPH0680182B2 JP H0680182 B2 JPH0680182 B2 JP H0680182B2 JP 59048147 A JP59048147 A JP 59048147A JP 4814784 A JP4814784 A JP 4814784A JP H0680182 B2 JPH0680182 B2 JP H0680182B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
- C23C8/10—Oxidising
- C23C8/16—Oxidising using oxygen-containing compounds, e.g. water, carbon dioxide
- C23C8/18—Oxidising of ferrous surfaces
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はカラー受像管用シヤドウマスクの製造方法に係
り、特にその素材が鉄−ニツケル合金の場合の暗色酸化
膜形成法に関するものである。
り、特にその素材が鉄−ニツケル合金の場合の暗色酸化
膜形成法に関するものである。
カラー受像管用シヤドウマスクの素材は一般にリムド鋼
又はアルミキルド鋼などの高純度の低炭素鋼板が用いら
れているが、これらは素材の供給能力・コスト・加工性
・強度などにより総合的に決められたものである。しか
し乍らその最大の欠点は熱膨張係数が大きな（０〜100
℃約12×10-6／℃）ことである。シヤドウマスク型カラ
ー受像管の場合、シヤドウマスクの開孔とそれに対応す
る蛍光体層との位置関係が許容範囲外に変移すると色ず
れを起し致命的な問題となる。特に熱膨張によるシヤド
ウマスクの熱変形は、要求されたシヤドウマスクの曲率
が崩れシヤドウマスクの開孔と蛍光体層との相対的な位
置関係を乱すことになり、このシヤドウマスクの熱変形
を抑制する手段が種々提案されている。その一つとして
特公昭42-25446号公報、特開昭50-58977号公報及び特開
昭50-68650号公報に示されているように、熱膨張係数の
小さな鉄−ニツケル合金、例えば36Ni-Feアンバー合金
（０〜100℃、約０〜2.0×10-6／℃）や42Ni-Fe合金
（０〜100℃、約5.0×10-6／℃）を素材として使用する
シヤドウマスクが提案されている。
又はアルミキルド鋼などの高純度の低炭素鋼板が用いら
れているが、これらは素材の供給能力・コスト・加工性
・強度などにより総合的に決められたものである。しか
し乍らその最大の欠点は熱膨張係数が大きな（０〜100
℃約12×10-6／℃）ことである。シヤドウマスク型カラ
ー受像管の場合、シヤドウマスクの開孔とそれに対応す
る蛍光体層との位置関係が許容範囲外に変移すると色ず
れを起し致命的な問題となる。特に熱膨張によるシヤド
ウマスクの熱変形は、要求されたシヤドウマスクの曲率
が崩れシヤドウマスクの開孔と蛍光体層との相対的な位
置関係を乱すことになり、このシヤドウマスクの熱変形
を抑制する手段が種々提案されている。その一つとして
特公昭42-25446号公報、特開昭50-58977号公報及び特開
昭50-68650号公報に示されているように、熱膨張係数の
小さな鉄−ニツケル合金、例えば36Ni-Feアンバー合金
（０〜100℃、約０〜2.0×10-6／℃）や42Ni-Fe合金
（０〜100℃、約5.0×10-6／℃）を素材として使用する
シヤドウマスクが提案されている。
ところで近年、パソコン用デイスプレー、文字多重放
送、衛生放送、キヤツプテンシステム等で、画像の「見
やすさ」や「きめ細さ」が要求され、これに伴つてシヤ
ドウマスクの開孔ピツチが細く且つ電子銃からの電子ビ
ーム量もより多くなつてきた。この結果、蛍光面への電
子ビームのライデイング余裕度はより小さくなり、シヤ
ドウマスクの熱変形による色ずれが激しく、上記の如き
低熱膨張材である鉄−ニツケル合金材の使用が重要な課
題となつてきた。しかし乍らアンバー材等は従来の低炭
素鋼板に比してエツチング性、成形性が悪く多くの問題
を含んでおり、特開昭57-147740号公報、特開昭58-1908
5号公報等に示されるような種々の提案がなされてい
る。
送、衛生放送、キヤツプテンシステム等で、画像の「見
やすさ」や「きめ細さ」が要求され、これに伴つてシヤ
ドウマスクの開孔ピツチが細く且つ電子銃からの電子ビ
ーム量もより多くなつてきた。この結果、蛍光面への電
子ビームのライデイング余裕度はより小さくなり、シヤ
ドウマスクの熱変形による色ずれが激しく、上記の如き
低熱膨張材である鉄−ニツケル合金材の使用が重要な課
題となつてきた。しかし乍らアンバー材等は従来の低炭
素鋼板に比してエツチング性、成形性が悪く多くの問題
を含んでおり、特開昭57-147740号公報、特開昭58-1908
5号公報等に示されるような種々の提案がなされてい
る。
一方従来の鉄を主成分とする素材からなるシヤドウマス
クは防錆及び放熱等の点から黒色乃至灰黒色の暗色酸化
膜（以降黒化膜と称す）をシヤドウマスク表面に形成し
ているが、黒化膜の脱落による耐圧不良が問題になる。
これに対してアンバー等は耐蝕性が良いため一般に黒化
膜を形成する必要がないと考えられていた。しかし黒化
膜を形成しないアンバー材からなるシヤドウマスクを管
内に組み込み、シヤドウマスクの熱変形による電子ビー
ム移動量（PD量）を鉄材のそれと比較した所、熱膨張係
数が小さいにも拘らず顕著な差が認められなかつた。こ
れは黒化膜を形成しなかつたためシヤドウマスクからの
熱放射が充分行なわれず、黒化膜を形成した鉄材シヤド
ウマスクよりかなりマスク自体の温度が高くなつたため
と考えられる。しかし耐蝕性の良いこの合金に通常の方
法でち密で密着性の良い黒化膜を形成することは困難で
ある。特に合金の不純物量又はマスク表面のわずかな汚
れにより黒化膜が不均質になり易く、一部赤錆の発生を
避けることができなかつた。又黒化膜とシヤドウマスク
素地との熱膨張係数の違いから、特に素地の荒れの激し
い電子ビーム通過孔内壁で黒化膜成長時の応力が多く加
わり、密着性の悪い場合には黒化膜の剥離が発生し易か
つた。赤錆発生部は後工程の熱処理時に錆が生長しマス
ク孔寸法を乱すことと、黒化膜に比較し素地との密着性
が悪く脱落し易い。脱落した黒化膜や赤錆は耐圧不良を
引起し、カラー受像管の致命的な欠陥となるため大きな
問題となる。
クは防錆及び放熱等の点から黒色乃至灰黒色の暗色酸化
膜（以降黒化膜と称す）をシヤドウマスク表面に形成し
ているが、黒化膜の脱落による耐圧不良が問題になる。
これに対してアンバー等は耐蝕性が良いため一般に黒化
膜を形成する必要がないと考えられていた。しかし黒化
膜を形成しないアンバー材からなるシヤドウマスクを管
内に組み込み、シヤドウマスクの熱変形による電子ビー
ム移動量（PD量）を鉄材のそれと比較した所、熱膨張係
数が小さいにも拘らず顕著な差が認められなかつた。こ
れは黒化膜を形成しなかつたためシヤドウマスクからの
熱放射が充分行なわれず、黒化膜を形成した鉄材シヤド
ウマスクよりかなりマスク自体の温度が高くなつたため
と考えられる。しかし耐蝕性の良いこの合金に通常の方
法でち密で密着性の良い黒化膜を形成することは困難で
ある。特に合金の不純物量又はマスク表面のわずかな汚
れにより黒化膜が不均質になり易く、一部赤錆の発生を
避けることができなかつた。又黒化膜とシヤドウマスク
素地との熱膨張係数の違いから、特に素地の荒れの激し
い電子ビーム通過孔内壁で黒化膜成長時の応力が多く加
わり、密着性の悪い場合には黒化膜の剥離が発生し易か
つた。赤錆発生部は後工程の熱処理時に錆が生長しマス
ク孔寸法を乱すことと、黒化膜に比較し素地との密着性
が悪く脱落し易い。脱落した黒化膜や赤錆は耐圧不良を
引起し、カラー受像管の致命的な欠陥となるため大きな
問題となる。
本発明は鉄−ニツケル合金材よりなるシヤドウマスクに
均質で密着性が良く、耐蝕性及び熱放射性の優れた暗色
酸化膜を形成する手段を提供することを目的とする。
均質で密着性が良く、耐蝕性及び熱放射性の優れた暗色
酸化膜を形成する手段を提供することを目的とする。
本発明は、鉄及びニツケルを主成分とする薄板状金属板
に多数の開孔を穿設し焼鈍した後暗色酸化膜を形成する
にあたり、水蒸気雰囲気中の加熱炉で前段は酸化力の弱
い雰囲気中で、同じく後段は酸化力の強い雰囲気中で処
理することによつて、ち密で密着性が良く且つ充分な黒
色度及び膜厚を有する暗色酸化膜を得るものである。
に多数の開孔を穿設し焼鈍した後暗色酸化膜を形成する
にあたり、水蒸気雰囲気中の加熱炉で前段は酸化力の弱
い雰囲気中で、同じく後段は酸化力の強い雰囲気中で処
理することによつて、ち密で密着性が良く且つ充分な黒
色度及び膜厚を有する暗色酸化膜を得るものである。
以下に鉄−ニツケル合金からなるシヤドウマスク用素材
としてアンバー合金を用いた本発明の実施例について説
明する。第１表にアンバー合金とアルミキルド低炭素鋼
の素材組成を示す。
としてアンバー合金を用いた本発明の実施例について説
明する。第１表にアンバー合金とアルミキルド低炭素鋼
の素材組成を示す。
上記組成の36Niアンバー合金を素材として、通常のフオ
トエツチングにて目的とする孔寸法を有す多数の細孔が
穿設されたフラツトマスクを得る。
トエツチングにて目的とする孔寸法を有す多数の細孔が
穿設されたフラツトマスクを得る。
次いでこのマスクをプレス成形し目的とする曲面形状を
得るが、マスク材の降伏点強度が高ければススプリング
バツクの発生により球面形状が崩れ、成形したマスクを
実用に供することができない。この為焼鈍を施すことに
より高品位のプレス成形品が得られる値まで降伏点強度
を下げる必要がある。焼鈍は空気焼鈍或いは水素焼鈍な
どが一般的なものであるが、これらではプレス成形が可
能な値（20Kg/mm2）まで降伏点強度を下げることが不可
能であつた。そこで10-3torr 1100℃の真空雰囲気で30
分間焼鈍を施し20Kg/mm2以下とした。その後プレス油を
トリクレンの蒸気洗浄にて除去し暗色酸化膜（以降黒化
膜と称す）の形成を行なう。黒化法としては空気黒化、
ガス黒化、蒸気黒化、化成処理黒化などがあるが、皮膜
の黒色度、ち密性及び密着性の点で蒸気黒化が最も優れ
ている。この蒸気黒化において、蒸気量を少なくし酸化
力の強い雰囲気で処理した場合、点錆が発生し密着性の
悪い黒化膜しか形成できない。逆に蒸気量を多くし酸化
力の弱い雰囲気で処理した場合、ち密で密着性の良い膜
が形成されるが黒化膜を成長させて充分な黒色度を得る
ためには長時間を要し、量産に適さない。そこで黒化の
前段は酸化力の弱い雰囲気でち密な密着性の良い薄い黒
化膜を形成し、後段で酸化力の強い雰囲気にて黒化膜を
成長させれば良いと考え、種々テストを行つた。その結
果黒化膜形成の前段で反応炉の立方メートル当り20〜50
m3/Hrの水蒸気を添加し500〜700℃の雰囲気で10分以上
黒化を行つた後、後段として０〜20m3/Hrの水蒸気を添
加し550〜750℃の雰囲気で10分以上黒化を行うことによ
り、充分な黒色度と密着性の良い黒化膜が得られた。
尚、密着性は90°まげテスト後このまげ部にセロテープ
を張り黒化膜の剥離テストを行なうことにより評価し
た。また走査型電子顕微鏡にて黒化膜状態を観察したが
割れ及びピンホールのないち密な黒化膜であることが確
認された。ここで黒化膜形成を実施するにあたつて、用
いる黒化炉の構造が異なるため、同じ条件で処理を行つ
ても黒化膜品位が変る可能性がある。従つて上記範囲内
で用いる黒化炉に適した条件を選択する必要がある。ま
た黒化の進め方は前段後段に明確に分けず、黒化の全時
間の中で水蒸気量と温度とを変えて酸化力弱から酸化力
強へ段階的に変えて行つても良い事は勿論である。
得るが、マスク材の降伏点強度が高ければススプリング
バツクの発生により球面形状が崩れ、成形したマスクを
実用に供することができない。この為焼鈍を施すことに
より高品位のプレス成形品が得られる値まで降伏点強度
を下げる必要がある。焼鈍は空気焼鈍或いは水素焼鈍な
どが一般的なものであるが、これらではプレス成形が可
能な値（20Kg/mm2）まで降伏点強度を下げることが不可
能であつた。そこで10-3torr 1100℃の真空雰囲気で30
分間焼鈍を施し20Kg/mm2以下とした。その後プレス油を
トリクレンの蒸気洗浄にて除去し暗色酸化膜（以降黒化
膜と称す）の形成を行なう。黒化法としては空気黒化、
ガス黒化、蒸気黒化、化成処理黒化などがあるが、皮膜
の黒色度、ち密性及び密着性の点で蒸気黒化が最も優れ
ている。この蒸気黒化において、蒸気量を少なくし酸化
力の強い雰囲気で処理した場合、点錆が発生し密着性の
悪い黒化膜しか形成できない。逆に蒸気量を多くし酸化
力の弱い雰囲気で処理した場合、ち密で密着性の良い膜
が形成されるが黒化膜を成長させて充分な黒色度を得る
ためには長時間を要し、量産に適さない。そこで黒化の
前段は酸化力の弱い雰囲気でち密な密着性の良い薄い黒
化膜を形成し、後段で酸化力の強い雰囲気にて黒化膜を
成長させれば良いと考え、種々テストを行つた。その結
果黒化膜形成の前段で反応炉の立方メートル当り20〜50
m3/Hrの水蒸気を添加し500〜700℃の雰囲気で10分以上
黒化を行つた後、後段として０〜20m3/Hrの水蒸気を添
加し550〜750℃の雰囲気で10分以上黒化を行うことによ
り、充分な黒色度と密着性の良い黒化膜が得られた。
尚、密着性は90°まげテスト後このまげ部にセロテープ
を張り黒化膜の剥離テストを行なうことにより評価し
た。また走査型電子顕微鏡にて黒化膜状態を観察したが
割れ及びピンホールのないち密な黒化膜であることが確
認された。ここで黒化膜形成を実施するにあたつて、用
いる黒化炉の構造が異なるため、同じ条件で処理を行つ
ても黒化膜品位が変る可能性がある。従つて上記範囲内
で用いる黒化炉に適した条件を選択する必要がある。ま
た黒化の進め方は前段後段に明確に分けず、黒化の全時
間の中で水蒸気量と温度とを変えて酸化力弱から酸化力
強へ段階的に変えて行つても良い事は勿論である。
以上の実施例ではシヤドウマスク用素材として36Niアン
バー合金を用いて説明したが本発明はこれに限るもので
なく、42Ni合金や32Ni-5Co等のスーパーアンバーを含む
鉄及びニツケルを主成分とする合金であれば同様に適用
し得ることは言うまでもない。更に本黒化法はシヤドウ
マスクに限らずカラー受像管に内装されるマスクフレー
ム、インナーシルドが同様の鉄及びニツケルを主成分と
する合金であれば適用し得ることは言うまでもない。
バー合金を用いて説明したが本発明はこれに限るもので
なく、42Ni合金や32Ni-5Co等のスーパーアンバーを含む
鉄及びニツケルを主成分とする合金であれば同様に適用
し得ることは言うまでもない。更に本黒化法はシヤドウ
マスクに限らずカラー受像管に内装されるマスクフレー
ム、インナーシルドが同様の鉄及びニツケルを主成分と
する合金であれば適用し得ることは言うまでもない。
以上のように本発明によれば、鉄及びニツケルを主成分
とする薄板状金属板にち密で密着性が良く、且つ充分な
黒色度と膜厚を有する暗色酸化膜を得ることができる。
とする薄板状金属板にち密で密着性が良く、且つ充分な
黒色度と膜厚を有する暗色酸化膜を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲葉 通彦 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 東京芝 浦電気株式会社総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭55−19715（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】鉄及びニッケルを主成分とし多数の開孔が
穿設された薄板状金属板に暗色酸化膜を形成する工程を
少なくとも備えたシャドウマスクの製造方法において、
前記暗色酸化膜形成の前段は処理炉の単位容積当り20〜
50m3/Hrの水蒸気を投入し500〜700℃で10分以上処理し
た後、同じく後段は前段の水蒸気量の範囲より少ない水
蒸気を投入し550〜750℃で10分以上処理することを特徴
とするシャドウマスクの製造方法。 - 【請求項２】前記暗色酸化膜形成の前段内及び後段内に
おいても酸化力の弱い雰囲気から酸化力の強い雰囲気へ
段階的に変化させることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のシャドウマスクの製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59048147A JPH0680182B2 (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | シヤドウマスクの製造方法 |
| US06/710,979 US4612061A (en) | 1984-03-15 | 1985-03-12 | Method of manufacturing picture tube shadow mask |
| DE8585103032T DE3565191D1 (en) | 1984-03-15 | 1985-03-15 | Method of manufacturing picture tube shadow mask |
| EP85103032A EP0155010B1 (en) | 1984-03-15 | 1985-03-15 | Method of manufacturing picture tube shadow mask |
| SG954/90A SG95490G (en) | 1984-03-15 | 1990-11-23 | Method of manufacturing picture tube shadow mask |
| HK1093/90A HK109390A (en) | 1984-03-15 | 1990-12-27 | Method of manufacturing picture tube shadow mask |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59048147A JPH0680182B2 (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | シヤドウマスクの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60194059A JPS60194059A (ja) | 1985-10-02 |
| JPH0680182B2 true JPH0680182B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=12795248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59048147A Expired - Lifetime JPH0680182B2 (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | シヤドウマスクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0680182B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2599489B2 (ja) * | 1990-07-09 | 1997-04-09 | 三菱電機株式会社 | 金属の酸化膜形成法および金属の酸化膜形成炉 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5519715A (en) * | 1978-07-28 | 1980-02-12 | Hitachi Ltd | Blacking method of support frame |
-
1984
- 1984-03-15 JP JP59048147A patent/JPH0680182B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60194059A (ja) | 1985-10-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |