(57)【要約】【課題】カラー受像管のマスク用材料として用いるＮｉ−Ｃｏ−Ｆｅ合金において、安価で熱膨張係数が増大することのない優れた低熱膨張性と、フラット型カラー受像管用マスク材として用いた場合に、取り扱いの衝撃により凹凸が生じることのない優れた強度を兼ね備えたカラー受像管に用いるマスク用材料、そのマスク用材料を用いたカラー受像管用マスクおよびそのマスクを用いたカラー受像管を提供する。【解決手段】成分として、Ｎｉ：３１．５〜３５．０重量％、Ｃｏ：１．５〜５．５重量％、Ｖ：０．１〜０．２重量％が含有されており、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる合金からカラー受像管用マスク材料を作成し、このカラー受像管用マスク材料を用いてカラー受像管用マスクを作成して、カラー受像管に組込みカラー受像管とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
成分として、Ｎｉ：３１．５〜３５．０重量％、Ｃｏ：１．５〜５．５重量％、Ｖ：０．１〜０．２重量％が含有されており、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とするカラー受像管用マスク材料。
【請求項２】
成分として、Ｃ：０．００１〜０．０１重量％、Ｓｉ：０．０１〜０．５重量％、Ｍｎ：０．０１〜０．５重量％、Ｎｉ：３１．５〜３５．０重量％、Ｃｏ：１．５〜５．５重量％、Ｖ：０．１〜０．２重量％が含有されており、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とするカラー受像管用マスク材料。
【請求項３】
２５〜１００℃における熱膨張係数が０．６×１０−６／℃以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載のカラー受像管用マスク材料。
【請求項４】
引張強度が４５０Ｎ／ｍｍ２  以上であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のカラー受像管用マスク材料。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のカラー受像管用マスク材料を用いたカラー受像管用マスク。
【請求項６】
請求項５に記載のカラー受像管用マスクを用いたカラー受像管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー受像管に用いられるマスク用材料、そのマスク用材料を用いたカラー受像管用マスクおよびそのマスクを組み込んだカラー受像管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラーテレビなどのカラー受像管に用いられる材料として、電子ビームの照射に伴う加熱によるマスク材料の熱膨張に起因する局部変形による色ムラや色ズレを抑制するため、熱膨張係数の小さいＮｉ−Ｆｅ合金（インバー）が広く用いられている。近年においては、従来の湾曲した画面を有する受像管に替わって、平坦な画面を有する、いわゆるフラット型のカラー受像管が用いられ、かつ画面の面積も大面積化してきているため、わずかな局部変形でも色ムラや色ズレが目立ってしまうようになっている。そのため、インバーよりもさらに熱膨張係数の小さいＮｉ−Ｃｏ−Ｆｅ合金（スーパーインバー）が用いられるようになってきている。しかしスーパーインバーに含有させるＣｏは高価な金属であり、スーパーインバーを用いたマスク材料も高価にならざるを得ず、結果としてカラー受像管も高価なものになる、という欠点を有している。また、フラット型のカラー受像管用マスク材料は湾曲した従来のカラー受像管用マスク材料に比べて、構造的に衝撃に弱く、製造工程で取り扱う際に凹凸などの欠陥が生じやすい。
【０００３】
本発明の発明者等は、マスク材料においてＣｏを低減してカラー受像管のコストを削減することを目的として鋭意検討した結果、Ｖを添加することにより熱膨張係数を増加させることなくＣｏの添加量を低減させることが可能で、かつＶ炭化物が生成することにより強度も向上することが判明した。
【０００４】
Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ合金を用いた低熱膨張材料に関する先行技術としては、例えば下記の３つの特許出願公開公報を上げることができる。
最初の先行技術は、Ｎｉ：３４〜３８重量％、Ｃｏ：≦１重量％、Ｖ：≦０．０２重量％、およびＭｎなど他の元素が最大で０．３５重量％以下、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる、黒化処理性に優れたＦｅ−Ｎｉ系シャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ系合金薄板、およびＮｉ：２８〜３８重量％、Ｃｏ：１重量％を超え７重量％以下、Ｖ：≦０．０２重量％、およびＭｎなど他の元素が最大で０．３５重量％以下、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる、黒化処理性に優れたＦｅ−Ｎｉ系シャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃ系合金薄板を開示している（例えば特許文献１参照）。しかしこの公報に開示された上記２つの合金においては、Ｖは合金を電気炉で溶製、精錬するする際に混入する元素として捉えられ、含有量を低減させることが必要であることが記載されており、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ合金においてＣｏの一部をＶで積極的に置き換える本発明の内容を具体的に示唆するものではない。
【０００５】
次の先行技術は、Ｎｉ：３２〜３４重量％、Ｃｏ：３．５〜６．５重量％、Ｖ：≦０．１重量％、およびＭｎなど他の元素が最大で０．１重量％以下、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる、シャドーマスクの製造に使用するＮｉ−Ｃｏ−Ｆｅ合金を開示している（例えば特許文献２参照）。しかし、この公報においてもＶは工業的合金に常に含まれる残留元素として捉えられ、平均膨張係数をできるだけ低くするためには、０．１％以下にすることが好ましいことが記載されており、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ合金においてＣｏの一部をＶで積極的に置き換える本発明の内容を具体的に示唆するものではない。
【０００６】
その他の先行技術として、Ｎｉ：２８〜３６質量％、Ｃｏ：１〜３．５質量％、Ｍｎ：０．１質量％以下、Ｖ：０．１〜４．０質量％、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる、シャドウマスク用材料を開示している（例えば特許文献３参照）。この公報に開示された合金においては、１〜３．５質量％のＣｏと０．１質量％以下のＭｎを含有しているので、Ｖ等の添加で増大した熱膨張係数を低減し改善できることが記載されているが、このことはＮｉ−Ｃｏ−Ｆｅ合金においてＣｏの一部をＶで積極的に置き換える本発明の内容を具体的に示唆するものではない。また、この公報の実施例によれば、Ｖを添加した合金組成の例は開示されておらず、実施例に開示されたいない。Ｖを添加しない合金組成２例における熱膨張係数は、いずれも０．９×１０−６／℃であり、本発明の目的とする０．６×１０−６／℃以下の熱膨張係数は得られていない。
【０００７】
この出願の発明に関する先行技術文献情報として次のものがある。
【特許文献１】
特開平０６−３３６６５５号公報
【特許文献２】
特開平０８−３１１６２２号公報
【特許文献３】
特開２００１−３４２５４６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、カラー受像管のマスク用材料として用いるＮｉ−Ｃｏ−Ｆｅ合金において、Ｃｏの一部を安価なＶで置き換えても熱膨張係数が増大することのない優れた低熱膨張性と、フラット型カラー受像管用マスク材として用いた場合に、製造工程の取り扱いの衝撃により凹凸が生じることのない優れた強度を兼ね備えたカラー受像管に用いるマスク用材料、そのマスク用材料を用いたカラー受像管用マスクおよびそのマスクを用いた色ムラや色ズレが極めて少ないカラー受像管を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的を達成するため、本発明のカラー受像管用マスク材料は、成分として、Ｎｉ：３１．５〜３５．０重量％、Ｃｏ：１．５〜５．５重量％、Ｖ：０．１〜０．２重量％が含有されており、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とするカラー受像管用マスク材料、または
成分として、Ｃ：０．００１〜０．０１重量％、Ｓｉ：０．０１〜０．５重量％、Ｍｎ：０．０１〜０．５重量％、Ｎｉ：３１．５〜３５．０重量％、Ｃｏ：１．５〜５．５重量％、Ｖ：０．１〜０．２重量％が含有されており、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とするカラー受像管用マスク材料であり、上記のいずれかのカラー受像管用マスク材料において、さらに
２５〜１００℃における熱膨張係数が０．６×１０−６／℃以下であること、または
引張強度が４５０Ｎ／ｍｍ２  以上であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のカラー受像管用マスクは、上記のいずれかのカラー受像管用マスク材料を用いたカラー受像管用マスクであり、さらに
本発明のカラー受像管はこのカラー受像管用マスクを用いたカラー受像管である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の内容を説明する。
本発明の実施形態のカラー受像管用マスクの素材としては、成分として、Ｎｉ：３１．５〜３５．０重量％、Ｃｏ：１．５〜５．５重量％、Ｖ：０．１〜０．２重量％が含有されており、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる熱延板、好ましくはＣ：０．００１〜０．０１重量％、Ｓｉ：０．０１〜０．５重量％、Ｍｎ：０．０１〜０．５重量％、Ｎｉ：３１．５〜３５．０重量％、Ｃｏ：１．５〜５．５重量％、Ｖ：０．１〜０．２重量％が含有されており、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる熱延板を用いる。以下、これらの熱延板に含まれる元素とその好適な含有量について説明する。
【００１２】
Ｃ量：
Ｃは転位を固定してマスク用材料の熱収縮を抑制し、また固溶強化および加工硬化によりマスク用材料に必要な強度をもたらす。マスク用材料に必要とされる低熱膨張性と強度を得るためには０．００１重量％以上含有させる必要があるが、０．０１重量％を超えて含有させるとＮｉ−Ｃｏ−Ｆｅ合金が本来有している優れた低熱膨張性が損なわれ、また延性も低下し、マスクに加工する際のプレス成形性に劣るようになる。
【００１３】
Ｓｉ量：
ＳｉはＮｉ−Ｃｏ−Ｆｅ合金を精錬する際に脱酸剤として添加され、合金中に不可避的に０．０１重量％以上含有するが、０．５重量％を超えて含有させると熱間加工性が劣化する。
【００１４】
Ｍｎ量：
ＭｎもＮｉ−Ｃｏ−Ｆｅ合金を精錬する際に脱酸剤として作用し、固溶強化成分としても０．０１重量％含有させる必要がある。しかし、０．５重量％を超えて含有させても脱酸剤としての効果は飽和し、コスト的に有利でなくなる。また、熱間加工性も劣化する。
【００１５】
Ｎｉ量：
Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ合金の熱膨張係数はＮｉおよびＣｏの含有量に依存しており、必要とされる低い熱膨張係数を得るためにはＮｉは３１．５〜３５．０重量％の範囲で含有させる必要があり、この範囲をはずれてＮｉを含有させると低い熱膨張係数が得られなくなる。
【００１６】
Ｃｏ量：
Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ合金において低い熱膨張係数を得るためにＮｉ含有量を上記範囲とした場合、Ｃｏ含有量を１．５〜５．５重量％とする必要がある。この範囲をはずれてＣｏを含有させると低い熱膨張係数が得られなくなる。
【００１７】
Ｖ量：
ＶはＮｉ−Ｃｏ−Ｆｅ合金に含有させることによって、熱膨張係数を増加させることなく、炭化物を形成して合金強度を高めることができる。また、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ合金中にＶが含有していると、ある程度Ｃｏを減少させても熱膨張係数に影響を与えなくなるので、高価なＣｏの使用量を減少させることができる。含有量は０．１〜０．２重量％であることが好ましい。０．１重量％未満ではＶ炭化物が十分に生成せず、必要とされる強度が得られない。一方、０．２重量％を超えると延性が低下し、マスクに加工する際のプレス成形性に劣るようになる。
【００１８】
本発明のカラー受像管に用いられるマスク用材料は、上記のように含有量を限定した各金属元素と、残部のＦｅおよび不可避的不純物からなる合金を電気炉で溶製、精錬してなるインゴットを、圧延と焼鈍を複数回繰り返して目的とする厚さのマスク用材料とする。
【００１９】
カラー受像管用マスクは使用時に２５〜１００℃程度まで加熱されるので、上記のようにして得られるカラー受像管用マスク用材料は、加熱による変形を防止するため、２５〜１００℃における熱膨張係数が０．６×１０−６／℃以下とする必要がある。また、カラー受像管用マスク用材料は近年フラット型マスクに用いられることが多いが、フラット型マスクにおいてはマスク材の製造工程および搬送工程、またマスク材の加工工程および搬送工程、さらにマスクのカラー受像管への組込工程等において、他の物品や装置との接触による衝撃等で極めて凹凸が生じやすい。そのため、カラー受像管用マスク用材料は衝撃等による凹凸が生じることのないように、ある程度の強度を有している必要がある。カラー受像管用マスク用材料が４５０Ｎ／ｍｍ２  以上の引張強度を有している場合は、衝撃等による凹凸の発生を抑制することができる。
【００２０】
上記のようにして製造され、上記の特性を有する本発明のカラー受像管用マスク用材料を公知のエッチング法を用いて所定形状の孔、長孔、またはスリットを穿設し、公知のプレス加工を施してカラー受像管用マスクとし、このカラー受像管用マスクを組み込んでカラー受像管とすることができる。
【００２１】
【実施例】
以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明する。
表１に示す化学組成を有する合金を電気炉で溶解精錬しインゴットを作成した。このインゴットを９００〜１４００℃の温度範囲で熱間鍛造し、その後６５０〜１０００℃の温度範囲に加熱して徐冷する焼鈍処理と圧延処理を複数回繰り返して目的とする厚さ：０．３ｍｍのマスク用材料とした。このマスク用材料を還元雰囲気中で加熱温度：８５０℃、均熱時間：１０秒の条件でプレス加工前の熱処理に相当する熱処理を施し、試料番号１〜９に示す供試材を作成した。このようにして得られた試料番号１〜９の供試材の熱膨張係数および引張強度を測定した。測定結果を表２に示す。
【００２２】
【表１】
2004156087.tif 000002
【００２３】
【表２】
2004156087.tif 000003
【００２４】
表２に示すように、本発明のカラー受像管用マスク用材料の供試材はいずれも熱膨張係数が低く、引張強度が大きい。この供試材のうち試料番号４およびインバー材に相当する試料番号９と同一の化学組成を有する合金を、上記と同様にして圧延と焼鈍を複数回繰り返して厚さ：０．３ｍｍのマスク用材料とした後、エッチング処理して穿孔し、プレス加工してフラットマスクとした。次いで黒化処理を施した後、このマスクをマスクフレームに固定・溶接し、陰極線管に組み込んでカラー受像管とした。フラットマスクに成形してから陰極線管に組み込んでカラー受像管に組込むまでの工程において、試料番号４と同一化学組成の合金から作成したマスクではマスク表面に凹凸が発生することはなかったが、試料番号９と同一化学組成の合金から作成したマスクではマスク表面にわずかに凹凸が発生した。また試料番号４のマスクを組込んだカラー受像管においては、色ズレ、色ムラは殆ど生じることがなく、本発明のカラー受像管用マスク用材料を用いたマスクを組み込んだカラー受像管は、スーパーインバー材を用いたマスクを組み込んだカラー受像管と同等の性能を示したが、試料番号９のマスクを組込んだカラー受像管においては、極くわずかではあるが、色ズレ、色ムラが生じた。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のカラー受像管用マスク材料は、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ合金において、Ｃｏの一部を安価なＶで置き換えたものであるが、Ｃｏの一部をＶで置き換えても熱膨張係数が増大することがなく、またＶが炭化物を形成することにより強度が向上する。そのため本発明のカラー受像管用マスク材料を用いたマスクは製造工程の取り扱いの衝撃により凹凸が生じることがなく、また熱膨張係数がスーパーインバーと同等であるので、本発明のカラー受像管用マスク材料を用いたマスクを組み込んだカラー受像管においては、スーパーインバー材を用いたマスクを組み込んだカラー受像管と同様に、色ズレや色ムラが殆ど生じることがない。