(57)【要約】【課題】プラズマディスプレイパネルの構成部品である金属隔壁を格子状に組立てる際の剥離・割れを防止する。【解決手段】質量％で３４〜５２％Ｎｉ、Ｃ≦０．０１５％、Ｎ≦０．００５％、Ｏ≦０．００５％、Ｐ≦０．００４％、Ｓｉ≦０．２５％、Ｍｎ≦０．７０％、Ｓ≦０．０１０％を含有し、残部はＦｅ及び不可避不純物からなり、板厚が０．０１〜０．１５ｍｍで、０．２％耐力が５５０ＭＰａ以上、７００ＭＰａ以下であり、且つ４００℃で１時間熱処理した時の熱伸縮率が±２００ｐｐｍ以下である帯鋼。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で３４〜５２％Ｎｉ、Ｃ≦０．０１５％、Ｎ≦０．００５％、Ｏ≦０．００５％、Ｐ≦０．００４％、Ｓｉ≦０．２５％、Ｍｎ≦０．７０％、Ｓ≦０．０１０％を含有し、残部はＦｅ及び不可避不純物からなり、板厚が０．０１〜０．１５ｍｍで、０．２％耐力が５５０ＭＰａ以上、７００ＭＰａ以下であり、且つ４００℃で１時間熱処理したときの熱伸縮率が±２００ｐｐｍ以下であることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの格子状金属隔壁用帯鋼。
【請求項２】
質量％で０．３〜９％Ｃｒを含有することを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの格子状金属隔壁用帯鋼。
【請求項３】
Ａｌ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒ及びＨｆの１種または２種以上を質量％で０．１〜１０％含有することを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマディスプレイパネルの格子状金属隔壁用帯鋼。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラズマディスプレイパネル（以下ＰＤＰと称す）の構成部品である金属隔壁に利用される材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＣ型ＰＤＰの隔壁はセルと呼ばれる微小な放電空間を確保し、赤・青・緑の３色の蛍光体の混合を防止する役割を持つ。この隔壁には隣接セルへのクロストークを防止する必要性からガラス製の絶縁体が使用されていた。隔壁の製造は、隔壁材をスクリーン印刷して乾燥するという工程を１０回ほど繰り返して所望の高さに積み上げるスクリーン印刷法や、隔壁材を印刷した後にレジストでパターンを形成し、サンドブラストで隔壁間を掘り、レジストを除去した後に焼成して隔壁を得るというサンドブラスト法がある。スクリーン印刷法は隔壁形状が悪く、高精細化が困難であるという問題があり、サンドブラスト法には多量のＰｂを含んだ廃棄物が発生するという問題がある。
【０００３】
一方、特許文献１及び２では隔壁にガラスではなく金属材料を用いる試みがなされている。また特許文献３では隔壁を格子状に嵌め合わせたガス放電管の製造方法が開示されている。
特許文献１では、線膨張係数が８０〜１００（×１０−７／℃）の金属、例えば５０％Ｎｉ−Ｆｅ合金を使用することを提案している。
特許文献２では、３０〜５５％Ｎｉ、残部実質的にＦｅからなるＮｉ−Ｆｅ合金を使用することを提案している。
また、特許文献４においてはＦｅ−Ｎｉ合金をシャドウマスク用に用いたものであるが、プレス成形性を高めるために１０〜９５％の冷間圧延を行い、その後連続焼鈍及びエッチング穿孔後のマスク焼鈍を行う方法が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平３−２０５７３８号
【０００５】
【特許文献２】
特開２０００−１６４１４４号
【０００６】
【特許文献３】
特開２００１−６８０２８号
【０００７】
【特許文献４】
特開昭６２−１８５８６０号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１及び２に開示されているように、隔壁に金属材料を用いる場合は、ＰＤＰ製造工程での熱処理において、金属隔壁とガラス基板の熱膨張の差による基板の破損、および隔壁に被覆した絶縁層の剥離や割れを防ぐため、金属材料、ガラス、絶縁体の熱膨張係数を合わせる必要がある。上記の特許文献１及び２では熱寸法安定性を図るために熱膨張係数をガラスや絶縁体と合わせてはいるが、熱処理後に基板の破損や絶縁層の剥離・割れを招いてしまうことがあり、特に高温で処理する場合に顕著であった。
【０００９】
また特許文献３に開示されているＰＤＰ格子型隔壁にＦｅ−Ｎｉ合金を使用すると、特に熱処理後に桟毎の寸法変化が異なりセル形状が変形すると言った問題が生じた。
本発明の目的は、金属材料が含有する元素および製造プロセスを制御することにより、熱寸法安定性に優れたＰＤＰ格子状金属隔壁用帯鋼を提供するものである。
【００１０】
本発明者らの鋭意検討の結果、ＰＤＰ格子型隔壁の熱処理後の破損は熱膨張係数の整合性だけではなく金属隔壁の熱伸縮率も原因となることを突き止めた。ここで言う熱伸縮率とは熱処理前の試料の標点間距離をＬ０、熱処理後の同標点間距離をＬとすると｛（Ｌ−Ｌ０）／Ｌ０｝×１００で表される。具体的には上式で表わされる熱伸縮率が大きい場合にガラス基板の破損や、格子型のセル形状の変形に至ることを突き止めた。
一般に、金属材料の熱伸縮は可逆的に起こるから、熱膨張係数の大小に拘わらず上記伸縮率はゼロとなる筈である。しかしながら、実際の工業材料においては加工履歴の影響を受けるので、熱伸縮率はゼロにはならない。また、通常行われている歪取り焼鈍を施した金属材料の熱伸縮率もゼロにはならない。これは、歪取焼鈍で除去される応力以外に金属材料の欠陥（格子欠陥など）があり、これらが総合的に熱伸縮に影響を与えているためと考えられる。
【００１１】
例えば特許文献４においてシャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ合金のプレス成形性を高めるために提案されている１０〜９５％の冷間圧延を行い、その後連続焼鈍及びエッチング穿孔後のマスク焼鈍を行う方法であっても熱伸縮率は小さくならない。
【００１２】
熱伸縮率は金属の組成でほぼ決まる熱膨張係数に比べて加工履歴の影響を大きく受ける。この加工条件の不均一によって熱伸縮率のバラツキを生じさせるものと考えられるが、工業的にこのバラツキを皆無にすることは困難である。そこでガラス基板などの破損やセル形状の変形に至らせないためには金属材料の熱伸縮率がどうあるべきかの観点から加工履歴の影響を少なくする方法を研究し、本発明を完成させた。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、質量％で３４〜５２％Ｎｉ、Ｃ≦０．０１５％、Ｎ≦０．００５％、Ｏ≦０．００５％、Ｐ≦０．００４％、Ｓｉ≦０．２５％、Ｍｎ≦０．７０％、Ｓ≦０．０１０％を含有し、残部はＦｅ及び不可避不純物からなり、板厚が０．０１〜０．１５ｍｍで、スリット直前の０．２％耐力が５５０ＭＰａ以上、７００ＭＰａ以下であり、且つ４００℃で１時間熱処理したときの熱伸縮率が±２００ｐｐｍ以下であることを特徴とするＰＤＰ格子状金属隔壁用帯鋼を提供するものである。
【００１４】
【発明実施の形態】
本発明の格子状ＰＤＰ金属隔壁用帯鋼における合金成分限定理由を以下に説明する。
【００１５】
Ｎｉは熱膨張係数を調整する重要な元素で、ガラス基板と同程度の熱膨張を得るために添加する。ガラスの熱膨張係数はおよそ８〜１０×１０−６／℃であり、これに近い熱膨張を得るため、Ｎｉ含有量を３４〜５２％に規定した。
Ｃ，Ｎ，Ｏは介在物形成元素であり、ピンホールの増加や剪断加工後の断面形状に悪影響を与えるため、Ｃ≦０．０１５％、Ｎ≦０．００５％、Ｏ≦０．００５％以下に規定した。
Ｐは熱間加工性を悪化させる元素であるため、Ｐ≦０．００４％以下に規定した。
Ｓｉは脱酸剤として必要に応じ添加することができる。Ｓｉは熱間加工性を阻害する元素であるため、最小限の添加量とする必要がある。よってＳｉ≦０．２５％以下に規定した。
ＭｎはＳと化合物を形成し、材料の延性を下げて、剪断加工性を向上させるが、添加上限を超えると熱膨張を大きくしてしまう。従ってそれぞれＭｎ≦０．７０％以下、Ｓ≦０．０１０％以下に規定した。
【００１６】
ＰＤＰを製造する工程において、金属隔壁に絶縁層を被覆する時と、前面ガラス基板および背面ガラス基板の貼り合わせの時には材料が４００〜７００℃の高温で加熱される。この時に金属材料の熱伸縮率が大きいと、隔壁が歪んで寸法に狂いが生じたり、絶縁層の剥離やガラス基板の破損が生じる恐れがある。熱伸縮率は４００〜７００℃のどの温度においても小さいことが望ましいが、高温で熱処理した場合、材料が軟化して熱伸縮率の測定が困難になってしまうことがある。従って、材料が軟化しない４００℃でスリット前の材料を１時間熱処理し、測定した熱伸縮率が±２００ｐｐｍ以下を満足することが必要であり、好ましくは±１００  ｐｐｍ以下である。また、４００℃での熱処理時間を極端に長くすると、熱伸縮率は小さくなる。しかし極端に長い熱処理時間はＰＤＰ製造工程の条件を反映していないので、これを反映した１時間加熱を要件とする。
【００１７】
０．２％耐力は、帯鋼の最終的状態、すなわちスリット直前の値である。但し、スリット後格子状に組立てる前に熱処理を行う場合は熱処理前に測定した隔壁部材の０．２％耐力と前記帯鋼の耐力は変わらない。この値が大きくなると熱伸縮率が大きくなる傾向があるので、７００ＭＰａ以下に規定した。またスリット直前の０．２％耐力が低いと、ガラス貼り付け後に座屈を起こす可能性が高まる傾向にあるため、その下限を５５０ＭＰａとした。
【００１８】
本発明において任意成分として添加されるＣｒはガラスとの密着性を向上させる。０．３％未満では効果が得られず、９％を超えると熱膨張係数が大きくなり熱寸法安定性が悪化する。従って、その添加範囲を０．３〜９％と規定した。
本発明において任意成分として添加されるＡｌ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，ＺｒおよびＨｆは固溶強化または析出強化をもたらし、一種あるいは二種以上を添加することで材料強度を向上させ、ハンドリング性を上げる効果がある。合計で０．１％未満では強化効果が小さく、１０％を超えると熱膨張係数が大きくなり熱寸法安定性が悪化するため、その添加範囲を０．１〜１０％に規定した。
【００１９】
本発明に係る帯鋼は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金を通常の製造方法で帯材に加工した後、加工履歴を薄める処理を行う。
溶解は炉外精錬法および２次精練を行っても良い。その後連続鋳造を行ってもよく、分塊圧延の代わりに鍛造を行ってもよい。
熱間圧延と冷間圧延と焼鈍の繰り返しにより所定の板厚とした後、連続焼鈍ラインにて帯鋼に５〜１０ＭＰａの張力をかけつつ、炉温が６００℃〜８００℃で、材料温度（Ｔ）が５００℃以上で、且つ５秒以上加熱されるように通板速度を調整して最終焼鈍を行う。なお最終焼鈍前にスキンパス圧延を行ってもよい。
炉温が６００℃未満では、生産性を度外視した遅い通板速度にしない限り、材料温度（Ｔ）が５００℃以上になり、且つ５秒以上加熱することが実現できない。また、炉温が６００℃〜８００℃であったとしても、材料温度（Ｔ）が５００℃未満にしか加熱されない場合、加熱時間（材料がＴ℃以上を保っている時間）が５秒未満、あるいは張力が１０ＭＰａを超えると加工履歴の影響が残り熱伸縮率が大きくなる傾向にある。一方炉温が８００℃より高温では材料の再結晶が起こり０．２％耐力が小さくなる。また、５ＭＰａ未満の張力では通板性が悪く折れ皺が入りやすい。加熱時間は長くなるにつれて生産性が悪くなるため、５〜２０秒間で行うことが好ましい。上記加熱及び張力付与はコイルについては連続焼鈍炉でアンコイラよりコイラの周速を速くして行うことができる。
以下実施例によりさらに詳しく本発明を説明する。
【００２０】
【作用】
圧延板製造中の加工履歴の影響を除くために行う上記処理の温度は歪取焼鈍温度と重複しているので、前工程で発生した歪は除去されるが、張力付与により新たな歪を発生させて加工履歴の不均一性を少なくし、以って熱伸縮率を少なくする。
【００２１】
【実施例】
次に実施例を示して本発明を説明する。
表１に示す組成の合金成分になるように原料を真空溶解してインゴットに鋳造した。その後１１００〜１３５０℃で１〜１０時間加熱して分塊圧延、皮剥き、同じ温度範囲に加熱して熱間圧延を行い、スケール除去を施した後に、冷間圧延と焼鈍を繰り返し、板厚０．０５ｍｍの金属箔コイルを製造した。そしてコイルをアンコイラーにより巻き戻しながら加熱炉を通過させて加熱した。表１に炉温の設定値、シミュレーションで算出した材料の最高到達温度および５００℃以上に保持された時間（滞炉時間と呼称する）及び張力を示す。
【００２２】
【表１】
2004307909.tif 000002
【００２３】
【表２】
2004307909.tif 000003
【００２４】
このようにして得られた金属帯鋼の熱伸縮率、熱膨張係数、０．２％耐力を測定した。熱伸縮率は、長さ１２０ｍｍの試験片を圧延平行方向（ＲＤ）および圧延直角方向（ＴＤ）に沿って切り出し、Ａｒ雰囲気中で４００℃、１時間加熱をして、熱処理前後の標点間距離を３次元座標測定器により測定して算出した。熱膨張係数は圧延平行方向に試験片を切り出し、室温から２００℃までの平均熱膨張係数を求めた。０．２％耐力は圧延平行方向に試験片を切り出し、室温における０．２％耐力を測定した。
【００２５】
次に得られた金属箔を１．００ｍｍ幅にスリットし、プレス加工にて格子嵌め合わせのための溝を切り込み、１セルの寸法が縦１．０ｍｍ、横０．３６ｍｍ、高さ１．００ｍｍであり、最終的に縦１０．０ｍｍ、横１０．８ｍｍ、高さ１．００ｍｍとなるように格子状に組んだ。その後、この格子に絶縁層を形成するため、融点が５８５℃のＺｎ−Ｂ−Ｓｉ−Ｏ系ガラス粉末をスプレー法で塗布し、６３０℃にて大気中で焼成して格子状金属隔壁を形成した。
【００２６】
表２から判るように本発明品であるＮｏ．１〜６は熱寸法安定性に優れ、絶縁層の割れや剥離がなかった。またガラス基板と貼り合わせた後にも、ガラス基板の破損は見られなかった。
【００２７】
比較例Ｎｏ．７は最終焼鈍において材料が十分に加熱されていないため高い熱伸縮率を示した。そのため、絶縁層の焼成後に割れが生じた。比較例Ｎｏ．８はＮｉの添加量が少ないため熱膨張係数が高くなり、絶縁層を焼成した後に割れや剥離が見られた。またＣ，Ｎ，Ｏの添加量が規定範囲を超えたため、介在物が大幅に増え、それに伴いピンホールが増加した。比較例Ｎｏ．９はＣｒの添加量が規定範囲を超えたため、高い熱膨張係数を持ち、絶縁層の焼成後に割れや剥離を生じた。比較例Ｎｏ．１０は強化元素の総量が１０％を超えたため高い熱膨張係数を持ち、最終焼鈍で十分に熱伸縮率を小さくすることもできなかった。そのため、絶縁層の焼成後に割れや剥離を生じた。比較例Ｎｏ．１１は炉内張力が１７ＭＰａと高いため、高い熱伸縮係数を示した。そのため、絶縁層に焼成後割れが生じた。
【００２８】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、従来の金属隔壁に比べ、熱寸法安定性に優れたＰＤＰ格子状金属隔壁用帯鋼を提供することができる。