(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎｉ：３４〜３８質量％、Ｍｎ：０．１〜１．０質量％を含有し、Ｃ：０．１０質量％以下、Ｓｉ：０．１質量％以下、Ａｌ：０．０５質量％以下、不可避的不純物およびＦｅ残部からなる組成を有し、板面での｛１００｝集積度の板厚方向分布における平均値αＡＶＥが６０％以下であり、かつ板厚の５０％までをエッチングで除去した後の面における｛１００｝集積度αｃが板面表面の｛１００｝集積度αｓよりも大きいことを特徴とするシャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ系合金条。
【請求項２】
Ｎｉ：３４〜３８質量％、Ｍｎ：０．１〜１．０質量％を含有し、Ｃ：０．１０質量％以下、Ｓｉ：０．１質量％以下、Ａｌ：０．０５質量％以下、不可避的不純物およびＦｅ残部からなる組成を有し、板面での｛１００｝集積度の板厚方向分布における平均値αＡＶＥが６０％以下であり、かつ板厚の５０％までをエッチングで除去した後の面における｛１００｝集積度αｃの板面表面の｛１００｝集積度αｓに対する割合が１．２以上であることを特徴とするシャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ系合金条。
【請求項３】
Ｎｉ：２８〜３４質量％、Ｃｏ：２〜７質量％、Ｍｎ：０．１〜１．０質量％を含有し、Ｃ：０．１０質量％以下、Ｓｉ：０．１質量％以下、Ａｌ：０．０５質量％以下、不可避的不純物およびＦｅ残部からなる組成を有し、板面での｛１００｝集積度の板厚方向分布における平均値αＡＶＥが６０％以下であり、かつ板厚の５０％までをエッチングで除去した後の｛１００｝集積度αｃが板面表面の｛１００｝集積度αｓよりも大きいことを特徴とするシャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金条。
【請求項４】
Ｎｉ：２８〜３４質量％、Ｃｏ：２〜７質量％、Ｍｎ：０．１〜１．０質量％を含有し、Ｃ：０．１０質量％以下、Ｓｉ：０．１質量％以下、Ａｌ：０．０５質量％以下、不可避的不純物およびＦｅ残部からなる組成を有し、板面での｛１００｝集積度の板厚方向分布における平均値αＡＶＥが６０％以下であり、かつ板厚の５０％までをエッチングで除去した後の｛１００｝集積度αｃの板面表面の｛１００｝集積度αｓに対する割合が１．２以上であることを特徴とするシャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金条。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、カラーテレビあるいはパソコン用高精細ディスプレイのブラウン管内に配設される色別選別電極に用いられるシャドウマスク用条に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シャドウマスクに用いられる条は、溶解および鋳造によって製鋼されたインゴットに熱間鍛造および熱間圧延を施し、その後冷間圧延と焼鈍とを繰り返した後、最終冷間圧延加工を施されて製造される。このシャドウマスク用条は、エッチングメーカーにおいて脱脂、整面処理後、フォトレジストを両面に塗付し、そしてシャドウマスクパターンを焼き付けて現像後、塩化第二鉄溶液を両面からスプレー噴射することにより穿孔されてシャドウマスクが作製される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、パソコンディスプレイの高精細化にともなう孔のファインピッチ化により、シャドウマスク用条には、マスクムラの発生を抑制する高エッチング穿孔性、高強度化、低熱膨張特性などが強く求められてきている。マスクムラの発生を抑制しつつファインピッチに穿孔するためには、材料の厚さを薄くする必要があるが、厚さを薄くすると剛性が弱くなり、ハンドリング時の変形やブラウン管組み込み後の耐衝撃性が弱くなるなどの問題がある。このため、シャドウマスク用素材には、エッチング穿孔性と強度の優れるものが望まれている。
【０００４】
エッチング穿孔性を評価する指標の一つとしてエッチングファクター（以下ＥＦと称する）がある。ＥＦとはサイドエッチング量（エッチング後の孔の半径からレジスト開口の半径を引いた寸法）に対するエッチング深さの割合であり、この値が大きい程エッチング穿孔性は優れる。このＥＦを高くするためには、板面における｛１００｝方向の集積度（以下、「｛１００｝集積度」と称する）を高くすることが必要とされ、特に、｛１００｝集積度が６０％以上のときに非常に優れたエッチング穿孔性が得られることが知られている。しかしながら、板面に６０％以上もの｛１００｝集積度を得るためには、最終冷間圧延での加工度を低く抑える必要がある。このため、加工硬化の程度が制限されるために、高強度化への対応が図れない状況にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、板面に対する｛１００｝方向の集積度の板厚方向の分布とエッチング穿孔性との関係について鋭意研究を重ねた結果、マスクムラを抑制するためには、エッチングファクターを高くするよりも、板厚方向での｛１００｝方向の集積度分布を最適化することで，孔の断面形状を改善することが効果的であることを見い出した。
【０００６】
本発明のシャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ系合金条は、上記知見に基づいてなされたもので、Ｎｉ：３４〜３８質量％、Ｍｎ：０．１〜１．０質量％を含有し、Ｃ：０．１０質量％以下、Ｓｉ：０．１質量％以下、Ａｌ：０．０５質量％以下、不可避的不純物およびＦｅ残部からなる組成を有し、板面での｛１００｝集積度の板厚方向分布における平均値αＡＶＥが６０％以下であり、かつ板厚の５０％までをエッチングで除去した後の面における｛１００｝集積度αｃが板面表面の｛１００｝集積度αｓよりも大きいことを特徴としている。
【０００７】
図１は本発明の作用を説明するための図であり、エッチングにより穿孔された孔の断面を示している。図１（Ａ）は、条の板面での｛１００｝集積度の板厚方向分布における平均値αが６０％以下の場合、図１（Ｂ）は、条の板面での｛１００｝集積度の板厚方向分布における平均値αが６０％を上回る場合の孔の断面形状を示している。これらの図から、図１（Ｂ）の場合の方が図１（Ａ）の場合よりもＥＦが高いことが判る。また、ＥＦが低い図１（Ａ）の場合には、孔の内周面と表面との境界が鋭利な断面形状となり、図２（Ａ）に示すように、孔の形状が真円ではなくいびつな形状となる。その結果、マスクムラが発生し易くなる。
【０００８】
一方、｛１００｝集積度を高くするためには、前述の通り、最終冷間圧延での加工度を低く抑える必要があり、高強度化への対応が図れない。本発明は、｛１００｝集積度の板厚方向分布における平均値αを６０％以下としながら、図１（Ｂ）および図２（Ｂ）に示すような孔を得るものである。すなわち、本発明のシャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ系合金条では、板厚表層部の｛１００｝集積度を内部よりも低く（ＥＦを小さく）しているので、表層近傍では、スプレー噴射方向に対して水平方向へのエッチング速度が増すために、図１（Ｂ）に示すように、孔の縁がなめらかな断面形状が得られ、図２（Ｂ）に示すように、真円に近い孔を得ることができる。このように、スプレー噴射により孔を穿孔する場合、板厚方向での｛１００｝集積度の分布は、表層近傍が小さく、内部が高いほうが良好な孔断面形状が得られる。また、板厚方向の内側では｛１００｝集積度が高いためＥＦが高く、良好なエッチング穿孔性を得ることができる。
【０００９】
また、本発明では、板面での｛１００｝集積度の板厚方向分布における平均値αＡＶＥが６０％以下であるため、最終圧延での加工硬化の度合いが高く、したがって、強度を高めることができる。ここで、｛１００｝集積度とは、下記数１によって算出される。また、各結晶面の積分強度Ｉ（ｈｋｌ）はＸ線回折（以下ＸＲＤという。）により、それぞれ方位ピーク位置（２θ）の±３°の範囲における積分強度からバックグラウンドを引いた強度である。
【００１０】
【数１】
｛１００｝集積度（％）α＝
Ｉ（２００）／｛Ｉ（１１１）＋Ｉ（２００）＋Ｉ（２２０）＋Ｉ（３１１）｝×１００
【００１１】
また、板面での｛１００｝集積度の板厚方向分布における平均値αＡＶＥは下記数２で定義される。また、図３は、本発明における｛１００｝集積度の分布を示す図である。
【００１２】
【数２】
0003740105.tif 000002
【００１３】
実際には、平均値αＡＶＥは図４に示すように近似的に求めることができる。各合金の表面，およびスプレーエッチングで片面から１２μｍ（板厚の１０％相当）、３６μｍ（板厚の３０％相当）、６０μｍ（板厚の５０％相当）除去した面で、ＸＲＤを用いて測定した。
【００１４】
上記したような本発明の作用、効果を確実に得るためには、板厚の５０％までをエッチングで除去した後の面における｛１００｝集積度αｃの板面表面の｛１００｝集積度αｓに対する割合は、１．２以上であることが望ましい。
【００１５】
また、上記したシャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ系合金条はアンバー合金の範疇に入るものであるが、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金条は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金条よりさらに低熱膨張であり、また、強度も高くシャドウマスク用として優れていることから本発明の特徴の一つである。すなわち、本発明のシャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金条は、Ｎｉ：２８〜３４質量％、Ｃｏ：２〜７質量％、Ｍｎ：０．１〜１．０質量％を含有し、Ｃ：０．１０質量％以下、Ｓｉ：０．１質量％以下、Ａｌ：０．０５質量％以下、不可避的不純物およびＦｅ残部からなる組成を有し、板面での｛１００｝集積度の板厚方向分布における平均値αＡＶＥが６０％以下であり、かつ板厚の５０％までをエッチングで除去した後の｛１００｝集積度αｃが板面表面の｛１００｝集積度αｓよりも大きいことを特徴としている。なお、上記合金条ではＮｉと類似した作用を有するＣｏを添加することから、Ｎｉの含有量を２８〜３４質量％に減らしている。
【００１６】
上記のシャドウマスク用合金条も前記のものと同等の作用、効果を得ることができる。また、そのような本発明の作用、効果を確実に得るためには、板厚の５０％までをエッチングで除去した後の面における｛１００｝集積度αｃの板面表面の｛１００｝集積度αｓに対する割合は、１．２以上であることが望ましい。
【００１７】
シャドウマスクに用いられる条には、エッチング後の熱処理工程におけるシャドウマスクどうしの密着（焼付き）を防ぐことを目的として圧延面にダル目と称される凹凸模様が施される。このダル目模様は、例えばショット加工などにより表面に適当な凹凸加工を施された圧延ロール（以後ダルロールと称す）によって圧延することで得られる。圧延加工においては、加工度を高くするに従って表層部と内部とで変形量差が生じ、特に、ダルロールではブライトロールに比べて材料表面との摩擦力が高いためにその傾向が顕著である。本発明のシャドウマスク用合金条では、そのようなダルロールを用いて、最終の圧延加工度、ダルロールの直径を制御することで、表層部の｛１００｝集積度を低く制御した最適な｛１００｝集積度分布を得ることができる。
なお、本発明では上記のように成分を規定しているが、添加される元素はそのような成分に限定されるものではなく、ＮｉやＭｎ等の機能を損なわない限り任意の成分を含有することができる。また、請求項１はＦｅ−Ｎｉ系合金であるが、Ｎｉの添加に随伴して微量の（０．０２％以下）Ｃｏが含有される。したがって、Ｃｏが０．０２％以下で含まれる場合には、Ｆｅ−Ｎｉ系合金の範疇に含まれる。
【００１８】
【実施例】
次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
表１に示す組成の合金Ａ，Ｂを真空溶解にて溶製し、次にインゴットを熱間鍛造、熱間圧延した。この場合において、合金Ａは請求項１，２に規定する組成であり、合金Ｂは請求項３，４に規定する組成である。ついで表面の酸化スケール除去後に冷間圧延と焼鈍とを繰り返した後、最終冷間圧延を施し０．１２ｍｍ厚さの合金条を製造した。最終の冷間圧延の加工度とその冷間圧延で用いたダルロールの直径を表２に示した。また、各合金条の０．２％耐力を測定し、その結果を表２に併記した。さらに、各合金の表面，およびスプレーエッチングで片面から１２μｍ（板厚の１０％相当）、３６μｍ（板厚の３０％相当）、６０μｍ（板厚の５０％相当）除去した面で、ＸＲＤを用いて測定した。
【００１９】
【表１】
0003740105.tif 000003
【００２０】
得られた集積度を表２に併記した。また、それらの集積度から、板厚方向分布における平均値を図４に示すように厚さの０〜５０％までの深さの割合で近似的に求め、平均値αＡＶＥとして表２に併記した。さらに、表面の｛１００｝集積度αｓに対する板厚の中心における｛１００｝集積度αｃの割合を求め、その結果を表２に併記した。
【００２１】
【表２】
0003740105.tif 000004
【００２２】
次に、公知のフォトエッチング法によりこれら合金条の両面にフォトレジストを塗付し、そしてパターンを焼き付けて現像後、塩化第二鉄溶液を両面からスプレーすることにより穿孔し、シャドウマスクを作製した。得られたシャドウマスクを暗室内で透過光あるいは反射光による観察をおこないマスクムラの有無を確認した。マスクムラが発生した場合を「×」、発生しなかった場合を「○」、マスクムラの発生はあるが使用上問題ない場合を「△」として表２に併記した。さらに、測定した０．２％耐力からマスク強度を評価し、マスク強度が不充分な場合を「×」、充分な場合を「○」として表２に併記した。
【００２３】
表２から判るように、実施例では、４０％の最終加工を行ったために合金条の加工硬化が充分になされ、充分なマスク強度が得られた。また、加工度が高いため、｛１００｝集積度の板厚方向分布における平均値αＡＶＥが６０％以下となった。さらに、実施例では、直径が５０〜６０ｍｍのダルロールを用いたため、合金条の表層部の加工歪が大きくなり、表面の｛１００｝集積度αｓが小さくなり、αｃ／αｓが１を上回った。直径が６０ｍｍの実施例５〜６はマスクムラの発生はあったが使用上問題なく，直径が５０ｍｍの実施例１〜４はマスクムラが発生しなかった。また，いずれもマスク強度が充分だった。
【００２４】
これに対して、比較例７〜１０では、最終加工度が３０％と低く、板厚方向の｛１００｝集積度αの分布が６０％を超えるので、ロールの直径に係らずマスクムラは発生しなかった。しかしながら、最終加工度が低いため、マスク強度は不充分であった。なお、Ｂ合金の比較例８，１０のマスク強度はＡ合金の実施例１，２より高いが、高いマスク強度も要求されることのあるＢ合金としては不充分である。
一方、最終加工度を大きくした比較例１１，１２では、マスク強度が充分であったが、ロールの直径が大きいためにマスクムラが発生した。最終加工でのダルロールの直径が大きいと加工歪層が深くなるためにαｃ／αｓが小さくなり、その結果、マスクムラが発生する。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、板面での｛１００｝集積度の板厚方向分布における平均値αＡＶＥが６０％以下であり、かつ板厚の５０％までをエッチングで除去した後の面における｛１００｝集積度αｃが板面表面の｛１００｝集積度αｓよりも大きいから、高強度でかつマスクムラの発生を有効に防止することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  エッチングで穿孔した孔の断面形状を示す図である。
【図２】  エッチングで穿孔した孔の平面形状を示す図である。
【図３】  本発明における｛１００｝集積度の分布を示す図である。
【図４】  板面での｛１００｝集積度の板厚方向分布における平均値αＡＶＥを近似的に求める方法を示す線図である。
【図１】
0003740105.tif 000005
【図２】
0003740105.tif 000006
【図３】
0003740105.tif 000007
【図４】
0003740105.tif 000008