JPH11106893A - シャドウマスクの黒化処理方法 - Google Patents
シャドウマスクの黒化処理方法Info
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- JPH11106893A JPH11106893A JP28441397A JP28441397A JPH11106893A JP H11106893 A JPH11106893 A JP H11106893A JP 28441397 A JP28441397 A JP 28441397A JP 28441397 A JP28441397 A JP 28441397A JP H11106893 A JPH11106893 A JP H11106893A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シャドウマスク材の引張強度の低下をおこす
ことなく、Ｆｅ3 Ｏ4 を主体とする黒色酸化膜を確実に
形成する。 【解決手段】 低炭素鋼から成るシャドウマスク材を、
連続式黒化炉１の加熱室３において、ＣＯ濃度が０．３
〜３％（容積）であり露点が３０℃以下である発熱型変
成ガス雰囲気中で、５００℃以下の温度に加熱して、前
記シャドウマスク材の表面に黒色酸化膜を形成する。
ことなく、Ｆｅ3 Ｏ4 を主体とする黒色酸化膜を確実に
形成する。 【解決手段】 低炭素鋼から成るシャドウマスク材を、
連続式黒化炉１の加熱室３において、ＣＯ濃度が０．３
〜３％（容積）であり露点が３０℃以下である発熱型変
成ガス雰囲気中で、５００℃以下の温度に加熱して、前
記シャドウマスク材の表面に黒色酸化膜を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、アルミキルド鋼
やリムド鋼などの低炭素鋼から成るシャドウマスク材に
黒化処理をおこなう処理方法に関する。
やリムド鋼などの低炭素鋼から成るシャドウマスク材に
黒化処理をおこなう処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】カラーブラウン管に用いられるアルミキ
ルド鋼やリムド鋼などの高純度の低炭素鋼板を素材とす
るシャドウマスクは、防錆、放熱、電子ビームの散乱防
止などの目的で、その表面にＦｅ3 Ｏ4 （四三酸化鉄）
を主成分とする黒色酸化膜を形成することがおこなわれ
ている。
ルド鋼やリムド鋼などの高純度の低炭素鋼板を素材とす
るシャドウマスクは、防錆、放熱、電子ビームの散乱防
止などの目的で、その表面にＦｅ3 Ｏ4 （四三酸化鉄）
を主成分とする黒色酸化膜を形成することがおこなわれ
ている。
【０００３】そして低炭素鋼板材に対するこの黒色酸化
膜形成の方法としては、たとえば特開昭６４−３４９２
号公報に従来の黒化炉における処理条件として「Ｃ
Ｏ2 ，ＣＯの混合ガス中で約５８０℃に加熱する。」と
開示されているように、発熱型変成ガス雰囲気中で５０
０℃を越える温度で加熱するのが一般的であった。
膜形成の方法としては、たとえば特開昭６４−３４９２
号公報に従来の黒化炉における処理条件として「Ｃ
Ｏ2 ，ＣＯの混合ガス中で約５８０℃に加熱する。」と
開示されているように、発熱型変成ガス雰囲気中で５０
０℃を越える温度で加熱するのが一般的であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記の加熱条
件により黒化処理をおこなうと、その５００℃を越える
処理温度のため、黒化処理後のシャドウマスク材の引張
強度が大巾に低下してしまい、この黒化処理したシャド
ウマスク材を張力をかけつつマスクフレームに溶接する
際に伸びが生じ、シャドウマスク材に穿設した電子ビー
ム通過孔の位置ずれや平面度の低下をきたし、色ずれな
どカラーブラウン管性能低下の原因となる。またシャド
ウマスク材をマスクフレームに溶接後、弾性支持アーム
により張力を印加する張力印加型シャドウマスクにおい
ても、同様な問題を生じる。
件により黒化処理をおこなうと、その５００℃を越える
処理温度のため、黒化処理後のシャドウマスク材の引張
強度が大巾に低下してしまい、この黒化処理したシャド
ウマスク材を張力をかけつつマスクフレームに溶接する
際に伸びが生じ、シャドウマスク材に穿設した電子ビー
ム通過孔の位置ずれや平面度の低下をきたし、色ずれな
どカラーブラウン管性能低下の原因となる。またシャド
ウマスク材をマスクフレームに溶接後、弾性支持アーム
により張力を印加する張力印加型シャドウマスクにおい
ても、同様な問題を生じる。
【０００５】そこで上記の引張強度の低下を避けるため
に、処理温度を５００℃以下に下げることが考えられる
が、この場合は引張強度の低下は改善されるものの、シ
ャドウマスク材に被着生成する酸化膜は、Ｆｅ2 Ｏ3 を
主体とする赤錆状のものとなり、素地から脱落しやすい
だけでなく、防錆、放熱、電子ビームの散乱防止などの
本来の目的を到底達成できない。
に、処理温度を５００℃以下に下げることが考えられる
が、この場合は引張強度の低下は改善されるものの、シ
ャドウマスク材に被着生成する酸化膜は、Ｆｅ2 Ｏ3 を
主体とする赤錆状のものとなり、素地から脱落しやすい
だけでなく、防錆、放熱、電子ビームの散乱防止などの
本来の目的を到底達成できない。
【０００６】この発明は上記従来の問題点を解決しよう
とするもので、シャドウマスク材の引張強度の低下をお
こすことなく、Ｆｅ3 Ｏ4 を主体とする黒色酸化膜を確
実に形成できる、シャドウマスクの黒化処理方法を提供
しようとするものである。
とするもので、シャドウマスク材の引張強度の低下をお
こすことなく、Ｆｅ3 Ｏ4 を主体とする黒色酸化膜を確
実に形成できる、シャドウマスクの黒化処理方法を提供
しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明のシャドウマス
クの黒化処理方法は、低炭素鋼から成るシャドウマスク
材を、ＣＯ濃度が０．３〜３％（容積）であり露点が３
０℃以下である発熱型変成ガス雰囲気中で、５００℃以
下の温度に加熱して、前記シャドウマスク材の表面に黒
色酸化膜を形成することを特徴とする。
クの黒化処理方法は、低炭素鋼から成るシャドウマスク
材を、ＣＯ濃度が０．３〜３％（容積）であり露点が３
０℃以下である発熱型変成ガス雰囲気中で、５００℃以
下の温度に加熱して、前記シャドウマスク材の表面に黒
色酸化膜を形成することを特徴とする。
【０００８】この発明においては、発明者が研究の結果
得た知見に基づき、発熱型雰囲気ガスの組成および露点
を限定しているが、以下にその限定理由について述べ
る。
得た知見に基づき、発熱型雰囲気ガスの組成および露点
を限定しているが、以下にその限定理由について述べ
る。
【０００９】すなわち、黒化処理温度を５００℃以下と
することにより、シャドウマスク材の引張強度低下を阻
止することができるのであるが、５００℃以下の温度に
おいては雰囲気を弱還元性に維持して反応速度を抑制し
ないとＦｅ2 Ｏ3 が生成しやすいことが確認されたの
で、先ず発熱形変成ガスの組成中のＣＯ濃度は０．３〜
３％（容積）に限定した。上記ＣＯ濃度が３％を越える
と反応（酸化）速度が過度に抑制され、処理時間がかか
り生産性が劣り、また０．３％未満とすると、変成ガス
製造過程における酸素が残留しているおそれがあり、緻
密な黒色酸化膜の形成および酸化膜厚などの黒化処理の
正確な制御が困難となるからである。
することにより、シャドウマスク材の引張強度低下を阻
止することができるのであるが、５００℃以下の温度に
おいては雰囲気を弱還元性に維持して反応速度を抑制し
ないとＦｅ2 Ｏ3 が生成しやすいことが確認されたの
で、先ず発熱形変成ガスの組成中のＣＯ濃度は０．３〜
３％（容積）に限定した。上記ＣＯ濃度が３％を越える
と反応（酸化）速度が過度に抑制され、処理時間がかか
り生産性が劣り、また０．３％未満とすると、変成ガス
製造過程における酸素が残留しているおそれがあり、緻
密な黒色酸化膜の形成および酸化膜厚などの黒化処理の
正確な制御が困難となるからである。
【００１０】また発熱形変成ガス中の水分量が多いと酸
化が促進されＦｅ2 Ｏ3 が生成しやすいことが確認され
たので、発熱形変成ガス雰囲気の露点を３０℃以下に限
定した。この露点が３０℃を越えると、Ｆｅ2 Ｏ3 が生
成しやすく、Ｆｅ3 Ｏ4 の生成が阻害されるからであ
る。なおこの露点は、さらに好ましくは１０〜２５℃と
するのがよく、露点を２５℃以下とすることによりＦｅ
3 Ｏ4 の生成が一層確実となり、また１０℃未満とする
ためには発熱型ガス発生装置からの生成ガスに冷凍脱水
など高度の脱水処理を施す必要がありガス製造コストが
かさみ好ましくないからである。
化が促進されＦｅ2 Ｏ3 が生成しやすいことが確認され
たので、発熱形変成ガス雰囲気の露点を３０℃以下に限
定した。この露点が３０℃を越えると、Ｆｅ2 Ｏ3 が生
成しやすく、Ｆｅ3 Ｏ4 の生成が阻害されるからであ
る。なおこの露点は、さらに好ましくは１０〜２５℃と
するのがよく、露点を２５℃以下とすることによりＦｅ
3 Ｏ4 の生成が一層確実となり、また１０℃未満とする
ためには発熱型ガス発生装置からの生成ガスに冷凍脱水
など高度の脱水処理を施す必要がありガス製造コストが
かさみ好ましくないからである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下図１によりこの発明の実施の
形態の一例を説明する。図１はこの発明の方法の実施に
使用する連続式黒化炉１のブロック図であり、被処理品
搬送用の図示しないハースローラ（チェーンコンベヤを
用いてもよい）が貫通配設された炉本体内に、炉入口側
から入側パージ室２、黒色酸化膜形成用の加熱室３、冷
却室４、出側パージ室５を設けて成る。
形態の一例を説明する。図１はこの発明の方法の実施に
使用する連続式黒化炉１のブロック図であり、被処理品
搬送用の図示しないハースローラ（チェーンコンベヤを
用いてもよい）が貫通配設された炉本体内に、炉入口側
から入側パージ室２、黒色酸化膜形成用の加熱室３、冷
却室４、出側パージ室５を設けて成る。
【００１２】６はＣＯ濃度０．３〜３％（容積）の発熱
型変成ガスを製造する発熱形ガス発生装置で、該発生装
置で製造された露点約４０℃の発熱型ガスは、冷凍機式
のクーラ７における冷却により露点を調整されて加熱室
３内に供給される。加熱室３内の雰囲気の露点は、露点
検出器８により検出され、クーラ７における冷媒流量制
御により、前記供給ガスの露点が調整され、炉内雰囲気
ガスの露点は３０℃以下の所定値に制御される。
型変成ガスを製造する発熱形ガス発生装置で、該発生装
置で製造された露点約４０℃の発熱型ガスは、冷凍機式
のクーラ７における冷却により露点を調整されて加熱室
３内に供給される。加熱室３内の雰囲気の露点は、露点
検出器８により検出され、クーラ７における冷媒流量制
御により、前記供給ガスの露点が調整され、炉内雰囲気
ガスの露点は３０℃以下の所定値に制御される。
【００１３】９は加熱室３内加熱用のラジアントチュー
ブ（電気ヒータでもよい）から成るヒータであり、図示
しない炉内温度検出手段と公知の温度制御装置により、
加熱室３内の温度は５００℃以下の所定値に維持され
る。また、１０は水冷式クーラで、これによって冷却室
４内の温度は約１５０℃に維持される。
ブ（電気ヒータでもよい）から成るヒータであり、図示
しない炉内温度検出手段と公知の温度制御装置により、
加熱室３内の温度は５００℃以下の所定値に維持され
る。また、１０は水冷式クーラで、これによって冷却室
４内の温度は約１５０℃に維持される。
【００１４】上記構成の連続式黒化炉１により黒化処理
をおこなうには、先ず処理対象物として、リムド鋼ある
いはアルミキルド鋼を素材とする板厚０．１５mm程度の
低炭素鋼薄板に、通常のフォトエッチング法により所定
の直径寸法の多数個の孔を穿孔したシャドウマスク材を
用意し、これを多段ケージに収容して、連続式黒化炉１
内に装入し炉内搬送する。
をおこなうには、先ず処理対象物として、リムド鋼ある
いはアルミキルド鋼を素材とする板厚０．１５mm程度の
低炭素鋼薄板に、通常のフォトエッチング法により所定
の直径寸法の多数個の孔を穿孔したシャドウマスク材を
用意し、これを多段ケージに収容して、連続式黒化炉１
内に装入し炉内搬送する。
【００１５】入側パージ室２を経て加熱室３内に装入さ
れたシャドウマスク材に対して、ＣＯ濃度が０．３〜３
％（容積）でありかつ露点が３０℃以下に維持された発
熱型変成ガス雰囲気中で、５００℃以下の加熱を、約２
０〜２００分間おこなう。これによってシャドウマスク
材の表面には、黒色で緻密なＦｅ3 Ｏ4 を主成分とする
黒色酸化膜が形成される。
れたシャドウマスク材に対して、ＣＯ濃度が０．３〜３
％（容積）でありかつ露点が３０℃以下に維持された発
熱型変成ガス雰囲気中で、５００℃以下の加熱を、約２
０〜２００分間おこなう。これによってシャドウマスク
材の表面には、黒色で緻密なＦｅ3 Ｏ4 を主成分とする
黒色酸化膜が形成される。
【００１６】その後シャドウマスク材を、室温が１５０
℃程度に維持された冷却室４に搬送して約５〜１０分間
の冷却をおこなったのち、出側パージ室５を経て炉外に
送出して黒化処理をおえる。
℃程度に維持された冷却室４に搬送して約５〜１０分間
の冷却をおこなったのち、出側パージ室５を経て炉外に
送出して黒化処理をおえる。
【００１７】得られた黒化処理品は、５００℃以下の加
熱工程によるものであるため黒化処理後においてもシャ
ドウマスク材の引張強度の低下は殆どなく、また表面に
形成された黒色酸化膜はＦｅ2 Ｏ3 分を殆ど含まないた
め緻密で耐久性に富み、輻射率が０．６〜０．７程度と
すぐれた黒色度を有し、カラーブラウン管用に好適なシ
ャドウマスクとして用いることができる。
熱工程によるものであるため黒化処理後においてもシャ
ドウマスク材の引張強度の低下は殆どなく、また表面に
形成された黒色酸化膜はＦｅ2 Ｏ3 分を殆ど含まないた
め緻密で耐久性に富み、輻射率が０．６〜０．７程度と
すぐれた黒色度を有し、カラーブラウン管用に好適なシ
ャドウマスクとして用いることができる。
【００１８】
【実施例】次に実施例および比較例によって、この発明
をさらに詳細に説明する。
をさらに詳細に説明する。
【００１９】［実施例］アルミキルド鋼（Ｃ含有率＝
０．０５重量％）を素材とし外形寸法８００×６５０m
m、板厚０．０３mmの薄鋼板に多数個の孔を穿孔して成
るシャドウマスク材に対して、連続式黒化炉１の加熱室
３において、ＣＯ＝０．５％（容積），ＣＯ2 ＝１０％
（容積），Ｎ2 ＝残部の組成を有し、露点２５℃の発熱
型変成ガス雰囲気中で、４５０℃の加熱を６０分間おこ
なった。
０．０５重量％）を素材とし外形寸法８００×６５０m
m、板厚０．０３mmの薄鋼板に多数個の孔を穿孔して成
るシャドウマスク材に対して、連続式黒化炉１の加熱室
３において、ＣＯ＝０．５％（容積），ＣＯ2 ＝１０％
（容積），Ｎ2 ＝残部の組成を有し、露点２５℃の発熱
型変成ガス雰囲気中で、４５０℃の加熱を６０分間おこ
なった。
【００２０】得られた処理品の表面には、厚さ０．４μ
ｍのＦｅ3 Ｏ4 から成る緻密な黒色酸化膜（Ｆｅ2 Ｏ3
含有量＝０％）が形成され、その輻射率は０．６であっ
た。
ｍのＦｅ3 Ｏ4 から成る緻密な黒色酸化膜（Ｆｅ2 Ｏ3
含有量＝０％）が形成され、その輻射率は０．６であっ
た。
【００２１】［比較例１］実施例と同じシャドウマスク
材に対して、加熱室３において、実施例と同じ組成の雰
囲気ガスを用い、露点５３℃の雰囲気中で、４８０℃の
加熱を２０分おこなったところ、得られた処理品の表面
の酸化膜は、露点が高いためＦｅ2 Ｏ3 が３０％（重
量）を占め（Ｆｅ3 Ｏ4 ＝７０％）、膜厚０．１μｍの
褐色の酸化膜で、その輻射率は０．２と極めて低かっ
た。
材に対して、加熱室３において、実施例と同じ組成の雰
囲気ガスを用い、露点５３℃の雰囲気中で、４８０℃の
加熱を２０分おこなったところ、得られた処理品の表面
の酸化膜は、露点が高いためＦｅ2 Ｏ3 が３０％（重
量）を占め（Ｆｅ3 Ｏ4 ＝７０％）、膜厚０．１μｍの
褐色の酸化膜で、その輻射率は０．２と極めて低かっ
た。
【００２２】［比較例２］加熱室３の雰囲気の露点を３
５℃と下げ、その他は比較例１と同じ加熱温度（４５０
℃）で実施例と同時間（６０分）の加熱をおこなったと
ころ、得られた処理品の表面の酸化膜は、Ｆｅ2 Ｏ3 を
１０％含み（Ｆｅ3 Ｏ4 ＝９０％）、赤錆分が黒色酸化
膜中に点在する膜厚０．６μｍの酸化膜であり、その輻
射率は０．５と低かった。
５℃と下げ、その他は比較例１と同じ加熱温度（４５０
℃）で実施例と同時間（６０分）の加熱をおこなったと
ころ、得られた処理品の表面の酸化膜は、Ｆｅ2 Ｏ3 を
１０％含み（Ｆｅ3 Ｏ4 ＝９０％）、赤錆分が黒色酸化
膜中に点在する膜厚０．６μｍの酸化膜であり、その輻
射率は０．５と低かった。
【００２３】この発明は上記の例に限定されるものでは
なく、たとえば黒化炉の構成や発熱型変成ガスの組成な
どは、上記以外のものとしてもよい。
なく、たとえば黒化炉の構成や発熱型変成ガスの組成な
どは、上記以外のものとしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
低炭素鋼から成るシャドウマスク材に対して、シャドウ
マスク材の引張強度の低下をおこすことなく、Ｆｅ3 Ｏ
4 を主体とする緻密な黒色酸化膜を確実に形成すること
ができる。
低炭素鋼から成るシャドウマスク材に対して、シャドウ
マスク材の引張強度の低下をおこすことなく、Ｆｅ3 Ｏ
4 を主体とする緻密な黒色酸化膜を確実に形成すること
ができる。
【図１】この発明の方法に用いる連続式黒化炉の一例を
示すブロック線図である。
示すブロック線図である。
１…連続式黒化炉、３…加熱室、６…ガス発生装置、７
…クーラ、８…露点検出器、９…ヒータ。
…クーラ、８…露点検出器、９…ヒータ。
Claims (1)
- 【請求項１】 低炭素鋼から成るシャドウマスク材を、
ＣＯ濃度が０．３〜３％（容積）であり露点が３０℃以
下である発熱型変成ガス雰囲気中で、５００℃以下の温
度に加熱して、前記シャドウマスク材の表面に黒色酸化
膜を形成することを特徴とするシャドウマスクの黒化処
理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28441397A JPH11106893A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | シャドウマスクの黒化処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28441397A JPH11106893A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | シャドウマスクの黒化処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11106893A true JPH11106893A (ja) | 1999-04-20 |
Family
ID=17678248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28441397A Pending JPH11106893A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | シャドウマスクの黒化処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11106893A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013173977A (ja) * | 2012-02-24 | 2013-09-05 | Jfe Steel Corp | 金属材料の表面処理方法および金属材料 |
| CN108070818A (zh) * | 2018-02-26 | 2018-05-25 | 江门市日盈不锈钢材料厂有限公司 | 一种黑化设备 |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP28441397A patent/JPH11106893A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013173977A (ja) * | 2012-02-24 | 2013-09-05 | Jfe Steel Corp | 金属材料の表面処理方法および金属材料 |
| CN108070818A (zh) * | 2018-02-26 | 2018-05-25 | 江门市日盈不锈钢材料厂有限公司 | 一种黑化设备 |
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