JPH0234527A - 網入板ガラスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、建築物や車両の窓に使用され、その装飾性を
出したり、板ガラスの強度を向上させると共に地震等の
災害時の破壊でガラス片が飛散するのを防止する目的で
広く実用に供されている網入板ガラスの製造方法に関す
るものである。

〔従来の技術〕

網入板ガラスを製造する方法は種々考案され、実用化さ
れているが、大別して１枚の溶融板ガラスの片面から連
続的に線または網を挿入する方法と２枚の溶融板ガラス
の間に連続して線または網を挿入して製造する方法があ
る。この内、本発明者が対象としているのは後者の２枚
の溶融板ガラス間に金属線を封入する製造方法に関する
ものである。挿入する金属線材は、−船釣に０．３〜０
．６ｍｍ径程度の金属線が使用されている。溶融板ガラ
ス内に金属線を挿入した後、冷却工程を経て６．８順か
１０ｍｍ厚の網入ガラスに仕上げられる。網入板ガラス
の製造に際し、熱膨張係数の小さいガラス中に比較的熱
膨張係数の大きい金属線を封入するので、種々問題が発
生することがある。先ず第一に、金属線の周囲に小さな
気泡が発生することがある。この原因は、１１００℃以
上の温度の溶融ガラスに金属線を封入するので、金Ｒｅ
表面に残留付着する伸線潤滑剤のような汚れは完全に除
去すべきことは当然で、金属線材中に炭素を多く含有し
ていても酸化燃焼してＣ０２ガスが発生し、金属線の周
囲に細かい気泡が出来る。従って、金属線素材中の炭素
量は低く管理されている＝（特公昭４２−１６９号公報
）。

次に、ガラスと金属線では熱膨張係数に差があり、冷却
過程で金属線の方がより収縮するので、金属線表面とガ
ラスとの境界面で引張り応力が働くことになる。この結
果、金属線周囲部のガラス内に微細な亀裂を生じること
がある。この亀裂が大きくなると、網入板ガラスの表面
から金属線を観察すると、亀裂が発生している箇所の金
属線が太く見えて線径が不均一となり、実用上問題なら
ないが、美観上好ましくないので著しく商品価値を落と
す。この亀裂発生を防止する手段としては、金属線中の
炭素量を低くすることにより、その抗張力を下げて、高
温ガラス内の金属線の変形能を大きくして、ガラスと金
属線との接合力で金属線を塑性変形させることにより内
部応力を解消し、金属線表面からガラス内部への亀裂を
防止しようとする方法や燐酸塩、はう酸塩を金属線表面
に前もって被覆しておき、金属線とガラスとの接合強度
を強くしようとするものがある＝（特公昭３８−２０３
７０号公報、特公昭４７−１４７４号公報）。また、高
温で易揮発性の被覆を形成しておき、ガラスに封入する
際、気化せしめてガラスと金属線間に薄いガス体層を設
けるようにしてガラスの内部応力を解放しようとする方
法（特公昭４６−９１５０号公報）や高温で易融性のホ
スホニトリル化合物のごとき皮膜を形成しておきガラス
と金属線間に軟質皮膜層を設けるようにして応力を解放
する方法が提汐されている＝（特公昭４６−９１５１号
公報）。

これらの技術は、金属線の変形抵抗を下げたり、ガラス
と金属線との接合力を向上させて、基本的に境界面での
剥離破壊発生を防止しようとするものとガラスと金属線
間にガス体層または軟質体層を設けて内部応力を解消し
ようとするものである。

しかし、上記技術では、２枚の溶融板ガラス間に金属線
を挿入する網入板ガラス製造方法において、ガラス内へ
の亀裂を完全に解消するには至っていないのが現状であ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記した２枚の溶融板ガラス間に金属線を挿
入する網入板ガラスの製造過程で発生する金属線表面周
囲に発生する気泡と、ガラスと金属線との接合力および
それぞれの熱膨張係数の差によって生じる金属線表面周
囲からガラス内部へ伝播する亀裂を抑制し、発生しても
外観土兄えなくする技術を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者は、網入板ガラスの製造過程で生じるガラスと
金属線間の現象について種々検討を行った結果、金属線
表面界面に発生する気泡には、三つの原因があることが
判明した。先ず、第一の原因は従来から公知となってい
る金属線素材中の炭素量が多い場合で、溶融ガラス温度
が高くなる程炭素が酸化され炭酸ガスを発生するもので
ある。

この原因による気泡は金属線表面全周から発生する。第
二の原因は、金属線の伸線加工時に使用する潤滑剤が表
面清浄処理工程で完全に除去出来ずに残留している場合
である。第三の原因は、金属線を溶融ガラスに封入する
時、金属線の温度も必然的に上昇し金属線表面に酸化ス
ケール層が生成する。溶融ガラス内でこの酸化スケール
層は溶融状態となり、ガラス化する過程で金属線がガラ
ス内を移動し、その軌跡に沿って気泡状に分散するもの
である。したがって、線周囲で発生する気泡をなくする
には、金属素材中の炭素量を低く抑え、表面清浄処理を
完全に実施することが不可欠である。そして、ガラス封
入前の線表面酸化を抑えて、生成スケール量を少なくす
ることも重要な要因である。

一方、金属線表面からガラス内へ伝播する微細な亀裂発
生は、ガラスと金属線の熱膨張率の差にのである。

本発明者が網入板ガラス内部の金属線表面周囲を観察調
査した結果、ガラス表面から肉眼観察では異常のない箇
所でも程度の差はあるが、顕微鏡観察では金属線表面周
囲部で微細な亀裂が発生していることが判明した。ガラ
ス表面から観察して金属線が太く見える程に亀裂が生じ
ている箇所では、亀裂伝播が大きいこともあるが、亀裂
の発生方向がガラス表面に平行して広がるように発生し
ているものである。表面から入った光がこの亀裂面で反
射するために、ガラス表面からはあたかも金属線が太く
なっているがごとく見えるものである。

この亀裂発生を防止するには、金属線周囲のガラスの強
度がガラスと金属線表面との接合力より大きくなるよう
な手段を講じることにより、理想的には冷却過程でガラ
スと金属線表面との境界に沿って剥離破壊が起こり、ガ
ラス内部への亀裂伝播をなくすることである。

実用設備での溶融板ガラスへ金属線を連続的に挿入する
過程では、金属線はガラス内を必然的に動く。溶融ガラ
ス内で金属線が移動すると溶融ガラスが高粘度であるた
め、移動軌跡が直ちに併合一体とならず、線表面の酸化
スケール層、表面処理皮膜層が低粘度溶融状態となって
いるので線の移動軌跡に流動し、金属線周囲に組成分の
不均一部を形成する原因となる。

製造段階で、ガラスに金属線を挿入直後に何等かの原因
で金属線がガラス表面に平行に往復移動した場合、ガラ
ス内の線周囲部の断面を顕微鏡で観察すると、金属線が
移動した軌跡に沿って成分の不均一部が出来ることが判
る。また、この部分にスケール等の微細な球状物が分散
することもある。このような状況下でガラスを冷却して
行くと、ガラスと金属線間に引張り応力が働いている環
境では、ガラスと金属線との接合力が不均一なこの部分
を起点として亀裂の伝播が発生することが多い。

また、本発明が対象としている２枚の溶融板ガラス間に
金属線を封入する網入板ガラスの製造方法では、金属線
を封入する際にガラス間の合わせ境界面に沿って、上記
した現象と同様に金属線表面で溶融状態になったスケー
ル等が流動し、ガラスの合わせ境界面に組成分の異なっ
た不均一部が生成する。当然、このような状態では冷却
過程で亀裂伝播が発生する頻度が高くなる。

以上述べた知見から、本発明者は２枚の溶融板ガラス間
に金属線を封入する際に発生する気泡およびガラスの亀
裂の外観欠陥を無くする手段として、伸線加工、焼鈍済
みの金属線表面を完全に清浄処理した後、封入工程で表
面酸化しないようにして、溶融板ガラスの一方へ金属線
を連続的に挿入しながら他方の溶融板ガラスを合わせる
か、２枚の溶融板ガラス間に金属線を挿入した後、第１
図に示すように金属線を一方のガラス板の方へ移動させ
ることにより、金属線表面がガラスの合わせ境界面から
少なくとも線径（Ｄ）の４分の１以上能れた位置（Ｘ）
になるようにすることによって、不均一組成分の濃度を
希釈出来、また、組成の不均一部が金属線の移動軌跡に
沿ってできるのでガラス表面に対して垂直となることを
発見した。

したがって、スケールの球状分散がガラス表面に対して
垂直となるので、外観上は見えなくなることを確認した
。また、不均一層が希釈されるので亀裂の発生も抑制さ
れる。例え、発生しても微細な亀裂となり、ガラス表面
に対して垂直方向となるので外観上置えなくなることを
発見した。本発明が対象としている網入板ガラスの製造
方法では、従来技術の封入前の金属線表面にガス体層や
軟質体層を形成するための被覆層を設ける方法では封入
後、ガラス板の合わせ面や金属線の移動軌跡に被覆物が
容易に流動するので、結果的に不均一部を助長して亀裂
発生の原因を大きくするもので逆効果となる。

本発明で使用する金属線の線径は０．３〜０．６　ｍｍ
のステンレス綱線、めっき鋼線等で、溶融ガラス内で炭
酸ガスを発生せず、ガラスとの接合力が比較的弱い表面
特性を持つものである。金属線をそのままかＩｉ網して
から溶融ガラスに封入する。表面をできるだけ酸化させ
ないように、例えば、不活性ガス雰囲気でシールしなが
ら溶融ガラス内に連続して封入する方がより効果的であ
る。設備上、大気雰囲気で封入せざるを得ないときは、
溶融ガラスの温度で金属線の温度も上昇し、金属線の表
面に酸化スケール層が生成する。このスケール層がガラ
ス内で完全にガラス化せずに残存すると美観よ好ましく
ないので、酸化防止とスケール層のガラス化を促進する
ために、燐酸塩またはほう酸塩を含む表面処理皮膜層を
設けてもよい。しかし、これら処理皮膜はガラス化を促
進するとともに金属線とガラスとの接合力を強くする働
きをするので出来るだけ少なくし、酸化スケールをガラ
ス化できる最小量とすべきである。封入時、金属線の張
力を調整するが、設備構造で金属線が一方のガラスの中
に侵入し、少なくとも金属線表面がガラスの合わせ境界
面から４分の１以上離れた位置になるようにＮ１整する
ことが最も重要である。この値より近い位置であると、
亀裂の発生を抑制する効果が発揮されず、亀裂の発生方
向がガラス表面に対して完全に垂直にならないことがあ
るので不十分である。また、金属線の位置がガラス内で
中心に位置していないと出来上がった網入板ガラスの湾
曲発生の原因となることがあるので金属線を侵入させる
方のガラス板厚を前もって厚くする方が好ましい。溶融
ガラスに封入した後は冷却、徐冷処理を行い網入板ガラ
スを製造するものである。

〔実施例〕

次に、実施例をもって具体的に本発明を説明する。

まず、供試材として、焼鈍済みの炭素０．００９％、５
ｉＯ００１％、＾１０．０２％を含む線径０．５　ｍｍ
の綱線を用いた。

アルカリ脱脂、酸洗処理工程で綱線の表面を清浄に処理
した後、封入時の表面酸化を防止する目的で、付着量１
．２　ｇ／ｍ”の燐酸カルシニウム塩処理皮膜を設けた
鋼線を使用した。

Ａ、第２図に示す設備で、両側のタンプツシ５１０゜１
０から所定厚みの溶融板状ガーラス２を連続的に送り、
その中央から綱線３を挿入して加温ロール間５を通して
送り、網入板ガラス１を製造した。即ち、上記の綱線３
を３１０２−７１．９％、＾１２０３−１．０％、　Ｃ
ａＯ−９，８％、　ＭｇＯ−４，３％、　Ｎａ、０−１
３．３％を含む温度１１００℃、し、併列された加温ロ
ール間５を通して封入線６の位置を合わせ境界面７上に
来るように調整した後、５９０度の徐冷処理を行い常温
まで冷却して厚みが６．８　ｍｍの網入板ガラス１を製
造した。

このガラス表面を研磨し、ガラス内部の綱線周囲の状況
を観察した。その結果１．線周囲のガラスに亀裂が発生
し、封入線６があたかも太くなったかの如く見えた。こ
の部分の断面を顕微鏡で観察すると、第３図に示すよう
なガラス表面に平行した亀裂９が発生していた。

Ｂ、Ａと同様にして、一方の溶融板ガラスの厚みを５ｍ
ａ＋とじて、供試材の綱線を挿入し、他方の溶融板ガラ
スの厚みを３關としてロールで合わせて網入板ガラスを
製造した。この時の綱線の表面位置は合わせ境界面から
Ｏｍ■となるように調整した。

このガラス表面を研磨し、ガラス内部の綱線周囲の状況
を観察した。その結果、ガラス表面からの肉眼観察でも
綱線が太く見えるほどに亀裂が発生し、断面を顕微鏡で
観察したところ綱線周囲のガラスに第４図に示すような
亀裂９がガラス表面に平行して発生していた。

Ｃ，Ａと同様にして、一方の溶融板ガラスの厚みを４．
５　ｍｍとして、供試材の綱線を挿入し、他方の溶融板
ガラスの厚みを３．５　ｍｍとしてロールで合わせて網
入板ガラスを製造した。

この時の綱線の表面位置は合わせ境界面７からｌ　ｍｍ
となるように調整した。

このガラス表面を研磨し、ガラス内部の綱線周囲の状況
を観察した。その結果、ガラス表面からの肉眼観察では
全く異常は認められなかったが、断面を顕ｗＩ鏡で観察
したところ綱線周囲のガラスに第５図に示すような微細
な亀裂９がガラス表面に斜めに発生していた。

なお、図中８は綱線が溶融板ガラス内へ侵入した時の侵
入跡を示す。

Ｄ、　Ａと同様にして、一方の溶融板ガラスの厚みを５
ｍｍとして、供試材の綱線を挿入し、他方の溶融板ガラ
スの厚みを３鮒としてロールで合わせて網入板ガラスを
製造した。

この時の綱線の表面位置は合わせ境界面７から２１１１
１１１となるように調整した。

このガラス表面を研）し、ガラス内部の綱線周囲の状況
を観察した。その結果、ガラス表面からの肉眼観察では
全く異常は認められず、断面を顕微鏡で観察した場合も
綱線周囲に大きな亀裂はなく、微細な亀裂９が第６図に
示すように発生していた。

Ｅ、　Ａと同様にして、一方の溶融板ガラスの厚みを６
卸として、供試材の綱線を挿入し、他方の溶融板ガラス
の厚みを２　ｍｍとしてロールで合わせて網入板ガラス
を製造した。

この時の綱線の表面位置は合わせ境界面７から３ｍｍと
なるように調整した。

このガラス表面を研磨し、ガラス内部の綱線周囲の状況
を観察した。その結果、ガラス表面からの肉眼観察では
全く異常は認められず、断面を顕微鏡で観察した場合も
綱線周囲に亀裂はほとんどなく、第７図に示すような状
態であった。

この実施例からも、２枚のガラス板の合わせ境界面に封
入線が接触している場合、またはガラスと綱線との接合
力による応力が強く働いている範囲にある場合に亀裂が
大きくなり、ガラス表面に対して平行して発生しやすい
ことが判った。

〔発明の効果〕

以上説明したように、２枚の溶融板ガラス間に金属線を
連続的に挿入し、網入板ガラスを製造する際、前記金属
線の位置をガラス間の合わせ境界面から離すことにより
、封入線の周囲に発生する亀裂を抑制し、発生する亀裂
の方向がガラス表面に対して垂直とすることが出来る。

このことにより、ガラス表面からは気泡や亀裂が全く見
えなくなるので従来、著しく商品価値をなくしていたが
、この技術を採用することにより成品品質を向上するこ
とが出来るので、産業的効果が極めて顕著である。

４、図の簡単な説明 第１図は、本発明のガラスの合わせ境界面と封入線との
関係を示す図であり、第２図は網入板ガラスを製造する
封入工程設備の概略−細断面図であり、第３〜７図は封
入後の綱線周囲の断面を夫々示す図である。

１・・・網入板ガラス、２・・・溶融ガラス、３・・・
綱線、　　　　４・・・不活性雰囲気ガイド、５・・・
送りロール、　６・・・封入線、７・・・ガラスの合わ
せ境界面、 ８・・・綱線の侵入跡、９・・・亀裂、１０・・・タン
デッシニ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２枚の溶融板ガラスの間に金属線を封入するに際し、前
   記金属線を前記溶融板ガラスの一方の、前記溶融板ガラ
   スの合せ境界面から前記金属線の直径の４分の１以上離
   れた位置に封入することを特徴とする網入板ガラスの製
   造方法。