JPS6036349A - ガラス組成物 - Google Patents

ガラス組成物

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JPS6036349A
JPS6036349A JP14406483A JP14406483A JPS6036349A JP S6036349 A JPS6036349 A JP S6036349A JP 14406483 A JP14406483 A JP 14406483A JP 14406483 A JP14406483 A JP 14406483A JP S6036349 A JPS6036349 A JP S6036349A
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JP
Japan
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less
glass
softening point
steel plate
composition
Prior art date
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Pending
Application number
JP14406483A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiko Okuyama
奥山 雅彦
Kazuo Kondo
和夫 近藤
Yoshimasa Shibata
柴田 良昌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Tokushu Togyo KK
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Nippon Tokushu Togyo KK
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Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd, Nippon Tokushu Togyo KK filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
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Publication of JPS6036349A publication Critical patent/JPS6036349A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/062Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
    • C03C3/064Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

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】 本発明は低軟化点を有する低熱膨張性ガラス組成物に関
するものであり、特にトランス鉄心用の珪素鋼板の表面
に形成する絶縁被膜として好適なガラス組成物に関する
ものである。
従来、トランスのエネルギー効率を向上する方法の一つ
として、トランスの鉄心に引張り応力を付加することが
有効と確認されており、その方策として鉄心の珪素鋼板
を脱炭処理したのち、その表面にMgO粉末を焼付けて
反応させ、厚さ5μm程度の膜を発生させて引張り応力
を付加させたり、更にそれを5i02−H3POif溶
液に浸漬して乾燥後、焼成して厚さ3μm程度の膜を生
成させて、引張り応力を付加する方法が採知されている
これらの被膜形成珪素鋼板に発生している引張り応力は
前者品で0.3kg/*:であり、後者品でO9b〜0
.7 kg / 1111程度であり、それぞれにトラ
ンスのエネルギー効率を向上させているが、満足すべき
ものでなかった。
故に、より向上したトランスのエネルギー効率とするた
めに、従来より大きな引張り応力を付加することが要望
されていた。
発明者等は、係る要請に対して鋭意検討の結果、熱膨張
係数が20 x 10−77”c以下のガラスで被膜を
形成することによって従来より大きな引張り応力を付加
することができることを見い出し、特願昭57−231
309号発明において鋼板面に7 熱膨張係数20xlO/”c以下のCu1O−B、03
−AI、03−3in2系を主成分とする低熱膨張ガラ
スを、平均粒径2μm以下のガラスフリットとして塗布
し、温度1200℃以下の中性雰囲気中で焼付け、厚さ
5μm以下のガラス質の被膜を形成することにより鋼板
に0.8〜1.0kg / 璽!の引張り応力を付加す
る方法を提案した。
上記発明において、焼付は温度の上限を1200℃とし
たのは、鋼板の耐熱性を考慮したためであるに過ぎない
。従って、上記発明の明細書中に例示したガラスの焼付
は温度はいずれも1050℃以上の高温であった。しか
しながら、一般に鋼板は1100℃以上になると結晶相
の変化が起こり、特に特殊な結晶相を持つトランス鉄心
用方向性珪素鋼板の場合、結晶配列が変化すると共に鉄
損が小さいこと等の優れた緒特性が劣化する傾向にある
ので、これを防止するためには鋼板へのガラス焼付けは
1100℃以下望ましくはI 000 ’C以下の温度
で短時間で行わなければならない。このような焼付は条
件で容易に焼付けるためには軟化点が低く望ましくは7
00°C以下更に望ましくは660℃以下で且つ軟化点
以上の温度において粘度の低いガラスを使用しなければ
ならない。発明者等ばCu20−B203−A I、O
,−3i O2系で適当な組成を有するガラスであれば
、温度1000℃以下、保持時間数分の条件で珪素鋼板
面に焼付けることができ、加えて鋼板にl kg / 
mn2以上の引張り応力を付加することもできることを
見い出した。
本発明は上記の知見に基づいてなされたもので、その要
旨とするところは、S iOz 30〜65mo1%、
B O11〜45mo1%、A1.LO35〜λ 3 15 mo1%及びCu、 010〜20 mo1%か
らなることを特徴とするガラス組成物に存する。
以下各成分の含有量を上記のように限定した理由を説明
する。
SiO□は、後述のCu2Oと共にガラスの熱膨張係数
を下げるために欠くことのできないものであるが、65
mo1%を超えると軟化点が700℃以上となり、10
00℃以下の温度での焼付けは困難となる。他方、30
mo1%に満たないと熱膨張係数が大きくなり、所望の
引張り応力を得ることができず、また耐水性に悪影響を
及ぼすので、その含有量を30〜65mo1%とした。
B2O3はガラスの熱特性と密接な関係があり、含有量
が増すと共に軟化点が下がり、ひいては低温での焼付け
を容易にするが、45mo1%を超えると失透傾向が増
大するうえ耐水性も悪くなり、他方11mo1%に満た
ないと軟化点が700℃以下となりにくいのでその含有
量を11〜45mo1%とした。就中、B工o3が軟化
点等熱特性を下げる効果の著しいのは25mo1%まで
であり、耐水性、耐失透性、熱膨張係数等を考慮すると
最も好ましい含有量は15〜25111o1%である。
Al2O3は耐失透性、耐水性及び電気絶縁性を向上さ
せるが5 mo1%未満ではその効果′に乏しく、15
 mo1%を超えると軟化点が高くなるのでその含有量
を5〜l 5 mo1%とした。
Cu、Oは前述の通り、S i02同様熱膨張係数を下
げる効果を生じるが、10 mo1%未満ではその効果
に乏しく、20mo1%を超えると失透傾向が増大する
のでその含有量を10〜20mo1%とじた。
本発明ガラス組成物は上記必須成分のみから成る場合で
も、本発明の効果を奏するが、必要に応じて他の成分を
選択的に添加しても良い。但し必須成分の含量が85m
o1%に満たないと低膨張、低軟化点、易濡れ性、低粘
性等の被膜材料としての本発明の効果を十分に奏するこ
とができないので、必須成分の含量を85 no1%以
上とし、残部を選択成分の含量としなければならない。
選択成分とし好ましいのはPl 05− 、V、’0r
XNa、0PbO,SnO2及びZnOである。P2O
5は軟化点を下げるが、5 mo1%を超えると失透傾
向が増す。V、、 O,は軟化点を下げ、軟化点以上の
温度での粘度の低下を促進するが、2 mo1%を超え
るとガラスの電気絶縁性を著しく低下させる。
Na> Oも軟化点を下げるが、熱膨張係数を急激に増
加させるため2 mo1%を超えると熱膨張係数を40
xlO/”c以下に抑制し難く、本発明の目的に適さな
い。pboは軟化点を下げる効果を生じるが、5 mo
1%を超えると失透傾向が著しい。
S n Ozは軟化点以上の温度における粘度を下げる
働きをするが、3 mo1%を超えると失透傾向が著し
い。ZnOはCuρと置換させることによって軟化点を
下げるが、Cu2Oとの含量が15mo1%に満たない
とその効果に乏しく、含量が25mo1%を超えるか又
はZnOのみで10mo1%を超える場合は熱膨張係数
が増大する。
本発明ガラス組成物を珪素鋼板面に被着するには先ず本
発明ガラス組成物を溶融し、急冷後粉砕のガラスフリッ
トとし、沈降法、スプレー法、ディッピング法等常法に
従って鋼板面に塗布する。
ここで沈降法とは例えば適当な有機溶剤中にガラスフリ
ットを分散させ、その中に鋼板を浸漬して、鋼板表面に
ガラスを沈降させ、溶剤が蒸発した後鋼板を取り出す方
法である。スプレー法とはガラスフリットを分散させた
溶液をスプレーにより鋼板上へ噴霧し、その後滓渣を蒸
発させることにより塗布する方法である。ディッピング
法とはガラ次にガラスが塗布された鋼板を、温度800
〜1000℃で鋼板が酸化されない中性雰囲気中に数分
間保持した後、放冷することによって鋼板にガラス被膜
を焼付ける。このようにして表面に本発明ガラス組成物
を被着させた鋼板は1 kg / 璽:以上の引張り応
力が付加されている。
また本発明ガラス組成物は珪素鋼表面の5in2−P、
O,被膜との濡れ性及び反応性が良いことから珪素鋼と
の接着強度が高く剥離の可能性が小さい。更にまた本発
明ガラス組成物はトランス鉄心用の珪素鋼板の表面に形
成する絶縁被膜としての実用上満足できる電気絶縁性を
有している。
以下実施例を示すが、本発明はその要旨を超えない限り
これに限定されるものではない。
実施例 酸化物に換算して、第1表又は第2表に示すガラス組成
となるようニS + OZ 、H3B O3、A I 
(OH) 、CII z O、H3P O/IL 、V
:b 0゜3・ Na2Co3、PbO,SnO2及びZnOを秤量し、
雷潰機にて均一混合した後、アルミナ坩堝に入れ、大気
中温度1500℃で3時間溶融し、融液を水中に落下し
ガラス塊を得、これをアルミナ製ボールミルで平均粒径
1μmまで粉砕することによってガラスフリントを製作
した。ガラスフリットの室温〜400℃の温度範囲にお
ける熱膨張係数と軟化点を第1表及び第2表に示す。
別途、脱炭処理が施され、表面にSiO−λ P2O5被膜を持つ珪素鋼とイソプロピルアルコール9
0重量%、酢酸エチル10重量%に調製された混合溶液
とを用意しておき、混合溶液中にガラスフリットを分散
させ、その溶液中に鋼板を浸漬して鋼板表面にガラスフ
リットを沈降させ、溶液が蒸発した後鋼板を取り出し乾
燥した。鋼板表面に堆積したガラスフリットの厚さは約
5μmであった。次いで鋼板をN2雰囲気中昇温速度3
00”C/hrテ900 ”c、 950″C又は10
00’cまで昇温し、同温度で1分間保持することによ
って鋼、板にガラスを焼き付けることを試みた。第1表
及び第2表の焼付は状態において○印及びX印はそれぞ
れガラスが被覆したこと及び被着しながった比を表わす
第 2 表 注*1)フリット隘・11h14. Na15及び阻1
6のフリットはそれぞれ特公昭49−32646号「ガ
ラス組成物」の例2、特開昭56−6924.0号造方
法」の実施例1に開示された組成のものである。
注*2)軟化点・軟化点は示差熱分析針を用いて測定し
た。
第1表及び第2表に示すように本発明範囲内の組成を有
するガラスはいずれも1000℃以下の温度で鋼板面に
焼付けることができた。尚、本発明ガラス組成物は若干
の失透傾向を有しているが、本発明の主用途である珪素
鋼板への焼付けに対しては影響を及ぼすことなく均質に
被着することができた。
以上のように本発明ガラス組成物は軟化点及び熱膨張係
数が共に低く、電気絶縁性にも優れているので、珪素鋼
板の表面に形成する絶縁被膜としては勿論、低熱膨張材
料の接合材としであるいは各種金属ペーストに含有させ
る焼付は用ガラスとして使用できる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) S + 0230〜65mo1%、B20,1
    1〜45mo1%、A I 2035〜15 mo1%
    及びCu 2010〜20mo1%からなることを特徴
    とするガラス組成物。
  2. (2) S i O230〜65 mo1%、B20ヨ
     11〜45mo1%、A l 2−035〜15 m
    o1%及びCu 2010〜20mo1%を必須成分と
    し、P2O3−5mo1%以下、V2O5−2mo1%
    以下、N a 202 mo1%以下、Pb05mo1
    %以下、5n023mo1%以下及びZnolomol
    %以下を選択成分とし、該必須成分の含量85mo1%
    以上と残部該選択成分のうちから選ばれる一種以上とか
    らなることを特徴とするガラス組成物。
  3. (3)軟化点が660℃以下で、室温〜400℃の温度
    範囲における熱膨張係数が40xlO/”cより小さい
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載
    のガラス組成物。
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