JPS6227016B2

JPS6227016B2 -

Info

Publication number: JPS6227016B2
Application number: JP2130778A
Authority: JP
Inventors: Hisamitsu Takahashi; Masayuki Ishihara
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1978-02-24
Filing date: 1978-02-24
Publication date: 1987-06-11
Also published as: JPS54113621A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は鋼板−ガラス複合体の製法に関する
ものである。

一般に、鋼板は、錆易く、かつ表面硬度が小さ
く傷つき易いという欠点を有している。また、ガ
ラスは、傷はつきにくいが割れ易いという欠点を
有している。このような両者の欠点を解消し、長
所を残したものとして「ほうろう」が知られてい
る。このほうろうは、鋼板上にフリツトと呼ばれ
るガラス粉末を主成分としてなる釉薬を塗布し、
焼付けることにより構成される。

このようにして製造されるほうろうは、その特
徴を生かして、浴そう、洗面ボウルなどの住宅設
備機器や外装材、食器等に用いられるほか、最近
では、ほうろう基板として電子材料への用途が開
発されている。

すなわち、電子機器の高密度実装のニーズか
ら、より放熱性の良い基板が要求され、鋼板を芯
材にしているほうろう基板はガラス層が有する絶
縁性と芯材である鋼板の良熱伝導性を併せもつ配
線基板として今後の需要が期待されている。

さらに鋼板を芯材に用いていることから、透磁
性を有しているので、平面状のモータードライブ
機能を基板表面に設置するような用途に使用する
ことも出来る。

ところが、このほうろうにはつぎのような問題
があつた。すなわち、釉薬としてのガラス粉末の
空隙に残る空気が微少な泡として残るため、透明
性が損なわれたりピンホールが発生する。ピンホ
ールが発生すると、サビを生じたり、電子材料と
しては、絶縁性が損なわれるために信頼性が著る
しく低下する。また、フリツトの性質上耐食性に
欠け、さらに表面平滑性が不充分であるという欠
点を有する。

表面平滑性が充分でないと、住宅設備機器に用
いた場合には、高級感が出にくくなり、絶縁基板
として用いた場合には表面に回路を印刷する場合
に、インクの厚さが一定にならなかつたり、かす
れたりして信頼性を低下させる原因になる。

そこで、この発明の目的は、ピンホールがな
く、耐食性および表面平滑性に優れた鋼板−ガラ
ス複合体の極めて簡便な製法を提供することにあ
る。

要約すれば、この発明は、鋼板にほうろう釉層
を介して板ガラスを重ね、これを焼成することに
より板ガラスを鋼板に融着させ、ピンホールがな
く、耐食性および表面平滑性に富む鋼板−ガラス
複合体を得る点に特徴を有する。

つぎに、この発明を詳しく説明する。

［］基板としての鋼板この発明に用いる鋼板としては、冷延鋼板、好
ましくはほうろう用極低炭素鋼板を用いることが
望ましい。

［］釉層の形成以上のような基板としての鋼板上にほうろう引
きを行うには以下のようにする。ただし、以下の
説明は例示的趣旨である。

(a) 鋼板の前処理鋼板の前処理は、脱脂→酸洗→ニツケル処理
→中和→水洗→乾燥工程を経て行なう。ただし
ニツケル処理は省略してもよい。前処理の一例
を示すと以下のようである。

脱脂（10％脱脂剤（グランダクリーナ：商
標）、80℃、７分）→湯洗（60℃、１分）→酸
洗（10％硫酸、75℃、１分）→水洗（１分）→
ニツケル処理（５％硫酸ニツケル、75℃、10
分）→水洗（１分）→中和（0.5％ソーダ灰、
65℃、３分）→水洗（１分）→乾燥（120〜140
℃）。

(b) 鋼板へのほうろう引き鋼板に直接板ガラスを融着すると、密着性が
よくないため、鋼板と板ガラスの間に密着層を
設けて板ガラスを融着する。密着層としては、
一般にほうろう用釉が用いられる。この中に
は、さらに密着性を改善したほうろう用釉も含
まれる。ほうろう引きを行うには、例えば日本
フエロー社製の「無酸洗釉」を用い、前処理を
終えた鋼板上にスプレイ塗布して乾燥、そして
焼成することにより釉層を形成する。

鋼板のほうろう引きには直接１回掛けと２回
掛けの方法がある。以下の通りである。

(b‐1) 直接１回掛け前処理を施した鋼板に、例えば下記の配合
をもつ上釉（チタン白色ほうろう）を直接施
釉する。

フリツト（商品名：XT−73A、日本フエ
ロー社製）：100重量部粘土：６〃亜硝酸ソーダ：0.25 〃炭酸マグネシウム：0.25 〃水：50 〃この上釉の粒度は、約３ｇ／50c.c.、200メ
ツシユON（上釉を水に分散してスリツプに
し、これを50c.c.採取して200メツシユの篩に
かけ、篩上に約３ｇ残留する粒度）に選ばれ
ている。このような上釉を鋼板にスプレイ塗
布したのち、830℃で５〜７分焼成すること
により施釉する。

(b‐2) ２回掛け前処理を施した鋼板に、例えば下記の配合
をもつ下釉を施釉する。

フリツト（商品名：2232、日本フエロー社
製）：33.3重量部〃（〃 2236、同社製）
：33.3 〃〃（〃 2240、同社製）
：33.3 〃粘土：７〃珪石：５〃水：50 〃添加剤：0.5 〃この下釉の粒度は、約７ｇ／50c.c.、200メツ
シユONに選ばれている。このような下釉を鋼
板にスプレイ塗布したのち、850℃で５〜７分
焼成することにより施釉する。つぎに直接１回
掛けで用いた上釉をスプレイ塗布して焼成する
ことにより２回掛けが完了する。なお、この場
合、下釉だけを塗布して焼成したものを用いて
もよい。

［］板ガラスの融着以上のようにして得た釉層を有する鋼板に融着
する板ガラスとしては、公知のものを用いること
ができる。例えば透明板ガラス、すりガラス、型
板ガラス等があげられる。また、このような板ガ
ラスに着色ガラスエナメル、無機顔料等を印刷し
たものを用いてもよい。このような印刷板ガラス
を用いることにより、これまで転写印刷などでは
模様形成が困難であつた凹面を持つ基板への複雑
な模様付けが可能になる。なお基板に印刷板ガラ
スを融着するときには、印刷面が基板側になるよ
うにして融着することが好ましい。このようにす
ることにより、板ガラス表面が摩耗しても、いつ
までも美しい模様を維持することができる。

板ガラスの厚みは100μ〜0.5mmの範囲であるこ
とが好ましい。

以上、要するに直接１回掛けほうろう引き鋼
板、２回掛けほうろう引き鋼板および下釉ほうろ
う引き鋼板等を用い、これに板ガラスを重ね、焼
成して所定の複合体を得るのである。焼成は鋼板
を水平に保持し、板ガラスが熱変形して鋼板に融
着するに充分な温度、すなわち、750〜870℃の範
囲で行なうことが好ましい、急激な加熱は、板ガ
ラスが破損する恐れがあるため、連続焼成炉を用
い、徐熱徐冷して行なうことが好ましい。このよ
うにして鋼板に密着層を介して板ガラスを融着し
た複合体を得ることができる。

なお、使用する板ガラスとして、特定の熱膨張
率を有するものを使用すると好都合である。すな
わち、板ガラスとして、熱膨張率（α）が10〜
11.5×10^-6／℃の範囲内のものを用いることが好
ましい。αが10×10^-6／℃未満の板ガラスは、鋼
板の熱膨張〔（α）＝12×10^-6／℃〕との差が大き
すぎるため、鋼板に密着しにくい。逆にαが11.5
×10^-6／℃を越える板ガラスを用いると融着した
板ガラスの強度が小さくなる。すなわち、板ガラ
スは圧縮に強く、引張りに弱いという性質をも
つ。したがつて、鋼板に融着したガラスには圧縮
応力が残つている方が望ましい。そこで鋼板に融
着する板ガラスのαを11.5×10^-6／℃以下に設定
するのである。

また、板ガラスの厚みは100μ〜0.5mmの範囲で
あることが好ましい。

以上のように、この発明は、鋼板の表面にほう
ろう釉を施して釉面を形成し、この面に板ガラス
を重ねて焼成融着させることを特徴とするので、
表面が平滑で、ピンホールがなく、かつ耐食性に
優れた鋼板−ガラス複合体を極めて簡単に製造す
ることができる効果がある。そして得られる複合
体は、ガラスとして透明板ガラスを用いるときは
表面層が透明になるため、深みのある外観を形成
することができ装飾効果が大きい。さらに印刷回
路用基板としても実用性のある複合体を得ること
ができるのである。

［］実施例に基づく説明〔実施例１〕 (a) 鋼板の前処理ほうろう用鋼板（板厚２mm、大きさ10×10
cm）をつぎのようにして前処理した。

脱脂（10％脱脂剤、80℃、５分）→湯洗（60
℃、１分）→酸洗（10％硫酸、75℃、10分）→
水洗（１分）→ニツケル処理（５％硫酸ニツケ
ル、75℃、10分）→水洗（１分）→中和（0.5
％ソーダ灰、65℃、３分）→水洗（１分）→乾
燥（140℃）。

(b) 密着層の形成前処理をした鋼板に下釉を用いて密着層を形
成した。この場合の下釉の配合はつぎのとおり
であつた。

（配合）フリツト（商品名：2232、日本フエロー社
製）：33.3重量部〃（〃：2236、同社製）
：33.3 〃〃（〃：2240、同社製）
：33.3 〃粘土：７〃亜硝酸ソーダ：0.25 〃含水ホウ砂：0.5 〃水：50 〃上記の各原料をポツトミルで混合し、粒度が
５〜７ｇ／50c.c.、200メツシユONになるまで粉
砕した。以下これを下釉（Ａ）という。この下
釉（Ａ）を、前処理をした鋼板にスプレイ塗布
（５ｇ／10×10cm）して乾燥し密着層を形成し
た。

(c) 板ガラスの融着密着層の上に板ガラス（熱膨張率10.5×10−
６／℃、厚さ１mm、大きさ10×10cm）を重ね、
水平状態で連続焼成炉に入れ、最高温度830℃
で10分間焼成して鋼板−ガラス複合体を得た。
このものの性能はつぎのとおりであつた。

(1) 密着性（PEI密着試験機による）：５枚の
平均値65％ (2) 耐熱水性（煮沸1000時間）：異常なし (3) 熱衝撃テスト（200℃から20℃への水中投
入）：異常なし (4) ウエザオメーターによる促進耐候テスト
（1000時間）：異常なし〔実施例２〕実施例１で得た下釉（Ａ）を同じく実施例１で
得た前処理鋼板に塗布（５ｇ／10×10cm）し850
℃において７分焼成して施釉した。つぎにその上
に板ガラス（熱膨張率10.5×10−６／℃、厚さ１
mm、大きさ10×10cm）を重ね、水平にしたまま、
連続焼成炉にて最高温度830℃で10分焼成し、鋼
板−ガラス複合体を得た。

このものの性能はつぎのとおりであつた。

(1) 密着性（PEI密着試験機による）：５枚の平
均値75％ (2) 他の性能は実施例１と同じであつた。

〔実施例３〕上釉用の各原料をつぎのように配合した。

（配合）フリツト（商品名：XT−73A、日本フエロー
社製）：100重量部粘土：６〃亜硝酸ソーダ：0.25 〃炭酸マグネシウム：0.25 〃水：50 〃上記の各原料をポツトミルにて混合し、粒度が
３〜４ｇ／50c.c.、200メツシユONになるまで粉砕
して上釉を作成した。以下これを上釉（Ｂ）とい
う。つぎに、実施例１で得た前処理鋼板に、まず
下釉（Ａ）を塗布（５ｇ／10×10cm）焼成し、さ
らに前述の上釉（Ｂ）を塗布（５ｇ／10×10cm）
焼成したのち、その上に板ガラス（熱膨張率10.5
×10^-6／℃、厚さ0.5mm、大きさ10×10cm）を置
き、水平にしたまま、連続焼成炉で最高温度830
℃で10分間焼成し、鋼板−ガラス複合体を得た。

このものの性能は実施例２とほぼ同じであつ
た。

〔実施例４〕板ガラス（熱膨張率10.5×10^-6／℃、厚さ１
mm、大きさ10×10cm）に、着色ガラスエナメルを
テレピン油でといたインクをスクリーン印刷し、
250℃で10分間加熱乾燥した。ついで、これを、
下釉（Ａ）を塗布焼き付けしたほうろう引き鋼板
に、印刷面を鋼板側にして置いた。そして、それ
を水平に保ちながら連続炉で最高温度830℃にお
いて７分間焼成した。

(1) 密着率（PEI密着試験機による）：５枚の平
均値75％ (2) 他の性能は実施例１と同じであつた。

〔実施例４〕板ガラス（熱膨張率10.5×10^-6／℃、厚さ0.5
mm、大きさ10×10cm）に、無機顔料をテレピン油
でといたインクをスクリーン印刷し、250℃で10
分間加熱乾燥した。ついで、これを、下釉（Ａ）
および上釉（Ｂ）を塗布焼付けしたほうろう引き
鋼板に、印刷面を鋼板側にして置いた。そして、
それを水平に保ちながら連続で、最高温度830℃
において７分間焼成した。

得られた模様付鋼板−ガラス複合体の性能は下
記のとおりであつた。

(1) 密着率（PEI密着テスト）：５枚の平均値70
％ (2) 他の性能は実施例１と同じであつた。

〔実施例５〕板ガラス（熱膨張率10.5×10^-6／℃、厚さ0.5
mm、大きさ10×10cm）に、無機顔料をテレピン油
でといたインクをスクリーン印刷し、250℃で10
分間加熱乾燥した。ついで、これを、下釉（Ａ）
および上釉（Ｂ）を塗布焼付けしたほうろう引き
鋼板に、印刷面を鋼板側にして置いた。そして、
それを水平に保ちながら連続炉で、最高温度830
℃において７分間焼成した。

(1) 密着率（PEI密着テスト）：５枚の平均値75
％ (2) 他の性能は実施例１と同じであつた。

〔実施例６〕 (a) 鋼板の前処理ほうろう用鋼板（板厚1.0mm、大きさ10×10
cm）をつぎのようにして前処理した。

脱脂（10％脱脂剤、80℃、７分）→湯洗（60
℃、１分）→酸洗（10％硫酸、75℃、10分）→
水洗（１分）→ニツケル処理（５％硫酸ニツケ
ル、75℃、10分）→水洗（１分）→中和（0.5
％ソーダ灰、65℃、３分）→水洗（１分）→乾
燥（120℃）。

（配合）フリツト（商品名：2244、日本フエロー社
製）：30重量部〃（〃：XG147B、同社製）
：30 〃〃（〃：2220S、同社製）
：40 〃粘土：５〃亜硝酸ソーダ：0.1 〃含水ホウ砂：0.5 〃水：50 〃上記の各原料をポツトミルで混合し、粒度が
５〜７ｇ／50c.c.、200メツシユONになるまで粉
砕して下釉を得た。この下釉を、前処理をした
鋼板にスプレイ塗布（３ｇ／10×10cm）して乾
燥し密着層を形成した。

(c) 板ガラスの融着密着層の上に板ガラス（熱膨張率10.2×
10^-6／℃、軟化温度560℃、厚さ0.5mm、大きさ
10×10cm）を重ね、水平状態で連続焼成炉に入
れ、最高温度850℃で10分間焼成（昇温から降
温までの時間は60分）して鋼板−ガラス複合体
を得た。このものの性能はつぎのとおりであつ
た。

(1) 密着性（PEI密着試験機による）：５枚の
平均値65％ (2) 耐熱水性（煮沸1000時間）：異常なし (3) 熱衝撃テスト（200℃から20℃への水中投
入）：異常なし (4) 絶縁抵抗（25℃）：３×10¹³Ωcm (d) 回路の印刷焼付導体ペーストとして、昭栄化学(株)製のAg−
Pd系低温焼成ペーストを使用し、所定の回路
をスクリーン印刷により形成し、空気雰囲気中
で全工程40分、最高温度850℃で５分の条件で
焼付た。

回路の印刷はカスレもなく行うことができ、
欠点のない回路が形成できた。この回路の２mm
角のパツドに0.51mmの導線をハンダ付けし、引
つ張り試験機で密着強度を測定したところ、ｎ
＝５の平均値が3.5Kgであり、前記の絶縁性
能、さらに平滑性も含めて実用上優れた回路板
であることが確認された。

Claims

【特許請求の範囲】１鋼板の表面にほうろう釉を施して釉面を形成
し、この面に板ガラスを重ねて焼成融着させるこ
とを特徴とする鋼板−ガラス複合体の製法。２前記板ガラスの熱膨張率が10〜11.5×10^-6／
℃の範囲内である特許請求の範囲第１項記載の鋼
板−板ガラス複合体の製法。