(57)【要約】【課題】（１）長期間に亘って腐食しないこと、（２）切断しやすく、切断時ガラス板エッジ部に切断の影響によるクラックが発生しないこと、（３）磁性を有すること等の要件を満足するとともに、溶接性、引っ張り強度に優れたステンレス鋼線材が封入されてなるステンレス鋼線入りガラス板を提供する。【解決手段】重量％で表して、Ａｌ、０．１〜５％、Ｃ、０．１％以下、Ｓｉ、１．０％以下、Ｍｎ、１．５％以下、Ｃｒ、１８〜２４％、Ｎｉ、０．５％以下、Ｎｂ、０．１〜１．０％を含み、残部Ｆｅ及び不純物から成るステンレス鋼線材を封入したステンレス鋼線入りガラス板。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％で表して、Ａｌ、０．１〜５％、Ｃ、０．１％以下、Ｓｉ、１．０％以下、Ｍｎ、１．５％以下、Ｃｒ、１８〜２４％、Ｎｉ、０．５％以下、Ｎｂ、０．１〜１．０％を含み、残部Ｆｅおよび不純物から成るステンレス鋼線を封入したステンレス鋼線入りガラス板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築用窓ガラスに用いられるステンレス鋼線入りガラス板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属線入りガラス板は、金属線を角状あるいは菱状に編んで金網とし、これをガラス板に封入させた網入りガラス板、あるいは金属線を平行にしてガラス板に封入させた線入りガラス板に大別される。
【０００３】
網入りガラス板および線入りガラス板は、割れた時にガラスが飛び散りにくく飛散防止性に優れる。特に、網入りガラス板は、割れたとしても金網に支えられ崩れ落ちることがないので、火災時に類焼を防ぐ働きがあり防火性に優れるため建築用窓ガラスに広く用いられている。
【０００４】
これら金属線材入りガラス板は、溶融させたガラス素地の中に金網または金属線を挿入して封入させた後に徐冷して帯状のガラス板とした後、所望のサイズに切断して使用される。金属線入りガラス板に封入される金属線には、錆び防止、およびガラスと金属との界面の濡れ性を改善するため、即ち、界面の剥離を抑制するために、厚さ０．５μｍ程度のクロムメッキ、またはニッケルメッキを鉄線（軟鋼）に施して使用される。しかしながら、切断した際のガラスエッジ部の軟鋼線の切り口は、鉄が露出するので錆びやすい。錆が発生すると、外観が損なわれるばかりでなく、線材が錆びることによる体積膨張でエッジ部よりクラックが生じ易くなる。
【０００５】
錆びにくい、即ち、耐食性に優れる線材としてオーステナイト相のステンレス鋼等が挙げられ、該線材を用いるとエッジ部の錆びの問題は解消されるが、軟鋼に比較して濡れ製に劣り、線材とガラスとの間に隙間が生じ易く、金属線入りガラス板を製造後、洗浄した後に曲げ加工を施すと、線材とガラスの隙間に残留した水分が、曲げ加工時の加熱により気化し、エッジ部等への逃げ場がないとガラス板内部で高圧となり、それがもとでクラックに至ることがある。
【０００６】
また、金属線材入りガラス板を破砕してカレットとしリサイクルする際に、金属線材が磁性を有すると、カレットより金属線材を磁力選別できるのでリサイクルが容易である。
【０００７】
以上のことより、金属線入りガラス板の製造のために用いられる金属線材には、（１）長期間に亘って腐食しないこと、（２）切断されやすく、切断時ガラス板エッジ部に切断の影響によるクラックが発生しないこと、（３）磁性を有すること等の要件を必要とされる。
【０００８】
軟鋼に厚さ０．５μｍ程度のクロム、又はニッケルメッキを施した金属線材は（１）の要件を満足しない。また、１８Ｃｒ鋼は（２）の要件を満足していない。１８Ｃｒ−８Ｎｉに代表されるオーステナイト相のステンレス鋼は磁性を有せず（３）の要件を満足しない。
【０００９】
これら要件を全て満足する金属線材として、例えば特開昭５７−７３１６９号公報（特許文献１）には、Ｃｒを１４〜２０％含み、耐食性改善のためＭｏを１〜３％添加し、さらに線材表面の金属光沢、絞り値減少のためにＮｉを０．５〜２％添加した線材が開示されている。
【００１０】
更に、特開昭５５−１３６１３６号公報（特許文献２）には、Ｃｒを１２〜２４％含み、切断抵抗を減じるために、快削元素であるＰｂ、Ｓ、Ｓｅを添加した金属線材が開示されている。
【００１１】
特開昭５７−７３１６９号公報（特許文献１）に記載の金属線材は、耐食性改善の点では有利であるものの、ガラス封入時にクラックが発生し易いという点では、まだ十分な改善には至っていない、また特開昭５５−１３６１３６号公報（特許文献２）に記載の金属線材は、切断性の改善には有利であるが、快削元素を含むことによる耐食性の劣化が問題となるとして、これらを解決した金属線材が特開２００２−２４１９０４号公報（特許文献３）に開示されている。
【００１２】
特開２００２−２４１９０４号公報（特許文献３）に記載の、Ｂを質量百万分率で１〜１００ｐｐｍ含有するステンレス鋼からなり、好ましくは、質量％でＣを０．１％以下、Ｓｉを１％以下、Ｍｎを１％以下、Ｃｒを１２％以上２４％以下含有し、より好ましくは、Ｍｏを３％以下、Ｃｕを２％以下、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｔａのうち一種又は二種以上を合計で２％以下含有する金属線材は、ガラス封入後の優れた耐食性を具備しつつ、ガラス封入時のクラックまたは気泡の発生を抑制して、ガラス再加熱中または使用中の割れを抑えることができるとされている。
【００１３】
しかしながら、特開２００２−２４１９０４号公報（特許文献３）に記載のステンレス鋼線材は、溶接性が軟鋼におとり、引っ張り強度はオーステナイト系ステンレス鋼、例えばＳＵＳ３０４に劣るという問題があった。
【００１４】
金属線を角状あるいは菱状に編んで金網とし、これをガラス板に封入させた網入りガラス板において、編んだ際に金属線の交差したところをスポット溶接する。その際、金属線同士の溶接性が悪いと、溶融させたガラス素地に挿入する前、または挿入した直後に交差したところの溶接部で外れてしまう欠陥が発生する。網入りガラス板中の網を見栄えよくピンと張った状態にするために、網入りガラス板の生産において、金網は引っ張られつつ溶融させたガラス素地に挿入される。その際、溶融させた帯状のガラス素地であるガラスリボンの移動する速度を、網の送り速度に対して、１．０４〜１．０８倍に設定することで、挿入されてからガラス素地により１．０４〜１．０８倍に伸ばされる。伸ばされる際に、金属線材の溶接性が悪いと前記交差したところの溶接部で外れ易い。また、金網は板厚に対し２０％〜８０％の深さに挿入されるため、ガラス素地の抵抗を受け、溶接部が外れ易い。
【００１５】
一方、金属線入り板ガラスは、割れた時にガラスが飛び散りにくく飛散防止性に優れる、特に網入りガラス板は、割れたとしても金網に支えられ崩れ落ちることがないという特徴がある。しかしながら、金属線が引っ張り強さに劣ると、割れた際に金属線が破断するので、前期特徴を有し得ない。
【００１６】
【特許文献１】
特開昭５７−７３１６９号
【特許文献２】
特開昭５５−１３６１３６号
【特許文献３】
特開２００２−２４１９０４号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、（１）長期間に亘って腐食しないこと、（２）切断しやすく、切断時ガラス板エッジ部に切断の影響によるクラックが発生しないこと、（３）磁性を有すること等の要件を満足するとともに、溶接性、引っ張り強度に優れた金属線材が封入されてなるステンレス鋼系金属線入りガラス板を提供することを課題とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討した結果、Ａｌをステンレス鋼の含有成分とすることで、溶接性および引っ張り強度に優れ、前記（１）、（２）、（３）の要件を満たす、ステンレス鋼線入りガラス板に使用するに優れたステンレス鋼線材を得、本発明を完成するに至った。
【００１９】
即ち、本発明は、重量％で表して、Ａｌ、０．１〜５％、Ｃ、０．１％以下、Ｓｉ、１．０％以下、Ｍｎ、１．５％以下、Ｃｒ、１８〜２４％、Ｎｉ、０．５％以下、Ｎｂ、０．１〜１．０％を含み、残部Ｆｅ及び不純物から成るステンレス鋼線を封入したステンレス鋼線入りガラス板である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明のステンレス鋼線入りガラス板に封入するステンレス鋼線材において、Ａｌは優れた溶接性および引っ張り強度を得るための必須成分である。１ｐｐｍの添加から溶接性および引っ張り強度が増し、重量％で表して、０．１〜５．０％の組成範囲で優れた溶接性および引っ張り強度が得られる。Ａｌの含有が５．０％を超えると、ガラス素地を加熱溶融させてステンレス鋼線を封入する際に、ガラス中にＡｌによる還元反応によるＳｉの過多な部分が生じ失透する等、ガラス欠陥が発生しやすくなる。特に好ましくは、０．１％〜３．０％の範囲である。
【００２１】
Ｃは、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、およびＮｂと炭化物を形成し、ステンレス鋼線の高温における引っ張り強度等の物性を低温時に比較して損なうことなく安定させることができる。しかしながら、Ｃの含有が多くなると、ガラスに封入したステンレス鋼線の周囲に気泡を生じさせる原因となる場合もあるので、本発明におけるステンレス鋼線材において、Ｃは０．１重量％以下の範囲で含有させることが好ましい。
【００２２】
Ｍｎは、本発明におけるステンレス鋼線材において、ステンレス鋼線を製造する際に脱酸素するため含有させる。しかしながら、含有が多すぎると熱間強度が低下し脆化することとなり、伸線加工が困難となるので、本発明におけるステンレス鋼線材において、Ｍｎは１．５重量％以下の範囲で含有させることとが好ましい。
【００２３】
Ｃｒは、ステンレス鋼線の高温における酸化防止と熱間強度の向上および耐蝕性付与のために、本発明におけるステンレス鋼線材に必須に含有させる。しかしながら、１８重量％未満ではその効果が少なく、多すぎると靭性が低下して熱間強度および加工性が低下するので、本発明におけるステンレス鋼線材において、Ｃｒは１８〜２４重量％の範囲で含有させることが好ましい。
【００２４】
Ｎｉを含有させると、本発明のステンレス鋼線入りガラス板の製造時に、ガラス素地の加熱溶融下でステンレス鋼線をガラス素地に封入させた後に冷却する際、ガラス素地とともにステンレス鋼線が周囲のガラスより収縮しても、剥離なきよう界面の濡れ性をよくする効果があり、界面の剥離によるステンレス鋼線入りガラス板の破損を防止できるので、本発明におけるステンレス鋼線材において、Ｎｉは、０．５重量％以下の範囲で含有させることが好ましい。
【００２５】
Ｎｂは、Ｃと炭化物を形成し、ステンレス鋼線材の高温における引っ張り強度を低温時に比較して損なうことなく安定させることができる。しかしながら、含有が多くなると、ガラスに封入したステンレス鋼線の周囲に気泡を生じさせる原因となる場合もあるので、本発明におけるステンレス鋼線材において、Ｎｂは、０．１〜１．０重量％の範囲で含有させることが好ましい。
【００２６】
尚、本発明におけるステンレス鋼線材は、上述の含有金属以外に、残部としてのＦｅが含まれる。加えて、原料よりの不純物、例えばＳ、Ｐ、Ｎ、Ｃｕを含有する。
【００２７】
【実施例】
実施例１、実施例２、比較例１〜３
（組成）
線径０．５ｍｍの表１に重量％で示す組成の、本発明におけるステンレス鋼線（実施例１、実施例２）、軟鋼線（比較例１）、比較例１の軟鋼線に厚み０．５μｍのＣｒメッキを施したＣｒメッキ軟鋼線（比較例２）、１８Ｃｒ鋼線（比較例３）を用意した。比較例１〜３は、従来、一般的に用いられてきた鋼線である。尚、表１に示した組成以外は、不純物を除きＦｅである。
尚、実施例１および実施例２のステンレス鋼線、比較例１〜３に記載の鋼線は、全て磁性を有する。
【００２８】
【表１】
2004182535.tif 000002
【００２９】
（切断後のクラック評価）
次いで、表１の組成の、実施例１および実施例２のステンレス鋼線および比較例１〜３の各鋼線を菱状に編んで金網とし、ロールで圧延しガラス板とする直前の溶融している温度１１００℃のソーダライムガラス素地中に各金網を連続的に挿入した。挿入後、ロールで厚み、６．８ｍｍに圧延した後、徐冷して前記金網が封入されてなる帯状の網入りガラス板を連続的に得た。その後、得られた帯状の網入りガラス板を、大きさ３００ｍｍ×６００ｍｍの矩形に切断し、切断されたガラス板端部の切断の影響によるクラックの有無を確認した。
【００３０】
切断後のガラス板を、縦型のガラス洗浄機で工水を用い２０秒間洗浄した後に自然乾燥させ、温度調整、湿度調整等の空調をなんら行っていない倉庫内に保管した。その際の、ガラスエッジ部の各金属線の錆の発生状況を１ヶ月（１日目、４日目、７日目、３０日目）にわたって追跡調査し、防錆性を評価した。クラックの発生率と錆の発生個数（錆びの発生した金属線切断部の数）を表２に示す。
【００３１】
【表２】
2004182535.tif 000003
【００３２】
表２に示すように、一般的に用いられてきた鋼線（比較例１〜３）に比較して、本発明におけるステンレス鋼線（実施例１、実施例２）による金網を挿入した本ガラス板の切断部にはクラックおよび錆が発生することなく良好な結果が得られた。
（加熱曲げ後のクラック評価）
表１の組成の実施例１および実施例２のステンレス鋼線および比較例１〜３の鋼線を菱状に編んで金網とし、ロールで圧延しガラス板とする直前の溶融している温度１１００℃のソーダライムガラス中に各金網を連続的に挿入した。挿入後、ロールで厚み、９．８ｍｍに圧延した後、徐冷して前記金網が封入されてなる帯状の網入りガラス板を連続的に得た。その後、得られた帯状の網入りガラス板を、大きさ８００ｍｍ×１０００ｍｍの矩形に切断した。
【００３３】
切断後の前期網入りガラス板を、縦型のガラス洗浄機で工水を用い２０秒間洗浄した後に自然乾燥させ、空調を何ら行っていない倉庫内に５日間保管した。６日目に加熱炉で加熱し、加熱炉内で、湾曲した金型（モールド）の上に網入りガラス板を載せて加熱し、自重による撓みを利用して曲げる曲げ加工を行った。詳しくは、切断した網入りガラスをモールドに載置した状態で加熱炉内に搬入し、４時間かけて６００℃まで昇温した、次いで、６００℃に１時間保持した後、加熱炉内で１５時間かけて自然冷却した後、炉内より取り出した。取り出された網入りガラス板の端部のクラックの発生個数を調べ評価した。表３にクラックの発生個数を示す。
【００３４】
【表３】
2004182535.tif 000004
【００３５】
表３に示すように、一般的に用いられてきた鋼線（比較例１〜３）に比較して、本発明におけるステンレス鋼線（実施例１）による金網を挿入した網入りガラス板の切断部にはクラックが発生することなく良好な結果が得られた。
（引っ張り強度の評価）
本発明におけるステンレス鋼線（実施例１、実施例２）は、および一般的に用いられてきた鋼線（比較例１〜３）に対し、ショッパー型ＴＳＳ式抗張力試験機（東洋精機製作所製、昭和３７年式）を用いて引っ張り強度試験を行った。詳しくは、線径０．５ｍｍ、長さ１００ｍｍとした各々の鋼線の端部をチャックで、ずれないように挟持し、引く駆動としてモーターを用い、片方のチャックを１００ｍｍ／分の速さで動かして鋼線を引っ張り、破壊（断線）に至るまでの間の最大変形荷重を測定し引っ張り強度とした。
【００３６】
表４に引っ張り強度の評価結果を示す。
【００３７】
【表４】
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【００３８】
表４に示す様に、本発明のステンレス鋼線（実施例１、実施例２）は、従来の鋼線（比較例１〜３）に比較して引っ張り強度に優れる。
（溶接性の評価）
本発明におけるステンレス鋼線（実施例１、実施例２）、および一般的に用いられてきた鋼線（比較例１〜３）に対し、ショッパー型ＴＳＳ式抗張力試験機（東洋精機製作所製、昭和３７年式）を用いて引っ張り強度試験を行った。詳しくは、ショッパー型ＴＳＳ式抗張力試験機（東洋精機製作所製、昭和３７年式）を用いて、各鋼線の溶接性を評価するための張り強度試験を行った。各鋼線について、２本の線径０．５ｍｍ、長さ１００ｍｍの線を用意し、中央をスポット溶接した十字状の試験体を用意した。試験体の４つの端部を各々チャックで、ずれないように挟持し、一方の鋼線の、片方の端部のみを引っ張った。引く駆動としてモーターを用い、チャックを１００ｍｍ／分の速さで動かして鋼線を引っ張り、破壊（断線）または溶接部が外れるに至るまでの間の、状況および最大変形荷重にて溶接性の評価をした。
表５に溶接性の評価結果を示す
【００３９】
【表５】
2004182535.tif 000006
【００４０】
表５に示す様に、本発明のステンレス鋼線（実施例１、実施例２）は、従来の鋼線（比較例１〜３）に比較して溶接性に優れる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明により、（１）長期間に亘って腐食しないこと、（２）切断しやすく、切断時ガラス板エッジ部に切断の影響によるクラックが発生しないこと、（３）磁性を有すること等の要件を満足するとともに、溶接性、引っ張り強度に優れたステンレス鋼線材が封入されてなるステンレス鋼線入りガラス板が得られた。
【００４２】
本発明のステンレス鋼線入りガラス板は、洗浄後、加熱曲げ加工を行っても、加熱曲げによるクラックが発生することなく、曲げ加工後の歩留まりが向上する。