(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-30
(45)【発行日】2024-09-09
(54)【発明の名称】ガラス被覆製品
(51)【国際特許分類】
B32B 17/06 20060101AFI20240902BHJP
C23C 28/00 20060101ALI20240902BHJP
【FI】
B32B17/06
C23C28/00 B
(21)【出願番号】P 2023140550
(22)【出願日】2023-08-30
【審査請求日】2024-03-15
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000192590
【氏名又は名称】株式会社神鋼環境ソリューション
(74)【代理人】
【識別番号】110002734
【氏名又は名称】弁理士法人藤本パートナーズ
(72)【発明者】
【氏名】岡井 光信
(72)【発明者】
【氏名】横野 泰弘
(72)【発明者】
【氏名】竹内 祟
(72)【発明者】
【氏名】北岡 俊男
【審査官】▲辻▼ 弘輔
(56)【参考文献】
【文献】特公平07-094163(JP,B2)
【文献】特開2005-060746(JP,A)
【文献】特開平11-304379(JP,A)
【文献】実公昭52-009900(JP,Y1)
【文献】実開平06-049898(JP,U)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B32B1/00-43/00
C23D1/00-17/00
C23C28/00-30/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属製品の表面にガラス層が焼き付けられているガラス被覆製品であって、
前記金属製品が、鉄基金属で構成された基体部と、ニッケルとクロムとの内の少なくとも一方の含有率が前記鉄基金属よりも高い高耐食金属で構成された高耐食部とを備え、
該金属製品の表面には前記基体部の表面である基体面と、前記高耐食部の表面である高耐食面とが設けられ、
前記高耐食部が前記金属製品の少なくとも一つの角部を構成するように設けられており、
前記ガラス層の厚さ方向から該ガラス層の端縁部を見たときに、
前記高耐食面が前記金属製品の
前記角部の端縁から延びるように設けられ、
該高耐食面の上に前記ガラス層の端縁が位置しているガラス被覆製品。
【請求項2】
前記厚さ方向で見たときの前記ガラス層の端縁に沿って境界線を設定し、該境界線の延びる方向と直交する仮想平面を設定して該仮想平面での断面を厚さ方向断面としたときに、
該厚さ方向断面において前記高耐食部が前記基体部に積層されており、
該高耐食部が前記高耐食面とは反対面となる前記基体部との接合面を有している請求項1記載のガラス被覆製品。
【請求項3】
前記厚さ方向断面における前記高耐食部の断面形状は、前記厚さ方向と直交する方向に長い横長形状である請求項2記載のガラス被覆製品。
【請求項4】
前記厚さ方向断面における前記接合面の形状が直線状である請求項2記載のガラス被覆製品。
【請求項5】
前記高耐食部は、
前記厚さ方向断面における形状が横長帯状となる板状領域を有し、
前記ガラス層は、
端縁部が該板状領域に焼き付けられている請求項2記載のガラス被覆製品。
【請求項6】
前記高耐食部は、
前記厚さ方向断面において観測される厚さが、前記厚さ方向と直交する方向において一定の割合で変化する変厚領域を有し、
前記ガラス層は、
端縁部が該変厚領域に焼き付けられている請求項2記載のガラス被覆製品。
【請求項7】
金属製品の表面にガラス層が焼き付けられているガラス被覆製品であって、
前記金属製品が、鉄基金属で構成された基体部と、ニッケルとクロムとの内の少なくとも一方の含有率が前記鉄基金属よりも高い高耐食金属で構成された高耐食部とを備え、
該金属製品の表面には前記基体部の表面である基体面と、前記高耐食部の表面である高耐食面とが設けられ、
前記ガラス層の厚さ方向から該ガラス層の端縁部を見たときに、
前記高耐食面が前記金属製品の端縁から延びるように設けられ、
該高耐食面の上に前記ガラス層の端縁が位置しており、
前記金属製品には、板状部が備えられ、
該板状部が、第1面と、該第1面とは反対面となる第2面と、該第2面と前記第1面との端縁どうしを結ぶ側面とを有し、
前記高耐食面が前記第1面の少なくとも一部を構成し、
該第1面の少なくとも一部を構成している前記高耐食面の上に前記ガラス層の前記端縁が位置し、
該高耐食面は、前記第1面と前記側面との角部を超えて前記側面に延び、前記側面と前記第2面との角部まで延びている
ガラス被覆製品。
【請求項8】
金属製品の表面にガラス層が焼き付けられているガラス被覆製品であって、
前記金属製品が、鉄基金属で構成された基体部と、ニッケルとクロムとの内の少なくとも一方の含有率が前記鉄基金属よりも高い高耐食金属で構成された高耐食部とを備え、
該金属製品の表面には前記基体部の表面である基体面と、前記高耐食部の表面である高耐食面とが設けられ、
前記ガラス層の厚さ方向から該ガラス層の端縁部を見たときに、
前記高耐食面が前記金属製品の端縁から延びるように設けられ、
該高耐食面の上に前記ガラス層の端縁が位置しており、
前記高耐食部が段差を有し、前記高耐食面には該段差の低段側となる低段領域と、前記段差の高段側となる高段領域と、該低段領域と該高段領域とを結ぶ接続領域とが設けられ、
前記ガラス層が前記低段領域に焼き付けられ、該ガラス層の端縁部が前記接続領域に焼き付けられている
ガラス被覆製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、金属製品の表面にガラス層が焼き付けられているガラス被覆製品に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ほうろう製品などのように金属製品の表面にガラス層が焼き付けられているガラス被覆製品が広く用いられている。また、ほうろう製品のなかでもグラスライニング製品は化学プロセスが行われる設備の構成部材として広く用いられている。グラスライニング製品については、その用途との関係から優れた耐食性を有することが求められている。また、浴槽、壁パネルなどの建材や鍋、ケトルなどの調理器具に利用されるグラスライニング製品以外の汎用のほうろう製品(以下「汎用ほうろう製品」ともいう)についても、下地となる金属製品が腐食するとガラス層が剥がれたり錆による美観の低下を招いたりすることから優れた耐食性を有することが求められている。
【0003】
ガラス被覆製品での金属製品の表面には、通常、ガラス層で覆われずにガラス被覆製品の表面に露出する露出面と、ガラス層で覆われたガラス被覆面とが存在する。すなわち、ガラス被覆製品では、金属製品の露出面とガラス被覆面との境界線をガラス層の端縁が画定している。
【0004】
この種のガラス被覆製品では、金属製品を耐食性に優れた金属で構成すれば当該ガラス被覆製品としても優れた耐食性を発揮すると考えられる。この点に関し、例えば、鉄基金属については、クロムを多く含有させることで耐食性の向上が図られることが知られている。また、ニッケル基合金なども一般的な鉄基金属に比べて耐食性に優れることが知られている。しかしながら、これらの耐食性に優れた高耐食金属は、一般的な鉄基金属に比べて高価であったり、加工性に劣ったりする場合がある。そのため、下記特許文献1に示されているように、従来のガラス被覆製品は、ガラス層の剥離の起点となりやすいガラス層の端縁部が位置する部分だけが高耐食金属で構成されたりしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ガラス被覆製品を製造する際には、ガラス粉末を含有するスラリーを流し掛けしたり吹き付けたりして未焼成のガラス層が金属製品の表面に積層された未焼成品を作製するくすり掛け工程と、該未焼成品を炉内で焼成する焼成工程とが行われている。ここで金属製品の一部を高耐食金属で構成して該金属製品の表面の一部を高耐食面とすると、高耐食面とそうでない面との見分けが付きにくくなってくすり掛けの範囲を定めにくくなる。そのため、従来のガラス被覆製品においては、優れた耐食性を付与することと製造容易にすることとの両立を図ることが困難になっている。そこで、本発明はそのような問題の解決を図ることを課題としており、製造容易でありながら優れた耐食性を有するガラス被覆製品を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決すべく本発明は、
金属製品の表面にガラス層が焼き付けられているガラス被覆製品であって、
前記金属製品が、鉄基金属で構成された基体部と、ニッケルとクロムとの内の少なくとも一方の含有率が前記鉄基金属よりも高い高耐食金属で構成された高耐食部とを備え、
該金属製品の表面には前記基体部の表面である基体面と、前記高耐食部の表面である高耐食面とが設けられ、
前記ガラス層の厚さ方向から該ガラス層の端縁部を見たときに、
前記高耐食面が前記金属製品の端縁から延びるように設けられ、
該高耐食面の上に前記ガラス層の端縁が位置しているガラス被覆製品、を提供する。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば製造容易でありながら優れた耐食性を有するガラス被覆製品が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1】
図1は、グラスライニング製品で構成された反応槽の一例を示した概略図である。
【
図2】
図2は、グラスライニング製品である蓋部材を示した概略図である。
【
図3a】
図3aは、プロテクションリングの基体となる金属リングを示した概略斜視図である。
【
図3b】
図3bは、プロテクションリングの基体となる金属リングの製造方法を示した概略図である。
【
図3c】
図3cは、プロテクションリングの基体となる金属リングの製造方法を示した概略図である。
【
図3d】
図3dは、プロテクションリングの基体となる金属リングの製造方法を示した概略図である。
【
図3e】
図3eは、プロテクションリングの基体となる金属リングの製造方法を示した概略図である。
【
図3f】
図3fは、プロテクションリングの基体となる金属リングの製造方法を示した概略図である。
【
図4a】
図4aは、プロテクションリングの基体となる金属リングを示した概略平面図である。
【
図4b】
図4bは、プロテクションリングを示した概略平面図である。
【
図5】
図5は、プロテクションリングの断面の様子を示した概略断面図である。
【
図6】
図6は、別のプロテクションリングの断面の様子を示した概略断面図である。
【
図7】
図7は、別のプロテクションリングの断面の様子を示した概略断面図である。
【
図8】
図8は、別のプロテクションリングの断面の様子を示した概略断面図である。
【
図9】
図9は、容器ノズルの断面の様子を示した概略断面図である。
【
図10】
図10は、別の容器ノズルの断面の様子を示した概略断面図である。
【
図11】
図11は、別の容器ノズルの断面の様子を示した概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に特定のグラスライニング製品を例示しつつ本発明の実施の形態について説明するが、本発明でのガラス被覆製品は以下に例示されているようなもの以外のグラスライニング製品であってもよく、グラスライニング製品以外の汎用ほうろう製品やそれら以外のものであってもよい。
【0011】
以下に本発明の一つの実施形態として反応槽を例に説明する。図に例示の反応槽1は、縦型槽である。反応槽1は、被反応物を収容するための収容空間10cを備えた槽本体10を有している。槽本体10は、該収容空間10cと槽外の空間とを連通させるための開口部を上部に備えている。本実施形態の反応槽1は、槽本体10の開口部を塞ぐ蓋部材20をさらに備えている。槽本体10と蓋部材20とのそれぞれは、グラスライニング製品である。すなわち、
図1に例示の反応槽1は、複数のグラスライニング製品で構成されている。
【0012】
本実施形態では、
図1、
図2に示すように、該槽本体10に対応する形状となるように製缶された金属製品(金属槽100)が槽本体10の基体となっている。槽本体10は、該金属槽100と、該金属槽100に焼き付けられたガラス層GLとで構成されている。蓋部材20も金属製品(金属蓋材200)が基体となっており、該金属蓋材200と、該金属蓋材200に焼き付けられたガラス層GLとを備えている。
【0013】
金属槽100は、槽本体10の本体部110となる金属槽本体1100と、槽本体10の容器ノズル120を構成する金属ノズル1200とを備えている。
【0014】
前記金属槽本体1100は、上下方向に筒状に伸びる胴部1110を有する。本実施形態の胴部1110は円筒状である。前記金属槽本体1100は、円筒状の胴部1110の中心軸1110cが上下方向に延びるように配されており、該中心軸1110cが鉛直方向に延びるように配されている。前記金属槽本体1100は、筒状の前記胴部1110を下端側から塞ぐ底部1120と、前記胴部1110を上端側から塞ぐ天井部1130とを備えている。本実施形態の底部1120は中心軸1110cに近い部分が下方に向けて膨んだ円板状であり、前記天井部1130は、中心軸1110cに近い部分が上方に向けて膨んだ円板状である。
【0015】
槽本体10では、前記胴部1110の内周面、前記底部1120の上面、及び、前記天井部1130の下面にガラス層GLが焼き付けられており、収容空間10cに対して金属製品が露出しないようになっている。
【0016】
前記天井部1130は、上下方向に貫通する一つ以上の開口を備えている。前記金属槽100は、前記胴部1110よりも細く筒状に伸びる前記金属ノズル1200をさらに備えている。
図2に示すように該金属ノズル1200は、前記天井部1130の開口より上方に筒状に伸びる筒状部1210と、該筒状部1210の上端より径方向外向きに伸びるフランジ部1220とを備えている。本実施形態での前記筒状部1210は、円筒状で、前記フランジ部1220は円環板状となっている。槽本体10の本体部110では、該筒状部1210の内周面、及び、前記フランジ部1220の上面にガラス層GLが焼き付けられている。これらにおけるガラス層GLは、天井部1130におけるガラス層GLと連続している。
【0017】
本実施形態においては前記フランジ部1220の下面には、ガラス層GLが焼き付けられていない。すなわち、本実施形態の金属槽100は、円環形状を備えた板状部を有し、該板状部が、第1面1220aと、該第1面1220aとは反対面となる第2面1220bと、該第2面1220bと前記第1面1220aとの端縁どうしを結ぶ側面1220cとを有し、該板状部では第1面1220aのみにガラス層GLが焼き付けられている。
【0018】
上記のようなことからグラスライニング製品である前記槽本体10は、金属槽本体1100に対応する形状を備えた本体部110を備え、該本体部110が上下方向に円筒状に伸びる胴部111を有する。
【0019】
前記本体部110の中心軸は、金属槽100の胴部1110の中心軸1110cに一致している。すなわち、本体部110は、中心軸が鉛直方向に延びるように配されている。前記本体部110は、筒状の前記胴部111を下端側から塞ぐ底部112と、前記胴部111を上端側から塞ぐ天井部113とを備えている。本実施形態の底部112も下方に向けて膨んだ円板状であり、前記天井部113についても金属槽本体1100の天井部1130と同様に上方に向けて膨んだ円板状である。
【0020】
前記槽本体10は、前記金属ノズル1200に対応した形状を備えた容器ノズル120を備えている。前記槽本体10は、前記天井部113に上下方向に貫通する開口を備え、該開口より筒状に伸びる容器ノズル120をさらに備えている。該容器ノズル120は、前記胴部111よりも細く、前記天井部113の開口より上方に円筒状に伸びる筒状部121と、該筒状部121の上端より径方向外向きに伸びる円環板状のフランジ部122とを備え、該フランジ部122の内側が上端開口となっている。
【0021】
該槽本体10とともに反応槽1を構成する前記蓋部材20も、前記の通りグラスライニング製品である。該蓋部材20は、
図2に示すように、容器ノズル120のフランジ部122に重なる円環板状のプロテクションリング210と、該プロテクションリング210と周縁を揃えて重なりあう形状を備えた蓋本体220とを備えている。
【0022】
該蓋部材20を構成する金属製品である金属蓋材200は、前記プロテクションリング210に対応した形状を有する金属リング2100と、前記蓋本体220に対応する形状を有する金蓋2200とを備えている。本実施形態の金蓋2200と金属リング2100とは、外周部の1箇所でヒンジ具により接合されている。
【0023】
プロテクションリング210を構成する円環板状の前記金属リング2100は、金蓋2200に対向する上面(第1面2100a)と、該上面とは反対面となり前記槽本体10のフランジ部122とに対向する下面(第2面2100b)とを備える。前記金属リング2100は、第1面2100aの端縁と、第2面2100bの端縁とを結ぶ側面(2100c1,2100c2)とを備えている。該金属リング2100は、第1面2100aの径方向外側の端縁と、第2面2100bの径方向外側の端縁とを結ぶ外周側面2100c2と、第1面2100aの径方向内側の端縁と、第2面2100bの径方向内側の端縁とを結ぶ内周側面2100c1とを備えている。
【0024】
該金蓋2200は、外周縁部よりも中央寄りの部分が上方に膨らんだドーム状の基板部2210を有している。基板部2210は、中央部に覗き窓となる開口部を備えたドーナッツ板状である。前記金蓋2200は、該基板部2210の前記開口部から筒状になって延びる金蓋筒状部2220と、該金蓋筒状部2220の上端縁より外向きに延びる金蓋フランジ部2230とを備えている。
【0025】
蓋部材20では、金属リング2100の第1面2100a、第2面2100b、及び、内周側面2100c1、並びに、金蓋2200の基板部2210の下面、金蓋筒状部2220の内周面、及び、金蓋フランジ部2230の上面にガラス層GLが焼き付けられている。
【0026】
上記のような金蓋2200を基体とする該蓋本体220は、外周縁部よりも中央寄りの部分が上方に膨らんだドーム状の基板部221を有している。蓋本体220の基板部221は、中央部に覗き窓となる開口部を備えたドーナッツ板状である。前記蓋本体220は、該基板部221の前記開口部から筒状になって延びる蓋筒状部222と、該蓋筒状部222の上端縁より外向きに延びる蓋フランジ部223と、前記蓋筒状部222の上部開口を塞ぐように蓋フランジ部223に当接されるガラス板224と、前記蓋フランジ部223との間に前記ガラス板224を挟み込むための円環状の窓枠部225とを有し、該窓枠部225の内側が外部から前記収容空間10cの様子を観察するためのガラス窓220wとなっている。
【0027】
容器ノズル120のフランジ部122と前記プロテクションリング210とは、該プロテクションリング210やフランジ部122よりも薄い円環板状のガスケットS1を介して積層されている。また、プロテクションリング210と蓋本体220との間にも、薄い円環板状のガスケットS2が介装されている。また、蓋フランジ部223とガラス板224との間にも円環板状のガスケットS3が介装され、ガラス板224と窓枠部225との間にも円環板状のガスケットS4が介装されている。
【0028】
本実施形態の金属槽100や金属蓋材200は、鉄基金属で構成された基体部BPと、ニッケルとクロムとの内の少なくとも一方の含有率が前記鉄基金属よりも高い高耐食金属で構成された高耐食部HPとを備えている。本実施形態での高耐食部HPは、基体部BPに設けられた切欠部BP1に充填された高耐食金属によって構成されている。より詳しくは、本実施形態での高耐食部HPは、前記切欠部BP1において基体部BPに溶接された高耐食金属によって構成されている。
【0029】
前記高耐食部HPは、金属槽100や金属蓋材200の表面に露出するように設けられている。したがって、金属槽100や金属蓋材200の表面には、基体部BPの表面である基体面SBと高耐食部HPの表面である高耐食面SHとが含まれる。槽本体10や蓋部材20でのガラス層GLは、端縁部が高耐食面SHに位置するように設けられている。
【0030】
グラスライニング製品などのガラス被覆製品は、ガラス層GLに圧縮応力が作用するように作製される。ガラス被覆製品では、そのことにより、ガラス層GLに高い強度が発揮される。しかし、界面が腐食されてガラス層GLと金属製品との間の接合力が弱まると、ガラス層GLでの応力分布が変化することで過大な応力が発生し、この応力発生箇所を起点にガラス層GLが割れてしまう。このような割れの原因となる腐食は、ガラス層GLの端縁部から進行する。腐食の進行とともにガラス層GLは細かな破片となって金属製品から剥離してしまう。チッピングと呼ばれるこのようなガラス層GLの剥離の進行も当該ガラス層GLの端縁部から進行する。そのため、金属製品は、ガラス層GLの端縁部が位置する箇所が高耐食金属で構成されることでチッピングの進行を防ぐのに有効となる。
【0031】
前記基体部BPを構成する鉄基金属としては、例えば、炭素鋼やステンレス鋼などが挙げられる。ステンレス鋼としては、例えば、JIS G4304に規定のSUS301、SUS301L、SUS301J1、SUS302B、SUS303、SUS304、SUS304Cu、SUS304L、SUS304N1、SUS304N2、SUS304LN、SUS304J1、SUS304J2、SUS305、SUS309S、SUS310S、SUS312L、SUS315J1、SUS315J2、SUS316、SUS316L、SUS316N、SUS316LN、SUS316Ti、SUS316J1、SUS316J1L、SUS317、SUS317L、SUS317LN、SUS317J1、SUS317J2、SUS836L、SUS890L、SUS321、SUS347、SUSXM7、SUSXM15J1などのオーステナイト系ステンレス;SUS329J1、SUS329J3L、SUS329J4Lなどのオーステナイト・フェライト系ステンレス;SUS405、SUS410L、SUS429、SUS430、SUS430LX、SUS430J1L、SUS434、SUS436L、SUS436J1L、SUS443J1、SUS444、SUS445J1、SUS445J2、SUS447J1、SUSXM27などのフェライト系ステンレス;SUS403、SUS410、SUS410S、SUS420J1、SUS420J2、SUS440Aなどのマルテンサイト系ステンレス;SUS630、SUS631などの析出硬化系ステンレスなどが挙げられる。鉄基金属は、炭素含有量が0.030質量%以下の低炭素グレード(例えば、SUS304L、SUS316L)であってもよい。
【0032】
前記高耐食部HPを構成する高耐食金属は、ニッケルとクロムとの含有率の合計値が鉄基金属よりも高いことが好ましく、ニッケルの含有率とクロムとの含有率との両方が鉄基金属よりも高い値であることがより好ましい。前記鉄基金属として、例えば、SUS304(18Cr、8Ni)、SUS304L(18Cr、9Ni)を採用する場合、SUS316(18Cr、12Ni)、SUS316L(18Cr、12Ni)を高耐食金属として採用してもよい。高耐食金属としては、例えば、JIS Z3321に規定の308N2、309、309Si、309Mo、309L、309LD、309LSi、309LMo、309LMoD、309LNb、309LNbD、310、310S、310L、312、316、316H、316Si、316L、316LSi、316LCu、317、317L、318、318L、320、320LR、329J4L、330、383、385、2209などの溶接材であってもよい。高耐食金属は、インコネルやハステロイなどの商品名で知られているニッケル基合金であってもよい。高耐食金属は、例えば、JIS G4902に規定のNCF600、NCF601、NCF625、NCF690、NCF718、NCF750、NCF751、NCF80A、NCF800、NCF800H、NCF825、NCF020、NCF354などの耐食耐熱超合金;NW2200、NW2201、NW4400、NW4402、NW5500、NW0001、NW0665、NW0276、NW6455、NW6022、NW6210、NW6007、NW6985、NW6002などのニッケル及びニッケル基合金であってもよい。高耐食金属は、例えば、JIS Z3334に規定のNi2061、Ni2061Jなどのニッケル溶接材;Ni4060、Ni4061、Ni5504などのニッケル-銅溶接材;Ni6072、Ni6073、Ni6076、Ni6082などのニッケル-クロム溶接材;Ni6002、Ni6025、Ni6030、Ni6043、Ni6045、Ni6052、Ni6054、Ni6055、Ni6062、Ni6176、Ni6601、Ni6693、Ni6701、Ni6975、Ni6985、Ni7069、Ni7092、Ni7718、Ni8025、Ni8065、Ni8125などのニッケル-クロム-鉄溶接材;Ni1001、Ni1003、Ni1004、Ni1008、Ni1009、Ni1024、Ni1062、Ni1066、Ni1067、Ni1069などのニッケル-モリブデン溶接材;Ni6012、Ni6022、Ni6035、Ni6057、Ni6058、Ni6059、Ni6200、Ni6205、Ni6276、Ni6452、Ni6455、Ni6625、Ni6650、Ni6660、Ni6686、Ni7725などのニッケル-クロム-モリブデン溶接材;Ni6160、Ni6617、Ni7090、Ni7263などのニッケル-クロム-コバルト溶接材;Ni6231などのニッケル-クロム-タングステン溶接材であってもよい。
【0033】
高耐食部HPを溶接により形成する場合、鉄基金属による希釈を受けるので、溶接後の高耐食部HPは、上記例示の物質そのものではないこともありうる。高耐食部HPの耐食性が基体部BPに比べて高いかどうかは、腐食電位を測定して判定することもできる。
【0034】
前記基体部BPと前記高耐食部HPとは、螺合や焼き嵌めのような物理的な接合力により接合されていてもよく、溶接材などの接合材によって接合されていてもよく、前記高耐食金属を溶接材として用い、該溶接材を基体部BPに溶接して高耐食部HPを形成させるようにしてもよい。そのような場合、溶接は、アーク溶接、ガス溶接、レーザー溶接などの融接であってもよく、スポット溶接、シーム溶接などの圧接であってもよく、溶射やろう接などであってもよい。
【0035】
前記基体部BPと前記高耐食部HPとの接合の堅ろう性の観点からは高耐食部HPは、高耐食金属を基体部BPに肉盛り溶接することによって形成されてもよい。高耐食部HPは、前記基体部BPに接する第1溶接層と、該第1溶接層に重なる第2溶接層とを含む複数層の積層体であってもよい。高耐食部HPは、肉盛り溶接によるビードが3層以上に重なるように溶接されたものであってもよい。
【0036】
上記の通り、ガラス被覆製品を製造するのに用いる金属製品は、
a)前記基体部BPを形成させるための一次部材を鉄基金属で形成する準備工程と、
b)前記高耐食部HPを形成させるための高耐食金属を該一次部材に溶接して二次部材を形成する溶接工程と、
c)該二次部材の外形を加工して金属製品として求められる形状に仕上げる仕上げ工程と、を実施して作製することができる。
【0037】
前記準備工程では、基体部BPの形状に対応した形状を有する一次部材を形成することができ、切欠部BP1’を設けた一次部材2100’を形成することができる。前記溶接工程では、前記切欠部BP1’を画定する表面を被溶接面とし、該切欠部BP1’に高耐食金属が充填されるように溶接を実施することができる。溶接工程での熱によって一次部材2100’に歪みなどが生じることがあるので、一次部材2100’としては切欠部BP1’に高耐食金属が充填された場合の厚さや長さなどが金属製品よりも僅かに大きな形状となるものを用い、前記仕上げ工程において二次部材2100”の全面を切削加工するようにしてもよい。
【0038】
前記準備工程では、例えば、切欠部が形成される前の元部材に対して旋盤などを用いた切削加工を施して切欠部BP1’を形成して一次部材を形成することができる。より詳しくは、該準備工程では、全体が鉄基金属で構成された金属リングを用意し、該金属リングの角部を旋盤などで削り落として切欠部を設けて一次部材を作製してもよい。前記溶接工程は、一次部材の被溶接面に溶接材を溶接することで実施することができ、その際には、一度の溶接で切欠部BP1’を溶接材で満たすようにしてもよく、複数回の溶接によって切欠部BP1’を溶接材で満たすようにしてもよい。複数回の溶接を実施する場合、被溶接面から離れる方向に溶接を実施してもよい。例えば、切欠部BP1’の断面形状が横長である場合、溶接材によるビードが横方向に並ぶとともに厚さ方向にも複数のビードが積み重なるように溶接を実施してもよい。
【0039】
溶接工程では必要量よりも多くの溶接材を溶接してもよい。前記仕上げ工程では溶接により生じたひずみを矯正したり、ゆがんだ面がフラットになるように切削加工したりしてもよい。前記仕上げ工程では切削加工によって余分な溶接材を除去することができる。
【0040】
前記準備工程では、例えば、プロテクションリング210を例にすると、
図3aに示すように、金属リング2100の第1面2100aと外周側面2100c2とが交わる角部、及び、第2面2100bと外周側面2100c2とが交わる角部とにそれぞれ切欠部BP1’が設けられた一次部材2100’が用意される。
【0041】
図3bに例示の切欠部BP1’は、金属リング2100の径方向外側の端縁まで達するように設けられている。一方で、この切欠部BP1’は、金属リング2100の径方向内側の端縁までは達していない。従って、該切欠部BP1’は、当該切欠部BP1’の底面を画定する円環状の底壁面W1と、該底壁面W1の内周縁より立ち上がる縦壁面W2との2面により画定されている。
【0042】
本実施形態では、該切欠部BP1’に対して高耐食金属が溶接により充填される。従って、本実施形態では該底壁面W1と該縦壁面W2とが高耐食金属の溶接される被溶接面となっている。言い換えると切欠部BP1’に高耐食金属が充填されて形成される高耐食部HPは、該底壁面W1と該縦壁面W2とに接する面が基体部BPとの接合面となっている。
【0043】
切欠部が一次部材の端縁まで達しておらず、切欠の両側に縦壁面が存在するような溝形状となっていると、底壁面に複数のビードWBが横並びになるように溶接を実施する場合、底壁面と縦壁面との隅から順にビードWBを並べて反対側の縦壁面に達したときに溶接箇所が狭くなって作業がし辛くなってしまうことになり得るが、本実施形態では切欠部が端縁まで達しているために縦壁面W2の側から順にビードWBを並べるように溶接しても最後まで狭小箇所に溶接材を充填しなければならない事態にはならない。
【0044】
該底壁面W1は、第1面2100aと平行となるように形成されることが好ましい。すなわち、切欠部BP1’は、第1面2100aから底壁面W1までの深さが全体的に均一になるように形成されることが好ましい。
【0045】
縦壁面W2は、底壁面W1に対して垂直となるように設けられてもよいが、該縦壁面W2と底壁面W1が交わる隅CNが先尖りしたように奥まっていると溶接に際して高耐食金属が入り込みにくくなる。そのため、縦壁面W2は、底壁面W1と鈍角に交わるように設けられていてもよい。また、縦壁面W2と底壁面W1とが交わる隅CNにはC面、又は、R面が設けられてもよい。隅CNをC面とする場合、隅Cの値は0.5mm以上であってもよく、1.0mm以上であってもよい。隅CNをR面とする場合、隅Rの値は0.5mm以上であってもよく、1.0mm以上であってもよい。底壁面W1と縦壁面W2とを鈍角とする場合、その角度は、例えば、95度以上とすることができる。底壁面W1と縦壁面W2とがなす角度は、100度以上であってもよく、105度以上であってもよい。
【0046】
底壁面W1と縦壁面W2との角度や、隅C、隅Rの値は、チッピングの進行方向に沿った平面で一次部材2100’を切断した際の断面形状に基づいて測定することができる。チッピングの進行方向は、通常、ガラス層GLの端縁が延在する方向と直交する方向であり、プロテクションリング210では径方向内向きということになる。したがってプロテクションリング210において底壁面W1と縦壁面W2との角度や、隅C、隅Rの状況を確かめる場合は、プロテクションリング210の中心軸を含む平面でプロテクションリング210を切断した断面に対して測定を実施することができる。尚、ガラス層GLの端縁GLeが延在する方向(端縁が曲線の場合は接線の方向(例えば、
図4bの矢印D方向))と直交する方向での当該断面は、ガラス層GLの厚さ方向に沿った面であり、以下においては、該断面のことを「厚さ方向断面TX」などとも称する。
【0047】
厚さ方向断面TXにおいて観測される切欠部BP1’の深さ(第1面2100aから底壁面W1までの深さ)は、例えば、0.05mm以上であってもよく、0.1mm以上であってもよく、0.3mm以上であってもよく、0.5mm以上であってもよい。該深さは、1.0mm以上であってもよく、1.5mm以上であってもよく、2mm以上であってもよく、2.5mm以上であってもよい。該深さは、例えば、20mm以下であってもよく、10mm以下であってもよく、8mm以下であってもよく、5mm以下であってもよい。底壁面W1と縦壁面W2とが交わる隅CN(C面やR面が設けられる場合はその中心点)から底壁面W1に沿って外周側面2100c2に到達するまでの長さは、切欠部BP1’の深さの0.8倍以上とすることができる。該長さは、切欠部BP1’の深さの1.0倍以上であってもよく、1.2倍以上であってもよく、1.5倍以上であってもよく、2.0倍以上であってもよい。該長さは、例えば、5mm以上とすることができる。該長さは、8mm以上であってもよく、10mm以上であってもよく、15mm以上であってもよく、20mm以上であってもよい。該長さは、例えば、30mm以下であってもよく、20mm以下であってもよく、10mm以下であってもよい。
【0048】
該切欠部BP1’に高耐食金属が充填されて形成される前記高耐食部HPを前記厚さ方向断面で切断した際の断面形状は金属リングの中心から端縁に向かう方向に長い横長形状であることが好ましい。そのことにより高耐食金属の使用量を節約しつつ高耐食面SHを広く確保できる。
【0049】
第1面2100a側での切欠部BP1’と第2面2100b側での切欠部BP1’とは、厚さ方向断面TXでの形状が同じであっても異なっていてもよい。本実施形態での切欠部BP1’における空間の形状は、第1面2100a側も第2面2100b側も何れも円環板状である。従って、本実施形態において形成される高耐食部HPも円環板状である。
【0050】
例えば、切欠部BP1’に対応した形状となるようにあらかじめ高耐食金属で作製された円環板を用意し、第1面2100a側の切欠部BP1’と第2面2100b側の切欠部BP1’との内の一方又は両方に前記円環板を嵌め込んでスポット溶接や焼き嵌めによって固定して金属リング2100を形成させるようにしてもよいが、本実施形態では、高耐食部HPと基体部BPとの間に高い接合強度を発揮させる上で肉盛り溶接が行われる。
【0051】
図3c~
図3eに示すように、肉盛り溶接は、例えば、ビードWBが周方向に連続的に形成されるように実施することができ、ビードWBが底壁面W1の上に横並びになるように実施することができる。肉盛り溶接は、ビードWBの形成高さを切欠部BP1’の深さ以上とし、上下方向にビードWBが重ならないように実施してもよい。肉盛り溶接は、ビードWBの形成高さを切欠部BP1’の深さ未満とし、上下方向にビードWBが積み重なるように実施してもよい。
【0052】
底壁面W1に接する一条又は複数条のビードWBで構成された第1溶接層BL1と、底壁面W1とは反対側より該第1溶接層BL1に接するように当該第1溶接層BL1に重なる一条又は複数条のビードWBで構成された第2溶接層BL2とを含む積層構造が形成されるように肉盛り溶接を行うことが好ましい。第1溶接層BL1と第2溶接層BL2との各層は、複数条のビードWBが横並びに並ぶように形成されることが好ましい。
【0053】
上記のような肉盛り溶接は、
図3eに示すように、第1面2100aや第2面2100b側よりも盛り上がった状態となるようにビードWBを重ね、当該ビードWBが外周側面2100c2よりも外側にはみ出した状態となるように行うことができる。
【0054】
肉盛り溶接では、高耐食金属で構成された溶接棒を用いてビードWBを形成させても、一次部材2100’(底壁面W1や縦壁面W2)に直接的に接する部位では鉄基金属による希釈を受ける。従って、上記のような積層構造を形成させると、第2溶接層BL2を第1溶接層BL1よりも高純度にすることができ、第2溶接層BL2における鉄基金属の含有量を低減させることができる。また、第2溶接層BL2においても最も径方向内側に位置して縦壁面W2に接するビードWBは、鉄基金属による希釈を受けるが、複数のビードWBを横並びにさせることで径方向外側のビードWBに鉄基金属が混入することを抑制することができる。
【0055】
肉盛り溶接後は、はみ出した溶接材を切削加工などによって除去して
図3fに示すような二次部材2100”を形成することができる。該二次部材2100”は、そのまま金属リング2100としてガラス層GLの焼き付けを実施してもよく、化成処理などのさらなる処理を行って金属リング2100としてもよい。
【0056】
プロテクションリング210は、このような金属リング2100にガラス粉末を含有するスラリーを吹き付けるなどして未焼成のガラス層を備えた未焼成品を作製するくすり掛け工程と、該未焼成品を炉内で焼成する焼成工程とが行われて作製される。その際、金属リング2100の端縁まで高耐食面SHが形成されているので、ガラス層の端縁を高耐食面SHに位置させるためのくすり掛けを容易に実施することができる。
【0057】
上記のようにして形成される金属リング2100には、前記基体部BPの表面である基体面SBと、前記高耐食部HPの表面である高耐食面SHとが設けられる。金属リング2100は、
図4aに示すように、焼き付けられるガラス層GLの厚さ方向から見たときに、前記高耐食面SHが径方向外側の端縁に達するように設けられている。金属リング2100では、前述のように高耐食部HPに鉄基金属が含まれる可能性があるものの高耐食面SHは、2層目以降のビードWBでは鉄基金属が含まれる可能性が低くなる。本実施形態では、この2層目以降のビードWBが削られて高耐食面SHが形成されるため当該高耐食面SHにおける高耐食金属の純度を高くすることができる。また、高耐食面SHの内、径方向内側寄りの部分では、縦壁面W2から混入した鉄基金属が存在し得るが、径方向外側寄りの部分では鉄基金属の存在確率は大きく低減される。
【0058】
高耐食面SHと基体面SBとが似たような外観を有し、見た目だけでは両者の境界が判断し辛いような場合であっても、
図4bに示すようにガラス層GLを金属リング2100の端縁(径方向外側の端縁)に近い位置まで形成すれば当該ガラス層GLの端縁部が高耐食金属の純度の高い高耐食面SHに焼き付けられることになり、チッピングの発生を抑制させることができる。
【0059】
言い換えると、金属リング2100の第1面2100a、第2面2100b、及び、内周側面2100c1にガラス層GLが焼き付けられているプロテクションリング210は、金属リング2100が、鉄基金属で構成された基体部BPと、ニッケルとクロムとの内の少なくとも一方の含有率が前記鉄基金属よりも高い高耐食金属で構成された高耐食部HPとを備え、該金属リング2100の表面には前記基体部BPの表面である基体面SBと、前記高耐食部HPの表面である高耐食面SHとが設けられ、前記ガラス層GLの厚さ方向から該ガラス層GLの端縁部を見たときに、前記高耐食面SHが前記金属リング2100の端縁から延びるように設けられ、該高耐食面SHの上に前記ガラス層GLの端縁が位置している。
【0060】
上記のように本実施形態でのプロテクションリング210では、チッピングの起点となりやすいガラス層GLの端部が高耐食面SHに焼き付けられており、該高耐食面SHがガラス層GLの端縁GLeを超えてガラス層GLから外向きに延出し、金属リング2100の端縁にまで達している。本実施形態でのプロテクションリング210は、そのように構成されていることでチッピングの発生が抑制される。尚、第1面2100aと外周側面2100c2との角部は、R面取りやC面取りが施されていてもよい。そのような場合も、ガラス層GLを形成する範囲は、金属リング2100の端縁(面取りされている部分の外周側面2100c2側の端縁)を目安に容易に設定することができ、チッピングの抑制を図ることが容易となる。尚、要すれば、ガラス層GLは、角部を超えて外周側面2100c2に回り込むように設けられてもよい。
【0061】
図に例示のプロテクションリング210は、金属リング2100の第1面2100aと第2面2100bとのそれぞれに分かれて2つの高耐食部HPを備えている。図に例示のプロテクションリング210では、厚さ方向断面TXにおいて2つの前記高耐食部HPがそれぞれ前記基体部BPに積層されており、該高耐食部HPが前記高耐食面SHとは反対面となる前記基体部BPとの接合面CFが備えられている。高耐食部HPを金属リング2100と同じ厚さとして一つの高耐食部HPで第1面2100aと第2面2100bとの2面に高耐食面SHを形成することも可能であるが、上記のようにすることで高耐食金属の使用量を抑制することができる。
【0062】
プロテクションリング210に設けられるガラス層GLは、
図5に示すように、金属リング2100に直に接して当該金属リング2100に焼き付けられる下引きガラス層GL1と、金属リング2100とは逆側から下引きガラス層GL1に接し、前記下引きガラス層GL1を介して金属リング2100に焼き付けられる上引きガラス層GL2とを含む多層構造であってもよい。
【0063】
図5に示すプロテクションリング210では、基体部BPの切欠部BP1に充填された高耐食金属によって形成された高耐食部HPの厚さ方向断面TXでの形状が横長となっているが、例えば、
図6に示すように高耐食部HPの断面形状は、縦長であってもよく、それ以外の断面形状であってもよい。
【0064】
図6に示すプロテクションリング210では、径方向での高耐食部HPの長さを短くすることができるので高耐食金属の使用量を抑制することができ、溶接などの手間も少なくて済む。一方、高耐食金属と鉄基金属との間での熱膨張係数の違いが大きい場合、金属リング2100に施釉してガラス層GLを焼き付けた後に高耐食部HPと基体部BPとの境界部に残留応力が生じることがある。
図5に示すプロテクションリング210のように高耐食部を横長にすると、そのような応力が発生しやすい高耐食面SHと基体面SBとの境界線からチッピングが起こりやすいガラス層GLの端縁GLeを遠ざけやすくなる。
【0065】
上記のようなことから、ガラス層GLは、高耐食面SHと基体面SBとの境界線LLから一定以上の距離Tを設けた箇所に端縁GLeを位置させるように形成されることが好ましい。境界線LLからガラス層GLの端縁GLeまでに一定以上の距離L1を確保するのはプロテクションリング210の両面ともであっても片面のみであってもよい。また、境界線からガラス層GLの端縁GLeまでの距離L1を確保するのが片面のみである場合、プロテクションリング210の全周に亘ってそのような距離Tを確保しなくてもよい。
【0066】
ガラス層GLの端縁GLeは、全長に亘って境界線LLから一定以上の距離L1を設けて配されることが好ましいもののそのような距離L1を設けるのは、端縁の全長さの内の、例えば、10%以上の区間であってもよい。そのような距離L1を設ける区間は、25%以上であってもよく、50%以上であってもよく、75%以上であってもよい。
【0067】
ガラス層GLの端縁GLeと境界線LLとの間の距離L1は、例えば、3mm以上とすることができる。この距離L1は、4mm以上であってもよく、5mm以上であってもよく、6mm以上であってもよく、8mm以上であってもよく、10mm以上であってもよい。ガラス層GLの端縁GLeと境界線LLとの間の距離L1は、例えば、20mm以下とすることができる。この距離L1は、15mm以下であってもよく、10mm以下であってもよい。
【0068】
ガラス層GLの端縁GLeが位置する箇所での高耐食部HPの深さL2(高耐食面SHとは反対側の基体部BPとの接合面CFから高耐食面SHまでの距離)についても一定以上であることが好ましい。ガラス層GLの端縁GLeは、全長に亘って高耐食部HPが一定以上の深さL2を有する箇所に設けられることが好ましいもののそのような深さL2を有する箇所に設けられるのは、端縁GLeの全長さの内の、例えば、10%以上の区間であってもよい。高耐食部HPが一定以上の深さを有する箇所に端縁GLeが設けられる区間は、端縁GLeの全長の内の25%以上であってもよく、50%以上であってもよく、75%以上であってもよい。
【0069】
ガラス層GLの端縁GLeが設けられる位置での高耐食部HPの深さL2は、例えば、0.05mm以上であってもよく、0.1mm以上であってもよく、0.3mm以上であってもよく、0.5mm以上であってもよい。この深さL2は、1.0mm以上であってもよく、1.5mm以上であってもよく、2mm以上であってもよく、2.5mm以上であってもよく、3mm以上であってもよく、4mm以上であってもよい。ガラス層GLの端縁GLeが設けられる位置での高耐食部HPの深さL2は、例えば、20mm以下とすることができる。この深さL2は、10mm以下であってもよく、8mm以下であってもよく、5mm以下であってもよい。
【0070】
高耐食面SHは、上記のような深さL2を有するのが、例えば、25%以上の面積割合であってもよい。上記のような深さL2を有する領域が高耐食面SHに占める面積割合は、30%以上であってもよく、40%以上であってもよく、50%以上であってもよく、60%以上であってもよい。高耐食面SHでは、狭い範囲で深さが急激に変化しないことが好ましい。高耐食部HPは、厚さが一定しているか、厚さが場所によって違っているにしても平面方向での厚さの変化が一定していることが好ましい。
【0071】
高耐食部HPは、厚さ方向断面TXでの形状が横長帯状となる板状領域HPaを有しているか、厚さ方向断面TXにおいて観測される厚さが、前記厚さ方向と直交する方向において一定の割合で変化する変厚領域HPnを有していることが好ましい。前記ガラス層GLは、この板状領域HPa、又は、変厚領域HPnに端縁が位置するように焼き付けられることが好ましい。
【0072】
前述の通り、本実施形態の高耐食部HPは円環板状である。即ち、板状領域HPaはプロテクションリング210の周方向に延在し、横長帯状の断面形状は、一つの平面による断面だけでなく、該断面の奥行き方向(周方向)にも連続している。本実施形態では、プロテクションリング210の中心軸を含むすべての平面における断面形状が横長帯状である。本実施形態での板状領域HPaは、延在する方向に全く同じ断面形状が連続するように形成されていてもよく、断面形状が横長帯状である状態を保ちながら当該断面形状の厚さ方向の寸法、横幅方向の寸法などが奥行き方向(周方向)に変化しつつ延在するよう形成されていてもよい。図に例示のプロテクションリング210以外のガラス被覆製品においては、板状領域は、例えば、多角枠板状(四角枠板状、六角枠板状)であってもよい。
【0073】
本実施形態では、板状領域HPaだけでなく前記変厚領域HPnもプロテクションリング210の周方向に延在している。変厚領域HPnは、延在する方向に全く同じ断面形状が連続するように形成されていてもよく、厚さが径方向に一定割合で変化する状態を保ちながら当該断面形状の厚さ方向の寸法、横幅方向の寸法、変化の度合いなどが奥行き方向(周方向)に変化しつつ延在するよう形成されていてもよい。
【0074】
チッピングを抑制する意味において金属製品はガラス被覆面の多くが高耐食面SHとなるように形成されてもよいが、過度に広範囲に高耐食部HPを設ける必要はない。例えば、高耐食部HPや板状領域HPaは、円板状や多角板状となるように設けられてもよいが、高耐食金属の使用量を抑制するとともに溶接等の手間を削減する上において、ガラス層GLの端縁部に沿って帯状に延在するように設けられてもよい。その場合、当該板状領域HPaの延在する方向に直交する平面での断面形状が横長帯状となる領域が板状領域HPaの延在する区間に亘って連続することで、この板状領域HPaと交差する方向にチッピングが進行することを抑制することができる。また、変厚領域HPnについても、該変厚領域HPnが延在する方向と交差する方向にチッピングが進行することを抑制することができる。板状領域HPaや変厚領域HPnは、必ずしもガラス層GLの端縁部が延在する全区間に亘って設けられなくてもよく、一部のみに設けられてもよい。板状領域HPaや変厚領域HPnは、ガラス層GLの端縁部が延在する長さの50%以上となるように設けられてもよく、70%以上となるように設けられてもよく、90%以上となるように設けられてもよい。板状領域HPaや変厚領域HPnは、ガラス層GLの端縁部の全区間(100%)に亘って設けられることが好ましい。
【0075】
変厚領域HPnでの厚さの変化割合は、施工性などの観点から、基体部BPとの界面が高耐食面SHとの間に成す角度(
図11でのθ)が45度以内となるように設けられることが好ましい。前記角度は30度以下でもよく、20度以下でもよい。
【0076】
前記高耐食部HPが基体部BPに積層されている場合、該高耐食部HPに板状領域HPaが設けられていることは、厚さ方向断面TXでの高耐食部HPと基体部BPとの境界線(接合面CFの断面形状)が高耐食面SHと平行する直線状となっていることで確認できる。該高耐食部HPに変厚領域HPnが設けられていることは、厚さ方向断面TXでの高耐食部HPと基体部BPとの境界線が高耐食面SHと角度をもった直線状になっていることで確認できる。
【0077】
界面が直線状であるかどうかについては、境界線の真直度が1mm以内であることで確認することができる。境界線の真直度は、0.5mm以内であることが好ましく、0.1mm以内であることがより好ましく、0.01mm以内であることが更に好ましい。ここで、真直度は高耐食部の深さL2以下の値で設定される。
図5に例示のプロテクションリング210では、第1面210a側と第2面210b側とに分かれて高耐食部HPの断面が2箇所存在している。また、
図5においては図示を省略しているが、中心軸を含む平面でプロテクションリング210を切断した場合、
図5とは180度離れた位置でプロテクションリング210を切断した断面が存在し、2つの断面が中心軸を介して線対称となるように配されることになる。そして、
図5とは別の断面においても高耐食部HPの断面が第1面210a側と第2面210b側との2箇所存在する。即ち、中心軸を含む平面でプロテクションリング210を切断した場合、高耐食部HPの断面が4箇所に設けられることになる。この4つの断面のそれぞれでは、前記真直度が共通していてもよく、一断面での前記真直度と他断面での前記真直度とが異なっていてもよい。即ち、上記のように板状領域HPaや変厚領域HPnが延在する方向において厳密に断面形状を維持する必要がないのと同じく境界線の真直度も断面の奥行き方向(周方向)において変化してもよい。
【0078】
板状領域HPaや変厚領域は、厚さ方向断面TXにおける長さが5mm以上となるように形成され得る。板状領域HPaや変厚領域の厚さ方向断面TXにおける長さは、7mm以上であってもよく、10mm以上であってもよい。プロテクションリング210には、周方向(厚さ方向断面TXからの奥行き方向)に一定以上の長さを有する板状領域HPaや変厚領域が設けられることが好ましい。すなわち、高耐食部HPは、周方向に同じ断面形状が連続するように設けられることが好ましい。板状領域HPaや変厚領域の周方向における長さは、全周長の10%以上であってもよく、25%以上であってもよく、50%以上であってもよく、75%以上であってもよい。板状領域HPaや変厚領域HPnは、全周に亘って設けられることが好ましい。
【0079】
図5、
図6に示すプロテクションリング210は、蓋本体220の下面と対向する第1面210aと、該第1面210aの反対面で、容器ノズル120のフランジ部122に対向する第2面210bと、第1面210aの内周縁と第2面210bの内周縁とを結ぶ内周側面210c1と、第1面210aの外周縁と第2面210bの外周縁とを結ぶ外周側面210c2との内、該外周側面210c2では金属リング2100がガラス層GLに覆われずに露出している。また、プロテクションリング210の軸方向における両端部では、外周側面210c2が高耐食面SHとなっているが、中間部は基体面SBとなっている。
【0080】
プロテクションリング210は、蓋の開閉などに際して蓋本体220の下面に付着した液体が付着するなどして当該基体面SBに錆などが発生しないようにするために、例えば、
図7に示すように、外周側面210c2の全体を高耐食面SHとしてもよい。すなわち、金属リング2100の高耐食面SHは、前記第1面2100aと外周側面2100c2との角部を超えて外周側面2100c2に延び、当該外周側面2100c2と第2面2100bとの角部まで延びるように設けられてもよい。
【0081】
そのような場合、プロテクションリング210を構成する金属リング2100は、例えば、
図8に示すように、径方向内外に2重となる2つのリング部材で構成されてもよい。すなわち、径方向内側となる内リング2110の外周面と、該内リング2110を囲繞する外リング2120の内周面とを溶接等の方法により接合し、前記外リング2120として高耐食性金属製のものを採用することで外周側面2100c2がすべて高耐食面SHとなった金属リング2100をガラス層GLを形成するための金属製品として用いてもよい。尚、外リング2120と内リング2110とを溶接する場合、溶接材は高耐食性金属である必要はなく、鉄基金属などであってもよい。
【0082】
尚、
図9に示すように、容器ノズル120についてもプロテクションリング210と同様に、該容器ノズル120の基体となる金属ノズル1200のフランジ部1220に切欠部を設けて、当該切欠部に高耐食性金属を充填して高耐食部HPを形成させ、フランジ部1220の上面側に高耐食面SHと基体面SBとを設けて該高耐食面SHの上にガラス層GLの端縁GLeを位置させることでチッピングの発生を抑制させることができる。
【0083】
尚、
図10に示すようなインロウ構造を採用することもできる。
図10に例示の容器ノズル120では、前記高耐食部HPが段差を有し、前記高耐食面SHには該段差の低段側となる低段領域SHLと、前記段差の高段側となる高段領域SHHと、該低段領域SHLと該高段領域SHHとを結ぶ接続領域SHCとが設けられ、前記ガラス層GLが前記低段領域SHLに焼き付けられ、該ガラス層GLの端縁部が前記接続領域SHCに焼き付けられている。このような態様においてはチッピングの発生をより一層抑制させることができる。このようなインロウ構造は、プロテクションリング210にも採用可能である。
【0084】
また、
図11に例示するように、ガラス層GLの端縁GLeを変厚領域HPnに設けてもよいことは、プロテクションリング210も容器ノズル120も同じである。
【0085】
ここではこれ以上詳細な説明を繰り返さないが、蓋本体220についても金蓋2200の基板部2210の外周角部や、金蓋フランジ部2230の外周角部に切欠部を設けて高耐食部HPを形成してガラス層GLを焼き付けることでチッピングの抑制を図ることができる。その際も、インロウ構造などを採用してもよい。本実施形態においては、いずれの金属製品に施釉する場合でも金属製品の端縁を目安に施釉する範囲を決めることができるため、作業性が良好になる。上記の通り本実施形態においては、製造容易でありながら耐食性に優れたグラスライニング製品が提供される。
【0086】
尚、上記においてはプロテクションリング210や金蓋フランジ部2230のような平面視における形状が円環状のものを例示しているが、平面視四角形のものや四角形以外の多角形の形状のものについても上記のような効果は発揮される。また、上記においてはグラスライニング製品を例示しているが、グラスライニング製品以外の汎用ほうろう製品などにおいても上記と同様の効果が発揮される。また、上記効果はほうろう製品だけでなく、それ以外のガラス被覆製品においても発揮される。
【0087】
以上の通り、本明細書には以下の開示が含まれている。
【0088】
(1)
金属製品の表面にガラス層が焼き付けられているガラス被覆製品であって、
前記金属製品が、鉄基金属で構成された基体部と、ニッケルとクロムとの内の少なくとも一方の含有率が前記鉄基金属よりも高い高耐食金属で構成された高耐食部とを備え、
該金属製品の表面には前記基体部の表面である基体面と、前記高耐食部の表面である高耐食面とが設けられ、
前記ガラス層の厚さ方向から該ガラス層の端縁部を見たときに、
前記高耐食面が前記金属製品の端縁から延びるように設けられ、
該高耐食面の上に前記ガラス層の端縁が位置しているガラス被覆製品。
【0089】
(2)
前記厚さ方向で見たときの前記ガラス層の端縁に沿って境界線を設定し、該境界線の延びる方向と直交する仮想平面を設定して該仮想平面での断面を厚さ方向断面としたときに、
該厚さ方向断面において前記高耐食部が前記基体部に積層されており、
該高耐食部が前記高耐食面とは反対面となる前記基体部との接合面を有している(1)記載のガラス被覆製品。
【0090】
(3)
前記厚さ方向断面における前記高耐食部の断面形状は、前記厚さ方向と直交する方向に長い横長形状である(2)記載のガラス被覆製品。
【0091】
(4)
前記厚さ方向断面における前記接合面の形状が直線状である(2)または(3)に記載のガラス被覆製品。
【0092】
(5)
前記高耐食部は、
前記厚さ方向断面における形状が横長帯状となる板状領域を有し、
前記ガラス層は、
端縁部が該板状領域に焼き付けられている(2)~(4)の何れかに記載のガラス被覆製品。
【0093】
(6)
前記高耐食部は、
前記厚さ方向断面において観測される厚さが、前記厚さ方向と直交する方向において一定の割合で変化する変厚領域を有し、
前記ガラス層は、
端縁部が該変厚領域に焼き付けられている(2)~(4)の何れかに記載のガラス被覆製品。
【0094】
(7)
前記金属製品には、板状部が備えられ、
該板状部が、第1面と、該第1面とは反対面となる第2面と、該第2面と前記第1面との端縁どうしを結ぶ側面とを有し、
前記高耐食面が前記第1面の少なくとも一部を構成し、
該第1面の少なくとも一部を構成している前記高耐食面の上に前記ガラス層の前記端縁が位置し、
該高耐食面は、前記第1面と前記側面との角部を超えて前記側面に延び、前記側面と前記第2面との角部まで延びている(1)~(6)の何れかに記載のガラス被覆製品。
【0095】
(8)
前記高耐食部が段差を有し、前記高耐食面には該段差の低段側となる低段領域と、前記段差の高段側となる高段領域と、該低段領域と該高段領域とを結ぶ接続領域とが設けられ、
前記ガラス層が前記低段領域に焼き付けられ、該ガラス層の端縁部が前記接続領域に焼き付けられている(1)~(7)の何れかに記載のガラス被覆製品。
【0096】
尚、本発明は上記例示に何等限定されることなく各種変更を加えることができる。
【符号の説明】
【0097】
1:反応槽、
10:槽本体、10c:収容空間、
100:金属槽、
110:本体部、111:胴部、112:底部、113:天井部、
120:容器ノズル、121:筒状部、122:フランジ部、
1100:金属槽本体、1110:胴部、1110c:中心軸、1120:底部、1130:天井部、
1200:金属ノズル、1210:筒状部、1220:フランジ部、1220a:第1面、1220b:第2面、1220c:側面、
20:蓋部材、
200:金属蓋材、
210:プロテクションリング、210c1:内周側面、210c2:外周側面、
220:蓋本体、220w:ガラス窓、221:基板部、222:蓋筒状部、223:蓋フランジ部、224:ガラス板、225:窓枠部、
2100:金属リング、2100’:一次部材、2100”:二次部材、2100a:第1面、2100b:第2面、2100c1:内周側面、2100c2:外周側面、2110:内リング、2120:外リング、
2200:金蓋、2210:基板部、2220:金蓋筒状部、2230:金蓋フランジ部、
BP:基体部、BP1:切欠部、BP1’:切欠部、
CN:隅、
CF:接合面、
GL:ガラス層、GL1:下引きガラス層、GL2:上引きガラス層、GLe:端縁、
HP:高耐食部、HPa:板状領域、HPn:変厚領域、
LL:境界線、
S1:ガスケット、S2:ガスケット、S3:ガスケット、S4:ガスケット、
SB:基体面、SH:高耐食面、
SHC:接続領域、SHH:高段領域、SHL:低段領域、
W1:底壁面、W2:縦壁面、
WB:ビード
【要約】
【課題】製造容易でありながら優れた耐食性を有するガラス被覆製品を提供すること。
【解決手段】金属製品の表面にガラス層(GL)が焼き付けられているガラス被覆製品であって、
前記金属製品が、鉄基金属で構成された基体部(BP)と、ニッケルとクロムとの内の少なくとも一方の含有率が前記鉄基金属よりも高い高耐食金属で構成された高耐食部(HP)とを備え、
該金属製品の表面には前記基体部(BP)の表面である基体面(SB)と、前記高耐食部(HP)の表面である高耐食面(SH)とが設けられ、
前記ガラス層(GL)の厚さ方向から該ガラス層(GL)の端縁部を見たときに、
前記高耐食面(SH)が前記金属製品の端縁から延びるように設けられ、
該高耐食面(SH)の上に前記ガラス層の端縁(GLe)が位置しているガラス被覆製品、を提供する。
【選択図】
図9