icon ほうろう(琺瑯)とは

ほうろうとは金属表面に強固にガラス層(膜)を被覆した複合材料で歴史がふるい。ガラスの化学的安定性、 装飾性などと金属の強度、加工性などの良い点を組合せた複合材料である。現在、最も一般的なほうろうは鋼板ほうろうである。


ほうろうの構成

鋼板ほうろうの断面(SEM)写真を下にしめす。鋼板の上にガラス層があり、下釉層と上釉層の二層で構成されるのが基本構造である。下釉は金属との密着を目的としたガラスで、金属との膨張係数のマッチングと密着のための界面層をつくりだすための CoやNiを含むガラスである。  上釉は化学的性質や装飾性などを目的機能としたガラスでつくられる。また、ほうろうをつくるときは、あらかじめこれらのガラスを溶融してつくり、粉末にしている。このガラス粉をフリットとよび、このフリットを金属表面に塗布したのち、加熱再溶融してつくるため、小さな泡が存在するのが特徴である。さらに、金属とガラス層の界面に着目すると金属表面に凹凸が観察できる。これがガラス層が強固に密着できる理由である。


ほうろうの断面SEM写真

ほうろうにつかわれる金属の 種類と用途

ほうろうにつかわれる金属の大部分は鉄である。それも鋼板であり、ほうろう用につくられたものである。アルミや銅がつかわれることもある。さらに、工芸品の分野では、金や銀がつかわれる。これら、銅、銀、金などをつかった工芸品ほうろうを「七宝」とよぶことがある。また、工業機器用のほうろうを「グラスライニング」とよんで区別することがある。金属の種類と主たる用途は下表のようである。


金属の種類
用 途
鉄系
ほうろう用鋼板

ほうろう素地の大部分を占める。 様々なほうろう製品に利用。鍋、システム キッチン等の台所家庭用品。外壁、 サニタリー用品等の住宅建材。反応器、 タンク等の工業機器。

グラスライニング

鋳鉄 主に鋳物浴槽に利用。
ステンレス 家庭用品、機械部品、耐熱機器等に利用。
Alメッキ鋼板 (アルミナイズド鋼板) 建材、ホワイトボード゙等に利用。 アルミ同様に低温焼成。
Al−Znメッキ鋼板 (ガルバリウム鋼板) 建材等に利用。ガルバリウム皮膜が あるため端面の防錆に優れる。
アルミニウム
軽量かつ加工性に優れる。Alの融点が 低いため低温焼成。

水道メーターの文字盤や工芸品向け。

七宝

金・銀

工芸品、メダル向け

七宝


ほうろう用鋼板は、ほうろうのために特別設計された鋼板

ほうろう用鋼板は、通常の鋼板とは別に、ほうろうのために特別に工夫された鋼板である。ほうろう用鋼板の特徴は、機械的性質(成形性や溶接性等)と、ほうろうの欠点(ピンホール、泡、剥離等)の発生しにくい特性を両立させたところである。 機械的性質(成形性や伸び)を優れたものにするためには、固溶元素(炭素[C]・窒素[N])の含有量を極力少なくする必要がある。一方、ほうろうの欠点(特に爪飛び[ガラス層の剥離の一つ])を抑制するためには、鋼中に粗大な析出物・介在物をつくりこむ必要があり、析出物・介在物を形成する金属元素とC、S、N等(高酸素鋼では酸素[O]も)を適量含ませる必要がある。


高酸素鋼(NKP1D)の介在物・析出物

「μm オーダーのMnO」(左)と「数百μm オーダーのCr2MnO4 」(右)が見られる。一般の鋼板では、μm オーダーの粗大な析出物は存在しない

 

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