JP2003082403A

JP2003082403A - 焼成用敷板

Info

Publication number: JP2003082403A
Application number: JP2001275127A
Authority: JP
Inventors: Kyosuke Tsunekawa; 恭輔恒川; Akio Kato; 紀生加藤
Original assignee: NGK Insulators Ltd; NGK Adrec Co Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd; NGK Adrec Co Ltd
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2003-03-19
Also published as: CN1253404C; CN1403403A

Abstract

(57)【要約】【課題】焼成時にセラミック製品の変形、破損、反応
不良が発生しないか、あるいは発生しても、従来の敷板
よりも少なく、且つ従来の敷板よりも簡単に、低コスト
で製造することができるとともに、長寿命である焼成用
敷板を提供する。【解決手段】焼成収縮の大きいセラミック成形体を焼
成するための焼成用敷板である。セラミック成形体中の
含有量が２０重量％以上の化学組成物を主要化学組成物
とし、各々の主要化学組成物が７０重量％以上、且つ残
部が、５〜２５重量％の高融点原料と、５〜２５重量％
の低熱膨脹原料から成る敷板用成形体を、セラミック成
形体の焼成温度と同等又はそれ以上の温度にて焼成して
成る焼成体である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焼成収縮の大き
いセラミック成形体を焼成するための焼成用敷板に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】セラミック製品は、焼成工程におい
て、焼成収縮、熱膨脹を被るが、その際、セラミック成
形体と敷板が接触する面（以下、「接触面」と記す）で
は、敷板との焼成収縮差、熱膨脹差により、摩擦が発生
する。この摩擦に起因して、接触面でセラミック製品に
クラックが入ったり、クラックに至らずとも、接触面で
希望する収縮が得られず、セラミック製品が変形してし
まうという問題点があった。

【０００３】上記の問題点を解消するため、従来、焼
成収縮の大きいセラミック成形体を焼成するための敷板
は、セラミック製品と同一素地の成形体又は焼成体、更
にセラミック製品を所定の厚みにスライスし、面取り加
工して作製されたものが使用されてきた。

【０００４】これは、上記敷板が、セラミック製品と
同一素地にすることにより、セラミック製品と敷板との
熱膨脹差を解消することができ、また敷板を成形体にす
ることにより、焼成収縮差を解消することができるた
め、セラミック製品のクラックや変形の発生を抑制する
ことができるからである。更に、上記敷板は、セラミッ
ク製品と同一素地であるため、セラミック製品に異質組
成物が侵入し、汚染するといった反応不良が発生するこ
とがないという利点がある。

【０００５】しかしながら、上記敷板は、成形体であ
る場合、使用回数は１回に限定されてしまい、また、焼
成体の場合であっても、数回の使用で寿命となってしま
うため、セラミック製品の製造コストの低減を妨げてい
るという問題があった。

【０００６】尚、上記敷板が焼成体である場合、使用
を繰り返すと敷板の溶化が徐々に進行し、ガラス状の溶
融物が表面に浮き出し、この溶融物が、接触面での摩擦
抵抗を大きくしたり、セラミック製品に付着したり、セ
ラミック製品と敷板とをくっつけてしまった時を、敷板
の寿命とした。

【０００７】更に、上記敷板は、本来、セラミック製
品と同一素地の成形体又は焼成体、更にセラミック製品
を所定の厚みにスライスし、面取り加工して作製された
ものを用いているため、生産性及び経済的メリットに欠
けるという問題点があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このよう
な従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、焼成時にセラミック製品の変
形、破損、反応不良が発生しないか、あるいは発生して
も、従来の敷板よりも少なく、且つ従来の敷板よりも簡
単に、低コストで製造することができるとともに、長寿
命である焼成用敷板を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明によ
れば、焼成収縮の大きいセラミック成形体を焼成するた
めの焼成用敷板であって、該セラミック成形体中の含有
量が２０重量％以上の化学組成物を主要化学組成物と
し、各々の該主要化学組成物における該セラミック成形
体中の全含有量が７０重量％以上であり、且つ残部が、
５〜２５重量％の高融点原料と、５〜２５重量％の低熱
膨脹原料から成る敷板用成形体を、該セラミック成形体
の焼成温度と同等又はそれ以上の温度にて焼成して成る
焼成体であることを特徴とする焼成用敷板が提供され
る。尚、主要化学組成物は、アルミナとシリカとからな
るものが好ましく、また、得られた焼成用敷板は、アル
ミナを４０〜５０重量％、シリカを４０〜５０重量％、
マグネシアを８〜１３重量％含有した焼成体であること
が好ましい。

【００１０】このとき、本発明の敷板は、線膨脹率が
１０００℃で０．５％以下であり、耐火度がセラミック
成形体より高いことが好ましい。

【００１１】また、本発明では、高融点原料が、２０
００℃以上の融点を有することが好ましく、アルミナ、
スピネル、マグネシア、ジルコニアから成る群より選択
した１又は２以上の物質から成ることが好ましい。

【００１２】更に、本発明では、低熱膨脹原料が、１
０００℃で０．４％以下の線膨張率を有することが好ま
しく、溶融シリカ、タルク、コージェライトから成る群
より選択した１又は２以上の物質から成ることが好まし
い。

【００１３】尚、本発明では、セラミック成形体と接
触する面が、平坦か、又は、辺縁部から中央部にかけて
***する曲面であることが好ましい。また、上記曲面の
最頂部と辺縁部との段差は、１．５ｍｍ以下であること
が好ましい。更に、セラミック成形体と接触する面の表
面粗さ（Ｒａ）は、１０μｍ以下であることが好まし
い。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の敷板は、焼成収縮の大
きいセラミック成形体を焼成するための焼成用敷板であ
って、セラミック成形体中の含有量が２０重量％以上の
化学組成物を主要化学組成物とし、各々の主要化学組成
物が７０重量％以上、且つ残部が、５〜２５重量％の高
融点原料と、５〜２５重量％の低熱膨脹原料から成る敷
板用成形体を、セラミック成形体の焼成温度と同等又は
それ以上の温度にて焼成して成る焼成体であるものであ
る。尚、主要化学組成物は、アルミナとシリカとからな
るものが好ましい。

【００１５】これにより、本発明の敷板は、焼成時に
セラミック製品の変形、破損、反応不良が発生しない
か、あるいは発生しても、従来の敷板よりも少なく、且
つ従来の敷板よりも簡単に、低コストで製造することが
できるとともに、長寿命である。

【００１６】ここで、本発明の敷板の主な特徴は、敷
板成形体の各々の主要化学組成物（セラミック成形体中
の含有量が２０重量％以上の化学組成物）を７０重量％
以上にすることにある。これは、敷板の組成をセラミッ
ク成形体と類似化することにより、セラミック成形体へ
の異質組成物の侵入を緩和・防止することができるから
である。一方、各々の主要化学組成物におけるセラミッ
ク成形体中の全含有量が７０重量％未満である場合、セ
ラミック成形体への異質組成物の侵入量が多くなり、主
要組成物と侵入した異質組成物が反応してしまうため、
得られたセラミック製品は、不良となる確率が高くな
る。

【００１７】また、本発明の敷板の主な特徴は、敷板
成形体の主要化学組成物以外の組成物が、５〜２５重量
％の高融点原料と、５〜２５重量％の低熱膨脹原料とか
ら成ることにある。これは、高融点原料が５重量％未満
で、低熱膨脹原料が２５重量％を超過する場合、低熱膨
脹の効果が大きいが、高耐火度化に支障を来してしまう
ため、敷板の高寿命化が望めない。一方、高融点原料が
２５重量％を超過し、低熱膨脹原料が５重量％未満であ
る場合、高耐火度の効果が大きいが、低熱膨張の効果が
あまり期待できないため、セラミック製品の歩留まり上
昇があまり期待できない。

【００１８】更に、本発明の敷板の主な特徴は、上記
敷板成形体を、セラミック成形体の焼成温度と同等又は
それ以上の温度にて焼成することにある。即ち、本発明
の敷板は、セラミック成形体（セラミック製品）の焼成
温度と同等又はそれ以上の温度で焼成された焼成体であ
り、セラミック製品より高い耐火度を有するため、使用
を繰り返しても敷板中の成分の溶化を抑制することがで
き、敷板の寿命を長くすることができる。ここで、「セ
ラミック製品より高い耐火度を有する」とは、ＪＩＳ−
Ｒ−２２０４−７６に規定の方法にて測定した耐火度
が、セラミック製品より、１ゼーゲルコーン以上高いこ
とをいう。

【００１９】また、本発明の敷板は、その線膨脹率が
１０００℃で０．５％以下であることが好ましい。これ
は、焼成時、セラミック製品が収縮し、敷板が一般的に
膨脹することにより、両者の接触面で摩擦が生じた場合
であっても、上記のように敷板の熱膨脹を小さくするこ
とにより、両者間の摩擦抵抗が小さくすることができる
ため、セラミック製品のクラック防止及び変形不良の発
生を防止することができるからである。

【００２０】尚、本発明で用いる高融点原料は、２０
００℃以上の融点を有するもの、例えば、アルミナ、ス
ピネル、マグネシア、ジルコニアから成る群より選択し
た１又は２以上の物質から成ることが好ましい。

【００２１】また、本発明で用いる低熱膨脹原料は、
１０００℃で０．４％以下の線膨張率を有するもの、例
えば、溶融シリカ、タルク、コージェライトから成る群
より選択した１又は２以上の物質から成ることが好まし
い。

【００２２】更に、本発明の敷板は、例えば、図１に
示すように、セラミック製品と接触する面が、平坦か、
又は、辺縁部から中央部にかけて***する曲面であるこ
とが好ましい。一方、接触面が凹状である場合、図２に
示すように、セラミック成形体２と焼成用敷板１とが接
触する稜線部８近辺と、その内周側と外周側のセラミッ
ク成形体２と焼成用敷板１とが接触しない部分で、セラ
ミック成形体２の焼成時の焼成収縮が相違することとな
り、その稜線部８近辺でセラミック製品にキレを発生さ
せてしまうため、好ましくない。

【００２３】このとき、本発明の敷板は、上記曲面の
最頂部と辺縁部との段差ａが１．５ｍｍ以下（より好ま
しくは、０〜１．０ｍｍ、更に好ましくは、０〜０．５
ｍｍ）であることが好ましい（図１参照）。一方、段差
ａが１．５ｍｍを超過した場合、焼成用敷板上に載置さ
れたセラミック成形体の安定性が悪くなり、焼成中に倒
壊する恐れが生じたり、セラミック焼成体の接触面中央
部に歪みが生じたりするため、好ましくない。

【００２４】また、本発明の敷板は、セラミック成形
体と接触する面の表面粗さ（Ｒａ）が１０μｍ以下であ
ることが好ましい。一方、上記表面粗さ（Ｒａ）が１０
μｍを超過した場合、セラミック成形体の焼成時に、セ
ラミック成形体と焼成敷板との接触面で、大きな摩擦が
焼成収縮の抵抗として働き、焼成用敷板と接触した部分
と、そうでない部分での焼成収縮が異なり、セラミック
焼成体が変形してしまうため、好ましくない。

【００２５】尚、本発明の敷板は、アルミナを４０〜
５０重量％、シリカを４０〜５０重量％、マグネシアを
８〜１３重量％含有した焼成体であることが、焼成用敷
板の長寿命化に最も優れているため好ましい。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるもの
ではない。（実施例１〜５、比較例１〜６）表１に示すような成分
組成の素地を用いて、所定の形状（φ９０ｍｍ×１０ｍ
ｍｔ）になるように成形し、１３８０℃で焼成した後、
得られた焼成体の外周部に１．５ｍｍＲの面取りをする
ことにより、焼成用敷板をそれぞれ作製した。

【００２７】次に、得られた各敷板５０枚に、ムライ
ト・コージェライト質から成るセラミック成形体（φ１
００ｍｍ×１２０ｍｍＬの円柱体）を、その端面の一方
を下にして直立させて載置し、焼成することにより、敷
板の寿命（各敷板５０枚中の被焼成物５０ヶのうち、１
０ヶ以上が不良となるまでの使用回数を寿命とした）
と、セラミック焼成体のクラック、変形、変色等の不良
の状態を調べた。その結果を表１に示す。尚、被焼成体
であるセラミック成形体は、アルミナ、シリカが主要化
学組成物であり、且つその含有量が９０重量％から成る
素地から作製されたものである。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】実施例１〜５は、比較例１〜６と比較し
て、各々の主要化学組成物が７０重量％以上、且つ残部
が５〜２５重量％の高融点原料と、５〜２５重量％の低
熱膨脹原料から成る敷板用成形体を、セラミック製品の
焼成温度と同等又はそれ以上の温度にて焼成することに
より、敷板の寿命を大幅に延長することができた。

【００３１】（実施例６、比較例７〜９）実施例２で用
いた成分組成の素地（表１参照）を用いて、所定の形状
（φ９０ｍｍ×１０ｍｍｔ）になるように成形し、１３
８０℃で焼成することにより、アルミナを４５重量％、
シリカを４５重量％、マグネシアを１０重量％含有した
焼成体を得た。次に、得られた焼成体を、セラミック成
形体と接触する面において、表面粗さ（Ｒａ）と、曲面
の最頂部と辺縁部との段差ａ（図１参照）が、表３に示
す値になるように、焼成用敷板をそれぞれ作製した。

【００３２】次に、得られた各敷板５０枚に、ムライ
ト・コージェライト質から成るセラミック成形体（φ１
００ｍｍ×１２０ｍｍＬの円柱体）を、その端面の一方
を下にして直立させて載置し、焼成することにより、敷
板の寿命（各敷板５０枚中の被焼成物５０ヶのうち、１
０ヶ以上が不良となるまでの使用回数を寿命とした）
と、セラミック焼成体のクラック、変形、変色等の不良
の状態を調べた。その結果を表３に示す。

【００３３】

【表３】

【００３４】実施例６は、表３に示すように、表面粗
さ（Ｒａ）が１０μｍ以下であり、且つ段差ａが０〜
１．５ｍｍの範囲内にあるため、敷板の寿命を大幅に延
長することができた。

【００３５】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の焼成用敷
板は、焼成時に、セラミック製品の変形、破損、反応不
良が発生しないか、あるいは発生しても、従来の敷板よ
りも少なく、且つ従来の敷板よりも簡単に、低コストで
製造することができるとともに、長寿命である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の焼成用敷板の一例を示す模式図であ
る。

【図２】従来の焼成用敷板の一例を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１…焼成用敷板、２…セラミック製品、８…稜線部。

フロントページの続き (72)発明者加藤紀生岐阜県可児郡御嵩町美佐野3040番地エヌジーケイ・アドレック株式会社内Ｆターム(参考） 4G030 AA36 AA37 BA24 HA08 HA18 4K018 DA38 4K055 AA08 HA02 HA16 HA27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】焼成収縮の大きいセラミック成形体を焼
成するための焼成用敷板であって、該セラミック成形体中の含有量が２０重量％以上の化学
組成物を主要化学組成物とし、各々の該主要化学組成物が７０重量％以上、且つ残部
が、５〜２５重量％の高融点原料と、５〜２５重量％の
低熱膨脹原料から成る敷板用成形体を、該セラミック成形体の焼成温度と同等又はそれ以上の温
度にて焼成して成る焼成体であることを特徴とする焼成
用敷板。
【請求項２】主要化学組成物が、アルミナとシリカと
からなる請求項１に記載の焼成用敷板。
【請求項３】アルミナを４０〜５０重量％、シリカを
４０〜５０重量％、マグネシアを８〜１３重量％含有し
た焼成体である請求項１又は２に記載の焼成用敷板。
【請求項４】線膨脹率が、１０００℃で０．５％以下
である請求項１〜３のいずれか１項に記載の焼成用敷
板。
【請求項５】耐火度が、該セラミック成形体より高い
請求項１〜４のいずれか１項に記載の焼成用敷板。
【請求項６】高融点原料が、２０００℃以上の融点を
有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の焼成用敷
板。
【請求項７】高融点原料が、アルミナ、スピネル、マ
グネシア、ジルコニアから成る群より選択した１又は２
以上の物質から成る請求項６に記載の焼成用敷板。
【請求項８】低熱膨脹原料が、１０００℃で０．４％
以下の線膨張率を有する請求項１〜７のいずれか１項に
記載の焼成用敷板。
【請求項９】低熱膨脹原料が、溶融シリカ、タルク、
コージェライトから成る群より選択した１又は２以上の
物質から成る請求項８に記載の焼成用敷板。
【請求項１０】セラミック成形体と接触する面が、平
坦か、又は、辺縁部から中央部にかけて***する曲面で
ある請求項１〜９のいずれか１項に記載の焼成用敷板。
【請求項１１】上記曲面の最頂部と辺縁部との段差
が、１．５ｍｍ以下である請求項１〜１０のいずれか１
項に記載の焼成用敷板。
【請求項１２】セラミック成形体と接触する面の表面
粗さ（Ｒａ）が、１０μｍ以下である請求項１〜１１の
いずれか１項に記載の焼成用敷板。