JPH0280363A - 白華を防止したセラミック製品およびその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、ガラス化性材料粉、水硬性セメント、珪酸マ
グネシウム鉱物ならびに活性珪酸鉱物および／または珪
酸アルミニウム鉱物から本質的になる、白華を防止した
新規なセラミック製品およびその製法に関する。本発明
の製法によって、該セラミック製品のガラス化性成分等
による白華現象が実質的に防止され、かつ主に珪酸マグ
ネシウム鉱物の副効果により強度も向上される傾向があ
る。

なお、水硬性セメント成分により、生素地の成形容易性
および保形性ならびに焼成時の収縮変形性も大幅に改善
される。

［従来の技術］ 従来の陶磁器製品は、粘土系材料に水を加えて成形し、
そして焼成して製造されている。従って、成形生素地の
強度および保形性ならびに焼成時の収縮変形におおきな
問題があったが、やむえないものとされていた。

本発明者は先に、ガラス粉等のフラックス成分、水硬性
セメントおよび他の骨材粉からなる水性混練物を成形し
、セメント成分が実質的に水和硬化した後に、９００〜
１０５０℃程度に焼成する、陶磁器製品の製造方法を発
明した（特願昭６２−３３］７７６号）。これによって
、上記の陶磁器製品における問題点は実質的に解決され
た。しかし、ガラス粉等による白部現象が製品の外観上
の問題となっている。なお、製品の強度を更に向上する
ことも、望ましい課題であった。

なお、水硬性セメントおよび骨材からなる予備水和硬化
物を９００℃以下にて焼成しそして再水和するセメント
製品の製法（特σ８昭５／ｌ−４１９１６号）が知られ
ているが、このセメント製品の曲げ強度は＋３０ｋｇｆ
／平方ｃｍ程度であり、強度および構成において大きな
相違がある。

［問題点を解決するだめの手段］ 本発明の主目的は、上記の問題点を実質的に解消した、
セラミック製品の製法および該製品を提供することであ
る。

すなわち本発明によって、水硬性セメント、熔融ガラス
化性材料粉、珪酸マグネシウム鉱物粉、活性珪酸鉱物粉
および／または珪酸アルミニウム鉱物粉、および水から
本質的になる混和物を成形し：該成形物を予備的に水和
硬化し：次いで該成形物を最高温度１１００℃以上に焼
成する工程を特徴とする白部を実質的に防止したセラミ
ック製品の製法が提供される。得られた製品は、焼成収
縮変形が実質的に防止され（即ち小であり）、高強度（
例えば曲げ強度が２００ｋｇｆ／平方ｃｍ以上）である
。

上記の製法において、珪酸マグネシウム鉱物としては、
蛇紋岩鉱物粉、タルク粉、またはこれらの混合物が好ま
しく、これによって該セラミック製品中に該珪酸マグネ
シウム鉱物と酸化カルシウムとの高温度反応生成物が容
易に形成され、強度が更に向上した（例えば曲げ強度が
２２０ｋｇｆ／平方Ｃｍ以上）セラミック製品が有利に
得られる。

［発明の詳しい記述］ （１）原材料 水硬性セメントとしては、ポルトランドセメント、アル
ミナセメント、混合ポルトランドセメント等、いずれも
使用可能である。また任意材料である骨材は、焼成工程
において急激な膨張、収縮を生じない安定な乙の（例え
ば陶磁器質ソヤモット）が望ましく、また川砂、海砂、
珪砂、安山岩、玄武岩、硬質砂岩等も用いられる。

ガラス化性材料粉（いわゆるフラックス成分）は焼成時
においてガラス性熔融物等のフラックスを生じるしので
あって、具体的には各種のガラス粉、市販のフリット、
長石、ノラス、火山灰、その他のガラス化性火成岩扮等
が例示される。通常はガラス粉またはフリットが用いら
れる。

珪酸マグネシウム鉱物粉としてはタルク、蛇紋岩鉱物、
緑泥石等の粉体が例示される。通常は蛇紋岩粉、タルク
粉、またはこれらの混合物が有利に採用される。

活性珪酸鉱物粉または珪酸アルミニウム鉱物粉としては
、非晶質ノリ力、微粉末珪砂（骨材用粗珪砂は効果に乏
しい）、ろう石粉（パイロフィライト）、カオリン等の
粘土鉱物粉が例示される。

通常は、ろう石、微粉末珪砂、非晶質シリカ、またはこ
れらの混合物か有利に使用される。

（２）原材料の好ましい配合重量の範囲を下表に示す。

これに、成形およびセメントの水和に必要な量の水を加
えて混和し、生素地を成形する。これらの配合量は、本
発明の作用効果を達成する各原材料の好ましい有効量を
示すものである。

原材料の配合量（重量部） 水硬性セメント（例　ポルトランドセメント）１００部 珪酸マグネシウム鉱物（例　蛇紋岩） ５０〜２００部（例えば１００部前後）ガラス粉 ５０〜２００部（例えば１００部前後）珪酸鉱物および
／または珪酸アルミニウム鉱物（例　ろう石） ５〜１５０部（通常は１０〜１００部）（例えば５０部
前後） 他の骨材 ３００〜０部（例えば１５０部前後） なお−船釣に、セメント１００部に対して、他の成分の
合計量は６００部以下である。

（３）生素地の成形 上記の素地材料に水を加えて混練した混和物を成形する
。混和物とする際に必要に応じて、粘結剤、減水剤、可
塑剤、ゐ動化剤、分散剤等の混和剤を適宜に選択して添
加することができる。なお、耐熱性の補強用無機短繊維
等を該混和物に混入することも可能であり、強度が向上
する。

成形方法としては通常の陶磁器の製造に用いられる鋳込
成形法、プレス成形法、振動プレス成形法、押出成形法
やセメント製品の製造に用いられる加圧脱水成形法、抄
造法、吹付は法、ロール成形法等、種々の成形方法を採
用することができる。

一般に、強度的には加圧脱水による方法、そして能率的
には押出法等が好ましい。

成形後に、該生素地を加湿養生ないし放置（例えば数時
間〜数日）してセメント成分を予備的に水和硬化させる
。次いで、下記の焼成条件にて焼成する。なお、水和硬
化した該素地の所要表面上に該焼成条件に適当な釉薬を
塗布しそして焼成することによって、施釉セラミック製
品が有利に得られる。

（４）焼成 焼成によって脱水したセメント系硬化物の間隙に、該ガ
ラス化性材料のガラス化熔融物が実質的に侵入してセラ
ミック焼結体が形成される。焼成工程中に該セメント系
硬化物は該素地の骨格を形成して、焼結時に不可避と考
えられていた収縮を実質的に防止する（例えば、従来の
焼結体収縮率約１０％に対して、本発明では１％前後）
。なお、焼成により脱水されたセメント成分は、再水和
されることなく実質的に骨材として作用する。即ち、従
来技術の場合と異なり、セメント成分は、高温度焼成さ
れて再水和能力を実質的に有さずまたガラス成分にて包
囲されているので、実質的に再水和されない。

本発明においては、ガラス質成分等による白華減少を防
止するために、上記の珪酸マグネシウム鉱物成分等の存
在に加えて、約１１００℃以上の最高焼成温度が必要で
あることが見いだされた。

従って、本発明における焼成は、最高焼成温度約１１０
０℃以上（一般に１１００〜１２５０°Ｃ１１００℃に
て約２０分以上、好ましくは約３０分以上であり、そし
て１２００℃では約７分以上、好ましくは約１０分以上
である。このような焼成条件は、例えばローラーハース
キルンまたはトンネルキルンによって容易に実施できる
。ちなみに、最高焼成温度１００（＞−１０５０℃程度
では、白華防止は達成困難である。

具体例 例１： 原材料として、下記の混合物（重量部）を使用した。

普通ポルトランドセメント　　　　　１００部蛇紋岩（
１５０メツシユ以下）　　　　　　　５０部ガラス粉（
１００メツシユ以下）　　　　　１２５６１Ｅろう石（
２００メツシユ以下）　　　　　　２５部色シャモット
骨材（１６メツシユ以下）　２００部上記の混合物に水
およびメチルセルロースを加えて混練し、幅５０ｍｍそ
して厚さ１０ｍｍに押出成形し、長さ１００ｍｍに切断
して試料とした。

空気乾燥した。ローラーハースキルンにより、該試料板
を最高温度１２００°Ｃ×２０分間の条件にて焼成した
。

得られたセラミック板において目視にて白華は認められ
ず、曲げ強度は２！；Ｏｋｇｆ／平方ｃｍそして収縮率
はｏ、ｅ％であった。なお、曲げ強度の測定は、スパン
間隔９０ｍｍ、荷重速度２ｍｍ／分にてＪＩＳ　　Ａ３
２０９に準じて行った。

例２： 上記の例１の、予備的に水和養生しそして乾燥した試料
板の上表面に、乾燥重量％にて（長石４０、炭酸カルシ
ウムＩＯ５亜鉛華５、タルク２５、珪砂ＩＯおよび蛙目
粘土１０）からなる釉薬のスラリーを乾燥重量約５０ｍ
ｇ／平方ｃｍにてスプレー塗布した。これを例１と同様
に焼成して、白華現象のない施釉セラミック板を得た。

作用および効果 水硬性セメントおよびガラス化性材料粉（いわゆるフラ
ックス成分）を主成分とするセラミック製品の白華現象
は、（ｉ）ガラス化材料（フラックス成分）中の水溶流
出性の塩基成分の存在、（）ガラス化性材料中の塩基成
分とセメント中の酸（硫酸根）が反応して塩を形成しそ
してアルカリ金属酸化物として残存、および（ｉｉｉ　
）セメントが焼成時に分解活性化してＣａＯ等を形成す
ることが、主な原因である。

本発明において、活性珪酸鉱物（または珪酸アルミニウ
ム鉱物）および珪酸マグネシウム鉱物を共存させて、１
１００℃以上に焼成する。これらの構成の組合せによっ
て、上記の白華の要因（１）（１１）、（山）が存利に
解消できることが見いだされた。

即ち、上記の原因（１）の解消は、ガラス成分中の水溶
性塩基成分が１１００℃以上の高温度焼成によって反応
し、実用的にガラス中に固定されるためと思考される。

上記の原因（ｉｉ　）の解消は、ガラス化性材料および
セメントから生成する例えば硫酸ナトリウムが、活性珪
酸鉱物または珪酸アルミニウム鉱物から生成する活性な
珪酸と、高温度にて反応して、例えば安定なＮ　ａ　ｔ
　Ｏ・ｎ５ｉ０、を形成するためと思考される。上記の
原因（１ｉｉ）の解消は、分解活性化したＣａＯ等が高
温度にて反応して、珪酸アルミニウム鉱物とは例えばＣ
ａｏ・ｍＡｌ＊ｏａ・ｎＳ　ｊｏｔを形成して安定化し
、そして珪酸マグネシウム鉱物とは例えばＣａＯ・ｍ　
Ｍ　ｇ　Ｏ・ｎ　Ｓ　ｉ　Ｏｘを形成して安定化するた
めと思考される。更に、上記のＣａＯ等と珪酸マグネシ
ウム鉱物との高温度反応生成物は高強度であるため、本
発明のセラミック製品の強度を向上する。これらの構成
および作用の組合せによって、本発明の白華の防止、強
度の増大、焼成収縮変形の防止等が有利に達成される。

特許出願人　株式会社　イナックス

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）水硬性セメント、熔融ガラス化性材料粉、珪酸マ
   グネシウム鉱物粉、活性珪酸鉱物粉および／または珪酸
   アルミニウム鉱物粉、および水から本質的になる混和物
   を成形し；該成形物を予備的に水和硬化し；次いで該成
   形物を最高温度１１００℃以上に焼成する工程を特徴と
   する、白華を実質的に防止したセラミック製品の製法。
2. （２）該珪酸マグネシウム鉱物が蛇紋岩鉱物、タルク、
   およびこれらの混合物から選ばれ、そして該活性珪酸鉱
   物および／または珪酸アルミニウム鉱物が、ろう石、微
   粉末珪砂、非晶質シリカおよびこれらの混合物から選ば
   れる、特許請求の範囲第１項の製法。
3. （３）予備的に水和硬化した該成形物の所要表面に釉薬
   を塗布し、そして焼成する、特許請求の範囲第１または
   第２項の製法。
4. （４）水硬性セメント；熔融ガラス化性材料粉；蛇紋岩
   鉱物、タルクおよびこれらの混合物から選ばる珪酸マグ
   ネシウム鉱物粉；およびろう石、微粉末珪砂、非晶質シ
   リカおよびこれらの混合物から選ばれる鉱物粉から本質
   的になる、高温度焼成セラミック製品であり；該セラミ
   ック中に酸化カルシウムと該珪酸マグネシウム鉱物との
   高温度反応生成物が形成され；該セメント成分は本質的
   に骨材として作用し焼成収縮変形を実質的に防止し；そ
   して該セラミックの白華が実質的に存在しないことを特
   徴とする、セラミック製品。
5. （５）該セラミック製品の所要表面に釉層を有する、特
   許請求の範囲第４項のセラミック製品。