JPH0333059A - 無機成形焼成材料用組成物 - 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〕 本発明は無機成形焼成材料用組成物に関するものである
。更に詳しく述べるならば、本発明は、例えば建造物の
内装および外装用に広く利用されるタイル材料のような
無機成形焼成材料用組成物に関するものである。

〔従来の技術・発明が解決しようとする課題〕建造物に
広く用いられているタイル材料は、−般に粘土を所望形
状・寸法に成形・乾燥し、これを焼成して素焼きとし、
この素焼きに釉薬を施して乾燥した後に、再度焼成して
製造されている。

このような従来のタイル製造方法には、２度の焼成工程
が必要であるために、製造コストが高くなるという問題
点がある。この従来方法では、粘土から素焼きを製造す
る第１焼成段階でクラックや反りが発生する確率が高く
、このため、特に大型タイル製品の製造に困難があった
。そこで、タイルの原料として粘土の代わりにセメント
を用いると、素焼きの工程を省略することができ、しか
もセメントの特性に基づき、成形工程において型枠の使
用が可能であり、このため、大型のタイル製品や複雑形
状のタイル製品の製造も容易になる。

しかしながら、セメント製タイルは、釉薬の施して焼成
することが不可能であるという重大な欠点を有している
。すなわちセメントにはポルトランドセメント、アルミ
ナセメント、混合セメント、或いは石膏など多数の品種
があり、これらはいづれも水和して硬化体を形成するも
のである。これらセメントにより製造されるタイル製品
の共通の欠点は、それが加熱により強度を失うという点
にある。このようなタイル強度の喪失、又は低下は、セ
メント製タイルを構成しているセメント水和硬化体の結
晶水が、加熱によって、揮散消失しセメント硬化体が変
質してしまうことによるものである。このため、セメン
ト製タイルに、釉薬を施し、焼成することは不可能であ
り、従って従来のセメント製タイルは表面の美観性およ
び平滑性などの品質において不満足なものであった。

上記のような事情に鑑み、本発明は、水和硬化性セメン
ト質材料を利用して、素焼き工程なしで成形硬化が可能
であり、かつ施釉焼成により強度低下のない無機成形焼
成材料用組成物を提供しようとするものである。

また、本発明は、水和硬化性セメント質材料を用いて、
大寸法式は、複雑な形状を有する物品の成形が素焼き工
程なしで可能であり、かつ、その表面に施釉焼成するこ
とにより強度低下なしに表面の美観性および平滑性を高
めることが可能な無機成形焼成材料用組成物を提供しよ
うとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の無機成形焼成材料用組成物は、シリコカーノタ
イト、ナーゲルシュミッタイトおよびＣａＯｐ、ｏ、　
　５ｉＯｚ系ガラス相材料の少なくともｌ員の焼成処理
生成物、並びに溶融処理生成物から選ばれた少なくとも
１種からなる水硬性セメント材料を含むものである。

また、本発明に係る他の無機成形焼成材料用組成物は、
シリコカーノタイト、ナーゲルシュミッタイトおよびＣ
ａＯ−ｈＯ，−５−ＳｉＯ２系ガラス相材料の少なくと
も１員の焼成処理生成物並びに溶融処理生成物から選ば
れた少なくとも１種からなる水硬性セメント質材料と、
ＮａＪ＋　Ｋｔｏ、　ＭｇＯ９＾１２０’ｓ。

Ｆｅ、Ｏ，およびＣａＦｚから選ばれた少なくとも１種
からなる溶融助剤とを含むものである。

本発明の無機成形焼成材料用組成物から無機成形焼成材
料、例えばタイル材料、を製造するには、本発明の組成
物からなる粉末を、水、並びに、燐酸、水溶性燐酸塩、
硫酸、および水溶性硫酸塩から選ばれた少なくとも１種
の水溶液から選ばれた少なくとも１種と混和し、この水
性混和物を所定寸法・形状に成形してこの成形物を硬化
させる。

このとき焼成工程は不要である。次に、この成形硬化体
の所定部分に釉薬を施して乾燥した後、この施釉硬化体
に特定温度、例えば７００°Ｃ〜１２００’Ｃの温度で
０．５〜１０時間の焼成処理を施す。

本発明に用いられる主セメント質材料、すなわちシリコ
カーノタイト（ＣａｓＰｚＳｉＯ＋ｚ）　、ナーゲルシ
ュミッタイト（ＣａｔＰｚＳｉｚＯ＋、）およびＣａＯ
ＰｚＯｓ−３ｉｎｇ系ガラス相材料の高温、例えば１３
００〜１６００°Ｃにおける焼成処理物および高温、例
えば１４００〜１５００°Ｃにおける溶融処理物は、上
記水性スラリー成形工程において、水和反応により硬化
する特性を示す水硬性セメント質材料である。このよう
な本発明の水硬性セメント質材料の粉末を、上述のよう
に、水中、或いは燐酸、水溶性燐酸塩、硫酸、又は水溶
性硫酸塩の水溶液中に分散し、得られた水性スラリー（
混和物）を例えば型枠に注入して成形すれば、やがて水
和硬化して成形硬化体が得られる。このとき水性スラリ
ー中に、燐酸、水溶性燐酸塩、硫酸又は水溶液硫酸塩が
存在すると、本発明の水硬性セメント質材料の水和硬化
反応が促進される。この目的に用いられる水溶性燐酸塩
としては、燐酸ナトリウム、燐酸水素ナトリウム、又は
燐酸カリウムなどを用いることが好ましく、また水溶性
硫酸塩としては、硫酸ナトリウム、又は硫酸カリウムな
どを用いることが好ましい。また、上記水性スラリー中
の酸、または塩の濃度は１０〜１０００ｐｐｎ＋である
ことが好ましい。また、水性スラリー中の本発明の水硬
性セメン）！材料の濃度には、格別の限定はないが、一
般に１０〜９０％（重量）の濃度で用いられることが好
ましい。

本発明に用いられる主セメント質材料は基本的にＣａＯ
ｈｏｓ　　Ｓ−ＳｉＯ２系組戒を有するものでその焼成
処理物又は溶融処理物は珪酸二石灰（ＣａｚＳｉ０４〕
と、リン酸三石灰（Ｃａｚ（ｒ’Ｌ）ｚ：ｌとの間に生
ずる連続固溶体（Ｃａ：＋ｘ＋ｚｙ　ＰｚｘＳｌｙ　Ｏ
＋＋ｘ＋ａｖ’Ｊを含有するものである。このような連
続固溶体は、シリコカーノタイト（ＣａｓＰｚＳｉＯ＋
ｚ）　、ナーゲルシュミッタイト（ＣａｔＰｚＳｉｚＯ
＋６）およびＣａＯ−Ｐ２０ｓ　　５ｉＯｚ系ガラス相
材料を焼成、および溶融処理することにより水硬性セメ
ント質材料中に形成される。

本発明の水硬性セメン）を材料は、常温で水と反応して
硬化し、この水和硬化体は、高温加熱に対して安定であ
って、８００°Ｃ以上、好ましくは、ＬＯＯＯ〜ｌ　、
　３５０″Ｃの高温において焼成可能である。

しかし、この水和硬化体は、上記のような高温焼成によ
っても化学的変化すなわち結晶水の連敗消失を生ずるこ
とがなく、従って、機械的強度の低下や変形を生ずるこ
とがない。

本発明の無機成形焼成材料用組成物は、上記水硬性セメ
ント質材料と、ＮａｚＯ＋　ＩｈＯ，ＭｇＯ，Ａ　Ｉｌ
　ｔＯｆｆ＋Ｆｅ２Ｏ，およびＣａＦｚから選ばれた少
なくともｌ員からなる溶融助剤とを含むのもであっても
よい、この溶融助剤は、得られる成形焼成材料の機械的
強度を高め、また水和硬化体（素地）と釉薬との接着性
を向上させるのに有効なものである。この溶融助剤は、
主セメント質材料重量に対し２０〜８０％、の範囲内で
配合されていることが好ましく、３０〜７０％の範囲内
にあることが好ましい。溶融助剤の配合率が８０％より
大きくなると、得られる成形焼成材料用組成物を焼成す
る際に、溶融を生じて、ふくれおよび溶融たれを発生す
るという不都合を生ずることがあり、また、その配合率
が２０％より小さくなると、得られる戒形焼戒材料に対
する強度増進効果や、釉薬に対する接着性向上効果が、
不十分になることがある。

また、シリコカーノタイト（ＣａｚＰｚＳｉ０１□）の
焼成、又は溶融処理生成物は、カルシウム原料材料、例
えば炭酸カルシウムと、燐原料材料、例えばリン酸二水
素カルシウムと、けい酸原料材料、例えば二酸化珪素と
を各成分元素のモル比が、上記組成式に対応するように
混合し、この混合物を１４５０’Ｃ〜１５００’Ｃで１
〜５０時間焼成、又は溶融することによって得られる。

ナーゲルシュミッタイト（ＣａｔＰｚＳｉＪ＋ｉ）の焼
成又は溶融処理生成物も、上記と同様にして各元素原料
材料を混合し、これを１４５０’Ｃ−１５００’Ｃの温
度で０．５〜２０時間焼成又は溶融することによって得
られる。

また、ＣａＯ−１’２０．−　Ｓｉｎｇ系ガラス相材料
の焼成又は溶融処理生成物は、上記と同様にして各元素
原料材料と、ＮａｚＯ，Ｋ２Ｏ、またはＣａＦ、などと
を混合し、この混合物を１３００°Ｃ〜１５００°Ｃの
温度で５〜２０時間溶融し、同化することによって得ら
れる。

本発明の組成物を製造するには、所定組成の主セメント
質材料を、必要に応じて所定量の所定種類溶融助剤と混
合し、それを１３００°Ｃ−１６００’Ｃの温度で焼成
、又は溶融した後固化し、それを所定粒度に粉砕する。

〔実施例〕

本発明を下記実施例により更に説明する。

（実施例１） ３モルのリン酸二水素カルシウムと、７モルの炭酸カル
シウムと、０．５モルの酸化珪素とを混合し、この混合
物を１５００°Ｃで１６時間焼成し、シリコカーノタイ
ト（５ＣａＯ・Ｐ２Ｏ，・Ｓ−ＳｉＯ２）を製造した。

この焼成処理物をボールミルを用いて４４−以下の粒径
を有する粉粒体に粉砕した。この主セメント質材料粉末
１００ｇに対し、１００ｇのアルミナ（Ａ　Ｉｌ　ｚｏ
ｏ）を添加し、更にこの混合物を１％燐酸水素ナトリウ
ム水溶液６０ｇ中に添加して混練した。

上記混練物を、タイル成形用型枠に流し込んだこの型枠
内で、混和物を、６０″ＣＩ２時間、湿潤空気中で、養
生し、これを硬化させた。このタイル硬化体を型枠から
取り出し、その表面にフリット釉薬を施して乾燥した。

この施釉タイル硬化体を、１０００°Ｃで１時間焼成し
た。得られたタイルは、実用上十分な機械的強度を有し
、その表面は、実用上十分な美観と光沢を有していた。

（実施例２） 実施例１と同様の操作を行った。但し、シリコカーノタ
イトの代りに、シュナーゲルシュミッタイトを用いた。

このシェナーゲルシュ５ツタイトは２モルの燐酸−水素
カルシウムと、５モルの炭酸カルシウムと、１モルの酸
化珪素との混合物を、１５００℃で１０時間焼成して製
造された。また、アルミナを用いなかった。

得られたタイルは、実用上十分な機械的強度と表面の美
観および平滑性を有していた。

（実施例３） 実施例１と同様の操作を行った。但し、シリコカーノタ
イトの代りに、３モルの燐酸二水素カルシウムと、７モ
ルの炭酸カルシウムと、１モルの酸化珪素と、３モルの
ＣａＦ２との混合物を、１４００°Ｃで１２時間溶融処
理して得られた、ＣａＯｐｒｏｓ　　Ｓｉｎｇ系ガラス
相材料粉末を用いた。

得られたタイルは、実用上十分な機械的強度と表面平滑
度および美観を有していた。

〔発明の効果〕

本発明の無機成形焼成材料用組成物は、水硬生セメント
質材料を主成分としており、このために成形物に素焼き
工程を省略することができる。更にこの組成物から得ら
れる水和硬化体が高い耐熱性を有するため、釉薬を施し
た後にこれを焼成しても強度低下を生ずることなく、す
ぐれた美観および平滑性を有する製品が得られる。更に
、本発明により従来技術では製造が困難とされていた大
寸法の、および複雑形状の製品の製造が容易になった。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．シリコカーノタイト、ナーゲルシュミッタイトおよ
   びＣａＯ−Ｐ＿２Ｏ＿５−ＳｉＯ＿２系ガラス相材料の
   少なくとも１員の焼成処理生成物、並びに溶融処理生成
   物から選ばれた少なくとも１種からなる水硬性セメント
   質材料を含む無機成形焼成材料用組成物。
2. ２．シリコカーノタイト、ナーゲルシュミッタイトおよ
   びＣａＯ−Ｐ＿２Ｏ＿５−ＳｉＯ＿２系ガラス相材料の
   少なくとも１員の焼成処理生成物、並びに溶融処理生成
   物から選ばれた少なくとも１種からなる水硬性セメント
   質材料と、Ｎａ＿２Ｏ，Ｋ＿２Ｏ，ＭｇＯ，Ａｌ＿２Ｏ
   ＿３，Ｆｅ＿２Ｏ＿３およびＣａＦ＿２から選ばれた少
   なくとも１種からなる溶融助剤とを含む、無機成形焼成
   材料用組成物。