JPH0587466B2

JPH0587466B2 -

Info

Publication number: JPH0587466B2
Application number: JP63230751A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Shirai; Kazuyuki Kawai; Kazumasa Goto
Original assignee: Inax Corp
Current assignee: Inax Corp
Priority date: 1988-09-14
Filing date: 1988-09-14
Publication date: 1993-12-16
Also published as: JPH0280363A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］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ツク製品お
よびその製法に関する。本発明の製法によつて、
該セラミツ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の向上される傾向が
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。従つ
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つたが、やむえ
ないものとされていた。

本発明者は先に、ガラス粉等のフラツクス成
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−
331776号）。これによつて、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
ラス粉等による白華現象が製品の外観上の問題と
なつている。なお、製品の強度を更に向上するこ
とも、望ましい課題であつた。

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（特開昭54−41916号）
が知られているが、このセメント製品の曲げ強度
は130kgf／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。

［問題点を解決するための手段］本発明の主目的は、上記の問題点を実質的に解
消した、セラミツ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つて、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
とする白華を実質的に防止したセラミツク製品の
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、これによつて該セラミツク
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）セラミツ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
を生じない安定なもの（例えば陶磁器質シヤモツ
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（いわゆるフラツクス成分）
は焼成時においてガラス性熔融物等のフラツクス
を生じるものであつて、具体的には各種のガラス
粉、市販のフリツト、長石、シラス、火山灰、そ
の他のガラス化性火成岩粉等が例示される。通常
はガラス粉またはフリツトが用いられる。

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、非晶質シリカ、微粉末珪砂（骨材用粗
珪砂は効果に乏しい）、ろう石粉（パイロフイラ
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が有利に使用される。

(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）なお一般的に、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、流動化剤、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、吹付け法、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
ることによつて、施釉セラミツク製品が有利に得
られる。

(4) 焼成焼成によつて脱水したセメント系硬化物の間〓
に、該ガラス化性材料のガラス化熔融物が実質的
に侵入してセラミツク焼成体が形成される。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
現象を防止するために、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。

従つて、本発明における焼成は、最高焼成温度
約1100℃以上（一般に1100〜1250℃程度）にて実
施され、その最高温度保持時間は1100℃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つて容易に
実施できる。ちなみに、最高焼成温度1000〜1050
℃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） 125部ろう石（200メツシユ以下） 25部色シヤモツト骨材（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。該試料を
予備的に水和養生しそして105℃にて空気乾燥し
た。ローラーハースキルンにより、該試料板を最
高温度1200℃×20分間の条件にて焼成した。

得られたセラミツク板において目視にて白華は
認められず、曲げ強度は260kgf／平方cmそして
収縮率は0.8％であつた。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
A5209に準じて行つた。

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10、亜鉛華５、タルク25、珪
砂10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50mg／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
い施釉セラミツク板を得た。

例３（比較用参考例）：原材料としてろう石粉（珪酸アルミニウム鉱
物）20部、普通ポルトランドセメント20部、ガラ
ス粉20部、色シヤモツト骨材40部を使用して、例
１と同様に実施した。

得られたセラミツク板の白華は、目視にて全表
面積の約２％の面積量であつた。なお曲げ強度は
224kgf／平方cm、そして焼成収縮率は0.8％であ
つた。

例４（比較用参考例）：上記の例３のろう石粉のかわりに蛇紋岩粉（珪
酸マグネシウム鉱物）20部を使用して、例３と同
様に実施した。

得られたセラミツク板の白華は、目視にて全表
面積の約2.5％の面積量であつた。なお曲げ強度
は242kgf／平方cm、そして焼成収縮率は1.0％で
あつた。

例５（比較用参考例）：原材料としてろう石粉および蛇紋岩粉を使用せ
ず、普通ポルトランドセメント30部、ガラス粉30
部、色シヤモツト骨材40部を使用して、例３と同
様に実施した。

得られたセラミツク板の白華は、目視にて全表
面積の約20％の面積量であつた。なお曲げ強度は
217kgf／平方cm、そして焼成収縮率は0.9％であ
つた。

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
ゆるフラツクス成分）を主成分とするセラミツク
製品の白華現象は、（）ガラス化材料（フラツ
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（）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、1100℃以上に焼成する。これらの構
成の組合せによつて、上記の白華の要因（）、
（）、（）が有利に解消できることが見いださ
れた。

即ち、上記の原因（）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
よつて反応し、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（）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Na₂Ｏ・nSiO₂を形
成するためと思考される。上記の原因（）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CaO・
mAl₂O₃・nSiO₂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・mMgO・
nSiO₂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
セラミツ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つて、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。

Claims

【特許請求の範囲】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ツク製品の製法。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
ラミツク製品であり；該セラミツク中に酸化カル
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；
そして該セラミツクの白華が実質的に存在しない
ことを特徴とする、セラミツク製品。５該セラミツク製品の所要表面に釉層を有す
る、特許請求の範囲第４項のセラミツク製品。