JP2002047080A - Ceramics formed body - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、食器、タイル、衛
生陶器、碍子などのセラミック成形体に汚れ防止性能を
付加したセラミック成形体に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic molded article such as tableware, tiles, sanitary ware, insulators, etc., which is provided with an antifouling property.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、便器、洗面器あるいはタイルな
どのセラミック成形体の表面には釉薬が施され、セラミ
ック成形体表面に様々な色調の美観を与えるとともに、
緻密で親水性の平滑層を形成することで衛生面での機能
を発揮するようにしている。さらに最近ではセラミック
成形体表面の釉薬層に上記した機能の他に防汚機能が求
められている。セラミック成形体表面の防汚方法として
は、シリコン樹脂あるいはフッ素樹脂などの撥水剤を処
理することにより汚れ防止性能を付与したり、また、洗
浄性を向上させることが行われている。2. Description of the Related Art Generally, a glaze is applied to the surface of a ceramic molded body such as a toilet bowl, a basin or a tile to give the ceramic molded body a surface of various colors.
By forming a dense and hydrophilic smooth layer, a hygienic function is exhibited. More recently, a glaze layer on the surface of a ceramic molded body has been required to have an antifouling function in addition to the above-described functions. As an antifouling method for the surface of the ceramic molded body, treatment with a water repellent such as a silicone resin or a fluororesin is performed to impart an antifouling property or to improve a cleaning property.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】釉薬の成分は骨格とな
る非結晶性化合物と少量の色をつける成分とに分けられ
る。非結晶性化合物は一般に珪酸塩を主成分としたガラ
ス相であり、色をつける成分は鉄、銅、マンガン、コバ
ルト、チタンなどの金属類およびそれらの化合物であ
る。これらの着色成分はガラス相中に分散している。し
かしながら、セラミック成形体表面に施されるこれらの
釉薬と上記撥水剤は密着性に乏しく、洗浄などの使用回
数が増加すると撥水剤がとれていき、汚れ防止効果が長
期間持続しないという課題があった。The components of the glaze are divided into a non-crystalline compound serving as a skeleton and a component providing a small amount of color. The non-crystalline compound is generally a glass phase containing silicate as a main component, and components for imparting color are metals such as iron, copper, manganese, cobalt, and titanium, and compounds thereof. These coloring components are dispersed in the glass phase. However, these glazes applied to the surface of the ceramic molded body and the above-mentioned water repellent have poor adhesion, and the water repellent is removed as the number of uses such as washing increases, and the effect of preventing contamination is not maintained for a long time. was there.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、セラミック表面に釉薬を主体とする中間層が
形成され、この中間層の上に撥水層が形成されたセラミ
ック成形体であって、前記中間層は珪酸ジルコニウムを
含有したセラミック成形体としたものである。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a ceramic molded body having an intermediate layer mainly composed of glaze formed on a ceramic surface and a water-repellent layer formed on the intermediate layer. Further, the intermediate layer is a ceramic molded body containing zirconium silicate.
【0005】上記発明によれば、セラミック表面に成形
された釉薬を主体とする中間層表面に珪酸ジルコニウム
微粒子が析出し、それらの珪酸ジルコニウムの効果で撥
水層と強力な結合力を発現することにより、洗浄性、防
汚性などの耐久性を長期間持続することができる。According to the above invention, zirconium silicate fine particles are precipitated on the surface of the intermediate layer mainly composed of glaze formed on the ceramic surface, and the zirconium silicate exerts a strong bonding force with the water-repellent layer by the effect of the zirconium silicate. Thereby, durability such as cleaning property and antifouling property can be maintained for a long time.
【0006】[0006]
【発明の実施の形態】本発明は、各請求項に記載した形
態で食器、タイル、衛生陶器、碍子などのセラミック成
形体に実施することができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention can be applied to ceramic molded articles such as tableware, tiles, sanitary ware, and insulators in the form described in each claim.
【0007】すなわち、請求項1記載の発明の場合は、
セラミック表面に釉薬を主体とする中間層が形成され、
この中間層の上に撥水層が形成されたセラミック成形体
であって、前記中間層は珪酸ジルコニウムを含有したセ
ラミック成形体としたものである。That is, in the case of the invention described in claim 1,
An intermediate layer mainly composed of glaze is formed on the ceramic surface,
A ceramic molded body having a water-repellent layer formed on the intermediate layer, wherein the intermediate layer is a ceramic molded body containing zirconium silicate.
【0008】そして、撥水層は主として、釉薬を主体と
する中間層の表面に存在する水酸基などの活性基と化学
的な結合によって密着している。検討の結果、釉薬を主
体とする中間層のガラス相および珪酸ジルコニウム微粒
子と撥水層との密着の度合いは珪酸ジルコニウム微粒子
の方が優れていることを見いだした。詳細な理由は不明
であるが、一つは、釉薬を主体とする中間層のガラス相
中のアルカリ成分と関係していると推測している。すな
わち、例えば撥水層を施したセラミック成形体を水回り
の製品として使用した場合、時間の経過によってガラス
相中のアルカリ金属やアルカリ土類金属が表面に溶出し
てくる。その際に、中間層のガラス相表面の活性基と化
学的結合が形成されている部分が局所的にアルカリ性を
帯び、結合が切断され撥水性が劣化しやすい。一方、珪
酸ジルコニウム微粒子表面はアルカリ金属やアルカリ土
類金属の溶出がなく、撥水層との結合が安定なため撥水
効果を長時間持続させることができる。今ひとつの理由
は、撥水層と結合する珪酸ジルコニウム微粒子表面の活
性基の密度と活性度合いの強さと関係していると推測し
ている。すなわち、珪酸ジルコニウム微粒子表面の活性
基の密度はガラス相表面のそれより大きく、さらに活性
度合いも大きいため撥水層とより強固な結合が可能とな
り、その結果、撥水効果を長期間持続させることができ
る。[0008] The water-repellent layer is mainly in close contact with an active group such as a hydroxyl group existing on the surface of the intermediate layer mainly composed of glaze by chemical bonding. As a result of the investigation, it was found that the zirconium silicate fine particles were superior in the degree of adhesion between the glass phase of the intermediate layer mainly composed of glaze and the zirconium silicate fine particles and the water-repellent layer. Although the detailed reason is unknown, one is presumed to be related to the alkali component in the glass phase of the intermediate layer mainly composed of glaze. That is, for example, when a ceramic molded body provided with a water-repellent layer is used as a product around water, alkali metals and alkaline earth metals in the glass phase elute on the surface over time. At that time, the part of the intermediate layer where the chemical bond is formed with the active group on the surface of the glass phase is locally alkalinized, the bond is cut, and the water repellency is likely to be deteriorated. On the other hand, the surface of the zirconium silicate fine particles has no elution of alkali metal or alkaline earth metal and has a stable bond with the water-repellent layer, so that the water-repellent effect can be maintained for a long time. Another reason is presumed to be related to the density of active groups on the surface of the zirconium silicate fine particles bonded to the water-repellent layer and the strength of the degree of activity. That is, the density of the active groups on the surface of the zirconium silicate fine particles is larger than that on the surface of the glass phase, and the degree of activity is higher, so that a stronger bond with the water-repellent layer can be achieved. Can be.
【0009】また、請求項2記載のように、セラミック
表面に釉薬を主体とする中間層が形成され、この中間層
の上に撥水層が形成されたセラミック成形体であって、
前記中間層は珪酸ジルコニウムの含有量が5wt%以上3
0wt%以下としたものである。好ましくは10wt%以上
20wt%以下含有されるとよい。[0009] Further, according to a second aspect of the present invention, there is provided a ceramic molded body having an intermediate layer mainly composed of glaze formed on a ceramic surface, and a water-repellent layer formed on the intermediate layer.
The intermediate layer has a zirconium silicate content of 5 wt% or more.
0 wt% or less. Preferably, the content is 10 wt% or more and 20 wt% or less.
【0010】そして、珪酸ジルコニウムの含有量が5wt
%より少ないと、撥水層と強力に結合する中間層表面の
珪酸ジルコニウム微粒子の割合が減少したり、ガラス相
から溶出するアルカリ金属あるいはアルカリ土類金属の
量が増加することなどにより撥水効果の耐久性改善度合
いが低下する。また、珪酸ジルコニウムの含有量が30
wt%を超えると、撥水層と強力に結合する中間層表面の
珪酸ジルコニウム微粒子の割合が増加し撥水効果の耐久
性は良好となるが、釉薬を主体とする中間層の外観不良
を発生し商品性を損ね、実用的ではない。The zirconium silicate content is 5 wt.
%, The proportion of zirconium silicate fine particles on the surface of the intermediate layer, which strongly binds to the water-repellent layer, decreases, or the amount of alkali metal or alkaline earth metal eluted from the glass phase increases, resulting in a water-repellent effect. Decrease in the durability of the steel. Further, the content of zirconium silicate is 30%.
If the content exceeds wt%, the ratio of zirconium silicate fine particles on the surface of the intermediate layer, which is strongly bonded to the water-repellent layer, increases, and the durability of the water-repellent effect becomes good. However, poor appearance of the intermediate layer mainly composed of glaze occurs. It is not practical because it impairs the merchantability.
【0011】また、請求項3記載のように、釉薬を主体
とする中間層上に形成された撥水層が有機珪素化合物の
群より選ばれる少なくとも一種からなるセラミック成形
体としたものである。According to a third aspect of the present invention, the water-repellent layer formed on the intermediate layer mainly composed of glaze is a ceramic molded body made of at least one selected from the group of organic silicon compounds.
【0012】そして、有機珪素化合物は、釉薬を主体と
する中間層上を強力に被覆し優れた撥水特性を発現す
る。さらに、珪酸ジルコニウムのガラス相中からのアル
カリ成分溶出抑制効果などとあいまって良好な撥水耐久
性を示す。The organic silicon compound strongly covers the intermediate layer mainly composed of glaze, and exhibits excellent water repellency. Further, it exhibits good water-repellent durability in combination with the effect of zirconium silicate suppressing alkali component elution from the glass phase.
【0013】また、請求項4記載のように、釉薬を主体
とする中間層上に形成された撥水層がアルキルシラン化
合物の群より選ばれる少なくとも一種からなるセラミッ
ク成形体としたものである。According to a fourth aspect of the present invention, the water-repellent layer formed on the intermediate layer mainly composed of glaze is a ceramic molded body made of at least one selected from the group consisting of alkylsilane compounds.
【0014】そして、アルキルシラン化合物は、釉薬を
主体とする中間層の表面に存在する水酸基などの活性基
と化学的に強力に結合し、また珪酸ジルコニウムのガラ
ス相中からのアルカリ成分溶出抑制効果などとあいまっ
て優れた撥水耐久性を示す。The alkylsilane compound chemically binds strongly to an active group such as a hydroxyl group present on the surface of the intermediate layer mainly composed of glaze, and suppresses elution of alkali components from zirconium silicate in the glass phase. It shows excellent water repellency durability in combination with the above.
【0015】また、請求項5記載のように、釉薬を主体
とする中間層上に形成された撥水層が有機フッ素化合物
の群より選ばれる少なくとも一種からなるセラミック成
形体としたものである。According to a fifth aspect of the present invention, the water-repellent layer formed on the intermediate layer mainly composed of glaze is a ceramic molded body made of at least one selected from the group of organic fluorine compounds.
【0016】そして、有機フッ素化合物は、釉薬を主体
とする中間層上を強力に被覆し、優れた撥水・撥油特性
を発現する。さらに、珪酸ジルコニウムのガラス相中か
らのアルカリ成分溶出抑制効果などとあいまって良好な
撥水・撥油耐久性を示す。The organic fluorine compound strongly covers the intermediate layer mainly composed of glaze, and exhibits excellent water and oil repellency. Furthermore, it exhibits good water and oil repellency durability in combination with the effect of zirconium silicate suppressing the elution of alkali components from the glass phase.
【0017】また、請求項6記載のように、釉薬を主体
とする中間層上に形成された撥水層がパーフロロアルキ
ルシラン化合物の群より選ばれる少なくとも一種からな
るセラミック成形体としたものである。According to a sixth aspect of the present invention, the water-repellent layer formed on the intermediate layer mainly composed of glaze is a ceramic molded body made of at least one selected from the group of perfluoroalkylsilane compounds. is there.
【0018】そして、パーフロロアルキルシラン化合物
は、釉薬を主体とする中間層の表面に存在する水酸基な
どの活性基と化学的に強力に結合し、また珪酸ジルコニ
ウムのガラス相中からのアルカリ成分溶出抑制効果など
とあいまって良好な撥水・撥油耐久性を示す。The perfluoroalkylsilane compound chemically binds strongly to active groups such as hydroxyl groups present on the surface of the intermediate layer mainly composed of glaze, and elutes alkali components from the zirconium silicate glass phase. It shows good water and oil repellency durability in combination with the suppression effect.
【0019】また、請求項7記載のように、釉薬を主体
とする中間層に無機系抗菌剤が添加されたセラミック成
形体としたものである。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a ceramic molded article in which an inorganic antibacterial agent is added to an intermediate layer mainly composed of glaze.
【0020】そして、無機系抗菌剤が添加されることに
より、主として細菌汚れが抑制される。なお、撥水層と
の相乗効果により、細菌増殖に必要な餌となる汚れ成分
の付着が少なくなるため、無機系抗菌剤は少量の添加で
十分な効果が上がる。このため、セラミック成形体の物
理特性および化学特性に及ぼす影響も少なく、優れた特
性を有するセラミック成形体が可能となる。[0020] The addition of the inorganic antibacterial agent mainly suppresses bacterial contamination. In addition, due to the synergistic effect with the water-repellent layer, the adhesion of dirt components serving as baits necessary for bacterial growth is reduced, so that the addition of a small amount of the inorganic antibacterial agent provides a sufficient effect. For this reason, the influence on the physical and chemical characteristics of the ceramic molded body is small, and a ceramic molded body having excellent characteristics can be obtained.
【0021】また、請求項8記載のように、セラミック
成形体が陶磁器としたものである。Further, as described in claim 8, the ceramic molded body is a ceramic.
【0022】そして、食器、衛生陶器、タイルなどの汚
れ防止が実現できる。Further, it is possible to prevent stains on tableware, sanitary ware, tiles and the like.
【0023】なお、本発明における有機珪素化合物とし
ては、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシ
ロキサン、ジフェニルポリシロキサン、メチルハイドロ
ジエンポリシロキサンなどのシリコーン化合物。それら
のシリコーン化合物をアルキッド変性、ポリエステル変
性、アクリル変性、エポキシ変性した変性シリコーン化
合物などがあげられるが、これらに限定するものではな
い。The organic silicon compound in the present invention is a silicone compound such as dimethylpolysiloxane, methylphenylpolysiloxane, diphenylpolysiloxane and methylhydrogenpolysiloxane. Examples include, but are not limited to, alkyd-modified, polyester-modified, acryl-modified, and epoxy-modified silicone compounds.
【0024】有機フッ素化合物としては、ポリテトラフ
ルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオ
ロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエ
チレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフ
ルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリクロロトリフ
ルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオ
ロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・パーフルオロ
アルキルビニルフルオライド、フッ化ビニリデン・テト
ラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニルエーテ
ル、フッ化ビニルエーテル・テトラフルオロエチレン共
重合体、フッ化ビニリデン・テトラフルオロエチレン・
ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン
・ヘキサフルオロプロピレン共重合体。また、パーフル
オロポリエーテル、パーフルオロアルキルポリエーテ
ル、三フッ化エチレン重合体などのフッ素オイル。ま
た、フッ素系界面活性剤などが挙げられるが、これらに
限定するものではない。Examples of the organic fluorine compound include polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene / perfluoroalkylvinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene / ethylene copolymer, and polychlorotrifluoro. Ethylene, polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene / perfluoroalkylvinyl fluoride, vinylidene fluoride / tetrafluoroethylene copolymer, polyvinyl fluoride ether, vinyl fluoride / tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride・ Tetrafluoroethylene ・
Hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer. Fluorine oils such as perfluoropolyethers, perfluoroalkyl polyethers, and ethylene trifluoride polymers. In addition, a fluorine-based surfactant may be used, but the present invention is not limited thereto.
【0025】また、アルキルシラン化合物としては、ト
リメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン
(以下メトキシがエトキシやクロロであってもよい)、
ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラ
ン、メチルジメトキシシラン、ジメチルメトキシシラ
ン、ジフェニルジメトキシシラン、フェニルトリメトキ
シシランなどが挙げられるが、これらに限定するもので
はない。Examples of the alkylsilane compound include trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane (hereinafter, methoxy may be ethoxy or chloro),
Examples include, but are not limited to, dimethyldimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyldimethoxysilane, dimethylmethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, and the like.
【0026】また、パーフロロアルキルシラン化合物と
しては、前記アルキルシラン化合物のアルキル基のいく
つかがフッ化炭素基に置換されたものであり、例えば、
CF3(CH2)2Si(OCH3)3、CF3(CF
2)5(CH2)2Si(OCH3)3、CF3(CF
2)7(CH2)2Si(OCH3)3、CF3(CF
2)7(CH2)2SiCH3(OCH3)2、CF3
(CF2)3(CH2)2Si(OCH3)3、CF3
(CF2)7(CH2)2SiCl3などの炭素数が1
から20のシラン化合物が挙げられるが、これらに限定
するものではない。The perfluoroalkylsilane compound is a compound in which some of the alkyl groups of the above-mentioned alkylsilane compound are substituted with a fluorocarbon group.
CF3 (CH2) 2Si (OCH3) 3, CF3 (CF
2) 5 (CH2) 2Si (OCH3) 3, CF3 (CF
2) 7 (CH2) 2Si (OCH3) 3, CF3 (CF
2) 7 (CH2) 2SiCH3 (OCH3) 2, CF3
(CF2) 3 (CH2) 2Si (OCH3) 3, CF3
1 carbon atoms such as (CF2) 7 (CH2) 2SiCl3
To 20 silane compounds, but are not limited thereto.
【0027】本発明における無機系抗菌剤としては、硝
酸銀、硫酸銀、塩化銀などや、銀、銅、亜鉛あるいは錫
を担持したゼオライトや、銀、銅、亜鉛あるいは錫を担
持したシリカゲルや、銀、銅、亜鉛あるいは錫を担持し
たリン酸カルシウムや、銀、銅、亜鉛あるいは錫を担持
したハイドロキシアパタイトや、銀、銅、亜鉛あるいは
錫を担持した酸化亜鉛や、又銀、銅、亜鉛あるいは錫を
担持したリン酸ジルコニウムなどがある。さらに銀、
銅、亜鉛またはこれらの酸化物などが挙げられるが、こ
れらに限定するものではない。Examples of the inorganic antibacterial agent in the present invention include silver nitrate, silver sulfate, silver chloride and the like, zeolite supporting silver, copper, zinc or tin, silica gel supporting silver, copper, zinc or tin, silver , Calcium phosphate carrying copper, zinc or tin, hydroxyapatite carrying silver, copper, zinc or tin, zinc oxide carrying silver, copper, zinc or tin, or carrying silver, copper, zinc or tin Zirconium phosphate. More silver,
Examples include, but are not limited to, copper, zinc, or oxides thereof.
【0028】[0028]
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について詳細
に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail.
【0029】(実施例1)釉薬の基本成分はゼーゲル式
で(0.2KnaO、0.3ZnO、0.4CaO)・
0.5Al2O3・2.9SiO2とした。これに珪酸
ジルコニウムを添加し、ボールミルによって24時間混
合した。混合した釉薬を、およそ100mm×100mm×
10mmの粘土質素地の片面に施し、80℃で1時間乾燥
した。乾燥後の釉薬の厚さは1mm程度である。その後、
6時間かけて1200℃まで昇温し、1200℃の時点
で1時間温度を維持し、その後6時間かけて室温まで冷
却してタイル状の陶器平板を作成した。次に、前記陶器
平板のの釉薬面をエタノールで洗浄した後、脱脂綿によ
り撥水層を形成し、25℃で24時間放置した。なお、
撥水層としてはCF3(CF2)7(CH2)2Si
(OCH3)3を用いた。これを試験サンプルとする。
添加した珪酸ジルコニウムの配合量は、釉薬原料全体の
0wt%、3wt%、5wt%、10wt%、15wt%、20wt
%、30wt%、40wt%の8種類とし、それぞれを試験
サンプル1〜8とした。(Example 1) The basic component of the glaze is a Zegel type (0.2KnaO, 0.3ZnO, 0.4CaO).
0.5Al2O3 · 2.9SiO2. Zirconium silicate was added thereto and mixed by a ball mill for 24 hours. Approximately 100mm x 100mm x
It was applied to one side of a 10 mm clay body and dried at 80 ° C. for 1 hour. The thickness of the glaze after drying is about 1 mm. afterwards,
The temperature was raised to 1200 ° C. over 6 hours, the temperature was maintained at 1200 ° C. for 1 hour, and then cooled to room temperature over 6 hours to produce a tile-shaped ceramic flat plate. Next, after washing the glaze surface of the ceramic plate with ethanol, a water-repellent layer was formed with absorbent cotton and allowed to stand at 25 ° C. for 24 hours. In addition,
CF3 (CF2) 7 (CH2) 2Si as water-repellent layer
(OCH3) 3 was used. This is used as a test sample.
The added amount of zirconium silicate is 0 wt%, 3 wt%, 5 wt%, 10 wt%, 15 wt%, 20 wt% of the entire glaze material.
%, 30% by weight, and 40% by weight, which were designated as test samples 1 to 8, respectively.
【0030】(実施例2)釉薬の基本成分はゼーゲル式
で(0.2KnaO、0.3ZnO、0.4CaO)・
0.5Al2O3・2.9SiO2とした。これに珪酸
ジルコニウムを釉薬原料全体の10wt%、銀を担持した
ハイドロキシアパタイトを釉薬原料全体の1wt%それぞ
れ添加し、ボールミルによって24時間混合した。混合
した釉薬を、およそ100mm×100mm×10mmの粘土
質素地の片面に施し、80℃で1時間乾燥した。乾燥後
の釉薬の厚さは1mm程度である。その後、6時間かけて
1200℃まで昇温し、1200℃の時点で1時間温度
を維持し、その後6時間かけて室温まで冷却してタイル
状の陶器平板を作成した。次に、前記陶器平板のの釉薬
面をエタノールで洗浄した後、脱脂綿により撥水層を形
成し、25℃で24時間放置した。なお、撥水層として
はCF3(CF2)7(CH2)2Si(OCH3)3
を用いた。これを試験サンプル9とする。(Example 2) The basic component of the glaze is a Zegel type (0.2KnaO, 0.3ZnO, 0.4CaO).
0.5Al2O3 · 2.9SiO2. To this, zirconium silicate was added in an amount of 10% by weight of the entire glaze raw material, and hydroxyapatite carrying silver was added in an amount of 1% by weight of the entire glaze raw material, and mixed by a ball mill for 24 hours. The mixed glaze was applied to one side of a clay body of about 100 mm × 100 mm × 10 mm and dried at 80 ° C. for 1 hour. The thickness of the glaze after drying is about 1 mm. Thereafter, the temperature was raised to 1200 ° C. over 6 hours, the temperature was maintained at 1200 ° C. for 1 hour, and then cooled down to room temperature over 6 hours to produce a tile-shaped ceramic flat plate. Next, after washing the glaze surface of the ceramic plate with ethanol, a water-repellent layer was formed with absorbent cotton and allowed to stand at 25 ° C. for 24 hours. The water-repellent layer is made of CF3 (CF2) 7 (CH2) 2Si (OCH3) 3
Was used. This is designated as Test Sample 9.
【0031】図1は本発明の実施例におけるセラミック
成形体の断面部を示す模式図である。1はCF3(CF
2)7(CH2)2Si(OCH3)3に代表される撥
水層である。2は釉薬中に含有される珪酸ジルコニウム
である。3は釉薬である。FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of a ceramic molded body according to an embodiment of the present invention. 1 is CF3 (CF
2) A water-repellent layer represented by 7 (CH2) 2Si (OCH3) 3. 2 is zirconium silicate contained in the glaze. 3 is a glaze.
【0032】4は銀を担持したハイドロキシアパタイト
に代表される無機系抗菌剤である。5は粘土質素地であ
る。Reference numeral 4 denotes an inorganic antibacterial agent represented by hydroxyapatite carrying silver. 5 is a clay base.
【0033】これらの試験サンプル1〜8を使用して釉
薬観察評価を行った。各試験サンプルの釉薬表面の光沢
を目視により評価した。珪酸ジルコニウムの配合量0%
である試験サンプル1を基準とし、それと同等の表面光
沢の場合を○とし、若干表面光沢が劣る場合は△とし、
明らかに光沢が劣る場合は×とした。その結果を(表
1)に示す。Using these test samples 1 to 8, glaze observation evaluation was performed. The gloss of the glaze surface of each test sample was visually evaluated. 0% zirconium silicate
試 験, when the surface gloss is equivalent to that, and when the surface gloss is slightly inferior, △.
When the gloss was clearly inferior, it was evaluated as x. The results are shown in (Table 1).
【0034】[0034]
【表1】 [Table 1]
【0035】次に、試験サンプル1〜8の耐水耐久試験
を行った。各試験サンプルを60℃の温水に水没させ、
50時間、100時間、150時間後の接触角を測定
し、接触角の変化によって撥水層の耐久性を評価した。
その結果を(表2)に示す。Next, test samples 1 to 8 were subjected to a water resistance and durability test. Each test sample is submerged in hot water at 60 ° C.
The contact angle after 50 hours, 100 hours, and 150 hours was measured, and the durability of the water-repellent layer was evaluated based on the change in the contact angle.
The results are shown in (Table 2).
【0036】[0036]
【表2】 [Table 2]
【0037】次に、試験サンプル9の抗菌性能について
試験を行った。比較例として試験サンプル4を用いた。
それぞれの試験サンプル9および4に黄色ブドウ球菌お
よび大腸菌の菌液1ccを滴下し、37℃で24時間培養
した。その後、滅菌済みリン酸緩衝液にて菌を洗い出し
た。この洗い出した液中の生菌数を、菌数測定用培地を
用いて混釈平板法にて測定した。その結果を(表3)に
示す。Next, the test sample 9 was tested for its antibacterial performance. Test sample 4 was used as a comparative example.
To each of the test samples 9 and 4, 1 cc of Staphylococcus aureus and Escherichia coli was added dropwise and cultured at 37 ° C for 24 hours. Thereafter, the bacteria were washed out with a sterilized phosphate buffer. The viable cell count in the washed-out liquid was measured by a pour plate method using a cell count medium. The results are shown in (Table 3).
【0038】[0038]
【表3】 [Table 3]
【0039】(表1)から明らかなように、試験サンプ
ル2から6までは試験サンプル1と同様良好な光沢を示
した。試験サンプル7は、若干表面光沢が劣化した。試
験サンプル8は、明らかに表面光沢が劣化した。これら
の結果から、珪酸ジルコニウムの添加量は30wt%以
下、さらに好ましくは20wt%以下であれば良好な表面
光沢を実現できる。As can be seen from Table 1, test samples 2 to 6 exhibited good gloss similar to test sample 1. Test sample 7 slightly deteriorated in surface gloss. Test sample 8 had clearly deteriorated surface gloss. From these results, good surface gloss can be realized when the added amount of zirconium silicate is 30 wt% or less, more preferably 20 wt% or less.
【0040】(表2)から明らかなように、珪酸ジルコ
ニウムを添加することにより、撥水耐久性が改善されて
いた。珪酸ジルコニウムの添加量が特に10%から20
%の場合には撥水耐久性の改善効果は著しいが、添加量
20%以上では撥水耐久性の改善度合いはほぼ飽和傾向
となる。As is clear from Table 2, water repellency was improved by adding zirconium silicate. When the addition amount of zirconium silicate is particularly 10% to 20%
%, The effect of improving the water repellency is remarkable, but when the amount is 20% or more, the degree of improvement in the water repellency tends to be almost saturated.
【0041】(表3)から明らかなように、試験サンプ
ル9は試験サンプル4に比べ黄色ブドウ球菌および大腸
菌に対し著しい抗菌効果を得ることができた。耐久性の
良好な撥水層と併用することにより、少量の抗菌剤で細
菌の増殖が抑制されるクリーンなセラミック成形体を得
ることができる。なお、(表3)で示した抗菌特性の結
果○は生残菌が検出されなかった場合であり、×は生残
菌が対照と同様であった場合であることを意味する。As is clear from Table 3, test sample 9 was able to obtain a remarkable antibacterial effect on Staphylococcus aureus and Escherichia coli as compared with test sample 4. When used in combination with a water-repellent layer having good durability, it is possible to obtain a clean ceramic molded body in which the growth of bacteria is suppressed with a small amount of an antibacterial agent. The results of the antibacterial properties shown in Table 3 indicate that no surviving bacteria were detected, and x means that the surviving bacteria were the same as the control.
【0042】[0042]
【発明の効果】以上の説明から明らかのように本発明の
セラミック成形体によれば、次の効果が得られる。As apparent from the above description, the following effects can be obtained according to the ceramic molded body of the present invention.
【0043】請求項1記載の発明は、セラミック表面に
釉薬を主体とする中間層が形成され、この中間層の上に
撥水層が形成されたセラミック成形体であって、前記中
間層は珪酸ジルコニウムを含有したセラミック成形体と
したものである。撥水層は主として、釉薬を主体とする
中間層の表面に存在する水酸基などの活性基と化学的な
結合によって密着している。釉薬を主体とする中間層の
ガラス相および珪酸ジルコニウム微粒子と撥水層との密
着の度合いは珪酸ジルコニウム微粒子の方が優れてお
り、詳細な理由は不明であるが、一つは、釉薬を主体と
する中間層のガラス相中のアルカリ成分と関係している
と推測している。すなわち、例えば撥水層を施したセラ
ミック成形体を水回りの製品として使用した場合、時間
の経過によってガラス相中のアルカリ金属やアルカリ土
類金属が表面に溶出してくる。その際に、中間層のガラ
ス相表面の活性基と化学的結合が形成されている部分が
局所的にアルカリ性を帯び、結合が切断され撥水性が劣
化しやすい。一方、珪酸ジルコニウム微粒子表面はアル
カリ金属やアルカリ土類金属の溶出がなく、撥水層との
結合が安定なため撥水効果を長時間持続させることがで
きる。今ひとつの理由は、撥水層と結合する珪酸ジルコ
ニウム微粒子表面の活性基の密度と活性度合いの強さと
関係している。すなわち、珪酸ジルコニウム微粒子表面
の活性基の密度はガラス相表面のそれより大きく、さら
に活性度合いも大きいため撥水層とより強固な結合が可
能となり、その結果、撥水効果を長期間持続させること
ができる。According to the first aspect of the present invention, there is provided a ceramic molded body in which an intermediate layer mainly composed of glaze is formed on a ceramic surface, and a water-repellent layer is formed on the intermediate layer. This is a ceramic molded body containing zirconium. The water-repellent layer is mainly in close contact with an active group such as a hydroxyl group existing on the surface of the intermediate layer mainly composed of glaze by chemical bonding. The degree of adhesion between the glass phase of the intermediate layer mainly composed of glaze and the zirconium silicate fine particles and the water-repellent layer is superior to the zirconium silicate fine particles, and the detailed reason is unknown, but one is mainly based on glaze. It is presumed to be related to the alkali component in the glass phase of the intermediate layer. That is, for example, when a ceramic molded body provided with a water-repellent layer is used as a product around water, alkali metals and alkaline earth metals in the glass phase elute on the surface over time. At that time, the part of the intermediate layer where the chemical bond is formed with the active group on the surface of the glass phase is locally alkalinized, the bond is cut, and the water repellency is likely to be deteriorated. On the other hand, the surface of the zirconium silicate fine particles has no elution of alkali metal or alkaline earth metal and has a stable bond with the water-repellent layer, so that the water-repellent effect can be maintained for a long time. Another reason is related to the density of active groups on the surface of the zirconium silicate fine particles bonded to the water repellent layer and the strength of the degree of activity. That is, the density of the active groups on the surface of the zirconium silicate fine particles is larger than that on the surface of the glass phase, and the degree of activity is higher, so that a stronger bond with the water-repellent layer can be achieved. Can be.
【0044】また、請求項2記載のように、セラミック
表面に釉薬を主体とする中間層が形成され、この中間層
の上に撥水層が形成されたセラミック成形体であって、
前記中間層は珪酸ジルコニウムの含有量が5wt%以上3
0wt%以下としたものである。好ましくは10wt%以上
20wt%以下含有されるとよい。珪酸ジルコニウムの含
有量が5wt%より少ないと、撥水層と強力に結合する中
間層表面の珪酸ジルコニウム微粒子の割合が減少した
り、ガラス相から溶出するアルカリ金属あるいはアルカ
リ土類金属の量が増加することなどにより撥水効果の耐
久性改善度合いが低下する。また、珪酸ジルコニウムの
含有量が30wt%を超えると、撥水層と強力に結合する
中間層表面の珪酸ジルコニウム微粒子の割合が増加し撥
水効果の耐久性は良好となるが、釉薬を主体とする中間
層の外観不良を発生し商品性を損ね、実用的ではない。According to a second aspect of the present invention, there is provided a ceramic molded body in which an intermediate layer mainly composed of glaze is formed on a ceramic surface, and a water-repellent layer is formed on the intermediate layer.
The intermediate layer has a zirconium silicate content of 5 wt% or more.
0 wt% or less. Preferably, the content is 10 wt% or more and 20 wt% or less. If the content of zirconium silicate is less than 5 wt%, the proportion of zirconium silicate fine particles on the surface of the intermediate layer that strongly binds to the water-repellent layer decreases, or the amount of alkali metal or alkaline earth metal eluted from the glass phase increases. By doing so, the degree of improvement in the durability of the water-repellent effect decreases. On the other hand, if the content of zirconium silicate exceeds 30% by weight, the ratio of zirconium silicate fine particles on the surface of the intermediate layer, which is strongly bonded to the water-repellent layer, increases, and the durability of the water-repellent effect becomes good. This causes poor appearance of the intermediate layer, impairs the merchantability, and is not practical.
【0045】また、請求項3記載のように、釉薬を主体
とする中間層上に形成された撥水層が有機珪素化合物の
群より選ばれる少なくとも一種からなるセラミック成形
体としたものである。有機珪素化合物は、釉薬を主体と
する中間層上を強力に被覆し優れた撥水特性を発現し、
さらに、珪酸ジルコニウムのガラス相中からのアルカリ
成分溶出抑制効果などとあいまって良好な撥水耐久性を
示す。According to a third aspect of the present invention, the water-repellent layer formed on the intermediate layer mainly composed of glaze is a ceramic molded body made of at least one selected from the group of organic silicon compounds. The organosilicon compound strongly coats the middle layer mainly composed of glaze and expresses excellent water repellency,
Further, it exhibits good water-repellent durability in combination with the effect of zirconium silicate suppressing alkali component elution from the glass phase.
【0046】また、請求項4記載のように、釉薬を主体
とする中間層上に形成された撥水層がアルキルシラン化
合物の群より選ばれる少なくとも一種からなるセラミッ
ク成形体としたものである。アルキルシラン化合物は、
釉薬を主体とする中間層の表面に存在する水酸基などの
活性基と化学的に強力に結合し、また珪酸ジルコニウム
のガラス相中からのアルカリ成分溶出抑制効果などとあ
いまって優れた撥水耐久性を示す。According to a fourth aspect of the present invention, the water-repellent layer formed on the intermediate layer mainly composed of glaze is a ceramic molded body made of at least one selected from the group consisting of alkylsilane compounds. Alkylsilane compounds are
Excellent water repellency with strong binding chemically to active groups such as hydroxyl groups present on the surface of the intermediate layer mainly composed of glaze, and the effect of suppressing the elution of alkali components from the glass phase of zirconium silicate Is shown.
【0047】また、請求項5記載のように、釉薬を主体
とする中間層上に形成された撥水層が有機フッ素化合物
の群より選ばれる少なくとも一種からなるセラミック成
形体としたものである。有機フッ素化合物は、釉薬を主
体とする中間層上を強力に被覆し、優れた撥水・撥油特
性を発現し、さらに、珪酸ジルコニウムのガラス相中か
らのアルカリ成分溶出抑制効果などとあいまって良好な
撥水・撥油耐久性を示す。According to a fifth aspect of the present invention, the water-repellent layer formed on the intermediate layer mainly composed of glaze is a ceramic molded body made of at least one selected from the group consisting of organic fluorine compounds. The organofluorine compound strongly coats the middle layer mainly composed of glaze, exhibits excellent water and oil repellency, and further suppresses the elution of alkali components from the zirconium silicate glass phase. Shows good water and oil repellency durability.
【0048】また、請求項6記載のように、釉薬を主体
とする中間層状に形成された撥水層がパーフロロアルキ
ルシラン化合物の群より選ばれる少なくとも一種からな
るセラミック成形体としたものである。パーフロロアル
キルシラン化合物は、釉薬を主体とする中間層の表面に
存在する水酸基などの活性基と化学的に強力に結合し、
また珪酸ジルコニウムのガラス相中からのアルカリ成分
溶出抑制効果などとあいまって良好な撥水・撥油耐久性
を示す。According to a sixth aspect of the present invention, the water-repellent layer formed in the form of an intermediate layer mainly composed of glaze is a ceramic molded body made of at least one selected from the group of perfluoroalkylsilane compounds. . The perfluoroalkylsilane compound chemically bonds strongly to active groups such as hydroxyl groups present on the surface of the intermediate layer mainly composed of glaze,
In addition, it exhibits good water and oil repellency durability in combination with the effect of zirconium silicate suppressing alkali component elution from the glass phase.
【0049】また、請求項7記載のように、釉薬中に無
機系抗菌剤が添加されたセラミック成形体としたもので
ある。無機系抗菌剤が添加されることにより、主として
細菌汚れが抑制される。なお、撥水層との相乗効果によ
り、細菌増殖に必要な餌となる汚れ成分の付着が少なく
なるため、無機系抗菌剤は少量の添加で十分な効果が期
待できる。このため、セラミック成形体の物理特性およ
び化学特性に及ぼす影響も少なく、優れた特性を有する
セラミック成形体が可能となる。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a ceramic molded article in which an inorganic antibacterial agent is added to a glaze. The addition of the inorganic antibacterial agent mainly suppresses bacterial contamination. In addition, due to the synergistic effect with the water-repellent layer, the adhesion of the dirt component serving as bait necessary for bacterial growth is reduced, so that a small amount of the inorganic antibacterial agent can be expected to have a sufficient effect. For this reason, the influence on the physical and chemical characteristics of the ceramic molded body is small, and a ceramic molded body having excellent characteristics can be obtained.
【0050】また、請求項8記載のように、セラミック
成形体が陶磁器としたものである。これにより食器、衛
生陶器、タイルなどの汚れ防止が実現できる。Further, as described in claim 8, the ceramic molded body is a ceramic. Thus, it is possible to prevent stains on tableware, sanitary ware, tiles, and the like.
【図1】本発明の実施例におけるセラミック成形体の断
面部を示す模式図FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of a ceramic molded body according to an embodiment of the present invention.
1 撥水層 2 珪酸ジルコニウム 3 釉薬 4 無機系抗菌剤 5 粘土質素地 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Water-repellent layer 2 Zirconium silicate 3 Glaze 4 Inorganic antibacterial agent 5 Clay base
フロントページの続き (72)発明者 山冨 光代 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 生川 直子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内Continued on the front page (72) Inventor Mitsuyo Yamatomi 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Claims (8)
層が形成され、この中間層の上に撥水層が形成されたセ
ラミック成形体であって、前記中間層は珪酸ジルコニウ
ムを含有してなるセラミック成形体。1. A ceramic molded body having an intermediate layer mainly composed of glaze formed on a ceramic surface and a water-repellent layer formed on the intermediate layer, wherein the intermediate layer contains zirconium silicate. Ceramic molded body.
上30wt%以下である請求項1記載のセラミック成形
体。2. The ceramic compact according to claim 1, wherein the content of zirconium silicate is 5% by weight or more and 30% by weight or less.
撥水層が、有機珪素化合物の群より選ばれる少なくとも
一種からなる請求項1または2記載のセラミック成形
体。3. The ceramic molded article according to claim 1, wherein the water-repellent layer formed on the intermediate layer mainly composed of glaze is made of at least one selected from the group consisting of organic silicon compounds.
撥水層が、アルキルシラン化合物の群より選ばれる少な
くとも一種からなる請求項1または2記載のセラミック
成形体。4. The ceramic molded article according to claim 1, wherein the water-repellent layer formed on the intermediate layer mainly composed of glaze is made of at least one selected from the group consisting of alkylsilane compounds.
撥水層が、有機フッ素化合物の群より選ばれる少なくと
も一種からなる請求項1または2記載のセラミック成形
体。5. The ceramic molded article according to claim 1, wherein the water-repellent layer formed on the intermediate layer mainly composed of glaze is made of at least one selected from the group consisting of organic fluorine compounds.
撥水層が、パーフロロアルキルシラン化合物の群より選
ばれる少なくとも一種からなる請求項1または2記載の
セラミック成形体。6. The ceramic molded body according to claim 1, wherein the water-repellent layer formed on the intermediate layer mainly composed of glaze is at least one selected from the group of perfluoroalkylsilane compounds.
層が形成されたセラミック成形体において、前記釉薬中
には無機系抗菌剤が添加されてなる請求項1〜6のいず
れか1項記載のセラミック成形体。7. The ceramic molded body having an intermediate layer mainly composed of glaze formed on a ceramic surface, wherein the glaze contains an inorganic antibacterial agent. Ceramic molded body.
1〜7のいずれか1項記載のセラミック成形体。8. The ceramic molded body according to claim 1, wherein the ceramic molded body is a ceramic.
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