JP2004262727A

JP2004262727A - 軽質陶磁器の製造法

Info

Publication number: JP2004262727A
Application number: JP2003057135A
Authority: JP
Inventors: Meikon Ryu; 劉明坤; Seiso Cho; 張正宗
Original assignee: RYU MEISO
Current assignee: RYU MEISO
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2004-09-24
Also published as: US7303704B2; US20040182111A1

Abstract

【課題】軽質、断熱、防火、防水の特性を備える軽質陶磁器の製造法を提供する。
【解決手段】軽質陶磁器の製造法は、粉状ガラス材、粉状アルカリ金属ケイ酸塩及び水溶性高分子等の原料を固定の比例によって混合して乾燥基板にする。次に水を加えて、完成したい形状に塑造し、水分乾燥後、加熱焼成する。アルカリ金属ケイ酸塩内の酸化物もしくは水酸化物が粉状ガラス材の軟化点を下げ、粉状ガラス材が流体状になった時、アルカリ金属ケイ酸塩によってもたらされた空気及び結晶水が高温によって膨張して気泡を形成し、同時に水溶性高分子も高温によって気体に変化し、成形品内部に密閉式気孔、及び表面に通道式開放性気孔を形成する。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軽質陶磁器の製造法に関するもので、軽質、断熱、防火、防水の特性を備え、応用として建材のタイルや、成形品を砕いて粉にした後、加工して軽質の骨材にすることができるものである。
【０００２】
【従来の技術】
建築材として使用する陶磁タイルは、強度を備えた特性以外に、軽質、断熱、防火、防水などの特性を更に必要とする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種の軽質陶磁器の製造法は、断熱、防火、防水の特性は備えていても、陶磁タイルの重量は重く、適用範囲が限られている。このため、タイル業界が発展できない原因となっている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１記載の軽質陶磁器の製造法は、下述の順序のとおり実施する。
Ａ、粉状ガラス材、粉状アルカリ金属ケイ酸塩及び水溶性高分子等の原料を固定の比例で混合し、乾燥基板状態にする。
Ｂ、水分を加え、完成したい形状に塑造する。
Ｃ、一部水分を除去する。
Ｄ、加熱焼成する。
そして、焼成中に、アルカリ金属ケイ酸塩中の酸化物もしくは水酸化物によって粉状ガラス材の軟化点が下がり、粉状ガラス材が半流体状になったとき、アルカリ金属ケイ酸塩がもたらした空気及び結晶水が高温によって膨張し、気泡を形成し、同時に水溶性高分子が高温時に気体に変化して成形品内部に密閉性気孔を、及び表面に通道式の開放性気孔を形成するもので、この密閉性気孔の形成によって、軽質、断熱、防火、防水効果を備えることを特徴とするものである。
【０００５】
本発明の請求項２記載の粉状ガラス材は、請求項１記載の粉状ガラス材であって、大きさが５０ｍｅｓｈ以下の顆粒で、アルカリ金属ケイ酸塩には酸化ナトリウム、水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）もしくは酸化ケイ素のケイ酸ナトリウムを含み、水溶性高分子は炭素高含量のデキストリンとし、粉状ガラス材９０％、ケイ酸ナトリウム１０％、デキストリン３％（別添加）の比例で混各することを特徴とするものである。
【０００６】
本発明の請求項３記載の粉状ガラス材は、請求項１記載の粉状ガラス材であって、大きさが５０ｍｅｓｈ以下の顆粒で、アルカリ金属ケイ酸塩には酸化ナトリウム、水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）、もしくは酸化ケイ素のケイ酸ナトリウムを含み、水溶性高分子は炭素高含量のデキストリンとし、粉状ガラス材６０％、ケイ酸ナトリウム４０％、デキストリン３％（別添加）の比例で混合することを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の請求項４記載の軽質陶磁器の製造法は、請求項１記載の軽質陶磁器の製造法であって、機械成型で実施する場合、６％以内の水分を加え、金型に３００ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で成形することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の請求項５記載の軽質陶磁器の製造法は、請求項１記載の軽質陶磁器の製造法であって、手工成型で実施する場合、１０％以内の水分を加え、金型に７ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で成形することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の請求項６記載の軽質陶磁器の製造法は、請求項４記載の軽質陶磁器の製造法であって、１１０℃の温度で水分を遊離させて乾燥することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の請求項７記載の軽質陶磁器の製造法は、請求項５記載の軽質陶磁器の製造法であって、先ず風で乾燥させ、それから１１０℃の温度で乾燥することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項８記載の軽質陶磁器の製造法は、請求項１記載の軽質陶磁器の製造法であって、焼成温度を８００℃とすることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の請求項９記載の軽質陶磁器の製造法は、下述の順序のとおり実施する。
Ａ、粉状ガラス材、粉状アルカリ金属水酸化物及び水溶性高分子等の原料を固定の比例で混合し、乾燥基板状態にする。
Ｂ、水分を加え、完成したい形状に塑造する。
Ｃ、一部水分を除去する。
Ｄ、加熱焼成する。
そして、焼成中に、アルカリ金属水酸化物中の酸化物によって、粉状ガラス材の軟化点が下がり、粉状ガラス材が半流体状になったとき、そして同時に水溶性高分子が高温時に水蒸気及び二酸化炭素に変化し、この時成形品内部に密閉性気孔を、及び表面に通道式の開放性気孔を形成するもので、この密閉性気孔の形成によって、軽質、断熱、防火、防水効果を備えることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の請求項１０記載の粉状ガラス材は、請求項９記載の粉状ガラス材であって、大きさが５０ｍｅｓｈ以下の顆粒で、アルカリ金属酸化物は水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）、水酸化カリウムとし、水溶性高分子は炭素高含量のデキストリンとし、粉状ガラス材９５％、アルカリ金属水酸化物５％及び別添加のデキストリン１０％の比例で混合することを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の請求項１１記載の軽質陶磁器の製造法は、請求項９記載の軽質陶磁器の製造法であって、機械成型で実施する場合、６％以内の水分を加え、金型に３００ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で成形することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の請求項１２記載の軽質陶磁器の製造法は、請求項９記載の軽質陶磁器の製造法であって、手工成型で実施する場合、１０％以内の水分を加え、金型に７ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で成形することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の請求項１３記載の軽質陶磁器の製造法は、請求項１１記載の軽質陶磁器の製造法であって、１１０℃の温度で乾燥し、水分を遊離することを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の請求項１４記載の軽質陶磁器の製造法は、請求項１２記載の軽質陶磁器の製造法であって、先ず風で乾燥させ、それから１１０℃の温度で乾燥するこ
とを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の請求項１５記載の軽質陶磁器の製造法は、請求項９記載の軽質陶磁器の製造法であって、焼成温度を８００℃とすることを特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の軽質陶磁器の製造法の実施例を図面に基づいて説明する。
先ず、図１及び図２に示すように、本発明は、陶磁成形品１０が製造され、そのうち陶磁成形品１０の表面は通道式の開放性気孔１１が一面に分布し、その内部は密閉性気孔１２が分布する。陶磁成形品１０全体は、密閉性気孔１２の形成によって、軽質、断熱、防火、防水の特性がある。
【００２０】
本発明の軽質陶磁器の製造法の全体工程は図３及び図４に示すとおりで、原料は以下のとおりである。
ａ．粉状のガラス材の低温型。
▲１▼粉状ガラス材（大きさ５０ｍｅｓｈ以下の顆粒）：重量比９０％
▲２▼粉状アルカリ金属ケイ酸塩（ケイ酸ナトリウムでもよい）：重量比１０％
▲３▼別添加として、水溶性高分子（デキストリンでもよい）：重量比３％
ｂ．粉状ガラス材の高温型。
▲１▼粉状ガラス材（大きさ５０ｍｅｓｈ以下の顆粒）：重量比６０％
▲２▼粉状アルカリ金属ケイ酸塩（ケイ酸ナトリウムでもよい）：重量比４０％
▲３▼別添加として、水溶性高分子（デキストリンでもよい）：重量比３％
高温型及び低温型の差は、粉状ガラス材を１０００℃まで焼いても、変形しないものを高温型とし、変形するものを低温型とする。そのうち、粉状ガラス材の大きさは、高温下での保温時間の長短に差が表れ、顆粒が細かければ細かいほど、保温時間が短くなる。更に水溶性高分子（デキストリンでもよい）の浸透量は粉状ガラス材穎粒間の常温粘着力の強さに多少影響し、また一部の気孔にも影響する。
【００２１】
機械成型或いは手工成型は異なり、下述の順序を含む。
Ａ、先ず粉状ガラス材、粉状アルカリ金属ケイ酸塩及び水溶性高分子等の原料を固定の比例に基づいて、混合し、乾燥基板状態にする。本発明の実施例は、粉状ガラス材が５０ｍｅｓｈの大きさの顆粒とし、アルカリ金属ケイ酸塩は酸化ナトリウム、水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）もしくは酸化ケイ素のケイ酸ナトリウムを含む。また水溶性高分子は、炭素高含量のデキストリンとし、低温型は粉状ガラス材９０％、ケイ酸ナトリウム１０％、デキストリン３％（別添加）の比例とし、高温型は粉状ガラス材６０％、ケイ酸ナトリウム４０％、デキストリン３％（別添加）の比例で混合する。
Ｂ、水を加えて、完成したい形状に形作る。その水分比例は機械型か、或いは手工成型によって異なり、それぞれ６％と１０％以下とする。金型を使用して、原料を塑造定型する。機械型と手工成型は異なり、それぞれ３００ｋｇ／ｃｍ^２と７ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で成形する。
Ｃ、一部の水分を除去する。機械型成型の場合は、１１０℃の温度で乾燥させ、手工成型の場合は、先ず風で乾燥させた後、同様に１１０℃の温度で乾燥させる。
Ｄ、加熱焼成する。原料を８００℃まで加熱した後、即座に加熱を停止する（この焼成温度はアルカリ金属ケイ酸塩の占める重量によって調整する）。
【００２２】
このようにして、加熱焼成中、アルカリ金属ケイ酸塩の多孔性粉によって、空気が入る。そしてアルカリ金属ケイ酸塩もしくは水酸化物によって、粉状ガラス材の軟化点が下がり、粉状ガラス材が半流体上になったとき、入れた空気及び結晶水が高温によって気泡を形成し、同時に水溶性高分子は高温時に気体となって成形品内部に密閉性気孔を形成し、更に成形品の表面は通道式の開放性気孔となる。この密閉性気孔の形成によって、成形品は軽質、断熱、防火の特性を備え、陶磁製品の広範な応用によって建材としての陶磁タイルとして使用でき、更には成形品を粉に砕いて加工すれば、軽質の骨材としても応用できる。
【００２３】
本発明は、軽質陶磁器の製造法の別の実施例で、原料及び製造工程は図５及び図６に示すとおりである。そのうち、原料は、
▲１▼粉状ガラス材（大きさ５０ｍｅｓｈ以下の顆粒）：重量比９５％
▲２▼アルカリ金属水酸化物（水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）もしくは水酸化カリウムでもよい）：重量比５％
▲３▼別添加として、水溶性性高分子（デキストリンでもよい）：重量比１０％
【００２４】
Ａ、先ず粉状ガラス材及び水溶性高分子等の原料を固定の比例に基づいて、混合し、乾燥基板状態にする。本発明の実施例は、粉状ガラス材が２００ｍｅｓｈの大きさの顆粒とし、アルカリ金属水酸化物は水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）もしくは水酸化カリウムとし、また水溶性高分子は、炭素高含量のデキストリンとし、低温型は粉状ガラス材９５％、水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）もしくは水酸化カリウム５％、及びデキストリン１０％（別添加）の比例で混合する。
Ｂ、水を加えて、作りたい形状に形作る。その水分比例は機械型か、或いは手工成型によって異なり、それぞれ６％と１０％以下とする。金型を使用して、原料を塑造定型する。機械型と手工成型は異なり、それぞれ３００ｋｇ／ｃｍ^２と７ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で成形する。
Ｃ、加熱焼結する。原料を８００℃まで加熱した後、恒温状態で、１０分待つ。このようにして、加熱焼成中、アルカリ金属水酸化物によって、粉状ガラス材の軟化点が下がり、粉状ガラス材が半流体上になったとき、水溶性高分子は気体となって成形品内部に密閉性気孔を形成し、更に成形品の表面は通道式の開放性気孔を形成する。この密閉性気孔の形成によって、成形品は軽質、断熱、防火の特性を備える。
【００２５】
当然、本発明の軽質陶磁器において、原料混合過程で顔料を加え、直接過熱焼成するか、もしくは成型後着色し、その後二回焼結させる。これによって、陶磁製品に色彩がつき、変化を加えることができる。
【００２６】
本発明の軽質陶磁器の製造法は、アルカリ金属ケイ酸塩もしくは水酸化物によって、粉状ガラス材の軟化点を下げ、粉状ガラス材が半流体状になったとき、アルカリ金属ケイ酸塩によってもたらされた空気及び結晶水が高温によって膨張して気泡を形成し、同時に水溶性高分子もまた恒温時に気体に変化して成形品内部に密閉性気孔を形成し、更に成形品の表面には通道式開放性気孔を形成する。この密閉性気孔の形成によって、軽質、断熱、防火、防水の特性を備える。また粉状ガラス材、アルカリ金属水酸化物及び水溶性高分子を固定の比例によって混合し、乾燥基板上にした後、水分を加えて塑造したい形に成形し、加熱過程で、アルカリ金属水酸化物によって粉状ガラス材の軟化点が下がり、粉状ガラス材が半流体状になったとき、水溶性高分子は気体に変化し、成形品内部に密閉性気孔を成形し、また成形品の表面には通道式の開放型気孔を成形し、同様に軽質、断熱防火、防水の特性を備える。
【００２７】
以上の実施例による説明及び図示は、本発明の一部であって、本発明の構造、装置、特徴等が近似、相似するものは、すべて本発明の範囲とする。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の軽質陶磁器の製造法は、粉状ガラス材、粉状アルカリ金属ケイ酸塩及び水溶性高分子等の原料を固定の比例によって混合して乾燥基板にする。次に水を加えて、完成したい形状に塑造し、水分乾燥後、加熱焼成する。アルカリ金属ケイ酸塩内の酸化物もしくは水酸化物が粉状ガラス材の軟化点を下げ、粉状ガラス材が流体状になった時、アルカリ金属ケイ酸塩によってもたらされた空気及び結晶水が高温によって膨張して気泡を形成し、同時に水溶性高分子も高温によって気体に変化し、成形品内部に密閉式気孔、及び表面に通道式開放性気孔を形成するという特徴をもつ。それにより、軽質、断熱、防火、防水に効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の陶磁成形品の外観図である。
【図２】本発明の陶磁成形品の断面図である。
【図３】本発明の機械成型による製造工程図である。
【図４】本発明の手工成形による製造工程図である。
【図５】本発明の別の実施例で、機械成型による製造工程図である。
【図６】本発明の別の実施例で、手工成形による製造工程図である。
【符号の説明】
１０陶磁成形品
１１開放性気孔
１２密閉性気孔

Claims

軽質陶滋器の製造法は、下述の順序のとおりで、
Ａ、粉状ガラス材、粉状アルカリ金属ケイ酸塩及び水溶性高分子等の原料を固定の比例で混合し、乾燥基板状態にし、
Ｂ、水分を加え、完成したい形状に塑造し、
Ｃ、一部水分を除去し、
Ｄ、加熱焼成するもので、
そして、焼成中に、アルカリ金属ケイ酸塩中の酸化物もしくは水酸化物によって粉状ガラス材の軟化点が下がり、粉状ガラス材が半流体状になったとき、アルカリ金属ケイ酸塩がもたらした空気及び結晶水が高温によって膨張し、気泡を形成し、同時に水溶性高分子が高温時に気体に変化して成形品内部に密閉性気孔を、及び表面に通道式の開放性気孔を形成するもので、この密閉性気孔の形成によって、軽質、断熱、防火、防水効果を備えることを特徴とする軽質陶磁器の製造法。
前記粉状ガラス材は、大きさが５０ｍｅｓｈ以下の顆粒で、アルカリ金属ケイ酸塩には酸化ナトリウム、水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）もしくは酸化ケイ素のケイ酸ナトリウムを含み、水溶性高分子は炭素高含量のデキストリンとし、粉状ガラス材９０％、ケイ酸ナトリウム１０％、デキストリン３％（別添加）の比例で混合することを特徴とする請求項１記載の軽質陶磁器の製造法。
前記粉状ガラス材は、大きさが５０ｍｅｓｈ以下の顆粒で、アルカリ金属ケイ酸塩には酸化ナトリウム、水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）、もしくは酸化ケイ素のケイ酸ナトリウムを含み、水溶性高分手は炭素高含量のデキストリンとし、粉状ガラス材６０％、ケイ酸ナトリウム４０％、デキストリン３％（別添加）の比例で混合することを特徴とする請求項１記載の軽質陶磁器の製造法。
の製造法
前記軽質陶磁器の製造法は、機械成型で実施する場合、６％以内の水分を加え、金型に３００ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で成形することを特徴とする請求項１記載の軽質陶磁器の製造法。
前記軽質陶磁器の製造法は、手工成型で実施する場合、１０％以内の水分を加え、金型に７ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で成形することを特徴とする請求項１記載の軽質陶磁器の製造法。
前記軽質陶磁器の製造法は、１１０℃の温度で水分を遊離させて乾燥することを特徴とする請求項４記載の軽質陶磁器の製造法。
前記軽質陶磁器の製造法は、先ず風で乾燥させ、それから１１０℃の温度で乾燥することを特徴とする請求項５記載の軽質陶磁器の製造法。
前記軽質陶磁器の製造法は、焼成温度を８００℃とすることを特徴とする請求項１記載の軽質陶磁器の製造法。
軽質陶磁器の製造法は、下述の順序のとおりで、
Ａ、粉状ガラス材、粉状アルカリ金属水酸化物及び水溶性高分子等の原料を固定の比例で混合し、乾燥基板状態にし、
Ｂ、水分を加え、完成したい形状に塑造し、
Ｃ、一部水分を除去し、
Ｄ、加熱焼成するもので、
そして、焼成中に、アルカリ金属水酸化物中の酸化物によって、粉状ガラス材の軟化点が下がり、粉状ガラス材が半流体状になったとき、そして同時に水溶性高分子が高温時に水蒸気及び二酸化炭素に変化し、この時成形品内部に密閉性気孔を、及び表面に通道式の開放性気孔を形成するもので、この密閉性気孔の形成によって、軽質、断熱、防火、防水効果を備えることを特徴とする軽質陶磁器の製造法。
前記粉状ガラス材は、大きさが５０ｍｅｓｈ以下の顆粒で、アルカリ金属酸化物は水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）、水酸化カリウムとし、水溶性高分子は炭素高含量のデキストリンとし、粉状ガラス材９５％、アルカリ金属水酸化物５％及び別添加のデキストリン１０％の比例で混合することを特徴とする請求項９記載の軽質陶磁器の製造法。
前記軽質陶磁器の製造法は、機械成型で実施する場合、６％以内の水分を加え、金型に３００ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で成形することを特徴とする請求項９記載の軽質陶磁器の製造法。
前記軽質陶磁器の製造法は、手工成型で実施する場合、１０％以内の水分を加え、金型に７ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で成形することを特徴とする請求項９記載の軽質陶磁器の製造法。
前記軽質陶磁器の製造法は、１１０℃の温度で乾燥し、水分を遊離することを特徴とする請求項１１記載の軽質陶磁器の製造法。
前記軽質陶磁器の製造法は、先ず風で乾燥させ、それから１１０℃の温度で乾燥することを特徴とする請求項１２記載の軽質陶磁器の製造法。
前記軽質陶磁器の製造法は、焼成温度を８００℃とすることを特徴とする請求項９記載の軽質陶磁器の製造法。