JP2016193811A - 大型セラミック板 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、特許文献1(特開平10−194827号公報)には、組成を工夫することで、熱膨張係数を30×10−7/℃以下とし、吸水率を3%以下に抑えた耐熱衝撃性セラミックスが記載されている。
上記範囲の線膨張係数を有する所謂磁器質のセラミック板において、吸水率を0.2%より大きくすることで、熱衝撃による割れや欠けなどの形状変化を抑制することができる。陶石や粘土などを原料とした大型のセラミック板においても、熱衝撃時の形状維持性を高めることができる。
釉薬層を設けることにより、意匠の選択肢が広がり、付加価値の高い大板セラミック板を提供することができる。
大型のセラミック板の線膨張係数が、釉薬の線膨張係数と同等かそれ以下であると、生産時の焼成雰囲気の影響で、マイナス反り(端部がめくれ上がる)が生じる恐れがある。これは、セラミック板が大型である場合に顕著に生じる課題である。解決手段として、釉薬の線膨張係数を低くすることは、技術的に困難である。あるいは、特殊な釉薬を特別に製造すると、例えば高価となり実用的ではない。
本発明においては、大型セラミック板の線膨張係数を、釉薬層の線膨張係数よりも大きくしているため、製造工程における反りなどの発生を抑制できる。
本発明に係る大型セラミック板において、一辺の長さは、例えば、600mm以上である。大型セラミック板の形状が、例えば長方形の場合、短辺が600mm以上、長辺が900mm以上であることが好ましい。短辺が例えば600mm〜1000mm、長辺が例えば900〜3000mmであってもよい。
大型のセラミック板において、厚みは、例えば1mm以上10mm以下である。
このように薄くて大型のセラミック板とすることで、目地を少なくできるため施工が簡略化でき、また、高い意匠性を得ることができる。
本発明にかかる大型セラミック板においては、通常の施釉タイルに用いられる釉薬を用いることができる。本発明においては、釉薬の線膨張係数が5.0×10−6/℃以上8.2×10−6/℃の範囲であることが好ましい。
本発明の好ましい態様によれば、本発明にかかる大型セラミック板は、外装材、内装材などの用途に用いることができる。特に外装材として好適に用いることができる。外装材として、大型セラミック板の裏面に、上述の裏打ち材を張り合わせたものを用いることも好ましい。
本発明の大型セラミック板は任意の方法により製造することができる。
成形
原料を湿式あるいは乾式で混合後成形する。成形法として湿式成形法を用いる場合、押出成形法、湿式プレス成形法、鋳込み成形法などを利用できる。成形法として乾式成形法を用いることもできる。
焼成
成形した成形体を焼成する。成形体の焼成温度の、好ましい最高温度は1100℃〜1200℃である。1100℃〜1180℃であることがより好ましく、1120℃から1180℃であることがもっとも好ましい。
乾燥
成形体の焼成前に、成形体を乾燥あるいは加熱してもよい。乾燥温度の好ましい最高温度は50℃〜200℃であり、より好ましくは80℃〜150℃である。この温度範囲で乾燥させることにより、乾燥切れや歪みの無いセラミック板を得ることができる。
仮焼
成形体の焼成前に、成形体を仮焼してもよい。好ましい仮焼温度は、600℃〜1140℃であり、より好ましくは800℃〜1100℃である。
施釉
成形体の焼成前または焼成後に、釉薬層を形成してもよい。釉薬は、スラリーであっても粉体であってもよい。焼成後に釉薬層を形成した場合、再焼成を行うことが好ましい。
実施例1においては、原料として、陶石、粘土、長石、珪灰石を含む原料調合物を用意した。その後、原料調合物に水を添加して水分量が10質量%以上25質量%以下に調整された可塑性の坏土を得た。得られた坏土を押出成形機を用いて円筒状に成形し、それを押出方向に沿って切開し、ローラーで圧延して、幅(押出方向)700mm、長さ1050mm、厚さ4mmの成形体を得た。この成形体を150℃で30分加熱乾燥させ、乾燥体を得た。この乾燥体を、ローラーハースキルンを使用して、常温から20分で最高温度1070℃まで昇温し、最高温度を7分保持した後、13分で冷却し出炉して、焼成体を得た。
原料として水、フリットおよびカオリンを含み、焼成後の線膨張係数が5.4×10−6/℃となるようにフリットとカオリンの配合を調整したスラリー状の釉薬を作製した。この釉薬を、比重1.7〜1.9、粘度200〜350MPa・sに調整し、乾燥厚み0.3〜0.4mmになるように焼成体に塗布した。施釉した焼成体を、再度ローラーハースキルンを使用して、常温から20分で最高温度1050℃まで昇温し、最高温度を7分保持した後、13分で冷却し出炉して、セラミック板を得た。
実施例3においては、陶石、粘土、長石、滑石、ろう石を含む配合原料と水をトロンミルに入れ混合粉砕し、スプレードライヤーにより顆粒粉を作製した。作製した顆粒粉を用い、25000t乾式プレス成形機により35MPaの成形圧力で1090mm×3270mm×5.5mmサイズを成形した。作製した各試験体を150℃、25分の条件で加熱乾燥させて乾燥体を得た。得られた各乾燥体を、ローラーハースキルンを使用して、常温から30分で最高温度1160℃まで昇温し、最高温度を10分保持した後、20分で冷却し出炉して、焼成体を得た。
使用釉薬及び釉焼成は実施例1および2と同条件で行いセラミック板を得た。
粘土、長石、陶石などの原料調合物に水を添加して水分量が6質量%から8質量%に調整されたスプレー顆粒の坏土を得た。得られた坏土を、加圧成形機を用いて成形し、幅700mm、長さ1050mm、厚さ4mmの成形体を得た。この成形体を加熱乾燥させ、ローラーハースキルンを使用して、常温から30分で最高温度1250℃まで昇温し、最高温度を10分保持した後、25分で冷却し出炉して、セラミック板を得た。
線膨張係数
実施例1、2、3及び比較例1のセラミック板から、1辺が5mm程度、長さ20mmの角柱の試験片を切り出して試料とした。これら試料について、JIS R 1618(2002)の規定に基づき、50℃〜600℃における線膨張係数を測定した。
吸水率
実施例1、2、3及び比較例1のセラミック板から、100mm×100mmの試験片を切り出して試料とした。これら試料について、JIS A 5209(2008)の規定に基づき吸水率を測定した。
熱衝撃試験
実施例1、2、3及び比較例1のセラミック板から、100mm×100mmの試験片を切り出して試料とした。これら試料について、「防耐火性能試験・評価業務方法書」に基づいた発熱性試験を参考に熱衝撃試験を実施した。具体的には、試験片を不燃認定番号NM−3695同等のガラス繊維クロス裏張構造とし、裏面および四周の木口面を厚さ25μmのアルミニウム箔で覆い試験体とした。裏面に火が回らないよう調整したLPGガスバーナーを直接あて加熱した。加熱時間は20分とした。下記評価項目(1)(2)及び(3)を充足したものを合格とし、1点でも充足しなかったものを不合格とした。
(1)加熱開始後20分間の総発熱量が8MJ/m2以下であること。
(2)加熱開始後20分間、防火上有害な裏面まで貫通する亀裂及び穴がないこと。
(3)加熱開始後20分間、最高発熱速度が、10秒以上継続して200kW/m2を超えないこと。
評価結果を表1に示す。
Claims (5)
- JIS R 1618(2002)に規定される線膨張係数が5.5×10−6/℃以上10.0×10−6/℃以下であって、JIS A 5209(2008)に規定される吸水率が0.2%より大きく3.0%以下である、大型セラミック板。
- 前記大型セラミック板の表面に設けられた釉薬層をさらに備える、請求項1記載の大型セラミック板。
- 前記大型セラミック板の前記線膨張係数は、前記釉薬層の線膨張係数よりも大きい、請求項2に記載の大型セラミック板。
- 請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の大型セラミック板を含んでなる外装材。
- 前記大型セラミック板の裏面に裏打ち材を張り合わせてなる、請求項4に記載の外装材。
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