JP2644210B2

JP2644210B2 - 多孔質セラミック板

Info

Publication number: JP2644210B2
Application number: JP13064595A
Authority: JP
Inventors: 充山田
Original assignee: National House Industrial Co Ltd
Current assignee: National House Industrial Co Ltd
Priority date: 1995-05-29
Filing date: 1995-05-29
Publication date: 1997-08-25
Anticipated expiration: 2012-08-25
Also published as: JPH08325075A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミック板、特に、
発泡性材料を含んだベース層と、ベース層の表面側に積
層された化粧層と一体に焼成した多孔質セラミック板に
関する。

【０００２】

【従来の技術】多孔質セラミック板は、軽量で取扱いが
容易であり、保温性、耐火性、耐久性等に優れているた
め、近年プレハブ住宅等の壁材や天井材として広く用い
られつつある。この種の多孔質セラミック板は、一般
に、発泡性材料を含むベース層と、ベース層の表面側に
積層された化粧層とを一体に焼成したものである。ベー
ス層となる発泡性材料は一般に、酸性白土、クレー等の
火山岩やシラス等の火山灰や長石等のＡｌ₂Ｏ₃−Ｓｉ
Ｏ₂系鉱物を主原料として、それに、融剤としてガラス
粉や硼砂等を混合し、さらに発泡剤としてベントナイト
や硝酸ソーダを混合し、混合物を粉砕して製造される。
化粧層に用られる材料としては、硼酸フリット等のガラ
ス質の釉薬とガラス粉とを混合した化粧粉末等が用いら
れる。

【０００３】この化粧層を有する多孔質セラミック板
は、ベース層となる発泡性材料の表面に化粧層となる化
粧粉末を積層し、発泡性材料と化粧粉末とを溶化一体化
させて製造されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の多孔質セラ
ミック板は、主原料が酸性白土やガラス粉等の粉末や造
粒物で構成されており、かつその内部に発泡剤による気
泡が多数形成されているため、強度を確保するため原料
使用量が増加する。また、ベース層を構成する粉末は比
較的高価であり、全体の価格が高くなるという問題があ
る。

【０００５】本発明の目的は、強度が高くかつ低価格の
多孔質セラミック板を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る多
孔質セラミック板は、少なくとも発泡性材料を含んだベ
ース層と、ベース層の表面側に積層され、ベース層と一
体焼成された化粧層とを備えた多孔質セラミック板にお
いて、発泡性材料は、無機発泡性粉末とガラス粒とを混
合したものであることを特徴とする。

【０００７】請求項２に係る多孔質セラミック板は、請
求項１記載のセラミック板において、発泡性材料は、前
記ガラス粒と前記無機発泡性粉末の造粒物とを混合した
ものである。請求項３に係る多孔質セラミック板は、請
求項１記載のセラミック板において、発泡性材料は、前
記ガラス粒を核として前記無機発泡性粉末で被覆した造
粒物である。

【０００８】

【作用】請求項１に係る多孔質セラミック板は、無機発
泡性粉末とガラス粒とを混合した発泡性材料からなるベ
ース層の表面側に化粧層が積層され一体焼成されたもの
である。このベース層となる発泡性材料にガラス粒が混
入されているため、ガラス粒が骨材として作用し、全体
の強度が向上する。また、ガラス粒は一般に廃ガラス等
を粉砕して安いコストで得られるため、ベース層のコス
トが安くなり、全体のコストが安くなる。

【０００９】請求項２に係る多孔質セラミック板では、
ベース層となる発泡性材料に無機発泡性粉末の造粒物を
用いているので、粉末を用いる場合に較べてチャージが
容易になりより厚みが均一なものが得られる。請求項３
に係る多孔質セラミック板では、ベース層となる発泡性
材料にガラス粒を核とする造粒物を用いているので、粉
末に較べてチャージが容易であるうえ、ガラス粒と無機
発泡性粉末とを均等にチャージすることができ、強度の
バラツキを防止できる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例による多孔質セラミ
ック板の断面を部分的に示している。図において、多孔
質セラミック板１は、ベース層２とベース層２の表面側
に積層された化粧層３とを有している。ベース層２とな
る発泡性材料は、無機発泡性粉末の造粒物とガラス粒と
を混合したものである。無機発泡性粉末は、酸性白土、
シラス、真珠岩、抗火石、長石等のＡｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ
₂系鉱物を主原料として、これにソーダ灰、ガラス粉、
硼酸、硼砂等の融剤と、ドロマイト、ＳｉＣ、炭酸バリ
ウム、炭酸カリウム、ベントナイト、硝酸ソーダ等の発
泡剤とを配合したものをボールミル等で粉砕して得られ
る。この粉末を公知のパン型造粒機を用いれば無機発泡
性粉末の造粒物が得られる。また、ベース層に用いる無
機発泡性粉末としては、黒曜石、真珠岩、発泡けつ岩等
の天然発泡鉱物等を粉砕したものを用いることもでき
る。

【００１１】このようにして得られた無機発泡性材料の
造粒物６と、粒径が０．２〜２ｍｍのガラス粒５とを混
合し、造粒物６とガラス粒５とが混在した発泡性材料が
ベース層２の原料となる。ガラス粒５の粒径が０．２ｍ
ｍ未満であるとガラス粒５が造粒物６に対して均一に拡
散せず強度のバラツキが発生しやすい。また、２ｍｍを
超えるとガラス粒５と造粒物６とが分離しやすくなる。
なお、このときのガラス粒５の混合量は、造粒物６に対
して５％（重量％、以下同じ）以上３０％以下が好まし
い。より好ましくは１５％〜２５％である。混合量が５
％未満では成形品の強度が弱くなる。また、３０％を超
えると、ガラス粒５と造粒物６との分離が大きく品質が
安定せずまた、ベース層２の熱膨張率が変化し焼成にお
いて冷却割れを生じやすくなる。化粧層３となる化粧層
原料としては、釉薬とガラス粒やスイヒ粘度等の塑性材
料を混合したものの造粒物等が用いられる。

【００１２】また、図２に示すように、この多孔質セラ
ミック板１のベース層２を、ガラス粒５を核としてその
周囲に無機発泡性粉末７が付着してコーティング層が形
成されたガラス造粒物８により形成してもよい。次に、
本発明の一実施例による多孔質セラミック板の製造手順
について説明する。

【００１３】まずベース層となる無機発泡性粉末の造粒
物を調製する。無機発泡性粉末は、前述したように、主
成分と融剤と発泡剤とをたとえばボールミルに入れて粉
砕して得られる。続いて、パン型造粒機に粉末を投入
し、水または廃蜜糖をバインダーとして噴霧しながら造
粒物を得る。なお、造粒物６の粒径は、０．５〜４．０
ｍｍの範囲が好ましく、特に、０．５〜２．５ｍｍであ
るのが好ましい。粒径が０．５ｍｍ未満であると粒の発
泡が小さくなり、加熱収縮時のクラックをここで埋め戻
すことができない。また、４．０ｍｍを超えると、細密
充填が困難であり、また泡が不均一で粒界に隙間ができ
吸水しやすくなる。これを乾燥させて含水率が２％以下
となるような造粒物を得る。そして、ガラス粒をミキサ
ーに入れ、造粒物と攪拌して混合する。この結果、図１
に示すようにガラス粒５と粉末の造粒物６とが混在する
発泡性材料（ベース層原料）が得られる。

【００１４】異なる実施例においては、パン型造粒機に
ガラス粒を投入し、水又はミキサー廃蜜糖をバインダー
として噴霧しながら無機発泡性粉末を投入してガラス粒
に粉末をコーティングするようにしながら造粒物を得
る。この異なる実施例では、前述したように、図２に示
すようなガラス粒５の周囲に無機発泡性粉末７のコーテ
ィング層が形成されたガラス造粒物８を有する発泡性材
料が得られる。

【００１５】続いて、化粧層となる化粧層原料を調製す
る。化粧層としては、ガラス粉や釉薬フリットやスイヒ
粘度をボールミルに入れて粉砕したものの造粒物を用い
る。このようにして、ベース層原料と化粧層原料を得る
と、続いてそれらを積層・焼成して多孔質セラミック板
を得る。図３は、本発明に係る多孔質セラミック板を製
造するための焼成装置を示している。

【００１６】セラミック板焼成装置は、焼成炉１０を有
している。焼成炉１０内には、多孔質セラミック板１を
搬送するベルトコンベア１１が設置されている。ベルト
コンベア１１は、ステンレス帯綱からなるベルトを用い
ることができるが、発泡時の揮散成分を上下面から均一
拡散させ、かつ上下面とも均一な熱伝導を行うためメッ
シュ状のものを用いるのが好ましく、たとえばステンレ
スメッシュベルトにセラミックコーティングしたもの、
セラミックベルト等が用いられる。

【００１７】ベルトコンベア１１の上流側には、ベース
層となるガラス粒と造粒物との混合物からなるベース層
原料１２を貯溜するためのベース層ホッパ１３と、化粧
層原料１４を貯溜するための化粧層ホッパ１５とが化粧
層ホッパ１５が上流側となるように並べて配置されてい
る。焼成炉１０の内部には、昇温ゾーンと焼成ゾーンと
徐冷ゾーンとが設けられている。この焼成ゾーンには、
焼成発泡された多孔質セラミック板１の厚みを規制する
ためのベルト１８が設けられている。ベルト１８の多孔
質セラミック板１と接触する面には、ロール１９が設け
られている。また徐冷ゾーンから焼成炉１０の外側にか
けては、搬送ローラ２０が設けられている。

【００１８】このようなセラミック板焼成装置を用いて
多孔質セラミック板１を焼成する際には、まずベース層
ホッパ１３にベース層原料１２をチャージする。また化
粧層ホッパ１５に化粧層原料１４をチャージする。そし
てこれらのホッパ１３，１５から適宜の量のベース層原
料１２と化粧層原料１４とをベルトコンベア上に供給す
る。ここで、ベース層ホッパ１３が化粧層ホッパ１５よ
り上流側にあるので、ベース層原料１２が供給された上
に化粧層原料１４が積層される。そして、原料は昇温ゾ
ーンで昇温され、続く焼成ゾーンで加熱されてベース層
が発泡軟化する。さらに、化粧層が溶融してベース層と
化粧層とが溶化一体化する。このときの昇温速度は原料
の粒度や配合等によって異なるが、たとえば１分間に３
０℃程度の割合で昇温すればよい。また焼成ゾーンでの
昇温温度も同様に原料の粒度や発泡温度、原料の種々の
性質等によって異なるが概ね７００〜１１００℃にすれ
ばよい。

【００１９】焼成ゾーンには、ベルト１８が配置されて
いるため、ベース層原料が発泡して膨らんでも、厚さが
均一となる。焼成発泡されて得られた多孔質セラミック
板１は、搬送コンベア２０により搬送される途中で徐冷
ゾーンで冷却されて焼成炉１０の外部に排出される。次
に本発明の具体的な実施例について説明する。（実施例１）ベース層原料の調製大谷石６４．５％（重量％、以下同じ）、ソーダ灰１８
％、水ガラス粉５％、三立タルク１２％、ＳｉＣ０．５
％を配合したものをボールミルにより粉末にし、それを
パン型造粒機で造粒して粒径１．０〜３．０ｍｍの造粒
物を得た。これを乾燥させて含水率が２％以下となるよ
うな造粒物を得た。得られた造粒物と粒径が１．０〜
３．０ｍｍのガラス粒とをミキサーに入れてよく混合
し、ベース層原料を得た。

【００２０】化粧層原料の調製ガラス粉６２％、フリット２５％、スイヒ粘度５％、け
い酸ジルコニウム８％の粉末をパン型造粒機に入れて造
粒し、乾燥させた。一方、板ガラス粒とフリット粒とを
ボールミルにれて粉砕して粉砕粒を得た。このときのフ
リット粒と板ガラス粒との割合は板ガラス粒１００〜５
０％に対しフリット粒０〜５０％である。この造粒物と
粉砕粒とを混合して化粧層原料を得た。

【００２１】積層及び焼成搬送用耐熱メッシュベルトを架設した全長３９ｍのトン
ネルキルンを焼成炉として用い、幅１ｍのメッシュベル
ト上に離型剤としてアルミナを塗布し、その上に前述し
たベース層原料を１５ｍｍの厚さに均一にチャージし、
さらにその上に化粧層原料を６ｍｍの厚さで平滑に積層
した。コンベアベルト１１に積層された原料は昇温ゾー
ンに搬送され、順次焼成ゾーン，徐冷ゾーンに搬送され
て焼成炉の出口より取り出した。ここでの焼成条件は、
焼成ゾーンでの焼成温度が９００℃である。またコンベ
アベルトの移動速度は２５ｃｍ／分であり、炉に入って
から炉を出るまでの所要時間は約１６０分であった。

【００２２】製品の評価得られた多孔質セラミック板１を切断したところ、ベー
ス層の発泡は細かく小孔の揃った発泡状態であった。ま
た、切断時の割れも比較的少なく、角がたった良好な断
面となった。また、得られた多孔質セラミック板に対し
てＪＩＳＡ１４０８の曲げ試験方法に準じて曲げ試験
を行った。この結果、最大曲げ応力は６０ｋｇｆ／ｃｍ
²であった。また、１ｍ²当たりの製造コストを後述す
る比較例１に較べて１００円削減できた。

【００２３】（実施例２）ベース層原料の調製馬頭クレー６１．６％、乾燥水ガラス５％、ソーダ灰２
０％、三立タルク１０％、ＳｉＣ０．４％、ＺｎＯ３％
を配合したものをボールミルに投入して無機発泡性粉末
を得、パン型造粒機に投入したガラス粒に水または廃蜜
糖をバインダーとして噴霧しながら、得られた粉末を投
入してガラス粒をコーティングするようにしながら粒径
０．５〜２．０ｍｍのガラス造粒物を得た。それ以外は
実施例１と同様な工程でベース層原料を得た。

【００２４】化粧層原料の調製化粧層原料は実施例１と同じものを用いた。積層及び焼成積層及び焼成も実施例１と同じ装置を用い焼成温度も同
じ９００℃であった。製品の評価得られた多孔質セラミック板を切断したところ、ベース
層の発泡はさらに細かく小孔の揃った発泡状態であっ
た。また、切断時の割れも比較的少なく、角がたった良
好な断面となった。

【００２５】また、得られた多孔質セラミック板に対し
てＪＩＳＡ１４０８の曲げ試験方法に準じて曲げ試験
を行った。この結果、最大曲げ応力は６５ｋｇｆ／ｃｍ
²であった。また、１ｍ²当たりの製造コストを比較例
１に較べて４０円削減できた。（実施例３）ベース層原料の調製真珠岩５７％、ガラス粉２７％、硼砂８％、ソーダ灰６
％、硝酸ソーダ２％、を配合したものをボールミルによ
り粉末にし、それをパン型造粒機で造粒して粒径１．０
〜２．５ｍｍの造粒物を得た。それ以外は実施例１と同
じ工程でベース層原料を得た。

【００２６】化粧層原料の調製ガラス粉７０％、フリット２５％、スイヒ粘度３％、ベ
ントナイト２％の粉末をパン型造粒機に入れて造粒し、
乾燥させて造粒物を得た。積層及び焼成積層および焼成は実施例１と同じ装置を用い行った。た
だし、焼成温度は７８０℃である。

【００２７】製品の評価得られた多孔質セラミック板を切断したところ、やはり
ベース層の発泡は細かく小孔の揃った発泡状態であっ
た。また、切断時の割れも比較的少なく、角がたった良
好な断面となった。また、得られた多孔質セラミック板
に対してＪＩＳＡ１４０８の曲げ試験方法に準じて曲
げ試験を行った。この結果、最大曲げ応力は９０ｋｇｆ
／ｃｍ²であった。また、１ｍ²当たりの製造コストを
比較例１に較べて８０円削減できた。（比較例１）実施例１とガラス粒を混入しない原料を用
いたこと以外は同じ原料と同じ工程とで多孔質セラミッ
ク板を製造した。

【００２８】製品の評価得られた多孔質セラミック板を切断したところ、ベース
層の発泡は細かく小孔の揃った発泡状態であった。しか
し、切断時の割れが比較的多く欠けチッピングが発生し
やすい状態であった。また、得られた多孔質セラミック
板に対してＪＩＳＡ１４０８の曲げ試験方法に準じて
曲げ試験を行った。この結果、最大曲げ応力は４５ｋｇ
ｆ／ｃｍ²であった。

【００２９】このように実施例１〜３の多孔質セラミッ
ク板は、比較例１に較べて強度も高く、かつコストも比
較例１に較べて安くなった。また、切断時の割れも少な
く角がたった状態であった。この切断時の割れが少ない
理由はガラス粒の混合による強度アップのためと思われ
る。〔他の実施例〕（ａ）前記実施例ではベース層が一層の場合を例に説
明したが、ベース層は複数層であってもよい。この場
合、そのうちの少なくとも一層にガラス粒が混合された
原料を用いればよい。（ｂ）ガラス粒を核としない造粒物とガラス粒そのも
のを混合したベース層原料或いは、造粒物が全てガラス
粒を核としているベース層原料に代えて、ガラス粒を核
とした造粒物とその他の造粒物とが混在しているベース
層原料を用いてもよい。

【００３０】

【発明の効果】請求項１に係る多孔質セラミック板で
は、ベース層となる発泡性材料にガラス粒が混入されて
いるため、ガラス粒が骨材として作用し、全体の強度が
向上する。また、ガラス粒は一般に廃ガラス等を粉砕し
て安いコストで得られるため、ベース層のコストが安く
なり、全体のコストが安くなる。

【００３１】請求項２に係る多孔質セラミック板では、
ベース層となる発泡性材料に無機発泡性粉末の造粒物を
用いているので、粉末を用いる場合に較べてチャージが
容易になりより厚みが均一なものが得られる。請求項３
に係る多孔質セラミック板では、ベース層となる発泡性
材料にガラス粒を核とする造粒物を用いているので、粉
末に較べてチャージが容易であるうえ、ガラス粒と無機
発泡性粉末とを均等にチャージすることができ、強度の
バラツキを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による多孔質セラミック板の
断面部分図。

【図２】本発明の別の実施例による多孔質セラミック板
の断面部分図。

【図３】多孔質セラミック板の製造装置の一例を示す模
式図。

【符号の説明】

１多孔質セラミック板２ベース層３化粧層５ガラス粒６造粒物７無機発泡性粉末８ガラス造粒物

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも発泡性材料を含んだベース層
と、前記ベース層の表面側に積層され、前記ベース層と
一体焼成された化粧層とを備えた多孔質セラミック板に
おいて、前記発泡性材料は、無機発泡性粉末とガラス粒
とを混合したものであることを特徴とする多孔質セラミ
ック板。
【請求項２】前記発泡性材料は、前記ガラス粒と前記無
機発泡性粉末の造粒物とを混合したものである請求項１
記載の多孔質セラミック板。
【請求項３】前記発泡性材料は、前記ガラス粒を核とし
て前記無機発泡性粉末で被覆した造粒物である請求項１
記載の多孔質セラミック板。