JP2903705B2 - Manufacturing method of high-strength sheet-like ceramic compact - Google Patents

Manufacturing method of high-strength sheet-like ceramic compact

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JP2903705B2
JP2903705B2 JP2339216A JP33921690A JP2903705B2 JP 2903705 B2 JP2903705 B2 JP 2903705B2 JP 2339216 A JP2339216 A JP 2339216A JP 33921690 A JP33921690 A JP 33921690A JP 2903705 B2 JP2903705 B2 JP 2903705B2
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ceramic
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澄夫 田辺
和生 小田
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ODA KENSETSU KK
TEI TEI SHII KK
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ODA KENSETSU KK
TEI TEI SHII KK
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本願発明は高強度薄板状のセラミック成形体の製造方
法に係り、特に焼成によらず低温加熱により高強度で大
形の薄板状セラミック成形体を製造する方法に関する。
The present invention relates to a method of manufacturing a high-strength thin plate-shaped ceramic molded body, and more particularly to a method of manufacturing a high-strength, large-sized thin plate-shaped ceramic molded body by heating at a low temperature without firing.

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】2. Description of the Related Art

近年、工場や公共建物あるいは個人住宅の建設は増加
の一途をたどりつつあり、さらにそれらの増改築も激増
しているが、従来からこれら建築の内外装の表面材料と
して、天然石、人造タイル、セメント・コンクリートあ
るいは木材やその合板などが使用されてきている。 しかし、今日では人手不足と建築様式の変化などによ
り各表面材料の形状が大きくなり、人手不足の解消とと
もに施工時間の短縮と美観さらには総工費の軽減がはか
られている。最近になって自然石の寸法は最大1,800×9
0×3〜4.5mm、人造タイル900×600×6mmの平板が市販
される状況にあるが、1m2当たり25,000円以上ときわめ
て高価である。 しかも、自然石はほとんど輸入にたより、薄切加工時
間を要し、さらに多量の切断粉末と廃石が生じる。 人造タイルは、国内粘土資源の急速な枯渇に加えて1,
250℃前後の高温焼成による多量なエネルギー消費と、
燃焼ガス放出にともなう環境汚染も増加し、さらに大き
な比重による運搬経費を増大する。そして、その製造加
工や接着接合に多大な労力と時間を要するなどの問題が
ある。 したがって、本発明は次の課題を解決しようとするも
のである。 1)建築用内外装の単一素材の形状が小さくてしかも厚
く、かつ重いために、施工期間が長くなり、施工経費が
増大するなどの従来技術の隘路を解決するために、単一
素材が建築基準寸法、例えば1m2なり2m2単位の大きさが
単位となる形状のセラミック単体であり、かつ厚さが薄
い、例えば6mm±2mm内外の薄物として重量を軽減するこ
とによってこれらの隘路を解決する。 2)従来、内外壁の表面材として、地下がセメント・コ
ンクリートである場合に、下地と壁体材の接着がしばし
ば不十分となり、下落して事故の原因となっており、加
えて、目地にクラックが発生する被害も発生している。
これらを解決するために表面材として大形にして目地の
部分を少なくするとともにセメント・コンクリート素地
との組成が類似し、一定の吸水率を有する性質を備えた
ものとする。 したがって下地の密着性も一層良好な接着が可能とな
るし、またこのセラミック成形体を形成する初期の液状
原料を用いれば一層良好な接着性が得られる。 そこで、容易に薄板形状に成形でき、また酸、アルカ
リや高温に強い性能を有する表面材を容易な製造手段で
提供する。
In recent years, the construction of factories, public buildings, and private houses has been steadily increasing, and the number of renovations has been increasing rapidly.Natural stone, artificial tile, cement・ Concrete, wood, and plywood have been used. However, today, due to labor shortages and changes in architectural styles, the shape of each surface material has become large, and the labor shortage has been eliminated and the construction time has been reduced, the aesthetic appearance and the total construction cost have been reduced. Recently, the size of natural stone is up to 1,800 x 9
0 × 3~4.5mm, although flat artificial tile 900 × 600 × 6 mm is in the context in which it is sold, it is very expensive and more 25,000 yen per 1 m 2. In addition, natural stones require more time for slicing than imported, resulting in more cutting powder and waste. In addition to the rapid depletion of domestic clay resources,
Large amount of energy consumption due to high temperature firing around 250 ° C,
Environmental pollution due to combustion gas emission also increases, and transportation costs due to higher specific gravity increase. And there is a problem that a lot of labor and time are required for the manufacturing process and the adhesive bonding. Therefore, the present invention is to solve the following problem. 1) Since the shape of the single material of the building interior and exterior is small, thick and heavy, the construction period is long and the construction cost is increased. Solving these bottlenecks by reducing the weight as a single piece of ceramic with a building standard dimension, for example, 1 m 2 or 2 m 2 unit size and a thin thickness, for example, 6 mm ± 2 mm inside and outside I do. 2) Conventionally, when the basement is made of cement or concrete as the surface material of the inner and outer walls, the adhesion between the groundwork and the wall material is often insufficient, and the base material has fallen, causing an accident. Cracking has also occurred.
In order to solve these problems, the surface material is made large to reduce the number of joints, has a similar composition to the cement / concrete base material, and has a property of having a constant water absorption. Therefore, the adhesion of the substrate can be further improved, and the use of the initial liquid material for forming the ceramic molded body can provide better adhesion. Therefore, a surface material that can be easily formed into a thin plate shape and has high performance against acids, alkalis and high temperatures is provided by an easy manufacturing means.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本発明は、前記課題を解決すべく鋭意研究を行った結
果、それらをすべて克服して高強度で薄板状であり、例
えば幅1m、厚さ6mm±2mm範囲にして平板を基板として、
かつ容易に薄板形状に成形可能で、500℃以下の加熱処
理で固化し、曲げ強度80〜150kgf/cm2の高強度を発現す
る比重1.5前後のセラミック成形体の製造方法を開発し
た。 すなわち、本発明は、 アルミン酸アルカリ20〜30重量部、ケイ酸カルシウム
10〜20重量部、水酸化アルミニウム10〜20重量部及び酸
化亜鉛10〜20重量部からなる混合物に、水又は温水500
〜800重量部を加えて十分に混合して懸濁液とし、該懸
濁液にホウ酸10〜20重量部を添加混合し、次いでケイ酸
ナトリウム800〜1,000重量部を添加混合して結合剤液を
調製する第1工程と、第1工程で得られた結合剤液の10
0重量部に対して、比表面積3,000cm2/g以上の非晶質主
体のセラミック微粉末300〜500重量部を混合してさらに
十分に撹拌と混練を行ってペースト状素材を得る第2工
程と、 第2工程で得られたペースト状素材を薄板状に成形した
後、すみやかに乾燥し、その後、200〜500℃で加熱固化
することにより曲げ強度80〜150kgf/cm2の薄板状セラミ
ック成形体を得る第3工程と、よりなることを特徴とす
る高強度薄板状セラミック成形体の製造法である。 上記本願発明においては、製品の曲げ強度を増強する
ために、前記第2工程において、無機繊維を非晶質主体
のセラミック微粉末の0.5〜5重量%混入してペースト
状素材を得ることが好ましい。 無機繊維が、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維
又は金属繊維が挙げられる。 また、製品に各種色調を付与せしめるには、着色原料
を添加すればよいが、その方法としては、第2工程にお
いて、着色剤としての酸化チタン又は酸化鉄類をペース
ト状素材の150〜700重量%、無機繊維を前記セラミック
微粉末の0.5〜5%重量部混入してペースト状素材を得
ることが好ましい。 さらに上記において、アルミン酸アルカリとしては、
アルミン酸ナトリウム又はその水和物あるいはアルミン
酸カリウム又はその水和物等が使用できる。 また、酸化亜鉛は、その代わりに水酸化亜鉛を用いて
もよく、酸化亜鉛とホウ酸の代わりにホウ酸亜鉛を用い
てもよい。 ケイ酸ナトリウムは、その代わりにケイ酸カリウムを
用いてもよい。 そしてまた、上記の非晶質主体のセラミック微粉末と
しては、パーライト微粉末、黒曜石微粉末、火山噴出
物、水砕スラグ等が挙げられる。そしてその比表面積は
約3,000cm2/g以上の微細物であることが好ましい。 上記方法によれば、その寸法が幅1,000mm以内、厚さ
約6mm±2mm内外、長さ2,000mm以内である高強度薄板状
セラミック成形体が得られる。 ここで上記本願発明の構成において各配合原料の作用
について説明する。 まず、アルミン酸アルカリ、ケイ酸カルシウム、水酸
化アルミニウム、酸化亜鉛、ホウ酸びケイ酸ナトリウム
は高強度薄板状セラミック成形体の製造に係る結合剤を
構成するものである。 この結合剤は、加熱により非晶質主体のセラミック微
粉末を大いに熔解、非晶質化し、さらに着色剤や無機繊
維を満遍なく包み込み、固体分相互の接着を強固にする
作用を奏する。 そして500℃以下の加熱処理の結果、非晶質の高強度
製品の生成を果たすための強固な接着成分としての役立
つものである。 上記本願発明に係る配合原料の作用において、アルミ
ン酸アルカリはアルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリ
ウム等であり、これらは水溶性であるが、固体は融点が
1,700℃以上である。 ケイ酸カルシウムは種々の水化物をつくりセラミック
材料の硬化作用に有用であり、コロイド状様の状態で分
散させ混合して加熱時にその特性を発現する。 水酸化アルミニウムは両性化合物の特性と水和による
ゲル状としての吸着性が有用である。 酸化亜鉛は酸素に対して若干亜鉛が過剰なことなど正
確な化学式は明らかでないとしても助触媒的作用と加熱
温度により活性化が現れる。また加熱に安定であり、し
かも酸、アルカリにより亜鉛塩酸もつくることを特徴と
する性質もある。この酸化亜鉛の助触媒的作用により結
合剤液のゲル状物質が架橋様状作用を惹起し、膜形成に
有効な作用を及ぼすものと考えられ、加熱により一層膜
強化が起こる。 一方、ホウ酸又はホウ酸亜鉛はアルミン酸アルカリ、
ケイ酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛又は
水酸化亜鉛の懸濁物を含むゲル状水溶液に、このホウ酸
又はホウ酸亜鉛溶液を注加することにより懸濁物の一部
をゲル状として結合剤液を水溶液と少量の懸濁物を含有
するゲル状状態とするものである。 これらすべての反応状態が十分には明らかでないとし
てもゲル状物質を生成する原料相互の反応はX線回折か
ら明らかとなった。またこれらゲル状物質の中に存在す
る懸濁物質も結晶状態として存在していることも明らか
である。 したがって結合剤液がつくられるために配合された原
料が相互に反応して非晶質として存在するか又は結晶質
として存在するかの結論はX線回折図によって検証され
る。 このようにして加えられた原料が相互に反応して生成
したゲル状物質は高い接着力を発現する。これがベース
となる結合剤液である。この結合剤液に非晶質主体のセ
ラミック微粉末としてパーライト、黒曜石、水砕スラグ
等を加えてセラミック成形体(グリーン成形体)に形成
する。 この際のこれらセラミックの比表面積は約3,000cm2/g
以上の微細物であることが望ましい。 そしてこれらセラミックの微粉末のうちパーライト、
黒曜石、水砕スラグ等のガラス質原料は結合剤液のゲル
状物質と微粉末粒子表面が反応して熔解し、これが500
℃以下(好ましくは200〜500℃)の加熱処理に際して固
化してセラミック化し、耐火性を発現することとなる。 ここで、以上の本願発明の原料の態様と配合による反
応形態をX線回折図から説明する。 (1)アルミン酸アルカリについては、例えばアルミン
酸ナトリウムは第1図に示すような結晶状態を有する。
これをアルカリ水溶液に接触させると、安定的に結合剤
液のゲル中に存在するものとなる。なお、アルミン酸ナ
トリウム自体は、加熱に対しては融点が1700℃と高い。 (2)ケイ酸カルシウムは第2図のような結晶状態を有
する化合物となっている。これが硬化作用に有効に作用
する。また融点も高く1540〜2100℃である。 (3)水酸化アルミニウムは第3図に示すように水和し
たものである。アルカリにも酸にも溶け、水和したゲル
状のものとなるが、約450℃以下に加熱することによっ
て耐酸耐アルカリ性の固形物になる。 (4)酸化亜鉛は第4図のような結晶を示す。 両性酸化物で酸、アルカリによって溶けるが、酸化亜鉛
の一部は助触媒的作用により結合剤液のゲル状物質の架
橋け的反応を促進し、さらに加熱により活性が現れ、ゲ
ル状物質の熱硬化と相乗して成形体の硬化を進めるもの
と見なされる。 このような作用は十分には解明されていないが、酸化
亜鉛が酸素に対して若干過剰であり、その過剰分が結晶
格子上の酸素原子の欠陥によるものとの考えを採用して
使用したところ、好結果が得られている。 (5)ホウ酸は第5図に示すとおり、若干の夾雑物を含
む試薬を用いた。 水溶液は弱酸であるために両性酸化物の弱酸によりゲ
ル化を促進させる。300℃でガラス状の酸化ホウ素とな
るのでセラミック成形体の加熱温度は各配合原料とゲル
状物質の性質から加熱温度は500℃以下に設定している
のである。 (6)ケイ酸ナトリウムはアルカリ源として各原料特に
両性酸化物との反応及び非晶質主体のセラミック微粉末
の表面改質、ゲル化作用、高温度時にアルミナ、シリ
カ、亜鉛との反応生成物を生成させ低温度焼結のために
使用した。 (7)第6図は、前記に示したように、アルミン酸ナト
リウム:ケイ酸カルシウム:水酸化アルミニウム:酸化
亜鉛:ホウ酸:ケイ酸ナトリウムをそれぞれ30:20:10:1
5:20:1,000重量部の配合割合の、比較的高い重量配合を
行い、さらに水500重量部を添加し、ゲル化と一部懸濁
液の混合状態で十分混合したもの(結合剤液)を、乾燥
した後、500℃で加熱・硬化したものを、X線回折して
図示したものである。 この第6図から明らかなように酸化亜鉛が若干結晶状
態で残留しているほかはほとんど非晶質状態となってい
る。このことは原料配合の際に十分にゲル化を行い、一
部の酸化亜鉛がゲル化状態から500℃加熱に至るまで助
触媒作用により橋かけ的反応と加熱による活性化による
成形体の硬化作用を進めてきているものと推測される。 この結果は、加熱処理温度の上昇にともなう曲げ強度
の増加傾向が常温から200℃までの加熱過程で急増して
いることからみて、またX線回折図とから思考してゲル
化時から加熱脱水過程で主に橋かけ的反応と加熱による
硬化作用が相乗して製品強度の増大が惹起しているもの
みられる。 加熱のみの硬化作用による強度の増大のみと考えれ
ば、200℃以上500℃までの加熱によるかさ比重の増加に
ともなう製品強度の増大の比率が小さすぎると推察され
るため、一般の粘土物質によるタイルや陶磁器の強度の
発現傾向と異なり、500℃以上の加熱により強度の増大
は大きくは望まれない。 したがって、加熱温度の最大は、500℃付近が最適加
熱温度条件で、200〜500℃の加熱温度が好適な範囲とな
る。 (8)一方、着色剤として酸化チタンを添加した場合に
ついて述べる。前記のアルミン酸ナトリウム他5つの原
料を一定量加えた例は前記のとおりであるが、この結合
剤液に酸化チタンを3倍量加えて十分混合した後、500
℃で加熱して得られた硬化体のX線回折図を第7図に示
す。 この結果から考察すれば第6図よりも酸化チタンを配
合した試料はX線強度が低位にシフトすることから、緻
密性であるために結果的には結合剤液を乾燥硬化した試
料よりもかさ比重が大きくなることが解る。なお、着色
剤の酸化チタンは配合初期の結晶状態の変化はなくアナ
タース型であり、耐薬品性にして硬度も高く耐熱的にも
1,500℃以内は安定である。また、酸化鉄類も黒や赤か
ら紫色までの着色剤として活用が可能でしかも耐候性で
あり融点も1,300℃以上で耐熱性を有する着色剤であ
る。 (9)さらに非晶質主体のセラミック微粉末の例示とし
ての各種微粉末を、前記のごとく調整した結合剤液に加
えてセラミック成形体を製造する場合について述べる。 まず、パーライトの微粉末を比表面積3,000cm2/g以上
に調整した試料をX線回折により結晶状況を考察した結
果、第12図に示すごとく結晶質成分は殆ど見当たらない
非晶質鉱物であるが、これを結合剤液と酸化チタン混合
液に4倍量を十分に混合した後乾燥して、500℃加熱で
硬化させたもののX線回折を行った。 この結果、第14図に明らかなごとく酸化チタン(アナ
タース型)のピークが顕著であるが大部分は非晶質化
し、反応及び硬化作用もきわめて良好な結果が得られて
いることが明らかとなった。 次に、火山灰の微粉末を比表面積3,000cm2/g以上に調
整した試料をX線回折により結晶状況を考察した結果、
第8図に示すごとく主としてアルミニウムシリケートの
ナトリウム塩鉱物であるが、この火山灰を結合剤液と酸
化チタン混合液に4倍量を十分に混合した後乾燥して、
500℃加熱で硬化させたもののX線回折を行った。 この結果、第9図に明らかなごとく酸化チタン(アナ
タース型)のピークが顕著であり、結合剤液と未反応な
火山灰の結晶鉱物が若干存在しているも、大部分は非晶
質化の反応及び硬化作用もきわめて良好な結果が得られ
ていることが明らかとなった。しかし、結合剤液の調整
が不充分であれば第10図のように酸化亜鉛とホウ酸及び
ケイ酸ナトリウムとホウ酸などの結晶化合物が生成し良
好な結果を充分には期待し難い結果となるので結合剤液
の調整には十分な注意が必要である。 ここで、以上の本発明の構成における各数価範囲の限
定理由について説明する。 結合剤液となる原料の相対量比については、相互に関
連するとしても一般には.アルミン酸アルカリ10重量
部以下では、製品が高温度特に700℃以上に弱く、また4
0重量部以上加えても耐火性の向上に対する影響は小さ
い。.水酸化アルミニウムはアルミン酸アルカリの添
加量と密接に関連するが、一般にアルミン酸アルカリの
量が30重量部前後のときには水酸化アルミニウムは10重
量部以下、アルミン酸アルカリの量が30重量部以下のと
きには水酸化アルミニウムは20重量部以内で10重量部以
上、それぞれ設定された配合重量の範囲内で添加するこ
とが望ましい。これは高温度におけるアルミン酸アルカ
リ及び水酸化アルミニウムの生成量による耐火性及び低
温度におけるゲル状物質の生成に関連する。 すなわち、高温度における強度発現、低温度での非晶
質物質がアルカリ溶液との反応における生成物の割合が
物性に影響するためである。 .酸化亜鉛又は水酸化亜鉛の量は他の各原料の混合に
関係する。溶液中での混合は一般にきわめて不充分なも
のとなるため、過剰の酸化亜鉛等により助触媒的作用が
満遍なく行なわれる。 しかし混合が充分に行なわれれば5重量部でも充分で
ある。したがって結合剤液調整の技術的側面からこの範
囲に経験的に決定したものである。 .ホウ酸又はホウ酸亜鉛は、アルカリ溶液中における
ゲル化反応後にさらに両性酸化物のゲル化を弱酸によっ
て行うもので実験的に各原料の添加重量が相対的に少量
の場合は10重量部で十分であるが多量の配合の場合は25
重量部内外が適量である。それ以上の添加量はゲル状物
質の粘度の低下を期し望ましくない。 .ケイ酸ナトリウム又はケイ酸カリウムの添加量は各
原料のゲル化と粘度の発現に重要であり、その最小量が
700重量部であり、最大値が1,300重量部である。最小量
以下では前記セラミック添加量との関係で成形時にヒビ
が生じ、1.300部より多くなれば見掛けの粘性が高くな
って成形が困難となると共に耐火性が低下する。 .着色剤の配合率は色彩の度合にもよるが、従来から
好まれている色調範囲では大体1,000重量部以下が望ま
しい配合量と見なされる。 ペースト状素材の150〜700重量%の加配が好ましい。 .ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、金属繊維
等の無機繊維の配合量は非晶質主体のセラミック微粉末
量の5%以上では薄板状に成形することが困難であり0.
5%以下ではセラミック成形体の強度が増強できない。
結合剤液とセラミック微粉末の添加量との関連において
も決定されているが、好ましい量の中央値は約2%前後
であり、これを目安に増減することが望ましい。 .成形後の加熱温度は約500℃以下とし、それ以上に
加熱温度を上昇しても強度の上昇は大きく望まれない。 500℃以下の低温度の場合でも低くとも200℃以上の加
熱が望ましい。 .非晶質主体のセラミック原料は微粉砕されたもの
で、結合剤液のぬれとそれにともなう粒子周辺に満遍な
く付着して、粒子と粒子領域が相互に結合剤液によって
接触され、この状態で乾燥、加熱されて助触媒的作用と
相乗して均質性が保たれる状態で硬化する。しかも硬化
成形体の表面はきわめて平滑性に富む。この状態を惹起
するためにも非晶質主体のセラミック微粉末は比表面積
3,000cm2/g以上が望ましい。このようにして良好なセラ
ミック成形体が製造、完成されるのである。
The present invention, as a result of intensive research to solve the above-mentioned problems, as a result, overcoming all of them, has a high strength and a thin plate shape, for example, a width of 1 m, a thickness of 6 mm ± 2 mm range and a flat plate as a substrate,
We have developed a method for manufacturing a ceramic molded body with a specific gravity of around 1.5, which can be easily formed into a thin plate shape, is solidified by heat treatment at 500 ° C or lower, and exhibits high bending strength of 80 to 150 kgf / cm 2 . That is, the present invention provides 20 to 30 parts by weight of alkali aluminate, calcium silicate
10 to 20 parts by weight, a mixture of aluminum hydroxide 10 to 20 parts by weight and zinc oxide 10 to 20 parts by weight, water or hot water 500
To 800 parts by weight and sufficiently mixed to form a suspension.10 to 20 parts by weight of boric acid is added to and mixed with the suspension, and then 800 to 1,000 parts by weight of sodium silicate is added and mixed. A first step of preparing a liquid, and 10% of the binder liquid obtained in the first step.
A second step of mixing 300 to 500 parts by weight of an amorphous-based ceramic fine powder having a specific surface area of 3,000 cm 2 / g or more with 0 parts by weight and further sufficiently stirring and kneading to obtain a paste-like material After the paste-like material obtained in the second step is formed into a thin plate, it is quickly dried, and then heated and solidified at 200 to 500 ° C to form a thin plate-shaped ceramic having a bending strength of 80 to 150 kgf / cm 2. And a third step of obtaining a body. In the above invention of the present application, in order to enhance the bending strength of the product, it is preferable that in the second step, a paste-like material is obtained by mixing 0.5 to 5% by weight of the inorganic fine ceramic powder in the second step. . Examples of the inorganic fibers include glass fibers, carbon fibers, ceramic fibers, and metal fibers. In order to impart various colors to the product, a coloring raw material may be added. In the second step, titanium oxide or iron oxide as a coloring agent is added to the paste-like material in an amount of 150 to 700% by weight. %, Preferably 0.5 to 5% by weight of the ceramic fine powder to obtain a paste-like material. Further, in the above, as the alkali aluminate,
Sodium aluminate or its hydrate or potassium aluminate or its hydrate can be used. As the zinc oxide, zinc hydroxide may be used instead, and zinc borate may be used instead of zinc oxide and boric acid. As the sodium silicate, potassium silicate may be used instead. Further, examples of the ceramic fine powder mainly composed of amorphous include pearlite fine powder, obsidian fine powder, volcanic products, granulated slag, and the like. And it is preferable that its specific surface area is a fine substance of about 3,000 cm 2 / g or more. According to the above-mentioned method, a high-strength thin plate-shaped ceramic molded body whose dimensions are within 1,000 mm in width, about 6 mm ± 2 mm in thickness, and within 2,000 mm in length can be obtained. Here, the operation of each compounding raw material in the configuration of the present invention will be described. First, alkali aluminate, calcium silicate, aluminum hydroxide, zinc oxide, sodium borate and sodium silicate constitute a binder for producing a high-strength thin plate-shaped ceramic molded body. This binder has the effect of greatly melting and amorphizing the ceramic fine powder mainly composed of amorphous material by heating, further wrapping the colorant and inorganic fibers evenly, and strengthening the adhesion between solid components. As a result of the heat treatment at 500 ° C. or less, it serves as a strong adhesive component for producing an amorphous high-strength product. In the action of the compounding raw material according to the present invention, the alkali aluminate is sodium aluminate, potassium aluminate, etc., which are water-soluble, but the solid has a melting point.
1,700 ° C or higher. Calcium silicate produces various hydrates and is useful for the hardening action of ceramic materials, and disperses and mixes in a colloidal state to develop its properties when heated. Aluminum hydroxide is useful for its properties as an amphoteric compound and its adsorptivity as a gel by hydration. Zinc oxide is activated by the cocatalytic action and the heating temperature even though the exact chemical formula is not clear, such as a slight excess of zinc relative to oxygen. In addition, it has a property that it is stable to heating, and is also characterized by forming zinc hydrochloride with an acid or alkali. It is considered that the gel-like substance of the binder liquid induces a cross-linking-like action by the promoter action of the zinc oxide and exerts an effective action on the film formation. Heating further strengthens the film. On the other hand, boric acid or zinc borate is an alkali aluminate,
By pouring the boric acid or zinc borate solution into a gel aqueous solution containing a suspension of calcium silicate, aluminum hydroxide, zinc oxide or zinc hydroxide, a part of the suspension is formed into a gel. The solution is made into a gel state containing an aqueous solution and a small amount of a suspension. Even though the state of all these reactions is not sufficiently clear, the mutual reaction of the raw materials producing the gel-like substance became apparent from X-ray diffraction. It is also clear that the suspended substances present in these gel-like substances also exist in a crystalline state. Therefore, the conclusion as to whether the ingredients blended to form the binder liquid react with each other and exist as amorphous or crystalline can be verified by X-ray diffraction. The gel-like substance produced by the mutual reaction of the raw materials thus added exhibits high adhesive strength. This is the base binder solution. Perlite, obsidian, granulated slag, etc. are added to the binder liquid as amorphous fine ceramic powder to form a ceramic molded body (green molded body). The specific surface area of these ceramics at this time is about 3,000 cm 2 / g
It is desirable that the material be fine as described above. And of these fine ceramic powders, pearlite,
Visible materials such as obsidian and granulated slag melt when the gel-like substance of the binder liquid reacts with the surface of the fine powder particles.
During heat treatment at a temperature of not more than 0 ° C. (preferably 200 to 500 ° C.), the material is solidified and turned into a ceramic to exhibit fire resistance. Here, an embodiment of the above-mentioned raw material of the present invention and a reaction mode by the blending will be described with reference to an X-ray diffraction diagram. (1) With respect to alkali aluminate, for example, sodium aluminate has a crystalline state as shown in FIG.
When this is brought into contact with an alkaline aqueous solution, it is stably present in the gel of the binder solution. In addition, sodium aluminate itself has a high melting point of 1700 ° C. when heated. (2) Calcium silicate is a compound having a crystalline state as shown in FIG. This effectively affects the hardening action. It also has a high melting point of 1540-2100 ° C. (3) Aluminum hydroxide is hydrated as shown in FIG. It is soluble in both alkalis and acids and becomes a hydrated gel, but when heated to about 450 ° C. or less, it becomes an acid- and alkali-resistant solid. (4) Zinc oxide shows crystals as shown in FIG. The amphoteric oxide dissolves in acids and alkalis, but part of zinc oxide promotes the cross-linking reaction of the gel-like substance in the binder liquid by a co-catalytic action, and furthermore, the activity appears by heating and the heat of the gel-like substance It is considered that the curing of the molded body proceeds in synergy with the curing. Although this effect has not been fully elucidated, it was used based on the idea that zinc oxide was slightly excessive with respect to oxygen, and the excess was due to defects of oxygen atoms on the crystal lattice. , With good results. (5) As shown in FIG. 5, boric acid used a reagent containing some contaminants. Since the aqueous solution is a weak acid, gelation is promoted by the weak acid of the amphoteric oxide. Since the glassy boron oxide is formed at 300 ° C., the heating temperature of the ceramic molded body is set to 500 ° C. or less due to the properties of each compounding raw material and the gel material. (6) Sodium silicate is a reaction product with alumina, silica, and zinc at high temperatures when sodium silicate reacts with each raw material, particularly amphoteric oxide, and surface-modifies and gels amorphous ceramic fine powder. Was used for low temperature sintering. (7) FIG. 6 shows that sodium aluminate: calcium silicate: aluminum hydroxide: zinc oxide: boric acid: sodium silicate is 30: 20: 10: 1 as described above.
A relatively high weight ratio of 5: 20: 1,000 parts by weight, further added 500 parts by weight of water, mixed well with gelation and partial suspension (Binder solution) Is dried and then heated and cured at 500 ° C., and is shown by X-ray diffraction. As is apparent from FIG. 6, the zinc oxide is almost in an amorphous state except that zinc oxide remains in a slightly crystalline state. This means that when the raw materials are blended, the gelation is sufficiently performed, and a part of the zinc oxide undergoes a bridging reaction by a cocatalyst action from the gelled state to 500 ° C heating and a curing action of the molded body by activation by heating. It is presumed that it is proceeding. This result is based on the fact that the tendency of the bending strength to increase with the increase in the temperature of the heat treatment rapidly increases during the heating process from room temperature to 200 ° C. In the process, mainly the crosslinking reaction and the curing effect by heating are synergistically caused to increase the product strength. If only the increase in strength due to the curing effect of heating alone is considered, the rate of increase in product strength due to increase in bulk specific gravity due to heating from 200 ° C to 500 ° C is presumed to be too small, so tiles made of general clay materials Unlike the tendency of the strength of ceramics and ceramics to develop, it is not desired to greatly increase the strength by heating at 500 ° C. or more. Therefore, the maximum heating temperature is around 500 ° C. under the optimal heating temperature condition, and a heating temperature of 200 to 500 ° C. is a suitable range. (8) On the other hand, a case where titanium oxide is added as a coloring agent will be described. The above-mentioned example in which a certain amount of the above-mentioned sodium aluminate and the other five raw materials was added is as described above.
FIG. 7 shows an X-ray diffraction pattern of the cured product obtained by heating at a temperature of ° C. Considering the results, the sample containing titanium oxide has a lower X-ray intensity than that in FIG. 6, and therefore has a higher density than the sample obtained by drying and curing the binder liquid because of the denseness. It turns out that specific gravity becomes large. In addition, the titanium oxide of the coloring agent is an anatase type without a change in the crystal state at the initial stage of blending, and has high hardness and high heat resistance due to chemical resistance.
It is stable within 1,500 ° C. Iron oxides can also be used as colorants from black or red to purple, are weather-resistant, have a melting point of 1,300 ° C. or higher, and have heat resistance. (9) A case where a ceramic compact is produced by adding various fine powders as examples of ceramic fine powder mainly composed of amorphous to the binder liquid adjusted as described above will be described. First, as a result of examining the crystal state by X-ray diffraction of a sample prepared by adjusting the specific surface area of pearlite fine powder to 3,000 cm 2 / g or more, as shown in FIG. 12, a crystalline component is an amorphous mineral with almost no crystalline component found. However, this was mixed thoroughly with a binder solution and a titanium oxide mixed solution in an amount of 4 times, dried, and cured by heating at 500 ° C., and subjected to X-ray diffraction. As a result, as apparent from FIG. 14, the peak of titanium oxide (anatase type) is remarkable, but most of the peaks are amorphized, and very good results are obtained in the reaction and hardening effects. Was. Next, as a result of examining the crystal state by X-ray diffraction of a sample in which the fine powder of volcanic ash was adjusted to a specific surface area of 3,000 cm 2 / g or more,
As shown in FIG. 8, it is mainly a sodium salt mineral of aluminum silicate. This volcanic ash is thoroughly mixed with a binder solution and a titanium oxide mixed solution in a four-fold amount and then dried.
X-ray diffraction was performed on the sample cured by heating at 500 ° C. As a result, as is apparent from FIG. 9, the peak of titanium oxide (anatase type) is remarkable, and although some binder minerals and unreacted volcanic ash crystal minerals are present, most of them are amorphous. It became clear that very good results were also obtained for the reaction and curing action. However, if the adjustment of the binder liquid is insufficient, as shown in FIG. 10, crystal compounds such as zinc oxide and boric acid and sodium silicate and boric acid are generated, and it is difficult to expect good results. Therefore, great care must be taken in adjusting the binder solution. Here, the reason for limiting each valence range in the above configuration of the present invention will be described. Regarding the relative ratios of the raw materials to be used as binder liquids, they are generally. If the amount of alkali aluminate is less than 10 parts by weight, the product will be weak at high temperatures, especially 700 ° C or higher.
Addition of 0 parts by weight or more has little effect on improving fire resistance. . Aluminum hydroxide is closely related to the amount of alkali aluminate added.In general, when the amount of alkali aluminate is around 30 parts by weight, the amount of aluminum hydroxide is 10 parts by weight or less, and the amount of alkali aluminate is 30 parts by weight or less. In some cases, it is desirable to add aluminum hydroxide within 20 parts by weight, 10 parts by weight or more, and within the range of the respectively set blending weight. This is related to the fire resistance due to the production of alkali aluminate and aluminum hydroxide at high temperatures and the formation of gels at low temperatures. That is, the strength development at high temperature and the ratio of the product of the reaction of the amorphous substance at low temperature with the alkaline solution affect the physical properties. . The amount of zinc oxide or zinc hydroxide depends on the mixing of the other ingredients. Mixing in a solution is generally extremely inadequate, so that an excess of zinc oxide or the like causes an even catalytic action to take place. However, if mixing is sufficient, 5 parts by weight is sufficient. Therefore, this range is empirically determined from the technical aspect of binder solution adjustment. . When boric acid or zinc borate is used, the gelling of the amphoteric oxide is further performed with a weak acid after the gelling reaction in an alkaline solution, and when the added weight of each raw material is relatively small, 10 parts by weight is sufficient. But 25 for large amounts
Appropriate amount inside and outside parts by weight An addition amount larger than that is not desirable because the viscosity of the gel-like substance is lowered. . The addition amount of sodium silicate or potassium silicate is important for the gelation and development of viscosity of each raw material.
700 parts by weight, with a maximum value of 1,300 parts by weight. If the amount is less than the minimum amount, cracks occur during molding in relation to the amount of the ceramic added. If the amount is more than 1.300 parts, the apparent viscosity becomes high, molding becomes difficult, and the fire resistance decreases. . Although the mixing ratio of the colorant depends on the degree of color, it is considered that a mixing amount of approximately 1,000 parts by weight or less is desirable in a conventionally preferred color tone range. It is preferable to add 150 to 700% by weight of the paste-like material. . When the compounding amount of inorganic fibers such as glass fiber, carbon fiber, ceramic fiber and metal fiber is more than 5% of the amount of ceramic fine powder mainly composed of amorphous, it is difficult to form into a thin plate.
If it is less than 5%, the strength of the ceramic molded body cannot be increased.
Although determined in relation to the amount of the binder liquid and the amount of the ceramic fine powder, the median of the preferable amount is about 2%, and it is desirable to increase or decrease this value as a guide. . The heating temperature after molding is set to about 500 ° C. or less, and even if the heating temperature is increased more than that, it is not desired to greatly increase the strength. Even at a low temperature of 500 ° C. or less, heating at least 200 ° C. or more is desirable. . The amorphous-based ceramic raw material is finely pulverized, and is uniformly adhered to the periphery of the particles due to the wetting of the binder solution and the particles and the particle region are mutually contacted by the binder solution, and dried in this state, When heated, it cures in a state in which homogeneity is maintained in synergy with a cocatalytic action. Moreover, the surface of the cured molded article is extremely smooth. In order to cause this state, the ceramic fine powder mainly composed of amorphous
3,000 cm 2 / g or more is desirable. In this way, a good ceramic molded body is manufactured and completed.

【実施例】【Example】

次に、本願発明のセラミック成形体の製造法を実施例
によって具体的に説明する。 なお、第11図は第1実施例のセラミック成形体(グリ
ーン成形体)(セラミック板)の電気炉中での加熱温度
と加熱時間の関係を示したものである。 実施例1: アルミン酸ナトリウム30重量部、ケイ酸カルシウム20
重量部、水酸化アルミニウム15重量部、酸化亜鉛20重量
部に水300重量部を添加して十分に混合した後、ホウ酸2
0重量部を含む水溶液500重量部を注加してさらに十分に
反応させたゲル状溶液に、ケイ酸ナトリウム1,100重量
部を加えて撹拌して結合剤液の調整を行う。 この結合剤液100重量部に、比表面積3,000cm2/g以上
にフルイ分けしたパーライト微粉末500重量部を加えて
撹拌混合した後、0.5ミクロン以下に調整されたアナタ
ース型酸化チタン500重量部を配合し、次にガラス繊維
をパーライト微粉末の3.0%の15重量部を加えて十分に
混合と混練を繰り返して行いセラミック成形体のペース
ト状素材の調製を終える。 このようにして調製したペースト状素材をローラー成
形により平板状に成形し、乾燥した後、第11図に掲げる
加熱曲線に沿って電気炉中で所定の200℃、350℃、500
℃で加熱した後放冷して薄板状セラミック成形体を製造
した。 このようにして得られたセラミック成形体の500℃加
熱処理物の各種物性値を以下に示す。 見掛比重:1.52 曲げ強度:146fkg/cm2 (室温、50mm×100mm×6mm、支点間距離90mm、JISA5209
に準拠) 吸水率:12.3%(但し表面をセラミックコートすること
による吸水率5%以下、JISA5209に準拠) 耐摩耗:エポキシ塗料の1.7倍 スポーリング試験:ひび割れなし 耐熱性:980℃ 耐薬品性(浸漬):良(変化なし) 苛性ソーダ、塩酸、硫酸の1%溶液 3日間浸漬 石油エーテル、石油ベンジン(90v%) 7日間浸漬 成形体形状:200×200×6mm平板 実施例2: アルミン酸ナトリウム40重量部、ケイ酸カルシウム10
重量部、水酸化アルミニウム10重量部、酸化亜鉛10重量
部に水400重量部を添加して十分に混合した後、ホウ酸1
5重量部を含む水溶液を300重量部注加してさらに十分に
混合し反応させたゲル状溶液にケイ酸ナトリウム1,100
重量部を加えて撹拌して結合剤液の調製を行う。 この結合剤液100重量部に、比表面積3,000cm2/g以上
にフルイ分けしたパーライト微粉末300重量部を加えて
撹拌混合した後0.5ミクロン以下に調整されたアナター
ス型酸化チタン150重量部を配合し、次にガラス繊維を
パーライト微粉末の2.0%の6重量部を加えて十分に混
合と混練を繰り返して行い、セラミック成形体のペース
ト状素材の調製を終える。 このようにして調製した原料素材をローラー成形によ
り平板状とし、次いで乾燥した後、その後第11図に掲げ
る加熱曲線に沿って電気炉中で所定の200℃、350℃、50
0℃で加熱した後、放冷して薄板状セラミック成形体を
製造した。このようにして得られたセラミック成形体の
500℃加熱物の各種物性値を以下に示す。 見掛比重:1.45 曲げ強度:130fkg/cm2(室温、50mm×100mm×6mm、支点
間距離90mm、JISA5209に準拠) 吸水率:13.3%(但し表面をセラミックコートすること
により吸水率5%以下、JISA5209に準拠) 耐摩耗:エポキシ塗料の1.7倍 スポーリング試験:ひび割れなし 耐薬品性(浸漬):良(変化なし) 苛性ソーダ、塩酸、硫酸の1%溶液 3日間浸漬 石油エーテル、石油ベンジン(90v%) 7日間浸漬 耐熱性:980℃ 成形体形状:200×200×6mm平板 実施例3: アルミン酸ナトリウム15重量部、ケイ酸カルシウム20
重量部、水酸化アルミニウム20重量部、酸化亜鉛10重量
部に水400重量部を添加して十分に混合した後、ホウ酸1
0重量部を含む水溶液250重量部を注加してさらに十分に
混合し反応させたゲル状溶液に、ケイ酸ナトリウム800
重量部を加えて撹拌して結合剤液の調製を行う。 この結合剤液100重量部に、比表面積3,000cm2/g以上
にフルイ分けしたパーライト微粉末250重量部を加えて
撹拌混合した後、ガラス繊維をパーライト微粉末の2.0
%の5重量部を加えて十分に混合と混練を繰り返して行
い、セラミック成形体のペースト状素材の調製を終え
る。このようにして調製したペースト状素材をローラー
成形により平板状とし、乾燥した後、第11図に掲げる加
熱曲線に沿って電気炉中で所定の200℃、350℃、500℃
で加熱した後、放冷してセラミック成形体を製造した。 こうして得られたセラミック成形体の500℃加熱物の
各種物性値を以下に示す。 見掛比重:1.42 曲げ強度:128fkg/cm2(室温、50mm×100mm×6mm、支点
間距離90mm JISA5209に準拠) 吸水率:14.3%(但し表面をセラミックコートすること
による吸水率5%以下、JISA5209に準拠) 耐摩耗:エポキシ塗料の1.7倍 スポーリング試験:ひび割れなし 耐薬品性(浸漬):良(変化なし) 苛性ソーダ、塩酸、硫酸の1%溶液 3日間浸漬 石油エーテル、石油ベンジン(90v%) 7日間浸漬 耐熱性:980℃ 成形体形状:200×200×6mm平板
Next, the method for producing a ceramic molded body of the present invention will be specifically described with reference to examples. FIG. 11 shows the relationship between the heating temperature and the heating time of the ceramic molded body (green molded body) (ceramic plate) of the first embodiment in an electric furnace. Example 1: 30 parts by weight of sodium aluminate, calcium silicate 20
Parts by weight, 15 parts by weight of aluminum hydroxide, and 20 parts by weight of zinc oxide, 300 parts by weight of water were added and mixed well.
500 parts by weight of an aqueous solution containing 0 parts by weight is added, and 1,100 parts by weight of sodium silicate is added to the gel-like solution which has been further reacted to adjust the binder liquid. To 100 parts by weight of this binder liquid, 500 parts by weight of pearlite fine powder sieved to a specific surface area of 3,000 cm 2 / g or more were added and mixed by stirring, and then 500 parts by weight of anatase-type titanium oxide adjusted to 0.5 μm or less was added. Then, 15 parts by weight of 3.0% of the fine pearlite powder is added to the glass fiber, and the mixture is sufficiently mixed and kneaded to complete the preparation of the paste-like material of the ceramic molded body. The paste-like material thus prepared was formed into a flat plate shape by roller molding, dried, and then heated to a predetermined temperature of 200 ° C., 350 ° C., 500 ° C. in an electric furnace along a heating curve shown in FIG.
After heating at ℃, it was allowed to cool to produce a thin plate-shaped ceramic molded body. The various physical properties of the 500 ° C. heat-treated product of the ceramic molded body thus obtained are shown below. Apparent specific gravity: 1.52 Flexural strength: 146fkg / cm 2 (room temperature, 50mm x 100mm x 6mm, distance between supports 90mm, JISA5209
Water absorption: 12.3% (However, water absorption of less than 5% by ceramic coating, conforms to JIS A5209) Abrasion resistance: 1.7 times that of epoxy paint Spalling test: No cracking Heat resistance: 980 ° C Chemical resistance ( Immersion): good (no change) 1% solution of caustic soda, hydrochloric acid, sulfuric acid Immersion for 3 days Petroleum ether, petroleum benzine (90v%) Immersion for 7 days Molded form: 200 × 200 × 6mm plate Example 2: Sodium aluminate 40 Parts by weight, calcium silicate 10
Parts by weight, 10 parts by weight of aluminum hydroxide, 10 parts by weight of zinc oxide, and 400 parts by weight of water, and thoroughly mixed.
Aqueous solution containing 5 parts by weight was added to 300 parts by weight, and further mixed and reacted.
The binder solution is prepared by adding parts by weight and stirring. To 100 parts by weight of this binder liquid, 300 parts by weight of pearlite fine powder sieved to a specific surface area of 3,000 cm 2 / g or more were added, mixed with stirring, and mixed with 150 parts by weight of anatase-type titanium oxide adjusted to 0.5 microns or less. Then, 6 parts by weight of 2.0% of fine pearlite powder is added to the glass fiber, and mixing and kneading are sufficiently repeated to complete the preparation of the paste material of the ceramic molded body. The raw material thus prepared was flattened by roller molding, and then dried, and thereafter, at a predetermined temperature of 200 ° C., 350 ° C., 50 ° C. in an electric furnace along a heating curve shown in FIG.
After heating at 0 ° C., it was left to cool to produce a thin plate-shaped ceramic molded body. The ceramic molded body thus obtained is
The various physical properties of the heated product at 500 ° C. are shown below. Apparent specific gravity: 1.45 Flexural strength: 130 fkg / cm 2 (room temperature, 50 mm x 100 mm x 6 mm, distance between supports 90 mm, conforming to JISA5209) Water absorption: 13.3% (However, water absorption is 5% or less by ceramic coating the surface, Abrasion resistance: 1.7 times that of epoxy paint Spalling test: no cracking Chemical resistance (immersion): good (no change) 1% solution of caustic soda, hydrochloric acid, sulfuric acid 3 days immersion Petroleum ether, petroleum benzine (90v% 7 days immersion Heat resistance: 980 ° C Molded form: 200 × 200 × 6 mm plate Example 3: 15 parts by weight of sodium aluminate, calcium silicate 20
Parts by weight, 20 parts by weight of aluminum hydroxide, 10 parts by weight of zinc oxide, and 400 parts by weight of water.
To a gel-like solution obtained by pouring 250 parts by weight of an aqueous solution containing 0 parts by weight and further mixing and reacting, sodium silicate 800
The binder solution is prepared by adding parts by weight and stirring. To 100 parts by weight of this binder liquid, 250 parts by weight of pearlite fine powder sieved to a specific surface area of 3,000 cm 2 / g or more were added and mixed by stirring.
% Of 5 parts by weight, and mixing and kneading are sufficiently repeated to complete the preparation of the paste material of the ceramic molded body. The paste-like material thus prepared was flattened by roller molding, dried, and then heated to a predetermined temperature of 200 ° C., 350 ° C., 500 ° C. in an electric furnace along a heating curve shown in FIG.
And then allowed to cool to produce a ceramic molded body. The various physical property values of the thus-obtained ceramic molded body heated at 500 ° C. are shown below. Apparent specific gravity: 1.42 Flexural strength: 128 fkg / cm 2 (room temperature, 50 mm x 100 mm x 6 mm, distance between supports 90 mm in accordance with JISA5209) Water absorption: 14.3% (However, water absorption of 5% or less by ceramic coating the surface, JISA5209 Abrasion resistance: 1.7 times that of epoxy paint Spalling test: no cracking Chemical resistance (immersion): good (no change) 1% solution of caustic soda, hydrochloric acid, sulfuric acid 3 days immersion Petroleum ether, petroleum benzine (90v%) 7 days immersion Heat resistance: 980 ° C Molded form: 200 × 200 × 6mm plate

【発明の効果】【The invention's effect】

以上実施例等において詳細に説明したごとく、本願発
明セラミック成形体の製造方法によれば、曲げ強度80〜
150kgf/cm2の高強度を発現する薄板状の耐火性と耐薬品
性を具備する、しかも低温度加熱で製造できる高強度薄
板状セラミック成形体を提供することができる。 そして本願発明により製造されたセラミック成形体
は、一般のセラミックスよりも比重が軽く、任意な大き
さと厚さ及び役物など自由な形状に形成できる。 したがって製造されたセラミック成形体は、住宅建
材、土木建材やトンネル壁体、新幹線防音壁体などの内
外壁材の部材として有用でありかつ、従来から基板材で
あるセメント・コンクリート、ブロック、木材などの化
粧的セラミック板としても、耐酸性雨部材としても十分
なセラミック新材料としても使用できる。 さらに低温度加熱によって製造可能であるためにエネ
ルギー消費や公害防止の点を含めて経済的であり、かつ
工場設計は勿論現場加工も簡単にして容易であるなど多
くの利点を有する。
As described in detail in the above examples and the like, according to the method for manufacturing a ceramic molded body of the present invention, the bending strength is 80 to
It is possible to provide a high-strength thin-plate-shaped ceramic molded body having a sheet-like fire resistance and chemical resistance exhibiting a high strength of 150 kgf / cm 2 and which can be manufactured by heating at a low temperature. The ceramic molded body manufactured according to the present invention has a lower specific gravity than general ceramics, and can be formed in any shape such as an arbitrary size, thickness, and accessory. Therefore, the manufactured ceramic molded body is useful as a member of inner and outer wall materials such as a housing building material, a civil engineering building material, a tunnel wall body, a sound-insulating wall of a Shinkansen, and a board material such as cement / concrete, block, wood, etc. It can be used both as a decorative ceramic plate and as a sufficient ceramic new material as an acid rain resistant member. Further, since it can be manufactured by low-temperature heating, it is economical in terms of energy consumption and pollution prevention, and has many advantages such as simple and easy on-site processing as well as factory design.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図から第5図までは結合剤液製造に用いた原料のX
線回折図である。すなわち、第1図はアルミン酸ナトリ
ウム、第2図はケイ酸カルシウム、第3図は水酸化アル
ミニウム、第4図は酸化亜鉛、第5図はホウ酸である。 第6図は、以上の原料から製造した結合剤液のX線回折
図であり、アルミン酸ナトリウム−ケイ酸カルシウム−
水酸化アルミニウム−酸化亜鉛−ホウ酸−ケイ酸ナトリ
ウム系である. 第7図は第6図の原料系に着色剤として酸化チタンを添
加した場合のX線回折図であり、アルミン酸ナトリウム
−ケイ酸カルシウム−水酸化アルミニウム−酸化亜鉛−
ホウ酸−酸化チタン−ケイ酸ナトリウム系である。 第8図は第7図の原料系にセラミックスとしてガラス質
岩石の焼成物としての火山灰のX線回折図であり、第9
図は第8図の火山灰を第7図の系に混合した系のX線回
折図である。すなわち、アルミン酸ナトリウム−ケイ酸
カルシウム−水酸化アルミニウム−酸化亜鉛−ホウ酸−
酸化チタン−ケイ酸ナトリウム−火山灰系であり、一般
にこの系がセラミック成形体の原料であるペースト状素
材となるものである。 なお、第10図は結合剤液調製の場合に不充分な処理によ
ってゲル化の促進が不充分であったX線回折図で、アル
ミン酸ナトリウム−ケイ酸カルシウム−水酸化アルミニ
ウム−酸化亜鉛−ホウ酸−ケイ酸ナトリウム系であり、
第6図と同じ原料の配合によるX線回折図との比較のた
めのものである。 第11図は実施例1及び実施例4〜6のペースト状素材を
用いたセラミック成形体の加熱条件として加熱温度と時
間の関係を示す図である。 第12図は、パーライト微粉末のX線回折図である。 第13図は、第12図のパーライト微粉末を第7図の系に混
合した系のX線回折図である。すなわち、アルミン酸ナ
トリウム−ケイ酸カルシウム−水酸化アルミニウム−酸
化亜鉛−ホウ酸−酸化チタン−ケイ酸ナトリウム−パー
ライト系であり、この系が本発明に係るセラミック成形
体の原料であるペースト状素材となるものである。
1 to 5 show the X of the raw material used in the production of the binder liquid.
FIG. 1 is sodium aluminate, FIG. 2 is calcium silicate, FIG. 3 is aluminum hydroxide, FIG. 4 is zinc oxide, and FIG. 5 is boric acid. FIG. 6 is an X-ray diffraction diagram of a binder solution produced from the above raw materials, and shows sodium aluminate-calcium silicate-
It is an aluminum hydroxide-zinc oxide-boric acid-sodium silicate system. FIG. 7 is an X-ray diffraction diagram when titanium oxide is added as a coloring agent to the raw material system of FIG. 6, and shows sodium aluminate-calcium silicate-aluminum hydroxide-zinc oxide-
It is a boric acid-titanium oxide-sodium silicate system. FIG. 8 is an X-ray diffraction diagram of volcanic ash as a fired product of vitreous rock as ceramic in the raw material system of FIG.
The figure is an X-ray diffraction diagram of a system in which the volcanic ash of FIG. 8 is mixed with the system of FIG. That is, sodium aluminate-calcium silicate-aluminum hydroxide-zinc oxide-boric acid-
It is a titanium oxide-sodium silicate-volcanic ash system, and this system is generally used as a paste material which is a raw material of a ceramic molded body. FIG. 10 is an X-ray diffraction pattern in which the gelation was insufficiently promoted due to insufficient treatment in the preparation of the binder solution, and was obtained by using sodium aluminate-calcium silicate-aluminum hydroxide-zinc oxide-borane. Acid-sodium silicate system,
This is for comparison with an X-ray diffraction diagram obtained by mixing the same raw materials as in FIG. FIG. 11 is a diagram showing a relationship between heating temperature and time as heating conditions of the ceramic molded body using the paste-like materials of Example 1 and Examples 4 to 6. FIG. 12 is an X-ray diffraction diagram of the fine pearlite powder. FIG. 13 is an X-ray diffraction diagram of a system in which the pearlite fine powder of FIG. 12 is mixed with the system of FIG. That is, it is a sodium aluminate-calcium silicate-aluminum hydroxide-zinc oxide-boric acid-titanium oxide-sodium silicate-pearlite system, and this system is a paste-like material which is a raw material of the ceramic molded body according to the present invention. It becomes.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C04B 35/00 - 35/22 C04B 35/622 - 35/636 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C04B 35/00-35/22 C04B 35/622-35/636

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】アルミン酸アルカリ20〜30重量部、ケイ酸
カルシウム10〜20重量部、水酸化アルミニウム10〜20重
量部及び酸化亜鉛10〜20重量部からなる混合物に、水又
は温水500〜800重量部を加えて十分に混合して懸濁液と
し、該懸濁液にホウ酸10〜20重量部を添加混合し、次い
でケイ酸ナトリウム800〜1,000重量部を添加混合して結
合剤液を調製する第1工程と、 第1工程で得られた結合剤液の100重量部に対して、比
表面積3,000cm2/g以上の非晶質主体のセラミック微粉末
300〜500重量部を混合してさらに十分に撹拌と混練を行
ってペースト状素材を得る第2工程と、 第2工程で得られたペースト状素材を薄板状に成形した
後、すみやかに乾燥し、その後、200〜500℃で加熱固化
することにより曲げ強度80〜150kgf/cm2の薄板状セラミ
ック成形体を得る第3工程とよりなることを特徴とする
高強度薄板状セラミック成形体の製造法。
1. A mixture of 20 to 30 parts by weight of an alkali aluminate, 10 to 20 parts by weight of calcium silicate, 10 to 20 parts by weight of aluminum hydroxide and 10 to 20 parts by weight of zinc oxide is mixed with 500 to 800 parts of water or hot water. Parts by weight, and mixed well to form a suspension.10 to 20 parts by weight of boric acid is added and mixed to the suspension, and then 800 to 1,000 parts by weight of sodium silicate is added and mixed to form a suspension. A first step of preparing, and an amorphous ceramic fine powder having a specific surface area of 3,000 cm 2 / g or more with respect to 100 parts by weight of the binder liquid obtained in the first step
A second step of mixing 300 to 500 parts by weight and further sufficiently stirring and kneading to obtain a paste-like material. After the paste-like material obtained in the second step is formed into a thin plate, it is immediately dried. And a third step of obtaining a thin plate-shaped ceramic molded body having a bending strength of 80 to 150 kgf / cm 2 by heating and solidifying at 200 to 500 ° C., thereafter, a method of manufacturing a high-strength thin plate-shaped ceramic molded body. .
【請求項2】第2工程において、無機繊維を非晶質主体
のセラミック微粉末の0.5〜5重量%を混入してペース
ト状素材を得ることを特徴とする請求項1記載の高強度
薄板状セラミック成形体の製造方法。
2. A high-strength sheet-like material according to claim 1, wherein in the second step, a paste-like material is obtained by mixing 0.5 to 5% by weight of the inorganic fine ceramic powder with inorganic fibers in the second step. Manufacturing method of ceramic molded body.
【請求項3】無機繊維が、ガラス繊維、炭素繊維、セラ
ミック繊維又は金属繊維であることを特徴とする請求項
2記載の高強度薄板状セラミック成形体の製造方法。
3. The method according to claim 2, wherein the inorganic fibers are glass fibers, carbon fibers, ceramic fibers or metal fibers.
【請求項4】第2工程において、着色剤としての酸化チ
タン又は酸化鉄類をペースト状素材の150〜700重量%、
無機繊維をセラミック微粉末の0.5〜5%重量部混入し
てペースト状素材を得ることを特徴とする請求項1ない
し3のいずれかに記載の高強度薄板状セラミック成形体
の製造方法。
4. The method according to claim 2, wherein in the second step, titanium oxide or iron oxide as a coloring agent is added in an amount of 150 to 700% by weight of the paste-like material.
The method for producing a high-strength thin plate-shaped ceramic molded body according to any one of claims 1 to 3, wherein a paste-like material is obtained by mixing 0.5 to 5% by weight of the inorganic fine powder with the inorganic fiber.
【請求項5】アルミン酸アルカリが、アルミン酸ナトリ
ウム又はその水和物あるいはアルミン酸カリウム又はそ
の水和物であることを特徴とする請求項1ないし4のい
ずれかに記載の高強度薄板状セラミック成形体の製造
法。
5. The high-strength thin plate-shaped ceramic according to claim 1, wherein the alkali aluminate is sodium aluminate or a hydrate thereof, or potassium aluminate or a hydrate thereof. Manufacturing method of molded body.
【請求項6】非晶質主体のセラミック微粉末が、パーラ
イト、黒曜石、火山噴出物、又は水砕スラグであり、そ
の比表面積が約3,000cm2/g以上であることを特徴とする
請求項1ないし5のいずれかに記載の高強度薄板状セラ
ミック成形体の製造法。
6. The ceramic fine powder mainly composed of amorphous is pearlite, obsidian, volcanic eruption product, or granulated slag, and has a specific surface area of about 3,000 cm 2 / g or more. 6. The method for producing a high-strength thin plate-shaped ceramic molded body according to any one of 1 to 5.
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