JP2990194B1 - セメント製品用無鉛低融点ガラス組成物 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】焼成セメント基材の劣化を最小に抑えることが
できるセメント製品用無鉛低融点ガラス組成物を提供す
ること。 【解決手段】７００〜８５０℃の焼成範囲で釉薬として
使用する無鉛低融点ガラス組成物であって、全量中、Ｒ
₂ＯをＮａ₂Ｏ，Ｋ₂Ｏの中の何れか１種とし、ＲＯをＭ
ｇＯ，ＣａＯ，ＺｎＯ，ＢａＯ，ＳｒＯの中の少なくと
も１種としたとき、ＳｉＯ₂ ３５〜６０ モル％Ｂ₂
Ｏ₃ １６〜２６ モル％Ｌｉ₂Ｏ ６〜８
モル％Ｒ₂Ｏ ４〜１７ モル％ＲＯ
５〜１５ モル％を含有する。また、必要に応じて、全
量中、Ａｌ₂Ｏ₃を１０モル％以下を、ＲＯ₂で表される
ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂を１０モル％以下を、Ｒ₂Ｏ₅で表され
るＴａ₂Ｏ₅，Ｎｂ₂Ｏ₅，Ｖ₂Ｏ₅の中の少なくとも１種を
４モル％以下を、さらには、Ｒ₂Ｏ₃で表されるＬａ
₂Ｏ₃，Ｓｂ₂Ｏ₃中の少なくとも１種を４モル％以下含有
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低温焼成したセメ
ント製品の表面状態を改質するための釉薬に使用する鉛
を含まない低融点ガラス組成物、いわゆるフリット組成
物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、粘土資源の枯渇に伴い、陶磁器の
代替品として焼成セメント製品が出現した。この焼成セ
メント製品は、焼成中、セメント中の結晶水が失われる
ことになり、焼成直後に機械的強度が失われハンドリン
グ性を失うばかりではなく、欠けを生じやすく、また、
養生期間中に白華を生じやすく、表面状態が荒れてしま
う。このため、焼成前のセメント製品に釉薬を施して、
焼成によるこのような問題を解消する手当が行われてき
た。

【０００３】従来から、このための釉薬組成物として、
鉛系あるいはリン酸系の釉薬が用いられてきたが、これ
らは、元来が比較的低温焼成物のためのものであるた
め、セメント製品のように６５０℃以上の温度での焼成
では、耐候性、耐薬品性に劣り、また、野外で使用され
る製品に適用した場合には、光沢が失われてしまうとい
う欠点があった。

【０００４】このような従来の釉薬組成物の欠点を解消
して、セメント製品の釉薬に適した組成物として、より
高温の焼成温度に耐えられるように、ＳｉＯ₂を主体と
し、Ａｌ₂Ｏ₃その他を加え、ＳｉＯ₂とＡｌ₂Ｏ₃との量
調整を行った組成物が特公平６−４８４６４号公報、特
公平４−３２０２２号公報等に開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の高温の焼成用の釉薬組成物は、専ら、焼成後、表面に
形成された釉薬の耐候性を重視したものであるため、実
際には、釉薬としての表面状態を形成させるためには、
焼成温度を８５０℃以上の高温にせざるを得ないもので
ある。そのため、その基材であるセメントの焼成後の劣
化は著しく、そのため、焼成直後の強度の低下によるハ
ンドリングの悪さ、白華の発生による見苦しさ等は避け
られなかった。

【０００６】本発明が解決すべき課題は、釉薬としての
機能が発揮でき、セメント製品の焼成温度で、しかも、
その焼成温度範囲内の低温での焼成温度に適用しても、
焼成後の釉薬の表面状態、耐候性を劣化させることがな
く、焼成セメント基材の劣化を最小に抑えることができ
る釉薬を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、焼成セメント
製品における焼成温度の下限は、７００℃であり、ま
た、その上限は、燃費は勿論、養生時間の短縮によるコ
ストダウン、白華防止、単位時間当たりの生産性等から
考えて８５０℃とする着想の下で完成した。

【０００８】すなわち、本発明の無鉛低融点ガラス組成
物は、７００〜８５０℃の温度範囲で、釉薬としての機
能が発揮できる無鉛低融点ガラス組成物（フリット組成
物）であって、Ｒ₂ＯをＮａ₂Ｏ，Ｋ₂Ｏの中の何れか１
種とし、ＲＯをＭｇＯ，ＣａＯ，ＺｎＯ，ＢａＯ，Ｓｒ
Ｏの中の少なくとも１種としたとき、全量中、 ＳｉＯ₂ ３５〜６０ モル％ Ｂ₂Ｏ₃ １６〜２６ モル％ Ｌｉ₂Ｏ ６〜８ モル％ Ｒ₂Ｏ ４〜１７ モル％ ＲＯ ５〜１５ モル％ を含有することを特徴とする。

【０００９】上記組成において、ＳｉＯ₂ は、その骨格
をなすもので、釉薬として融点を規定するものである。
また、釉薬の耐酸性を向上させるもので、そのために
は、３５モル％以上必要であり、６０モル％を超えると
耐火性が増し、釉薬として機能しなくなる。

【００１０】Ｂ₂Ｏ₃ は、ＳｉＯ₂を基材とする組成物を
ガラス形成のための融剤として機能するもので、釉薬の
低融化に寄与し、ＳｉＯ₂とのモル％比で、ＳｉＯ₂：Ｂ
₂Ｏ₃が３５〜６０：１６〜２６の間にあることが、失透
を起こさないと同時に他成分の結晶化を防げる点から最
も好都合である。

【００１１】Ｌｉ₂Ｏは、フリットの溶融温度の低下に
寄与し、６．０モル％以上の添加により、７００℃〜８
５０℃の焼成を可能とする釉薬が得られる。しかしなが
ら、８モル％を超えると耐酸性が悪くなる。

【００１２】Ｒ₂Ｏとして表わされるＮａ₂ＯあるいはＫ
₂Ｏは、釉薬としての機能を維持させながら、その融点
の調整剤としての機能を持たせたもので、その目的とす
る７００℃以上、８５０℃以下の温度範囲で釉薬として
の機能を維持させるためには、４〜１７モル％の含有量
が必要である。

【００１３】ＲＯは、ＭｇＯ，ＣａＯ，ＺｎＯ，Ｂａ
Ｏ，ＳｒＯ等のアルカリ土類金属の酸化物を意味し、そ
の中の少なくとも１種以上が用いられる。これは、耐摩
耗性、耐候性、熱膨張係数低下材として機能し、５〜１
５モル％含有する必要がある。また、本発明の組成物に
は、全量中、耐薬品性の向上、分相抑制に寄与するＡｌ
₂Ｏ₃を耐候性向上のために含有させることができる。し
かしながら、その配合量が増えると、融点が急激に上昇
するので、その融点が８５０℃以下での釉薬として機能
させるためには、その上限は１０モル％に抑える必要が
ある。

【００１４】さらに、本発明の組成物には、その光沢、
乳白性、さらには、膨脹の程度を調整するために、一般
式がＲＯ₂で表されるＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂を全量中、１０
モル％以下配合することができる。

【００１５】また、さらに、Ｒ₂Ｏ₅で表されるＴａ
₂Ｏ₅、Ｎｂ₂Ｏ₅、Ｖ₂Ｏ₅の中の少なくとも１種を、同じ
く、その光沢、濁り、さらには、膨脹の程度を微調整す
るために、４モル％以下配合することができる。

【００１６】この無鉛低融点ガラス組成物を釉薬として
使用するには、通常のように、顔料、粘土と混合し、こ
れをＣＭＣと水によってスリップとし、ハケ塗り、スプ
レーによって、セメント製品の表面に塗布して焼成に供
する。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に示す
実施例によって説明する。

【００１８】配合物の組成 表１に示す組成を有する配合物を調製した。

【００１９】

【表１】

【表２】 同表において、テストＮｏ.ｈ〜ｌは本発明の実施例を
示し、他は比較例を示す。

【００２０】釉薬の調合 釉薬調合は、表１に示す組成物１００ｇに対して、表２
に示すｇ単位の顔料、粘土、ＣＭＣを配合し、２ｋｇポ
ットミルを使用し、粉砕粒度を１〜３ｇ／１００メッシ
ュ／５０ｃｃにそろえスリップを作成した。

【００２１】施釉 作成したスリップを８０ｇ（ｗｅｔ）をスプレーガンに
よって強制乾燥済のセメント製品に３０ｃｍ×３０ｃｍ
の面に施釉した。

【００２２】焼成 施釉したセメント製品を乾燥後、ガス炉で７５０℃で焼
成（昇温時間は４時間、保持時間１時間）し、焼成後、
２００℃まで自然冷却をして炉から取り出した。

【００２３】その表面状態は、本発明の実施例の場合、
７５０℃で焼成すると光沢良好、なめらかであるのに対
して、比較例の場合は、釉薬としての機能が不十分で、
表面が凸凹し、光沢不良で明らかに釉薬のとけ不足を示
した。

【００２４】水分補給 取り出した焼成物を直ちに水中に１０分間浸し、水を吸
収させ結晶水の補給を行い、６０℃で蒸気養生を行っ
た。養生時間は今まで７日間であったものが、本発明の
実施例の場合、３日間で十分な強度が得られた。

【００２５】また、耐候テスト、耐酸テスト、耐アルカ
リテスト、白華（エフロ）発生の確認テスト、強度テス
トの結果は、比較例とほぼ同等であった。

【００２６】耐候テスト 紫外線による変化を見るためにウエザーメーターを使用
し２０００時間の変化を観察した。

【００２７】評価は色差と光の反射率をみた。

【００２８】光沢評価は反射率をみた。

【００２９】 反射率 ８０％以上 Ａ ６０％以上 ７９％以下 Ｂ ４０％以上 ５９％以下 Ｃ ３９％以下 Ｄ 色差の評価はウエザーメーターテスト前後のΔＥ^*を見た ΔＥ^*＝０．５以下 Ａ ΔＥ^*＝０．５以上 １以下 Ｂ ΔＥ^*＝ １以上 ２以下 Ｃ ΔＥ^*＝ ２以上 Ｄ 本発明の実施例と比較例との対比：本発明の反射率は、
８０％以上を示し、比較例は６３％であった。又、色差
は本発明でΔＥ^*＝０．４７であり、比較例はΔＥ^*＝
０．７８を示した。

【００３０】耐酸テスト ＪＩＳＡ５２０９陶磁器タイルの釉薬品試験に準じ、３
％塩酸液を作成し、それに切り出した瓦を浸して２４時
間後の変化を目視で観察評価した。

【００３１】評価は 全くマークがつかない −Ａ かすかにマークがつく −Ｂ マークがつくが変色なし −Ｃ マークが変色している −Ｄ とした。

【００３２】耐アルカリテスト 同様に焼成したセメント製品を切り取って３％水酸化ナ
トリウム溶液に浸けて変化を見た。

【００３３】白華（エフロ）発生の確認 養生期間を経て屋外に１週間放置後の白華の発生を観察
した。

【００３４】評価は 白華の確認が出来ない −Ａ わずかに白華 −Ｂ 貫入部分の白華著しい −Ｃ 本発明の実施例の場合と比較例との対比：本発明では白
華の確認が出来なかったが、比較例はわずかに白華を生
じた。

【００３５】強度テスト 曲げ破壊試験器を使用してＪＩＳ５４０２に基づく強度
を比較した。

【００３６】本発明の実施例の場合と比較例との比較：
ともに差は認められなかった。

【００３７】

【発明の効果】本発明の組成物によって以下の効果を奏
する。

【００３８】１） 比較的低温での釉焼が可能なのでセ
メント製品の焼成による劣化の程度が少ない。

【００３９】２） セメント基材への施釉、焼成では養
生期間が短くてすみ、経済性が高い。 ３） 耐凍害性に優れた基材が得られる。

【００４０】４） 高温焼成の釉薬と同等の耐候性、耐
酸性が得られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C03C 8/00 - 8/24 C04B 41/60 - 41/72

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ７００〜８５０℃の焼成範囲で釉薬とし
   て使用するセメント製品用無鉛低融点ガラス組成物であ
   って、 全量中、Ｒ₂ＯをＮａ₂Ｏ，Ｋ₂Ｏの中の何れか１種と
   し、ＲＯをＭｇＯ，ＣａＯ，ＺｎＯ，ＢａＯ，ＳｒＯの
   中の少なくとも１種としたとき、 ＳｉＯ₂ ３５〜６０ モル％ Ｂ₂Ｏ₃ １６〜２６ モル％ Ｌｉ₂Ｏ ６〜８ モル％ Ｒ₂Ｏ ４〜１７ モル％ ＲＯ ５〜１５ モル％ を含有するセメント製品用無鉛低融点ガラス組成物。
2. 【請求項２】 全量中、Ａｌ₂Ｏ₃を１０モル％以下含有
   する請求項１に記載のセメント製品用無鉛低融点ガラス
   組成物。
3. 【請求項３】 全量中、ＲＯ₂で表されるＺｒＯ₂，Ｔｉ
   Ｏ₂を１０モル％以下含有する請求項１あるいは請求項
   ２に記載のセメント製品用無鉛低融点ガラス組成物。
4. 【請求項４】 全量中、Ｒ₂Ｏ₅で表されるＴａ₂Ｏ₅、Ｎ
   ｂ₂Ｏ₅、Ｖ₂Ｏ₅の中の少なくとも１種を４モル％以下含
   有する請求項１から請求項３の何れかに記載のセメント
   製品用無鉛低融点ガラス組成物。
5. 【請求項５】 全量中、Ｒ₂Ｏ₃で表されるＬａ₂Ｏ₃、Ｓ
   ｂ₂Ｏ₃中の少なくとも１種を４モル％以下含有する請求
   項１から請求項４の何れかに記載のセメント製品用無鉛
   低融点ガラス組成物。