JP5479197B2 - Design material - Google Patents
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Description
本発明は、新規な意匠材に関するものである。 The present invention relates to a novel design material.
従来、建築材料として、石膏ボード等の石膏成形体が広く使用されている。この石膏成形体は、石膏を水に分散した石膏スラリーを型枠等に充填、または基材の表面に塗付して所望の形に成形し、水和固化することによって得られる。このように石膏成形体は、成形性に優れるが、耐水性に劣るという問題点がある。耐水性を向上させる技術として、特許文献1には、石膏用耐水剤を混合することが記載されている。また、特許文献2には、石膏及びセメントを主成分とする混合物に、特定のアクリルエマルジョンを添加することが記載されている。しかし、特許文献1、2においても耐水性が十分でない場合がある。 Conventionally, a gypsum molded body such as a gypsum board has been widely used as a building material. This gypsum molded body can be obtained by filling a gypsum slurry in which gypsum is dispersed in water into a mold or the like, or applying the gypsum slurry to a surface of a base material to form a desired shape and solidifying it by hydration. Thus, the gypsum molded article is excellent in moldability but has a problem that it is inferior in water resistance. As a technique for improving water resistance, Patent Document 1 describes mixing a water resistant agent for gypsum. Patent Document 2 describes that a specific acrylic emulsion is added to a mixture containing gypsum and cement as main components. However, Patent Documents 1 and 2 may not have sufficient water resistance.
一方、石膏成形体以外の無機系の建築材料として、特許文献3のような基材にガラスが被覆されたガラスタイル等の加飾建材も多く使用されている。 On the other hand, decorative building materials such as glass tiles in which a substrate is coated with glass as in Patent Document 3 are often used as inorganic building materials other than gypsum moldings.
しかし、ガラスタイル等の基材として使用される陶石や長石、粘土材料等を混合し焼成して得られる成形体は、優れた耐水性を有するが、製造時の焼成温度が高温であり、成形板の収縮、反りや亀裂を生じるおそれがある。 However, the molded body obtained by mixing and firing ceramic stone, feldspar, clay material, etc. used as a substrate such as glass tile has excellent water resistance, but the firing temperature at the time of production is high, There is a risk of shrinkage, warping and cracking of the molded plate.
本発明は、このような点に鑑みなされたものであり、耐水性、成形性に優れた意匠材を提供するものである。 This invention is made | formed in view of such a point, and provides the design material excellent in water resistance and a moldability.
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行なった結果、ガラス粒子、石膏及び水ガラスを必須成分とする無機質組成物の成形体を基材層とし、その上に意匠層としてガラス層が積層された意匠材に想到し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明の意匠材は、下記の特徴を有するものである。
As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned object, the present inventor made a molded body of an inorganic composition containing glass particles, gypsum and water glass as essential components as a base layer, and a glass layer as a design layer thereon. As a result, the present invention was completed.
That is, the design material of the present invention has the following characteristics.
1. 基材層の上に意匠層が積層された意匠材であって、
上記基材層は、無機質組成物の成形体であり、
上記無機質組成物は、平均粒子径0.01〜5mmのガラス粒子100重量部に対し、石膏10〜200重量部、及び水ガラスを固形分として5〜150重量部含み、石膏と水ガラスの重量比が90:10〜40:60であり、
上記意匠層は、ガラス層であることを特徴とする意匠材
2.上記基材層と上記意匠層は融着したものであることを特徴とする1.に記載の意匠材
3.上記意匠層は、ガラス粉粒体の焼結体であることを特徴とする1.〜2.のいずれかに記載の意匠材
4.上記ガラス粉粒体が、平均粒子径0.01〜5mmのガラス粒子であることを特徴とする1.〜3.のいずれかに記載の意匠材
5.上記基材層の熱膨張係数が2〜15×10 −6 K −1 であり、
上記ガラス層の熱膨張係数が上記基材層に対して、±1×10 −6 K −1 の範囲であることを特徴とする1.〜4.のいずれかに記載の意匠材
1. A design material in which a design layer is laminated on a base material layer,
The base material layer is a molded body of an inorganic composition,
The inorganic composition contains 10 to 200 parts by weight of gypsum and 5 to 150 parts by weight of water glass as a solid content with respect to 100 parts by weight of glass particles having an average particle diameter of 0.01 to 5 mm, and the weight of gypsum and water glass. The ratio is 90:10 to 40:60,
1. The design material, wherein the design layer is a glass layer. The base material layer and the design layer are fused. 2. Design material described in 3. The design layer is a sintered body of glass powder particles. ~ 2. The design material according to any one of
4). The glass powder is a glass particle having an average particle diameter of 0.01 to 5 mm. ~ 3. The design material according to any one of
5). The base material layer has a thermal expansion coefficient of 2 to 15 × 10 −6 K −1 ;
The thermal expansion coefficient of the glass layer is in the range of ± 1 × 10 −6 K −1 with respect to the base material layer . ~ 4. The design material according to any one of
本発明は、ガラス粒子、石膏、及び水ガラスを必須成分とし、石膏と水ガラスを特定重量で含む無機質組成物の成形体を基材層とし、該基材層の上に意匠層を積層させることにより、意匠性、耐水性、強度等に優れた意匠材を得ることができるものである。 The present invention uses glass particles, gypsum, and water glass as essential components, a molded body of an inorganic composition containing gypsum and water glass at a specific weight as a base material layer, and a design layer is laminated on the base material layer. By this, the design material excellent in design property, water resistance, intensity | strength, etc. can be obtained.
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
本発明の意匠材は、基材層の上に意匠層が積層されたものである。
(基材層)
本発明の基材層は、(A)ガラス粒子、(B)石膏、及び(C)水ガラスを必須成分とし、(B)石膏と(C)水ガラスを特定重量比で含む無機質組成物(以下、「無機質組成物」ともいう)の成形体であり、該無機質組成物は優れた成形性を有し、該無機質組成物により得られる成形体は耐水性、強度に優れるものである。
本発明の無機質組成物について説明する。
本発明のガラス粒子(A)(以下、「(A)成分」ともいう)としては、特に限定されず、例えば、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等のガラス粒子が挙げられる。(A)成分は、平均粒子径が0.01〜5mm、好ましくは0.02〜3mmのものを使用する。このような範囲の粒子径の場合、成形性に優れた無機質組成物を得ることができる。また、無機質組成物を成形し、焼成することにより、耐水性、強度等に優れた基材層を得ることができる。さらに、上記範囲内において平均粒子径の大きいガラス粒子を使用することによって、基材層に模様を付与することもできる。
なお、ここで言う平均粒子径とは、JIS Z8801−1:2000に規定される金属製網ふるいを用いてふるい分けを行い、その重量分布の平均値を算出することによって得られる値である。
The design material of the present invention is obtained by laminating a design layer on a base material layer.
(Base material layer)
The base material layer of the present invention comprises (A) glass particles, (B) gypsum, and (C) water glass as essential components, and an inorganic composition (B) gypsum and (C) water glass in a specific weight ratio ( In the following, it is also referred to as “inorganic composition”), the inorganic composition has excellent moldability, and the molded product obtained from the inorganic composition has excellent water resistance and strength.
The inorganic composition of the present invention will be described.
It does not specifically limit as glass particle (A) (henceforth "(A) component") of this invention, For example, glass particles, such as soda-lime glass, lead glass, borosilicate glass, an alkali free glass, are mentioned. It is done. As the component (A), one having an average particle diameter of 0.01 to 5 mm, preferably 0.02 to 3 mm is used. When the particle diameter is in such a range, an inorganic composition having excellent moldability can be obtained. Moreover, the base material layer excellent in water resistance, intensity | strength, etc. can be obtained by shape | molding and baking an inorganic composition. Furthermore, a pattern can also be provided to the base material layer by using glass particles having a large average particle diameter within the above range.
The average particle diameter referred to here is a value obtained by performing sieving using a metal mesh sieve defined in JIS Z8801-1: 2000 and calculating an average value of the weight distribution.
上記(A)成分は、予め成形されたガラスを粉砕することによって上記粒子径範囲に調整したもの、溶融したガラス材料から、直接、所定の粒子径のガラス粒子を成形したもの等を用いることができる。また、ガラス瓶等のガラス製品の廃棄物から回収された廃ガラスを粉砕したものも使用できる。 The component (A) may be prepared by pulverizing a pre-formed glass so as to be adjusted to the above particle diameter range, or by directly forming glass particles having a predetermined particle diameter from a molten glass material. it can. Moreover, what grind | pulverized the waste glass collect | recovered from the waste of glass products, such as a glass bottle, can also be used.
また、(A)成分は、透明、不透明、または着色されたものであってもよく、これらを適宜混合して意匠性を付与することができる。例えば、着色ガラス粒子を用いた場合、基材層を任意に着色できる。また、複数の着色ガラス粒子を混合した場合、多様な意匠性を付与することができ、特に平均粒子径が大きい(1mm以上)着色ガラスを2種以上用いた場合、天然石調等の意匠を表現することもできる。 In addition, the component (A) may be transparent, opaque, or colored, and can be appropriately mixed to impart design properties. For example, when colored glass particles are used, the base material layer can be arbitrarily colored. Moreover, when a plurality of colored glass particles are mixed, various design properties can be imparted. In particular, when two or more colored glasses having a large average particle diameter (1 mm or more) are used, a design such as a natural stone tone is expressed. You can also
本発明では(A)成分の融点が1000℃以下のものが好ましく、さらには950℃以下のものを使用することが好ましい。このような融点の場合、後述の石膏及び水ガラスと混合した無機質組成物を比較的低温で焼成した場合においても、強度に優れた基材層を得ることができる。 In the present invention, the component (A) has a melting point of preferably 1000 ° C. or lower, more preferably 950 ° C. or lower. In the case of such a melting point, even when an inorganic composition mixed with gypsum and water glass described later is fired at a relatively low temperature, a substrate layer having excellent strength can be obtained.
本発明の石膏(B)(以下「(B)」成分ともいう)としては、公知の石膏材料を使用することができる。例えば、天然石膏、化学石膏などの各種の半水石膏、無水石膏が挙げられる。化学石膏としては、燐酸石膏、チタン石膏、排脱石膏などがある。なお、半水石膏にはα型とβ型があり、いずれも使用できる。本発明の無機質組成物において(B)成分は、(A)成分100重量部に対して、10〜200重量部、好ましくは20〜150重量部である。このような範囲の場合、成形性に優れた無機質組成物を得ることができる。
本発明において(B)成分は、無機質組成物に優れた成形性を付与するとともに、無機質組成物を成形した後、乾燥及び焼成時の収縮を抑制する効果を有する。本発明において、(B)成分は、乾燥(水和硬化)時に殆ど収縮せず、また後述の焼成温度範囲では、焼成時の分解等も比較的少ないため、成形体の収縮を抑制することができる。本発明では、この(B)成分の作用によって所望の形状を有する基材層を得ることができる。
As the gypsum (B) of the present invention (hereinafter also referred to as “(B)” component), a known gypsum material can be used. For example, various hemihydrate gypsums such as natural gypsum and chemical gypsum and anhydrous gypsum can be mentioned. Chemical gypsum includes phosphate gypsum, titanium gypsum, and drainage gypsum. There are two types of hemihydrate gypsum, α and β types, which can be used. In the inorganic composition of the present invention, the component (B) is 10 to 200 parts by weight, preferably 20 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (A). In such a range, an inorganic composition excellent in moldability can be obtained.
In this invention, (B) component has the effect which suppresses the shrinkage | contraction at the time of drying and baking, after giving the moldability excellent to the inorganic composition and shape | molding an inorganic composition. In the present invention, the component (B) hardly shrinks at the time of drying (hydration curing), and in the firing temperature range described later, since decomposition and the like at the time of firing are relatively small, the shrinkage of the molded body can be suppressed. it can. In the present invention, a base material layer having a desired shape can be obtained by the action of the component (B).
本発明の水ガラス(C)(以下「(C)成分」ともいう)は、一般式Na2 O・nSiO2 (n=2〜4)(場合によってはK2 O及び/またはLi2Oを含む)で表されるアルカリ珪酸塩の粉末または水溶液であり、SiO2 とNa2 Oの含有割合の違いによって、1号〜4号に区別されている。本発明ではいずれも使用可能であるが、特に相対的にアルカリ成分の少ない3号、4号等が耐水性の点で有利である。 The water glass (C) of the present invention (hereinafter also referred to as “component (C)”) has a general formula Na 2 O.nSiO 2 (n = 2 to 4) (in some cases, K 2 O and / or Li 2 O). a powder or an aqueous solution of an alkali silicate represented by containing), the difference in the content of SiO 2 and Na 2 O, are distinguished in No. 1 No. to 4. Although any of them can be used in the present invention, No. 3, No. 4, etc. with relatively little alkali component are particularly advantageous in terms of water resistance.
本発明の無機質組成物において(C)成分は、上記(A)成分、上記(B)成分の結合材として作用するものである。また、無機質組成物の焼成時に、(A)成分の融点を低下させることができるため、低温で焼成した場合でも優れた強度の基材層を形成することが可能となる。(C)成分は、(A)成分100重量部に対して、固形分として5〜150重量部、好ましくは10〜100重量部である。このような範囲の場合、成形性に優れた無機質組成物を得ることができる。また、無機質組成物の焼成時において、(C)成分が発泡することにより成形体の収縮を抑制し、所望の形状を有する基材層を得ることができる。 In the inorganic composition of the present invention, the component (C) acts as a binder for the component (A) and the component (B). In addition, since the melting point of the component (A) can be lowered at the time of firing the inorganic composition, it is possible to form a base material layer having excellent strength even when fired at a low temperature. (C) component is 5-150 weight part as solid content with respect to 100 weight part of (A) component, Preferably it is 10-100 weight part. In such a range, an inorganic composition excellent in moldability can be obtained. Moreover, at the time of baking of an inorganic composition, shrinkage | contraction of a molded object can be suppressed by (C) component foaming, and the base material layer which has a desired shape can be obtained.
また、本発明の無機質組成物において、上記(B)成分と(C)成分は重量比が90:10〜40:60、好ましくは80:20〜50:50である。このような範囲である場合、成形性に優れた無機質組成物を得ることができる。また、成形体乾燥時において反りや収縮等を抑制でき、さらに焼成時において収縮、ひび割れ等を抑制することができる。例えば、(B)成分が多すぎる場合、基材層の強度が低下するおそれがある。また、(C)成分が多すぎる場合、成形時に反りが生じやすく寸法安定性が悪くなるおそれがある。 In the inorganic composition of the present invention, the weight ratio of the component (B) and the component (C) is 90:10 to 40:60, preferably 80:20 to 50:50. In such a range, an inorganic composition excellent in moldability can be obtained. Further, warpage, shrinkage, etc. can be suppressed during drying of the molded body, and further, shrinkage, cracks, etc. can be suppressed during firing. For example, when there is too much (B) component, there exists a possibility that the intensity | strength of a base material layer may fall. Moreover, when there are too many (C) components, it is easy to produce a curvature at the time of shaping | molding, and there exists a possibility that dimensional stability may worsen.
本発明の無機質組成物は、上記(A)成分、(B)成分、及び(C)成分の混合物(以下「(A)(B)(C)混合物」ともいう)に水を添加しスラリーとしたものである。水の添加量は、適宜設定すればよいが、通常(A)(B)(C)混合物100重量部(固形分)に対して10〜100重量部程度であることが好ましい。このような範囲である場合、成形性に優れた無機質組成物を得ることができる。また、無機質組成物を成形後、乾燥する際において反りや収縮等を抑制でき、さらに焼成時において収縮、ひび割れ等を抑制することができる。 The inorganic composition of the present invention is obtained by adding water to a mixture of the above component (A), component (B), and component (C) (hereinafter also referred to as “(A), (B), (C) mixture”) and a slurry. It is a thing. The amount of water added may be appropriately set, but it is preferably about 10 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight (solid content) of the mixture (A), (B) and (C). In such a range, an inorganic composition excellent in moldability can be obtained. In addition, warping and shrinkage can be suppressed when the inorganic composition is molded and then dried, and further shrinkage, cracking, and the like can be suppressed during firing.
本発明無機質組成物には、珪砂、溶融スラグ、フライアッシュ、カオリン、タルク、マイカ、ベントナイト、長石、陶石、ウォラストナイト、陶磁器粉砕物、繊維類等から選ばれる1種以上の無機材料(D)(以下「(D)成分」ともいう)を添加することができる。ただし、上記(D)成分を添加する場合、(A)成分100重量部に対して400重量部以下とすることが好ましく、さらには300重量部以下とすることが好ましく、200重量部以下とすることが最も好ましい。また、これらの平均粒子径は好ましくは1mm以下、より好ましくは0.5mm以下とする。このような範囲であれば、成形性に優れた無機質組成物を得ることができる。また、無機質組成物を成形後、乾燥する際の反りや収縮等を抑制できる。さらに、焼成時において収縮、ひび割れ等を抑制することができ、優れた強度を有する基材層を得ることができる。 The inorganic composition of the present invention includes one or more inorganic materials selected from quartz sand, molten slag, fly ash, kaolin, talc, mica, bentonite, feldspar, porcelain stone, wollastonite, ceramic pulverized material, fibers and the like ( D) (hereinafter also referred to as “component (D)”) can be added. However, when the component (D) is added, the amount is preferably 400 parts by weight or less, more preferably 300 parts by weight or less, and more preferably 200 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the component (A). Most preferred. The average particle diameter is preferably 1 mm or less, more preferably 0.5 mm or less. If it is such a range, the inorganic composition excellent in the moldability can be obtained. Further, warping, shrinkage, and the like during drying after molding the inorganic composition can be suppressed. Furthermore, shrinkage, cracks, and the like can be suppressed during firing, and a base material layer having excellent strength can be obtained.
さらに、本発明無機質組成物には、金属塩及び/または金属酸化物(E)(以下「(E)成分」ともいう)を添加することができる。(E)成分は、上記(A)成分等と混合し、同時に焼成することで基材層を着色するものである。
さらに、本発明の効果を阻害しない限り、本発明無機質組成物には、分散剤、消泡剤、減水剤、硬化遅延剤、補強材、融剤等を添加しても良い。
Furthermore, a metal salt and / or a metal oxide (E) (hereinafter also referred to as “component (E)”) can be added to the inorganic composition of the present invention. (E) A component mixes with the said (A) component etc., and colors a base material layer by baking simultaneously.
Furthermore, as long as the effects of the present invention are not impaired, a dispersant, an antifoaming agent, a water reducing agent, a curing retarder, a reinforcing material, a flux, and the like may be added to the inorganic composition of the present invention.
基材層の厚みは、好ましくは1〜20mm、より好ましくは2〜15mmである。また、基材層の熱膨張係数が2〜15×10−6K−1であることが好ましい。このような範囲である場合、耐水性、強度に優れた基材層を得ることができ、後述の意匠層と積層した場合、層間での亀裂や剥離を防止することができ、優れた意匠性を表出することができる。 The thickness of the base material layer is preferably 1 to 20 mm, more preferably 2 to 15 mm. Moreover, it is preferable that the thermal expansion coefficient of a base material layer is 2-15 * 10 <-6> K < -1 >. In such a range, a substrate layer excellent in water resistance and strength can be obtained, and when laminated with a design layer described later, cracks and peeling between layers can be prevented, and excellent design properties Can be expressed.
(意匠層)
本発明の意匠層は、ガラス層であれば特に限定されず、例えば、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等のガラス層が挙げられる。また、上記ガラス層は透明性を有するもの、不透明のもの、または着色されたものであってもよく、これらを混合することにより様々な意匠を付与することができる。さらに、ガラス層が、透明性を有する場合、上述の基材層との組み合わせにより、多彩な色彩を表現でき、意匠性に優れた意匠材を得ることができる。
(Design layer)
If the design layer of this invention is a glass layer, it will not specifically limit, For example, glass layers, such as soda-lime glass, lead glass, borosilicate glass, an alkali free glass, are mentioned. The glass layer may be transparent, opaque, or colored, and various designs can be imparted by mixing them. Furthermore, when the glass layer has transparency, a variety of colors can be expressed in combination with the above-described base material layer, and a design material excellent in design properties can be obtained.
上記ガラス層として、例えば、予め成形されたガラス板、釉薬層、ガラス粉粒体によって形成された層等が挙げられ、特に本発明では、ガラス粉粒体によって形成された層が好ましく、さらにはガラス粉粒体の焼結体であることが好ましい。ガラス粉粒体の焼結体であることによって、多彩な色彩、模様を表現することができ、意匠性に優れる。
上記ガラス粉粒体としては、上記基材層に使用するガラス粒子(A)と同様のものが使用できる。また、ガラス粉粒体の平均粒子径は通常0.01mm〜10mm(好ましくは0.05mm〜5mm)が好ましく、その形状としては、例えば、球状や楕円状、りん片状、板状、半球状、不定形状、多角板状、楕円板状、棒状、針状、等、どのような態様のものであってもよい。さらに、本発明の意匠層は、少なくとも粒子径の異なる2つ以上のガラス粉粒体を混合して使用することが好ましい。粒子径の異なるガラス粉粒体を複数使用することにより、均一なガラス層を形成しやすい。
Examples of the glass layer include, for example, a preformed glass plate, a glaze layer, a layer formed of glass powder, and the like, and particularly in the present invention, a layer formed of glass powder is preferable. A sintered body of glass powder is preferable. By being a sintered body of glass powder particles, various colors and patterns can be expressed, and the design is excellent.
As said glass granular material, the thing similar to the glass particle (A) used for the said base material layer can be used. Further, the average particle diameter of the glass particles is usually preferably 0.01 mm to 10 mm (preferably 0.05 mm to 5 mm), and the shape thereof is, for example, spherical, elliptical, flake-like, plate-like, or hemispherical. Any shape such as an indefinite shape, a polygonal plate shape, an elliptical plate shape, a rod shape, or a needle shape may be used. Furthermore, it is preferable that the design layer of the present invention is used by mixing at least two glass powder bodies having different particle diameters. By using a plurality of glass powder particles having different particle diameters, a uniform glass layer can be easily formed.
上記ガラス粉粒体は、透明、不透明、または着色されたものであってもよく、これらを適宜混合して意匠性を付与することができる。また、複数の着色ガラス粒子を混合した場合、多様な意匠性を付与することができ、特に平均粒子径が大きい(1mm以上)着色ガラスを2種以上用いた場合、天然石調等の意匠を表現することもできる。
なお、ここで言う平均粒子径とは、JIS Z8801−1:2000に規定される金属製網ふるいを用いてふるい分けを行い、その重量分布の平均値を算出することによって得られる値である。
The glass powder particles may be transparent, opaque, or colored, and can be appropriately mixed to impart design properties. Moreover, when a plurality of colored glass particles are mixed, various design properties can be imparted. In particular, when two or more colored glasses having a large average particle diameter (1 mm or more) are used, a design such as a natural stone tone is expressed. You can also
The average particle diameter referred to here is a value obtained by performing sieving using a metal mesh sieve defined in JIS Z8801-1: 2000 and calculating an average value of the weight distribution.
また、ガラス粉粒体としては、融点が800℃以下のものが好ましく、さらに750℃以下のものを使用することが好ましい。このような融点の場合、比較的低温でガラス層を形成することができる。 Moreover, as a glass powder body, a melting | fusing point has a preferable thing of 800 degrees C or less, Furthermore, it is preferable to use a thing of 750 degrees C or less. In the case of such a melting point, the glass layer can be formed at a relatively low temperature.
上記ガラス粉粒体の焼結体によって形成されるガラス層の厚みは、好ましくは0.01〜10mm、より好ましくは0.05〜5mmである。本発明では基材層とガラス層の熱膨張係数が近似していることが好ましく、特にガラス層の熱膨張係数が基材層に対して、±1×10−6K−1の範囲であることが好ましく、さらには±0.5×10−6K−1の範囲であることが好ましい。これによって、基材層とガラス層を焼成により融着させた際に、層間での亀裂や剥離を防止することができる。ガラス層がガラス粉粒体の焼結体によって形成される場合、ガラス粉粒体の熱膨張係数が基材層に対して、±1×10−6K−1の範囲であることが好ましく、さらには±0.5×10−6K−1の範囲であることが好ましい。 The thickness of the glass layer formed by the sintered body of the glass powder is preferably 0.01 to 10 mm, more preferably 0.05 to 5 mm. In the present invention, it is preferable that the thermal expansion coefficients of the base material layer and the glass layer are approximate, and in particular, the thermal expansion coefficient of the glass layer is within a range of ± 1 × 10 −6 K −1 with respect to the base material layer. It is preferable that it is in the range of ± 0.5 × 10 −6 K −1 . Thereby, when the base material layer and the glass layer are fused by firing, cracks and peeling between the layers can be prevented. When the glass layer is formed of a sintered product of glass particles, the thermal expansion coefficient of the glass particles is preferably in the range of ± 1 × 10 −6 K −1 with respect to the base material layer, Further, it is preferably in the range of ± 0.5 × 10 −6 K −1 .
本発明の意匠材は、
(1)無機質組成物を成形、乾燥し成形体を得る第1工程
(2)第1工程で得られた成形体にガラス層を積層し積層体を得る第2工程
(3)第2工程で得られた積層体を焼成し、基材層と意匠層を融着させ意匠材を得る第3工程
を含む方法で製造することができる。
The design material of the present invention is
(1) First step of forming an inorganic composition and drying to obtain a molded body (2) Second step (3) of obtaining a laminate by laminating a glass layer on the molded body obtained in the first step In the second step The obtained laminate can be fired, and can be produced by a method including a third step of obtaining a design material by fusing the base material layer and the design layer.
上記(1)において、無機質組成物を成形する方法としては、特に限定されないが、例えば、型枠等を用いて成形することが挙げられる。使用する型枠としては、例えばシリコーン樹脂製、ウレタン樹脂製、金属製等の型枠、あるいは離型紙を設けた型枠等が使用できる。型枠に無機質組成物を充填する方法としては、例えば、スプレー、ローラー、こて、刷毛塗り、レシプロ、コーター、流し込み等の手段を用いた方法を採用することができる。 In the above (1), the method for molding the inorganic composition is not particularly limited, and examples thereof include molding using a mold or the like. As a formwork to be used, for example, a formwork made of silicone resin, urethane resin, metal, or the like, or a formwork provided with release paper can be used. As a method of filling the formwork with the inorganic composition, for example, a method using means such as spray, roller, trowel, brush coating, reciprocating, coater, pouring, etc. can be employed.
また、上記(1)第1工程において、成形体の乾燥は常温下で行うこともできるが、本発明では特に、加熱することが望ましい。加熱温度としては100℃を超えない程度とすることが好ましい。100℃を超えた場合、成形体の反りの原因となるおそれがある。また、脱型は成形体の形が保持される程度に硬化・乾燥した後に行えばよい。 Further, in the above (1) first step, the molded body can be dried at room temperature, but in the present invention, it is particularly desirable to heat. The heating temperature is preferably set not to exceed 100 ° C. When it exceeds 100 ° C., the molded article may be warped. Demolding may be performed after curing and drying to such an extent that the shape of the molded body is maintained.
上記(2)第2工程において、第1工程で得られた成形体にガラス層を積層する方法としては、特に限定されないが、例えば、ガラス粉粒体を積層する場合には、
(ア)成形体の上にガラス粉粒体を敷き詰める方法、
(イ)型枠にガラス粉粒体を敷き詰め、その上に成形体を載置する方法、
等が挙げられる。上記(ア)、(イ)においてガラス粉粒体を敷き詰める場合、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、ポリビニルアルコール等、公知の糊材を使用してもよい。また、上記(イ)に使用する型枠としては、例えばシリコーン樹脂製、ウレタン樹脂製、金属製、石膏等の型枠、あるいは離型紙を設けた型枠等が使用できる。特に、金属製、石膏等の型枠を使用する場合、脱型せずに、次の第(3)工程を行うことができる。また、上記(ア)についても上記(イ)と同様の型枠を使用することができる。
In the above (2) second step, the method for laminating the glass layer on the molded body obtained in the first step is not particularly limited. For example, when laminating glass powder particles,
(A) A method of laying glass powder particles on a molded body,
(A) A method of placing glass powder particles on a mold and placing a molded product thereon,
Etc. When the glass powder particles are spread in (a) and (b) above, a known paste material such as carboxymethyl cellulose, carboxyethyl cellulose, polyvinyl alcohol or the like may be used. Moreover, as a formwork used for said (a), for example, the formwork made from silicone resin, the product made from urethane resin, metal, gypsum, etc., or the formwork provided with the release paper etc. can be used. In particular, when a metal or plaster mold is used, the next step (3) can be performed without demolding. In addition, the same mold frame as in the above (A) can be used for the above (A).
上記(3)において、積層体の焼成温度は、通常は900℃以下程度、好ましくは600〜850℃程度で、より好ましくは700〜850℃程度ある。このような温度に設定した場合、基材層では、ガラス粒子(A)の表面を溶融させ、石膏(B)及び水ガラス(C)と結合させることができる。このため、成形時の熱収縮を抑制することができる。また、意匠層では、ガラス粉粒体の表面が溶融し、粉粒体どうしが焼結する。さらに、基材層と意匠層との界面でも各成分が融着する。このように比較的低い温度で焼成が可能であるため、粘土鉱物等を焼成して得られるセラミック建材と比較した場合、エネルギー負荷も小さい。 In said (3), the calcination temperature of a laminated body is about 900 degrees C or less normally, Preferably it is about 600-850 degreeC, More preferably, it is about 700-850 degreeC. When it sets to such temperature, in the base material layer, the surface of a glass particle (A) can be fuse | melted and it can be combined with gypsum (B) and water glass (C). For this reason, the heat shrink at the time of shaping | molding can be suppressed. In the design layer, the surface of the glass particles is melted and the particles are sintered. Furthermore, each component is fused at the interface between the base material layer and the design layer. Since firing is possible at a relatively low temperature in this way, the energy load is small when compared with ceramic building materials obtained by firing clay minerals or the like.
また、本発明の効果を阻害しない限り、例えば、補強材(セラミックペーパー、ガラスクロス、メッシュ等)を焼成前後に、無機質成形体内に積層することもできる。
さらに、本発明の効果を著しく阻害しない範囲内であれば、焼成後に、表面保護性、表面撥水性、意匠性等を高める目的で、上塗層を積層することもできる。このような上塗層としては、公知の水性型あるいは溶剤型塗料の塗付によって形成することができる。これらの塗装は、公知の塗装方法によれば良く、スプレー、ローラー、刷毛等の塗装器具を使用することができる。
In addition, for example, a reinforcing material (ceramic paper, glass cloth, mesh, etc.) can be laminated in the inorganic molded body before and after firing as long as the effects of the present invention are not impaired.
Furthermore, if it is in the range which does not inhibit the effect of this invention remarkably, an overcoat layer can also be laminated | stacked in order to improve surface protection, surface water repellency, design property, etc. after baking. Such an overcoat layer can be formed by applying a known water-based or solvent-type paint. These coatings may be performed by a known coating method, and a coating tool such as a spray, a roller, or a brush can be used.
以下に実施例を示し、本発明の特徴をより明確にする。 Examples are given below to clarify the features of the present invention.
原料としては以下のものを使用した。
(A−1)無アルカリガラス(無色)
融点:900℃、平均粒子径0.22mm
熱膨張係数:3.83×10−6K−1
(A−2)無アルカリガラス(無色)
融点:900℃、平均粒子径0.085mm
熱膨張係数:3.83×10−6K−1
(A−3)ソーダ石灰ガラス(無色)
融点:800℃、平均粒子径0.085mm
熱膨張係数:8.71×10−6K−1
(A−4)ソーダ石灰ガラス(褐色)
融点:800℃、平均粒子径0.085mm
熱膨張係数:8.69×10−6K−1
(A−5)カリ石灰ガラス(無色)
融点:750℃、平均粒子径0.2mm
熱膨張係数:8.60×10−6K−1
(A−6)カリ石灰ガラス(青色)
融点:750℃、平均粒子径3.5mm
熱膨張係数:8.56×10−6K−1
(A−7)カリ石灰ガラス(緑色)
融点:750℃、平均粒子径2mm
熱膨張係数:8.56×10−6K−1
(A−8)釉薬(白色)
融点:750℃、平均粒子径0.2mm
熱膨張係数:4.10×10−6K−1
(B):半水石膏 α型
(C):珪酸ソーダ 3号規格、粉末状
(D):珪砂 平均粒子径0.16mm
The following were used as raw materials.
(A-1) Alkali-free glass (colorless)
Melting point: 900 ° C., average particle size 0.22 mm
Thermal expansion coefficient: 3.83 × 10 −6 K −1
(A-2) Alkali-free glass (colorless)
Melting point: 900 ° C., average particle size 0.085 mm
Thermal expansion coefficient: 3.83 × 10 −6 K −1
(A-3) Soda lime glass (colorless)
Melting point: 800 ° C., average particle size 0.085 mm
Thermal expansion coefficient: 8.71 × 10 −6 K −1
(A-4) Soda lime glass (brown)
Melting point: 800 ° C., average particle size 0.085 mm
Thermal expansion coefficient: 8.69 × 10 −6 K −1
(A-5) Potassium lime glass (colorless)
Melting point: 750 ° C., average particle size 0.2 mm
Thermal expansion coefficient: 8.60 × 10 −6 K −1
(A-6) Potassium lime glass (blue)
Melting point: 750 ° C., average particle size 3.5 mm
Thermal expansion coefficient: 8.56 × 10 −6 K −1
(A-7) Potassium lime glass (green)
Melting point: 750 ° C., average particle size 2 mm
Thermal expansion coefficient: 8.56 × 10 −6 K −1
(A-8) Glaze (white)
Melting point: 750 ° C., average particle size 0.2 mm
Thermal expansion coefficient: 4.10 × 10 −6 K −1
(B): Hemihydrate gypsum α-type (C): Sodium silicate No. 3 standard, powder (D): Silica sand Average particle size 0.16 mm
<基材層(成形体)の製造>
表1に示す配合に従い、各原料を常法により混合・攪拌することによって無機質組成物を製造し、100×70mm(深さ13mm)の離型性を有する型枠(以下、「型枠」という)に充填し、常温下(25℃)で6時間乾燥させた後、50℃下で12時間乾燥させて成形体1を得た。
<Manufacture of base material layer (molded body)>
According to the composition shown in Table 1, each raw material is mixed and stirred by a conventional method to produce an inorganic composition, and a mold having a releasability of 100 × 70 mm (depth 13 mm) (hereinafter referred to as “form”). ) And dried at room temperature (25 ° C.) for 6 hours, and then dried at 50 ° C. for 12 hours to obtain a molded body 1.
(評価1:反り)
成形体1について、成形品を平らな面に置き、1辺を平滑面に押し当て、対角の辺が平滑面から浮きの有無により反りを測定した。その結果、成形体1は、浮きは認められず、反りのないものであった。表1に結果を示す。
○:反りなし
×:反りあり
(Evaluation 1: Warpage)
About the molded object 1, the molded article was set | placed on the flat surface, 1 side was pressed on the smooth surface, and curvature was measured by the presence or absence of the diagonal side floating from the smooth surface. As a result, the molded body 1 had no warpage and was not warped. Table 1 shows the results.
○: No warping ×: Warping
(評価2:乾燥収縮)
成形体1について、各辺の長さを測定し、型枠のサイズと比較した結果、型枠のサイズが保持されており、乾燥による収縮は見られなかった。表1に結果を示す。
◎:収縮なし
○:僅かに収縮(1%未満)
×:収縮あり
(Evaluation 2: Drying shrinkage)
As for the molded body 1, the length of each side was measured and compared with the size of the mold. As a result, the size of the mold was maintained and no shrinkage due to drying was observed. Table 1 shows the results.
A: No contraction B: Slight contraction (less than 1%)
×: Shrinkage
(評価3:基材層の熱膨張係数)
成形体1を850℃で30分間焼成した後、L50mm×φ5mmのロッド状に切り出したものを試料とし、熱膨張測定装置(真空理工社製、DLY7000RH)を用いて、20℃〜500℃までの範囲の熱膨張係数を測定した。表1に結果を示す。
(Evaluation 3: Thermal expansion coefficient of base material layer)
After firing the molded body 1 at 850 ° C. for 30 minutes, a sample cut into a L50 mm × φ5 mm rod shape was used as a sample, and a thermal expansion measurement device (DLY7000RH, manufactured by Vacuum Riko Co., Ltd.) was used. The thermal expansion coefficient of the range was measured. Table 1 shows the results.
表1に示す配合に従い、成形体2〜13を作製し、上記成形体1と同様の評価を行った。表1に結果を示す。 According to the formulation shown in Table 1, molded bodies 2 to 13 were produced and evaluated in the same manner as the molded body 1 described above. Table 1 shows the results.
<意匠材の製造>
(試験例1)
基材層として上記の成形体1の上に、意匠材原料を表2に示す重量比率で混合したものを敷き詰め、表2に示す温度で30分間焼成し、意匠材1を得た。
(評価4:加熱による収縮)
意匠材1について、各辺の長さを測定し、型枠のサイズと比較した結果、型枠のサイズが保持されており、焼成による収縮は見られなかった。表2に結果を示す。
◎:収縮なし
○:僅かに収縮(1%未満)
×:収縮あり
<Manufacture of design materials>
(Test Example 1)
As a base material layer, a mixture of design material raw materials in a weight ratio shown in Table 2 was spread on the above-described molded body 1 and fired at the temperature shown in Table 2 for 30 minutes to obtain a design material 1.
(Evaluation 4: Shrinkage by heating)
As for the design material 1, the length of each side was measured and compared with the size of the mold. As a result, the size of the mold was maintained, and shrinkage due to firing was not observed. Table 2 shows the results.
A: No contraction B: Slight contraction (less than 1%)
×: Shrinkage
(評価5:意匠性)
意匠材1について、基材層と意匠層の積層状態、及び意匠性(ガラス層のクラックの有無)を評価した。評価基準は、各層が均一に積層され、クラックのないものを「◎」、各層が不均一に積層されたり、クラックを有するものを「×」とする4段階評価(優:◎>○>△>×:劣)で行った。表2に結果を示す。
(Evaluation 5: Designability)
About the design material 1, the lamination | stacking state of a base material layer and a design layer, and the designability (presence of the crack of a glass layer) were evaluated. The evaluation criteria are a four-level evaluation (excellent: ◎>○> △) where each layer is uniformly laminated, “◎” when there is no crack, and “×” when each layer is unevenly laminated or has a crack. > ×: inferior). Table 2 shows the results.
(評価6:耐水性)
意匠材1について、水に24時間浸漬後し、成形体の状態を評価した。表2に結果を示す。
◎:変化なし
○:ほぼ変化なし
△:水浸漬後、脆くなる
×:水浸漬中に徐々に崩れる
(Evaluation 6: Water resistance)
About the design material 1, it immersed in water for 24 hours, and evaluated the state of the molded object. Table 2 shows the results.
◎: No change ○: Almost no change △: Brittle after water immersion ×: Gradually collapsed during water immersion
(試験例2〜16)
表2に示す成形体と意匠層の組み合わせにより、試験例1と同様にして意匠材2〜16作製し、意匠材1と同様の評価をおこなった。結果を表2に示す。
(Test Examples 2 to 16)
Design materials 2 to 16 were produced in the same manner as in Test Example 1 by the combination of the molded body and the design layer shown in Table 2, and the same evaluation as that of the design material 1 was performed. The results are shown in Table 2.
Claims (5)
上記基材層は、無機質組成物の成形体であり、
上記無機質組成物は、平均粒子径0.01〜5mmのガラス粒子100重量部に対し、石膏10〜200重量部、及び水ガラスを固形分として5〜150重量部含み、石膏と水ガラスの重量比が90:10〜40:60であり、
上記意匠層は、ガラス層であることを特徴とする意匠材 A design material in which a design layer is laminated on a base material layer,
The base material layer is a molded body of an inorganic composition,
The inorganic composition contains 10 to 200 parts by weight of gypsum and 5 to 150 parts by weight of water glass as a solid content with respect to 100 parts by weight of glass particles having an average particle diameter of 0.01 to 5 mm, and the weight of gypsum and water glass. The ratio is 90:10 to 40:60,
The design material is a glass layer, the design material
上記ガラス層の熱膨張係数が上記基材層に対して、±1×10The thermal expansion coefficient of the glass layer is ± 1 × 10 with respect to the base material layer. −6-6 KK −1-1 の範囲であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の意匠材The design material according to any one of claims 1 to 4, wherein the design material is
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