JPH01115628A - 複合セラミック板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は複合セラミック板に関する。さらに詳しくは、
好ましくは独立気孔よりなる多孔質層と硬質、緻密なガ
ラス層とがらなり、断熱性、耐火性、防火性、耐摩耗性
、装飾性に優れた複合セラミック板に関する。

［従来の技術および発明が解決しようとする問題点コ 従来より、断熱性、耐火性に優れ、軽量で取り扱いが容
易であるため建物の外壁や間仕切壁などにＡＬＣ，トヨ
ダセロームなどの軽量発泡パネルが用いられている。

しかしながら、−見平滑で堅牢にみえる発泡体の表面も
表皮まで気孔が連なっており、鋭利な物で突けばすぐに
気泡に通じて穴があき、また摩耗すればすぐに気孔が現
われてしまう。このように従来の軽量発泡パネルは軽量
で断熱性、耐火性に優れているものの、表面の硬度、摩
耗性に大きな欠点があり、さらに吸水性も高いため表面
に何らかの処理を施す必要があるなど用途的に問題を残
していた。

本発明は、前記の点に鑑み、前記従来例の有する欠点が
解消されたセラミック板を提供することを目的とする。

すなわち、本発明の目的は、多孔質層の表面にガラス層
が形成されており、表面硬度、耐摩耗性に優れた複合セ
ラミック板を提供することである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の複合セラミック板は、加熱により発泡する無機
質原料層と、該無機質原料層の片面または両面に形成さ
れてなるガラス粒とフリットの混合物からなる層とを同
時焼成して、溶化一体化せしめることで、多孔質層の片
面または両面に緻密なガラス層が形成されてなることを
特徴としている。

［実施例］ 以下、本発明の複合セラミック板について詳細に説明す
る。

本発明の複合セラミック板は、加熱発泡した無機質原料
からなり、好ましくは独立気孔で構成されてなる多孔質
層と該多孔質層の片面もしくは両面に設けられたガラス
層とから構成されている。

多孔質層を形成する発泡性無機質原料としては、天然ガ
ラス、人ニガラスなどの粉末に、ドロマイト、炭化硅素
などの発泡剤を加えたものを用いてもよいが、ガラス粉
末に代えて火山性天然原料である酸性白土、抗火石、シ
ラスなどにフラックス成分と発泡剤を加配して４４ｕｍ
−９０％以上になるように微粉砕しく全重量の９０％以
」二が４４．のフルイを通ること）、この粉体を２．０
〜１．ｏｍ／ｍに造粒したものを用いるのが温度の均一
、均一発泡加熱によるガスの発散性などにおいて優れて
いるので好ましい。

フラックス成分とは、他の物質に混入せしめるとその物
質の融点を下げる物質であり、たとえばＮａ２ＣＯａ、
Ｎａ２５ｉ０３、Ｎ　ａ　Ｎ　０３、Ｎａ２ＨＰＯ４、
Ｐｂ３Ｏ４，２ＰｂＣＯ３・Ｐｂ（Ｏｌｌ）２、ＢａＣ
Ｏ３、）Ｊ４Ｂ４０７・Ｉｆ））＋２０　、　ＨｓＢＯ
３、ＺｎＯ、ガラス粉、フリットなどがある。

多孔質層の内部にはセラミック板の強度を保持するため
にラス網などの補強材を埋設しておくのが好ましい。多
孔質層は、緻密な独立気孔で構成するのが製品の強度上
好ましく、このばあいは発泡後に独立気孔となるように
原料の種類、配合割合、ペレットの粒度などを調整する
必要がある。しかしながら、連通気孔を残すように構成
せしめてよい。

多孔質層の厚さはとくに限定はなく、複合セラミック板
の厚さや用途などに応じて適宜選定すればよいが、概ね
０．８〜１．５ｃｍ（製品の状態での厚さ）が目安であ
る。

ガラス層は、多孔質層の表面強度を」二げるとともに装
飾性を向上させるために形成される層あり、板ガラスや
いわゆるワンウェー瓶（使い捨てタイプの瓶容器のこと
）などを粉砕してえられるガラス粒とフリットとの混合
物を焼成溶融せしめ、前記多孔質層と一体化させた層で
ある。ガラス粒の大きさは、粒が大きいと粒界の空間も
大きくなりガラスの溶解でその粒界を埋めることができ
ず、粒界にピンホールを残し、一方位が細かいと失透し
て白く濁るので０．５〜４．０ｍｍであるのが好ましく
　、１．０〜２．０ｍｍであるのがとくに好ましい。

フリットは、ガラス粒の体膨張係数を調整するために用
いられ、有鉛透明、無鉛透明、ジルコン乳白などの一種
または二種以上を好適に用いることができる。

発泡性無機質原料層の」−にガラス粒を積層し　Ｂ　− て焼成すると、いくら加熱、冷却に注意してもえられた
複合セラミック板は凹そりとなり、ガラス層には無数の
クラックが生じてしまう。これは、多孔質層の体膨張係
数が２２７Ｘ１０−７であるのに対して、ガラス層のそ
れが２５５Ｘ１０−７と大きく、冷却していくにつれて
ガラス層の収縮のほうが大きいため凹そりとなり、クラ
ックが発生してしまうのである。かかる問題を解決する
ために、禾発明においては、ガラス粒にフリットが混入
されている。混入の形態としては、ガラス粒に粒径１．
０〜２．０Ｉ＋＋＋ｎ程度のフリット粉をフリット粉の
混合割合が５〜ｂ ように混ぜあわせてもよいし、ガラス粒に粒径８０メツ
シユ以下のフリット微粉をパン型またはドラム型などの
転勤コーティングによりコーティングしてもよい。この
ようにフリット微粉をガラス粒にコーティングするとき
は、高価なフリットの使用量を減することができるとい
う効果がある。コーティングによるばあいは、フリット
の量は少ないものの、ガラス粒の表面はフリット微粉に
よって被覆され、この被覆によって粒界ができる。そし
て、この粒界のフリットは多孔質およびガラス粒の体膨
張係数よりも小さいので、ガラスの冷却によるひずみ応
力を緩和して、そりやクラックの発生を防止することが
できるのである。

フリットは多孔質層およびガラスより軟化温度および固
化温度が低いものを選定する必要があり、また多孔質層
、ガラス粒よりも体膨張係数が小さいのが好ましい。た
だし、体膨張係数に関しては、たとえフリットの体膨張
係数がガラス粒のそれよりも大きくても、固化温度がガ
ラス粒のそれよりも低いばあいは、ガラスの固化による
ひずみ応力は軟いフリットにより吸収されるので複合セ
ラミック板に、そりゃクラックの発生は見られない。

一本発明におけるガラス層の意義は、表面強度を上げる
とともに複合セラミック板の装飾性を高、めることにも
ある。ガラス層は研磨すれば光沢を放ち鏡状の面となり
、また研磨しなければスリガラス状の表面であり床など
の滑り、止めにもなる。また、多孔質層を構成する発泡
性無機質原料に着色粒を混入するとこれらの色はガラス
層を通して優雅な色調を呈するようになる。

さらに、透明ガラスおよび透明フリットを用いてもそ、
れらの粒径が小さいばいは失透して乳白色となり、また
ガラス粒に微細なフリット粉をコーティングすると緻密
４フリツトコーテイングが乳白となり、透明なガ、ラス
粒と乳白の網目を表現することができるし、透明ガラス
粒と乳白フリット粉とを混合して溶化一体にすると白色
斑点のある模様を形成することができる。

このように、ガラ１ス粒、フリット粉の混合一方法（た
んにそれぞれの粒を混合するが、ガラス粒にフリット微
粉をコーティングするがなど）、粒径、種類を適宜変化
させるこ、とで多種多様、の模−様を、う、ることかで
きる。

つぎに本発明の複合セラミック板の製法について説明す
る。

本発明の複合セラミック板は、前述した多孔質層を構成
するペレット状の発泡性無機質原料をベルトコンベア上
に積層し、その上にガラス層を構成する原料を積層した
ものか、もしくはガラス層を構成する原料層の−Ｌに発
泡性無機質原料およびガラス層を構成する原料をこの順
序で積層しりものを焼成炉内にて焼成して一体化せしめ
ることで製造される。

焼成炉としては、耐熱メツシュベルトを備えた搬送トン
４ネル炉を採用するのが好ましい。メツシュベルトを用
いると、発泡時に揮散成分を上下面から均一に拡散させ
、かつ、上下面ともに均一な熱伝達を行なうことができ
る。

昇温速度は発泡層、ガラス層の厚さにより異なるが概ね
２０℃／分が目安である。

焼成温度は、配合原料の５ｉ０２、Ｍ２Ｏ３、フラック
ス成分の割合により決定されるが、メツシュベルト、ロ
ールなどに金属部品を用いるときは、その保全のために
も、できるだけ低温で焼成するのが好ましく、具体的に
は、７５０℃〜８５０℃の範囲で焼成を行なうのが好ま
しい。

焼成炉内にて前記のごとく積層されたものを昇温してい
くと、発泡性無機質材料は軟化を始めガスを発生させな
がら膨張して体積を増し、発泡が進む。

発泡後、多孔質層およびガラス層とが一体となった複合
セラミック板は、冷却されるが、このばあいに冷却され
たロールにより表面を急冷し、その後表面が再軟化する
よう再加熱（たとえば焼成炉内の雰囲気温度により再加
熱する）するのが好ましい。好ましいロールの数は、セ
ラミック板の厚さや原料の種類などにより異なり、本発
明においてとくに限定されるものではない。急冷後、再
軟化させることで発泡セラミック板の明度または光沢（
ＪＩＳ　Ｚ　８７２２により測定）を増加させることが
できる。ロールで押圧急冷後、再加熱するのは、加熱溶
化して光沢のあるガラス表面でも、熱間でロール、押圧
すると光沢を失ない、マット表面（艶消表面）となるか
らである。そのため、再度表面を加熱して溶化させ光沢
を出してから、冷却帯へ移行させて「ひずみ」応力を除
去するよう順次冷却して、多孔質層およびガラス層とを
一体化せしめるのである。こうして、平滑で光沢のある
複合セラミック板を製造することができる。

急冷押圧ロールの温度は、製品表面温度より６０〜７０
℃低い温度のロールで押圧すれば、ロールの融着の防止
はできるが、生産性を高めるためには固化温度まで下げ
るのが好ましく、したがって、たとえば表面温度８８０
℃で焼成した発泡セラミック板の表面を６００℃まで急
冷し、そののち８５０℃程度で再加熱するのが一般的な
方法である。

つぎに本発明のセラミック板を実施例にもとづき説明す
るが、本発明はもとよりかかる実施例に限定されるもの
ではない。

実施例１ 酸性白土７１％（重量％、以下同様）、ソーダ灰ｌＯ％
、硝酸ソーダ４％、ドロマイト５％およびジルコンフラ
ワーｌＯ％からなる配合原料を粒径が４４ｍ＋−９８％
以上となるようポットミルを用いて乾式粉砕し、そのの
ちパン型造粒機を用いて粒径１．θ〜２．０１のペレッ
トをえた。このペレットを多孔質層原料として用いた。

以上のようにしてえられた多孔質層原料を耐熱メツシュ
ヘルド上ニ■００ｘＩ００×１．０°ｍ（厚さ）となる
ように積層し、この層の上にガラス（ユニオンガラス■
製）およびフリット（日本フェロ−■製Ｎｏ、３４９Ｂ
フリット）をそれぞれ粒径１〜２．３■となるよう、に
粉砕したものを、ガラス２に対してフリット１（重量割
合）となるように混合した混合原料を厚さ５ＩＩＩｍと
なるよう積層した。使用原料の体膨張係数および固化温
度は以下のごとくであった。

体膨張係数　　固化温度 多孔質層　　２２７Ｘ１０−７　　　　−ガラス粒　　
　２５５Ｘ１０−７　　　８５０℃フリット　　　１８
１Ｘ　１０−７　　　８５０℃えられた積層体を２８ｃ
ｍ／分の速度で炉内に搬−１つ− 人し、２０℃／分で昇温しでいき、焼成温度９００℃で
約１４分間加熱して溶化一体させた。その後、冷却され
た１６０ａｖφのロール２本で表、裏の両面より押圧急
冷した。そして、入口温度が６５０℃に保持された徐冷
帯にて順次温度を下げていき、製品温度６０℃にて炉外
へ搬出した。炉内に搬入してから　１５０分後に焼成を
完了した。

えられた複合セラミック板は、独立発泡層と堅牢優美な
ガラス層の二層構造を有するセラミック板であり、そり
、クラックはまったく認められなかった。

実施例２ 粒径１〜２．３１に粉砕されたガラス粒９重量部の表面
をＣＭＣの２％溶液で濡らし、この表面に８０メツシユ
以下に粉砕されたフリット粉末（日本フェロ−■製Ｎｏ
、１９７２フリット）１重量部をコーティングしてガラ
ス層原料をえた。使用原料の体膨張係数および固化温度
は以下のごとくであった。

体膨張係数　　固化温度 多孔質層　　２２７Ｘ１０−７　　　　−ガラス粒　　
　２５５ｘ　１０−’　　　　８５０’Ｃフリツト　　
　２［ｆＯｘ　１０−７　　　６００’にれらの原料を
実施例１と同様の厚さで積層し、同様の条件で焼成した
。

えられた複合セラミック板は、独立発泡層と堅牢優美な
ガラス層の二層構造を有するセラミック板であり、そり
、クラックはまったく認められなかった。

実施例３ フリットとして日本フェロ−■製のＮｏ、３４９［ｉフ
リットに代えて日本フェロ−■製のＮｏ、３９３７フリ
ツトを用いた以外は実施例１と同様にして複合セラミッ
ク板を製造した。使用原料の体膨張係数および固化温度
は以下のごとくであった。

体膨張係数　　固化温度 多孔質層　　２２７Ｘ１０−７　　　　−ガラス粒　　
　２５５Ｘ　１０−７　　　６５０℃フリット　　　２
８ＯＸ　１０−７　　　６５０℃えられた複合セラミッ
ク板は、独立発泡層と堅牢優美なガラス層の二層構造を
有するセラミック板であり、そり、クラックはまったく
認められなかった。

フリットの体膨張係数はガラス粒のそれよりも大きく、
体膨張係数のみで考えれば、ガラス粒のみを積層するよ
りもそり、クラックが大きくなるものと考えられたが、
えられた複合セラミック板はまったく異状が認められな
かった。

これは、フリットの固化温度がガラスよりも低温であり
、ガラスの冷却固化ひずみを軟いフリットが吸収したも
のと推認される。

実施例４ フリットとして日本フェロ−■製のＮＯ，３４９Ｂフリ
ツトに代えて日本フェロ−■製のＦＡ−８０９を用いた
以外は実施例１と同様にして複合セラミック板を製造し
た。使用原料の体膨張係数および固化温度は以下のごと
くであった。

＝　　１５　− 体膨張係数　　固化温度 多孔質層　　２２７Ｘ１０−７　　　　−ガラス粒　　
　２５５Ｘ　１０−７　　　８５０°Ｃフリット　　　
１５２ｘ　１０−７　　　７８０℃えられた複合セラミ
ック板は、独立発泡層と堅牢優美なガラス層の二層構造
を有するセラミック板であり、そり、クラックはまった
く認められなかっ九。

比較例１〜２ ガラス粒とフリットの混合割合を重量比で８：２（比較
例１）および９：１（比較例２）とした以外は実施例４
と同様にして複合セラミック板を製造した。

えられた複合セラミック板には本数は少ないが長いヘア
ークラックが発生した。これは、フリットの体膨張係数
はガラス粒より小さいが、固化温度がガラス粒よりも高
温であるため、体膨張係数の小さなフリット粒が多くガ
ラス層中に分散していないとガラスのひずみ応力を吸収
できないからである。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、本発明によれば多孔質層の表面に
ガラス層が多孔質層と一体に形成されており、軽量であ
り耐火性、断熱性に優れるといった多孔質セラミック板
の特長を有するはもちろんのこと、表面強度が大きく、
しかも装飾性に優れた複合セラミック板をうろことがで
きる。

特許出願人　　ナショナル住宅産業株式会社はか２名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　加熱により発泡する無機質原料層と、該無機質原料
   層の片面または両面に形成されてなるガラス粒とフリッ
   トの混合物からなる層とを同時焼成して、溶化一体化せ
   しめることで、多孔質層の片面または両面に緻密なガラ
   ス層が形成されてなる複合セラミック板。 ２　前記フリットが有鉛透明、無鉛透明およびジルコン
   乳白からなる群より選ばれた少なくとも一種である特許
   請求の範囲第１項記載の複合セラミック板。 ３　フリットの混合割合が前記混合物の５〜５０容量％
   である特許請求の範囲第１項記載の複合セラミック板。 ４　ガラス粒およびフリットの粒径が０．２〜５．０ｍ
   ｍである特許請求の範囲第１項記載の複合セラミック板
   。 ５　ガラス粒にフリットがコーティングされてなる特許
   請求の範囲第１項記載の複合セラミック板。 ６　フリットの体膨張係数がガラス粒のそれよりも大き
   く、かつ、フリットの固化温度がガラス粒のそれより低
   い特許請求の範囲第１項記載の複合セラミック板。