JPH01126281A - 軽量断熱陶磁器製成形体 - 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］ 本発明は軽量かつ断熱保温性のよい陶磁器、衛生陶器、
あるいはタイル等の建材用陶器などとして使用される陶
磁器製成形体に関するものである。

［従来の技術］ 従来、軽量で保温性の良い陶磁器材料はセラミックス素
地を成形時に厚くし肉厚の成形体を得ていた。

又、中空球を利用するものとして、アルミナ中空球を使
用した耐火断熱レンガがある。これはアルミナ中空球を
結合剤として耐火粘土、微粉アルミナ、有機結合材によ
って結合し断熱レンガとしたものである。

〔発明が解決しようとする問題点］ しかし、前記前者によるものは気孔率が高まるにつれて
クラック等がはいりやすく強度低下が避けられない。又
後者によるものはアルミナ中空体の殻厚さは数１０μｍ
あり、中空球として有効に働、くサイズは１〜８ｍ■で
ありこのものは高価であり、かつ熱伝導率も高い。又こ
のものを添加した成形体は中空球が比較的大きいので、
それが表面に露出すると均一で滑らかな表面が得られず
陶磁器としての用途は限られる。

本発明は強度を保ちつつ、軽量で断熱性がよく、しかも
安価な陶磁器製成形体を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本件発明者は上記目的を達成するため鋭意研究を行った
結果、シリカ−アルミナ系素材から微小で空孔比率の高
い中空球が得られ、このものは壊れにくいのでシリカ−
アルミナ系セラミックス素地に所定量添加して焼成して
得られた成形体は陶磁器として軽量かつ断熱保温効果も
高（、しかも原料であるシリカ−アルミナ素材はフライ
アッシュ、シラス、黒曜石などから手軽に得られるので
経済性も高いことも確認して本件発明を完成させた。

すなわち、本件発明の要旨はシリカ−アルミナ系中空球
がシリカ−アルミナ系セラミックス素地中に全重量に対
し１０〜９５重量％含有してなる軽量断熱陶磁器製成形
体にある。

［発明の構成の具体的説明］ 以下本発明を詳しく述べる。

本発明を構成する中空球のサイズは１０μｍ未満では殻
厚さは薄くなり中空球が破れやすくなり、又は中実球と
なるので好ましくなく、又サイズが２０００μｍを超え
るものはセラミックス素地に添加して陶磁器製成形体を
形成した時、当該成形体の表面に中空球がでやすくなり
、その結果破れやすいので１０〜２０００μｍの範囲が
好適である。又、中空球中の空孔の比率はサイズ１０μ
ｍで５％程度、サイズ２０００μｍで９５％程度である
。

このような中空球はシリカ−アルミナ系素材より作られ
る。シリカ、アルミナの好ましい組成はＳ　ｉｏ　２４
０〜８０重量に、Ａｇ２０３５〜３５重量％であり、こ
の他にＦｅ２Ｏ３，Ｃａｂ、ＭｇＯ。

”ＮａＯ，ＫＯ等の酸化物又は不純物を若干量含むもの
であってもよい。この理由は５１０２が８０重量％を超
える、或いはＡＩ！２０３が５重量％未満の場合は融点
が高く中空球製造が難しく、−の殻厚さが得られず、中
空球製造が難しくなる。

このようなシリカ−アルミナ系中空球はフライアッシュ
、シラス、黒曜石などから容易に得られる。第１表は上
記原料から得られたバルーンの代表的組成を記述したも
のである。

（以下余白） 第　　　１　　　表 これらの原料から中空球を得るには次の方法による。フ
ライアッシュの場合は各種工場の煙道中で灰分として生
じたものを集塵機で捕集する。このちのは粒子が細かく
球形である。この中には中空でないものもあるがこれを
水中で浮上法によって回収すれば、本発明を構成する中
空球が得られる。シラスバルーン、黒曜石の場合はロー
タリー内 キルン等の炉幅で８００〜１２００℃で加熱すると内部
のガスが適度に膨張して、光沢のあるガラス状中空球が
得られる。流動床のように熱風で加熱してもよい。

本発明を構成するシリカ−アルミナ系セラミックス素地
は各種鉱物原料を使用する。シリカ−アルミナ系セラミ
ックス素地の好ましい組成はＳ　Ｌ　０２３５〜７踵量
％、Ａｌ２０３５〜６０重量％、Ｆｅ２０３Ｔｒ　〜３
．５重量％（Ｔｒはトレースすなわち極微量を表わす。

以下同じ）、Ｃａ０Ｔｒ　〜１０重量％、ＭｇＯＴｒ〜
１５重量％、Ｋ２Ｏ１〜３．５重量％、Ｎ　ａ　２００
．５〜２−５重量％、その他不純物である。組成は目的
となる用途に応じて異なる。例えば第２表の如くである
。

（以下余白） これらのシリカ−アルミナ素地は各種鉱物原料を配合し
て作る。鉱物原料としては各種様々のものがあるがその
１例として関白カオリン、土岐口蛙目粘土、天草陶石な
どがある。参考のため、これら鉱物原料の組成を第３表
に示す。

（以下余白） これらの鉱物原料の他に工業半製品、例えばマグネシア
クリンカ−、ドロマイトクリンカ−等を配合させてもよ
い。

本発明に係る成形体は前記のシリカ−アルミナ系セラミ
ックス素地に所定量のシリカ−アルミナ系中空球を添加
し、混合して成形後、焼成することによって得られる。

シリカ−アルミナ系中空球の添加量は全重量に対して１
０〜９５重量％、好ましくは２５〜９０重量％になるよ
うにする。１０重量％に満たないものは本願の目的であ
る軽量化、断熱保温性に欠ける。又９！４８％を超える
ものはもろくなるので適当でない。

成形に際してはアラビアのり、カルボキシメチルセルロ
ース（ＣＭＣ）等の有機結合剤を添加してもよい。なお
成形はスリップキャスト、ろくろ、プレス等、従来公知
の方法で任意の形状に成形する。最後に焼成は９００〜
１４００℃の温度範囲で行う。

［実　施　例］ 鉱物原料を配合してＳ　ｉ０２４５．８重量％、１！　
　０　４８．７重量％、Ｆ　ｅ　２０　ａ　０−３４重
量％、”ｒ　ｉ　ｏ２ｏ、ｉｅ重量％、Ｃａ　００．２
５重量％の組成を有するセラミックス素地を作り、これ
にフライアッシュを浮上分離して得た中空球を第４表に
示す割合で添加し、スリップキャストでテストピースを
作成し、乾燥後、１２００℃で焼成した。尚中空球の粒
度は１０〜３００μｍ、平均粒径１１０μｍであり、組
成はＳ　ｉ　０２５７．５重量％、Ａｆ１２０３３０．
０重量％、Ｆｅ２Ｏ３４，０ｆｆｉ量％、ＣａＯとＭｇ
Ｏは合わせて２．０重量％、Ｎ　ａ　２０とに２０は合
わせて４．０重量％であった。焼成して得られた陶磁器
製成形体の熱伝導率、カサ比重を第４表にそれぞれ示す
。第４表から本発明品は軽量であること明らかである。

又熱伝導率も他の陶磁器、例えば耐熱磁器（０，７〜１
．８ｋｃａｌ／ｍ−ｈｒ　・”Ｃ）　、ジルコン磁器（
約３．［１ｋｃａｌ／ｍ−ｈｒ−’Ｃ）　、アルミナ磁
器（２，５〜１８ｋｃａｌ／　ｍ−ｈｒ　◆’Ｃ）　、
硬質陶器（０，８〜１．２ｋｃａｌ／ｍ−ｈｒ　・’Ｃ
）等に比べて低く、断熱保温性に優れている。

（以下余白） 第４表 ［発明の効果］ 本発明に係る陶磁器製成形体は軽量かつ断熱保温性がよ
く、しかも安価な原料より製造できるので経済的である
。よって軽量・保温性が要求される陶磁器、衛生陶器、
外壁用タイル、陶器瓦などに好適に使用される。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリカ−アルミナ系中空球がシリカ−アルミナ系セラミ
   ックス素地中に全重量に対し１０〜９５重量％含有して
   なる軽量断熱陶磁器製成形体。