JPH03153580A - 発泡セラミック板の製法 - 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〕 本発明は発泡セラミック板の製法に関する。

さらに詳しくは、造粒物の表面をコーティングにより着
色することで、風趣に富んだ多様な表情を有する発泡セ
ラミック板を簡易かつ確実にうろことのできる発泡セラ
ミック板の製法に関する。

〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕

ＡＬＣは多くの住宅に使用されており、多孔質ゆえの軽
量性、断熱性および耐火性などは高く評価されているが
、一方において吸水性が大きい、耐凍害性に劣る、表面
の化粧性に欠は施工後に吹付などの表面仕上をせざるを
えない、といった種々の欠点がある素材である。

これらの欠点を解消するために、ＪＶ　２０　ｓＳ＋０
２系鉱物を主成分とする造粒物を焼成してえられる無機
質焼成発泡板が提案されている。しかし、この発泡板に
おいても、表面仕上げは釉薬を造粒した造粒物を積層し
、焼成して発泡基板と一体化させるという方法がとられ
ている。

このため、吸水性が大きく耐凍害性に劣る、施工後の防
水加工や表面化粧が必要であるといったＡＬＣの欠点は
解消されたが、表面化粧層を構成する釉薬の粒は多少の
大小があるもののいずれも同質であり、また異った色の
粒を混合して焼成しても、粒表面のはがれにより色調が
多少やわらかくなるものの出来上った製品の表面の表情
は固く、風趣の乏しい化粧面となり、意匠性が極めて狭
い限られた範囲にとどまってしまうという問題を残して
いる。これは各校の表面から芯まで同一色でできており
、粒の表面に色の変化がなく、異色粒の集合体にすぎな
いからである。また、生産性の面からみても各色の粒を
つくるごとにボールミルの洗浄が必要であり、ミルの中
の乾燥を含めると非能率である。

本発明者らは、かかる発泡セラミック板の意匠面におけ
る欠点を克服すべく種々検討を重ねた結果、すでに造粒
された粒の表面に着色原料または釉薬をコーティングし
て、えられた造粒物で層を形成し、焼成することにより
多様な表情を有する発泡セラミック板を簡易かつ確実に
えられることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明の製法は従来の方法と異なり、基礎原料粒を一度
に大量に造っておき、必要に応じてこの基礎粒に任意の
着色原料粉または着色釉泥漿をコーティングするもので
ある。コーティングに際し、粒全体に均一にコーティン
グすることもできるが、虫喰い状態のムラなコーティン
グをすることもできる。このような粒の集合面は深みが
あり、軟く風趣があり、意匠性も極めてよい。生産面で
も各色の着色原料、着色釉泥漿は量的に少なく各色専用
の小さなボットミルで充分であり、大型のボールミルを
洗浄する必要はなく、生産性向上につながる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の発泡セラミック板の製法は、無機発泡性造粒物
および必要に応じ無機造粒物を積層し、焼成する発泡セ
ラミック板の製法であって、無機発泡性造粒物および（
または）無機造粒物の各校の表面に着色原料または釉薬
をコーティングし、えられた造粒物で層を形成したのち
に焼成することを特徴としている。

〔実施例〕

本発明の製法は、すでに造粒された粒の表面に任意の色
を任意の量だけコーティングにより付着させ、所望によ
り複数の着色粒と混合することにより多様な表現を発泡
セラミック板に付与するものである。このばあいに、造
粒物自身の焼成呈色が白色であるのか、またはグレーで
あるのかなど原料の焼成呈色を充分認識したうえで粒の
表面にコーティングする粉末の色を決め、さらに付着量
と付着状態を決定する必要がある。

本発明の製法によりえられる発泡セラミック板は、少な
くとも一層の発泡層ないしはベース層を有するものであ
り、種々の構造のセラミック板が考えられる。たとえば
前記発泡層の表面に釉薬層またはガラス層からなる透明
化粧層を設けたものや、これらの発泡層と透明化粧層の
あいだに着色原料層や第２の発泡層などの中間層を設け
たものなどが例としてあげられる。

本発明の特徴は、発泡層や着色原料層を構成する、無機
発泡性造粒物や無機造粒物の各位の表面に着色原料また
は釉薬をコーティングｊ７、えられた造粒物を積層し、
焼成することである。

こうして、付着量や付着状態を適宜変えつつ造粒物に着
色原料などをコーティングすることにより、種々の趣の
ある表情を有する発泡セラミック板を商品かつ確実にう
ろことができるのである。

発泡層を構成する無機発泡性造粒物は、酸性白土、シラ
ス、抗火石、真珠岩、長石などを主原料として、これに
ソーダ灰、ホウ酸、ホウ砂、硝酸ソーダ、ドロマイトな
どの融剤やＳＩＣ、炭酸バリウム、炭酸カリウム、ガラ
ス粉、フリット、ジルコンフラワーなどを適宜補助原料
として配合したものを粉末化して、造粒化したものであ
る。原料の種類やその配合割合は、発泡倍率、溶融温度
などに応じて適宜選定すればよく、本発明においてとく
に限定されるものではない。

また、無機造粒物はガラス質化粧層などを構成し、ガラ
ス質化粧層のばあい、ガラス粉、フリット、ジルコンフ
ラワーなどの混合物を粉末化、造粒化したものである。

造粒物に着色原料または釉薬をコーティングする方法と
しては、着色粉末をバインダーを噴霧しつつ付着させる
方法や、バインダーを加配した着色原料または釉薬の微
細粒泥漿をスプレーを用いて噴霧する方法や、タイル、
食器などのセルベン粉砕粒や煉瓦の粉砕粉に透明釉薬泥
漿をスプレーを用いてコーティングする方法などがある
。

まず、着色粉末をバインダーで付着させる方法について
説明する。

着色粉末は、造粒物の配合原料と同一または近似した配
合原料粉末に、着色剤としてＫＡＩＯ（チタン工業■製
酸化チタン。黄色着色剤）や日間産業■製塩化コバルト
（青色着色剤）などの金属酸化物またはピグメント（た
とえば、日陶産業観製ＴＧ−５、Ｍ−６５０、Ｍ−３０
など）を適量加配してよく混合してえられる。そして、
造粒機を用いて造粒物を転勤させながら５〜１０％の水
ガラス溶液や１０〜１５％の糖蜜溶液などのバインダー
を噴霧して粒表面を湿らせて着色粉末を付着させる。こ
のばあい、造粒物の量に対して着色粉末の量が少ないと
付着ムラのあるコーティング粒かえられるが、着色粉末
を多量に用いてバインダーの噴霧と着色粉末の散布をく
り返せばコーティング層は厚くなり、各々の粒はムラの
ない着色粒となる。こうしてえられる２種類のコーテン
グ粒を混合して、焼成溶融させると、濃、中、淡の色調
変化のある表情の化粧層をうろことができる。

つぎに、バインダーを加配した着色原料または釉薬の微
細粒泥漿をスプレーを用いて噴霧する方法について説明
する。

造粒物の配合原料と同一または近似した配合原料に酸化
金属またはピグメントを適量加配し、さらに加里水ガラ
ス、ＰＶＡ溶液、ＣＭＣ、糖蜜などのバインダーおよび
ＣＭＣ、モナードガムなどの沈降防止剤をそれぞれ少量
ずつ加配する。そして最後に水を加えてボットミルなど
を用いて湿式粉砕してできた泥漿を造粒物の表面にスプ
レーにて付着させる。泥漿は造粒原料１ｇに対し約３０
〜２００ｃｃ噴霧される。噴霧量が３〜２０％と広範囲
なのは粒表面全体に均一にコーティングするばあいから
粒表面を部分的に着色するばあいまであるからである。

前記バインダーのうち加里水ガラスは、粒の表面硬度を
増して混合による表皮（コーティング層）のはがれや微
粉の発生が防止でき、均一な色調かえられるのでバイン
ターとしてとくに好ましいものである。

加里水ガラスの加配量は水に対して２〜３重量％である
のが好ましく、３％より多く加えるとノズルからの噴霧
状態が悪くなり、さらに５％を超えると昇温に対して発
泡のおそれがある。

一方２％未満であると付着が悪くなる。

造粒機内で造粒物を転勤させながら着色泥漿がスプレー
されるが、着色泥漿の量または粒表面への付着状態を適
宜変えることによって、多様な表情をうろことができる
。

たとえば、粒の流動層に細い霧状の着色泥漿を噴霧すれ
ば粒の表面に均一な着色層かえられ、この際、噴霧量を
少なくすれば淡い着色粒となり、噴霧量を多くすれば濃
い着色粒となる。また、粗い液粒を噴霧すれば、粒の表
面へ点となって着色粒に付着し、ムラのある着色粉がで
きる。前記粗い液粒には１流タイプのものと２流タイプ
のものとがある。１流タイプのものは、泥漿に圧力をか
けノズルを開いて液を放出するタイプであり、圧力とノ
ズルの開きの関係により粗さが調節される。すなわち、
圧力を下げてノズルを開くと飛散粒は大きくなり、圧力
を上げてノズルの開きを狭くすれば細粒になる。また、
２流タイプのものは泥漿をエアーにのせて噴霧する方法
である。このばあいは泥漿には圧力をかけず、エアーの
圧力と量、泥漿の量によって粗粒、細粒の調整ができる
。エアーの圧力を下げて量を少くし、泥漿の量を多くす
れば粗粒が飛散する。さらに、複数の異った着色泥漿を
噴霧すれば粒の表面に多くの色の点が付着したコーティ
ング粒をうることができる。このような着色粒を適宜組
み合わせ、混合して積層焼成すれば、複雑な色調を呈す
る優美な化粧面を有する発泡セラミック板をうることが
できるのである。

着色泥漿の噴霧コーティングは、流動層への噴霧の位置
や霧の状態によって多様な着色を行なうことができると
いう長所がある。しかも、バインダーとして加里水ガラ
スを用いるときは、加里水ガラスの炭酸ガスによる硬化
作用によって強度の大きな着色造粒物をうることができ
る。

以下、実施例にもとづき本発明の発泡セラミック板の製
法を説明するが、本発明はもとよりかかる実施例にのみ
限定されるものではない。

実施例１ 無機発泡性造粒物からなる層の上に着色ガラス造粒物を
積層し、焼成一体化させて発泡セラミック板を製造した
。

無機発泡性造粒物の調製 酸性白土５２％（重量％、以下同様）、ガラス粉２０％
、ソーダ灰ｌＯ％、硝酸ソーダ４％、ドロマイト７％お
よびジルコンフラワー７％からなる配合原料を１０ｍｍ
のスチールボールとともにボットミルに入れ６時間のあ
いだ乾式粉砕した。

えられた粉末は３２５メツシュバス９６％以上の大きさ
であった。この粉末にバインダー液（糖蜜１５％水溶液
）を噴霧しながらパン型造粒機にて造粒し、粒径１〜２
．５ｍの造粒物をえた。この造粒物をバイプルリフト転
勤温風乾燥機にて造粒含水率２％以下となるように乾燥
させた。

ガラス質化粧層用造粒物の調整 ガラス粉５３％、Ｒ−２フリット３７％、水簸粘土３％
、ベントナイト２％およびジルコンフラワー５％からな
る配合原料を１０ｍｍのスチールボールとともにボット
ミルに入れ５時間のあいだ乾式粉砕した。えられた粉末
は３２５メツシュバス９６％以上の大きさであった。こ
の粉末にバインダー液（糖蜜１５％水溶液）を噴霧しな
がらパン型造粒機にて造粒し、粒径１〜２．５＋ｕの造
粒物をえた。

着色化皺粒の調製 前述した化粧層用粉末１００ｇにＭ−６５０（日陶産業
■製顔料）　０．２５ｇを加配して、アイリッヒミキサ
ーに入れ、１分間高速撹拌混合して着色粉末Ａを造った
。

Ｍ−６５０に代えてＭ−３０（日陶産業■製顔料）３．
０ｇを用いた以外は、着色粉末Ａと同様にして着色粉末
Ｂを造った。

先に造粒しておいたガラス質化粧層用造粒物２．３ｇを
パン型造粒機に入れ、転動させながらバインダー液（糖
蜜１５％水溶液）を噴霧し、着色粉末Ａ　２４０ｇを湿
った粒表面に付着させて着色化皺粒Ａ゛を調整した。同
様にしてガラス質化粧層用造粒物１．Ｏｆｔに着色粉末
８７０ｇをコーティングして着色化皺粒Ｂ°を調整した
。

これらの着色化皺粒は、底面に穴径１．０鰭の網が張ら
れた容器に厚さ１０ｍｍとなるよう敷き、乾燥炉に入れ
て含水率２．０％以下に乾燥した。

着色コーティングされていないガラス質化粧層用造粒物
はロータリーキルンを用いた転勤乾燥で乾燥してもよい
が、着色化粧粒は、転勤乾燥すると粒表面の着色層が他
の粒との摩擦によりはがれてしまうので静置乾燥するの
が好ましい。

乾燥された３種類の造粒物、すなわちガラス質化粧層用
造粒物（無着色粒）　１．８１　、着色化粧粒Ａ’　２
．３Ｎおよび着色化粧粒Ｂ’　１．ＯＮをロッキングミ
キサーに入れて３分間混合した。各位は均一に混合され
るとともに着色粒の表皮（着色層）がわずかにはがれて
無着色粒の表面に移っていた（このことが焼成後の焼成
呈色の味を深める）。

造粒物の混合時間は長くすればするほど粒の摩擦により
微粉末が多く発生して、色調を濁らせてしまう。従って
、デザインの目的に応じて混合時間を適宜調節する必要
がある。

以上のようにして調製した造粒物を用いて発泡セラミッ
ク板を焼成した。

焼成炉は搬送用に耐熱メツシュベルトを架設した全長３
９ｍのトンネルキルンを用いた。巾１ｍのメツシュベル
ト上に離型材としてアルミナを塗布し、その上に無機発
泡性造粒物を工５關の厚さとなるように均一にチャージ
し、さらにその上に前記３種類の混合着色粒を厚さ５．
０■ｌとなるように積層した。えられた積層体を予熱帯
に搬送し、その後顧に焼成帯、急冷帯、徐冷帯、冷却帯
と通過させて炉出口より搬出した。

焼成条件は、予熱帯が３５０〜８５０℃、焼成帯が７０
０〜８７０℃、急冷帯が７１０〜７００℃、徐冷帯が６
２０〜４８０℃、冷却帯が４５０〜６０℃であった。メ
ツシュベルトの移動速度は２５ｃｍ／分であり、炉に入
れて炉から出るまでの所要時間は約１８０分であった。

えられた発泡セラミック板を中９０１、長さ１００　ｃ
ｍに切断したが、発泡孔は細かく、小孔の揃った発泡状
態であった（かさ比重：　０．８）。表面の化粧呈色は
全体に肌色であったが、化粧原料基材粒の白色と、この
白色が肌色やブラウン色に汚れた中間色とのあいだにブ
ラウンの点が散在して淡い色調を引き締めており、気品
のある優雅な発泡セラミック板をうろことができた。

実施例２ 無機発泡性造粒物の調製 実施例１と同様にして無機発泡性造粒物を調製した。

ガラス質化粧層用造粒物の調製 実施例１と同様にしてガラス質化粧層用造粒物を調製し
た。

着色原料液の調製 第１表に示される配合原料をボットミルに入れ、４時間
のあいだ湿式粉砕して着色原料液Ｃ１Ｄ、Ｅを調製した
。

〔以下余白〕

着色化皺粒の調製 先に造粒しておいたガラス質化粧層用造粒物１．２　ｆ
ｌをパン型造粒機に入れ、流動させながら着色原料液Ｃ
２４０ｃｃを霧状に流動粒に噴霧し、すべての粒表面に
コーティングを施して着色化皺粒Ｃ°を造った。

ついで、ガラス質化粧層用造粒物１．Ｏｇをパン型造粒
機に入れ、流動させながら着色原料液Ｄ　ｌ５０ｃｃを
水滴径が０．３ｍｍ位になるようにスプレーガンを調節
して流動する粒表面に噴霧して着色化皺粒Ｄ°を造った
。水滴は粒の表面に点状に付着していた。

さらに、ガラス質化粧層用造粒物０．１１をパン型造粒
機に入れ、流動させながら着色原料液２１５０ｃｃを、
大きな粒が流動するうすの中心部へ細い霧状（水滴径：
約１０ミクロン）で噴霧して着色化皺粒Ｅ゛を造った。

大きな粒は表面全体にコーティング着色され、一方、小
さな粒はうすく一部のみが着色された。

以上のようにして造った３種類の着色化皺粒を、着色化
皺粒Ｃ°７０％、着色化皺粒Ｄ゛１０％、着色化皺粒Ｅ
’　２０％の割合でローリングミキサーに入れ、３分間
混合した。混合された着色化皺粒の表面は硬く、混合に
よる微粉の発生は少なかつた。

ついで、シャツトルキルン台車上に耐火煉瓦製支柱を組
立て、その上にｉｏｏ　ｃｍ角のメツシュ（耐熱ネット
）を架設した。メツシュの表面に離型材としてアルミナ
質耐火粘土粉を塗布したのちにさきに用意しておいた無
機発泡性造粒物を［１０ｃｍ　Ｘ　［１０ｃｎ＋　Ｘ　
１．５　ｃｒｎ　（たてＸよこ×高さ）となるようにチ
ャージし、さらにその上に３種類混合の着色化皺粒を５
開の厚さとなるように積層して、その表面を水平な板で
余分の原料をかき落すことで平滑にした。

積層体を載せた台車を炉内に搬入し、積層体より下方に
ある下段バーナーのみ点火し、天井温度が常に下段温度
よりも８０〜８０℃低い状態で昇温した。なお、下段温
度が８４０℃になるまで下段バーナーのみで昇温した。

その後、上段バーナーも点火して、上段、下段ともに８
７０℃になるまで昇温を続けて火を止めた。そして、１
２時間冷却してから炉外へ搬出した。

えられた発泡セラミック板の厚さは２０ｍｍで、かさ比
重は０．６５であった。発泡セラミック板を６０ｃｍＸ
６０ｃｍの大きさに切断したが、切断面の発泡状態は小
さな独立気孔からできており、発泡層の上には緻密なガ
ラス層が形成されていた。

この表面の化粧層は、充分に溶融ガラス化し、肌色を基
調にした中に白がまばらに広がり、また所々にグレーの
淡い大きな粒が溶けて広がり、これらの色調の中に白色
を伴ったブラウンの点があった。いずれの粒もよく溶融
し結ばれていたが、それらの粒の粒界はそれぞれの色が
溶は合って新たな発色をして美しい表情を呈していた。

この発泡セラミック板は、軽量であり、表面はガラスで
化粧されているので清潔であり、また不燃性、断熱性に
優れた素材である。台所、溶室、便所など室内壁で近く
で見る壁材として好適に用いることができる。

実施例３ 無機発泡性造粒物からなる層の上に別の無機発泡性造粒
物とこの造粒物に着色粉体をコーティングしたものとを
混合した化粧原料を積層し、焼成一体化させて発泡セラ
ミック板を製造した。

無機発泡性造粒物の調製 酸性白土５２％、ガラス粉２０％、ソーダ灰ｌＯ％、ド
ロマイト７％、ジルコンフラワー７％および硝酸ソーダ
４％からなる配合原料を１０ｍｍのスチールボールとと
もにボールミルに入れ５時間のあいだ乾式粉砕した。え
られた粉末は３２５メツシュバス９６％以上の大きさで
あった。この粉末にバインダー液（糖蜜１５％水溶液）
を噴霧しながらパン型造粒機にて造粒し、粒径２，５〜
３．５關の造粒物をえた。この造粒物をバイプルリフト
転勤温風機にて含水率３％以下となるように乾燥させた
。

ガラス粉５３％、Ｒ−２フリット３７％、水簸粘土３％
、ベントナイト２％およびジルコニット５％からなる配
合原料を１０ｍｍのスチールボールとともにボールミル
に入れて５時間のあいだ乾式粉砕した。えられた粉末は
３２５メツシュバス９５％以上の大きさであった。この
粉末に着色剤として日陶産業■製ピグメントＭ−８５０
３％（外削）と同じ＜　Ｍ−３０９２％（外削）を加配
し、ロッキングミキサーにて４０分混合して着色コーテ
ィング原料を調製した。

発泡性造粒物をパン型造粒機に入れ、流転動させながら
バインダー（イソパン３％溶液）を噴霧しながら着色粉
末を入れ、転勤させて着色粉末を粒の表面に付着させた
。着色粉末のコーテイング量は発泡性造粒物のｌＯ容積
％であった。

このようにしてでき上った着色コーティング粒の含水率
は約１．０％増して４％であり、そのまま積層して焼成
することができる。

発泡性造粒物６０容積％と着色コーティング粒４０容櫃
％をロッキングミキサーで混合して化粧原料をえた。

ベース層原料の調製 酸性白土６９．９％、ガラス粉１５％、ソーダ灰１１％
、硼砂２％、生タルク２％および炭化ケイ素０．１％か
らなる配合原料を１０ｍｍのスチールボールとともにボ
ールミルに入れ５時間のあいだ乾式粉砕した。えられた
粉末は３２５メツシュバス９６％以上の大きさであった
。この粉末にバインダー液（糖蜜１５％水溶液）を噴霧
しながらパン型造粒機にて造粒し、粒径１〜２．５ｍｍ
の造粒物をえた。この造粒物をバイプルリフト温風乾燥
機にて造粒含水率３％以下となるように乾燥させた。

以上のようにして調製した造粒物を用いて発泡セラミッ
ク板を焼成した。

焼成炉は搬送用に耐熱メツシュベルトを架設した全長３
９ＩＩのトンネルキルンを用いた。中１ｍのメツシュベ
ルト上に耐火粘土粉末を塗布し、その上に造粒されたベ
ース層原料を３０關の厚さとなるようにチャージしなが
らベルト上１５＋ａｍのところにラス網を挿入、埋設し
た。厚さ３０■ｌのベース層の上にさらに調製された化
粧原料を７鳳−積層した。えられた積層体を予熱帯、焼
成帯、急冷帯、徐冷帯、冷却帯へと搬送し焼成を完了し
た。最高焼成温度は８７０℃であった。

焼成された発泡板はたとえば巾９０ｃｍ、長さ１８０ｃ
ｏ＋に切断され外壁材に用いられるが、ベース層は小さ
な独立気孔のそろった発泡層であり、その上にやや気孔
の小さい発泡層とで構成されている。発泡化粧層表面は
径４〜６關の白とうすいベージュ色の凹凸面であり、各
位は発泡溶着して粒界を埋めて光沢のある力強い外壁材
をうろことができた。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり、本発明の製法によれば優雅で風趣
に富んだ表情の発泡セラミック板を多種多様に、簡易か
つ確実に製造することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　無機発泡性造粒物からなる層を焼成する発泡セラミ
   ック板の製法であって、無機発泡性造粒物の各粒の表面
   に着色原料または釉薬をコーティングし、えられた造粒
   物で層を形成したのちに焼成することを特徴とする発泡
   セラミック板の製法。 ２　無機発泡性造粒物の各粒の表面にバインダーを用い
   て着色原料粉末または釉薬粉末をコーティングする請求
   項１記載の製法。 ３　無機発泡性造粒物の各粒の表面にバインダーを前記
   した着色原料または釉薬の微細粒泥漿をスプレーを用い
   て噴霧し、その後造粒物を乾燥する請求項１記載の製法
   。 ４　無機発泡性造粒物および無機造粒物を積層し、焼成
   する発泡セラミック板の製法であって、無機発泡性造粒
   物および（または）無機造粒物の各粒の表面に着色原料
   または釉薬をコーティングし、えられた造粒物を積層し
   たのちに焼成することを特徴とする発泡セラミック板の
   製法。 ５　無機発泡性造粒物および（または）無機造粒物の各
   粒の表面にバインダーを用いて着色原料粉末または釉薬
   粉末をコーティングする請求項４記載の製法。 ６　無機発泡性造粒物および（または）無機造粒物の各
   粒の表面にバインダーを前記した着色原料または釉薬の
   微細粒泥漿をスプレーを用いて噴霧し、その後造粒物を
   乾燥する請求項４記載の製法。