JPH04114959A - 無機質焼成体の製造方法 - 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） 本発明は無機質焼成体、特に、セメント粉とガラス粉と
を主成分とする無機質焼成体の製造方法に関する。

（従来技術と発明か解決しようとする課題）従来、無機
質焼成体である通常の陶磁器は主成分として５０〜６０
％の粘土を含有しているため、乾燥、焼成による収縮が
大きく、反り、クラ、り等が発生しやすい。このため、
大版サイズのものや複雑な形状を有するものを反り等を
生しさせずに製造することは極めて困難であった。特に
、押し出し成形を含む加圧による成形によれば、主成分
である粘土が加圧流動方向に配向し、乾燥、収縮によっ
て加圧流動方向に収縮しやすいので、反り。

クラック等がより一層生じやすかった。

このため、特公昭６］−４４８２９号公報に記載の水硬
性陶磁器製品の製造方法が提案されている。

すなわち、焼成前および焼成後において水和硬化する水
硬性基材１００重量部と、該水硬性基材に混合された状
態において９００’Ｃ以下で焼結・溶融するフラックス
３０〜１５００重量部との混合物を主要素材とし、これ
に適量の水を加えて混練し、該混練物を所望の形状に成
形し、該成形物を前記フラックスの焼結・溶融温度以上
１０００°Ｃ以下の温度で焼成し、得られた焼成物を充
分水和硬化処理することを特徴とする水硬性陶磁器製品
の製造方法である。

しかしながら、この方法では焼成後に焼成物を水中に長
期間浸漬して養生しなければならず、生産性が低い。

しかも、成形体の表面に施釉し、焼成して釉面を形成し
ても、再水和膨張によって釉面にクラックが生じ、平滑
で均一な釉面が得にくいという問題点かある。

前記方法において焼成後に所望の強度を得られないのは
、フラックスとセメントとの分散状態のばらつきに一つ
の原因があると思われる。例えば、フラックス粒子がセ
メント粒子に比べて大きすぎる場合、フラックス粒子間
てセメントリッチな部分か生し、この部分が焼成時にフ
ラックス同士の融着を妨げて非融着界面を形成するとと
もに、セ基づいて本願発明方法を完成するに至った。

すなわぢ、本発明の要旨は、セメント粉と、このセメン
ト粉の０５倍ないし２０倍の平均粒径を有するガラス粉
とからなる主成分に、少なくとも補強繊維と粘着剤とか
らなる副成分と、適量の水とを混練し、得られた混練物
を加圧成形して硬化、養生した後、焼成することを特徴
とする無機質焼成体の製造方法にある。

また、本発明の第２請求項の要旨は、セメント粉と、こ
のセメント粉の０．５倍ないし２０倍の平均粒径を有す
るガラス粉とからなる主成分に、少なくとも補強繊維と
粘着剤とからなる副成分と、適量の水とを混練し、得ら
れた混練物を加圧成形して硬化、養生した後、施釉し、
焼成することを特徴とする無機質焼成体の製造方法にあ
る。

本発明にかかる主成分であるセメント粉としては、ポル
ドラ／ドセメント、アルミナセメント、フライアワツユ
セメント、高炉スラグセメント等が挙げられ、平均粒径
約４０ｔｔｘのものか一般的である。

メントの水和結合か破壊されて強度劣化が生しるため、
焼成時のフラックスの融着たけでは建築板としての強度
を発現しないものと考える。

さりとて、フラックス粒子をセメント粒子に比べ小さく
した場合、塊状のフラックス粒子がセメント同士の水和
結合を妨げ、硬化時に割れや孔が生じやすく、焼成前の
成形性や運搬強度を保持できないという欠点かある。

本発明は大版サイズのものや複雑な形状のものであって
も反りやクラック等か発生せず、釉薬化粧が可能で、高
い強度を有する生産性に優れた無機質焼成体の製造方法
を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、前記目的を達成するため、無機質焼成体の
製造方法について鋭意研究を行った結果、セメン］・粉
およびガラス粉を主成分とする場合に、両者の粒径比を
適宜選択して屈み合わせると、乾燥、焼成しても収縮が
小さく、再水和養生なして大きな強度が得られることを
見出し、この知見に同じく主成分であるガラス粉として
は、前記セメント粉の０．５倍ないし２０倍の平均粒径
を有するもの、例えば、板ガラスを粉砕してなる軟質ガ
ラス粉等が挙げられる。

ガラス粉をセメント粉の０５〜２０倍の平均粒径とした
のは、水和硬化時と焼成時とにそれぞれ初期の強度や成
形性を発現するように分散状態のばらつきを防止するた
めであり、ガラス粉の平均粒径がセメント粉の２．０倍
を越えると、ガラス粉間にセメントリッチな部分が生じ
、この部分が焼成時にガラス粉同士の融着を妨げて非融
着界面を形成するとともに、セメントの水和結合か破壊
されて強度劣化が生じるためである。一方、ガラス粉の
平均粒径かセメント粒子の０５倍未満になると、塊状の
ガラス粉がセメント同士の水和結合を妨げ、硬化時に割
れや孔が生じやすく、焼成前の成形性や運搬強度を保持
できないからである。

なお、粒子形状がアスペクト比３以下のガラス粉は加圧
成形を行っても加圧流動方向に配向しにくく、乾燥、焼
成による収縮が小さいので、反りクラック等がより一層
生じにくく、好適である。

ここでアスペクト比とは、粒子状物を回転楕円体に近似
した場合の長径／短径の比をいう。

そして、ガラス粉はセメン］・粉２０ないし６０重量部
に対して３０ないし８０重量部の割合で添加される。３
０重量部以下であると、焼成しても十分な強度が得られ
ず、８０重量部以上であると、成分コストかアップする
とともに、セメント粉の添加量が相対的に減り、硬化、
養生しても成形体がくずれやすく、取り扱いにくいから
である。

なお、押出し成形の際に前記ガラス粉は金型内の滑り性
を向上させる働きがあり、通常のセメント混合物では詰
ってしまう含水率１０〜３０％での押出し成形が可能に
なるという利点がある。

副成分は少なくとも補強繊維と粘着剤とからなり、必要
に応じて珪酸質原料等が添加される。

前記補強繊維は焼成前後における成形体の保形性を向上
させるために添加されるもので、例えば、ポリプロピレ
ン繊維等の有機繊維、スチールファ７〜 ればよい。

混練方法としては、主成分および副成分を混合して混合
物を得た後、この混合物１００重量部に対して５ないし
３０重量部の割合で水を加え、特に押出し成形の場合は
１０〜３０重量部の水を加え、ニーダ−等により混練し
、さらに、土練機を通過させて混練する方法かある。ま
た、主成分副成分に水を添加して混合すると同時に混練
したり、副成分のうち粘着剤をあらかじめ水に溶解した
後、主成分および残る他の副成分を混合してもよく、主
成分および副成分の配合比等に応じて混線方法を適宜選
択できる。

成形方法としては、押し出し成形、プレス成形なとの加
圧成形が選択できる。

硬化、養生は主成分であるセメント粉を水和硬化させる
ことにより、混練物を成形して得られる成形体の保形性
と運搬性とを確保するための工程であり、一般に屋内外
で一定期間放置して行なわれる。

なお、必要に応じて硬化、養生した成形体の表イバー等
の金属繊維、およびワラストナイト等の鉱物繊維が挙げ
られ、これらを単独あるいは絹み合わせて使用される。

特に、鉱物繊維は有機繊維のように焼成の際に燃失する
ことがなく、焼成後、金属繊維のように錆を生じるおそ
れがないので、最も好適である。そして、補強繊維はセ
メント粉２０ないし６０重量部に対して５ないし２０重
量部の割合で添加される。

粘着剤は焼成前における混練物の成形性を高めるために
添加されるもので、例えば、メチルセルロース（Ｍ、Ｌ
）　、カルボキンメチルセルロース（Ｃ，Ｍ、Ｃ，）、
ポリビニルアルフーノ喧Ｐ、Ｖ、Ａ、）等が挙げられる
。そして、粘着剤はセメント粉２０ないし６０重量部に
対して１ないし３重量部の割合で添加される。

珪酸質原料は昇１品、降温中におけるクラックの発生を
防止するために添加されるもので、例えば、珪砂、磁器
質シャモット、蛇紋岩等が挙げられる。

なお、珪酸質原料はセメント粉の水和効果やガラス粉の
融着を妨げないように必要に応じて添加す面に釉薬を施
釉してもよい。

成形体の焼成は、ガラス粉融着温度にて、好ましくはリ
リー点（ＦＬＯＷ　　ＰＯＩ　ＮＴ）前後１００度以内
の温度範囲内で行う。焼成温度を前記リリー点前後に設
定すると、ガラス粉が流下することなく確実に融着する
からである。なお、ここでリリー点とは、加熱して溶融
したガラスの粘度が］　０５ｐｏｉｓｅとなる温度をい
い、軟質ガラス粉では約９２０’Ｃである。

実施例１ 平均粒径約４．０ｔｔｙのポルトランドセメント４０重
量部、平均粒径４４μＭ以下でアスペクト比３以下の軟
質ガラス粉６０重量部、ワラストナイト１０重量部、メ
チルセルロース１　、４　重ｆｉ部、珪砂５号３０重量
部をニーダーで３分間混合して混合物を得た。そして、
この混合物１００重量部に対して２５重量部の割合で水
を添加し、さらにニーダーで３分間混練し、土練機を通
過させて混練物を得た。この混練物を図に示すような高
さ５０　Ｍｌｌ＋、幅３Ｑｘｍ、長さｌ　ＯＯＯｌ１ｍ
、肉厚７　ａｍ（Ｄ形状に３０　ｋｇ／ｃｍ２で押出成
形し、屋内に２４時間放置して室温で硬化、養生した後
、所定の焼成温度で３時間加熱して焼成した。なお、焼
成温度ごとの強度を比較するため、焼成温度は８７０°
Ｃ，９２０’Ｃ，９７０°Ｃとし、昇温速度および降温
速度はいずれも５００’Ｃ／ｈｒであった。

そして、焼成温度ごとの各サンプルの曲げ強度を測定し
た。ｆｌｌｌｌ定結果を表−１に示す。

表−１ 以上の測定結果から明らかなように、いずれの焼成温度
であっても建築板として充分な曲げ強度を有し、特に、
焼成温度が軟質ガラスのＩＪ　ＩＪ−点（約９２０’Ｃ
）である場合には最も大きな曲げ強度を得られることが
わかった。

また、目視て焼成したサンプルの表面を観察したところ
、サンプルが中空で長尺なものであるにままの状態で焼
成されるためであると考えられる。

そして、大きな強度を有する焼成体が得られるのは、ガ
ラス粉の平均粒径がセメント粉の０５ないし２．０倍で
あり、かつ、押し固められた状態で焼成されるので、焼
成によってセメント粉の結合力が失われても、ガラス粉
が相互に溶融、結合し、ガラス粉相互間に結合力を失っ
たセメン）・粉が連続して形成される非融面が存在しな
いためであると考えられる。

実施例２ 軟質ガラス粉８０重量％、石英５重量％、長石５重里％
、ノ７オリン８重量％、酸化コバルト（Ｃ００）０．５
重世％および酸化銅（ＣｕＯ）１．５重量％をボールミ
ルで混合して混合物を得、この混合物１０１１１１部に
対して６０重量部の割合で水を添加、混練して泥漿の釉
薬を得、この釉薬を実施例１と同様の操作によって硬化
、養生した成形体に釉薬材料を９２０ｇ／ｌｎ’の割合
でスプレーで吹き付けた後、他は前述の実施例１と同様
の操作によって焼成したものをサンプルとした。

もかかわらず、反り、クラック等が発生していないこと
がわかった。

なお、本実施例においてはサンプルを所定の寸法形状に
スムーズに押出成形でき、保形性も良好であった。

このように焼成前に所望の保形性を有する成形体が得ら
れ、焼成後にクラック等が生じない大きな強度を有する
焼成体が得られるのは、以下の理由によるものと考えら
れる。

すなわち、焼成前に所望の保形性と強度とを有する成形
体が得られるのは、セメント粉およびガラス粉の大きさ
を特定して押し固められた状態で成形体を硬化、養生す
るので、主成分のセメン］・粉が相互、かつ、均質的に
水和硬化し、ガラス粉に密に密着するためであると考え
られる。

また、本件発明にかかる焼成体か収縮しにく（、クラン
ク等を生じにくいのは、従来の粘土等の陶磁器原料に比
べ、主成分が球形状に近いセメント粉およびガラス粉て
あり、かつ、これらの粒径の大きさを特定し、空隙を分
散して押し固められた前記サンプルの表面を目視で観察
したところ、サンプルか平滑で均一な青色の化粧面を有
していることがわかった。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明は、セメント粉
とガラス粉とからなる主成分の粒径を特定し、副成分を
分散、混合し、水で混練して成形養生した後、焼成する
方法である。

したがって、焼成前の成形体は主成分のセメント粉とガ
ラス粒との間に空隙か均質的に分散した状態での水和硬
化によって養生したものであるので、焼成前においても
所望の保形性と強度とを有しており、移送や堆積で破壊
することはない。

また、主成分が、従来の粘土等に比へ、球形状に近いの
で、加圧成形しても、ガラス粉が加圧流動方向に配向せ
ず、加圧流動方向における乾燥焼成による収縮が従来例
よりも小さくなり、クラック等がより一層生じにくい。

さらに、粒径をセメント粉と、これの０５倍ないし２０
倍の平均粒径を有するガラス粉とからなるものに特定し
、セメントによる水和硬化によって成分粒子を相互に密
に押し固めたままの状態で焼成することにより、ガラス
粉か相互に溶融結合して大きな強度か得られるので、焼
成後の再水和工程が不要となり、生産性か向上する。

また、再水和工程が不要となることから、施釉を行って
も、再水和膨張によって釉表面にクランクを生じること
かなく、平滑で均一な釉表面か得られる。特に、ガラス
粉を成形体中に分散させているため、焼成時にガラス粉
と釉薬との濡れ性および反応性か良く、平滑な釉面か得
やすいという効果かある。

【図面の簡単な説明】

図は、本考案にがかる一実施例のサンプル形状を示す斜
視図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）セメント粉と、このセメント粉の０．５倍ないし
   ２．０倍の平均粒径を有するガラス粉とからなる主成分
   に、少なくとも補強繊維と粘着剤とからなる副成分と、
   適量の水とを混練し、得られた混練物を加圧成形して硬
   化，養生した後、焼成することを特徴とする無機質焼成
   体の製造方法。
2. （２）セメント粉と、このセメント粉の０．５倍ないし
   ２．０倍の平均粒径を有するガラス粉とからなる主成分
   に、少なくとも補強繊維と粘着剤とからなる副成分と、
   適量の水とを混練し、得られた混練物を加圧成形して硬
   化，養生した後、施釉し、焼成することを特徴とする無
   機質焼成体の製造方法。