JPH044277B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、施釉無機質発泡成形体の製造方法に
関するものであつて、特に各種建造物の構築材料
として使用される場合に要請される強度、耐熱
性、遮音性、耐候性等の諸性質を兼ね備え、且つ
それらの諸性質が極めて優れている施釉無機質発
泡成形体の製造方法に関する。 〔従来技術とその問題点〕 無機発泡体としては、発泡ガラス体がよく知ら
れており、保温・保冷用等の不燃性断熱材料とし
て広く用いられている。ところで、発泡ガラス体
の軽量性、断熱性及び不燃性等の利点を活用し
て、発泡ガラス体を壁面構成体の如き化粧材とし
て用いるときは、多泡粒状となつている表面を化
粧する必要がある。しかし、従来の発泡ガラス体
は、溶融点が低いため、耐火度が高く耐久性に優
れた釉薬を施釉することができず、やむなく有機
質塗料で塗装するか又は有機質化粧シートを粘着
するか、いずれかの化粧方法が主として行なわれ
ていた。仮に施釉された無機質発泡ガラス体があ
つたとしても、それはせいぜい低温釉薬を用いた
ものに過ぎなかつた。そのため、社会的要望があ
るにもかかわらず、発泡ガラスを基体とする完全
不燃性の化粧無機質発泡成形体は存在しない状況
であつた。 本発明は、前記社会的要請に応えるべく、発泡
ガラスを基体とする不燃性の施釉無機質発泡成形
体の製造方法を提供することを目的とするもので
ある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明による最終製品は、火山性ガラス質鉱物
を主材とする発泡ガラス基体の表面の一部又は全
部に、火山性ガラス質鉱物を原料とする非発泡の
高温釉薬層又は準高温釉薬層を形成した施釉無機
質発泡成形体（以下、本発明による成形体とい
う）である。そして本明細書では、本発明による
成形体を製造する方法として四つのものを開示す
る。 前記問題を解決するための手段として、四つの
製造方法発明に共通して採用された構成要件は、
前記発泡ガラス基体となるべき坏土素地の成形工
程にあり、該素地成形以降の工程に関しては、四
つの製造方法において若干の差異がある。 共通な構成要件たる坏土素地の成形工程は、火
山性ガラス質鉱物からなる微細状主材100重量部
及び該微細状主材との接触下における発泡用ガス
発生開始温度が前記微細状主材の軟化開始温度乃
至軟化溶融温度未満である微粉末状発泡材0.05乃
至1.0重量部を混合してなる坏土で成形素地又は
塊状素地を形成するものである。 また、素地成形以降の工程に関しては、第１発
明にあつては、成形素地表面の一部又は全部に火
山性ガラス質鉱物を主原料とする高温釉薬を施釉
した後、前記発泡用ガス発生開始温度以上乃至前
記微細状主材の軟化溶融温度未満の温度で焼成す
るものであり、第２の発明にあつては、坏土素地
の上に火山性ガラス質鉱物を主原料とする高温釉
薬層を置いて二層成形素地を成形した後、該二層
成形素地を前記発泡用ガス発生開始温度以上乃至
前記微細状主材の軟化溶融温度未満の温度で焼成
するものであり、第３発明にあつては、成形素地
を前記発泡用ガス発生開始温度未満の温度で焼成
して未発泡焼成素地となし、該未発泡焼成素地表
面の一部又は全部に火山性ガラス質鉱物を主原料
とする高温釉薬を施釉した後、前記発泡用ガス発
生開始温度以上乃至前記微細状主材の軟化溶融温
度未満の温度で焼成するものであり、第４発明に
あつては、塊状素地を所望形状の耐火容器上に載
置して前記発泡用ガス発生開始温度以上乃至前記
微細状主材の軟化溶融温度未満の温度で焼成して
所望形状の発泡焼成素地となし、前記耐火容器か
ら脱したままの発泡焼成素地又は該発泡焼成素地
を切断して任意形状としたものの表面の一部又は
全部に火山性ガラス質鉱物を主原料としその線膨
張係数が前記発泡焼成素地の線膨張係数の0.7乃
至1.1倍である準高温釉薬を施釉した後、900乃至
1200℃の温度で焼成するものである。 〔作用〕 上記解決手段を講じすることによつて得られた
本発明による成形体は、軽量性の評価基準となる
嵩比重及び断熱性の評価基準となる熱伝導率が、
従来のものに比していずれも極めて低く、また強
度の評価基準となる曲げ強度においては、従来の
ものと何等遜色はない。しかも、発泡焼成素地た
る発泡ガラス基体の部分と釉薬層の部分とは、原
料として基本的に同質であり、焼成時における粘
性及び熱膨張係数が近似であるから、発泡ガラス
基体にはクラツクがなく、釉薬層には貫入がな
く、更に両者の結合力は極めて高い。従つて耐久
性や耐熱衝撃性も良好であり、各種建造物の建築
材料にとつて要請されるその他の諸性質も極めて
優れている。 〔実施例〕 以下、本発明を実施例に基づいて詳述する。 本発明の実施にあたつては本発明による成形体
の発泡ガラス基体となる部分と非発泡の釉薬層と
なる部分の材質が重要である。なお、非発泡の釉
薬層となる部分の材質に関しては、焼成過程の相
違によつて高温釉薬と準高温釉薬とが使い分けら
れる。 まず、発泡ガラス基体となる部分の原料につい
て説明すると次の如くである。即ち、発泡ガラス
基体となる部分の原料は、主として火山性ガラス
質鉱物からなる微細状主材100重量部と微粉末状
発泡剤0.05乃至1.0重量部とを混合した坏土であ
る。この場合の微粉末状発泡材としては、微細状
主材と接触した状態での発泡用ガス発生開始温度
が微細状主材の軟化開始温度以上で且つその軟化
溶融温度未満（例えば、1000乃至1300℃）である
ことが好ましい。なお混合された坏土に対して
は、必要に応じて粘結剤の適量を添加することも
ある。前記火山性ガラス質鉱物からなる微細状主
材とは、抗火石、流紋岩、真珠岩、黒曜石、シラ
ス、伊勢珪砂等の一種又は数種をクラツシヤー及
びミル等を用いて微細状に粉砕して混合したもの
である。微細状とは、80メツシユ篩を100％通過
し、更に好ましくは325メツシユ篩を90％通過す
る状態をいう。前記微粉末状発泡剤とは、カーボ
ン、炭化ケイ素等の炭化物、窒化ケイ素等の窒化
物の一種又は数種からなり、1000メツシユよりも
細かいものである。前記微粉末状発泡剤の混合割
合を前記微細状主材の100重量部に対して0.05乃
至1.0重量部とするのは、前記坏土よりなる成形
素地を焼成して得られる発泡ガラス基体の嵩比重
は0.25乃至1.3とするためである。嵩比重が0.25未
満では建材として必要な強度を得ることが困難と
なり、1.3を越えると必要な軽量化は望み難い。
前記粘結剤とは、有機質粘結剤であるPVA，ア
クリル樹脂、エマルジヨン系ワツクス等及び無機
質粘結剤である蛙目粘土、ベントナイト等の一種
又は数種の混合物をいい、添加量としては0.1乃
至10重量部が好ましい。 次に釉薬層３の原料について説明する。前記坏
土からなる成形素地の焼成温度（1000乃至1300
℃）と同温度で釉化（軟化）するものを高温釉薬
とする。該高温釉薬は、火山性ガラス質鉱物であ
る抗火石、流紋岩、真珠岩、黒曜石、シラス、伊
勢珪砂等の一種又は数種の100重量部と、亜鉛華
の０〜100重量部と、ジルコンの０〜100重量部
と、炭酸バリウム，炭酸リチウム，炭酸カルシウ
ム等の塩基性成分の０〜50重量部とを混合したも
のである。釉薬製造工程における粉砕研磨は、ボ
ールミル又は振動ミル等を用いた湿式粉砕又は乾
式粉砕で行ない、270メツシユ篩を95％以上通過
し、更に好ましくは325メツシユ篩を90％通過す
る微細状態とする。高温釉薬の軟化温度範囲は、
前記坏土からなる成形素地の軟化温度範囲でほぼ
同じであるが、現実には両者が常に必ず同じ温度
で軟化するとは限らない。そこで両者の軟化温度
に差異があるときには、焼成時における高温釉薬
の線膨張係数が前記坏土成形素地の線膨張係数の
0.7乃至1.1倍になるよう配慮することを要する。
そうでないと焼成釉薬層に貫入が生ずるおそれが
ある。 前記坏土からなる成形素地を1000乃至1300℃で
焼成すれば発泡焼成素地が得られるが、これを焼
成温度よりもやや低い900乃至1200℃で二度焼き
する場合に軟化する釉薬が準高温釉薬である。該
準高温釉薬は、これによつて成形された釉薬層の
線膨張係数が発泡焼成素地の線膨張係数の0.7乃
至1.1倍であることが条件ずけられる。この条件
を満足する釉薬としては、硼珪酸釉薬，リチウム
釉薬，前記高温釉薬を一旦焼成した後に細磨して
軟化点を下げた釉薬等の一種又は数種を混合して
なる釉薬がある。施釉にあたつては、下釉と上釉
とを施して釉薬層を形成することもあるが、この
場合には、上記軟化（釉化）温度条件を満足する
釉薬であつて、下釉に前記高温釉薬を用い、上釉
に下釉より軟化点の低い硼酸釉薬等を用いる。本
発明において、700℃の上下にわたる所定範囲の
温度で軟化するような低温釉薬を用いないように
したのは、低温釉薬では本発明が目ざすところの
耐酸性、耐久性等を期待することができないから
である。更に準高温釉薬層の線膨張係数を発泡焼
成素地が有する線膨張係数の0.7乃至1.1倍とする
のは、焼成釉薬層に貫入を発生させないためであ
る。 次に、本発明成形体の製造方法について説明す
る。製造方法には、大別して一度焼きするものと
二度焼きするものとの二種がある。まず前者につ
いて説明し、続いて後者について説明する。 一度焼きによる第１実施例は、先ず、前記坏土
を用いて所望形状の形成素地を得る。素地成形方
法としては、加圧成形機による乾式成形方法又は
真空土練機による押出し成形法若しくは鋳込み成
形法による湿式成形方法を用いる。次に、得られ
た成形素地の表面の一部又は全部に前記高温釉薬
を施釉する。施釉方法としては、泥漿状態の釉薬
をスプレー塗布、刷毛塗り等の適宜方法で行なう
か又は乾燥した釉薬を撒布して行なう。続けて、
施釉済み成形素地を前記発泡剤の発泡用ガス発生
開始温度以上で且つ主材の軟化溶融温度未満の温
度（例えば、1000乃至1300℃）に加熱すると、成
形素地を構成する坏土中の火山性ガラス質鉱物か
らなる微細状主材は軟化変形を開始すると共に、
同坏土中の微粉末状発泡剤は発泡用ガスを発生す
る。発生した該ガスは、軟化変形乃至軟化溶融状
態の火山性ガラス質鉱物に包含されて成形素地全
体を膨張させ、嵩比重が0.25乃至1.3の発泡ガラ
ス基体とする。該成形素地の膨張と並行して釉薬
層も、軟化変形乃至は軟化溶融する。加熱が終了
したならば、徐冷して焼成工程を終了させ、かく
して施釉無機質発泡成形体を得る。なお、前記成
形素地及び高温釉薬の夫々主材は火山性ガラス質
鉱物、すなわち原料としては同質のものを用いて
あるので、焼成時には、両者の粘性及び熱膨張係
数が近似しているから、両者の軟化温度に大した
差異がない限り、通常貫入の発生がない。また両
者の結合力も高いので、耐久性、、耐熱衝撃性が
良好となる。前記発泡ガラス基体の嵩比重を0.25
乃至1.3とするのは、0.25未満では発泡ガラス基
体の部分の強度が非常に弱く、小さな外力で焼成
釉薬層が容易に破壊して実用に供し得ないからで
あり、1.3を越える場合では断熱作用が急激に低
下して発泡体としての意義を喪失するからであ
る。 一度焼きによる第２実施例は、先ず、前記坏土
及び高温釉薬を用いて二層成形方法により所望形
状の成形素地を得る。二層成形方法としては、乾
式加圧成形機若しくは湿式押出成形機を用いて坏
土層と釉薬層とを同時に成形する方法又は、坏土
層若しくは釉薬層を鋳込んだ後に他層を鋳込む鋳
込み成形方法を用いる。次に、得られた成形素地
を前記発泡剤の発泡用ガス発生開始温度以上で且
つ主材の軟化溶融温度未満の温度（例えば、1000
乃至1300℃）で焼成し、坏土層からなる発泡ガラ
ス基体の部分を嵩比重が0.25乃至1.3の発泡ガラ
ス質とすると共に、釉薬層を焼成した施釉無機質
発泡成形体を得る。 二度焼きによる第３実施例は、先ず、前記坏土
を用いて所望形状の成形素地を前記第１実施例と
同様にして得る。次に、得られた成形素地を前記
発泡用ガス発生開始温度以下（例えば、700乃至
1000℃）で焼成する。続いて、得られた未発泡焼
成素地の表面の一部又は全部に前記高温釉薬を前
記第１実施例の施釉方法と同様な方法で施釉す
る。最後に、得た施釉済み未発泡焼成素地を前記
発泡剤の発泡用ガス発生開始温度以上で且つ主材
の軟化溶融温度未満の温度（例えば、1000乃至
1300℃）で焼成し、発泡ガラス基体の部分を嵩比
重が0.25乃至1.3の発泡ガラス質とすると共に釉
薬層を焼成し、かくして施釉無機質発泡体を得
る。 二度焼きによる第４実施例は、先ず、前記坏土
からなる塊状素地を箱形、平板状等の如く所望の
形状をした耐火容器上に載置し、該坏土を前記発
泡用ガス発生開始温度以上で且つ主材の軟化溶融
温度未満の焼成温度で焼成して嵩比重が0.25乃至
1.3の発泡ガラス質の発泡焼成素地を得る。次に、
耐火容器内から脱型した所望形状の発泡焼成素地
の表面の一部又は全部に前記準高温釉薬を適宜方
法で施釉する。又は耐火容器から脱型した発泡焼
成素地を任意形状に分割切断して得た成形発泡焼
成素地の表面の一部又は全部に前記準高温釉薬を
施釉する。最後に、施釉済み発泡焼成素地を900
乃至1200℃の温度で焼成し、施釉無機質発泡成形
体を得る。なお、前記準高温釉薬層の線膨張係数
が前記発泡焼成素地たる発泡ガラス基体の線膨張
係数（例えば、2.8×10^-6／℃〜4.2×10^-6／℃）
の0.7乃至1.1倍の線膨張率としてあるので、焼成
工程において徐冷するときに、釉薬層と発泡焼成
素地層（発泡ガラス基体）との縮み割合が略々同
一となることから、焼成釉薬層に貫入の発生を見
ることがないと共に発泡焼成素地層である発泡ガ
ラス基体の部分にクラツクが発生することもな
い。 前記第１実施例乃至第４実施例において、発泡
ガラス基体の部分に関する形状、嵩比重並びに焼
成施釉層の厚みは、完成された施釉無機質発泡成
形体の用途に応じて適宜決定される。例えば、ビ
ル外壁用とする場合であつてタイル状のテクスチ
ヤーを得たい場合、発泡ガラス基体の部分に関し
ては断熱性を考慮して嵩比重を0.3程度、厚みを
100mm程度、平面形状を300×150mm等の任意形状
とし、焼成釉薬層に関しては耐衝撃性を考慮して
0.5〜2.0mm程度とする。また内装用とする場合に
は、発泡ガラス基体の部分の嵩比重を1.0程度と
すると共に、焼成釉薬層の厚みを0.1〜0.5mm程度
とする。 〔発明の効果〕 次に、本発明の作用効果を説明する。本発明に
よる成形体は、嵩比重が0.25乃至1.3である発泡
ガラス基体の表面の一部又は全部に高温又は準高
温の非発泡焼成釉薬層を形成してあるので、不燃
性、断熱性、軽量性、吸音性及び切断容易性に優
れていることは勿論のこと、焼成釉薬層の存在に
より耐水性、耐候性、耐摩耗性、耐曲げ強度性、
遮音性に優れていると共に、意匠的にも優れたも
のである。本発明による形成体は、これら優れた
特性により、従来の陶磁器質タイルでは使用でき
なかつた高層ビル用外壁材、天井材、遮音用間仕
切り壁材、日曜大工材料等のような新しい応用分
野が開拓できる優れた効果を有する。 前記第１実施例乃至第４実施例の各実施例に基
づいて嵩比重の異なる本発明による成形体を３種
づつ製造し、熱伝導率及び曲げ強度を測定し各平
均値を算出した結果、次の如き値を得た。

【表】 この結果を従来の陶磁器質タイルと比較した場
合、本発明による成形体は、軽量性の評価基準と
なる嵩比重に関し、従来の陶磁器質タイル（1.8
〜2.2）の14〜66％であり、断熱性の評価基準と
なる熱伝達率に関して、従来の陶磁器質タイル
（0.6〜1.1Kcal／m²ｈ℃）の９〜58％である。更
に、本発明による成形体は、強度評価の基準とな
る曲げ強度に関し、一般の使用に充分耐え得る強
度を有するものである。 また本発明による成形体は、従来の陶磁器質タ
イルの製造ラインと同様のラインを経て製造する
ことが出来るので、新たな製造装置を必要としな
い。更に、本発明による成形体には、前記火山性
ガラス質鉱物を原料とする高温釉薬又は準高温釉
薬を用いているため、焼成時における発泡焼成素
地からなる発泡ガラス基体の部分と焼成釉薬層と
の粘性及び熱膨張係数が近似するので、焼成釉薬
層の貫入がないと共に、発泡ガラス基体の部分に
クラツクが発生することがなく、更に発泡ガラス
基体と釉薬層との結合力が高いので耐久性、耐熱
衝撃性が良好である等、優れた効果を有する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 火山性ガラス質鉱物からなる微細状主材100
   重量部及び該微細状主材との接触下における発泡
   用ガス発生開始温度が前記微細状主材の軟化開始
   温度乃至軟化溶融温度未満である微粉末状発泡剤
   0.05乃至1.0重量部を混合してなる坏土で成形素
   地を成形し、該成形素地表面の一部又は全部に火
   山性ガラス質鉱物を主原料とする高温釉薬を施釉
   した後、前記発泡用ガス発生開始温度以上乃至前
   記微細状主材の軟化溶融温度未満の温度で焼成す
   ることを特徴とする施釉無機質発泡成形体の製造
   方法。 ２ 火山性ガラス質鉱物からなる微細状主材100
   重量部及び該微細状主材との接触下における発泡
   用ガス発生開始温度が前記微細状主材の軟化開始
   温度乃至軟化溶融温度未満である微粉末状発泡剤
   0.05乃至1.0重量部を混合してなる坏土の層と、
   火山性ガラス質鉱物を主原料とする高温釉薬の層
   とによつて二層成形素地を形成した後、該二層成
   形素地を前記発泡用ガス発生開始温度以上乃至前
   記微細状主材の軟化溶融温度未満の温度で焼成す
   ることを特徴とする施釉無機質発泡成形体の製造
   方法。 ３ 火山性ガラス質鉱物からなる微細状主材100
   重量部及び該微細状主材との接触下における発泡
   用ガス発生開始温度が前記微細状主材の軟化開始
   温度乃至軟化溶融温度未満である微粉末状発泡剤
   0.05乃至1.0重量部を混合してなる坏土で成形素
   地を成形し、該成形素地を前記発泡用ガス発生開
   始温度未満の温度で焼成して未発泡焼成素地とな
   し、該未発泡焼成素地表面の一部又は全部に火山
   性ガラス質鉱物を主原料とする高温釉薬を施釉し
   た後、前記発泡用ガス発生開始温度以上乃至前記
   微細状主材の軟化溶融温度未満の温度で焼成する
   ことを特徴とする施釉無機質発泡成形体の製造方
   法。 ４ 火山性ガラス質鉱物からなる微細状主材100
   重量部及び該微細状主材との接触下における発泡
   用ガス発生開始温度が前記微細状主材の軟化開始
   温度乃至軟化溶融温度未満である微粉末状発泡剤
   0.05乃至1.0重量部を混合してなる坏土で塊状素
   子を成形し、該塊状素地を所望形状の耐火容器上
   に載置して前記発泡用ガス発生開始温度以上乃至
   前記微細状主材の軟化溶融温度未満の温度で焼成
   して所望形状の発泡焼成素地となし、前記耐火容
   器から脱したままの発泡焼成素地又は該発泡焼成
   素地を切断して任意形状としたものの表面の一部
   又は全部に火山性ガラス質鉱物を主原料としその
   線膨張係数が前記発泡焼成素地の線膨張係数の
   0.7乃至1.1倍である準高温釉薬を施釉した後、
   900乃至1200℃の温度で焼成することを特徴とす
   る施釉無機質発泡成形体の製造方法。