JPH0489373A - 無機質発泡板の製法 - 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］ 本発明は無機質発泡板の製法に関する。さらに詳しくは
、ひずみ応力に起因する表面化粧層の割れや破損を確実
に防くことのできる無機質発泡板の製法に関する。

［従来の技術および発明か解決しようとする課題］ 無機質発泡板は、軽量であり、耐火性や断熱性なとに優
れているため建築材料として用いられつつある。この無
機質発泡板は耐凍害性を改良したり、表面の意匠性を向
上させるために表面化粧が施される。従来の無機質発泡
板の表面化粧は、無機発泡性造粒物からなるベース層上
に着色配合された釉薬粒またはガラス粒を積層して表面
化粧層とし、えられた積層体を溶化−体化させていた。

こうしてえられた表面化粧層は緻密なガラス質硬質層で
あり、前述した耐凍害性が改良され、意匠性もある程度
向上されるものの、発泡板の面積か大きくなり、また厚
さか厚くなるにつれて焼成・冷却工程において冷め割れ
や釉クラックの発生か多くなるという問題があった。ま
た、使用時において永久ひすみによる破損や温度差によ
る熱衝撃割れか生しる問題もあった。

ガラス質表面化粧層を有する無機質発泡板における前記
問題点を解決するために、化粧原料に低膨張のフリット
を用いるか、または化粧原料配合においてＢ２Ｏ３、Ｍ
ｇＯ１Ｌｉ２０、ＰｂＯ１ＺｎＯなどの酸化物を配合し
て熱膨張係数の小さな化粧原料配合にしたり、焼成炉の
冷却ゾーンの延長による徐冷効果を利用することが試み
られている。

しかしながら、もとよりこれらの建材は、無機質発泡ベ
ース層の上にガラスの化粧層を積層したものであり、い
わば断熱材の上にガラス板か一体化されたものである。

−枚のガラス板でも端部と中央部、および表と裏とで均
一に冷却するために冷却炉に多大の努力が支払われてい
るのか現状であり、まして前記のごとき二層構造におけ
るガラス質化粧層にひずみ応力をかけないように均一冷
却することは非常に困難である。そして、発泡板の面積
が大きくなれば、板の端部より温度が降下し、中央部と
の温度差は大きくなる。その結果、板の端部に引張応力
が作用して、熱割れを生じてしまうのである。

本発明は、斜上の事情に鑑み、ひずみ応力に起因する割
れや破損などの不都合を確実に防止することのできる無
機質発泡板の製法を提供することを目的とする。かかる
目的はガラス質化粧材の調整によって達成することかで
きる。

［課題を解決するための手段］ 本発明の無機質発泡板の製法は、無機発泡性造粒物から
なるベース層上に表面化粧層を形成し、えられた積層体
を加熱して溶化一体化させる無機質発泡板の製法であっ
て、前記表面化粧層が高膨張釉薬粒からなる芯材の表面
に該釉薬粒よりも低膨張の釉薬粉をコーティングした粒
状物からなることを特徴としている。

本発明の製法は、前記ひずみ応力を熱膨張係数の異なる
二種類のガラス質原料の組合わせによって解決しようと
するものである。すなわち、従来より使用されていたガ
ラス質釉薬造粒原料の粒表面に該粒よりも低膨張に配合
されたガラス質釉薬原料をコーティングして、高熱膨張
係数を有する芯材と低熱膨張係数を有する外殻層の二層
より構成された造粒物を作り、この造粒物を無機発泡性
造粒物からなるベース層の上に積層し、加熱溶化して一
体とするものである。

化粧層は溶融して平滑なガラス層を形成するか、その内
部は粒の表面層を形成していた低膨張原料が溶融して三
次元の網目状につながり、その網の目にあたる位置に高
膨張ガラスが点となって点在した内部構造となっている
。

このように構成されたガラス質層の熱による挙動は、三
次元に展開した線状の網によって吸収緩和され、すべて
が同じ熱膨張係数のガラス質でてきている塊の状態に比
べて熱割れが発生する割合は極端に小さくなる。

［実施例］ 本発明における無機質発泡板は無機発泡性造粒物からな
るベース層と二層構造の粒状物からなる表面化粧層とて
形成されている。

ベース層を構成する無機発泡性造粒物は、酸性白土、シ
ラス、真珠岩、抗火石、長石などのＭ１２０３−５ｉ０
２系鉱物を主原料として、これにソーダ灰、硝酸ソーダ
、ガラス粉、硼酸、硼砂などの融剤やドロマイト、Ｓｉ
Ｃ、炭酸バリウム、炭酸カリウムなとの発泡剤なとを補
助的に配合したものを粉末化して、造粒したものである
。

原料の種類やその配合割合は、発泡倍率、溶融温度など
に応し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。

前記配合原料は、たとえば直径１０ｍｍ程度のスチール
ボールとともにポットミルに入れられ、数時間程度乾式
粉砕される。えられる粉末は３２５メツシュバス９６％
以上程度の大きさであり、この粉末に糖蜜水溶液やＣＭ
Ｃ水溶液などを噴霧しながらバンペレタイサーなどて造
粒が行われる。粒径は通常０．５〜５　ｍｍ程度である
。

表面化粧層を構成する粒状物は高膨張釉薬粒からなる芯
材の表面に該釉薬粒よりも低膨張の釉薬粉をコーティン
グしてえられる。

前記芯材を構成する釉薬粒およびこの芯材にコーティン
グされる釉薬粉としては、陶磁器、瓦、はうろうなどに
使用される釉薬を粉砕したもの以外にも無機発泡性造粒
物の発泡温度以下で溶融する火山岩、火山灰などの無機
材料またはこれに顔料を加えたものなど、いわゆる通常
の釉薬と同じような作用をなすものをすべて含むもので
ある。具体的には、ガラス粉、Ｒ−２フリツト、ジルコ
ニット、ベントナイトなどの配合原料をスチールボール
とともにポットミルで粉砕したものに顔料を加えて混合
したものなどを用いることができる。

熱膨張係数の調整は配合する原料の種類や割合を変える
ことにより行うことができる。また化粧層のうち、点と
なっている高膨張ガラスの量と三次元に発達した網状の
低膨張原料の量との関係は、造粒された高膨張原料粒の
粒径とそれにコーティングされた外殻（低膨張原料粉で
構成されている）の厚さによって調節することができる
。

ガラス質の加熱溶融体の冷却は、面積が大きくなるほど
、または厚さが厚くなるほどゆっくり冷却しなければ、
熱割れが発生してしまう。

また冷却時間は被冷却物の厚さの２乗に比例して長くな
る。本発明の製法においては、厚さを網目状に分断して
薄くするとともに、大板も網目状に分割して小型化する
ようにし、これにより従来より困難であった均一冷却を
可能ならしめるものである。

なお、本発明の製法においては、高膨張の芯材に低膨張
の釉薬粉がコーティングされているが、低膨張の芯材に
高膨張の釉薬粉をコーティングしたばおいても、単一の
ガラス質層の比べればクラックの発生は大幅に少なくな
る。

無機質発泡板は、トンネルキルンなどの焼成炉内で前記
ベース層と表面化粧層からなる積層体を焼成して一体化
せしめることで製造される。

つぎに実施例にもとづき本発明の詳細な説明するが、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 ベース層原料の調製 酸性白土５２％（重量％、以下同様）、ガラス粉２０％
、ソーダ灰１０％、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１０ｍ＋
ｉ’のスチールボールとともにポットミルに入れ６時間
のあいた乾式粉砕した。

えられた粉末は３２５メツシュバス９６％以上であった
。この粉末にバインダー（糖蜜１５％液）を噴霧しなが
らパン型造粒機にて造粒し、粒径１〜２，５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乾燥機に
て造粒含水率２％以下となるように乾燥させた。

化粧層原料の調製 ＦＡ−８３３フリツト（日陶産業■製）６４％、１１２
１フリツト（日陶産業■製）３０％、ベントナイト（王
立鉱業■製）５％および硝酸ソーダ（日陶産業■製）１
％からなる配合原料をｌｏｍ＋ｉ’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メツシュ以下９６％であり、この
粉末を低膨張原料粉とした。

また、ガラス粉（ユニオンガラス銖製）６２％、Ｒ−２
フリツト（笠井釉薬■製）２５％、ジルコニット（日陶
産業■製）８％、水路粘土（オクムラセラム観製）３％
およびベントナイト（王立鉱業■製）２％からなる配合
原料を１０１１０１ｌ＋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メツシュ以下９６％であり、この粉末を高膨
張原料粉とした。

以上のようにしてえられた二種類の配合原料の熱膨張係
数を第１表に示す。

第　　１　　表 ついで、直径１００　ａｍのパン型造粒機を用いて高膨
張原料粉にバインダー液（１０％廃糖蜜溶液）を噴霧し
なから造粒物をえた。造粒物の含水率は１６％であった
。

えられた造粒物のうちから篩で０．７〜１．５關−の範
囲の粒１０ｇを選び、さらにパン型造粒機にいれて転動
させながらバインダー液を噴霧し、１０ｋｇの低膨張配
合原料粉をコーティングさせた。えられたコーティング
粒を外熱式ドライヤーを通して、含水率２．０％になる
ように乾燥して、化粧層原料を調製した。

焼成 以上のようにして調製した造粒物または粒状物を用いて
無機質発泡板を焼成した。

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。中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１５ｍｍ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６
，０曹■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８５０〜６５０　”Ｃ１焼成帯が
７００〜８７０℃、急冷帯が７００〜７１０　℃、徐冷
帯が６２０〜４８０℃、冷却帯が４５０〜６０℃であっ
た。メツシュベルトの移動速度は２５ｃｍ／分てあり、
炉に入れて炉から出るまでの所要時間は約１６０分であ
った。

ベース層と化粧層か焼成され一体となった無機質発泡板
を中９０ｃｍ、長さ１００　ｃｍに切断した。

ベース層の発泡孔は細かく、小孔の揃った発泡状態であ
った。化粧層の断面は二層に造粒された粒が溶融して発
泡ベース層の上に緻密なガラス層を形成し、熱膨張係数
の異なる原料の差はまったく認められなかった。

比較例１ 化粧層原料として、二層構造のものに代えて実施例にお
ける高膨張原料粉のみからなる造粒物（粒径１゜０〜２
．０ｎｏｓ）を用いた以外は実施例と同様にして無機質
発泡板を製造した。

比較例２ 化粧層原料として、二層構造のものに代えて実施例にお
ける低膨張原料粉のみからなる造粒物（粒径１．０〜２
．０關）を用いた以外は実施例と同様にして無機質発泡
板を製造した。

実施例および比較例１〜２てえられた発泡板について冷
却貫入の有無を観察するとともに、ヒートショック試験
を試みた。

ベース層原料が発泡し、表面化粧層が溶融してガラス層
を形成し、ついで焼成帯より急冷帯へ移動すると、発泡
板は外周より冷却されて固化していく。このとき内部の
温度降下は遅れ、表面は固化していても内面は軟らかく
、順次固化は内部へと進んでいく。このばあい、中１０
０（至）、長さ２００■の発泡板の表面温度は中央で７
０７℃、両端部で６７７℃であった。このような温度勾
配で徐冷帯へ入り、ついて冷却帯を通過して炉外へ搬出
される。焼成された３種類の発泡板を観察すると、比較
例１（高膨張化粧原料のみ使用）と比較例２（低膨張化
粧原料のみ使用）にかかわる発泡板の化粧層には端部よ
り中央に向って化粧層に直角に３〜５ｃｍのヘアラック
が認められたが、実施例にかかわる発泡板の化粧層には
ヘアラックはまったく認められなかった。

また、以上の３種類の発泡板を切断して中央部より３０
ｃｍ角のピースを切り出した。このピースを定温乾燥機
へ入れて９０℃にて６０分間加熱したのち、２０℃の水
の中に速やかに投入し、１分間浸漬してピース表面のク
ラック発生状態を観察した。実施例にかかわるピースに
はまったくクラックは見られなかったが（第１図参照）
、比較例１にかかわるピースには端部より中央に向って
４〜５本のクラックか発生しく第２図参照）、比較例２
にかかわるピースには端部より中央に向って１本のクラ
ックが発生していた（第３図参照）。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、本発明の製法によれば、高膨張釉
薬粒を該釉薬粒より低膨張の釉薬粒でコーティングして
、塊状のガラス質を線状のガラス質の挙動にしている。

その結果、焼成・冷却時におけるひずみ応力を確実に拡
散緩和して、クラックや破損といった不都合の発生を確
実に防止することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図はそれぞれ実施例、比較例１および比較例２
にかかわるテストピースのヒートショック試験後の化粧
面の状態をあられす説明図である。 特 許 出 願 人 ナショナル住宅産業株式会社 ほか２名 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　無機発泡性造粒物からなるベース層上に表面化粧層
   を形成し、えられた積層体を加熱して溶化一体化させる
   無機質発泡板の製法であって、前記表面化粧層が高膨張
   釉薬粒からなる芯材の表面に該釉薬粒よりも低膨張の釉
   薬粉をコーティングした粒状物からなることを特徴とす
   る無機質発泡板の製法。