JPH0527584B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

「発明の目的」 本発明は文様入りセラミツクス建材の製造法に
係り、特に大型文様を有し、しかも比較的薄板状
態で強度的に優れたセラミツクス建材の有効な製
造法を提供しようとするものである。 （産業上の利用分野） 文様の認識が的確なセラミツクス建材の製造技
術。 （従来の技術） 壁面などを形成する人造建材において文様を形
成することについては従来から種々に実施されて
いる。即ち、このような建材としてはプラスチツ
クスを母体としたものやセラミツクスを母体とし
たもの等があり、プラスチツクスを母体としたも
のにおいてはその文様を形成する砕片として相当
に大きいものを用いることも可能であつて、文様
の認識が的確な建材を得ることができる。 一方近年においてセラミツクス建材も普及化さ
れ、このセラミツクス建材においては天然石材に
準じた触感、体裁を形成でき、このものに天然砕
石文様を形成することも実施されている。 （発明が解決しようとする問題点） プラスチツクスを母体としたものにおいては文
様砕片の大きさを自在に選び得るとしても、その
母体が耐火性や耐候性に劣り、経年による変質劣
化を避け得ないし、触感などにおいても好ましい
ものとなし得ない。 セラミツクス母体とする人造建材においては上
記のような不利を有しないとしても添加される天
然石砕片文様材の大きさに製造上制限があつて、
その大きさは一般的に３mm以下である。即ち、４
mmを超えるような大型の文様材は押出成形時に金
型に引掛り、その成形加工を円滑に実施できず、
しかも文様材が形成されたセラミツクス建材を焼
成するに当つてセラミツクス母体の収縮に追従し
難いので得られた建材に割れ発生が多く、仕上り
状態および耐加工性ないし強度において劣つたも
のとならざるを得ない。 プレス法により成形する場合にはそれなりに大
きなものを採用し得るとしても成形体の厚みを大
きく採る必要があり、又乾燥時に反り、切断加工
時や研磨時に亀裂が発生したりするので制約を受
けざるを得ない。 「発明の構成」 （問題点を解決するための手段） 本発明は、セラミツクス母体と同系統でしかも
該セラミツクス母体の焼成温度より10〜100℃低
い溶化温度を有すると共に焼成後にセラミツクス
母体とは異なつた色調を呈し、しかも長辺が３〜
20mmの大きさとされた薄片状の未焼成の文様材を
前記セラミツクス母体原料に１〜20重量パーセン
ト（以下、wt％と記す。）添加混合して所定形状
に成形してから上記セラミツクス母体の焼成温度
にて焼成することを特徴とする文様入りセラミツ
クス建材の製造法に関するものである。 （作用） セラミツクス母体と同系統で、しかも該セラミ
ツクス母体の焼成温度より10〜100℃低い溶化温
度を有する未焼成の文様材を前記セラミツクス母
体原料に混合することにより乾燥および焼成ある
いは切断加工ないし研磨時の亀裂発生ないし剥離
を防止する。 即ち、この溶化温度差が10℃未満の場合には文
様材とセラミツクス母体との融着によるなじみが
劣り、上記したような製造過程においてセラミツ
クス母体の収縮率３〜15％程度の焼結収縮への追
従不良による剥離や亀裂の発生する可能性が高
い。一方100℃を超えた溶化温度差の場合には焼
成時において文様材が発泡し文様としての質量感
を劣化するので望ましくなく、20℃〜70℃の差に
あるときにより好ましい融着状態を発現できる。
又、未焼成状態の文様材を添加するので、吸湿性
もあり、セラミツクス母体生地とのなじみ性が良
好で乾燥時のクラツク発生が防止されると共に、
焼成時において、相互の収縮における追従を可能
とし、収縮差に基づくクラツク発生も適切に防止
し得る。 長辺が３mm以上の文様材を用いることにより恣
意的文様としての認識印象を明確とし、挾雑物的
印象の発生を防止する。一方この文様材の長辺が
20mm以下とされることにより成形時、特に押出成
形時における成形不良を的確に防止する。 前記した文様材の混入量が1wt％以上とされる
ことにより文様材の混入を略的確に認識せしめ、
しかも上述の諸条件と共にその上限を20wt％と
することにより生地成形、乾燥、焼成時、切断加
工時並びに研磨時等における亀裂の発生を的確に
防止し、また製品におけける母体と文様材との良
好な美観上の調和を図りつつ切断等の後加工にお
ける割れ発生などもなく適切に行わしめる。 なお３mm未満の細片については5wt以下、より
好ましくは1wt以下添加使用しても外観デザイン
上並びに製品強度上等に大きな変化を与えること
がない。 成形加工法として複雑形状の建材を効率的に生
産できる押出成形法を採る場合には、文様材の厚
さを0.1mm以上とすることにより混練又は押出機
内での給送時における微粉化を防止し、又その厚
さを３mm以下とすることによつて押出成形時にお
ける金型の詰りを回避せしめて押出方向に配向さ
せ円滑な成形を行わしめることが出来、更には
0.5〜1.5mm厚がより好ましい。 （実施態様） 上記したような本発明について更に実施態様を
詳しく説明する。 本発明でいうセラミツクス建材は、材質的に
SiO₂，Al₂O₃，K₂O，Na₂O，CaO，Fe₂O₃，
B₂O₃などを含有した陶器、磁器、〓器等の製造
に用いられる陶石、長石、石英、硅石、カオリナ
イト、ハロサイト、アルミナ、木節粘土、蛙目粘
土、信楽木粘土等を適宜配合して得られる酸化物
系セラミツクスから成るものであつて、アルミナ
成分を多くすることによりより高強度なものが得
られる。本建材は、建材物の外壁材、内壁材、塀
材、舗道敷石材の如くに利用され、その形状とし
ては従来の湿式工法や最近用いられている乾式工
法によつて施工されるタイル（例えば、実開昭62
−165324号公報に記載されるようなもの）、陶板、
パネルに代表されるような板状ないし円筒状のも
ので、その厚みは好ましくは４mm以上のものであ
る。 色調については、第１図に示すように母材１中
に文様材２が分散展開されたものであつて、母材
１は大理石調の白色状態を基調とするが、母材又
は／及び文様材に所望の顔料を用いて色相・彩
度・明度の組合せによりそれなりの着色状態とす
ることができる。 文様材については前記母材１とは相対的に異な
つた着色状態とすることにより明確な文様２が得
られる。これらの文様２および母材１についての
着色成分はそれぞれ同様なものが使用され、無機
遷移金属酸化物を主体としたものであつて、黒色
系は酸化鉄、カーボンブラツク、茶色または赤色
系は酸化鉄、酸化クロム、青色系は酸化コバル
ト、黄色系は酸化クロムを主体とし所望の色相・
彩度・明度の差が発現するように、これらの適当
な化合物が0.2〜20wt％添加される。 前記文様材については前述のセラミツクス母体
と成分的に同一系統のものであつてセラミツクス
母材１の焼成温度よりもその溶化温度が10〜100
℃程度低いものとなるように成分調整されること
は前記の通りであるが、このような溶化温度の調
整は坏土中のNa₂O，K₂O，B₂O₃等のガラス質成
分の含有量をセラミツクス母体中のその含有量に
対比して１〜10wt％多めになるように適宜に選
ぶことにより容易に得られる。 文様材２は、不規則な砕片状又は丸形、矩形、
星形などの特定形状のものが適用されるが文様材
の長辺については一般的に３〜20mmであることは
前記の通りであるが、デザイン的により好ましい
範囲としては５〜20mmである。又３mm未満の小形
の文様材が5wt％を超えて添加されるようなこと
はデザイン上の挾雑感を招くので避けることが好
ましい。セラミツクス母体に添加される文様材は
１〜20wt％の範囲で添加され、またセラミツク
ス母体より異なる色調状に焼成後に呈色するよう
に調製され、更には添加に当つては一つの色調を
有する１種のものでよいことは勿論であるが、色
調の異なる二種以上の文様材を総量として所定範
囲内に止まるような混合添加することができ、そ
れによつて種々の質感を有するものを得ることが
できる。 文様材の配合例を次に示す。

【表】 上記のような文様材の製造は、前記のような着
色成分を添加した坏土に外割りで10〜20wt％の
水と0.1〜5wtのメチルセルロース、ポリビニルア
ルコール、ブチルアルコール、ピロリン酸ソーダ
等の水溶性有機バインダーを配合し、混練した後
に前述のような厚さの板状体に成形する。 その場合、湿式真空押出法、プレス成形法、ド
クターブレード法のような方法を適宜に採用され
る。得られた板状体は、常温により風乾させた
後、例えば40〜80℃で４〜40時間程度の乾燥処理
を行ない硬化させる。 次いで砕片状文様材とする場合には、ジヨーク
ラツシユ、衝撃粉砕機またはフレツトミルの如き
粗砕機で破砕した後分級して所定大きさの砕片状
文様材とする。定形の砕片を得たい場合には成形
時に常法によつて割れ目を入れることにより定形
材が得られる。 上記のようにして得られる１種または２種以上
の色調の異なることになる文様材を用いてセラミ
ツクス建材を得るには、１〜20wt％、好ましく
は５〜10wt％の文様材をセラミツクス母体原料
に配合し、外割りで10〜25wtの水または１〜5wt
％の前記水溶性有機バインダーを加えて混練す
る。この場合、添加される水分量は、文様材の吸
湿性を考慮して文様材の調製時よりも多めに添加
するのが望ましい。この混練に際し、適宜に顔料
を添加するが、混練されたものの成形は真空押出
法、プレス法、ドクターブレード法あるいは鋳込
み法などで好ましくは肉厚さ４mm以上に成形す
る。 その形成は、例えば、従来からの平板タイル
状、乾式工法用に裏面に特定の嵌合構造を持つた
レンガ状、或いは円筒状などの適宜のものとさ
れ、その成形体は例えば40〜120℃で４〜80時間
の乾燥をなしてから使用原料に応じて1000〜1400
℃で２〜48時間の焼成を行なうが、この場合にお
いて前記文様材の溶化温度よりも10〜100℃高い
温度となるような焼成温度を選ぶ。焼成後は、10
〜50時間程度で室温まで冷却されるが、本発明の
場合相互の焼結収縮に対する追従性が良好である
ので、昇温速度及び冷却速度を通常よりも早くす
ることができ生産効率も向上し得る。 焼成品に対しては、所望により釉薬がけし、又
用途に応じて切断、表面研磨などの後加工をして
外壁材、内壁材、洗面台、敷石、床材、表装材、
花瓶その他の器物置き台のような製品とする。 （実施例） 本発明によるものの具体的実施例について説明
すると以下の如くである。 実施例 １ バイヤー法アルミナ35wt％、大平長石55wt％、
硅石5wt％、酸化クロム5wt％として溶化温度
1000℃である坏土（ガラス質成分として6wt％を
含有）を調製し、これにメチルセルロース4wt
％、水20wt％を添加し混練した後、ドクターブ
レード法により１mm厚の薄板とした。２日間室温
で風乾し、更に60℃で24時間乾燥させ、次いでジ
ヨークラツシヤーで粉砕し、５〜20mm大のものと
１〜３mm大のものとを分級した。 一方、セラミツクス母材用として蛙目粘土
35wt％、カオリン30wt％、長石35wt％に配合
（ガラス質成分として4wt％含有）し、最適焼成
温度1050℃の坏土を調製した。 次いで、セラミツクス母体材用坏土に外割り
で、先きに調製した大きさ５〜20mmの文様材を
5wt％、１〜３mmの大きさの文様材を0.5wt％、
並びに、0.5wt％のメチルセルロース、18wt％の
水を添加し真空土練機で混練した。これを真空度
680mmHg、押圧出力32Kg／cm²の条件の真空押出機
で押出速度3m／分で、縦240mm、横240mm、厚さ
10mmのタイル状成形体を成形した。上記成形材
を、室温で20時間放置し、50℃で48時間の乾燥処
理を行なつた後、1050℃で５時間の焼成すること
により、白色大理石調母材にピンク色の砕片状文
様材が分散展開されたセラミツクス母体タイル材
が得られた。 得られたものは、表面観察でクラツクの発生が
無いものが多く、クラツクが発生しているもので
あつても実用に供し得る程度のものであつて、曲
げ強度600Kgｆ／cm²、吸水率2.5％の特性を示し、
天然材に求め得ないテクスチヤーを持つた建材で
あつて、外装材、内装材の何れにも適用できる趣
味性の高いものであつた。 実施例 ２ 実施例１における文様材において、酸化クロム
を酸化コバルトに代えて、他は同一条件として、
薄板を製作した後、粉砕し10〜20mm大きさのもの
を分級し、焼成時に青色となる砕片状文様材を新
たに得た。他方、蛙目粘土35wt％、アルミナ5wt
％、長石35wt％、カオリン25wt％から成るセラ
ミツクス母体原料（ガラス質成分として4wt含
有）を94重量部に、実施例１で調製した10〜20mm
のピンク色文様材３重量部と先に調製した10〜20
mmの青色文様材３重量部とを配合した後、外割り
でポリビニルアルコール0.5wt％、水17wt％を更
に添加して混練を行なつた。次いで、実施例１と
同一の押出条件で、縦125mm、横200mm、厚さ10mm
の乾式工法用タイル状成形体に成形加工した。 成形体を室温で20時間風乾した後、80℃で６時
間乾燥処理し、焼成炉にて1100℃４時間の焼成処
理を行なつた。 これにより、製品中にクラツクの発生もなく曲
げ強度700Kgｆ／cm²、吸水率1.5％で大理石調の白
地にピンク色と青色の砕片状文様が分散展開した
タイル状建材を得た。 「発明の効果」 以上説明したような本発明によるならば母材を
セラミツクスとした建材としての優れた耐火性、
耐候性の如きを充分に具備し経年劣化のない製品
を得しめ、しかも大型の文様材を有していて明確
な文様入り建材としての美観ないし豪華感を具備
し又文様材と母材とが強固に結合し、成形時、焼
成時、切断加工時及び研磨時などにおける亀裂の
発生などを的確に回避して耐加工性その他におい
て好ましい建材を提供し、更には製造段階におけ
る押出金型の目詰りの如きも適切に防止して円滑
な上記建材の製造を可能とするなどの効果を有し
ており、工業的に顕著な発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の技術的内容を示すものであつ
て、第１図は本発明によつて得られるセラミツク
ス建材の１例についての平面概念図である。 １……セラミツクス母体、２……文様材または
文様。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セラミツクス母体と同系統でしかも該セラミ
   ツクス母体の焼成温度より10〜100℃低い溶化温
   度を有すると共に焼成後にセラミツクス母体とは
   異なつた色調を呈し、しかも長辺が３〜20mmの大
   きさとされた薄片状の未焼成の文様材を前記セラ
   ミツクス母体原料に１〜20wt％添加混合して所
   定形状に成形してから上記セラミツクス母体の焼
   成温度にて焼成することを特徴とする文様入りセ
   ラミツクス建材の製造法。 ２ 文様材の厚さが0.1〜３mmであり、セラミツ
   クス母体原料に添加混合してから所定形状に形成
   する操作が押出成形法である特許請求の範囲第１
   項に記載の文様入りセラミツクス建材の製造法。