JPH08225362A - 陶磁器板および陶磁器板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】表面構造は緻密で平滑、波状の凹凸もない大型
陶磁器板。 【構成】主成分を陶磁器材料とする積層多層構造であっ
て、表面層と裏面層とに５０℃以下の軟化温度差を設け
る。各層の厚みの範囲は０．０５〜２ｍｍが好適であ
る。陶磁器原料の粉末、繊維材料、およびガラス転移点
が１０℃以下の熱可塑性有機質材料を適宜に配合して複
数種類のスラリーを調整し、抄造法を用い、シート状成
形体を製造し、予熱し、積層し、加圧した後、焼成して
製造する。表面層に着色材料を配合し、美麗に仕上げる
こともできる。建築の内装材や外装材、床材、家具や実
験台の天板、カウンター、各種インテリア素材、トンネ
ルの内装材、土木関係などの広汎に使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、抄造法を利用して製造
する陶磁器板とその製造方法とに関する。本発明にかか
る陶磁器板は、薄く大型であって、強度特性などに優
れ、主に、建築の外壁材、内壁材、床材、家具、実験台
天板などに好適である。

【０００２】

【従来の技術】近年、建築や家具製造の業界において、
大型陶磁器板の市場が急速に拡大している。大型陶磁器
板は、取扱の容易さや施工性を満足させるために、軽量
であることが要求され、通常は薄板として製造されてい
る。しかし、薄板であっても反りや変形などがなく、耐
衝撃性などの強度特性が高く、良好な寸法精度が必要で
ある。このような陶磁器板を製造するのには、通常、抄
造法が用いられている。たとえば、特公昭６０−３０３
８号公報に記載の方法があげられる。すなわち、ハイ土
粉末および繊維材料を必須成分とするスラリーを抄造し
て製造した所定含水量の陶磁器板用シートと、釉薬およ
び繊維材料を必須成分とするスラリーを抄造して製造し
た所定含水量の釉薬シートとを重ね合わせ、ロール型プ
レス機を用い一体化した後、焼成する方法である。ま
た、本発明者らは、陶磁器材料の粉末と繊維材料とバイ
ンダー成分とからなるスラリーから薄い抄造シートを製
造して必要枚数を積層し、積層した抄造シートを加圧、
一体化して焼成し、同一組成のシート状焼成体を重合わ
せた多層陶磁器板の製造方法を提案した（特開平６−１
４４９１４号公報参照）。この陶磁器板は、反りも変形
も小さく、強度特性にも優れていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、陶磁器板
は、前記の要請に応えるとともに、表面が平滑、かつ、
緻密な構造であること、すなわち、表面に凹凸がなく、
吸水性が低く、吸水による表面汚れ、凍害がなく、傷の
つきにくいことが必要である。表面に緻密な構造を形成
するためには、従来から例えば、焼成工程において、ロ
ーラハースキルン上を移動する抄造シートを焼結温度近
辺で焼成し、抄造シート全体の焼き縮みを促進すること
が行われている。しかし、抄造シートを焼結温度近辺に
加熱すると、抄造シートが軟化した状態でローラ上を移
動することになり、キルンの温度が僅かでも変動する
と、抄造シートが自重で垂れ下がって焼成したシートの
表面に波状の凹凸が発生するという問題があった。本発
明は、これらの問題を解決し、耐衝撃性などの強度特性
にすぐれ、反りや変形がなく、良好な寸法精度を有し、
かつ、表面構造は緻密で平滑、波状の凹凸もない大型陶
磁器板とその製造方法とを提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決する手
段として、本発明は、主成分を陶磁器材料とする少なく
とも３層構造の陶磁器板であって、両側の表面層におけ
る軟化温度の差が、１００℃を超えないことを特徴とす
る陶磁器板を提供する。本発明の陶磁器板の各層の厚み
はそれぞれ０．０５〜２ｍｍの範囲が好適である。ま
た、陶磁器板の表面層および／または裏面層に着色材料
を配合するとことをにより、陶磁器板に美観を与えるこ
とができる。

【０００５】さらに、本発明は、陶磁器原料の粉末、繊
維材料、およびガラス転移点が１０℃を超えない熱可塑
性有機質材料を必須成分とし、かつ、焼成後に互いに異
なる軟化温度を有する層に形成される、少なくとも２種
類のスラリーを調整する工程と、各スラリーを抄造し、
シート状成形体とする工程と、各シート状成形体を少な
くとも５０℃に予熱する工程と、各シート状成形体を積
層して少なくとも３層構造の積層体にする工程と、積層
体を加圧してシート状成形体を一体化した後、焼成する
工程とを含むことを特徴とする陶磁器板の製造方法を提
供する。なかでも、シート状成形体の少なくとも２層は
軟化温度が相違し、かつ、各層のうちの最も低い軟化温
度を超え、最も高い軟化温度を超えない範囲の温度で積
層体を焼成することが推奨される。

【０００６】なお、本発明において、表面層と裏面層と
の区別は、通常、使用状態において外観にさらされる面
を表面層とするが、両外面を便宜的に区別して表現する
ために用いる場合も含まれる。また、原則として、原料
のスラリーをを抄造して得たシートの乾燥体をシート状
成形体と、シート状成形体を積層し、加圧、一体化した
ものを積層体と、焼成後のシート状成形体を焼成体とい
う。

【０００７】さらに、本発明の以下の説明および実施例
（比較例を含む）に用いた特性値の標準的な測定法につ
いて説明しておく。

【０００８】（１）陶磁器板を構成する各層の厚み 陶磁器板各層、少なくとも軟化温度の異なる層は、微細
な孔構造が異なるので、表面から染料水を染込ませると
各層の染色に濃淡を生じる。濃淡の境界をたとえばマイ
クロファイバスコープで拡大観察し、各層の境界を識別
し、厚みを測定する。境界が直線状でない場合は、その
中心を基準にして厚みを実測する。隣接する層の孔構造
の差異が小さ過ぎて、染色の濃淡を識別しにくいとき
は、ＥＰＭＡ（電子プローブＸ線マイクロアナライザ
ー）を用い、各層の組成の差を測定して境界を識別す
る。

【０００９】（２）軟化温度 陶磁器板を前記で識別した境界に沿ってスライスし、測
定対象の層から測定用サンプルを採取する。測定用サン
プルを長さ６０ｍｍ、幅１０ｍｍの短冊状試験片に加工
し、５０ｍｍ間隔に設けた２つの支点上に、試験片を左
右対象に静置した状態で電気炉内にセットする。炉内を
１０℃／分で昇温し、試験片の中央の垂下深さが試験片
の厚みに相当する長さに達した時点の温度をもって軟化
温度とする。

【００１０】（３）焼結温度 測定用サンプルの吸水率（後述）を実質的に０にする最
低焼成温度をいう。積層体は、焼成温度を高くするに従
って、当初から含まれていた熱分解成分がそれぞれの熱
分解温度で分解し、揮散する。同時に焼成中の積層体
は、熱収縮し、焼成温度が高いほど、緻密化の度合いが
進行する。焼結完了時点、すなわち焼結温度では、陶磁
器板の表面に開孔していた微細孔が閉塞し、表面は無孔
状態に近い緻密構造になる。この緻密状態における陶磁
器板の面は、実質的に吸水しなくなる。

【００１１】（４）陶磁器板の吸水率 測定用サンプルを、１０５℃で３時間乾燥し、デシケー
タ中で室温まで放冷した後、重量（Ｗ₁ ）を測定する。
このサンプルを室温の水中に２４時間浸漬し、吸水させ
る。水中から取り出し、表面の付着水を拭き取って、重
量（Ｗ₂ ）を測定し、（１）式から吸水率を求める。

【００１２】 吸水率（％）＝（Ｗ₂ −Ｗ₁ ）×１００／Ｗ₁ （１） （５）熱膨張係数 市販の押し棒式示差熱膨脹計を用い、測定用サンプル
を、室温（ｔ₀ ）から所定温度（ｔ：通常７００℃を採
用）に昇温してサンプルの長さ（室温時：ｌ₀、ｔ℃の
時：ｌ）を測定し、（２）式によって算出する。

【００１３】 α（熱膨張係数）＝（ｌ−ｌ₀ ）／｛ｌ・（ｔ−ｔ₀ ）｝ （２） （６）積層体の空隙率 積層体空隙率＝１−［Ｗ₀ ／Ｖ₀ ］／［（Ｗ₁ ・ρ₁ ＋Ｗ₂ ・ρ₂ ）／Ｗ₀ ］ ・・・・・（３） ただし、Ｖ₀ ：１０５℃、２４時間乾燥後の試料の容積［ｃｍ³ ］ Ｗ₀ ： 同上 の重量［ｇ］ Ｗ₁ ：４００℃、２時間乾燥後の試料の減量［ｇ］ Ｗ₂ ：４００℃、２時間乾燥後の試料の殘量［ｇ］ ρ₁ ：試料に含まれる有機質原料の密度［ｇ／ｃｍ³ ］ ρ₂ ：試料に含まれる無機質原料の密度［ｇ／ｃｍ³ ］ （７）積層体の吸水率 積層体を１０５℃で２時間乾燥し、さらに室温下で水中
に２４時間、浸漬して吸水させ、取出して表面の水を拭
き取り、吸水前後の試料の重量から（４）式によって求
めた値である。

【００１４】 積層体吸水率（％）＝ （吸水試験後の重量−吸水試験前の重量）×１００／吸水試験前の重量 ・・・・・（４） 注）（１）式で示した陶磁器板の吸水率とは異なる。

【００１５】

【作用と実施態様】本発明にかかる陶磁器板の構成、作
用および製造方法を、実施態様例をあげながら詳細に説
明する。

【００１６】本発明の陶磁器板の成分は、要求特性、厚
み、大きさなどによって、最適の組成を選択するが、主
原料として、例えば、各種粘土類、カオリン、陶石、け
い石、けい灰石、長石、ドロマイト、アルミナ、ジルコ
ニア、フライアッシュ、アプライト、抗火石などの無機
物を単独または混合して使用する。これらの陶磁器原料
は、焼成後に陶磁器材料となって陶磁器板の主成分にな
る。

【００１７】本発明の陶磁器板は、少なくとも３層のシ
ート状積層体を積層、一体化し、焼成して得られたシー
ト状焼成体積層物で構成されている。シート状焼成体の
積層数は、要求特性、厚みや組成によって異なるが、通
常、５〜２０層が好ましい。積層数が多いと、陶磁器板
の均質性が向上し、また、焼成工程での熱収縮が均一化
して、反りや変形の小さい、高強度の陶磁器板が得られ
る。２層構造の場合には、耐衝撃性が劣り反りや変形を
生じやすいので、少なくとも３層、好ましくは５層以上
をもって構成する。積層数が多くなり過ぎると、製造工
程で、シート状成形体の積層体を加圧して一体化するの
が難しくなり、また、生産工程も複雑になるので、一般
的には２０層程度までに止めておく。なお、複数の同一
組成の層を隣接して重ね合わせた場合には一層と見な
す。

【００１８】本発明の陶磁器板を構成する表面層、裏面
層、および単数の中間層または複数の中間各層の層厚み
は、陶磁器板の厚みや要求される特性などによって適宜
に決めるが、一般的には、０．０５〜２ｍｍに調整する
ことが好ましい。各層の厚みが０．０５ｍｍよりも薄い
と均一なシートの製造が難しくなる傾向があり、２ｍｍ
よりも厚いと発生する歪応力が大きくなって各層に発生
する応力のバランスを取りにくくする傾向がある、各層
の厚みが同じである必要はなく、製造時のスラリーの組
成や抄造条件を選定して各層の厚みを適宜に調整しても
よい。

【００１９】陶磁器板の厚みは、使用目的や陶磁器板の
表面積にもよるが、一般的に、２〜１０ｍｍ、好ましく
は３〜８ｍｍである。厚みが２ｍｍ以下では、シート状
焼成体各層に発生する応力のバランスが取りにくくなっ
て、反り、変形、割れなどが誘発されやすくなる。ま
た、厚みが１０ｍｍを超えると、製造時、焼成過程でシ
ート状成形体に含まれる有機質材料を均一に熱分解し、
ガスとして逃散させることが困難になり、層間剥離、反
り、割れなどが発生しやすくなる。

【００２０】また、本発明の陶磁器板は、少なくとも表
面層と裏面層とに、互いに軟化温度が異なる層が積層さ
れている。表面層と裏面層との間に積層される中間層の
軟化温度は、他の中間層、表面層および裏面層の軟化温
度と異なってもよく、また、他の中間層、および表面層
または裏面層の軟化温度と同じであってもよい。少なく
とも表面層と裏面層との軟化温度が異なることにより、
本発明の陶磁器板には、表面に波状の凹凸発生を抑制す
る作用が生じる。すなわち、焼成中の陶磁器板が、軟化
温度の低い層の軟化温度に達すると、軟化温度の低い層
では強度低下がおこるが、軟化温度の高い層の強度によ
って補われ、垂れ下がりを抑制しつつ、緻密化が進行し
ていると考えられる。従って、例えば、軟化温度の低い
層を表面側に、軟化温度の高い層を裏面側に配し、低い
方の軟化温度以上の温度で、かつ、高い方の軟化温度以
下の温度条件で焼成することにより、陶磁器板表面の波
状凹凸の発生が抑制される。

【００２１】表面層と裏面層との軟化温度の差は、一般
的に１０〜１００℃の範囲、好ましくは１０〜５０℃の
範囲である。軟化温度の差を１０℃以内に調整すること
は、製造上、可成りの困難を生じる上に目的の効果を得
にくい。軟化温度の差が大きすぎると、陶磁器板の各層
の特性のバランスが崩れるようになる。

【００２２】さて、本発明の陶磁器板は、異なる組成の
成形体を積層して焼成するので、通常、焼成時の収縮率
が同じでなく、異なる組成の成形体の界面では収縮率の
差にもとづく歪み応力が内在する。したがって、陶磁器
板に外部から衝撃力が加わった場合、該衝撃力が界面の
方向に分散され、クラックの発生が抑制される。また、
熱膨張係数が異なる焼成体層の界面では、焼成後、熱膨
張係数の小さい方の層に圧縮応力が、熱膨張係数の大き
い方の層には引張応力が発生する。したがって、両層間
に適当な熱膨張係数差を付与することにより、陶磁器板
の反りや変形の発生を防ぎ、かつ、陶磁器板の強度を向
上することができる。

【００２３】本発明の陶磁器板において、熱膨張の異な
る層の熱膨張係数の差は、０．２×１０^-6〜２．０×１
０^-6／℃、とくに０．５×１０^-6〜１×１０^-6／℃の範
囲内に調整することが好ましい。熱膨張係数の差が小さ
過ぎるとと熱膨張率の相違にもとづく効果が十分でなく
なり、大き過ぎると焼成過程で相間剥離やクラックが発
生したり、反りや変形の原因になる。また、焼成体全体
の熱膨張係数が７×１０^-6／℃を、できれば６．５×１
０^-6／℃を超えないように調整することが好ましい。焼
成時の冷却クラックを抑制し、反りや変形が小さく強
度、耐衝撃性、耐熱衝撃性を向上させることができるか
らである。また、軟化温度の低いシート状成形体は、焼
成工程での熱収縮が大きく、高軟化温度のシート状成形
体は熱収縮が小さく両層間で反りの発生する可能性があ
る。しかし、組成、厚みや配列を調整して熱収縮や応力
バランスを制御し、反りや変形を抑制して陶磁器板の強
度特性を高めることができる。

【００２４】なお、軟化温度の低い層、とくに表面層の
熱膨張係数を、軟化温度の高い層の熱膨張係数よりも小
さくすることが好ましい。焼成時、冷却過程での軟化温
度の低い層の熱収縮率が小さいので、焼成後に圧縮応力
を生じ、曲げ強度、耐衝撃性が向上する。

【００２５】つぎに、本発明の陶磁器板の好ましい製造
方法を、実施態様例をあげながら具体的に説明する。ま
ず、前記した陶磁器原料を、通常、２００〜４００メッ
シュ（タイラー篩）程度の微粉末とし、この微粉末と所
定の配合比の繊維材料とに水を加え、さらにガラス転移
点が１０℃を超えない熱可塑性有機質材料（以下、有機
質材料と略称する）を所定量加え、パルパーなどを用
い、攪拌、混合し、抄造用のスラリーにする。スラリー
の固形分濃度は、抄造が容易なように、通常、０．５〜
１０重量％、好ましくは１〜５重量％に調整する。

【００２６】繊維材料は、主に陶磁器原料を抄造し、あ
るいは陶磁器板の強度を補強するために使用する。本発
明に使用する繊維材料としては、各種天然繊維、天然お
よび合成パルプ、レーヨンなどの再生繊維、ビニルアル
コール系重合体、ポリアクリル系、ポリアミド系、ポリ
エステル系などの各種有機合成繊維類、ガラスファイバ
ー、セラミックファイバー、ロックウール、チタン酸カ
リウムなどの各種無機繊維類があげられる。無機繊維
は、焼成によって消失しないので、焼成時の収縮を防止
し製品の強度を向上する作用がある。これらの繊維は混
合して使用してもよい。

【００２７】有機質材料としては、天然ゴム、合成ゴ
ム、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル
−ブタジエン共重合体、ポリアクリル酸エステル、ポリ
ウレタン、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリアクリル
アミド、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合
体などのガラス転移点が１０℃を超えない有機重合体が
あげられる。これらの有機質材料は、単独または２種以
上を混合して用いることができる。ガラス転移点は、示
差熱分析（ＤＴＡ）や示差熱走査熱量測定法（ＤＳＣ）
により測定することができる。有機質材料は、スラリー
を抄造して得られるシート状成形体に柔軟性を付与し、
シート状成形体相互間の接着性を高める作用などがあ
り、製品の吸水率の調整にも役立つ。

【００２８】スラリーの調合比は、スラリーから形成さ
れる層の軟化温度によって決められるが、通常、陶磁器
原料１００重量部に対し、繊維材料を１〜２５重量部の
範囲、好ましくは１〜１０重量部の範囲内に、有機質材
料を１〜５０重量部、好ましくは１〜１０重量部の範囲
内に設定する。繊維材料が１重量部よりも少なくなる
と、スラリーの抄造が困難になり、成形体の歩留まりが
低下する。有機繊維を用いる場合、有機繊維は焼成過程
で分解消失するので、２５重量部を超えて使用すると反
りや変形が大きくなり好ましくない。無機繊維を用いれ
ば、焼成過程での収縮を抑制し、陶磁器板の強度向上や
変形防止の効果があるが、１０重量部を超えて使用する
と、陶磁器板が低密度になるという問題がある。有機繊
維と無機繊維とを混合して用いることができるが、その
場合には有機繊維：無機繊維を重量比で２０：８０から
８０：２０の範囲にするとよい。一方、有機質材料の割
合が１重量部に達しないと、添加する効果が十分でなく
なり、５０重量部を超えると焼成工程の熱分解により収
縮率が大きくなり過ぎて好ましくない。

【００２９】スラリーには、前記の必須３成分に加え
て、陶磁器板の特性の改善や製造時の操作性を向上させ
るために、各種の薬剤を配合することができる。例え
ば、アニオン系の有機高分子電解液、カチオン系の有機
電解液、カチオン系の無機コロイド液、多価金属塩類な
どの定着剤や凝集剤；アスベスト繊維、ガラス繊維、ワ
ラストナイトなどの無機粉末などの脱水助剤があげられ
る。また、陶磁器板に着色したり模様を施すために、各
種顔料や着色微粒子、天然みかげ石の微粒子などを添加
し、分散させることもできる。

【００３０】本発明の陶磁器板の製造に際しては、軟化
温度が異なる表面層と裏面層とを形成するため、少なく
とも２種類のスラリーを調合する必要がある。これらの
スラリーは、例えば、陶磁器原料の種類や粒度分布、ス
ラリーの組成などを変えて調合することができる。

【００３１】つぎに、調合したスラリーを、公知の長網
式や丸網式の抄造機を用いてそれぞれシート状成形体に
抄造する。シート状成形体の厚みは、通常、０．１〜１
０ｍｍの範囲に調整する。複数の薄くて組成が同じシー
ト状成形体を積層して、所望の厚みのシート状成形体を
製造することもできる。抄造したシート状成形体はロー
ル乾燥機やトンネル乾燥機を用いて乾燥する。乾燥後の
シート状成形体の含水率に格別の制限はないが、次の積
層工程での取扱いの容易さや、積層体を適当な空隙率や
吸水率に調整するために、２重量％以下、好ましくは１
重量％以下にすることが望ましい。

【００３２】乾燥した各シート状成形体を３層以上、所
要の層数に積層し、加圧して圧着、一体化する。加圧に
際し、シート状成形体を５０℃以上に予熱しておくこと
が好ましい。通常、原料として配合した有機質材料のガ
ラス転移点よりも５０℃以上、高い温度に加熱してお
く。より低い加圧圧力で緻密な歪みの少ない積層体を得
られるからである。有機質材料が、十分に軟化して結着
性が高くなり、積層体を一体化しやすくするためと考え
られる。予備加熱には、連続熱風加熱炉や連続遠赤外線
加熱炉などを用いればよい。

【００３３】加圧操作には公知の水圧プレスや機械プレ
スなどを使用できるが、本発明では、均一、かつ連続的
に長尺シートに大きな線圧を付与できるロールプレスが
好適である。ロールプレスを用いる場合の印加線圧は、
少なくとも１００ｋｇ／ｃｍ以上、好ましくは３００ｋ
ｇ／ｃｍ以上、さらに好ましくは５００ｋｇ／ｃｍ以上
である。低すぎると焼成工程で、層間剥離を生じたり、
積層体を望ましい範囲の空隙率に調整できなくなるおそ
れがある。ロールプレスは、ロールの表面温度を５０℃
以上、かつ上限温度を有機質材料が熱分解しない温度、
３００℃ないしせいぜい３５０℃の範囲に設定すること
が望ましい。ロールプレスだけで加熱する場合には、積
層体の内部まで均一に早く加熱できるように、シート状
成形体相互の間を遠赤外線加熱ヒータや熱風の吹付口を
設けて加熱するのが好ましい。

【００３４】陶磁器板の厚みは、通常、焼成後に所望の
厚みになるように薄いシート状成形体を必要な枚数だけ
積層し、加圧一体化して調整すればよい。積層、加圧操
作を何段階かに分けて行うこともできる。分けて行う場
合、一旦加圧加工されたシート状成形体は結着性がよく
ないので、未加工のシート状成形体を挾み込んで加圧ま
た、少なくとも２枚の陶磁器板、あるいは一旦仮焼成し
た陶磁器板の間に接着成分として、ガラスクロス、ガラ
スマットのようなシート状物を挾んだり、陶磁器原料粉
末を均一に散布し、それらの接着成分が溶融する温度で
焼成すれば、強固に接着一体化することができる。

【００３５】加圧、一体化後の積層体は、空隙率が０．
１〜０．４、吸水率が１０〜３０％、さらに好ましくは
１５〜２５％になるように調整することが望ましい。空
隙率が０．１以下では、陶磁器板素地として高圧縮にな
りすぎ、積層体内での残留応力によって焼成時に割れや
反りを生じやすい。一方、空隙率が高すぎてもすぐれた
陶磁器板を得ることができず、空隙率を０．４以下にす
ることによ一体化したり、また、加圧加工されたシート
の少なくとも片側に未加工シートを積層して加圧一体化
することが好ましい。って、焼成時の収縮が押さえら
れ、反りや変形がない表面の平滑な陶磁器板を製造でき
る。吸水率が過大または過少の場合にも、上記の空隙率
の場合と同様の問題を発生する傾向がある。積層体の空
隙率や吸水率は、スラリー中の有機質材料の配合割合や
積層体の加圧条件によって調整することができる。

【００３６】ついで、一体化した積層体を、ローラハー
スキルンやトンネルキルンなどを用いて焼成する。ロー
ラハースキルンは、長尺のシート状積層体を、均一に連
続して効率よく焼成することができるので、好ましく用
いることができる。一体化した積層体は、ローラハース
キルン内の、適温に設定された予熱帯、焼成帯および冷
却帯を、適切な時間で順次連続的に通過し、発生する分
解ガスを速やかに除去しつつ、各シート状成形体がシー
ト状焼成体に焼成され、本発明の陶磁器板が得られる。
焼成帯部分のローラは、ローラ上を通過するシート状物
の垂下りを防止するために５０ｍｍ以下のピッチ（ロー
ラ中心間距離）で配置することが望ましい。焼成温度
は、目的の特性などによって決めるが、通常、１０００
〜１３５０℃、好ましくは、１１５０〜１２５０℃の範
囲である。

【００３７】予熱帯では穏やかな条件で昇温する方がよ
い。なかでも常温〜３５０℃の温度域における昇温速度
は、好ましくは５０℃／分以下に、より好ましくは４０
℃／分以下に、また、２５０〜５００℃の温度域におけ
る昇温速度は、好ましくは２０℃／分以下に、より好ま
しくは１０℃／分以下に設定する。これらの温度域での
昇温速度が早すぎると、積層体中の有機質繊維や熱可塑
性有機質材料の熱分解に伴う分解ガスが急激に発生した
り、異常発熱によってシート状焼成体間の層間剥離が多
発するようになる。さらに、冷却帯においても時間をか
けて、とくに７００〜３００℃の温度域における降温速
度は、好ましくは２０℃／分以下に、より好ましくは１
０℃／分以下に設定する。降温速度が早すぎると、焼成
体の層間に大きな剪断応力が発生し、層間剥離やクラッ
ク発生の原因になる。

【００３８】本発明の陶磁器板の少なくとも表面層に顔
料を配合すれば、任意の色彩を有する陶磁器板にするこ
とができる。あるいは、表面層と裏面層とに別色彩の顔
料を配合し、陶磁器板に多様な色彩効果をもたらすこと
もできる。さらに、表面層を複数の色彩の異なる極薄層
で重ね合わせて構成すれば、各色が重なって見える部分
と透けて見える部分とが複雑に干渉しあって、大理石調
の模様の陶磁器板が得られる。各種色彩の顔料を鱗片状
に分散して表面層の原料スラリーに加えておくと、天然
みかげ石様の陶磁器板が得られる。表面の着色層や模様
層の厚みは、用途に応じて決めることができるが、光沢
を付与するために表面に研磨加工を施す場合には、焼成
後の表面層に少なくとも０．５ｍｍの厚みをもたせるこ
と望ましい。

【００３９】また、本発明にかかる陶磁器板は容易に表
面加工を施することができる。たとえば、シート状成形
体を積層加圧する際に、加圧機にエンボス板を用い、表
面に凹凸模様を付与したり、釉薬紙や模様印刷のフィル
ムを貼着して陶磁器板の表面に各種の模様を付与するこ
とができる。表面にガラスビーズやフレーク、各種の柄
からなるガラス織物、御影石の細粉末などを融着させ、
各種模様を形成することもできる。また、加圧した表面
に、研削により凹凸模様を形成したり、研削やサンドブ
ラストにより粗面加工したり、種々の形状に端面加工し
たり、裏面に溝やアリ足を形成したり、孔あけやネジ穴
加工したり、種々の形状に曲げ加工した後、焼成して多
種多様な陶磁器板を製造することができる。

【００４０】さらに、加工後の積層体を、たとえば１１
００〜１３５０℃の温度で一旦仮焼成した後、上記加工
を実施すれば、効率よく、寸法精度の高い陶磁器板を製
造することができる。さらに、表面に釉薬をスプレー掛
けしたり、模様状にプリントしたのち焼成したり、ある
いは、８００〜１３５０℃で仮焼成したのち、その表面
に同様の釉薬を施釉し、ついで、５００〜１３５０℃に
焼成して施釉陶磁器板を製造することができる。この
他、本発明の陶磁器板は、用途に合わせた各種素材、た
とえば、ケイカル板、ＡＬＣ、コンクリート板、ＧＲＣ
板、石膏ボード、合板、木材、ステンレス板、鋼板、プ
ラスチック板、ガラス板などに複合化して用いることが
できる。

【００４１】

【実施例】本発明の実施例と、比較例として本発明では
ないが類似する陶磁器板とを製造したので、順次説明す
る。 実施例１〜３ 本実施例では、焼成後に軟化温度が異なる３種類のスラ
リーを調合し、これらのスラリーから少なくとも表面層
と裏面層との軟化温度が異なる本発明の多層構造の陶磁
器板を製造し、表面の緻密性、平滑性、防汚性、反り・
変形の度合などを評価した。さらに、比較例として２層
構造の陶磁器板、各層の軟化温度が同じである多層構造
の陶磁器板を製造し、本発明にかかる陶磁器板と比較し
た。

【００４２】スラリー（Ａ）：長石３５重量部、けい石
４５重量部、カオリン５重量部、アルミナ１０部、およ
びワラストナイト５重量部とからなる陶磁器原料粉末、
クラフトパルプ５重量部、およびアクリル系エマルジョ
ン（ガラス転移点：−５℃）５重量部を水に投入し、攪
拌・混合し、固形分濃度を２重量％に調整した。 スラリー（Ｂ）：長石３０重量部、けい石４５重量部、
カオリン１０重量部、アルミナ１０部、およびワラスト
ナイト５重量部とからなる陶磁器原料粉末、クラフトパ
ルプ５重量部、およびアクリル系エマルジョン（ガラス
転移点：−５℃）５重量部を水に投入し、攪拌・混合
し、固形分濃度を２重量％に調整した。 スラリー（Ｃ）：長石２５重量部、けい石４５重量部、
カオリン１５重量部、アルミナ１０部、およびワラスト
ナイト５重量部とからなる陶磁器原料粉末、クラフトパ
ルプ５重量部、およびアクリル系エマルジョン（ガラス
転移点：−５℃）５重量部を水に投入し、攪拌・混合
し、固形分濃度を２重量％に調整した。

【００４３】以下、たとえば、スラリー（Ａ）を出発物
質とするシート状成形体および焼成体には（Ａ）を付記
し、他のスラリーなどについても同様に表示する。

【００４４】長網式抄紙機を用い、スラリー（Ａ）、
（Ｂ）および（Ｃ）から、それぞれ幅１２０ｃｍのエン
ドレスシートを抄造し、多筒式乾燥機を通していずれも
含水率が０．５重量％のシート状成形体（Ａ）、（Ｂ）
および（Ｃ）を製造した（以下、シート状成形を単に成
形体という）。成形体（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の厚
みは、それぞれ、２．２ｍｍ、２．４ｍｍおよび２．１
ｍｍになるように調整した。ついで、これらの成形体を
ローラハースキルンを用い、１２００℃で焼成し、得ら
れた焼成体の軟化温度を測定した。測定結果は、次の通
りであった。

【００４５】 焼成体（Ａ） １１９０℃ 焼成体（Ｂ） １２１０℃ 焼成体（Ｃ） １２３０℃ 成形体（Ａ）と、（Ｂ）および／または（Ｃ）とを炉内
温度を１４０℃に設定した熱風炉を通した後、表１およ
び表２で示したような態様で順次積層体にし、線圧を３
５０ｋｇ／ｃｍに調整した油圧式ロールプレスに通して
加圧した。得られた加圧積層体を長さ３ｍ、幅１．２
ｍ、厚み７ｍｍに切断し、空隙率および吸水率を測定し
た。

【００４６】切断した加圧積層体をローラハースキルン
を用い、１２００℃で６０分間焼成し、シート状焼成体
（Ａ）と、（Ｂ）および／または（Ｃ）とが積層一体化
された多層構造の陶磁器板を焼成した。焼成した陶磁器
板から焼成体（Ａ）と、（Ｂ）および／または（Ｃ）と
のサンプルを採取し、それぞれ吸水率を測定した。ま
た、焼成した各陶磁器板の軟化温度の低い方の面を表
面、高い方の面を裏面として、５を最高とする５段階評
価を用い、表面光沢度の評価により表面の緻密性を、波
状の凹凸変形度合の評価により表面の平滑性を、６月間
水平暴露試験後の表面汚染度の評価により防汚性を、そ
れぞれに判定した。また、同様に陶磁器板全体の反りや
変形を５段階評価した。その結果を表１に示す。

【００４７】比較例１、２ 次に比較のために、焼成体（Ａ）からなる陶磁器板およ
び焼成体（Ａ）と（Ｂ）とからなる陶磁器板を実施例１
と同じ方法で製造し、比較例１および２として実施例１
と同様に測定評価した。その結果を表２に示す。

【００４８】実施例４、比較例３ 実施例３と同じ条件で、ただし、アクリル系エマルジョ
ンの配合量、シート状成形体の予熱温度、ロールプレス
（表面温度：１３０℃）の線圧を表３に示した条件に変
更し、陶磁器板を製造し、得られた陶磁器板を評価し
た。さらに各陶磁器板の曲げ強度を、ＪＩＳ Ａ５２０
９に記載の方法に準拠して測定した。評価、測定の結果
を表３に示す。

【００４９】実施例 ５ 実施例３においてスラリー（Ａ）に、さらに、２重量部
の酸化コバルト系青色顔料を配合した以外は、実施例３
と同様にして陶磁器板を製造した。得られた陶磁器板の
表面は緻密で、美麗な青色の光沢を有していた。この陶
磁器板は、特性、外観ともに建築の内装材や外装材とし
て好適であった。

【００５０】実施例 ６ 実施例３においてスラリー（Ａ）に、さらに、３重量部
のみかげ石の微粉末を配合し、実施例３と同様にして成
形体を得た。実施例３の積層体の表面層を得られた成形
体に置き換えた以外は、実施例３と同様にして陶磁器板
を製造した。製造した陶磁器板の表面は美麗な御影石調
であった。この陶磁器板は、特性、外観ともに建築の内
装材や外装材として好適であった。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【表２】

【００５３】

【表３】

【００５４】

【発明の効果】本発明の陶磁器板は、軟化温度の異なる
層を配した多層構造体であり、とくに表面に軟化温度の
低い層を配置することにより、焼成時における表面の焼
成度合いを高めて緻密な構造が形成され、従来、問題に
なっていた波状の凹凸がなく、表面は平滑、かつ、耐衝
撃性などの強度特性にも優れている。軟化温度に加え、
熱膨張係数、空隙率、吸水率などの特性の異なる層を、
適宜に組合わせることにより、陶磁器板の特性を任意に
選択できるので、現代の多様なニーズに対応することが
できる。例えば、表面層に顔料やみかげ石微粉末などを
添加し、容易に表面を美麗に仕上げることができる。建
築の内装材や外装材、床材、家具や実験台の天板、カウ
ンター、各種インテリア素材、トンネルの内装材、土木
関係などの広汎な用途に供することができ、産業的な利
用価値が大きい。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 41/87 Ｃ０４Ｂ 35/64 Ｃ (72)発明者 野田 征雄 滋賀県大津市園山１丁目１番１号東レ株式 会社滋賀事業場内 (72)発明者 木村 元 滋賀県大津市園山１丁目１番１号東レ株式 会社滋賀事業場内 (72)発明者 村田 茂一 滋賀県滋賀郡志賀町小野朝日１丁目２番４ 号 (72)発明者 上田 輝基 滋賀県野洲郡野洲町永原388番地

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主成分を陶磁器材料とする少なくとも３層
   構造の陶磁器板であって、両側の表面層における軟化温
   度の差が、１００℃を超えないことを特徴とする陶磁器
   板。
2. 【請求項２】各層の厚みがそれぞれ０．０５〜２ｍｍで
   あることを特徴とする、請求項１記載の陶磁器板。
3. 【請求項３】少なくとも片側の表面層には着色材料が配
   合されていることを特徴とする、請求項１または２記載
   の陶磁器板。
4. 【請求項４】陶磁器原料の粉末、繊維材料、およびガラ
   ス転移点が１０℃を超えない熱可塑性有機質材料を必須
   成分とし、かつ、焼成後に互いに異なる軟化温度を有す
   る層に形成される、少なくとも２種類のスラリーを調整
   する工程と、各スラリーを抄造し、シート状成形体とす
   る工程と、各シート状成形体を少なくとも５０℃に予熱
   する工程と、各シート状成形体を積層して少なくとも３
   層構造の積層体にする工程と、積層体を加圧してシート
   状成形体を一体化した後、焼成する工程とを含むことを
   特徴とする陶磁器板の製造方法。
5. 【請求項５】シート状成形体の少なくとも２層は軟化温
   度が相違し、かつ、各層のうちの最も低い軟化温度を超
   え、最も高い軟化温度を超えない範囲の温度で積層体を
   焼成することを特徴とする、請求項４記載の陶磁器板の
   製造方法。