JPH085732B2 - 軽量断熱陶磁器製成形体 - Google Patents
軽量断熱陶磁器製成形体Info
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- JPH085732B2 JPH085732B2 JP28436687A JP28436687A JPH085732B2 JP H085732 B2 JPH085732 B2 JP H085732B2 JP 28436687 A JP28436687 A JP 28436687A JP 28436687 A JP28436687 A JP 28436687A JP H085732 B2 JPH085732 B2 JP H085732B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/08—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding porous substances
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は軽量かつ断熱保温性のよい陶磁器、衛生陶
器、あるいはタイル等の建材用陶器などとして使用され
る陶磁器製成形体に関するものである。
器、あるいはタイル等の建材用陶器などとして使用され
る陶磁器製成形体に関するものである。
［従来の技術］ 従来、軽量で保温性の良い陶磁器材料はセラミックス
素地を成形時に肉厚の成形体を得ていた。
素地を成形時に肉厚の成形体を得ていた。
又、中空球を利用するものとして、アルミナ中空球を
使用した耐火断熱レンガがある。これはアルミナ中空球
を結合剤として耐火粘土、微粉アルミナ、有機結合材に
よって結合し断熱レンガとしたものである。
使用した耐火断熱レンガがある。これはアルミナ中空球
を結合剤として耐火粘土、微粉アルミナ、有機結合材に
よって結合し断熱レンガとしたものである。
［発明が解決しようとする問題点］ しかし、前記前者によるものは気孔率が高まるにつれ
てクラック等がはいりやすく強度低下が避けられない。
又後者によるものはアルミナ中空体の殻厚さは数10μｍ
あり、中空球として有効に働くサイズは１〜8mmであり
このものは高価であり、かつ熱伝導率も高い。又このも
のを添加した成形体は中空球が比較的大きいので、それ
が表面に露出すると均一で滑らかな表面が得られず陶磁
器としての用途は限られる。
てクラック等がはいりやすく強度低下が避けられない。
又後者によるものはアルミナ中空体の殻厚さは数10μｍ
あり、中空球として有効に働くサイズは１〜8mmであり
このものは高価であり、かつ熱伝導率も高い。又このも
のを添加した成形体は中空球が比較的大きいので、それ
が表面に露出すると均一で滑らかな表面が得られず陶磁
器としての用途は限られる。
本発明は強度を保ちつつ、軽量で断熱性がよく、しか
も安価な陶磁器製成形体を提供することを目的とする。
も安価な陶磁器製成形体を提供することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ 本件発明者は上記目的を達成するため鋭意研究を行っ
た結果、シリカ−アルミナ系素材から微小で空孔比率の
高い中空球が得られ、このものは壊れにくいのでシリカ
−アルミナ系セラミックス素地に所定量添加して焼成し
て得られた成形体は陶磁器として軽量かつ断熱保温効果
も高く、しかも原料であるシリカ−アルミナ素材はフラ
イアッシュ、シラス、黒曜石などから手軽に得られるの
で経済性も高いことも確認して本件発明を完成させた。
た結果、シリカ−アルミナ系素材から微小で空孔比率の
高い中空球が得られ、このものは壊れにくいのでシリカ
−アルミナ系セラミックス素地に所定量添加して焼成し
て得られた成形体は陶磁器として軽量かつ断熱保温効果
も高く、しかも原料であるシリカ−アルミナ素材はフラ
イアッシュ、シラス、黒曜石などから手軽に得られるの
で経済性も高いことも確認して本件発明を完成させた。
すなわち、本件発明の要旨はシリカ−アルミナ系中空
球がシリカ−アルミナ系セラミックス素地中に全重量に
対し10〜95重量％含有してなる軽量断熱陶磁器製成形体
にある。
球がシリカ−アルミナ系セラミックス素地中に全重量に
対し10〜95重量％含有してなる軽量断熱陶磁器製成形体
にある。
［発明の構成の具体的説明］ 以下本発明を詳しく述べる。
本発明を構成する中空球のサイズは10μｍ未満では殻
厚さは薄くなり中空球が破れやすくなり、又は中実球と
なるので好ましくなく、又サイズが2000μｍを超えるも
のはセラミックス素地に添加して陶磁器製成形体を形成
した時、当該成形体の表面に中空球がでやすくなり、そ
の結果破れやすいので10〜2000μｍの範囲が好適であ
る。又、中空球中の空孔の比率はサイズ10μｍで５％程
度、サイズ2000μｍで95％程度である。
厚さは薄くなり中空球が破れやすくなり、又は中実球と
なるので好ましくなく、又サイズが2000μｍを超えるも
のはセラミックス素地に添加して陶磁器製成形体を形成
した時、当該成形体の表面に中空球がでやすくなり、そ
の結果破れやすいので10〜2000μｍの範囲が好適であ
る。又、中空球中の空孔の比率はサイズ10μｍで５％程
度、サイズ2000μｍで95％程度である。
このような中空球はシリカ−アルミナ系素材より作ら
れる。シリカ、アルミナの好ましい組成はSiO240〜80重
量％、Al2O35〜35重量％であり、この他にFe2O3,CaO,Mg
O,Na2O,K2O等の酸化物又は不純物を若干量含むものであ
ってもよい。この理由はSiO2が80重量％を超える、或い
はAl2O3が５重量％未満の場合は融点が高く中空球製造
が難しく、一方SiO2が40重量％未満、或いはAl2O3が35
重量％を超える場合は逆に融点が低すぎて、一定の殻厚
さが得られず、中空球製造が難しくなる。
れる。シリカ、アルミナの好ましい組成はSiO240〜80重
量％、Al2O35〜35重量％であり、この他にFe2O3,CaO,Mg
O,Na2O,K2O等の酸化物又は不純物を若干量含むものであ
ってもよい。この理由はSiO2が80重量％を超える、或い
はAl2O3が５重量％未満の場合は融点が高く中空球製造
が難しく、一方SiO2が40重量％未満、或いはAl2O3が35
重量％を超える場合は逆に融点が低すぎて、一定の殻厚
さが得られず、中空球製造が難しくなる。
このようなシリア−アルミナ系中空球はフライアッシ
ュ、シラス、黒曜石などから容易に得られる。第１表は
上記原料から得られたバルーンの代表的組成を記述した
ものである。
ュ、シラス、黒曜石などから容易に得られる。第１表は
上記原料から得られたバルーンの代表的組成を記述した
ものである。
これらの原料から中空球を得るには次の方法による。
フライアッシュの場合は各種工場の煙道中で灰分として
生じたものを集塵機で捕集する。このものは粒子が細か
く球形である。この中には中空でないものもあるがこれ
を水中で浮上法によって回収すれば、本発明を構成する
中空球が得られる。シラスバラーン、黒曜石の場合はロ
ータリーキルン等の炉内で800〜1200℃で加熱すると内
部のガスが適度に緊張して、光沢のあるガラス状中空球
が得られる。流動床のように熱風で加熱してもよい。
フライアッシュの場合は各種工場の煙道中で灰分として
生じたものを集塵機で捕集する。このものは粒子が細か
く球形である。この中には中空でないものもあるがこれ
を水中で浮上法によって回収すれば、本発明を構成する
中空球が得られる。シラスバラーン、黒曜石の場合はロ
ータリーキルン等の炉内で800〜1200℃で加熱すると内
部のガスが適度に緊張して、光沢のあるガラス状中空球
が得られる。流動床のように熱風で加熱してもよい。
本発明を構成するシリカ−アルミナ系セラミックス素
地は各種鉱物原料を使用する。シリカ−アルミナ系セラ
ミックス素地の好ましい組成はSiO235〜75重量％、Al2O
35〜60重量％、Fe2O3Tr〜3.5重量％（Trはトレースすな
わち極微量を表わす。以下同じ）、CaOTr〜10重量％、M
gO、Tr〜15重量％、K2O1〜3.5重量％、Na2O0.5〜2.5重
量％、その他不純物である。組成は目的となる用途に応
じて異なる。例えば第２表の如くである。
地は各種鉱物原料を使用する。シリカ−アルミナ系セラ
ミックス素地の好ましい組成はSiO235〜75重量％、Al2O
35〜60重量％、Fe2O3Tr〜3.5重量％（Trはトレースすな
わち極微量を表わす。以下同じ）、CaOTr〜10重量％、M
gO、Tr〜15重量％、K2O1〜3.5重量％、Na2O0.5〜2.5重
量％、その他不純物である。組成は目的となる用途に応
じて異なる。例えば第２表の如くである。
これらのシリカ−アルミナ素地は各種鉱物原料を配合
して作る。鉱物原料としては各種様々なものがあるがそ
の１例として関白カオリン、土岐口蛙目粘土、天草陶石
などがある。参考のため、これら鉱物原料の組成を第３
表に示す。
して作る。鉱物原料としては各種様々なものがあるがそ
の１例として関白カオリン、土岐口蛙目粘土、天草陶石
などがある。参考のため、これら鉱物原料の組成を第３
表に示す。
これらの鉱物原料の他に工業半製品、例えばマグネシ
アクリンカー、ドロマイトクリンカー等を配合させても
よい。
アクリンカー、ドロマイトクリンカー等を配合させても
よい。
本発明に係る成形体は前記のシリカ−アルミナ系セラ
ミックス素地に所定量のシリカ−アルミナ系中空球を添
加し、混合して成形後、焼成することによって得られ
る。シリカ−アルミナ系中空球の添加量は全重量に対し
て10〜95重量％、好ましくは25〜90重量％になるように
する。10重量％に満たないものは本願の目的である軽量
化、断熱保温性に欠ける。又95重量％を超えるものはも
ろくなるので適当でない。
ミックス素地に所定量のシリカ−アルミナ系中空球を添
加し、混合して成形後、焼成することによって得られ
る。シリカ−アルミナ系中空球の添加量は全重量に対し
て10〜95重量％、好ましくは25〜90重量％になるように
する。10重量％に満たないものは本願の目的である軽量
化、断熱保温性に欠ける。又95重量％を超えるものはも
ろくなるので適当でない。
成形に際してはアラビアのり、カルボキシメチルセル
ロース（CMC）等の有機結合剤を添加してもよい。なお
成形はスリップキャスト、ろくろ、プレス等、従来公知
の方法で任意の形状に成形する。最後に焼成は900〜140
0℃の温度範囲で行う。
ロース（CMC）等の有機結合剤を添加してもよい。なお
成形はスリップキャスト、ろくろ、プレス等、従来公知
の方法で任意の形状に成形する。最後に焼成は900〜140
0℃の温度範囲で行う。
［実施例］ 鉱物原料を配合してSiO245.8重量％、Al2O348.7重量
％、Fe2O30.34重量％、TiO20.16重量％、CaO0.25重量％
の組成を有するセラミックス素地を作り、これにフライ
アッシュを浮上分離して得た中空球を第４表に示す割合
で添加し、スリップキャストでテストピースを作成し、
乾燥後、1200℃で焼成した。尚中空球の粒度は10〜300
μｍ、平均粒径110μｍであり、組成はSiO257.5重量
％、Al2O330.0重量％、Fe2O34.0重量％、CaOとMgOは合
わせて2.0重量％、Na2OとK2Oは合わせて4.0重量％であ
った。焼成して得られた陶磁器製成形体の熱伝導率、カ
サ比重を第４表にそれぞれ示す。第４表から本発明品は
軽量であること明らかである。又熱伝導率も他の陶磁
器、例えば耐熱磁器（0.7〜1.8kcal/m・hr・℃）、ジル
コン磁器（約3.6kcal/m・hr・℃）、アルミナ磁器（2.5
〜18kcal/m・hr・℃）、硬質陶器（0.8〜1.2kcal/m・hr
・℃）等に比べて低く、断熱保温性に優れている。
％、Fe2O30.34重量％、TiO20.16重量％、CaO0.25重量％
の組成を有するセラミックス素地を作り、これにフライ
アッシュを浮上分離して得た中空球を第４表に示す割合
で添加し、スリップキャストでテストピースを作成し、
乾燥後、1200℃で焼成した。尚中空球の粒度は10〜300
μｍ、平均粒径110μｍであり、組成はSiO257.5重量
％、Al2O330.0重量％、Fe2O34.0重量％、CaOとMgOは合
わせて2.0重量％、Na2OとK2Oは合わせて4.0重量％であ
った。焼成して得られた陶磁器製成形体の熱伝導率、カ
サ比重を第４表にそれぞれ示す。第４表から本発明品は
軽量であること明らかである。又熱伝導率も他の陶磁
器、例えば耐熱磁器（0.7〜1.8kcal/m・hr・℃）、ジル
コン磁器（約3.6kcal/m・hr・℃）、アルミナ磁器（2.5
〜18kcal/m・hr・℃）、硬質陶器（0.8〜1.2kcal/m・hr
・℃）等に比べて低く、断熱保温性に優れている。
［発明の効果］ 本発明に係る陶磁器製成形体は軽量かつ断熱保温性が
よく、しかも安価な原料より製造できるので経済的であ
る。よって軽量・保温性が要求される陶磁器、衛生陶磁
器、外壁用タイル、陶器瓦などに好適に使用される。
よく、しかも安価な原料より製造できるので経済的であ
る。よって軽量・保温性が要求される陶磁器、衛生陶磁
器、外壁用タイル、陶器瓦などに好適に使用される。
Claims (1)
- 【請求項１】シリカ−アルミナ系中空球がシリカ−アル
ミナ系セラミックス素地中に全重量に対し10〜95重量％
含有してなる軽量断熱陶磁器製成形体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28436687A JPH085732B2 (ja) | 1987-11-12 | 1987-11-12 | 軽量断熱陶磁器製成形体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28436687A JPH085732B2 (ja) | 1987-11-12 | 1987-11-12 | 軽量断熱陶磁器製成形体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01126281A JPH01126281A (ja) | 1989-05-18 |
| JPH085732B2 true JPH085732B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=17677650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28436687A Expired - Lifetime JPH085732B2 (ja) | 1987-11-12 | 1987-11-12 | 軽量断熱陶磁器製成形体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH085732B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5167885A (en) * | 1992-01-07 | 1992-12-01 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Method for making sintered bodies |
| DE19951453A1 (de) * | 1999-10-25 | 2001-04-26 | Alstom Power Schweiz Ag Baden | Oxidische Mineralzusammensetzung |
-
1987
- 1987-11-12 JP JP28436687A patent/JPH085732B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01126281A (ja) | 1989-05-18 |
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