JPH09234716A - セラミック製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面に凹凸模様を有するセラミック製品を生
産性良く製造する。 【解決手段】 セラミック粉粒体材料５２、５４を層状
に堆積させる工程と、堆積されたセラミック粉粒体層５
０の表面に、耐火性材料からなる型付け材３０を埋め込
む工程と、型付け材３０が埋め込まれたセラミック粉粒
体層５０を焼成する工程と、焼成されたセラミック粉粒
体層６０から型付け材３０を取り外す工程とを含むこと
により、型付け材３０の形状に正確に合致した凹凸模様
６６が容易に作製でき、セラミック製品６０に歪みや割
れが発生することも防げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミック粉粒体材料
を焼成してセラミック製品を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築物の壁面仕上げあるいは装飾のため
にセラミック板を用いることが行われている。セラミッ
ク板は、外観性に優れるとともに、耐久性や耐環境性に
も優れ、汚れの除去も容易であるなど、種々の利点を有
している。このようなセラミック板を製造するには、セ
ラミック粉粒体材料を水等に分散させたスラリーを成形
型で成形してから焼成する方法もあるが、セラミック粉
粒体材料を層状に堆積させた状態でそのまま焼成する方
法が、能率的で生産性の高い方法として採用されてい
る。具体的には、特公平６−７６２２０号公報には、ベ
ルトコンベアを用いて、セラミック粉粒体材料の堆積か
ら焼成までを連続的に実行してセラミック板を製造する
技術が示されている。

【０００３】セラミック粉粒体層として、基材となるセ
ラミック粉粒体層の上に、別の化粧用となるセラミック
粉粒体層を積層させておく方法も提案されている。この
ようにすれば、得られたセラミック製品は、基材セラミ
ック層と化粧セラミック層とが一体接合されたものとな
り、美観に優れた化粧セラミック層によって、セラミッ
ク板の外観性を高めることができる。

【０００４】通常、セラミック粉粒体材料を堆積させた
セラミック粉粒体層の表面は平坦になるから、焼成され
たセラミック板の表面も平坦なものとなる。壁面仕上げ
材等に用いる場合、セラミック板の表面に模様となる凹
凸を形成しておけば、外観意匠性がさらに高まり、商品
価値を高めることができる。セラミック板の表面に凹凸
模様を付けるには、セラミック粉粒体層の表面に凹凸を
付けておけばよい。セラミック粉粒体層の表面に凹凸模
様を付ける方法としては、凹凸模様に対応する凹凸パタ
ーンが作製されたパターンロールを、ベルトコンベア上
を移動するセラミック粉粒体層の表面に押し付けて、セ
ラミック粉粒体層の表面に凹凸模様を付け、この凹凸模
様付きのセラミック粉粒体層を焼成する方法がある。

【０００５】また、焼成されたセラミック製品の表面
を、研削加工などで２次加工して凹凸模様を付ける方法
もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記した焼成後のセラ
ミック板に２次加工で凹凸模様を付ける方法は、硬いセ
ラミック板に対する加工が難しいという問題がある。加
工時に加わる応力や加工取り扱い中に加わる外力で、比
較的脆い性質を有するセラミック製品に傷が付いたりク
ラックが入ったりする問題がある。特に、前記した化粧
セラミック層は薄いため、２次加工で損傷し易い。

【０００７】また、パターンロールでセラミック粉粒体
層に凹凸模様を付ける方法は、凹凸模様が付けられたセ
ラミック粉粒体層を焼成工程まで移送しているうちに、
セラミック粉粒体からなる凹凸模様が崩れたり変形した
りするという問題がある。焼成工程においても、溶融流
動化したセラミック粉粒体によって凹凸模様の型崩れが
生じ易い。さらに、パターンロールでは、比較的単純な
パターンの凹凸模様を繰り返し付けるには適している
が、あまり複雑な凹凸模様を付けることは困難である。
また、凹凸模様の形を変えるにはパターンロールの交換
が必要であり、連続生産ライン中で、セラミック製品毎
に異なる凹凸模様を形成することは困難である。

【０００８】そこで、本発明の課題は、表面に凹凸模様
を有するセラミック製品を生産性良く製造することであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるセラミッ
ク製品の製造方法は、セラミック粉粒体材料を層状に堆
積させる工程と、堆積されたセラミック粉粒体層の表面
に、耐火性材料からなる型付け材を埋め込む工程と、型
付け材が埋め込まれたセラミック粉粒体層を焼成する工
程と、焼成されたセラミック粉粒体層から型付け材を取
り外す工程とを含む。

【００１０】本発明の構成をより具体的に説明する。 〔セラミック粉粒体材料〕セラミック粉粒体材料は、通
常のセラミック製品の製造に用いられる材料が用いられ
る。例えば、ケイ砂、長石、石灰石、カオリン、石膏そ
の他の天然鉱物材料、アルミナやジルコニアなどの合成
無機質材料、これらの原料を含む天然または合成ガラス
材料を必要に応じて組み合わせて用いることができる。
これらのセラミック粉粒体材料を造粒して得られる造粒
物、セラミック粉粒体材料を焼成した後に粉砕したペレ
ット状あるいは破砕片状のものも、本発明におけるセラ
ミック粉粒体材料に含まれる。セラミック粉粒体材料に
は、着色剤や結合剤などとしての鉱物質材料あるいは合
成樹脂材料を含むこともできる。セラミック粉粒体材料
に、多孔質火山岩などの加熱発泡性の材料を含んでいれ
ば、焼成により発泡して、発泡セラミック製品を得るこ
とができる。

【００１１】〔セラミック粉粒体層〕セラミック粉粒体
材料を層状に堆積させるには、通常のセラミック製品の
製造技術におけるセラミック粉粒体材料の堆積手段が採
用できる。例えば、走行するコンベア上にホッパー等の
供給装置でセラミックス粉体材料を落下供給して一定の
厚みで連続的に堆積させたり、枠で囲まれた面上の空間
にセラミック粉粒体材料を供給して堆積させたりするこ
とができる。セラミック粉粒体層の厚みと面形状によっ
て、任意の形状を有するセラミック製品を製造すること
ができる。単純な矩形板のほか、各種多角形状や曲線輪
郭を有する板状のもの、あるいはブロック状、棒状など
のセラミック製品を得ることせできる。

【００１２】複数種類のセラミック粉粒体材料を順次堆
積させれば、複数の材料層からなるセラミック粉粒体層
を得ることができる。特性の異なる複層のセラミック粉
粒体層を用いれば、単体では得られ難い機能を発揮させ
ることができる。例えば、比較的安価で機械的特性など
に優れたセラミック粉粒体材料を用いた基材セラミック
層と、表面硬度や意匠性などに優れたセラミック粉粒体
材料を用いた化粧セラミック層とを組み合わせることが
できる。

【００１３】〔型付け材〕型付け材は、セラミック粉粒
体層を焼成する際の加熱に耐える耐火性材料からなる。
具体的には、シリカアルミナの綿など、焼成するセラミ
ック材料よりも耐熱性の高いセラミック材料が用いられ
る。耐熱性金属も用いることができる。金属を芯にして
外周を耐熱性セラミック材で覆ったものであれば、耐火
性が高いとともに機械的強度に優れ取り扱いも容易とな
る。

【００１４】型付け材として柔軟性を有するものを用い
れば、焼成時にセラミック粉粒体層の膨張収縮に合わせ
て変形することで、セラミック製品に歪みや割れなどの
欠陥が生じるのを防ぐことができる。したがって、本発
明における柔軟性とは、上記のような変形能力を有して
いればよく、型付け材の全体が形状を変え得るような柔
軟性は要求されない。前記セラミック材料の綿などは柔
軟性に優れている。

【００１５】型付け材の形状は、セラミック製品に形成
しようとする凹凸模様の形状に合わせて設定される。 〔型付け材の埋め込み〕セラミック粉粒体層に型付け材
を埋め込むには、セラミック粉粒体層の表面に型付け材
を押し付け押し込むようにして埋め込むのが簡単かつ確
実である。この方法であれば、複数の材料層からなるセ
ラミック粉粒体層であっても、各材料層の積層状態を損
なうことなく凹凸模様を付けることができる。

【００１６】また、セラミック粉粒体層の上に型付け材
を載せた状態で、その上にさらにセラミック粉粒体材料
を散布して堆積させれば、型付け材が、新たに形成され
るセラミック粉粒体層に埋め込まれた状態になる。この
場合は、セラミック粉粒体層の焼成後に型付け材が除去
できるように、型付け材の一部をセラミック粉粒体層の
外部に露出させておいたり、型付け材を覆うセラミック
粉粒体材料の一部を取り除いておいたりするのが好まし
い。

【００１７】セラミック粉粒体層には、型付け材を１個
もしくは複数個埋め込んでおくことができる。なお、セ
ラミック粉粒体層に凹凸模様を形成する方法として、型
付け材を埋め込む本発明の方法に加えて、前記したパタ
ーンロール等による凹凸模様の形成方法を併用すること
もできる。この場合、セラミック製品の品質性能にあま
り影響のない部分や比較的単純な形状部分を前記パター
ンロール等で形成するのが好ましい。

【００１８】〔焼成〕型付け材が埋め込まれたセラミッ
ク粉粒体層は、通常のセラミック製品の製造と同様の焼
成工程が行われる。焼成温度や焼成時間、焼成雰囲気な
どの焼成条件は、使用するセラミック材料、製造するセ
ラミック製品の形状、要求性能などによって異なる。但
し、型付け材が損傷されないような焼成条件を選択する
必要はある。

【００１９】焼成工程では、セラミック粉粒体層を構成
するセラミック粉粒体材料が、型付け材を埋め込んだ状
態で互いに溶融一体化する。焼成工程を終えたセラミッ
ク粉粒体層は冷却固化してセラミック製品となる。型付
け材はセラミック製品に埋め込まれた状態である。 〔型付け材の取り外し〕セラミック製品に埋め込まれた
型付け材は、セラミック製品から機械的に引き剥がして
取り外される。セラミック製品の表面には、型付け材の
形状に対応する凹凸模様が形成されている。取り外した
型付け材は、再びセラミック粉粒体層に埋め込んで再使
用することができる。型付け材の取り外しを容易にする
ために、セラミック粉粒体層に埋め込む際に、型付け材
の外周に離型剤を塗布しておくことが有効である。

【００２０】〔その他〕型付け材を取り外し表面に凹凸
模様を有するセラミック製品は、そのままで使用される
が、凹凸模様を有するセラミック製品の表面に釉薬を塗
布して再焼成することで、凹凸模様を含む表面に釉面を
有するセラミック製品を製造することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１に示すセラミック製品の製造
装置は、板状の発泡セラミック製品を連続的に製造す
る。図中左手から右手に走行するメッシュコンベア１０
が配置されている。メッシュコンベア１０は、セラミッ
ク粉粒体材料が落下しない程度の細かな孔を有するメッ
シュベルト１２を適宜間隔をあけて配置された複数のロ
ーラ１４で支持して走行させる。

【００２２】メッシュコンベア１０の一方上部には、基
材となるセラミック粉粒体材料５２を収容するホッパー
２２と、化粧用のセラミック粉粒体材料５４を収容する
ホッパー２４とが並設されている。基材セラミック粉粒
体材料５２は発泡性のセラミック粉粒体材料が用いられ
る。化粧セラミック粉粒体材料５４は焼成後に硬質のガ
ラス面が形成されるような材料である。各ホッパー２
２、２４からメッシュベルト１２上に、それぞれのセラ
ミック粉粒体材料５２、５４が順次供給される。

【００２３】その結果、メッシュベルト１２上には、基
材セラミック粉粒体材料５２と化粧セラミック粉粒体材
料５４とが積層されたセラミック粉粒体層５０が形成さ
れる。図示しないが、セラミック粉粒体層５０の表面を
平坦に均すために、表面に均しロールを当接させて通過
させることもできる。つぎに、セラミック粉粒体層５０
の上方に、型付け材３０が降下供給される。型付け材３
０は、金属棒からなる芯材３４の外周をシリカアルミナ
の綿からなる柔軟耐火層３２で覆ったものであり、断面
円形の丸棒状をなしている。

【００２４】メッシュコンベア１０の走行方向と直交す
る方向に軸方向が配置された型付け材３０を、セラミッ
ク粉粒体層５０の表面に押しつけてめり込ませるように
埋め込む。セラミック粉粒体層５０は、化粧セラミック
材料層５４が比較的大きく凹み、それに伴って基材セラ
ミック材料層５２が比較的少し凹むことによって、型付
け材３０の形状に対応する凹部５６が形成される。

【００２５】型付け材３０を埋め込んだままでセラミッ
ク粉粒体層５０が焼成炉４０に入る。焼成炉４０でセラ
ミック粉粒体層５０を構成するセラミック粉粒体材料５
２、５４が溶融一体化する。基材セラミック粉粒体材料
５２は発泡して膨張する。セラミック粉粒体層５０と型
付け材３０とは材質が異なり焼成時の膨張率も違ってく
るので、型付け材３０と凹部５６との形状にずれが生じ
るが、型付け材３０の柔軟性耐火層３２が柔軟に変形す
ることで膨張量の違いを吸収することができる。セラミ
ック粉粒体層５０が発泡する際に発生するガスは、メッ
シュベルト１２を通して下面側へも逃げていくので、発
泡を伴う焼成がスムーズに行われる。

【００２６】溶融一体化したセラミック粉粒体層５０
は、焼成炉４０を出て冷却固化することで、セラミック
製品６０となる。セラミック製品６０は焼成工程で発泡
し膨張しているので、セラミック粉粒体層５０に比べて
厚みが増えている。焼成工程中あるいは焼成工程後に、
発泡膨張したセラミック粉粒体層５０を上方から加圧し
て厚みを規制すれば、セラミック製品６０の厚みを正確
に設定できる。

【００２７】セラミック製品６０から型付け材３０を取
り外せば、セラミック製品６０の表面には型付け材３０
の形状に対応する凹部６６が形成されている。セラミッ
ク製品６０は、表面に比較的薄い化粧セラミック層６２
を有し、その下層に比較的暑い基材セラミック層６４を
有する２層構造である。また、凹部６６の内部表面につ
いても化粧セラミック層６２で覆われている。

【００２８】なお、セラミック製品６０の冷却過程で
は、型付け材３０とセラミック製品６０との収縮率の違
いで型付け材３０と凹部６６との形状のずれが生じる
が、この場合にも前記同様に柔軟性耐火層３２が収縮量
の違いを吸収して、セラミック製品６０の表面に歪みや
割れが生じるのを防止できる。前記実施形態では、セラ
ミック粉粒体材料５２、５４を連続的に供給して連続帯
状のセラミック粉粒体層５０を形成し、そのまま焼成し
て連続帯状のセラミック製品６０を製造しており、一定
の特性を有するセラミック製品６０を生産性良く製造す
るのに適した方法である。

【００２９】但し、メッシュコンベア１０へのセラミッ
ク粉粒体材料５２、５４の供給を断続的に行えば、メッ
シュベルト１２上には断続的に板状のセラミック粉粒体
層５０が形成され、焼成後には独立した板状のセラミッ
ク製品６０が得られる。また、メッシュコンベア１０の
上に、枠あるいは仕切りを配置しておけば、枠や仕切り
で規制された形状のセラミック製品６０を得ることがで
きる。

【００３０】

【発明の効果】本発明にかかるセラミック製品の製造方
法は、セラミック粉粒体層に型付け材を埋め込んだ状態
で焼成してセラミック製品に凹凸模様を形成することに
より、正確な凹凸模様を簡単かつ能率的に形成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を表すセラミック製品の製造
装置の概略構成図。

【符号の説明】

１０ メッシュコンベア ２２、２４ ホッパー ３０ 型付け材 ３２ 柔軟性耐火層 ３４ 芯材 ４０ 焼成炉 ５０ セラミック粉粒体層 ５２ 基材セラミック粉粒体材料 ５４ 化粧セラミック粉粒体材料 ６０ セラミック製品 ６２ 基材セラミック層 ４４ 化粧セラミック層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】セラミック粉粒体材料を層状に堆積させる
   工程と、 前記堆積されたセラミック粉粒体層の表面に、耐火性材
   料からなる型付け材を埋め込む工程と、 前記型付け材が埋め込まれたセラミック粉粒体層を焼成
   する工程と、 前記焼成されたセラミック粉粒体層から前記型付け材を
   取り外す工程とを含むセラミック製品の製造方法。
2. 【請求項２】型付け材が、変形性を有する耐火性材料か
   らなる請求項１に記載のセラミック製品の製造方法。
3. 【請求項３】前記型付け材を埋め込む工程が、前記型付
   け材を前記セラミック粉粒体層の表面に押し付けて埋め
   込む請求項１または２に記載のセラミック製品の製造方
   法。