JPH11171635A - Production of ceramic for construction - Google Patents

Production of ceramic for construction

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JPH11171635A
JPH11171635A JP9336900A JP33690097A JPH11171635A JP H11171635 A JPH11171635 A JP H11171635A JP 9336900 A JP9336900 A JP 9336900A JP 33690097 A JP33690097 A JP 33690097A JP H11171635 A JPH11171635 A JP H11171635A
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JP
Japan
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melting point
component
producing
alkali silicate
main raw
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9336900A
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Japanese (ja)
Inventor
Koshiro Inagaki
甲子郎 稲垣
Yukio Ishikawa
幸雄 石川
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SOKA KAWARA KOGYO KK
Original Assignee
SOKA KAWARA KOGYO KK
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Publication date
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing ceramic for construction, capable of applying unused resource and contributing to saving of resource and energy by sintering a base material composition obtained by compounding refractory granules as a main raw material with a silicic acid alkali-based component, low melting point metal-based component and one or more kinds of materials selected from an alkaline earth metal salt, an aluminum salt and a polyacrylic acid-based polymer at a low temperature. SOLUTION: A base material composition obtained by compounding 100 pts.wt. refractory granules of extrusive rock, plutonic rock, sherd, chamotte, coal ash, volcanic ash, fly ash, etc., used as a main raw material with 5-50 pts.wt. silicic acid alkali-based component, 1.0-25 pts.wt. low melting point metal-based component having <=900 deg.C melting point comprising a low melting point metal powder having <=900 deg.C melting point or a compound thereof and 0.05-40 pts.wt. one or two or more kinds of component selected from an alkaline earth metal salt, an aluminum salt and a polyacrylic acid polymer is formed and sintered at >=350 deg.C and <=1,000 deg.C to provide the objective ceramic for construction.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、低温焼結型建築用
セラミックスの製造方法に関する。特に未利用資源、廃
棄物処理物などを主原料とする、省資源、省エネルギ、
あるいは環境保全に貢献し得る建築用セラミックスの製
造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a low-temperature sintering type building ceramic. In particular, use of unused resources and waste materials as the main raw materials
Alternatively, the present invention relates to a method for producing architectural ceramics that can contribute to environmental conservation.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、建築用セラミックスと言われる製
品には、使用目的または形状などに応じて、外装タイ
ル、内装タイル、床タイル、モザイクタイル、赤レン
ガ、陶板、粘土瓦、セラミックブロック、陶管など多種
多様で、大小様々の種類が見られる。これら通常の建築
用セラミックスは、粘土類、珪石類および長石類を含む
陶土、鉱石を主原料として、粉砕、調合、混合、成形、
乾燥、焼成などの工程を経て製造されるが、所定形状、
物性の製品を歩留り良く製造するには、比較的不純物の
少ない良質の原料が要求され、長年に渡る採掘が行われ
た結果、近年では良質原料の枯渇が顕著となり、原料価
格の高騰や枯渇化対策が大きな問題となってきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, products referred to as architectural ceramics include exterior tiles, interior tiles, floor tiles, mosaic tiles, red bricks, ceramic plates, clay tiles, ceramic blocks, and ceramic tubes according to the purpose of use or shape. There are many types, large and small. These ordinary building ceramics are made from crushed, blended, mixed, molded, and made of clay, ores, including clay, quartzite and feldspars, and ore as main raw materials.
Manufactured through processes such as drying and firing.
In order to produce products with physical properties with good yields, high-quality raw materials with relatively few impurities are required, and as a result of mining for many years, the depletion of high-quality raw materials has become remarkable in recent years. Countermeasures have become a major issue.

【0003】また、前記製造工程中の焼成においては、
通常1100℃以上の高温焼成が必要となるから、その
燃料などネルギーコストが多大になっていた。さらに、
モザイクタイルや内装タイルのように焼成時に製品を収
容するさやなどの窯道具を必要とする場合には、熱効率
が10%前後と劣るため燃料消費量が特に多い。また、
これら燃料が消費される結果、多量のCO2 、NOx ガ
スが発生するなど環境保全上からも好ましくない問題が
内在していた。
[0003] In the firing during the manufacturing process,
Usually, high-temperature sintering of 1100 ° C. or more is required, so that the energy cost of the fuel and the like has been enormous. further,
When a kiln tool such as a pod for accommodating products during firing is required, such as a mosaic tile or an interior tile, the fuel consumption is particularly large because the thermal efficiency is inferior to about 10%. Also,
As a result of consumption of these fuels, there are inherent problems such as generation of a large amount of CO 2 and NOx gas which are not preferable in terms of environmental conservation.

【0004】上記の問題の他、前記通常の建築用セラミ
ックスの大部分は、釉薬を施して用いられるものが多
く、その中で壁タイルのように素地を高温度で締焼した
のち施釉して、比較的焼成温度で仕上げる製品では、鉛
分、硼酸分を含むフリットを釉薬原料に用いるため、そ
れら有害物質が外部に溶出することがあり、労働保健上
の問題または稲作被害が発生するという環境問題もあっ
た。また、1100〜1130℃の温度で1度焼成され
る釉薬瓦にも同様な問題があった。
[0004] In addition to the above problems, most of the above-mentioned ordinary building ceramics are often used by applying a glaze. Among them, a base material is fired at a high temperature like a wall tile and then glazed. For products that are finished at a relatively high firing temperature, frit containing lead and boric acid is used as a glaze raw material, and these harmful substances may elute to the outside, causing occupational health problems or damage to rice cultivation. There were also problems. In addition, glaze tiles fired once at a temperature of 1100 to 1130 ° C. have the same problem.

【0005】このような諸問題に対して、当該業界で
は、従来の品質を維持あるいは向上させつつ、従来の粘
土、長石および珪石などの原料に依存することなく、低
価格で安定供給の確保が可能な従来に未利用であって資
源を新たに主原料として活用し、かつ、従来に焼成温度
より格段に低い温度で焼成可能な低温焼結型のセラミッ
クス技術の開発が大いに期待されていた。この様な目的
のために、以下のような試みが従来もなされていた。
[0005] In order to solve such problems, the industry is required to maintain or improve the conventional quality and to secure a stable supply at a low price without depending on the conventional raw materials such as clay, feldspar and silica stone. The development of a low-temperature sintering-type ceramic technology that is possible to utilize resources as a new main raw material and that can be fired at a temperature significantly lower than the firing temperature in the past has been greatly expected. The following attempts have been conventionally made for such a purpose.

【0006】(1)未利用資源の活用。 粘土原料の代替原料としては、山砂利、珪砂の水洗、水
ひ精製の際に生じる排泥や排水捕集物、または下水処理
場で得られる下水汚泥などの活用が意図されてきた。と
ころが、前記排泥や排水捕集物では、相当量の細砂、微
砂が残存するため成形性が劣る、成形強度が不足して取
扱破損が多い、焼結性が劣り焼成温度が高くなる、焼成
後の表面仕上がりが粗雑になる、焼成工程冷却時に「さ
め割れ」不良が生じやすい、などの多くの欠陥が表れる
ので、その配合割合には自ずから限度があり、20%以
上配合することは困難であった。
(1) Utilization of unused resources. As an alternative raw material to clay raw material, it has been intended to utilize wastewater and wastewater collected during mountain gravel and silica sand washing and refining, or sewage sludge obtained at a sewage treatment plant. However, in the above-mentioned wastewater and collected wastewater, a considerable amount of fine sand and fine sand remain, resulting in poor moldability, insufficient molding strength and many handling damages, poor sinterability, and high firing temperature. There are many defects such as rough surface finish after firing, and "shear cracking" failure during the cooling of the firing process. Therefore, the blending ratio is naturally limited. It was difficult.

【0007】また、下水汚泥は、処理工程で添加される
多量の石灰分、硫酸ばん土など沈降薬剤を含むため、前
記した排泥の場合と同様な欠点が多発する不具合があっ
た他、高温焼成すると焼成温度幅が狭いため変形し易い
問題があった。また、生汚泥は含水量が多いため、乾燥
収縮、焼成収縮が大きく、そのためひび割れし易いの
で、300℃以上の温度で仮焼またはガラス化処理が必
要となるが、その結果、粘土分の持つ成形性は失われる
ので、その使用量は多くはならなかった。
Further, sewage sludge contains a large amount of lime and sedimentation chemicals such as sodium sulfate added in the treatment process. When firing, there was a problem that the firing temperature range was narrow, so that it was easily deformed. In addition, raw sludge has a large water content, so that drying shrinkage and firing shrinkage are large, so that it is easy to crack. Therefore, calcination or vitrification treatment is required at a temperature of 300 ° C. or more. Since the formability was lost, the amount used did not increase.

【0008】一方、長石原料の代わりに、黒曜石、松脂
岩、シラス天然ガラス、人工ガラス粉砕物などが研究さ
れている。これらガラス質原料は粘土原料との接着性に
劣り、成形品強度が低い問題の他、焼成に際して非常に
狭い温度範囲で溶融するため、焼成温度の避けられない
温度のバラツキによって。焼成品に大きな反りなどの変
形が生じて所定の形状、寸法精度が維持できないという
問題は未だ未解決の状態である。このため、モザイクタ
イルのように平板状さやに乗せて焼成する場合でも、最
大15%程度配合できるものの、実用に供し難い実情に
あった。
On the other hand, instead of feldspar raw materials, obsidian, pine stone, shirasu natural glass, crushed artificial glass, and the like have been studied. These vitreous raw materials are inferior in adhesion to clay raw materials, have low strength of molded products, and are melted in a very narrow temperature range during firing. The problem that a predetermined shape and dimensional accuracy cannot be maintained due to deformation such as large warpage of the fired product has not been solved yet. For this reason, even when baked on a plate-like sheath like a mosaic tile, it can be blended at a maximum of about 15%, but it is difficult to put it to practical use.

【0009】(2)省エネルギ対策。 従来、窯炉構造および操炉技術において研究された省エ
ネルギ対策は、焼成温度そのものを低くしようとするも
のではなく、例えば、断熱構造の効率化による放散熱ロ
スを削減する方法、あるいは炉天井を平坦形状とし顕熱
ガスの吸引口に工夫し、窯内上下の温度差を少なくして
熱効率を向上させようとする方法が試みられているが、
窯天井部材の落下事故、ボロ降り不良の増加、または単
独炉での冷却効果の低下などの不具合があり、決め手と
はなっていない。
(2) Energy saving measures. Conventionally, energy-saving measures studied in kiln furnace construction and furnace operation technology do not attempt to lower the firing temperature itself.For example, methods to reduce the heat dissipation loss by increasing the efficiency of the heat insulation structure, or to reduce the furnace ceiling A method of improving the thermal efficiency by reducing the temperature difference between the top and bottom inside the kiln by devising a flat shape and a suction port for sensible heat gas has been tried,
It is not decisive because there are problems such as a fall in the ceiling member of the kiln, an increase in rag dropping, or a decrease in the cooling effect of the single furnace.

【0010】燃焼排ガスの余熱を燃焼用一次または二次
空気の予備加熱に応用することは、かなり以前から実用
化されているが、この場合の最終排ガス中の窒素酸化物
の濃度が大気環境保護上の規制値を越えることがあるの
で、厳重な管理が必要になってきた。そこで燃焼排ガス
の余熱の活用は、乾燥工程の熱源に使用するという従来
の方法から新たな進歩が見られないのが現状である。
The application of the residual heat of the combustion exhaust gas to the preheating of the primary or secondary air for combustion has been in practical use for a long time, but in this case, the concentration of nitrogen oxides in the final exhaust gas is limited to the protection of the atmospheric environment. Strict management has become necessary since the above regulatory values may be exceeded. Therefore, at present, there is no new progress in utilizing the residual heat of the combustion exhaust gas from the conventional method of using it as a heat source in a drying process.

【0011】また、高速燃焼バーナによる焼成の高効率
化も進められているが、バーナ自体が高価であること、
燃焼室を改造しないと既設の窯炉では適用が困難である
などの問題があった。このように、省エネルギ対策とし
ても、運転条件を改善したりしてせいぜい燃料消費量を
数%〜10数%削減できるに過ぎなかった。
[0011] In addition, high-efficiency burning by a high-speed combustion burner has been promoted, but the burner itself is expensive.
Unless the combustion chamber is modified, it is difficult to apply it to existing kilns. As described above, even as an energy-saving measure, the operating condition has been improved, and the fuel consumption has been reduced at most by several percent to several tens percent.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたものであり、先ず1)製品
の品質を従来レベル、例えばJIS規格の品質を維持し
ながら、2)従来から用いられている粘土や長石などの
高品位の原料を必須の原料とすることなく、3)主原料
として未利用資源を応用可能とする建築用セラミックス
の製造方法であって、かつ4)乾燥工程の短縮、5)乾
燥工程と焼成工程の燃料の大幅な削減を可能とし、その
結果、6)省資源、省エネルギ、および環境保全に貢献
することができる建築用セラミックスの製造方法を提供
する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. First, 1) keeping the quality of a product at a conventional level, for example, the quality of JIS standard, 2). It is a method of manufacturing ceramics for building which can utilize unused resources as main raw materials without using high-grade raw materials such as clay and feldspars as indispensable raw materials, and 4). Shortening the drying process, 5) providing a method for manufacturing architectural ceramics that can significantly reduce fuel consumption in the drying process and the firing process, and consequently contribute to 6) resource saving, energy saving and environmental conservation. I do.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めになされた本発明の建築用セラミックスの製造方法
は、耐火性粉粒体を主原料とし、これに珪酸アルカリ系
成分と、低融点金属系成分と、アルカリ土類金属塩、ア
ルミニウム塩およびポリアクリル系ポリマから選ばれた
1種または2種以上の成分とを配合した素地組成物を成
形し、350℃以上の低温度で焼結することを特徴とす
るものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, a method for producing a building ceramic according to the present invention comprises a refractory powder as a main raw material, an alkali silicate component and a low melting point. A base composition comprising a metal component and one or more components selected from alkaline earth metal salts, aluminum salts and polyacrylic polymers is molded and sintered at a low temperature of 350 ° C. or higher. It is characterized by doing.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】次に、本発明の建築用セラミック
スの製造方法に係る実施形態を説明する。本発明の第1
の特徴とするところは、次のような耐火性粉粒体を主原
料とする点にある。本発明のセラミックスの主原料とし
ては、必ずしも従来のような粘土質、陶石質、石英質、
または長石質などの高品位のセラミック原料の粉砕物を
必要とすることなく、耐火性の、例えば少なくとも35
0℃、好ましくは火災時の温度、例えば600℃以上の
温度にある程度の耐久性を備えた珪酸およびまたはアル
ミナを含む耐火性の材料、あるいは加熱により前記耐火
性材料に変化して耐火性を生じる材料が利用できる。こ
のような材料としては、従来は用途があまりなかった未
利用資源、あるいは再利用しにくかった廃棄物なども応
用可能なのであって、以下にその代表的なものを例示す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment according to the method for producing a building ceramic of the present invention will be described. First of the present invention
Is characterized in that the following refractory powders are used as main raw materials. The main raw material of the ceramics of the present invention is not necessarily clayey, pottery, quartz,
Or refractory, eg, at least 35 mm, without the need for grounds of high grade ceramic raw materials such as feldspar.
0 ° C., preferably a fire-resistant material containing silica and / or alumina having a certain degree of durability at a temperature at the time of fire, for example, 600 ° C. or more, or changes into the fire-resistant material by heating to produce fire resistance Material is available. As such a material, an unused resource, which has been rarely used in the past, or a waste which has been difficult to reuse can also be applied, and typical examples thereof are shown below.

【0015】1)流紋岩、安山岩、玄武岩などの噴出
岩。 2)花崗岩、閃緑岩、斑糲岩などの深成岩。 3)前記噴出岩、深成岩の風化物および山砂類。 4)軽石、黒燿石、松脂岩などの天然ガラス。 5)火山礫、火山灰などの堆積物、例えばシラス。 6)瓦不良品、煉瓦くず、廃棄タイルなどを粉砕したセ
ルベン粉末。 7)耐火粘土を焼結し粉砕したシャモット類。 8)板ガラス、瓶ガラスなど回収ガラス。 9)ゴミなど廃棄物焼却灰、下水処理場から発生する汚
泥およびその焼却灰。 10)発電所などのボイラから発生する石炭灰。 11)セメント工場から発生するフライアッシュ。 12)珪砂、長石に多くの不純物が混入した細粒堆積物
(粒度:ミクロンオーダから数10ミクロン)で、微砂
とも言われるシルト類。 13)精鉱時の分離鉱物、例えば、精製粘土である蛙目
粘土などの精製工程で原鉱から分離される珪砂、雲母を
含む通称キラといわれる副産物など。
1) Erupted rocks such as rhyolite, andesite, and basalt. 2) Plutonites such as granite, diorite and gabbro. 3) weathered rocks and mountain sands of the erupted rocks and plutonic rocks. 4) Natural glass such as pumice, black stone, and pine stone. 5) Sediments such as lapilli and volcanic ash, for example, shirasu. 6) Selven powder obtained by crushing defective tiles, brick waste, and waste tiles. 7) Chamottes obtained by sintering and crushing refractory clay. 8) Collected glass such as plate glass and bottle glass. 9) Incineration ash such as garbage, sludge generated from sewage treatment plants and its incineration ash. 10) Coal ash generated from boilers such as power plants. 11) Fly ash generated from a cement plant. 12) Silts, which are also called fine sand, are fine-grained sediments (particle size: from micron order to several tens of microns) in which many impurities are mixed in silica sand and feldspar. 13) Separated minerals at the time of concentrate, for example, silica sand and mica-containing by-products including mica separated from the ore in the refining process of refined clay, such as Frogme clay.

【0016】本発明では、これら材料を1種または複数
種類を適宜選択して応用できる。なお、これらを混合す
る場合には、得られる製品の目的とする色調、紋様、粗
さなど外観上の要求に応じて選択すればよいのであっ
て、製品の強度など機械的性質には殆ど関係なく選択可
能である。また、従来から使用されている粘土など高品
位の原料の使用を除外するものではない。
In the present invention, one or more of these materials can be appropriately selected and applied. When these are mixed, they can be selected according to the desired appearance, such as the desired color tone, pattern, and roughness of the obtained product, and are almost unrelated to the mechanical properties such as the strength of the product. It is selectable without. It does not preclude the use of high-grade raw materials such as conventionally used clay.

【0017】本発明の第2の特徴は、前記主原料に添加
される必須配合成分として、珪酸アルカリ系成分と、ア
ルカリ土類金属塩類、アルミニウム塩類、ポリアクリル
系ポリマから選ばれる1種または2種以上の添加成分
と、さらに低融点金属系成分とが用いられる点にある。
A second feature of the present invention is that the essential components added to the main raw material are one or two selected from an alkali silicate component, an alkaline earth metal salt, an aluminum salt and a polyacrylic polymer. The point is that more than one kind of additional components and a low melting point metal-based component are used.

【0018】ここでいうところの第1の必須配合成分で
ある珪酸アルカリ系成分とは、水ガラスのような珪酸ア
ルカリ、珪酸アルカリとシリカゾルとの混合物、シリカ
ゾルとアルカリ金属の水酸化物または炭酸塩との混合
物、またはそれらの複数の混合物などをいうものであ
る。そして、珪酸アルカリとしては、ナトリウム、カリ
ウムまたはリチウムの珪酸塩がそれぞれ適用でき、また
珪酸分とアルカリ分に比率は、JIS規格(K140
8)に規定されるものに限定されることがない。むしろ
本発明では、Na2 O/SiO2 (モル比)が1/5〜
1/6程度が好適に用いられる。
The alkali silicate-based component, which is the first essential component, is alkali silicate such as water glass, a mixture of alkali silicate and silica sol, or a hydroxide or carbonate of silica sol and alkali metal. And mixtures of these, or a plurality of mixtures thereof. As the alkali silicate, sodium, potassium or lithium silicate can be applied, respectively, and the ratio between the silicate content and the alkali content is determined according to JIS standard (K140
There is no limitation to what is specified in 8). Rather, in the present invention, Na 2 O / SiO 2 (molar ratio) is 1/5 to
About 1/6 is preferably used.

【0019】この珪酸アルカリ系成分の役割は、先ず第
1に、得られた素地組成物をプレス成形あるいは押出し
成形などで成形する際に成形助剤として機能し、素地に
十分な可塑性を与える点にある。第2には、成形後の素
地構成粒子間の接着性を改善して強度を高め、ハンドリ
ングに耐えるようにするところにある。このように可塑
性と生素地強度が改善されるので、寸法精度、成形面の
仕上がりが良好となり、取扱ロスが生じない。
The role of the alkali silicate-based component is as follows. First, it functions as a molding aid when the obtained base composition is formed by press molding or extrusion, and imparts sufficient plasticity to the base. It is in. The second is to improve the adhesiveness between the base constituent particles after molding to increase the strength and to withstand handling. Since the plasticity and the green base strength are improved in this way, the dimensional accuracy and the finish of the molding surface are improved, and no handling loss occurs.

【0020】また、珪酸アルカリ系成分の第2の役割
は、その機構は必ずしも詳らかではないが、後記の第2
の必須配合成分であるアルカリ土類金属塩、アルミニウ
ム塩などとの相互作用によって、成形体を乾燥操作によ
らず自然硬化させるのに寄与していると考えられる点に
ある。例えば、主原料として、含水量の多い流動状態の
下水汚泥をそのまま応用した場合であっても、常温のま
まで自然硬化させることができ、配合成分の量を調節す
ることによって、数分から拾数時間の範囲内の自由な硬
化時間を設定できるから、実質的に通常の加熱と通風を
加える乾燥操作、工程を省略することができる。
The second role of the alkali silicate-based component is as follows, although the mechanism is not necessarily clear.
It is considered that the interaction with the alkaline earth metal salt, aluminum salt, and the like, which are essential components, contributes to the natural hardening of the molded article regardless of the drying operation. For example, even when sewage sludge with a high water content is applied as it is as a main raw material, it can be naturally hardened at room temperature, and can be collected from several minutes by adjusting the amount of the blended components. Since a free curing time within the time range can be set, a drying operation and a step of substantially applying ordinary heating and ventilation can be omitted.

【0021】更に、この珪酸アルカリ系成分の第3の役
割は、後記の第3の必須配合成分である低融点金属系成
分との相互作用によって、成形体を350℃以上ではあ
るが従来にない格別の低温度で焼結できるようにしてい
る点にある。このような金属系成分は、これら珪酸アル
カリ系成分と300℃以上の温度で反応して複雑な重縮
合体を形成し、前記配合組成物の構成粒子を強固に結合
するものと考えられている。このように低温度域で焼結
する点では、従来の粘土、長石などを主成分とした陶磁
器がほぼ1200℃以上の高温域で焼結体を形成する状
況と結果的に類似する。
Further, the third role of the alkali silicate-based component is that although the molded product is heated to 350 ° C. or higher, it does not exist conventionally, due to the interaction with a low-melting-point metal-based component which is a third essential component described later. The point is that sintering can be performed at a particularly low temperature. It is considered that such a metal-based component reacts with these alkali silicate-based components at a temperature of 300 ° C. or more to form a complex polycondensate and strongly binds the constituent particles of the blended composition. . In terms of sintering in such a low temperature range, the result is similar to a situation in which conventional ceramics mainly composed of clay, feldspar and the like form a sintered body in a high temperature range of approximately 1200 ° C. or higher.

【0022】この結果、本発明によれば、低温度域にお
ける焼結でありながら、機械的強度、耐摩耗性、防水
性、耐候性、耐火性などが従来品に比較して遜色がない
建築用セラミックスを得ることができる。また製品の気
孔率あるいは吸水率については、前記珪酸アルカリ系成
分を含む必須配合成分の種類、配合量などを調整するこ
とにより、吸水率が0の状態から50%程度までかなり
自由に制御できることが分かった。このようにして、吸
音性あるいは透水性の良好な吸音壁材または道路,床舗
装材を製造することができるのである。
As a result, according to the present invention, there is no difference in the mechanical strength, abrasion resistance, waterproofness, weather resistance, fire resistance, etc., compared with conventional products, even though the sintering is performed in a low temperature range. Ceramics can be obtained. In addition, the porosity or water absorption of the product can be controlled quite freely from the state of water absorption of 0 to about 50% by adjusting the kind and the amount of the essential components including the alkali silicate component. Do you get it. In this way, it is possible to produce a sound absorbing wall material or a road or floor pavement material having good sound absorbing properties or water permeability.

【0023】従来の陶磁器の焼結は、長石などの溶融反
応に基づくのであるが、本発明では、その溶融反応は認
められず、かつ、低温度域で上記配合物相互の溶融、主
原料との固着による焼結が行われるので、寸法精度が高
く、変形などに少なく形状精度も格段に向上する効果が
得られるうえ、焼成に際して燃料が少なく済むため、省
エネルギ効果に多大に寄与すると同時に、燃焼排ガス中
への炭酸ガス、窒素酸化物の発生も抑制されるなど環境
保全上に利点も得られる。さらに、焼成温度が低いの
で、焼成炉の耐火、断熱構造を簡略化することができる
利点も得られるなど、多くの効果が期待できる。
Conventional sintering of porcelain is based on a melting reaction of feldspar or the like. However, in the present invention, the melting reaction is not recognized, and the above-mentioned compounds are melted in a low temperature range, and the main raw material is melted. Since sintering is performed by sticking, the dimensional accuracy is high, the effect of reducing deformation and the like is significantly improved, and the fuel required for firing is reduced, which greatly contributes to the energy saving effect. Advantages are also obtained in terms of environmental conservation, such as suppression of generation of carbon dioxide and nitrogen oxides in the combustion exhaust gas. Furthermore, since the firing temperature is low, many effects can be expected, such as an advantage that the fire resistance of the firing furnace and the heat insulation structure can be simplified.

【0024】このような役割を有する珪酸アルカリ系成
分の配合量は、前記主原料の5重量%(以下同様)〜5
0%が適当であり、この範囲を外れる場合は、前記の作
用が得られないか、あるいは不十分となったり、また、
過剰に配合されると、可溶性のアルカリ成分が限度を超
えるため、耐候性、耐水性が低下するなど実用性に欠け
るなどの欠点が目立つようになる。さらに、これら珪酸
アルカリ系成分の配合量としては、8%〜40%が好ま
しく、主原料の耐火性粉粒体を包囲し、あるいはそれら
相互を十分に接合することによる成品品質を重視する
と、12%〜37%が最も好適な範囲となる。
The amount of the alkali silicate component having such a role is from 5% by weight of the main raw material (hereinafter the same) to 5%.
0% is appropriate, and when it is out of this range, the above-mentioned effect is not obtained or becomes insufficient,
If it is excessively mixed, the soluble alkali component exceeds the limit, and disadvantages such as reduced weather resistance and water resistance and lack of practicality become noticeable. Further, the compounding amount of these alkali silicate-based components is preferably 8% to 40%. When emphasis is placed on the quality of the product by surrounding the refractory granules of the main raw material or by sufficiently joining them together, 12 % To 37% is the most preferable range.

【0025】次に、第2の必須配合成分であるアルカリ
土類金属の塩類、アルミニウムの塩類およびポリアクリ
ル系ポリマについて説明する。アルカリ土類金属の塩類
としては、入手容易な、マグネシウム、カルシウムの
他、ストロンチウム、バリウムの塩化物または硫酸塩の
1種または2種以上の組合せが適用できる。アルミニウ
ムの塩類もその塩化物、硫酸塩が適当である。これらア
ルカリ土類金属およびアルミニウムの塩化物は、合成品
または天然産いずれでもよく、無水物または水和物のい
ずれでも同様に用いられる。また、ポリアクリル系ポリ
マとしては、親水性ないし水溶性のポリアクリル系が応
用でき、具体的にはポリアクリルアミド、ポリアクリル
アミン、ポリアクリル酸ソーダなどが適当であり、ま
た、これらは有機系高分子凝集剤として入手が容易であ
る。
Next, the alkaline earth metal salts, aluminum salts and polyacrylic polymers which are the second essential components will be described. As the alkaline earth metal salts, one or a combination of two or more chlorides or sulfates of strontium and barium can be applied in addition to magnesium and calcium which are easily available. The chlorides and sulfates of aluminum salts are also suitable. The chlorides of these alkaline earth metals and aluminum may be either synthetic or naturally occurring, and any of anhydrides and hydrates are similarly used. As the polyacrylic polymer, a hydrophilic or water-soluble polyacrylic polymer can be applied, and specifically, polyacrylamide, polyacrylamine, sodium polyacrylate, and the like are suitable. It is easily available as a molecular coagulant.

【0026】これら第2の必須配合成分は、先に説明し
たように、第1の必須配合成分である珪酸アルカリ系成
分と相まって、配合後の素地組成物を自然硬化させる役
割を持つものであり、その配合量は、主原料100%に
対して合量で0.05%〜40%の範囲が適当であり、
さらに、3%〜25%がより好適であるが、アルカリ土
類金属とアルミニウムの割合、合量などは、珪酸アルカ
リ系成分の配合量に応じて適宜に選択すればよい。
As described above, these second essential components, together with the alkali silicate component as the first essential component, have a role of naturally hardening the base composition after being compounded. The amount is suitably in the range of 0.05% to 40% in total with respect to 100% of the main raw material.
Further, 3% to 25% is more preferable, but the ratio, the total amount, and the like of the alkaline earth metal and aluminum may be appropriately selected according to the blending amount of the alkali silicate component.

【0027】次に、第3の必須配合成分である低融点金
属系成分について説明する。この成分としては、融点が
900℃以下であるマグネシウム、カルシウム、アルミ
ニウム、バリウム、ストロンチウム、亜鉛、錫、ビスマ
ス、アンチモンの1種または2種以上の金属粉末、また
は、これら金属の化合物のうち、融点が900℃以下で
ある化合物の1種または2種以上が好ましく適用され
る。
Next, the low melting point metal-based component, which is the third essential component, will be described. As this component, one or more metal powders of magnesium, calcium, aluminum, barium, strontium, zinc, tin, bismuth, and antimony having a melting point of 900 ° C. or less, or a melting point of compounds of these metals Is preferably 900 or less.

【0028】このような低融点金属系成分の素地内にお
ける作用メカニズムは、未だ十分に解明されてはいない
が、先に述べたように、特に珪酸アルカリ系成分とこの
低融点金属系成分が焼成中に相互に反応し、強固な融着
剤として作用する複雑な重合体様の珪酸塩ガラスないし
微細な結晶を含むガラスを形成するものと思われる。こ
れら低融点金属系成分の配合量としては、前記主原料1
00%に対して1.0%〜25%が適当であり、さらに
は2%〜20%の範囲が好ましく、5%〜17%が最も
適当である。
Although the mechanism of action of such a low-melting metal component in the substrate has not been fully elucidated, as described above, particularly, the alkali silicate component and the low-melting metal component are calcined. It is believed that they react with one another to form complex polymer-like silicate glasses or glasses containing fine crystals that act as strong fusing agents. The amount of the low-melting point metal-based component may be adjusted according to
1.0% to 25% is appropriate for 00%, more preferably 2% to 20%, and most preferably 5% to 17%.

【0029】以上説明したように、本発明では、前記し
たような耐火性粉粒体を主原料として、これに前記した
珪酸アルカリ系成分、アルカリ土類金属の塩類またはア
ルミニウム塩類またはポリアクリル系ポリマ、および低
融点金属系成分などを配合して、成形工程に供する素地
組成物を準備するのであるが、それらの配合の順序に特
に限定されるところはなく、任意に実施可能である。た
だし、前記アルカリ土類金属の塩類などには、配合素地
を硬化させる働きがあるため、配合した後には硬化する
までに、成形を完了させる必要があるから、この点には
配慮することになる。
As described above, in the present invention, the above-mentioned refractory powder is used as a main raw material, and the above-mentioned alkali silicate component, alkaline earth metal salt or aluminum salt or polyacrylic polymer is used as the main material. , And a low-melting metal component are blended to prepare a base composition to be subjected to the molding step, but the order of blending is not particularly limited and can be arbitrarily performed. However, since the alkaline earth metal salts and the like have a function of hardening the compounding base material, it is necessary to complete the molding before setting after the compounding, so that this point will be considered. .

【0030】本発明のさらなる特徴は、かくして得られ
た建築用、建設用セラミックス素地組成物の成形体を3
50℃以上ではあるが、従来の陶磁器比較して格別な低
温度域で焼結するところにある。この場合、焼成前の成
形には適宜な成形方法が採用可能であり、例えば金型押
し出し成形法、金型プレス成形法などにより所定の形状
に成形し、次いで、前述したようにこの成形素地には自
然に硬化する性質があるので、所定時間経過して素地が
十分に硬化した後、適宜な加熱炉に窯詰めし、350℃
以上に昇温させて焼結を完了させればよい。なお、この
焼結は、上記の配合物が主原料を強固に融着させ建築用
セラミックスを形成することから1000℃以上に焼成
しても支障がないが、省エネルギー、環境保全上から好
ましくは上限温度を1000℃に、さらに好ましくは9
00℃に管理するのが望ましい。
A further feature of the present invention resides in that the thus obtained molded body of a ceramic base composition for construction or construction is made of 3
Although the temperature is 50 ° C. or higher, sintering is performed in a particularly low temperature range as compared with conventional ceramics. In this case, an appropriate molding method can be adopted for molding before firing, for example, molding into a predetermined shape by a mold extrusion molding method, a mold press molding method, and the like, and then, as described above, Has a property of curing naturally, and after a predetermined time elapses, the base material is sufficiently cured, and then the mixture is kiln-filled in an appropriate heating furnace and heated to 350 ° C.
The sintering may be completed by raising the temperature as described above. In addition, this sintering does not hinder sintering at 1000 ° C. or more because the above-described compound strongly fuses the main raw materials to form a building ceramic, but is preferably an upper limit in terms of energy saving and environmental conservation. Temperature to 1000 ° C., more preferably 9 ° C.
It is desirable to control the temperature to 00 ° C.

【0031】なお、建築用セラミックスには強度増強、
美観、耐候性などの改善のため施釉される場合が多い。
本発明の建築用セラミックスの製造方法においても、焼
成前に成形品に釉薬を施す態様に具体化することもでき
る。ここで釉薬の基礎組成としては、前記素地組成物に
利用される珪酸アルカリ系成分と低融点金属成分を必須
成分とし、調整用成分として、アルカリ土類金属および
アルミニウムの塩類またはポリアクリル系ポリマを加え
た組成を基本にして、前記素地の施釉後、素地と同時焼
成するものである。
The strength of building ceramics is
It is often glazed to improve aesthetics and weather resistance.
The method for producing a building ceramic of the present invention can also be embodied in a form in which a glaze is applied to a molded product before firing. Here, as a basic composition of the glaze, an alkali silicate component and a low melting point metal component used in the base composition are essential components, and as an adjusting component, a salt of an alkaline earth metal and aluminum or a polyacrylic polymer is used. Based on the added composition, the base is glazed and then fired simultaneously with the base.

【0032】前記釉薬の基礎組成の好ましい範囲を例示
すると、珪酸アルカリ系成分5〜50部(重量基準、以
下同じ)、低融点金属系成分1〜25部およびアルカリ
土類金属およびアルミニウムの塩類またはポリアクリル
系ポリマの1種または2種以上を0〜40部の割合で配
合した釉薬組成物が好適である。
The preferred range of the basic composition of the glaze is exemplified by 5 to 50 parts of an alkali silicate-based component (weight basis, the same applies hereinafter), 1 to 25 parts of a low-melting metal-based component, and salts of an alkaline earth metal and aluminum or Glaze compositions containing one or more polyacrylic polymers in a proportion of 0 to 40 parts are preferred.

【0033】この釉薬組成物は、施釉対象物品に応じて
適宜水で希釈され、スプレー法、浸漬法、流し掛け法な
ど適した方法で施釉される。そして、この釉薬組成物
は、前記焼結温度にて透明ないし半透明のガラス様被膜
を形成するのである。なお、これに着色を施す場合に
は、従来と全く同様にセラミック用無機顔料が適宜応用
可能である。
The glaze composition is appropriately diluted with water according to the article to be glazed, and glazed by a suitable method such as a spray method, a dipping method, and a pouring method. Then, the glaze composition forms a transparent or translucent glass-like coating at the sintering temperature. In the case where coloring is performed, inorganic pigments for ceramics can be appropriately applied in the same manner as in the related art.

【0034】[0034]

【実施例】次に、実施例1〜5に基づいて本発明を詳細
に説明する。 (実施例1)花崗岩破砕物をさらに粉砕し、粒度5μm
以下を30%以上含む粉粒体を主原料とし、無水塩化マ
グネシウムを10%、金属亜鉛粉末を6%加えて混合
し、これに3号水ガラス(珪酸ナトリウム)原液を20
%と30%とに分けて配合し、2種類の素地組成物を調
製した。これに適宜水分を添加し、混練してから湿式押
出成形機を用いて、幅600×厚さ20×長さ300m
mの成形体を製作した。これを室温で3時間放置し硬化
させた後、次の表1に示す温度でそれぞれ焼成した。な
お、前記無水塩化マグネシウムと同時に塩化アルミニウ
ム3%を配合した素地組成物も準備し同様に焼成した。
なお、表1において、各試験体の品質のうち曲げ強度
(kgf/cm2 )を例示するが、各焼成温度における
試験体は吸水性を示すことなく、緻密に焼結していた。
(実質的に吸水率=0であった。)
Next, the present invention will be described in detail with reference to Examples 1 to 5. (Example 1) The granite crushed product was further pulverized to a particle size of 5 μm.
A powder containing 30% or more of the following is used as a main raw material, and anhydrous magnesium chloride (10%) and metallic zinc powder (6%) are added and mixed, and a No. 3 water glass (sodium silicate) stock solution is added to the mixture.
% And 30%, and two kinds of base compositions were prepared. Water is appropriately added thereto, and the mixture is kneaded, and then, using a wet extruder, a width of 600 x a thickness of 20 x a length of 300 m.
m was produced. This was left to cure at room temperature for 3 hours and then fired at the temperatures shown in Table 1 below. A base composition containing 3% aluminum chloride simultaneously with the anhydrous magnesium chloride was also prepared and fired in the same manner.
In Table 1, the bending strength (kgf / cm 2 ) of the quality of each test piece is exemplified, but the test piece at each firing temperature did not show water absorption and was densely sintered.
(Substantially, water absorption = 0).

【0035】[0035]

【表1】 注:硬化時間の欄は、成形体がハンドリング可能に硬化するまでの経過時間を示 す。[Table 1] Note: The curing time column shows the elapsed time until the molded product is cured so that it can be handled.

【0036】このように本発明の建築用セラミックスの
製造方法によれば、湿式押出成形が容易に適用でき、成
形後わずか3時間経過後には焼成操作が可能であり、ひ
び割れ、変形などの形状不良は認められなかった。ま
た、いずれの場合も、焼成のよる収縮率は0.1%以下
という極めて僅かであるため、寸法精度の高い製品が得
られるうえ、吸水率が少なく、機械的強度の優れている
ので、各種の建築用セラミックスを製造するのに極めて
好適である。なお、従来製品の陶磁器質タイルは、内装
タイル、外装タイル、床タイル、モザイクタイルの4種
にJIS−A5209で区分されているが、それらの曲
げ強度は、内装壁タイルで100kgf/cm2 以上、
150mmを超える外装タイルで400kgf/cm2
以上とされている。
As described above, according to the method for manufacturing a building ceramic of the present invention, wet extrusion molding can be easily applied, firing can be performed only three hours after molding, and shape defects such as cracks and deformation can be obtained. Was not found. In each case, the shrinkage due to firing is extremely small, 0.1% or less, so that a product with high dimensional accuracy can be obtained. In addition, the water absorption is low and the mechanical strength is excellent. It is very suitable for producing the building ceramics. Incidentally, for ceramic tiles of the conventional products, interior tiles, exterior tiles, floor tiles have been classified by the JIS-A5209 into four mosaic tiles, their bending strength is 100 kgf / cm 2 or more interior wall tiles ,
400 kgf / cm 2 for exterior tiles exceeding 150 mm
That is all.

【0037】この実施例1を基準にして、珪酸アルカリ
系成分として3号水ガラスの代わりに2号または1号水
ガラスを用いた事例では、成形操作が容易となった他、
硬化時間がやや長くなり、曲げ強度が5%程低下した
が、総体的には殆ど変化が見られなかった。また、実施
例1で得られた試験体について、マイナス4℃〜20℃
間の冷熱繰り返し40回の耐寒、耐候性試験を行った
が、破損、白華現象など異常は認められなかった。
On the basis of Example 1, in the case of using No. 2 or No. 1 water glass instead of No. 3 water glass as the alkali silicate-based component, the molding operation was facilitated.
Although the curing time was slightly longer and the bending strength was reduced by about 5%, almost no change was observed overall. Moreover, about the test body obtained in Example 1, minus 4 degreeC-20 degreeC
A cold resistance test and a weather resistance test were repeated 40 times during the cold and heat cycles, and no abnormalities such as breakage and whitening were observed.

【0038】さらに、10%の塩化ナトリウムの代わり
に硫酸バリウム10%またはポリアクリルアミド10%
を添加した試験体について、上記実施例の条件にて調
製、品質試験を行った結果、成形体の硬化時間に約10
分程度の遅延が認められた他は表1の結果とほぼ同一の
品質が得られた。
Further, instead of 10% sodium chloride, 10% barium sulfate or 10% polyacrylamide
As a result of preparing and performing a quality test under the conditions of the above example, the curing time of the molded body was about 10%.
Approximately the same quality as the result in Table 1 was obtained except that a delay of about a minute was recognized.

【0039】(実施例2)含水率17.2%の下水道ス
ラッジ80%と、予め粒径10μm以下が30%以上に
なるよう粉砕した砂利水洗捕集物20%とを主原料10
0%とし、これに3号水ガラス(珪酸ナトリウム)原液
25%、苦汁12%および金属マグネシウム粉末8%を
添加して成形用組成物を調製した。これを50kgf/
cm2 の成形圧で100×100×8mmサイズの試験
体を成形し、30分放置後に表2の各温度で焼成した。
その得られた試験体の焼成収縮率(%)、吸水率(%)
および曲げ強度(kgf/cm2 )を同表に示す。
Example 2 80% of sewerage sludge having a water content of 17.2% and 20% of a gravel-washed and collected matter previously ground so that a particle size of 10 μm or less becomes 30% or more were used as main raw materials 10
The composition was prepared by adding 25% of No. 3 water glass (sodium silicate) stock solution, 12% of bittern, and 8% of metallic magnesium powder to 0%. 50kgf /
A test specimen having a size of 100 × 100 × 8 mm was molded at a molding pressure of cm 2 and fired at each temperature shown in Table 2 after standing for 30 minutes.
Firing shrinkage (%), water absorption (%) of the obtained specimen
The bending strength (kgf / cm 2 ) is shown in the table.

【0040】[0040]

【表2】 [Table 2]

【0041】なお、表2の( )内の値は、成形体の表
面に釉薬を施した施釉品のデータである。この場合の釉
薬は、前記配合物である3号水ガラス原液25部、苦汁
12部、金属マグネシウム粉末8部の混合物を約3倍の
水で希釈したものを用いた。また、この実施例2におい
て、苦汁12%の代わりに硫酸バリウム8%とポリアク
リルアミド4%の両方を加えた組成物についても試験し
たが、この場合も表2の品質と同等の結果が得られた。
The values in parentheses in Table 2 are data for glaze products in which glaze has been applied to the surface of the molded product. In this case, the glaze used was a mixture of 25 parts of No. 3 water glass stock solution, 12 parts of bittern, and 8 parts of metal magnesium powder, which had been diluted with about three times the amount of water. Further, in Example 2, a test was also conducted on a composition in which both barium sulfate 8% and polyacrylamide 4% were added instead of bitter 12%, and in this case also, results equivalent to the quality shown in Table 2 were obtained. Was.

【0042】また、この実施例では、主原料として脱水
が比較的困難な汚泥を用いた事例であるが、プレス成形
機による湿式〜半乾式成形が可能であり、施釉品では平
滑な外観に優れた製品が得られた。また、無釉品、施釉
品とも建築用、建設用セラミックスとして充分な機械的
強度が得られた。
In this embodiment, sludge which is relatively difficult to dewater is used as the main raw material. However, wet to semi-dry molding by a press molding machine is possible, and a glaze product has excellent smooth appearance. The product was obtained. In addition, both unglazed and glazed products had sufficient mechanical strength as ceramics for construction and construction.

【0043】(実施例3)含水率19%のアルミ精錬ス
ラッジ60%、ゴミ焼却灰30%、湿式外装タイル用原
料粘土10%を主原料とし、これにシリカゾルと炭酸ソ
ーダとを重量比で4:1に配合した珪酸アルカリ系成分
10%、無水塩化マグネシウム10%、および金属亜鉛
粉末5%を加えて混練した成形用組成物を押出し成形機
で300×300×20mmの平板試験体を成形し、1
時間の自然硬化後、表3の各温度で焼成した。その試験
体の品質を同表に示す。なお、( )内は、実施例2の
場合と同様な施釉試験体を示す。
Example 3 60% of aluminum refining sludge having a moisture content of 19%, incineration ash of 30%, raw clay for wet exterior tiles of 10% were used as main raw materials, and silica sol and sodium carbonate were added in a weight ratio of 4%. : 10% of alkali silicate component, 10% of anhydrous magnesium chloride, and 5% of metallic zinc powder were added and kneaded with a molding composition. An extruder was used to form a 300 × 300 × 20 mm plate specimen using an extruder. , 1
After natural curing for a time, firing was performed at each temperature shown in Table 3. The quality of the test specimen is shown in the table. The figures in parentheses show the same glaze specimens as in Example 2.

【0044】[0044]

【表3】 [Table 3]

【0045】この実施例では、800℃焼成品に比較し
て1000℃焼成品では、温度が高くなったにも係わら
ず、収縮率が低下し、吸水率が大、強度が小となる傾向
が見られた。これは、成形体の成分に対して焼成温度1
000℃はやや高すぎて、部分発泡などの過焼現象が生
じたためと思われ、最高800℃までが適正焼成温度と
認められる。
In this example, the shrinkage rate of the 1000 ° C. baked product was lower than that of the 800 ° C. baked product, but the shrinkage rate was lower, the water absorption rate was higher, and the strength was lower. Was seen. This is because the firing temperature is 1
It is considered that the temperature of 000 ° C. was a little too high, and the overheating phenomenon such as partial foaming occurred, and a maximum firing temperature of 800 ° C. was recognized as an appropriate firing temperature.

【0046】ここで用いた釉薬は、前記配合成分を同比
率で混合した基本組成、すなわちシリカゾルと炭酸ソー
ダとを重量比で4:1に配合した珪酸アルカリ系成分1
0部、無水塩化マグネシウム10部、および金属亜鉛粉
末5部を基本組成とし、これにカオリン微粉末10%、
酸化第2鉄7%を加え、細磨し、水分35%に調整した
ものである。この施釉品は、艶のある赤褐色の乳濁不透
明釉の焼成外観を呈した。このような不透明釉は、従来
用いられるジルコン乳濁釉より格段に安価であり、また
従来の低温釉用フリットに含まれる鉛分、ホウ素分を含
まないため、人体の健康上、また稲作などに悪影響がな
いなど環境保全のためにも、特に好ましいものである。
The glaze used here was a basic composition in which the above components were mixed in the same ratio, that is, an alkali silicate component 1 in which silica sol and sodium carbonate were mixed at a weight ratio of 4: 1.
0 parts, 10 parts of anhydrous magnesium chloride, and 5 parts of metallic zinc powder as a basic composition, and 10% of kaolin fine powder,
7% ferric oxide was added, finely polished, and adjusted to a water content of 35%. This glazed product exhibited a baked appearance of a glossy red-brown milky opaque glaze. Such opaque glazes are much cheaper than conventionally used zircon emulsion glazes, and do not contain lead and boron contained in conventional low-temperature glaze frit. It is particularly preferable for environmental protection such as no adverse effect.

【0047】(実施例4)次に、珪砂、耐火粘土鉱山で
得られる廃棄物(通称、キラ)を60メッシュ以下に粉
砕した粉砕物を主原料100%とし、Na2 O:SiO
2 =1:4(モル比)である4号水ガラス40%、苦汁
20%、金属亜鉛粉末20%を配合し、混練して成形用
組成物とした。これをJIS53A型桟瓦形状に成形
し、施釉して成形後3時間経過後表4に示す各温度で焼
成した。得られた試験体の20枚平均のJIS規格の基
づく品質を同表に示す。なお、不良品数は、傷、切れ、
寸法不良など変形した枚数を示す。
Example 4 Next, a crushed material obtained by crushing waste (commonly called Kira) obtained from silica sand and a fireclay mine to 60 mesh or less was used as a main raw material 100%, and Na 2 O: SiO 2 was used.
40% of No. 4 water glass ( 2 : 1: 4 (molar ratio), 20% of bittern, and 20% of metal zinc powder were blended and kneaded to obtain a molding composition. This was formed into a JIS53A type tile tile shape, glazed, and fired at each temperature shown in Table 4 three hours after the formation. The table shows the average quality of the obtained test pieces based on the JIS standard of 20 sheets. In addition, the number of defective products
Indicates the number of sheets deformed due to dimensional defects.

【0048】また、ここで使用した釉薬は、前記4号水
ガラス、苦汁、金属亜鉛粉末を同じ比率で混合した組成
物に対して、赤土微粉物8%、酸化鉄と二酸化マンガン
等からなる鼠色顔料8%を添加し細かく粉砕した後、水
分50%程度に調製したものである。さらに、ここで前
記廃棄物に代えて、回収された使用済み廃棄ガラス瓶を
60メッシュ以下に粉砕した粉砕物を主原料とした場合
の結果を表5に示した。
The glaze used here was composed of a composition obtained by mixing the No. 4 water glass, bittern, and zinc metal powder in the same ratio, and consisting of 8% of red earth fine powder, iron oxide and manganese dioxide, etc. It is prepared by adding 8% of a color pigment and pulverizing it finely, and then adjusting the water content to about 50%. Further, Table 5 shows the results in the case where a crushed material obtained by crushing the collected used waste glass bottle to 60 mesh or less instead of the waste was used as a main raw material.

【0049】[0049]

【表4】 [Table 4]

【0050】[0050]

【表5】 [Table 5]

【0051】この実施例によれば、得られた瓦は、その
品質がJIS規格(JIS−A5208)規定の吸水
率、曲げ破壊荷重を上回るものであり、特に吸水率が小
であるため、耐寒性に優れ凍害が生じない、また主原料
が非可塑性素材でることから焼成収縮率が極めて小さい
ので、寸法精度に優れた製品になるなどの利点がある。
さらに、前記品質を維持しながら、従来の瓦のような1
200℃前後の高温焼成は不要となるので、焼成時間の
短縮化とあいまって燃料の大幅削減が可能となり、結
果、排ガス量も減少して炭酸ガス、窒素酸化物の低減に
もつながり、省エネルギ、環境保全に寄与するなど産業
上の効果も大である。
According to this example, the quality of the obtained roof tile exceeds the water absorption rate and bending fracture load specified in JIS standard (JIS-A5208). There is an advantage that the product has excellent heat resistance and does not cause frost damage, and since the main raw material is a non-plastic material, the firing shrinkage is extremely small, so that the product has excellent dimensional accuracy.
In addition, while maintaining the above-mentioned quality, one such as a traditional roof tile
Since high-temperature firing at around 200 ° C is not required, it is possible to significantly reduce fuel consumption in conjunction with shortening the firing time. As a result, the amount of exhaust gas is also reduced, leading to a reduction in carbon dioxide gas and nitrogen oxides. It has great industrial effects, such as contributing to environmental protection.

【0052】なお、この実施例4において、珪酸ナトリ
ウムの代わりに珪酸カリウム(K2O/SiO2 モル比
=1/4)を使用した場合は、曲げ破壊荷重が数%低下
する他は殆ど差が認められず、実用上なんら支障のない
ものであった。
In Example 4, when potassium silicate (K 2 O / SiO 2 molar ratio = 1/4) was used instead of sodium silicate, there was almost no difference except that the bending fracture load was reduced by several percent. Was not recognized, and there was no problem in practical use.

【0053】(実施例5)従来から瓦の原料とてして使
用される三河粘土、山土または山砂利採取時の副産物で
ある粘土類等を主原料とし、この100%に対して、3
号水ガラス原液10%、苦渋2%、塩化アルミニウム1
%、金属アルミニウムと金属亜鉛の1:1混合粉末を5
%添加して混練し、成形用組成物を調製した。これを1
00×100×10mm平板に押し出し成形し、得られ
た成形体を3時間放置して自然硬化させた後、最高温度
850℃でLPGと窒素ガスの混合ガスを用いて燻化し
ながら焼成した。試験体5枚の結果を表6に示す。
(Example 5) Mikawa clay which has been conventionally used as a raw material for roof tiles, clay which is a by-product at the time of collecting mountain soil or gravel or the like is used as a main raw material.
Water glass stock solution 10%, bitterness 2%, aluminum chloride 1
%, 1: 1 mixed powder of metallic aluminum and metallic zinc
% And kneaded to prepare a molding composition. This one
It was extruded into a 00 × 100 × 10 mm flat plate, and the obtained molded body was left for 3 hours to be naturally cured, and then baked at a maximum temperature of 850 ° C. while smoking using a mixed gas of LPG and nitrogen gas. Table 6 shows the results of the five test pieces.

【0054】[0054]

【表6】 [Table 6]

【0055】実施例5によれば、得られた試験体の外観
はいずれも艶のある銀色を呈し、その色むらもごく少な
かった。この実施例の態様は、いぶし瓦に応用できるの
みならず、レンガ、タイル等内外装建材に有効に適用で
きるものである。
According to Example 5, the appearance of each of the obtained test pieces was glossy silver, and the color unevenness was very small. The embodiment of this embodiment can be effectively applied not only to the refractory roof tiles but also to interior and exterior building materials such as bricks and tiles.

【0056】[0056]

【発明の効果】本発明の建築用セラミックスの製造方法
は、以上に説明したように構成されているので、製品の
品質を従来レベル、例えばJIS規格の品質維持しなが
ら、従来から用いられている粘土や長石などの高品位の
原料を必須の原料とすることなく、主原料として未利用
資源などを適用することができる。また、乾燥工程の短
縮、乾燥工程と焼成工程の燃料の大幅な削減を可能と
し、その結果、大幅なコストダウンの他、省資源、省エ
ネルギ、環境保全に貢献することができるという優れた
効果がある。よって本発明は従来の問題点を解消した建
築用セラミックスの製造方法として、その工業的価値は
極めて大なるものがある。
As described above, the method for producing a building ceramic according to the present invention is constructed as described above, so that the quality of the product is maintained at a conventional level, for example, JIS standard quality, and the method is conventionally used. Unused resources and the like can be applied as main raw materials without using high-grade raw materials such as clay and feldspar as essential raw materials. In addition, it is possible to shorten the drying process and greatly reduce the amount of fuel used in the drying and firing processes. As a result, it is possible to significantly reduce costs and contribute to resource saving, energy saving, and environmental conservation. There is. Therefore, the present invention has a very large industrial value as a method for producing a building ceramic which has solved the conventional problems.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 耐火性粉粒体を主原料とし、これに珪酸
アルカリ系成分と、低融点金属系成分と、アルカリ土類
金属塩、アルミニウム塩およびポリアクリル系ポリマか
ら選ばれた1種または2種以上の成分とを配合した素地
組成物を成形し、350℃以上の低温度で焼結すること
を特徴とする建築用セラミックスの製造方法。
1. A refractory powder as a main raw material, which comprises one or more selected from an alkali silicate component, a low-melting metal component, an alkaline earth metal salt, an aluminum salt and a polyacrylic polymer. A method for producing a building ceramic, comprising: molding a base composition containing two or more components and sintering at 350 ° C. or higher.
【請求項2】 前記耐火性粉粒体が、噴出岩、深成岩お
よびその風化物、セルベン、シャモット、廃棄物、およ
びその焼却灰、石炭灰、火山灰、フライアッシュ、シル
ト、および精鉱時の分離鉱物などの1種または2種以上
よりなる珪酸およびまたはアルミナを含む耐火性材料、
あるいは加熱により前記耐火性材料に変化して耐火性を
生じる素材である請求項1に記載の建築用セラミックス
の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the refractory granules are eruptive rocks, plutonic rocks and weathered products thereof, selvens, chamotte, wastes, and their incinerated ash, coal ash, volcanic ash, fly ash, silt, and concentrates. Refractory materials containing one or more of silicic acid and / or alumina, such as minerals,
The method for producing a building ceramic according to claim 1, wherein the material is a material that changes into the refractory material by heating to generate fire resistance.
【請求項3】 前記珪酸アルカリ系成分が、珪酸アルカ
リ、珪酸アルカリとシリカゾルとの混合物、シリカゾル
とアルカリ金属の水酸化物または炭酸塩との混合物、ま
たはそれらの複数の混合物よりなる請求項1に記載の建
築用セラミックスの製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the alkali silicate component comprises an alkali silicate, a mixture of an alkali silicate and a silica sol, a mixture of a silica sol and a hydroxide or carbonate of an alkali metal, or a mixture of a plurality of them. The method for producing a building ceramic as described in the above.
【請求項4】 前記低融点金属系成分が、融点が900
℃以下であるマグネシウム、カルシウム、アルミニウ
ム、バリウム、ストロンチウム、亜鉛、錫、ビスマス、
アンチモンの1種または2種以上の金属粉末、または、
これら金属の化合物のうち、融点が900℃以下である
化合物の1種または2種以上よりなる請求項1に記載の
建築用セラミックスの製造方法。
4. The low melting point metal component has a melting point of 900.
Magnesium, calcium, aluminum, barium, strontium, zinc, tin, bismuth,
One or more metal powders of antimony, or
The method for producing a building ceramic according to claim 1, comprising one or more compounds having a melting point of 900 ° C. or less among the compounds of these metals.
【請求項5】 前記アルカリ土類金属がマグネシウム、
カルシウム、ストロンチウム、バリウムから選ばれ、前
記塩類が塩化物または硫酸塩であり、前記ポリアクリル
系ポリマがポリアクリルアミド、ポリアクリルアミン、
ポリアクリル酸ソーダから選ばれたものである請求項1
に記載の建築用セラミックスの製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the alkaline earth metal is magnesium,
Calcium, strontium, selected from barium, the salts are chlorides or sulfates, the polyacrylic polymer is polyacrylamide, polyacrylamine,
2. The method according to claim 1, wherein said material is selected from sodium polyacrylate.
3. The method for producing a building ceramic according to claim 1.
【請求項6】 前記珪酸アルカリ系成分の配合量が前記
主原料に対して5%〜50重量%(以下同じ)、前記ア
ルカリ土類金属とアルミニウムの塩類またはポリアクリ
ル系ポリマの合計配合量が同じく0.05%〜40%、
および前記低融点金属系成分の配合量が同じく1.0%
〜25%である請求項1〜5のいずれかに記載した建築
用セラミックスの製造方法。
6. The compounding amount of the alkali silicate-based component is 5% to 50% by weight (hereinafter the same) with respect to the main raw material, and the total compounding amount of the salt of the alkaline earth metal and aluminum or the polyacrylic polymer is Also 0.05% -40%,
And the compounding amount of the low melting point metal component is also 1.0%
The method for producing a building ceramic according to any one of claims 1 to 5, wherein the amount of the ceramic is from 25% to 25%.
【請求項7】 焼結温度が350℃から1000℃の範
囲内にある請求項1〜6のいずれかに記載した建築用セ
ラミックスの製造方法。
7. The method for producing a building ceramic according to claim 1, wherein the sintering temperature is in the range of 350 ° C. to 1000 ° C.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011079702A (en) * 2009-10-07 2011-04-21 F Consultant:Kk Inorganic composition, and inorganic molded body using the same
JP4902896B1 (en) * 2011-06-10 2012-03-21 宮脇グレイズ工業株式会社 Silver glaze for lead-free and boron-free roof tiles
KR102144929B1 (en) * 2019-05-28 2020-08-14 주식회사 동국세라믹 Manufacture method of ceramics sintered body

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