JPS63256577A - 多孔質セラミツク成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は花崗岩を利用する吸音性及び透水性を備えた多
孔質セラミック成形体に関する。

［従来の技術・問題点］ 現存する多孔質セラミック成形体は主に１度焼成した磁
器を粉砕して粒状とし、これを分級して適度な粒度の磁
器粒子を得、これに無機質バインダーを加え、板状に成
形した後、再度焼成したもので２度の焼成工程を行なう
ために高価なものとなっている。

また、通常、一般の岩石自体を利用した多孔質セラミッ
ク材料は知られておらず、特に、現在、花崗岩砕石場よ
り採掘される花部岩石のうち、産業用、建築用材料とし
て使用される部分は偏かに過ぎず、それ以外は利用する
ことができなかった。

最近、実公昭６１−８６４３７号公報で、花崗岩などの
通常の一般岩石を利用した「通水性セラミック」が提案
されている。しかし、主に、長石、珪石及び雲母からな
る花崗岩の場合、長石と珪石の熱膨張係数が異なるため
、焼成炉内温度８００℃以上で焼成すると、表面が脆く
なり、強度が出ないという問題があった。

本発明の目的は上記の強度的問題点を解決し、安価で、
優れた吸音性及び透水性を有する花崗岩を利用した多孔
質セラミック成形体を提供すると共に花部岩屑の有効利
用を図ることにある。

［問題点を解決するための手段］ 従って、本発明は粒径０．５〜５■の花崗岩、焼結剤、
成形助剤及び水から成る混合物を加圧成形し、乾燥し、
得られた成形体に粒径１０４ミクロン以下の花崗岩微粉
砕物、無機アルカリ系粉末及び水よりなるバインダース
ラリーを含浸するか、または該成形体の表面にバインダ
ースラリーをスプレーし、最後に焼成することを特徴と
する多孔質セラミック成形体の製造方法にある。

［作　用］ 多孔質セラミック成形体を製造するために使用する花崗
岩は粒径０．５〜５−一、好適には１〜３Ｉをもつもの
である０粒径が０．５ｍｍ未満の花崗岩が混在すると、
得られる成形体の吸音性及び強度が低下し且つ表面が脆
くなるために好ましくなく、また、粒径５Ｉを超える花
崗岩が混在していると、吸音性は良好であるものの、成
形体の強度、特に圧縮強度が低くなるために好ましくな
い。

この花崗岩の配合量は特に限定されるものではないが、
焼結剤の配合量との合計量において花崗岩を７５〜９０
重量％、焼結剤を１０〜２５重量％とするのが好ましい
。花崗岩の配合量が７５重量％未満、すなわち焼結剤の
配合量が２５重量％を超えると、吸音性能が低下するた
めに好ましくなく、また、花崗岩の配合量が９０重量％
を超える、すなわち焼結剤の配合量が１０重量％未満で
あると、成形体の表面が脆くなり、強度が低下するため
に好ましくない。

本発明方法に使用することができる焼結剤としてはソー
ダ系無鉛のガラス屑、炭酸ナトリウム等の無機アルカリ
系粉末やカオリンなどを挙げることができる。また、粒
径１０４ミクロン（１５０メツシユ）以下の花崗岩微粉
砕物も焼結剤としての効果を有し、焼結剤として粒径１
０４ミクロン以下の花崗岩微粉砕物を上述の無機アルカ
リ系粉末と混合して使用することもできる。ここで、焼
結剤として使用する花崗岩微粉砕物の粒径が１０４ミク
ロンを超えると、焼結反応性が悪化し、焼結剤としての
効果が低下するために好ましくない、また、他の焼結剤
の粒径についても同様のことが言える。なお、焼結剤と
して使用する粒径１０４ミクロン以下の花崗岩微粉砕物
は原料の花崗岩とは異なり無機アルカリ系粉末と相まっ
て、焼成時に溶融して焼結剤としての作用を示す。

本発明に使用することができる成形助剤は可塑性のある
粘土質なもの例えばベントナイトや無機系バインダーの
リン酸アルミニウム、有機系バインダーのＣＭＣ（カル
ボキシメチルセルロース）、ＭＣ（メチルセルロース）
、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）等が挙げられる。成
形助剤の配合量は特に限定されるものではないが、乾燥
成形強度保持に必要な量（成形体の形状、大きさ等によ
り種々変化する）を添加すればよく、通常、原料花崗岩
及び焼結剤の合計量に対して５〜１５重量％である。成
形助剤の配合量が５重量％未満であると、乾燥強度が不
足するために好ましくなく、また、１５重量％を超える
と、成形性及び吸音性が低下するために好ましくない。

また、水の配合量は加圧成形時に成形保持性を有する程
度の量が好ましく、多過ぎても、少な過ぎても成形時の
成形保持性が不足するために好ましくなく、水の配合量
は原料花崗岩、焼結剤及び成形助剤の合計量の５〜１５
重量％が好ましい。

上述の配合割合で、花崗岩、焼結剤、成形助剤及び水を
混合し、所定の形状に加圧成形する。成形圧力は３０〜
１００ｋｇ／ｃＩＩ２程度が好ましい。

成形圧力が３０ｋｇ／ａｍ”未満であると、得られる成
形体に所望の強度を付与することができないために好ま
しくなく、また、１００ｋｙ／ｃ輪２を超えると、強度
は増すものの、見掛気孔率が低下し、それによって吸音
性が低下するために好ましくない。

このようにして得られた多孔質成形体を乾燥する。乾燥
温度は特に限定されるものではないか１１０℃以下が好
ましく、乾燥程度の目安としては成形体の含水率が２％
以下が望ましい。

次に、乾燥した前記成形体にバインダースラリーを含浸
するか、または該バインダースラリーを成形体表面にス
プレーする。

このバインダースラリーは粒径１０４ミクロン（１５０
メツシユ）以下の花崗岩微粉砕物、無機アルカリ系粉末
及び水よりなるものである。

バインダースラリーに使用する花崗岩微粉砕物の粒径が
１０４ミクロン（１５０メツシユ）を超えると、焼結反
応性が悪化し、強度増強効果が減少するために好ましく
ない０粒径が１０４ミクロン（１５０メツシユ）以下の
花崗岩微粉砕物を使用することにより所望の強度及び吸
音性等の特性を得ることができる。

花崗岩微粉砕物の配合量は無機アルカリ系粉末の種類に
よって異なるが、花崗岩微粉砕物及び無機アルカリ系粉
末の合計量の５０〜８０重量％、すなわち無機アルカリ
系粉末を２０〜５０重量％とするのが好ましい、花崗岩
微粉砕物の配合量を５０〜８０重量％とするのは、焼成
時の強度増加効果に有効であると同時に吸音性能を維持
することができる量であるためであり、５０重量％未満
または８０重量％を超える花崗岩微粉砕物の添加は強度
不足、吸音性能の低下及びコスト面等の問題を生ずるた
めに好ましくない。

無機アルカリ系粉末は花崗岩微粉砕物の溶融温度を低下
させて花崗岩微粉砕物の溶融速度を速める作用をするバ
インダーとして働くもので、花崗岩微粉砕物に対応する
配合量を必要とする。無機アルカリ系粉末の配合量は上
述の如くであり、その配合量が２０１ｉｆｆｉ％未満で
あると、花崗岩微粉砕物の焼結速度を低下させ、強度が
でないために好ましくなく、また、５０重量％を超える
と、吸音性能及び強度が低下すると同時にコスト面の問
題も生じるために好ましくない、無機アルカリ系粉末と
してはソーダ系の原料で、炭酸ナトリウム、硼酸ナトリ
ウム及びソーダ系無鉛のガラス屑等を挙げることができ
、これらの粒径も花崗岩微粉砕物と同様の理由で１０４
ミクロン以下が好ましい。

水の配合量は固形分に対し内削で５０〜６０重量％が好
ましい、水の内側配合量が５０重量％未満であると、バ
インダースラリーが粘稠になり、スプレー等の施工が困
難になるために好ましくなく、また、６０重量％を超え
ると、バインダースラリーが希薄になり過ぎて成形上に
不用な水分が増加し、成形体の形状保持力の低下を引き
起こすために好ましくない。

上述の乾燥した成形体に上述のような配合割合をもつバ
インダースラリーを含浸するか、または成形体表面にバ
インダースラリーをスプレー塗布する。このバインダー
スラリーを成形体表面に塗布することにより、次工程の
焼成中にバインダースラリー中の花崗岩微粉砕物が反応
焼結し、成形体の強度を向上することができる。

バインダースラリーの含浸の程度またはスプレー塗布の
程度は所望とする多孔質セラミック成形体の形状、強度
及び吸音性に依存して種々変化させることができる。

なお、バインダースラリーに花崗岩微粉砕物を使用する
利点は二 ■成形体と同一の原料であること； ■花崗岩を粉砕、分級する際に発生す′る微粉をそのま
ま使用することができる；及び ■安価である、 等を挙げることができる。

このようにして得られた成形体を最後に焼成する。焼成
は酸化（０，Ｆ、）雰囲気中で最高温度１０００〜１１
５０℃の温度で、５０℃／時間〜１００℃／時間の昇温
速度により、最高温度保持時間を１時間以上行なうこと
が望ましい。

上述のようにして得られた多孔質セラミック成形体は優
れた強度特性及び吸音特性をもつものである。

なお、花崗岩を構成する鉱物（長石、珪石及び雲母）自
体の色の相異が、得られる多孔質セラミック成形体に独
特の意匠性をかもしだし、また、これとは逆に磁選で脱
雲母することにより、有色物が除去され、白色となるこ
とから、特に、加圧成形、乾燥後のバインダースラリー
を含浸させる時点での有色化が自由にでき、得られる多
孔質セラミック成形体の強度を向上させると共に幅広い
色に着色することができる。

［実　施　例］ 以下に実施例（以下、特記しない限り単に「例」と記載
する）を挙げ、本発明を更に説明する。

以下の第１表に記載する配合割合で粒径１〜３１の花崗
岩に焼結剤（無鉛ガラス）、成形助剤（ベントナイト）
及び水から成る混合物を加圧成形し、１０５℃で１４時
間にわたり乾燥させた０次に、１０４ミクロン（１５０
メツシユ）以下の花崗岩微粉砕物５０重量％、無機アル
カリ系粉末（無鉛のガラス屑）５０重量％、及び花崗岩
微粉砕物及び無機アルカリ系粉末の合計量に対し内削で
５５重量％の水よりなるバインダースラリーを形成し、
上述の乾燥した成形体の表面に固形分重量で１５０ｙ／
ｍ”の割合でスプレー塗布した。得られた成形体を酸化
雰囲気中で昇温速度８０℃／時間で１３時間加熱し、更
に１０５０℃で１時間保持することにより焼成し、多孔
質セラミック成形体を得た。得られた多孔質セラミック
成形体の特性を以下の第１表に併記する。

九−１ 以下の第１表に記載する配合割合で、焼結剤として１０
４ミクロン（１５０メツシユ）以下の粒径をもつ花崗岩
微粉と無鉛ガラス屑を１０１ｉ量％ずつ使用し且つ焼成
温度を１１００℃とした以外は上述の例１と同様の操作
で多孔質セラミック成形体を得た。得られた多孔質セラ
ミック成形体の特性を以下の第１表に記載する。

肛１１−Ｌ 例１において加圧成形し、乾燥して得られた成形体にバ
インダースラリーをスプレー塗布せず例１と同様の操作
条件で焼成し、セラミック成形体を得た。得られたセラ
ミック成形体の特性を以下の第１表に併記する６ Ｌ１燵−１ ５ｍｍを超え、１０ｍｍまでの粒径をもつ花崗岩を用い
て例１の操作と同様の操作でセラミック成形体を得た。

得られたセラミック成形体の特性を以下の第１表に併記
する。

５＋ｓｍ以下の粒径をもつ花崗岩（すなわち、０．５ｍ
ｍ未満の粒径の花崗岩が混在する）を使用して例１の操
作と同様の操作でセラミック成形体を得た。

得られたセラミック成形体の特性を以下の第１表に併記
する。

上述の例１〜２及び比較例１〜３で得られた成形体につ
いて、ＪＩＳ＾１４０５の「管内法による建築材料の垂
直入射吸音率測定方法」により測定を行なった。第１図
は該測定から得られた結果を示すものであり、グラフの
縦軸は垂直入射吸音率、横軸は中心周波数を表す０図中
のＡ〜Ｅはそれぞれ例１〜２及び比較例１〜３の背面空
気層０の垂直入射吸音率測定結果である。

［発明の効果］ 本発明方法により製造される多孔質セラミック成形体は
現在処理に苦慮している花部岩屑を有効に利用して現有
の多孔質セラミック成形体と同等の特性をもつ多孔質セ
ラミック成形体を安価に製造することができる。

更に、本発明の多孔質セラミック成形体は加熱収縮がな
いため、大板化も可能であり、現有の多孔質セラミック
成形体が利用されているどの分野にも使用することがで
き、また、−ｍ建築物の内・外装材としても広範囲に使
用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は上述の例１〜２及び比較例１〜３で得られた成
形体について、ＪＩＳ＾１４０５の「管内法による建築
材料の垂直入射吸音率測定方法」により測定を行なった
結果を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 粒径０．５〜５ｍｍの花崗岩、焼結剤、成形助剤及び水
   から成る混合物を加圧成形し、乾燥し、得られた成形体
   に粒径１０４ミクロン以下の花崗岩微粉砕物、無機アル
   カリ系粉末及び水よりなるバインダースラリーを含浸す
   るか、または該成形体の表面にバインダースラリーをス
   プレーし、最後に焼成することを特徴とする多孔質セラ
   ミック成形体の製造方法。