JPS6328847B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、施釉無機質発泡成形体に関するもの
であつて、特に各種建造物の構築材料として使用
される場合に要請される強度、耐熱性、遮音性、
耐候性等の諸性質を兼ね備え、且つそれらの諸性
質が極めて優れた施釉無機質発泡成形体に関す
る。 〔従来技術とその問題点〕 無機発泡体としては、発泡ガラス体がよく知ら
れており、保温・保冷用等の不燃性断熱材料とし
て広く用いられている。ところで、発泡ガラス体
の軽量性、断熱性及び不燃性等の利点を活用し
て、発泡ガラス体を壁面構成体の如き化粧材とし
て用いるときには、多泡粒状となつている表面を
化粧する必要がある。しかし、従来の発泡ガラス
体は、溶融点が低いため、耐火度の高い耐久性に
優れた釉薬を施釉することができず、やむなく有
機塗料を塗装するか又は有機質化粧シートを貼着
するか、いずれかの化粧方法が行なわれていた。
仮に施釉された無機質発泡成形体があつたとして
も、それはせいぜい低温釉薬を用いたものに過ぎ
なかつた。そのため、社会的要望があるにもかか
わらず、発泡ガラスを基体とする完全不燃性の化
粧無機質発泡成形体は存在しなかつた。 本発明は、前記社会的要請に応えるべく発泡ガ
ラスを基体とする不燃性の施釉無機質発泡成形体
の提供を目的とする。 〔問題点の解決手段とその作用〕 本発明において、前記問題点を解決するために
講じられた手段は、火山性ガラス質鉱物を主材と
し嵩比重が0.25乃至1.3である発泡ガラス基体の
表面の一部又は全部に、火山性ガラス質鉱物を主
原料とする非発泡の高温釉薬層又は準高温釉薬層
を形成してなり、前記各釉薬層の線膨張係数が前
記発泡ガラス基体の線膨張係数の0.7乃至1.1倍と
したところにある。 上記解決手段を講じた本発明に係る施釉無機質
発泡成形体（以下、本発明成形体という）は、軽
量性の評価基準となる嵩比重及び断熱性の評価基
準となる熱伝導率が、従来のものに比していずれ
も極めて低く、また強度の評価基準となる曲げ強
度においては従来のものと何等遜色はない。しか
も、発泡焼成素地たる発泡ガラス基体と釉薬層と
は、原料として基本的に同質であり、焼成時にお
ける粘性及び熱膨張係数が近似であるから、発泡
ガラス基体にはクラツクがなく、釉薬層には貫入
がなく、両者の結合力は極めて高い。従つて耐久
性や耐熱衝撃性も良好であり、各種建造物の構築
材料に要請されるその他の諸性質も極めて優れて
いる。 〔実施例〕 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。 図面に示す如く、本発明成形体１は、発泡ガラ
ス基体２とその表面側に形成された非発泡の釉薬
層３とから成る焼成成形体である。そして発泡ガ
ラス基体２と非発泡の釉薬層３とは、いずれもそ
の材質が重要である。なお、非発泡の釉薬層３の
材質としては、本発明成形体１の製造過程、特に
その焼成条件の相違によつて高温釉薬と準高温釉
薬とが使い分けられる。 まず、発泡ガラス基体２の原料について説明す
ると次の如くである。すなわち、発泡ガラス基体
２の原料は、主として火山性ガラス質鉱物からな
る微細状主材100重量部と微粉末状発泡剤0.05乃
至1.0重量部とを混合した坏土である。この場合
の微粉末状発泡剤としては、微細状主材と接触し
た状態での発泡用ガス発生開始温度が微細状主材
の軟化開始温度以上で且つその軟化溶融温度未満
（例えば、1000乃至1300℃）であることが好まし
い。なお混合された坏土に対しては、必要に応じ
て粘結剤の適量を添加することもある。前記火山
性ガラス質鉱物からなる微細状主材とは、抗火
石、流紋岩、真珠岩、黒曜石、シラス、伊勢珪砂
等の一種又は数種をクラツシヤー及びミル等を用
いて微細状に粉砕して混合したものである。微細
状とは、80メツシユ篩を100％通過し、更に好ま
しくは325メツシユ篩を90％通過する状態をいう。
前記微粉末状発泡剤とは、カーボン、炭化ケイ素
等の炭化物、窒化ケイ素等の窒化物等の一種又は
数種からなる100メツシユよりも細かいものであ
る。前記微粉末状発泡剤の混合割合を前記微細状
主材の100重量部に対して0.05乃至1.0重量部とす
るのは、前記坏土よりなる成形素地を焼成して得
られる発泡ガラス基体２の嵩比重を0.25乃至1.3
とするためである。嵩比重が0.25未満では建材と
して必要な強度を得ることが困難となり、1.3を
越えると必要な軽量化は望み難い。前記粘結剤と
は、有機質粘結剤であるPVA、アクリル樹脂、
エマルジヨン系ワツクス等及び無機質粘結剤であ
る蛙目粘土、ベントナイト等の一種又は数種の混
合物をいい、添加量としては0.1乃至10重量部が
好ましい。 次に釉薬層３の原料について説明する。前記坏
土からなる成形素地の焼成温度（1000乃至1300
℃）と同温度で釉化（軟化）するものを高温釉薬
とする。該高温釉薬は、火山性ガラス質鉱物であ
る抗火石、流紋岩、真珠岩、黒曜岩、シラス、伊
勢珪砂等の一種又は数種の100重量部と、亜鉛華
の０〜100重量部と、ジルコンの０〜100重量部
と、炭酸バリウム、炭酸リチウム、炭酸カルシウ
ム等の塩基性成分の０〜50重量部とを混合したも
のである。釉薬製造工程における粉砕研磨は、ボ
ールミル又は振動ミル等を用いた湿式粉砕又は乾
式粉砕で行ない、270メツシユ篩を95％以上通過
し、更に好ましくは325メツシユ篩を90％通過す
る微細状態とする。高温釉薬の軟化温度範囲は、
前記坏土からなる成形素地の軟化温度範囲とほぼ
同じであるが、現実では両者が常に必ず同じ温度
で軟化するとは限らない。そこで両者の軟化温度
に差異があるときには、焼成時における高温釉薬
の線膨張係数が前記坏土成形素地の線膨張係数の
0.7乃至1.1倍になるように配慮することを要す
る。そうでないと焼成釉薬層３に貫入が生ずるお
それがある。 前記坏土からなる成形素地を1000乃至1300℃で
焼成すれば発泡焼成素地が得られるが、これを焼
成温度よりもやや低い900乃至1200℃で二度焼き
する場合に軟化する釉薬が準高温釉薬である。該
準高温釉薬は、これによつて成形された釉薬層３
の線膨張係数が発泡焼成素地の線膨張係数の0.7
乃至1.1倍であることが条件ずけられる。この条
件を満足する釉薬としては、硼珪酸釉薬、リチウ
ム釉薬、前記高温釉薬を一旦焼成した後に細磨し
て軟化点を下げた釉薬等の一種又は数種を混合し
てなる釉薬がある。施釉にあたつては、下釉と上
釉とを施して釉薬層３を形成することもあるが、
この場合には、上記軟化（釉化）温度条件を満足
する釉薬であつて、下釉に前記高温釉薬を用い、
上釉に下釉より軟化点の低い硼酸釉薬等を用い
る。本発明において、700℃の上下にわたる所定
範囲の温度で軟化するような低温釉薬を用いない
ようにしたのは、本発明が目ざすところの耐酸
性、耐久性等を期待することができないからであ
る。更に準高温釉薬層３の線膨張係数を発泡発泡
ガラス基体２が有する線膨張係数の0.7乃至1.1倍
とするのは、焼成釉薬層３に貫入を発生させない
ためである。 次に、本発明成形体の製造方法について説明す
る。製造方法には、大別して一度焼きするものと
二度焼きするものとの二種がある。まず前者につ
いて説明し、続いて後者について説明する。 一度焼きによる第１実施例は、先ず、前記坏土
を用いて所望形状の形成素地を得る。素地成形方
法としては、加圧成形機による乾式成形方法又は
真空土練機による押出し成形法若しくは鋳込み成
形法による湿式成形方法を用いる。次に、得られ
た成形素地の表面の一部又は全部に前記高温釉薬
を施釉する。施釉方法としては、泥漿状態の釉薬
とスプレー塗布、刷毛塗り等の適宜方法で行なう
か又は乾燥した釉薬を撤布して行なう。続けて、
施釉済み成形素地を前記発泡剤の発泡用ガス発生
開始温度以上で且つ主材の軟化溶融温度未満の温
度（例えば、1000乃至1300℃）に加熱すると、成
形素地を構成する坏土中の火山性ガラス質鉱物か
らなる微細状主材は軟化変形を開始すると共に、
同坏土中の微粉末状発泡剤は発泡用ガスを発生す
る。発生した該ガスは、軟化変形乃至軟化溶融状
態の火山性ガラス質鉱物に包含されて成形素地全
体を膨張させ、嵩比重が0.25乃至1.3の発泡ガラ
ス基体２とする。該成形素地の膨張と並行して釉
薬層３も、軟化変形乃至は軟化溶融する。加熱が
終了したならば、徐冷して焼成工程を終了させ、
かくして施釉無機質発泡成形体１を得る。なお、
前記成形素地及び高温釉薬の夫々主材は火山性ガ
ラス質鉱物、即ち原料としては同質のものを用い
てあるので、焼成時には、両者の粘性及び熱膨張
係数が近似するので、両者の軟化温度に大した差
異がない限り、通常貫入の発生がない。また両者
の結合力も高いので、耐久性、耐熱衝撃性が良好
となる。前記発泡ガラス基体２の嵩比重を0.25乃
至1.3とするのは、0.25未満では発泡ガラス基体
２の部分の強度が非常に弱く、小さな外力で焼成
釉薬層３が容易に破壊して実用に供し得ないから
であり、1.3を越える場合では断熱作用が急激に
低下して発泡体としての意義を喪失するからであ
る。 一度焼きによる第２実施例は、先ず、前記坏土
及び高温釉薬を用いて二層成形方法により所望形
状の成形素地を得る。二層成形方法としては、乾
式加圧成形機若しくは湿式押圧成形機を用いて坏
土層と釉薬層とを同時に成形する方法又は、坏土
層若しくは釉薬層を鋳込んだ後に他層を鋳込む鋳
込み成形方法を用いる。次に、得られた成形素地
を前記発泡剤の発泡用ガス発生開始温度以上で且
つ主材の軟化溶融温度未満の温度（例えば、1000
乃至1300℃）で焼成し、坏土層からなる発泡ガラ
ス基体２の部分を嵩比重が0.25乃至1.3の発泡ガ
ラス質とすると共に、釉薬層３を焼成し、かくし
て施釉無機質発泡成形体１を得る。 二度焼きによる第３実施例は、先ず、前記坏土
を用いて所望形状の成形素地を前記第１実施例と
同様にして得る。次に、得た成形素地を前記発泡
用ガス発生開始温度以下（例えば、700乃至1000
℃）で焼成する。続いて、得られた未発泡焼成素
地の表面の一部又は全部に前記高温釉薬を前記第
１実施例の施釉方法と同様な方法で施釉する。最
後に、施釉済み末発泡焼成素地を前記発泡剤の発
泡用ガス発生開始温度以上で且つ主材の軟化溶融
温度未満の温度（例えば、1000乃至13000℃）で
焼成し、発泡ガラス基体２の部分を嵩比重が0.25
乃至1.3の発泡ガラス質とすると共に釉薬層３を
焼成し、よつて施釉無機質発泡体１を得る。 二度焼きによる第４実施例は、先ず、前記坏土
からなる塊状素地を箱形、平板状等の如く所望の
形状をした耐火容器上に載置し、該坏土を前記発
泡用ガス発生開始温度以上で且つ主材の軟化溶融
温度未満の焼成温度で焼成して嵩比重が0.25乃至
1.3の発泡ガラス質の発泡焼成素地を得る。次に、
耐火容器内から脱型した所望形状の発泡焼成素地
の表面の一部又は全部に前記準高温釉薬を適宜方
法で施釉する。又は耐火容器から脱型した発泡焼
成素地を任意形状に分割切断して得た成形発泡焼
成素地の表面の一部又は全部に前記準高温釉薬を
施釉する。最後に、施釉済み発泡焼成素地を900
乃至1200℃の温度で焼成し、施釉無機質発泡成形
体１を得る。尚、前記準高温釉薬層３の線膨張係
数が前記発泡焼成素地たる発泡ガラス基体２の線
膨張係数（例えば、2.8×10^-6／℃〜4.2×10^-6／
℃）の0.7乃至1.1倍の線膨張率となつているの
で、焼成工程において徐冷するときに、釉薬層３
と発泡焼成素地層（発泡ガラス基体２）との縮み
割合が略々同一となることから、焼成釉薬層３に
貫入の発生を見ることがないと共に発泡焼成素地
層である発泡ガラス基体２の部分にクラツクが発
生することもない。 前記第１実施例乃至第４実施例において、発泡
ガラス基体２の部分に関する形状、嵩比重並びに
焼成施釉層３の厚みは、完成された施釉無機質発
泡成形体の用途に応じて適宜決定される。例え
ば、ビル外壁用とする場合であつてタイル状のテ
クスチヤーを得たい場合、発泡ガラス基体２の部
分に関しては断熱性を考慮して嵩比重を0.3程度、
厚みを100mm程度、平面形状を300×150mm等の任
意形状とし、焼成釉薬層３に関しては耐衝撃性を
考慮して0.5〜2.0mm程度とする。また内装用とす
る場合には、発泡ガラス基体２の部分の嵩比重を
1.0とすると共に、焼成釉薬層３の厚みを0.1〜0.5
mm程度とする。 〔発明の効果〕 次に、本発明の作用効果を説明する。本発明成
形体は、嵩比重が0.25乃至1.3である発泡ガラス
基体の表面の一部又は全部に高温又は準高温の非
発泡焼成釉薬層を形成してあるので、不燃性、断
熱性、軽量性、吸音性及び切断容易性に優れてい
ることは勿論のこと、焼成釉薬層の存在により耐
水性、耐候性、耐摩耗性、耐曲げ強度性、遮音性
に優れていると共に、意匠的にも優れたものであ
る。本発明成形体は、これら優れた特性により、
従来の陶磁器質タイルでは使用できなかつた高層
ビル用外壁材、天井材、遮音用間仕切り壁材、日
曜大工材料等のような新しい応用分野が開拓でき
る優れた効果を有する。 前記第１実施例乃至第４実施例の各実施例に基
づいて嵩比重の異なる本発明成形体を３種づつ製
造し、熱伝導率及び曲げ強度を測定し各平均値を
算出した結果、次の如き値を得た。

【表】 この結果を従来の陶磁器質タイルと比較した場
合、本発明成形体は、軽量性の評価基準となる嵩
比重に関し、従来の陶磁器質タイル（1.8〜2.2）
の14〜66％であり、断熱性の評価基準となる熱伝
達率に関し、従来の陶磁器質タイル（0.6〜
1.1Kcal／m²ｈ℃）の９〜58％である。更に、本
発明成形体は、強度評価の基準となる曲げ強度に
関し、一般の使用に充分耐え得る強度を有するも
のである。 また本発明成形体は、従来の陶磁器質タイルの
製造ラインと同様のラインを経て製造することが
出来るので、新たな製造装置を必要としない。更
に、本発明成形体には、前記火山性ガラス質鉱物
を主原料とする高温釉薬又は準高温釉薬を用いて
いるため、焼成時における発泡焼成素地からなる
発泡ガラス基体の部分と焼成釉薬層との粘性及び
熱膨張係数が近似するので、焼成釉薬層の貫入が
ないと共に、発泡ガラス基体の部分にクラツクが
発生することがなく、更に発泡ガラス基体と釉薬
層との結合力が高いので耐久性、耐熱衝撃性が良
好である等、優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明成形体の模式的部分断面図であ
る。 １……本発明成形体、２……発泡ガラス基体、
３……釉薬層、４……気泡。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 火山性ガラス質鉱物を主材とし嵩比重が0.25
   乃至1.3である発泡ガラス基体の表面の一部又は
   全部に、火山性ガラス質鉱物を主原料とする非発
   泡の高温釉薬層又は準高温釉薬層を形成してな
   り、前記各釉薬層の線膨張係数が前記発泡ガラス
   基体の線膨張係数の0.7乃至1.1倍であることを特
   徴とする施釉無機質発泡成形体。