TW201607912A

TW201607912A - 大型陶瓷板

Info

Publication number: TW201607912A
Application number: TW104110240A
Authority: TW
Inventors: Haruki Takahashi; Shigeyuki Yamada; Koji Imai; Yoshio Maehara
Original assignee: Toto Ltd
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2015-03-30
Publication date: 2016-03-01
Also published as: HK1212318A1; TWI570092B; CN104944931A; JP2015199638A

Abstract

本發明提供一種薄型且大型的陶瓷板，可抑制乾燥時、燒成時的破裂、變形，並且抑制燒成溫度的變動所引起的品質變化。本發明之大型陶瓷板包含以下元素：Ca元素，以CaO換算為2質量%以上20質量%以下；Mg元素，以MgO換算為0.1質量%以上4質量%以下；Al元素，以Al2O3換算為小於30質量%；及Si元素，CaO/MgO以質量比計為5以上60以下。根據更理想的樣態，為SiO2/CaO以質量比計為3以上30以下的大型陶瓷板。

Description

大型陶瓷板

本發明是關於大型陶瓷板，具體而言，是關於一種抑制破裂、變形，並且抑制燒成溫度的變動所引起的品質變化的薄型且大型的陶瓷板。

可減少接縫、可實現施工簡化、設計多樣化的大型陶瓷板已被實際應用且被廣泛利用。另外，為實現適合外裝建材的大型陶瓷板的製造，提出了用於抑制大型陶瓷板的破裂、變形(翹曲、歪斜)的各種方案。

例如，為了抑制成型歪斜引起的變形，得到具有彈性的燒成體，提出了含有矽灰石的大型陶瓷板(專利文獻1(日本特開平10-236867號公報)、專利文獻2(日本特開2003-089570號公報)、專利文獻3(日本特開2012-188331號公報))。

專利文獻1中記載了一種使含有30~70重量%的β-Wollastonite(矽灰石)、70~30重量%的黏土及滑石的坯土成型，並將其在1000~1250℃下燒成而製成的大型平板狀燒結體。該文獻所公開的燒結體的吸水率 (自然吸水：日本工業標準JIS A5209(1994))大於10%(12.5%)，屬於所謂的“陶質”(吸水率：大於5%小於22%)。

另外，專利文獻2(日本特開2003-089570號公報)中記載了一種使以如下比例配合而成的坯土成型：5~30重量%的滑石、10~40重量%的長石及陶石、10~40重量%的調整了粒徑的β-矽灰石(Wollastonite)、20~50重量%黏土，並將其燒成而製成的大型薄板狀燒結體。該文獻所公開的燒結體的吸水率(自然吸水：日本工業標準JIS A5209(1994))為3%以下，包含被分類為所謂“炻質”(吸水率：大於1%小於5%)的燒結體。另外，為了實現該文獻所公開的燒結體的低吸水率化，需在β-矽灰石的針狀結晶轉變的溫度(約1120~1130℃)以下燒成。

另外，專利文獻3(日本特開2012-188331號公報)中記載了一種使以如下比例配合而成的坯土成型：3~20重量份的β-Wollastonite、5~20重量份的長石等的玻璃質礦物、5~20重量份的滑石、10~40重量份的矽石、耐火黏土等的骨料、20~30重量%的陶石等的黏土礦物、20~40重量%的黏土，並燒成而製成的板厚為6mm以上的陶瓷板。該文獻所公開的燒結體的吸水率(自然吸水：日本工業標準JIS A5209(1994))小於2.5%，包含被分類為所謂“炻質”的燒結體。另外，該文獻所公開的燒結體透過在小於1160℃的溫度下燒成而得到。

另外，透過日本工業標準JIS A5209(1994) 而被分類為“炻質”的燒結體根據日本工業標準JIS A5209(2008)屬於吸水率(強制吸水)大於3%小於10%的所謂“Ⅱ類”。

先行技術文獻

專利文獻1：日本特開平10-236867號公報

專利文獻2：日本特開2003-089570號公報

專利文獻3：日本特開2012-188331號公報

為了降低陶瓷板的吸水性，進行了在原料中配合玻璃化成分、共熔成分、鹼金屬、Ca、Mg等的熔融化成分，並將其高溫燒成的嘗試。雖然在磁器化時必須配合這些成分，但另一方面卻無法避免因其熔融而容易產生破裂、變形的問題。尤其在製造薄型且大型的陶瓷板時，在成型後、燒成時容易產生破裂、變形，因而難以實現吸水性低的大型陶瓷板。

近年，因優質資源的枯竭以致矽灰石逐漸變得昂貴。雖然為了以低價格提供大型陶瓷板而考慮到減少昂貴的矽灰石的使用量，但這樣的話，在乾燥時、燒成時容易產生破裂、變形。為了抑制這種破裂、變形的發生，在專利文獻2中，為了在燒成後也保持針狀結晶礦物，即矽灰石的結晶形狀，重點研究了原料的配合和燒成溫度。另外，在專利文獻3中，雖然提出了透過並用矽灰石和骨料，以提高成型後的乾燥性，透過在燒成時保持骨料形狀而抑制破裂，但是在薄型且大型的陶瓷板的穩定生產這一點上，有待進一步的改善。

也就是說，即使擁有這些技術，也還無法得到抑制破裂、變形，且抑制燒成溫度的變動所引起的品質變化的大型陶瓷板。

本發明者們此次發現了，由於減少矽灰石的使用量以致乾燥時、燒成時的破裂、變形等的不便的發生原因在於：Mg作為礦化劑而起作用，導致燒結反應急劇地發展，且因該作用機制以致大型陶瓷板的品質變得不穩定。並且，發現了在燒結反應時根據Mg的多寡，尤其是滑石的含量，燒成可能的溫度幅度有很大不同，且因燒成溫度的波動，大型陶瓷板的品質(例如吸水率)產生變化。其結果，得到了如下見解：透過在減少矽灰石時，同時也減少Mg，且在將Ca和Mg的量控制於適當範圍的同時，使Ca和Mg的比例最優化，能夠得到消除了上述不便、生產率高、且提高了燒成穩定性的大型陶瓷板。即，可以得到能夠在抑制乾燥時、燒成時的破裂、變形的同時，抑制燒成溫度的波動引起的吸水率的波動等的品質變化的大型陶瓷板。另外，由此得到了能夠獲得成品率優良、穩定且高品質的、薄型且大型的燒成體的見解。本發明是基於上述的見解的發明。

因此，本發明的目的在於提供一種生產率高、且提高了燒成穩定性的薄型且大型的陶瓷板。

而且，本發明的大型陶瓷板的特徵在於包含以下元素：Ca元素，以CaO換算為2質量%以上20質量%以下；Mg元素，以MgO換算為0.1質量%以上4質量%以下；Al元素，以Al₂O₃換算為小於30質量%；及Si元素，CaO/MgO以質量比計為5以上60以下。

大型陶瓷板

本發明的大型陶瓷板為包含以下元素：Ca元素，以CaO換算為2質量%以上20質量%以下；Mg元素，以MgO換算為0.1質量%以上4質量%以下；Al元素，以Al₂O₃換算為小於30質量%；及Si元素，CaO/MgO以質量比計為5以上60以下的陶瓷板。在減少陶瓷板的Ca量的同時，也減少Mg量，將Ca和Mg的量控制在適當範圍，並且使Ca和Mg的量比最優化。由此，能夠抑制Mg作為礦化劑而起作用，導致燒結反應急劇地發展的情況。另外，能夠得到薄型且大型、生產率高(能夠防止乾燥時、燒成時的破裂、變形)、並且提高了燒成穩定性的(能夠防止因燒成溫度的波動導致的品質變化)陶瓷板。由此，能夠得到成品率優良、穩定且高品質、薄型且大型的燒成體。在本發明中，大型陶瓷板最好含有以Al₂O₃換算為15質量%以上25質量%以下的Al元素。在Al元素的含量為30質量%以上的情況下，有可能會因CaO溶融等以致坯料的反應性變得不穩定。透過使Al元素的含量小於30質量%，坯料的反應性穩定，從而可以得到高品質的大型的陶瓷板。

燒成體的實際生產中的燒成爐內的環境溫度會升降。也就是說，在燒成中燒成溫度會產生變動。即，在燒成溫度上產生波動。根據該燒成溫度的波動，燒成體的品質產生變化，例如有時吸水率從規定的值偏離。也就是說，有時在吸水率上產生波動。並且，根據原料中的Mg含量，尤其滑石含量，燒成可能的溫度幅度有很大不同。例如，在原料中的Mg含量多時，為了使吸水率成為規定的值，必須充分縮小燒成溫度的變動幅度，例如在5℃以下。以這樣的高精度控制燒成溫度的波動實際上是困難的。根據本發明的大型陶瓷板，即使在燒成溫度發生波動這樣的環境下，也能夠透過使Ca和Mg的比例最優化，而使燒成穩定性提高。即，能夠將因燒成溫度的波動導致的品質的變化抑制在最小限度或消除。例如，即使燒成溫度的變動幅度為10℃，也能使吸水率不發生變化。更具體而言，如後所述，採用含有矽灰石的大型陶瓷板，可以進行日本工業標準JIS A 5209(2008)所規定的I類的陶瓷板量產。另外，可以進行日本工業標準JIS A 5209(2008)所規定的Ⅲ類的陶瓷板中的矽灰石的配合比例低的陶瓷板的量產。

根據本發明的較佳樣態，本發明中的大型陶瓷板的厚度為1mm以上10mm以下。更理想的厚度為1mm以上6mm以下。另外，本發明中的大型陶瓷板最好是一邊的長度為400mm以上3000mm以下。由於透過使長度在該範圍內能夠減少接縫，因此，可以實現施工的簡化、設計的多樣化。

本發明中的大型陶瓷板最好是短邊/厚度為80以上，更理想為100以上。由此，可以得到可適用於外裝用途的薄型且大型的陶瓷板。

本發明中的大型陶瓷板最好使其面積為0.25m²以上。另外，其形狀無特別限定，但以扁平為佳。

根據本發明的較佳樣態，本發明的大型陶瓷板最好是SiO₂/CaO以質量比計為3以上30以下。透過使SiO₂/CaO成為該範圍，能夠在成型品的乾燥時、燒成時抑制破裂、變形，並且使燒成體的膨脹性提高，使兩者的平衡最優化。由此，不需要另外調製特殊的瓷釉，而可以適用通常使用於眾所周知的瓷磚的瓷釉。另外，如此這樣的本發明的大型陶瓷板最好含有57.0質量%以上71.0質量%以下的SiO₂。

根據本發明的較佳樣態，本發明的大型陶瓷板在日本工業標準JIS Z 2285(2003)中規定的線膨脹係數為6.0×10^-6/℃以上8.5×10^-6/℃以下。當添加矽灰石以實現緩和坯土的應力變形時，則由於含有高濃度的來自矽灰石的Ca，因此燒成體的線膨脹係數變低。當燒成體的線膨脹係數為與瓷釉的線膨脹係數同等或在其以下時，則由於大型的緣故，因此導致受生產時的燒成環境的影響而產生負翹曲(端部向上捲曲)。另一方面，使瓷釉的線膨脹係數與以前或現行的陶瓷板相比更低，在技術上是困難的，另外由於需要特殊品對應而變得昂貴，因此不實用。透過使燒成體的線膨脹係數成為上述範圍，可以適用廣泛使用於通常的瓷磚的瓷釉。

根據本發明的較佳樣態，本發明的大型陶瓷板在其表面上層疊有瓷釉。透過施釉，設計的選擇項擴大，能夠提供附加值高的大板陶瓷板。如上所述，根據SiO₂/CaO以質量比計為3以上30以下，及/或線膨脹係數為6.0×10^-6/℃以上8.5×10^-6/℃以下的本發明的大型陶瓷板，能夠適用廣泛使用於知的瓷磚的瓷釉。

作為瓷釉，例如能夠適當地利用素木洋一著“釉和顏料”(日語原名：釉顏料)技報堂出版(1968)所記載的瓷釉。在該文獻的229頁~237頁針對釉組成和線熱膨脹係數之間的關係進行了記載。在本發明中，瓷釉的線熱膨脹係數以5.0×10^-6/℃以上8.2×10^-6/℃以下的範圍為佳。

根據本發明的較佳樣態，本發明的大型陶瓷板為例如日本工業標準JIS A 5209(2008)所規定的Ⅲ類陶瓷板。Ⅲ類陶瓷板的吸水率為10%以上。由此，能夠得到生產率高、且提高了燒成穩定性、薄型且大型的所謂陶質的陶瓷板。

根據本發明的較佳樣態，本發明的大型陶瓷板為例如日本工業標準JIS A 5209(2008)所規定的I類陶瓷板。I類陶瓷板的吸水率為3%以下。在本發明的陶瓷板中，吸水率更理想為1%以下。由此，能夠得到生產率高、且提高了燒成穩定性、薄型且大型的所謂瓷質的陶瓷板。另外，即使是與Ⅲ類陶瓷(陶質)相比燒成度更高的I類陶瓷(瓷質)，也可以以較高的成品率製造。

根據本發明的較佳樣態，本發明的大型陶瓷板含有鈣長石。透過使用含有Ca的原材料(例如，灰長石、石灰石、矽灰石等)，能夠在燒成後形成鈣長石。其結果，可以得到形狀穩定性佳的陶瓷板。

根據本發明的較佳樣態，本發明的大型陶瓷板進一步含有骨料。在後面將針對骨料詳細進行說明。

用途

根據本發明的較佳樣態，本發明中的大型陶瓷板適用於外裝建材；內裝建材；大型陶瓷板單品；及以金屬板、石膏等的無機質板、玻璃纖維布或膠合板等加襯的複合材料等。尤其最適用於外裝建材。

大型陶瓷板的製造方法

根據本發明的其他樣態，本發明的目的在於提供一種生產率高、且提高了燒成穩定性的薄型且大型的陶瓷板的製造方法。

而且，本發明中的大型陶瓷板的製造方法的特徵在於至少包括：準備至少包含(1)矽系礦物、(2)黏土、(3)玻璃質礦物、(4)含有Ca的化合物、根據情況還有(5)滑石的原料調配物的步驟；使前述原料調配物成型，得到成型體的步驟；及燒成前述成型體，得到陶瓷板的步驟，前述(5)滑石的含量相對於原料調配物總量為0質量%以上小於10質量%。

根據本發明中的大型陶瓷板的製造方法，能夠得到生產率高、且提高了燒成穩定性的薄型且大型的陶瓷板。

原料調配物的準備

在本發明中的大型陶瓷板的製造方法中，首先準備至少包含(1)矽系礦物、(2)黏土、(3)玻璃質礦物、(4)含有Ca的化合物、根據情況還有(5)滑石的原料調配物。

原料調配物

針對本發明中的大型陶瓷板的製造中使用的原料調配物所含有的各成分，如下進行說明。

(1)作為矽系礦物可適合使用的材料為例如陶石、高嶺土、絹雲母等形成陶瓷的骨架的物質。更理想的材料為陶石。矽系礦物的含量相對於原料調配物總量，以20質量%以上70質量%以下為佳，以25質量%以上66質量%以下更佳。

(2)作為黏土，可使用天然黏土或合成黏土。作為天然黏土的具體例，可列舉以黏土礦物為主體的可塑性強的土壤，例如可列舉本宮黏土、木節黏土、頁岩黏土、村上黏土，蛙目黏土等。作為合成黏土(也包含天然黏土的合成黏土)，可使用以各種的礦物質粉末及有機結合劑為主成分的人工製作的合成黏土。黏土的含量相對於原料調配物總量以15質量%以上50質量%以下為佳，以19質量%以上31質量%以下更佳。

(3)作為玻璃質礦物可適合使用的材料為例如長石及白雲母等。更理想的材料為長石。玻璃質礦物的含量相對於原料調配物總量以3質量%以上20質量%以下為佳，以4質量%以上10質量%以下更佳。

(4)作為含有Ca的化合物可適合使用的材料為例如灰長石、石灰石、矽灰石等。在這些材料中，可更理想地使用矽灰石。透過使用作為針狀礦物的矽灰石，可防止成型時、燒成時的破裂、變形(特別是成型體的變形、乾燥破裂、燒成時的變形)。含有Ca的化合物的含量相對於原料調配物總量以3質量%以上40質量%以下為佳。透過使用具有Ca的化合物，能夠在陶瓷中生成鈣長石。

本發明的大型陶瓷板的製造所使用的原料調配物根據情況含有(5)滑石，其含量相對於原料調配物總量以0質量%以上小於10質量%為佳。原料調配物如上所述地包含特定量的含有Ca的化合物，並且透過以不含或微量含有滑石，能夠得到薄型且大型、同時生產率高(能夠防止乾燥時、燒成時的破裂、變形)、並且提高了燒成穩定性的(能夠防止因燒成溫度的波動所產生的品質變化)陶瓷板。另外，透過使原料調配物不含或僅含微量滑石來減少來自滑石的Mg成分，使矽灰石等的Ca具有熔融劑的作用。由此，可控制伴隨燒成的化學變化，可得到吸水性被調節到希望的範圍且生產率高的燒成體。由於被認為作為大型陶瓷板的原料而必需的滑石含有約3成的MgO，因此原料調配物最好不含滑石。

根據本發明的較佳樣態，在本發明中的大型陶瓷板的製造中使用的原料調配物所含有的矽灰石的50%直徑(粒徑)為20μm以上。由於矽灰石的粒徑為20μm以上，因此在作為成型方法使用擠出成型法時，緩和擠出方向的收縮的作用會增大，而可縮小燒成後的燒成體的縱向和橫向的收縮率差異。其結果，可抑制燒成引起的收縮變形，防止燒成破裂。

根據本發明的較佳樣態，前述矽灰石的50%直徑為50μm以下。在本發明中，為了使矽灰石與其他原料共融，最好使用適度含有粒徑小的粒子的矽灰石。透過使用粒徑較小的矽灰石，可避免陶瓷板的表面上發生外觀不良(黑點等)。即使大型陶瓷板的表面有1個不良之處，其損失也很巨大。根據本發明，可得到無外觀損失且商品價值高的大型陶瓷板。另外，在本發明中，由於使用粒徑較小的矽灰石，因此在燒成後也會維持矽灰石的形狀。因此，不需特別使用纖維長度長的矽灰石。長纖維的矽灰石的純度比較低，有可能會導致在大型陶瓷板的表面上更多地發生上述外觀不良。

根據本發明的較佳樣態，前述原料調配物包含前述(1)~(5)，相對於該原料調配物總量包含：20質量%以上70質量%以下的前述(1)矽系礦物；15質量%以上50質量%以下的前述(2)黏土；3質量%以上20質量%以下的前述(3)玻璃質礦物；3質量%以上40質量%以下的前述(4)矽灰石；及0質量%以上小於10質量%的前述(5)滑石。如此，透過以不含有較多的Mg的方式調和原料，能夠得到吸水性被調節於所希望的範圍、不發生破裂、變形的大型陶瓷板。

根據本發明的較佳樣態，本發明中的大型陶瓷板的製造所使用的原料調配物進一步包含(6)骨料。減少了鹼成分的原料調配物因與原本的原料調配物相比乾燥性較差，所以透過添加骨料，可抑制伴隨成型體的乾燥而發生破裂。

骨料的粒徑以1.7mm以下為佳，以0.5mm以下更為理想。透過使用粒徑為1.7mm以下的骨料，可降低大型陶瓷板的吸水率。另外，骨料的粒徑以0.1mm以上為佳。由此，坯土乾燥時的排水變好，能夠縮短乾燥時間。作為骨料可適合使用的材料例如可列舉耐火黏土、矽石等，但更理想是使用將I類的瓷磚等低吸水性陶瓷作為原料的碎料(Scherben)。另外，骨料的含量相對於原料調配物總量以5質量%以上30質量%以下為佳。

骨料的粒徑及矽灰石的粒徑的測定例如可以如下所述地進行。

骨料的粒徑測定

使用日本工業標準JIS Z 8801-1(2006)“試驗用篩-第1部：金屬製網篩”中規定的平紋的金屬網篩(孔徑250μm、1.0mm、1.7mm、邊框直徑200mm、深度45mm)，按照日本工業標準JIS Z 8815(1994)“篩分試驗方法通則”中所記載的“乾式篩分”中的“手動篩分”來求出。

矽灰石的粒徑測定

使用雷射粒徑分析儀“MICROTRAC”158139-SVR(LEEDS&NORTHRUP COMPANY公司製)，透過雷射繞射法測定粒徑。具體方法的順序如下所示。

(i)在100ml偏磷酸鈉1wt%水溶液中加入1g試料，用超音波清洗機攪拌，同時用5分鐘使其分散在溶液中。

(ii)將250ml的偏磷酸鈉1w%水溶液放入測定器中攪拌。

(iii)將上述(i)的懸浮液用滴管滴下，調整為適合測定的濃度，進行測定。

(iv)測定為進行2次30秒掃描，以其平均值計算出粒徑。

原料調配物的成型

在本發明中的大型陶瓷板的製造方法中，接下來使原料調配物成型，得到成型體。成型的方法無特別限定，可使用濕式成型法及乾式成型法中的任一種。使用濕式成型法時，從可得到以下優點的方面來考慮為優選。即，由於不需要如乾式成型法的大型模具及壓力機，因此可適應各種尺寸，不僅能得到平板形狀，還可容易地得到中空體、異形(例如R曲面)的形狀。進而可在乾燥前的成型體上，使用表面形成有凹凸圖案的循環式滾輪(Endless Roller)，可賦予多樣的凹凸圖案。也就是說不需要用於形成立體的面狀的如乾壓成型的大規模的模型改變。在使用乾式成型法時，從可得到以下優點的方面來考慮為優選。即，由於坯土的水分與濕式成型的情況相比更少，因此能夠減小燒成引起的收縮。尤其在大型且薄的陶瓷板中，由於即使是少許的收縮，燒成體的尺寸也有可能會從目標大大地偏離，因此使用乾式成型法的優點較大。另外，如果使用乾式成型法，則能夠減少製造步驟中的水分的進出。因此，能夠減小因加水、乾燥導致的能量損失。如此，由於能夠減少伴隨製造的能量消耗，因此在量產中使用乾式成型法是有利的。

濕式成型的方法無特別限定，具體而言，可理想地使用擠出成型法、濕壓成型法、澆注成型法等的方法。這些方法之中，可更理想地使用擠出成型法。由此，不需要大規模的擠壓成型裝置，即可製作符合利用者需求的具有多種尺寸、設計的大型陶瓷板。

利用擠出成型法時，最好根據需要在上述原料調配物中添加增塑劑，製作適當調整了水分量的坯土，並使其成型。由此，可適當地保持可塑性和堅固性的平衡。坯土中的理想水分量為5質量%以上40質量%以下，更理想為10質量%以上25質量%以下。將該坯土擠出成型後，鋪成平板狀，用軋輥進行輥軋，可得到板狀的成型體。另外，本說明書中，“坯土”有時被包含在“原料調配物”的意思中。

利用乾式成型法時，坯土中的理想水分量為3質量%以上9質量%以下，更理想為4質量%以上8質量%以下。透過將這種水分量的坯土填充在成型模具中且加壓，得到不容易產生燒成引起的收縮的板狀的成型體。

成型體的燒成

在本發明中的大型陶瓷板的製造方法中，接下來對成形體進行燒成。根據本發明的較佳樣態，對成型體進行燒成的最高溫度以1000℃~1200℃為佳，更佳為1020℃~ 1180℃，最佳為1030℃~1180℃。透過在該溫度範圍內燒成，可得到無碎片、破裂或變形、燒成穩定性良好、薄型且大型的陶瓷板。

根據本發明的較佳樣態，為了得到日本工業標準JIS A 5209(2008)所規定的吸水率為10%以上的Ⅲ類陶瓷的燒成成型體的最高溫度以1000℃~1100℃為佳，更佳為1020℃~1100℃，最佳為1030℃~1080℃。另外，為了得到吸水率為3%以下的I類陶瓷，較佳為吸水率為1%以下的陶瓷，而對成型體進行燒成的最高溫度以1100℃~1200℃為佳，更佳為1100℃~1180℃，最佳為1120℃~1180℃。

成型體的乾燥

根據本發明的較佳樣態，在燒成前使成型體乾燥(包含加熱)。使成型體乾燥的最高溫度以50℃~200℃為佳，更佳為80℃~150℃。透過在該溫度範圍進行乾燥，可得到無乾燥碎片、變形的陶瓷板。

成型體的預燒

根據本發明的較佳樣態，在燒成前預燒成型體。預燒成型體的溫度以600℃以上1140℃以下為佳，更佳為800℃以上1100℃以下。透過在該溫度範圍內進行預燒，可得到無碎片、破裂或變形，且燒成穩定性良好的陶瓷板。

根據本發明的較佳樣態，為了得到日本工業標準JIS A 5209(2008)所規定的吸水率為10%以上的Ⅲ類陶瓷的預燒成型體的最高溫度以600℃~1000℃為佳，更佳為800℃~1000℃。另外，為了得到吸水率為3%以下的I類陶瓷，較佳為吸水率為1%以下的陶瓷，而對成型體進行預燒的最高溫度以600℃以上1140℃以下為佳，更佳為800℃以上1100℃以下。

瓷釉的層疊

根據本發明的較佳樣態，在成型體的燒成前或燒成後進行施釉而形成瓷釉層。施釉步驟中被使用的瓷釉既可以是漿料也可以是粉體。施釉最好是在成型體的乾燥體或預燒體上實施，在進行前述燒成或是前述燒成之後實施，並進行再燒成。

實施例

根據以下實施例，更加詳細地說明本發明，但本發明不限於這些實施例。

實施例1~8、比較例1~5 原料調配物的準備

將作為矽系礦物的陶石、黏土、作為玻璃質礦物的長石、矽灰石、及根據情況將滑石以表1中所記載的含量加以配合、混合，以準備原料調配物。在此，實施例1~7 及比較例1、4、5的各原料調配物中沒有添加滑石。另外，比較例2、3的各原料調配物中添加了10質量%的滑石，實施例8的原料調配物中添加了3質量%的滑石。而後，在各原料調配物中添加水，得到水分量調整到10質量%以上25質量%以下的可塑性坯土。

原料調配物的成型

將所得到的上述坯土使用擠出成型機(日本特開2010-234802號公報中所記載的擠出成型機)成型為圓筒狀，將其沿擠出方向切開，用軋輥進行輥軋，製作出寬度(擠出方向)100mm、長度200mm、厚度4mm的試驗體。

另外，在這些試驗體之外，將上述坯土用擠出成型機(日本特開2010-234802號公報中所記載的擠出成型機)成型為圓筒狀，將其沿擠出方向切開，用軋輥進行輥軋，製作出寬度700mm、長度(擠出方向)1050mm、厚度4mm的素坯平板。

使用製作的各試驗體及素坯平板，將其在後述條件下進行乾燥、燒成，且進行後述的各種評價(破裂發生、翹曲形狀、燒成體的吸水分類、吸水率(%)、組成分析、結晶觀察)。

成型體的乾燥

將製作的各試驗體及素坯平板在150℃下加熱乾燥30 分鐘，得到乾燥體。

(實施例1~6及8、比較例1~4) 成型體的燒成

將製作的各乾燥體使用輥道窯以20分鐘從常溫升溫至最高溫度1070℃，最高溫度保持7分鐘後，冷卻13分鐘出爐，得到燒成體。

瓷釉的層疊

將作為原料含有水、玻璃料及高嶺土，且以燒成後的線膨脹係數成為5.4×10^-6/℃的方式調整了玻璃料和高嶺土的配合的漿狀瓷釉調整為比重1.7~1.9、黏度200~350MPa．s，並以成為乾燥厚度0.3~0.4mm的方式在燒成體上進行塗布。

再燒成

接下來，將塗布了瓷釉的燒成體再次使用輥道窯以20分鐘從常溫升溫至最高溫度1050℃，保持最高溫度7分鐘後，冷卻13分鐘出爐，得到陶瓷板。

(實施例7、比較例5) 成型體的預燒

將得到的各乾燥體使用輥道窯以20分鐘從常溫升溫至最高溫度1050℃，保持最高溫度10分鐘後，冷卻13 分鐘出爐，得到預燒體。

瓷釉的層疊

將作為原料含有水、玻璃料及高嶺土，且以燒成後的線膨脹係數成為5.4×10^-6/℃的方式調整了玻璃料和高嶺土的配合的漿狀瓷釉調整為比重1.7~1.9、黏度200~350MPa．s，並以成為乾燥厚度0.3~0.4mm的方式在預燒體上進行塗布。

燒成

接下來，將塗布了瓷釉的預燒體使用輥道窯以10分鐘從常溫升溫至最高溫度1140℃，保持最高溫度10分鐘後，冷卻13分鐘出爐，得到陶瓷板。

參考例1 原料調配物的準備

將作為黏土礦物的陶石、黏土、作為玻璃質礦物的長石、矽灰石以表1所記載的含量加以配合、混合，以準備粉狀的原料調配物。

原料調配物的成型

將得到的原料調配物使用100t油壓成型機((有限公司)後藤鐵工所)，以表面壓力400kgf/cm²進行加壓，製作出寬度100mm、長度100mm、厚度4mm的成型體，作為試驗體。

成型體的乾燥

將製作的試驗體在150℃下加熱乾燥30分鐘，得到乾燥體。

成型體的預燒

將得到的乾燥體使用輥道窯以20分鐘從常溫升溫至最高溫度1050℃，保持最高溫度10分鐘後，冷卻13分鐘出爐，得到預燒體。

瓷釉的層疊

將作為原料含有水、玻璃料及高嶺土，且以燒成後的線膨脹係數成為5.4×10^-6/℃的方式調整了玻璃料及高嶺土的配合的漿狀瓷釉調整為比重1.7~1.9、黏度200~350MPa．s，並以成為乾燥厚度0.3~0.4mm的方式在預燒體上進行塗布。

燒成

評價破裂的發生

針對各實施例、比較例及參考例1的陶瓷板用目測確認有無破裂的發生。結果如表1所示。

翹曲形狀

針對各實施例、比較例及參考例1的陶瓷板用目測確認有無翹曲的發生及形狀。結果如表1所示。在表1中，在將施釉面向上放置於平板上時，將端部向上翹曲而從平板離開的陶瓷板評價為“負”翹曲。另外，將沒有翹曲且全面與平板接觸的陶瓷板評價為“平”，並將端部與平板接觸而中央部、側央部從平板離開的陶瓷板評價為“正”翹曲。“平”及“正”翹曲的陶瓷板為良好(“○”)，“負”翹曲的陶瓷板為不良(“×”)。

吸水率及吸水分類

由各實施例、比較例及參考例1的陶瓷板切出寬度(擠出方向)100mm、長度100mm、厚度4mm的切片，作為試料。針對各試料，按照日本工業標準JIS A 1509-3(2008)中規定的用真空法的吸水率的測定方法來測定吸水率，並確認屬於何類。

組成分析

用以下的順序製作試料，使用螢光X射線分析裝置Supermini200(株式會社理學)，根據以下的測定條件及濃度的求出方法，對含有CaO、MgO、SiO₂的各種化學成分進行定量。結果如表1所示。另外，在表1中存在化學成分量的合計值(100質量%)與各化學成分量的合算值不一致的例子，這是基於以將各成分量的值的小數點後2位數四捨五入而成為到小數點後1位數的數字的方式進行了調整的結果。

試料的製作

(a)將各實施例、比較例及參考例1的陶瓷板用塑膠錘破碎，取出約50mm²的碎片。

(b)將所得到的碎片用研缽粉碎，製作100mesh以下的粉末。

(c)在壓力機模具中鋪上藥包紙，其上放置外徑38mm、內徑31mm、厚度5mm的聚氯乙烯製圈。

(d)將上述(b)中製作的粉末在圈內填充成山型在其上放置藥包紙。

(e)加壓至5MPa的壓力(約5秒)。

(f)將試料(盤狀)周圍的粉體用手壓泵除去，以製作測定試料。

測定條件

．X射線管電流：4.00mA

．X射線管電壓：50kV

．恆溫化溫度：36.5℃

．PR氣體量：7.0ml/min

．真空度：10Pa以下

．試料形態：粉末測定(聚丙烯膜覆蓋)

．分析方法：EZ掃描

．測定直徑：30mm

．測定時間：選擇“長”

濃度的求出方法

表示所檢測的全元素的氧化物換算濃度。

結晶觀察

使用在上述評價中使用的試料，透過X線繞射(XRD)對在燒成體中存在的結晶的種類進行了鑑定。測定條件及鑑定方法如下所示。結果如表1所示。在表1中，“○”意味著被檢測出，“×”意味著沒有檢測出。另外“示蹤(trace)”意味著識別出了痕跡。

．測定條件：粉末法，繞射角2θ=2~70°

．結晶的鑑定：透過儀器資料庫對3條繞射峰進行比較。

Claims

一種大型陶瓷板，其特徵在於包含以下元素：Ca元素，以CaO換算為2質量%以上20質量%以下；Mg元素，以MgO換算為0.1質量%以上4質量%以下；Al元素，以Al₂O₃換算為小於30質量%；及Si元素，CaO/MgO以質量比計為5以上60以下。
如申請專利範圍第1項所記載的大型陶瓷板，其中，SiO₂/CaO以質量比計為3以上30以下。
如申請專利範圍第2項所記載的大型陶瓷板，其中，在日本工業標準JIS Z 2285(2003)中規定的線膨脹係數為6.0×10^-6/℃以上8.5×10^-6/℃以下。
如申請專利範圍第2或3項所記載的大型陶瓷板，其中，在其表面上層疊有瓷釉。
如申請專利範圍第1~4項中任意一項所記載的大型陶瓷板，其中，在日本工業標準JIS A 5209(2008)中規定的吸水率為10%以上。
如申請專利範圍第1~4項中任意一項所記載的大型陶瓷板，其中，在日本工業標準JIS A 5209(2008)中規定的吸水率為1%以下。
如申請專利範圍第1~6項中任意一項所記載的大型陶瓷板，其中，一邊的長度為400mm以上3000mm以下。
如申請專利範圍第1~7項中任意一項所記載的大型陶瓷板，其中，厚度為1mm以上10mm以下。
一種製造方法，是申請專利範圍第1~8項中任意一項所記載的大型陶瓷板的製造方法，其特徵為至少包括：準備至少包含(1)矽系礦物、(2)黏土、(3)玻璃質礦物、(4)含有Ca的化合物、根據情況還有(5)滑石的原料調配物的步驟；使前述原料調配物成型，得到成型體的步驟；及燒成前述成型體，得到陶瓷板的步驟，前述(5)滑石的含量相對於原料調配物總量為0質量%以上小於10質量%。
如申請專利範圍第9項所記載的製造方法，其中，前述含有Ca的化合物為矽灰石。
如申請專利範圍第9或10項所記載的製造方法，其中，前述原料調配物包含前述(1)~(5)，相對於該原料調配物總量包含：20質量%以上70質量%以下的前述(1)矽系礦物；15質量%以上50質量%以下的前述(2)黏土；3質量%以上20質量%以下的前述(3)玻璃質礦物；3質量%以上40質量%以下的前述(4)矽灰石；及0質量%以上小於10質量%的前述(5)滑石。
如申請專利範圍第9~11項中任意一項所記載的製造方法，其中，前述(1)矽系礦物為陶石，前述(3) 玻璃質礦物為長石。
如申請專利範圍第9~12項中任意一項所記載的製造方法，其中，燒成前述成型體的最高溫度為1000℃~1200℃。