TW536529B - Ceramic body for sanitary ware and manufacturing method thereof - Google Patents

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536529 A7 __ B7 五、發明説明6 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 石英及莫來石，除此之外，亦包含另外成分，典型爲 s i 〇 2及A 1 2 〇 3 (玻璃相）的組成材料或成分所構成 。此等衛生器具本體主要由包括陶石，黏土及長石，並在 調節這些材料混合物之粒徑後，藉由成型，乾燥及燃燒陶 瓷體的原料構成。 槪言之’衛生器具的形成係經由使用泥漿澆鑄的成型 方法施行之’因爲其結構複雜。此外，衛生器具在實際使 用後需要經常保持乾淨或淸潔，尤其在本體的表面上覆蓋 或塗覆釉料是常見的作法。一般係將釉料在製造衛生器具 期間塗覆’特別是在釉料塗覆後燃燒本體，或在陶瓷體燃 燒後塗覆，然後再次燃燒，作爲形成釉料層的方法。此外 ’對此等衛生器具產物而言，除了其本身重量之外，爲了 避免運送及安裝期間由於實際使用之環境的負荷及震動而 受損，產物本身係需要足夠的強度。而且，因爲產物經常 使用熱水（例如，當其應用於洗臉槽時），也需要良好的 抗熱膨脹性。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，對衛生器具本體而言，需要各種優良特徵，例 如：良好的成型性，乾燥及燃燒期間的高抗裂性，燃燒期 間變形極少，與釉料的相容性良好等。這些特徵，尤其是 關於產物製造的特徵，從其工業化的觀點來看是非常重要 的，因爲其影響生產力非常大。 習知技藝中的衛生器具本體品目主要設計具有優良特 徵，特別是例如成型性，乾燥及燃燒期間的抗震性’以及 具有高抗熱膨脹性。這些優良的特徵可以視組成礦物的種 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 536529 A7 B7 五、發明説明6 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 類及其混合比例而定，而且也可由有效測定原料粒子大小 而得。一般係使用例如陶石，黏土及長石作爲欲使用之原 料，而且有時使用氧化矽石或氧化矽砂取代陶石以將石英 置入，並進一步使用包括鹼土金屬氧化物，例如白雲石一 除了長石以外-作爲熱助熔劑材料的原料。 可以使用下列物質作爲構成衛生器具本體之原料的礦 物，除了石英以外：絹雲母，高嶺石，地開石，葉臘石， 埃洛石，鉀長石，鈉長石等。礦物絹雲母，高嶺石，地開 石，葉臘石及埃洛石-稱爲”黏土礦物” -係顯示優越的塑性 特徵，而且主要含於黏土及/或陶石中。另一方面，石英 及長石的塑性很差，而石英爲陶石所含的主要礦物而且長 石也包含於黏土中，雖然僅是部分數量而已。假設，前者 礦物具有優越的塑性而後者礦物係爲非塑性礦物，則塑性 礦物的構成比例係爲相對於習知衛生器具本體之總原料的 5〇- 7 0重量％。因此，可以獲得塑性及成型性優越的 本體。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 同樣地，習知衛生器具的本體在製造過程之乾燥程序 期間的抗震性方面極佳。這是因爲本體的塑性對乾燥期間 抗震性的貢獻良多。欲形成的產物在其乾燥程序時收縮， 因而陶瓷產物有時遭遇到產物本身由於其部分收縮所致之 應力而裂開的問題。因爲該由於收縮所致之應力可以被本 體本身的適當塑性變形吸收及緩衝，所以如果其具有良好 的塑性，則陶瓷體將在乾燥時展現高抗震性。此等大型體 積及複雜形狀的陶瓷（例如衛生器具品目），很難均勻乾 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 536529 A7 B7 五、發明説明& ) 燥。因此，容易因其收縮所致之應力而產生裂痕。因此， 本體的塑性對於增加乾燥時抗震性而言非常重要。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本體原料中的石英，亦即，構成本體結晶相的礦物， 係對抗熱膨脹性（抗熱衝擊性）貢獻極大，而且施加於本 體之燒結的程度也影響該性質極大。將本體原料中的石英 熔融以與經結合的或經加熱的助熔劑，例如長石反應，藉 以與其餘部分形成玻璃相。因此，如果本體原料中石英的 數量太少，則本體的燃燒溫度必須高，因而造成本體中南 以燒結。 而且，視留存於本體裡面的石英顆粒，在玻璃相間之 介面由於石英與玻璃相之間熱膨脹差異而產生大量伸展或 抗拉應力-發生於燃燒後的冷卻程序。該應力係在石英顆 粒裡面或在其介面處形成細小裂痕（微裂）。在習知衛生 器具品目的本體中，有許多石英顆粒負載這些微裂，而且 一般認爲這些微裂係用來釋放或緩和由於熱衝擊所致的應 力，因此本體展現優越的抗熱衝擊性。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如上所述，傳統衛生器具的本體係爲製造衛生器具品 目的優良材料，然而，卻有，尤其是減小材料厚度的問題 -本發明意欲改善，例如本體的強度及其燃燒時的過度變 形。爲了達到本發明之目的及解決這些問題，係需要改善 本體的強度及降低其燃燒程序期間所發生的變形量。 爲了改善本體的強度，係已針對以剛玉取代本體中的 石英做硏究，此舉已經在該項技藝，尤其，是在陶瓷餐具 及陶瓷絕緣體的領域中實行多年。更定言之，係將剛玉（ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 536529 A7 B7 五、發明説明6 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在含有石英的陶瓷體，例如由陶石，黏土，或長石所 做成的本體中，石英粒子中的微裂係視其原料硏磨情況而 降低。微裂係爲一種存在於陶瓷體內降低其強度的缺陷。 因此，降低微裂的發生率係使本體的強度獲得改善。此外 ，隨著微裂數量的減少，石英及玻璃相之間由於其熱膨脹 差異所造成的應力仍存在於石英顆粒裡面而未抒解，因此 ，一般認爲剩餘力應力用來改善本體的強度。 因此，陶瓷體中石英顆粒的存在係更有利於同硏磨本 體原料改善其強度。然而，該效果也帶來抗熱衝擊性降低 的問題。 如上所述，藉由混合獲添加剛玉來改善強度的技術中 ，強度係視其混合物中的鋼玉數量而增加。然而，其造成 下列問題： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (1 )包括剛玉（鋁質頁岩，鋁礬土，白鋁礬土，經 燃燒或暫時燃燒的硬水鋁石，或精製氧化鋁等）的材料變 成非塑性，因此，混入的鋼玉數量越高，本體的塑性越差 。亦即，因爲此造成成型性差且容易造成本體在乾燥程序 期間裂開，因此很難獲得形狀複雜的大型陶瓷產物，例如 陶瓷洗手槽（先前稱爲衛生器具品目）。而且，剛玉的重 力比相較於其它材料大，因此，隨著其混合量的增加，所 得陶瓷本身的重力比增加，但減小厚度及重量的效果降低 〇 (2 )包括剛玉（鋁質頁岩，白鋁礬土，經燃燒或暫 時燃燒的硬水鋁石，或精製氧化鋁等）的原料較其它一般 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） Q _ 536529 A7 B7 五、發明説明t ) 製造陶瓷所用的材料，例如陶石，黏土，長石等昂貴。因 此，剛玉越多，原料的總成本越高。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此外，在藉由硏磨原料及調整助熔劑數量來改善強度 及降低其燃燒程序時之變形量的現行方法中，特別是在藉 由添加及混合氧化矽砂-控制其石英顆粒之粒徑-來改善 抗熱衝擊性的技術中，有下列問題： (1 )石英材料，例如氧化矽石，氧化矽砂等係爲特 徵非塑性材料，其混合數量越多，陶瓷體的塑性越差。亦 即，因爲塑性很差而且因爲陶瓷體可能接著在乾燥程序時 裂開，所以難以獲得形狀複雜之大型產物，如上述之陶瓷 洗手槽。 (2 )石英材料，例如氧化矽石，氧化矽砂等-其顆 粒或粒子大小經過調整或其粒度經過調整-較例如陶石， 黏土’長石寺一*般製造陶瓷所用的材料昂貴。因此，剛玉 越多，原料的成本越高。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而且，由其中主要包含陶石，黏土及/或長石之原料 所做成的陶瓷體，特別是在藉由硏磨其原料來改善本體強 度以及降低燃燒時之變形量的方法中，有下列問題： (1 )抗熱衝擊性變差。 (2 )在燃燒後其冷卻程序中，本體內由於熱震而容 易發生裂痕（亦即窯裂）。 (3 )無法獲得與其中混合剛玉之陶瓷體同等的效果 0 如上所述，習知技藝中仍有各種問題存在。 -10 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 536529 A7 B7 五、發明説明纟〇 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 如果A 1 2〇3小於2 5重量％，則陶瓷體之原料中的黏土 礦物太少，因而有損於其塑性。同樣地，如果S i 0 2超過 6 9重量％，則石英（熱膨脹係數大於其它結晶）的數量 太多，而且本體的熱膨脹係數變大，因而容易發生窯裂。 如果選自Na2〇，K2〇及L i 2〇的一種組份及選自 C a〇，M g〇及B e〇的一種組份小於總重量的3重量 %，則燃燒溫度變成太高以致於無法應用於工業生產或製 造，而且如果其超過總重量的5重量％，則燃燒時的變形 量變成太大。如果結晶的總量超過4 0重量％，或如果剛 玉數量超過1 0重量％，因爲非塑性材料，例如剛玉及/ 或石英變成太多，則本體的塑性受損，因此很難獲得加大 尺寸的陶瓷產物，例如衛生器具（衛浴用品或尿器等）。 此外，如果剛玉超過1 〇重量％，則本體本身的重力比變 成太大，然而減小厚度及重量變輕的效果降低。此外，原 料的成本將過高以致於無法付諸工業生產或製造。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外’根據本發明，其係提供上述衛生器具所用的陶 瓷體’其中原料中的莫來石數量係等於或大於1 〇重量％ 。當莫來石的數量小於1 〇重量％時，不可能獲得充分且 完全的抗熱衝擊性。 此外’根據本發明，其係提供上述衛生器具所用的陶 瓷體’其中鹼金屬氧化物相對於該鹼金屬氧化物及鹼土金 屬氧化物總量，以莫耳比例計的數量等於或大於4 0莫耳 %。 當鹼金屬氧化物相對於該鹼金屬氧化物及鹼土金屬氧 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇χ 297公釐） -13- 536529 A7 B7_ __ 五、發明説明（11 ) 化物之總量的數量小於4 0莫耳％時’無法獲得充分且完 全的抗熱衝擊性。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 此外，根據本發明，其係提供一種製造衛生器具用之 陶瓷體的方法，其包括下列步驟： 選擇並混合包括陶石，高嶺土，氧化矽石’氧化矽砂 ，含剛玉之材料，黏土，及熱助熔劑材料的原料，使得全 部原料中所含的石英等於或小於3 2重量％而該剛玉的含 量爲1 0重量％ ; 將該原料球磨成平均直徑等於或小於6 · 5微米的粒 子；及 在成型及乾燥後，以1 ，1 0 0到燃燒1 ，3 0 0 °C 的溫度燃燒預定形狀之該原料。 或者，根據本發明，提供一種製造衛生器具用之陶瓷 體的方法，其包括下列步驟： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 選擇並混合包括陶石，高嶺土，氧化矽石，氧化矽砂 ，鋁質頁岩，黏土，及熱助熔劑材料的原料，使得全部原 料中所含的石英等於或小於3 2重量％而該剛玉的含量小 於1 0重量％ ; 將該原料球磨成平均直徑等於或小於6 · 5微米的顆 粒；及 在成型及乾燥後，以1，1 0 0到燃燒1，3 0 0 °c 的溫度燃燒預定形狀之該原料。 如果全部原料中的石英數量超過3 2重量％，則熱膨 脹係數變成太大，而且容易發生裂痕。此外，當剛玉數量 -14- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29<7公釐） 536529 A7 B7 五、發明説明纟2 ) 超過1 0重量％時發生的問題如上所述。如果衛生器具所 用之本體的原料顆粒的平均直徑超過6·5微米，則燒結 的程度降低，欲加入之助熔劑的數量過多。因此，燃燒方 法中的變形量變成太大以致於無法應用於工業製造。此外 ，無法獲得充分且完全增加其強度的效果。 對於上述衛生器具所用的本體而言，如果以低於 1，1 0 0 t的溫度燃燒，則無法獲得等於或小於3 %的 吸水率。而且如果以高於1，3 0 0 t的溫度燃燒，則生 產的成本增加。 在衛生器具所用之本體的原料裡面，可以使用包括例 如以Bayer方法精製的氧化鋁，電溶解的氧化鋁，或燃燒過 的錦攀土等各種材料作爲含剛玉的材料。然而，從成本及 所要特徵的觀點來看，較佳使用經锻燒的鋁質頁岩。從所 要特徵的觀點來看，使用經煅燒之鋁質頁岩的優點在於， 因爲除了包含剛玉之外也包含適量的莫來石，因此可以預 期以其得到本體之抗熱衝擊性的改良效果。 就經煅燒之鋁質頁岩或鋁質頁岩做爲其中一種材料的 情況而言，較佳使用含有5 0重量％或更多A 1 2〇3的鋁 質頁岩。迨是因爲，如果A 1 2〇3的數量小於5 0重量％ 或更多，則必須增加材料的含量以確定或保持剛玉在本體 中的預定數量’因此，其它確定成型性所需之材料的數量 必須也受到限制。 此外’較佳進一步地將衛生器具所用之本體原料中的 含剛玉材料硏磨成等於或小於1 〇 〇網目的顆粒或粒子。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） : ; Φ— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 •15- 536529 A7 B7 五、發明説明纟3 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 這是因爲含剛玉材料比其它材料硬，因此很難硏磨。本體 中所含之剛玉粒子或顆粒的大小對於獲得本體所需之強度 而言很重要，亦即，顆粒或粒子越細，可獲得的強度越大 。因此’較佳進一步地將含剛玉材料硏磨成盡可能小，精 細度至少1 0 0網目的細小顆粒或粒子。 此外，根據本發明，係提供一種製造上述衛生器具所 用之陶瓷體的方法，其中將該衛生器具所用之陶瓷體的原 料混合，使得該全部原料中所含的黏土礦物總量等於或大 於5 0重量％。 如果該全部原料中所含的黏土礦物總量小於5 0重量 %，則本體的塑性較差而且加工性較差，亦即，當乾燥時 經常發生裂痕，因而降低其製造石的生產力。 做爲黏土礦物，較佳者爲絹雲母，高嶺石，地開石， 葉臘石及/或埃洛石。 而且，根據本發明，提供一種製造上述衛生器具所用 之陶瓷體的方法，其中該成型步驟係藉由模製成型法進行 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 至於成型的方法，擠出成型，在轉輪上成型，及壓製 成型都可以使用，只要不限制達到本發明之目的。然而， 一般而言，模製成型係用於大型複雜的產物，例如洗手槽 或尿器（衛生器具）。就製造或生產模製成型所用之泥漿 (亦即分散於水中的粉狀材料）的情況而言，如果可以獲 得適當顆粒分佈之粉末，則足以混合並攪拌之。因此，該 方法係爲最方便的方法，因爲每個組份的顆粒分佈可以獨 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 536529 A7 B7 五、發明説明纟4 ) 立控制。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 另一方面，如果無法獲得所要顆粒分佈的粉末（以陶 石塊體的形式等使用原料），則必須提供藉由使用例如球 磨機硏磨陶瓷體之原料的適當方法。該情況裡，雖然容易 一起硏磨全部的原料以供程序使用，但是有時會是較佳分 離一部份原料並在硏磨後加入該部分的情況。 然而，爲了製造或生產模製成型所用的泥漿，需要添 加膠溶或解凝劑以分散本體之原料的粒子，而且可以使用 傳統的膠溶劑，例如水玻璃，碳酸鈉，腐殖酸鈉，白雀樹 皮，聚丙烯酸鈉，或寡聚銨鹽丙烯酸等作爲此等試劑。此 外，就所形成的產物特別需要強度的情況而言，可以將黏 合劑加入泥漿中以增加強度，並且可以使用傳統已知的黏 合劑，例如羧基甲基-纖維素鈉，聚乙烯醇，糊精，阿拉 伯膠，黃蓍膠，甲基-纖維素，腺，可溶性澱粉，乳液族 之各種黏合劑，或膠體氧化砂等作爲此等黏合劑。此外， 可以將釉漿添加劑，脫模劑，塑化劑，去泡劑等做爲其他 添加劑加入泥漿中。 經濟部智慧財4局員工消費合作社印製 較佳實施例的說明 以下’將以所附之圖不即表格爲參考，詳細說明本發 明之具體實施例。 表1係顯不第一句體實施例中所用之原料的化學組成 物。這些中除了氧化銘之外都是天然材料，而所示之化學 組成物爲代表典型代表。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -17- 536529

7 B 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明彳5 ) 表1 材料 名 Sl〇2 AI2O3 T1O2 Fe2〇3 Ca〇 Mg〇 Na2〇 K2O Ig. Loss 所含的礦物 絹雲 母陶 石 79.0 14.4 0.09 0.46 0.33 0.05 0.53 2.85 2.23 絹雲母37， 亡i英63 局嶺 土陶 石 75.0 18.1 0.13 0.38 0.17 0.02 - 0.17 6.10 高嶺土礦物 45， 石英55 氧化 銘 - 99.7 - - - - 0.20 - - 剛玉99 黏土 53.5 29.9 1.20 1.00 0.30 0.40 0.20 2.10 11.6 高嶺土礦物 76， 石英13 高嶺 土 48.1 36.4 0.20 0.80 0.20 0.30 0.10 2.20 11.8 高嶺土礦物 73， 絹雲母25 長石 56.1 25.2 0.20 0.10 1.10 7.70 8.80 0.90 石英30 白雲 石 2.50 - - 0.10 32.3 19.5 - - 45.5 煅燒 過的 鋁質 頁岩 7.50 85.7 3.30 1.40 0.30 0.20 - 0.20 1.50 剛玉80 莫來石10 氧化 石夕砂 96.5 1,50 0.04 0,08 0.15 0,04 1.04 0.70 石英93 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -18- 536529 A7 B7 、發明説明（16 ) 表2係顯示Bnst〇1又料之材料的化學組成物。 表2

Si〇2 Ah〇3 T1O2 Fe2〇3 C a〇 Mg〇 Na2〇 K2〇 Zn〇 化學 組成 % 66.3 10.1 0.70 0.20 12.5 1.30 0.60 3.80 5.00 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產苟員工消費合作社印製 表3到表9係顯示所用的原料，本體原料中所含之礦 物的數量，本體的物理性質’使用本發明之陶瓷材料試驗 製造產物的結果，及比較實施例。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -19- 536529 A7 B7 五、發明説明) 表 3 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 原體 1-1 1-2 1-3 混合的 原料（〇： 存在） 陶石 〇 〇 〇 高嶺土 〇 〇 〇 黏土 〇 〇 〇 長石 〇 〇 〇 白雲石 〇 〇 〇 煅燒過的鋁質頁岩 精製氧化鋁 〇 氧化矽砂 〇 原料中 的礦物 組成物（ 重量％ ) 剛玉 0 24.93 0 莫來石 0 0 0 石英 32.59 3 1.28 33.36 高嶺土或相似物 32.7 27.37 3 4.53 絹雲母 24.59 7.9 1 25.49 其他 10.12 8.5 1 6.62 結晶組成物礦物質 32.59 56.21 33.36 原料的平均粒徑（微米） 8.3 5.2 4.9 燃燒溫度（V ) 1200 12 00 1200 原體的 組成物（ 重量％) 結晶相 24.8 47.4 26 玻璃相 75.2 52.6 74 原體的化學 組成物 Si 〇2 69.25 53.42 69.58 AI2O3 24.56 4 1.75 25.13 NaiO 0.4 0.3 0.35 KzO 3.12 1.05 2.95 Mg〇 0.63 0.9 1 0.38 Ca〇 1.03 1.57 0.6 其他 1.0 1 1 1.0 1 熱助溶劑的 »量 5.18 3.83 4.28 鹼土金屬的莫耳比 (莫耳％) 46.2 76.0 35.3 所含的礦物 剛玉 0 25.1 0 莫來 石 12.5 14.6 14.8 石英 12.3 7.7 11.2 原體的 物理性 質 吸水率（％) 0.04 0.02 0.04 燃燒收縮率（％) 10 9.9 9.9 強度（千帕） 82.2 162 112 燃燒變形（毫米） 34.6 17.2 13.8 抗熱震性（°c ) 120 120 90 對釉（％ ) 100 107 97 熱膨脹係數（/°c ) 73 76 79 生產力 原料的成本 100 209 100 注漿速度常數（mm-2/s) 7.2 4.5 5.4 液化作用（％ ) 23 112 3 塑性 良好 不良 良好 加工性 良好 不良 良好 乾裂發生率（％ ) 0 40 0 窯裂發生率（％ ) 0 0 20 產物的變形 大 小 小 耐熱測試的通過率（％ ) 100 100 0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -20- 536529

A B 五、發明説明（18 ) 表4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 原體 2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6 混合的 原料（〇： 存在） 陶石 〇 〇 〇 〇 〇 〇 高嶺土 〇 〇 〇 〇 〇 〇 黏土 〇 〇 〇 〇 〇 〇 長石 〇 〇 〇 〇 〇 〇 白雲石 〇 〇 〇 〇 〇 〇 煅燒過的鋁質頁岩 〇 〇 精製氧化鋁 〇 氧化矽砂 原料中 的礦物 組成物（ 重量％) 剛玉 0 0 0 9.97 3.84 7.6 莫來石 0 0 0 0 0.96 1 .9 石英 23.95 27.57 27.5 1 26.37 29.01 27.4 高嶺土或相似物 53.24 46.37 45.2 37.57 42.12 38.48 絹雲母 17.81 19.73 19.61 19.73 19.63 19.39 其他 5 6.33 7.68 6.36 4.44 5.23 結晶組成物礦物質 23.95 27.57 27.5 1 36.34 33.81 36.9 原料的平均粒徑（微米） 5 5 5.5 4.9 5 5 燃燒溫度（V ) 1200 1200 1200 1200 1200 1200 原體的 組成物（ 重量％) 結晶相 25 . 1 2 1.9 25.4 3 1.7 28.8 32.3 玻璃相 74.9 78.1 74.6 68.3 7 1.2 67.7 原體的化學 組成物 Si〇2 65.6 66.4 1 66.48 60 64.4 1 6 1.42 A 1 2 〇 3 29.12 28.22 27.88 34.86 30.29 32.99 Na2〇 0.35 0.23 0.27 0.25 0.2 0.23 ΚιΟ 2.78 2.33 2.47 2.22 2.2 1 2.3 Mg〇 0.45 0.67 0.7 1 0.65 0.66 0.66 Ca〇 0.74 1.09 1.16 1.06 1.03 1.04 其他 0.96 1.05 1.03 0.96 1.2 1.36 熱助熔劑的 K量 4.32 4.32 4.6 1 4.18 4.10 4.23 鹼土金屬的莫耳比 (莫耳％) 40.9 55.9 55.6 56.0 56.6 55.4 所含的礦物 剛玉 0 0 0 9.8 4.3 7.2 莫來 石 16.4 13 16 13.7 15.4 16.1 石英 8.7 8.9 9.4 8.2 9. 1 9 原體的 物理性 質 吸水率（％) 0.04 0.03 0.03 0.03 0.03 0.04 燃燒收縮率（％) 11.1 10.8 11.2 10.6 11.3 11.2 強度（千帕） 122 132 114 149 133 143 燃燒變形（毫米） 15.4 15.4 19.5 16.8 17.1 17.6 抗熱性（°c ) 100 130 140 130 130 140 對釉（％) 95 90 95 96 95 93 熱膨脹係數/ °c ) 68 67 7 1 65 70 68 生產力 原料的成本 118 109 109 14 1 114 1 14 注漿速度常數（mm-2/s) 7.7 5.8 7.2 6.3 6.5 7.4 液化作用（％ ) 28 7 45 48 36 9 塑性 良好 良好 良好 良好 良好 良好 加工性 良好 良好 良好 良好 良好 良好 乾裂發生率（％ ) 0 0 0 0 0 0 窯裂發生率（％ ) 0 0 0 0 0 0 產物的變形 小 小 小 小 小 小 耐熱測試的通過率（％) 0 80 100 100 100 100 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -21 - 536529 A7 B7 五、發明説明纟9 ) 到 2 1 第 _ 中 1 4 第表 , 而 中， 3 ) 表體 在瓷。 陶體 統本 傳的 ( 用 例適 施測 實硬 較隊 比組 指 6 係 I 組 2 3 到 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財/I局_工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -22- 536529 A7 B7 五、發明説明έο ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表 原體 3-1 3-2 3-3 3-4 3-5 3-6 混合的 原料（〇: 存在） 陶石 〇 〇 〇 〇 〇 〇 咼領土 〇 〇 〇 〇 〇 〇 黏土 〇 〇 〇 〇 〇 〇 長石 〇 〇 〇 〇 〇 〇 白雲石 〇 〇 〇 〇 〇 〇 煆燒過的鋁質 頁岩 精製氧化彳 IS 氧化ΐ夕砂 原料中 的礦物 組成物（ 重量％) 剛玉 0 0 0 0 0 0 S來石 ~ 0 0 0 0 0 0 石英 32.63 32.46 32.33 33.7 33.13 33.95 咼領土或相似 物 30.67 31.66 30.92 31.47 34.03 35.3 mm m 24.17 34.36 24.48 24.68 25.24 25.88 其他 12.53 11.52 12.27 10.15 7.6 4.87 結日日組成物礦 物質 32.63 32.46 32.33 33.7 33.13 3 3.95 原料的平均粒徑（微米） 8.3 7 6 5.4 5 4.5 E 1 L ) 1200 1200 1200 1200 1200 1200 原體的 組成物 (重量 %) 結晶相 23.5 23.7 24.9 26 25.4 25.7 坂埚相 76,5 76.3 75.1 74 74.6 74.3 原體的化 學組成物 S i 〇 2 69.847 69.69 69.603 70.138 69.674 69.764 A 1 2 〇 3 24.004 24.337 24.556 24.137 25.038 25.349 N K a ： 0 0.4964 0.4693 0.4546 0.4378 0.3704 0.302 2〇 3.4977 3.3962 3.3435 3.2509 3.0056 2.7317 Mg〇 0.4565 0.4345 0.4083 0.3994 0.3429 0.3113 Ca〇 0.7503 0.7088 0.6621 0.656 0.5481 0.488 其他 0.948 0.9635 0.9723 0.9811 1.0207 1.0543 熱助熔劑的數量 5.20 5.01 4.87 4.74 4.27 3.83 鹼金屬莫耳比（ 莫耳％) 35.39 34.95 33.89 34.22 32.57 32.68 所含的礦物 剛 玉 0 0 0 0 0 0 莫 來 石 11.6 11.9 12.7 13.5 14.4 13.6 石 英 1 1.9 11.8 12.2 12.5 11 12.1 原體的 物理性 質 吸水率（％ ) 0.04 0.04 0.03 0.07 0.03 0.07 燃燒收縮率（％ ) 9.7 9.9 10.1 10.5 10.8 11 強度（千帕） 78 92 103 111 107 112 燃燒變形（毫米） 32.5 27.8 21.5 17.9 18 14.8 抗熱震性（°c ) 130 120 1 10 100 90 90 對釉（％) 104 100 103 101 100 102 熱膨脹係數（/°c ) 73 75 78 79 8 1 81 ：； 4—, (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 23- 536529 A7 B7 五、發明説明) 表6 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製 原體 4-1 4-2 4-3 4-4 混合的 原料（〇： 存在） 陶石 〇 〇 〇 〇 高嶺土 〇 〇 〇 〇 黏土 〇 〇 〇 〇 長石 〇 〇 〇 〇 白雲石 〇 〇 〇 〇 椴燒過的鋁質頁 岩 精製氧化鋁 氧化矽砂 原料中 的礦物 組成物（ 重量％) 剛玉 0 0 0 0 莫來石 0 0 0 0 石英 29.98 26.94 24.18 22.09 高嶺土或相似物 38.94 45.27 48.38 5 1.15 絹雲母 23.11 20.64 17.48 15.2 其他 7.97 7.15 9.96 11.56 結晶組成物礦物 質 29.98 26.94 24.18 22.09 原料的平均粒徑（微米） 5 4.8 5 5 燃燒溫度（°c ) 1200 1200 1200 1200 原體的 組成物（ 重量％) 結晶相 22.7 23.2 25.1 20.9 玻璃相 77.3 76.8 74.9 79.1 原體的化 學組成物 S102 68.15 66.5 1 65.56 64.57 A 1 2 0 3 26.58 28.36 29.12 29.81 Na2〇 0.35 0.3 0.35 0.39 K2O 2.94 2.65 2.78 2.89 Mg〇 0.37 0.44 0.45 0.45 Ca〇 0.59 0.7 1 0.74 0.76 其他 1.02 1.03 1 1.13 熱助熔劑的數量 4.25 4.10 4.32 4.49 鹼金屬莫耳比（莫 耳％) 34.85 41.71 40.95 40.09 所含的礦 物 剛玉 0 0 0 0 莫來 石 13.7 14.8 16.4 14.3 石英 9 8.4 8.7 6.6 原體的 物理性 質 吸水率（％) 0.02 0.04 0.04 0.05 燃燒收縮率（％) 10.7 10.8 11.1 11.5 強度（千帕） 122 132 122 1 14 燃燒變形（毫米） 15.5 14.2 15.4 16.5 抗：熱震性（°c ) 100 110 100 1 10 對釉（％) 100 95 95 93 熱膨脹係數（/°c ) 76 70 68 62 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24- 536529

A 五、發明説明幻） 表7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 原體 5-1 5-2 5-3 5-4 5-5 混合的 原料（〇： 存在） 陶石 〇 〇 〇 〇 〇 高嶺土 〇 〇 〇 〇 〇 黏土 〇 〇 〇 〇 〇 長石 〇 〇 〇 〇 〇 白雲石 〇 〇 〇 〇 〇 煅燒過的鋁質頁 山 石 精製氧化鋁 氧化ΐ夕砂 原料中 的礦物 組成物（ 重量％ ) 剛玉 0 0 0 0 0 莫來石 0 0 0 0 0 石英 3 1.37 26.94 31.15 20.5 1 25.76 高嶺土或相似物 36.94 45.27 42.62 57.41 5 1.7 絹雲母 20.5 20.64 20.89 14.7 11.37 其他 11.19 7.15 5.34 7.38 11.17 結晶組成物礦物 質 31.37 26.94 31.15 20.5 1 25.76 原料的平均粒徑（微米） 4.9 4.8 4.8 5 5 燃燒溫度（°c ) 1200 1200 1200 1200 1200 原體的 組成物（ 重量％) 結晶相 21 23.2 24.2 25.7 26.7 玻璃相 79 76.8 75.8 74.3 73.3 原體的化 學組成物 S102 69.47 66.5 1 68.23 62.64 65.6 A 1 2 〇 3 25.17 28.36 26.7 1 3 1.68 27.98 Na2〇 0.44 0.3 0.21 0.18 0.23 K2〇 3.17 2.65 2.26 2.03 1.93 Mg〇 0.3 0.44 0.58 0.91 1.21 Ca〇 0.5 0.7 1 0.95 1.5 2.03 其他 0.95 1.03 1.06 1.06 1.02 熱助熔劑的數量 4.41 4.10 4.00 4.62 5.40 鹼金屬莫耳比（莫 耳％) 28.66 41.71 53.39 66.87 73.25 所含的礦 物 剛玉 0 0 0 0 0 莫來 石 10.5 14.8 15.5 18.1 17 石英 10.5 8.4 8.7 7.6 9.7 原體的 物理性 質 吸水率（％) 0.03 0.05 0.02 0.07 0.07 燃燒收縮率（％) 11.2 10.8 10.6 11.1 11.1 強度（千帕） 1 15 132 144 127 130 燃燒變形（毫米） 18.5 14.2 17.5 13.4 14.8 抗熱震性（°c ) 100 1 10 120 120 130 對釉（％) 98 95 97 91 93 熱膨脹係數（/°c ) 77 70 75 62 69 11": 蝗-I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -25- 536529

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7 B 五、發明説明如） 表8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 原體 6-1 6-2 6-3 6-4 混合的 原料（〇： 存在） 陶石 〇 〇 〇 〇 高嶺土 〇 〇 〇 〇 黏土 〇 〇 〇 〇 長石 〇 〇 〇 〇 白雲石 〇 〇 〇 〇 椴燒過的鋁質頁 岩 〇 〇 〇 〇 精製氧化鋁 氧化矽砂 原料中 的礦物 組成物（ 重量％) 剛玉 3.83 7.75 11.6 15.5 莫來石 0.96 1.94 2.9 3.88 石英 3 1.97 30.03 28.18 26.26 高嶺土或相似物 32.67 3 1.28 29.89 28.64 絹雲母 26.54 24.91 23.23 21.68 其他 4.03 4.09 4.2 4.04 結晶組成物礦物 質 36.76 39.72 42.68 45.64 原料的平均粒徑（微米） 4.8 4.5 4.6 4.4 燃燒溫度（°c ) 1200 1200 1200 1200 原體的 組成物（ 重量％) 結晶相 27.4 30.7 31.8 36.4 玻璃相 72.6 69.3 68.2 63.6 原體的化 學組成物 Sio： 66.18 62.85 59.65 56.33 A 1 2 〇 3 28.47 3 1.67 34.79 38.01 Na2〇 0.29 0.28 0.26 0.24 K:〇 2.84 2.68 2.53 2.35 Mg〇 0.4 0.44 0.46 0.5 Ca〇 0.59 0.66 0.7 0.7 7 其他 1.23 1.42 1.61 1.8 熱助熔劑的數量 4.12 4.06 3.95 3.86 鹼金屬莫耳比（莫 耳％) 37.01 40.78 43.5 1 47.58 所含的礦 物 剛玉 4.3 7.4 9.8 13.8 莫來 石 12 15.2 13.4 14.7 石英 11.1 8.1 8.6 7.9 原體的 物理性 質 吸水率（％) 0.03 0.03 0.04 0.04 燃燒收縮率（％) 9.8 9.9 10.3 10.3 強度（千帕） 135 147 148 154 燃燒變形（毫米） 15.5 14.8 16.3 16 抗熱震性（°c ) 120 120 120 130 對釉（％) 97 96 94 94 熱膨脹係數（/°c ) 80 75 72 69 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -26- 536529

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7 B 五、發明説明刼） 表9 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 原體 7-1 7-2 7-3 7-4 7-5 7-6 混合的 原料（〇： 存在） 陶石 〇 〇 〇 〇 〇 〇 高嶺土 〇 〇 〇 〇 〇 〇 黏土 〇 〇 〇 〇 〇 〇 長石 〇 〇 〇 〇 〇 〇 白雲石 〇 〇 〇 〇 〇 〇 煅燒過的鋁質頁 山 石 〇 〇 〇 〇 〇 〇 精製氧化鋁 氧化矽砂 原料中 的礦物 組成物（ 重量％) 剛玉 3.55 3.84 7.36 7.76 14.91 15.5 莫來石 0.89 0.96 1.84 1.94 3.73 3.88 石英 29.39 29.01 24.39 23.72 26.55 26.26 高嶺土或相似物 38.97 42.12 41.3 42.92 27.55 28.64 絹雲母 19.52 19.63 17.47 17.41 21.54 21.68 其他 7.68 4.44 7.64 6.25 5.72 4.04 結晶組成物礦物 質 33.83 33.81 33.59 33.42 45.19 45.64 原料的平均粒徑（微米） 4.7 5 4.7 4.9 4.7 4.4 燃燒溫度（°c ) 1200 1200 1200 1200 1200 1200 原體的 組成物（ 重量％) 結晶相 27.5 28.8 3 1.3 30.6 35.8 36.4 玻璃相 72.5 71.2 68.7 69.4 64.2 63.6 原體的化 學組成物 S102 65.64 64.41 61.1 59.86 57.28 56.33 A 1 2 0 3 29.14 30.29 33.83 35.11 37.09 38.01 Na2〇 0.34 0.2 0.3 1 0.19 0.3 1 0.24 K2O 2.77 2.2 1 2.49 2.01 2.62 2.3 5 Mg〇 0.39 0.66 0.34 0.52 0.38 0.5 Ca〇 0.61 1.03 0.55 0.85 0.58 0.77 其他 1.11 1.2 1.38 1.46 1.74 1.8 熱助熔劑的數量 4.11 4.10 3.69 3.57 3.89 3.86 鹼金屬莫耳比（ 莫耳％) 37.09 5 6.5 7 6 36.74 53.50 37.62 47.58 所含的礦 物 剛玉 3.9 4.3 7.4 7.6 13.2 13.8 莫來 石 14.8 15.4 15.7 15.3 14.6 14.7 石英 8.8 9.1 8.2 7.7 8.0 7.9 原體的 物理性 質 吸水率（％) 0.03 0.03 0.03 0.03 0.04 0.04 燃燒收縮率（％) 11.2 11.3 11.3 11.2 10.2 10.3 強度（千帕） 118 133 128 147 146 154 燃燒變形（毫米） 16.8 17.1 17.3 17.3 16.1 16 抗熱震性（°c ) 1 10 130 110 130 120 130 對釉（％) 97 95 97 88 90 94 熱膨脹係數（/°c ) 69 70 70 67 70 69 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -27- 536529

、發明説明b ) 表1 3 設定 傳統類似產物 値（毫 之設定値（毫米 米） ) 第1圖之產物 一倍部分處之本體 6 . 5 9 . 5 厚度 二倍部分處之本體 9 . 0 12 . 0 厚度 第2圖之產物 一倍部分處之本體 6 . 0 9 . 0 厚度 二倍部分處之本體 8 . 0 11.0 厚度 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 使用以 Sumitomo Chemical Industry Co ·，Ltd ·，所製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 造的精製氧化鋁及利用一次燃燒鋁質頁岩而得的經椴燒鋁 質頁岩作爲剛玉材料。使用經球磨之Masiida氧化矽砂作爲 調整過粒徑的石英材料。 第1圖係顯示經由試驗製造的馬桶座，其厚度相較較 於習知技藝者減少3 0 %。 第2圖係顯示試驗製得之洗臉槽，其厚度相較較於習 知技藝者也減少3 0 %。 第3圖用來比較陶瓷體的塑性，其係顯示在乾燥（亦 即，減少含水量）模製成型之測試品後的強度及變形量之 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ297公釐） 536529 A7 B7 五、發明説明如） 間的關係。 首先’原料泥漿係藉由將適量的水及作爲膠溶或解凝 劑的水玻璃加入本體原料中，並藉由球磨機球磨之而得。 接著’因此所得的倒入或舀入用來形成測試品的石膏 模型’並在其澆鑄後脫模以形成測試品。 將所形成的測試品在其乾燥後於1，2 0 0 °C的溫度 下燃燒。原料的粒徑係在用來測量粒子分佈情況的雷射散 射型（Nikkiso公司，Micro-track FRA )裝置中測量。 本體的強度係根據三點彎曲方法，跨距1 〇 〇毫米及 十字頭速度2 · 5毫米/分鐘以013x130毫米的測 試品。 強度係視測試品的形狀而異，因此測試品形狀及其強 度間之關係的實驗結果係不於表5及6。 第3圖所示的結果係根據下列方法測得。形成一寬 1 5毫米，厚1 5毫米及長1 2 0毫米的測試品，並測量 其在水含量減少下的彎曲強度及撓曲量（亦即，變形量） ’從本體一旦脫模後的含水量開始進行測試。強度及變形 量的測量係藉由使用三點彎曲法，在跨距5 0毫米及十字 頭速度2 · 5毫米/秒的條件下進行。 測量第一變形量（亦即，當然燃燒時的變形量），其 係藉由在燃燒時以跨距2 0 0毫米支撐寬3 0毫米，厚 1 5毫米及長2 6 0毫米的生測試品，並藉由測量燃燒後 變形量及測試品的厚度。該情況中，變形量與燃燒後之測 試品的厚度平方成反比，因此，以下列方程式針對厚度 ： ； 蝼-I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -31 - 536529 A7 --------- B7__ 五、發明説明如） 10毫米轉換之變形量獲得燃燒變形量。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 燃燒變形量 =(變形量的測量値）X (燃燒後測試品的厚度）2/102 以相對於表3中比較本體1 一 1直徑的百分比表示稱 胃厚度大約0 · 5毫米，，環，，之半圓形測試品（直徑1 〇 〇毫 厚度4毫米，及寬度3 0毫米）表面上在處理及燃燒 Bristol釉料後一如表2所示一的對釉（亦即，翻轉（turn up)釉料及/或邊緣施釉的發生率）。該値越大，對釉越 佳。 評估抗熱衝擊性（亦即，抗熱震性），其係藉由在寬 2 5 X厚1 〇 X長1 1 〇毫米的測試品保持預定溫度超過 一個小時後迅速放入水中冷卻，檢查其中裂痕的發生率。 紀錄不產生任何裂痕的最大溫差。 經濟部智慧財產局B工消費合作社印製 再加熱時的變形量係針對寬2 5毫米，厚5毫米及長 2 3 0毫米的測試品測量當其自然冷卻至室溫，在保持預 定溫度一小時後，以2 0 0毫米跨距二點支撐，然而溫度 在四小時內以每小時1 〇 0 °C之速度升至1，0 0 0 °C之 下的變形量而得。 然而，就測試品的厚度未達5毫米的情況而言，因爲 變形量與其後度成反比，所以變形量獲得補償値。 在補償的方法中，實際上測量二個不同測試品在其再 加熱時的變形量以利用下列公式計算n値’並進一步獲得 紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇><297公釐） .32^ 536529 A7 B7 五、發明説明h ) 產物的試驗製造（亦即第1圖及第2圖所示的產物） 係根據下列方法進行。 對第1圖及第2圖所示的任一種產物而言，石膏模型 係作爲形成該產物的模型。倒入石膏模型的是原料泥漿， 將過量的泥漿移除並在澆鑄預定厚度之後脫模，然後乾燥 並在尾工處理後燃燒。 試驗製造之產物的厚度較傳統所得之相同產物薄3 0 %。陶瓷產物的厚度包括-以泥漿之模型形成以及產物結 構之特徵的觀點來看-於兩側澆鑄在模型上所形成的二倍 部分，及僅於一側澆鑄在模型上所形成的單倍本體。一般 而言，二倍部分設定成比一倍部分厚。 表1 3係顯示，第1圖及第2圖所示產物之陶瓷體的 厚度設定値，以及傳統產物的設定値。 當這些產物經由試驗製造時，評估其塑性及加工性。 在此，塑性及加工性係爲關於產物於脫模後之尾工處 理的特徵。塑性係爲顯示改變，例如在本體表面上及結合 表面之結合線產生外凸及/或內凹部分之難易程度的指標 ，而加工性則爲一項顯示穿孔或硏磨難易程度的指標，該 兩項特徵係以操作員觸摸或感覺的方式評估。 表3中第1 — 1到1 3組係爲比較組，其顯示利用傳 統本體試驗製造產物的結果。 表4中第2 — 1到2 — 6組係爲具體實施例，其顯示 使用本發明之本體試驗製造產物的結果。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -?-口 r 經濟部智慧財1局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） _ 34 · 536529 A7 B7 五、發明説明鉍） 表3及表4的每一欄係說明如下。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 原料中礦物組成物的結晶組成物礦物係顯示非塑性礦 物’例如剛玉，莫來石，石英等的總量。 高嶺石或相似物係包括地開石，葉臘石及除了高嶺石 之外的埃洛石，該高嶺石或相似物及絹雲母的總量係爲總 原料所含之黏土礦物的數量。 “本體組成物”欄中熱助熔劑的數量係指本體的化學組成 物中鹼金屬氧化物，例如Na2〇，K2〇等，及鹼土金屬 氧化物，例如M g〇，C a〇等的總量。 鹼土金屬莫耳比係指鹼土金屬氧化物，例如M g〇， C a 0等數量相對於熱助溶劑的莫耳比（莫耳％) 一熱助 溶劑的比例微1 〇〇。 “本體之物理性質”欄中的熱膨脹係數係指5 0 t到 6 0 0 t的熱膨脹係數。 生產力欄中的原料成本係指第1 - 1組原料成本爲 1 0 0之情況中的指數。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 “生產力”欄中的“乾裂發生率”係指由於直到形成程序後 完全乾燥之收縮應變而產生的裂痕數量，而且指製造十個 如第1圖所示產物之情況中的發生率。 “生產力”欄中的”窯裂發生率”係指當產物在燃燒之中溫 度冷卻時由於熱震所產生的裂痕數量，而且指製造十個如 第1圖所示產物之情況中的發生率。 “生產力”欄中的”產物變形”係指本體在燃燒時由於軟化 所致的變形，而且如果由於本體軟化所致的變形（亦即燃 -35- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 536529 A7 B7 五、發明説明的） 燒變形）很大，則產物會因其本身的重量而變形。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) “耐熱性測試的通過率”係指當試驗製造十個第2圖之洗 臉槽並施加8 0°C的熱差時，產物中沒有裂痕的發生。 8 0°C熱差係藉由一將1 〇°C水中取出一塡滿其槽部之洗 臉槽中的冷水保持1 0 °C後，立即將9 0 °C的熱水倒入槽 部而得。 第1 - 1組係爲傳統用來製造衛生器具的一般本體。 當製造第1圖之物時，此等本體在試驗製造時的變形很大 ，因而不適用於生產。 第1 - 2組也是傳統的本體，該本體係藉由添加大量 剛玉而強化，進一步藉由細密球磨原料而減少燃燒變形。 利用此等本體可以製得第1圖之產物而其中不變形或撓曲 。然而，因爲黏土礦物，例如絹雲母，高嶺石，地開石， 葉臘石，埃洛石等的總量很小，所以所得的本體在塑性及 加工性方面較差。亦即，其問題在於液化很大，另外，乾 燥處理期間的裂痕發生率很大，而且也有其它問題，因此 其產率較差。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第1 - 3組係爲傳統本體，其藉由細密球磨本體，例 如第1 - 1組本體之一般原料而獲得強化及減少燃燒變形 ，以保持產率。利用此等本體可以製得第1圖之產物而沒 有變形。然而，發生窘裂，因而其不適用於生產。 第2 - 1到2 - 6組係爲本發明之本體。其每個包含 黏土礦物’數重爲至少本體總原料的5 0重量％，因此， 其展現較少的液化現象並具有優越的塑性及佳工性，以及 -36- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X Μ?公釐） 536529 A7 B7 五、發明説明知） 良好的抗乾裂性。 尤其，第2 — 1到2 — 3組係爲利用細密球磨原料而 獲得強化及減少燃燒變形，其中不用剛玉物質的本體，更 想要使本體的特徵最佳化以避免產生窯裂。然而，窯裂的 產生係有助於抗熱衝擊性及熱膨脹係數。 或者，主體的厚度也提供有利的效果，因此，對於利 用減小本體厚度之方式製造本體，例如第1圖之產物，而 不產生任何窯裂而言，需要抑制熱膨脹係數至等於或小於 7 5 X 1 0 — 7 / °C以及改良抗熱衝擊性。 爲達該目的，根據本發明，當製備本體時，原料中的 石英數量係視原料的粒度及燃燒條件而定。 第2 - 1組的本體具有耐熱性測試方面的問題，因此 無法用於根本上需要良好耐熱性測試之品質的產物，例如 第2圖之產物。第2 - 2及2 - 3組係改善該問題並具有 更好的抗熱衝擊性。 第2 - 2組陶瓷體係藉由調節熱助熔劑的組成物，定 言之，係藉由增加熱助熔劑中鹼土金屬氧化物的組成比例 而獲得改善，第2 - 3組更藉由調節原料之粒度，定言之 ，藉由比第2 - 2組更粗或粗糙硏磨獲得改善。 如同第2 - 2組的本體’抗熱衝擊性係藉由調節熱助 熔劑的組成物而獲得改善，此舉也助於改善陶瓷體的強度 。爲了達到陶瓷體之抗熱衝擊性及強度的改良，鹼土金屬 氧化物莫耳比必須等於或大於4 0莫耳％，更佳等於或大 於5 0莫耳％。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ：-I^ 蝼-丨 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} -訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -37 - 536529 A7 ---------B7 五、發明説明如） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 從影響燃燒變形之關係的觀點來看，在保持等於或小 於2 5毫米用的助熔劑數量下，必須將熱助熔劑的數量減 少至等於或小於5重量％以調節原料的粒度及燃燒條件， 使得陶瓷體可以完全進行燒結。燃燒溫度的可施行範圍係 爲1 ，100至最高可達1，300°C，從該關係觀之， 原料的平均粒徑應等於或小於6 · 5微米。 此外，原料的粒度越細，本體的燒結越佳。然而，另 一方面也使生產力降低。 利用第2 - 3組的陶瓷體可以製造生產力良好的第1 圖及第2圖產物。然而，本體的強度低而且燃燒變形稍大 ，可預期這些重點獲得進一步改善。 第2 — 4到2 — 6組的本體比第2 - 3組的本體更獲 改善，其中使用剛玉做爲原料。剛玉的使用係有助於本體 的強化，而該效果係以抗熱衝擊性特徵的改善呈現。此外 ，對於抗熱衝擊性而言，可以更有利地使用經煅燒過的鋁 質頁岩勝過使用精製氧化鋁作爲剛玉的原料。 經濟部智慧財產笱8工消費合作社印製 該效果可以被視爲由於經煅燒過之鋁質頁岩中所含的 莫來石所致。然而，剛玉原料的使用，如傳統技藝中所見 ，帶來了成本高而生產力低的問題。然而，欲使用之剛玉 的數量及其良莠效果之間的關係不一定，而且可能衍生出 由添加剛玉，特別是使用低於1 0重量％之鋼玉而使本體 獲得強化，而又抑制原料成本及進一步獲得生產力優之本 體的效果。 第3圖係顯示在表3之第1 - 2組本體中及表4之第 -38- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 536529 A7 B7 五、發明説明) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 - 5組本體中，從一脫模後減少其含水量之程序裡彎曲 強度及變形量之間的關係。該關係係被視爲顯示本體塑性 的指標。此等本體在一脫模後的含水條件下，當施加應力 後一*旦移除應力時不會彈回其原始形狀，造成塑性變形。 塑性變形的大小變成對應本體之塑性的指標。因此，各本 體的塑性差異可以由相同強度下的變形量差異看出，亦即 ，可以說，本體的變形量越大，其塑性越佳。由此觀點觀 之，可以說第2 - 5組本體的塑性較佳。該結果相當吻合 操作員的評估。 表5到9係顯示如表4所示知本發明本體之特徵的具 體實施例。 第3 _ 1到3 - 6組係爲顯示原料粒度之影響的具體 實施例，本體在細密球磨之後的強度增加，然而熱膨脹係 數的增加係有損於抗熱衝擊性。此外，燃燒變形因細密球 磨及助熔劑數量的調整而變小。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第4 - 1到4 - 4組係爲顯示原料中石英數量之影響 的具體實施例。熱膨脹係數隨石英數量減少而減小，然而 ，抗熱衝擊性不變。 第5 - 1到5 - 5組係爲顯示改變鹼土金屬氧化物莫 耳比之影響的具體實施例。抗熱衝擊性係隨鹼土金屬氧化 物莫耳比增加·而改善，此外，陶瓷體的強度也增加。 第6 - 1到6 - 4組係爲顯示改變剛玉數量之影響的 具體實施例。隨著剛玉的數量增加，強度增加的影響顯著 ，如果剛玉的數量低於1 〇重量％的話。然而，當其數量 本紙張尺度適用中國國家標準（_CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ 536529 A7 B7 五、發明説明（37 ) 變成大於1 0重量％時影響變小。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第7 — 1到7 — 6組係爲顯示改變鹼土金屬氧化物莫 耳比對於不同數量剛玉之影響的具體實施例。可以發現到 藉由增加鹼土金屬氧化物莫耳比而使強度獲得改善之效果 ’如果剛玉的數量小於1 0重量％。然而，當其數量變成 大於1 0重量％時影響變小。 如上所述，根據衛生器具所用的陶瓷體及其製造方法 ’使用少量的鋼玉混合物，可以獲得具有強度高、變形小 且抗熱衝擊性優之特徵的本體，而且藉以能以良好生產力 製造或生產衛生器具。 因此，根據本發明，此等衛生器具可以達到尺寸變大 ，而厚度重量減小，此係非常有利於工業之用（亦即，生 產力優良’而且成本低）。此外，可以減少其重量的增加 〇 圖式的簡要說明 第1圖（a )及1 ( b )係顯示以本發明衛生器具所 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 用之本體形式製得的衛生器具（馬桶座）的前視圖及平面 圖； 第2 (a)及2 (b)圖係顯示以本發明衛生器具所 用之本體形式製得的衛生器具（洗臉槽）的前視圖及平面 圖； 第3圖係顯示根據本發明及根據習知技藝，在乾燥燃 燒前的本體測試品後的強度及變形量之間的關係；及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公楚） -40- 536529 A7 B7 五、發明説明鉍） 第4圖係顯示藉由震動含有水時之本體測試品來測量 測試品液化的裝置。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財1局員工消費合作社印製 -41 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 536529 公 本I A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 二·二—— , 附件 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第88.1 03 1 06號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國91年12月〆日修正 1 · 一種衛生器具所用的陶瓷體，其包括： 5 5至6 9重量％S i〇2及2 5至40重量％ A 1 2〇3作爲該陶瓷體的主要組份； 至少一種選自N a 2〇，K 2〇及L i 2〇的組份及至 少一種選自Ca〇，Mg.〇，Ba ◦及Be〇的組份，其 總共爲該陶瓷體的3至5重量％ ;及 結晶形式的石英和莫來石，或石英，莫來石及剛玉， 其中該結晶的總量等於或小於4 0重量％，而剛玉的量小 於 1 0 %， 且具有： 燃燒時等於或小於2 5毫米的變形量；及 等於或小於7 5 X 1 0 — 7 / °C的熱膨脹係數。 2 · —種衛生器具所用的陶瓷體，其包括·· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 5至6 9重量％S i〇2及2 5至4 0重量％ A 1 2 Ο 3作爲該陶瓷體的主要組份； 至少一種選自N a 2〇，K 2〇及L ‘ i 2〇的組份及至 少一種選自Ca〇，Mg〇，Ba〇及Be〇的組份，其 總共爲該陶瓷體的3至5重量％ ;及 結晶形式的石英和莫來石，或石英，莫來石及剛玉， 其中該結晶的總量等於或小於4 0重量％，而剛玉的量小 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -1 - ： 536529 8 8 8 8 ABCD 六、申請專利範圍 於 1 〇 %， 且具有： (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 等於或大於1 0 OMP a的未上釉撓曲強度；及 等於或小於7 5 X 1 0 _ Y / °C的熱膨脹係數。 3 . —種衛生器具所用的陶瓷體，其包括： 5 5至6 9重量i〇2及2 5至4 0重量％ A 1 2〇3作爲該陶瓷體的主要組份； 至少一種選自N a 2〇，K 2〇及L i 2 ◦的組份及至 少一種選自Ca〇，Mg〇，Ba〇及Be〇的組份，其 總共爲該陶瓷體的3至5重量％ ;及 結晶形式的石英和莫來石，或石英，莫來石及剛玉， 其中該結晶的總量等於或小於4 0重量％，而剛玉的量小 於 1 0 %， 且具有： 在燃燒時等於或小於2 5毫米的變形量； 等於或小於7 5 X 1 0 _ 7 / °C的熱膨脹係數；及 等於或大於1 〇 OMP a的未上釉撓曲強度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 ·根據申請專利範圍第1至3項中任一項之衛生器 具所用的陶瓷體，其中該陶瓷體的抗熱衝擊性係等於或大 於1 0〇°C 。 5 ·根據申請專利範圍第1至3項中任一項之衛生器 具所用的陶瓷體，其中吸水率等於或小於3 %。 6 .根據申請專利範圍第4項之衛生器具所用的陶瓷 體，其中吸水率等於或小於3 %。 ^氏張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） -2 ~ 536529 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 7 ·根據申請專利範圍第1至3項中任一項之衛生器 具所用的陶瓷體，其中莫來石的量等於或大於1 0重量％ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8 ·根據申請專利範圍第1至3項中任一項之衛生器 具所用的陶瓷體’其進一步包括驗土金屬氧化物，其量相 對於該鹼金屬氧化物及鹼土金屬氧化物總量以莫耳比例計 係等於或大於4 0莫耳％。 9 . 一種衛生器具所用之陶瓷體的製造方法，其包括 下列步驟： 選擇並混合包括陶石，高嶺土，氧化砂石，氧化砂砂 ，含剛玉之材料，黏土，及熱助熔劑材料的原料，使得全 部原料中所含的石英等於或小於3 2重量％而該剛玉的含 量爲1 0重量％ ; 將該原料磨成平均直徑等於或小於6 5微米的粒子 :及 在成型及乾燥後，以1，1 〇 0至1，3 〇 〇 t的溫度 燃燒預疋形狀之該原料D 1 〇 · —種衛生器具所用之陶瓷體的製造方法，其包 括下列步驟： 選擇並混合包括陶石，高嶺土，氧化矽石，氧化矽砂 ，鋁質頁岩，黏土，及熱助熔劑材料的原料‘，使得全部原 料中所a的石央等於或小於3 2重量％並使得燒過的陶瓷 體中所含剛玉的量小於1 〇重量％ ; 將該原料磨成平均直徑等於或小於6.5微米的顆粒 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 、1T 線 — -—- 申請專利範圍 ;及 ^在成型及乾燥後，以1，1 0 0至1，3 0 0 °c的溫度 燃燒預定形狀之該原料。 、 1 1 ·根據申請專利範圍第9項之衛生器具所用之陶 瓷體白勺制处卞Γ )土 4 @ $力’其中該衛生器具用之該陶瓷體的含剛玉 材料係爲經煅燒的含鋁頁岩。 1 2 · ® Μ甲請專利範圍第1 1項之衛生器具所用之 % $ H的製造·方法’其中該經煅燒的含鋁頁岩包含至少 5 〇重量％或更多的A 1 2〇3。 1 3 .根據申請專利範圍第9項之衛生器具所用之陶 製造方法’其中該含氧化鋁材料預先被磨成等於或 小於1 〇 〇網目的粒子。 1 4 ·根據申請專利範圍第1 〇項之衛生器具所用之 陶瓷體的製造方法，其中該含鋁頁岩包含至少5 〇重量％ 或更多的A 1 2 0 3。 1 5 .根據申請專利範圍第9項之衛生器具所用之陶 瓷體的製造方法，其中將該陶瓷體所用的原料混合，以使 §亥全部原料中所含的黏土礦物總量等於或大於5 0重量％ 〇 1 6 ·根據申請專利範圍第i. 0項之衛生器具所用之 陶瓷體的製造方法，其中將該陶瓷體所用的原料混合，以 使該全部原料中所含的黏土礦物總量等於或大於5 〇重量 根據申請專利範圍第1 5項之衛生器具所用之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) M規格（210X 297公釐） 請 先 閲 Λ 之 注 意 事 項 再 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 7 -4 536529 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 陶瓷體的製造方法，其中該黏土礦物係選自絹雲母，高嶺 石，地開石，葉臘石及埃洛石。 1 8 ·根據申請專利範圍第1 6項之衛生器具所用之 陶瓷體的製造方法，其中該黏土礦物係選自絹雲母，高嶺 石，地開石，葉臘石及埃洛石。 1 9 ·根據申請專利範圍第9至1 8項中任一項之衛 生器具所用之陶瓷體的製造方法，其中該成型方法爲模製 成型法。 (請先聞·«背面之注意事項存填寫本貰) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -5 -