JPH01108176A - 発泡セラミック板およびその製法 - 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、軽量で、大型化が可能であり、装飾性が豊か
であり、防火性、耐火性および耐食性に優れた発泡セラ
ミック板およびその製法に関する。

［従来の技術および発明が解決しようとする問題点］ 従来より、タイル、瓦などの無機質板は、原料を成型、
乾燥したのちに成型体の表面に釉薬層を設け、焼成して
表面をガラス化させて、表面吸水を防ぐとともに美観を
保っていた。ところが、発泡セラミック板のばあいは、
基材の膨張率が大きすぎて、釉薬層にクラックが発生す
るため同時焼成することかできない。一方、基材焼成後
に施釉するばあいにおいても、製造工数が多くなる、鉄
筋を埋設するばあいは該鉄筋が劣化する、多孔質である
ため釉薬焼成時に表層部と芯材部の温度差が大きいので
熱応力が発生しクラックを生じるという問題がある。さ
らには、表面が多孔状であるためピンホールが生じやす
く、またその表面の平滑度も粒の発泡痕跡があり、マク
ロ的には平滑といえるが、ミクロ的にはミカン肌状で、
ガラス面のごとき平滑度をうろことができない。また、
発泡セラミック板の表面は発泡皮膜の薄い表皮のみであ
るので強度が小さい。

さらに、発泡セラミック板に模様を付与するばあい、た
とえば発泡セラミック板に銅板印刷紙（エツチング加工
した銅板（型板）にのりの入ったインクを塗布し、その
上に紙を積層し、乾燥後銅板をはがしてえられる印刷紙
）が用いられる。すなわち、絵具で着色された印刷紙を
水で漏らして発泡セラミック板に積層し、そののち、紙
を剥がし模様を転写して施釉焼成するという方法がある
。しかしながら、この方法は工程が複雑であり生産性に
劣るとともに品質が安定しないという問題がある。すな
わち、紙を剥がす際に転写された模様がくずれやすく品
質が安定せず、さらに、基材の発泡により模様がくずれ
てしまうのである。

したがって、現実には発泡セラミック板に対しては、レ
リーフ模様を付与するか、全体を着色するかしか装飾す
る方法がなく、緻密な多色模様やくっきりした模様（明
瞭かつ鮮明な模様のこと）などはとうてい望むことがで
きなかった。

本発明は、叙上の事情に鑑み、発泡セラミック板の優れ
た点である軽量性、断熱性、耐火性、作業性、防水防湿
性、大板化が可能である点などを活かしつつ、従来より
欠点であった表面平滑度、装飾性、表面強度などを改善
すべく、陶紙を用いて発泡層と緻密セラミック層とを一
体化せしめた発泡セラミック板およびその製法を提供す
ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の発泡セラミック板は、加熱により発泡する無機
質原料層と該原料層の片面または両面に重ねられた陶紙
とを同時焼成して、溶化−体化せしめることで発泡板の
片面または両面に緻密なガラス質の層が形成されてなる
ことを特徴としている。また、本発明の発泡セラミック
阪の製法は、加熱により発泡する無機質原料層の片面ま
たは両面に陶紙を重ね、これらを同時に加熱焼成して溶
化一体化せしめ、その直後に発泡板の両面を冷却された
押圧ロールで急冷し、そののち発泡板の表面を軟化温度
まで昇温させることを特徴としている。

本発明の発泡セラミック板は、優れた表面平滑性を有し
ており、表、面強度が改善されている。

また装飾用として所望の着色または印刷が施された陶紙
が用いられており、それによって非常に鮮明で多種多様
な模様を付することかでき装飾性を高めることができる
。本発明の発泡セラミック板は各種建築物の内外装材や
美術胸板などに好適に用いることができる。

［実施例］ 本発明は、発泡性無機質基板に、アルミナ繊維、ムライ
ト繊維（３Ｍ　２０３　−２５ｉ０２を主結晶とする繊
維であり、機械的強度、耐熱性および耐食性に優れてい
る）および無機粉末からなる混合スラリーなどを抄造し
てえられる陶紙を重ねて加熱し、溶化発泡させて、発泡
性無機質材料からなる発泡層と陶紙からなる緻密表面層
とを一体に形成することを特徴としている。

発泡性無機質原料としては、天然ガラス、人ニガラスな
どの粉末に、ドロマイト、炭化硅素などの発泡剤を加え
たものを用いてもよいが、ガラス粉末に代えて火山性天
然原料である酸性白土、抗火石、シラスなどにフラック
ス成分と発泡剤を加配して微粉砕（４４μｍ９０％）し
、この粉体を０．２〜ｌｌｌ１ｌＩｉに造粒したものを
用いるのが温度の均一、均一発泡加熱によるガスの発散
性などにおいて優れているので好ましい。

フラックス成分とは、他の物質に混入せしめるとその物
質の融点を下げる物質であり、たとえばＮａ２ＣＯ３、
Ｎａｚ　５ｉ０３、Ｎ　ａ　Ｎ　０３、Ｎａ２ＨＰＯ４
、Ｐｂ３０ａ　、２ＰｂＣＯｘ　φＰｂ（Ｏｌｌ）２、
ＢａＣＯ３、ＮａＢａ０７・１ＯＨ２０、Ｎ３　ＢＯ３
、ＺｎＯｓガラス粉、フリットなどがある。

陶紙は、長石、ガラス粉、フリットなどの無機質粉末原
料に、無機繊維、有機バインダー、無機バインダー、凝
集剤などを配合したスラリーを抄造してえられたシート
状物質である。配合例としては、たとえば、無機質粉末
原料に、アルミナ繊維および／またはムライト繊維を配
合したものや、無機質粉末原料に無機繊維およびバルブ
繊維を配合したものや、無機質原料にバルブ繊維を配合
したものなどがある。このように、陶紙は無機質粉末原
料と繊維質原料とを必須成分としているが、繊維質原料
としてアルミナ繊維および／またはムライト繊維を用い
るときは、焼成時の陶紙の収縮を小さくすることができ
るので好ましい。また、仮焼原料を用いるとさらに収縮
は小さくなる。繊維質原料としてガラス繊維、バルブ繊
維などを用いることも可能ではあるが、これらはシート
形成に問題はないが、加熱により収縮しくこのばあい、
基材層は発泡、膨張している）、できた発泡セラミック
板の周辺部に陶紙のない部分（したがって緻密表面層の
ない部分）が多くできるという欠点がある。したがって
、陶紙の原料中には、アルミナ繊維、ムライト繊維など
の無機繊維を４〜８重量％含ませるのが好ましい。

陶紙は、前述したごとき配合からなるスラリーを抄造し
て、シート化することでえられるが、抄造に際しては連
続抄紙機を用いることができる。陶紙には、抄紙機によ
りシート化したものに押型することで押型模様を、もし
くは乾燥したシートを印刷機などにより印刷することで
多色模様など所望の模様を付与することができる。

また、印刷によるばあいは、従来の方法では実現するこ
とのできなかったくっきりとした模様のほかに所望の色
を付することもできる。

また、スラリーにＣｒＳＭｎ５　Ｃｏ、Ｎ１、Ｃｕなど
の金属酸化物や、顔料などの着色剤を配合することで着
色シートをうろことができる。金属酸化物は、焼成時に
、ガラス相に溶は込んで発色する（呈色する元素がイオ
ンとして溶は込む）ものである。顔料は、金属酸化物の
ごとくガラス相中に溶は込まずに、ガラス中に懸濁する
ものであり、前記したごとき金属酸化物と、カオリン、
長石などを混合して、仮焼し、水洗後に粉砕してえられ
る。顔料はフラックスに対して安定したものである必要
がある。

つぎに、本発明の発泡セラミック板の製法について説明
する。

本発明の発泡セラミック板は、前述したペレット状の発
泡性無機質原料を積層して、その上面に陶紙をのせたも
のか、または陶紙の上に発泡性無機質原料を積層して、
さらにその上に陶紙をのせたものを、焼成して一体化せ
しめることで製造される。焼成炉としては、耐熱メツシ
ュベルトを備えた搬送トンネル炉を採用するのが好まし
い。メツシュベルトを用いると、発泡時に揮散成分を上
下面から均一拡散させ、かつ、上下面ともに均一な熱伝
達を行なうことができる。

焼成温度は、配合原料の８１０２、／Ｖ２Ｏ３、フラッ
クス成分の割合により決定されるが、メツシュベルト、
ロールなどに金属′部品を用いるときは、その保全のた
めにも、できるだけ低温で焼成するのが好ましく、具体
的には７５０’Ｃ〜８５０℃の範囲で焼成を行なうのが
好ましい。

陶紙の溶化温度も、原料調合により適宜変化させること
ができるが、製品の性能上基材の焼成温度の方が重要で
あり、優先的に選定する必要があるので、基材よりもや
や低温で溶化するよう調整するのが好ましい。

焼成炉内にて、基材層および陶紙を昇温しでいくと、基
材層と陶紙は軟化を始め、同時に基材層はガスを発生し
ながら膨張して体積を増し、発泡が進む。このばあい、
上面もしくは上下面に重ねられている陶紙も軟化して、
溶化し発泡層と一体となる。

発泡後、基材層と陶紙とが一体となった発泡セラミック
板は、冷却されるが、このばあいに冷却されたロールに
より表面を急冷し、その後表面が再軟化するよう再加熱
（たとえば焼成炉内の雰囲気温度により再加熱をする）
するのが好ましい。好ましいロールの数は、発泡セラミ
ック板の厚さや原料の種類などにより異なり、本発明に
おいてとくに限定されるものではない。

急冷後、再軟化させることで発泡セラミック板の明度ま
たは光沢（ＪＩＳ　Ｚ　８７２２により測定）を増加さ
せることができる。ロールで押圧急冷後、再加熱するの
は、加熱溶化して光沢のあるガラス表面でも、熱間でロ
ール押圧すると光沢を失ない、マット表面（艷消表面）
となるからである。そのため、再度表面を加熱して溶化
させ光沢を出してから、冷却帯へ移行させて「ひずみ」
応力を除去するよう順次冷却して、緻密層と発泡基体と
を一体化せしめるのである。こうして、平滑で光沢のあ
る発泡セラミック板を製造することができる。

急冷押圧ロールの温度は、製品表面温度より６０〜７０
℃低い温度のロールで押圧すれば、ロールの融着の防止
はできるが、生産性を高めるためには固化温度まで下げ
るのが好ましく、これにより、たとえば表面温度８８０
℃で焼成した発泡セラミック板の表面を６００℃まで急
冷し、その後８５０　’Ｃ程度で再加熱するのが一般的
な方法である。

つぎに本発明の発泡セラミック板およびその製法を実施
例にもとづき説明するが、本発明はもとよりかかる実施
例に限定されるものではない。

実施例１ 長石６９％（重量％、以下同様）、ソーダ灰１７％、Ｚ
ｒ３１０４１０％および硝酸ソーダ４％からなる配合原
料をポットミルを用いて、粒度２５０メツシュ全通とな
るよう湿式粉砕した。えられたスリップに、アルミナ繊
維５％（外削。前記配合原料を基準とする）、澱粉５％
、アクリルエマルジョン２％、および凝集剤としてアニ
オンまたはカチオンを加配して抄紙濃度（抄紙機により
抄きあげる原料の濃度）１％以下となるように調整した
。えられた液状物を抄造機にかけて、抄紙寸法５０ｃｍ
　Ｘ　５０ＣＩＩＩ　Ｘ　　Ｏ，ＩＣ１１のシートを抄
き上げた。

この抄造紙にロールにて面圧２０ｋｇ／ｃｒｊをかけて
仕上げを行ない、遠赤外線を２時間放熱して乾燥を行な
った。乾燥後、８５０℃の溶融温度に調整した６色の顔
料を２０１セラゾール（三田村商店■製の顔料練り上げ
用オイル）で練り上げ、模様を６色に分解したそれぞれ
のスクリーンを用いて陶紙上に直接スキージ（弾性のあ
るゴムまたは樹脂）にて印刷し、乾燥して模様つき陶紙
をえた。なお、陶紙は焼成溶化温度が８５０℃となるよ
うに調整されたものである。

つぎに、酸性白土７１％、ソーダ灰１０％、硝酸ソーダ
４％、ジルコンフラワー（ジルコンサンドを粉砕したも
の、粒度７４μ以下）１０％、ドロマイト５％からなる
配合原料を粒度４４μ／９０％となるようポットミルに
て乾式粉砕し、そののちパン型造粒機にて造粒して粒径
１〜２　ｍ１ｍのベレットをえた。このペレットは発泡
基材として使用され、発泡温度が８７０℃となるように
配合されている。

前記ペレット状の発泡性無機質原料を連続メツシュベル
ト上に５０ｃｎ＋　Ｘ　５０ＣＩＩ　Ｘ　１　ｃｒｔｒ
の層を形成するように積層し、その中間にラス網を埋設
した。この基材層の上に、前記陶紙をのせて２８ｃｒｓ
／分の速度で炉内に搬送し、最高温度８７０℃で２０分
間加熱し溶化一体化させた。その後、１６００１１１１
φのロール４本で押圧急冷した。そして、再度８５０℃
で５分間加熱溶融したのち、徐々に冷却し、炉内に搬入
してから　１５０分後に焼成を完了した。急冷後の発泡
体の温度は６００℃（表面）〜８５０℃（中心部）であ
った。

えられた発泡セラミック板の比重、曲げ強度ＣＪＩＳ　
Ａ　１４０８準拠）、平滑度（走査型電子顕微鏡による
）、光沢（ＪＩＳ　Ｚ　８７４１準拠）および耐磨耗性
（ＪＩＳ　Ａ　５２０９準拠）について測定を行なった
。結果を第１表に示す。

また、ノギスにより陶紙の収縮率を測定したところ４％
であった。

［以下余白］ 実施例２ 陶紙の原料としてアルミナ繊維に代えてバルブ繊維を用
いた以外は実施例１と同様にして発泡セラミック板を製
造した。

えられた発泡セラミック板について陶紙の収縮率を実施
例１と同様にノギスにて測定したところ５０％であった
。

実施例３ 再加熱をしなかった以外は実施例１と同様にして発泡セ
ラミック板を製造した。

えられた発泡セラミック板について光沢を実施例１と同
様にして測定したところ７．１（サンプル１−８．２、
サンプル２−７．２、サンプル３−　７．８＞であった
。

比較例１ 実施例１の陶紙に代えて下記配合からなる厚さ５１１℃
ｍの化粧層を基材層上に設け、また再加熱をしなかった
以外は実施例１と同様にして発泡セラミック板を製造し
た。

酸性白土　　　　　　　　　　　７１％ソーダ灰　　　
　　　　　　　　　１０％硝酸ソーダ　　　　　　　　
　　　４９６ジルコンフラワー　　　　　　　　１０％
ドロマイト　　　　　　　　　　　　５９６着色剤Ｍ１
４２　（外削）　　　　　　　　６％珪石粉（粒度：２
００メツシユ）　　４％＊化粧層は、前記配合物をボッ
トミルにて混合粉砕し、造粒して化粧原料とした。

えられた発泡セラミック板について、実施例１と同様の
測定を行なった。結果を第１表に示す。

実施例４ フライソアッシュ　８０１フリツト（日陶産業■製）７
０％、ガラス粉ｌＯ％、水力レット１０％、長石ｌＯ％
からなる配合原料をボットミルを用いて粒度２５０メツ
シュ全通となるよう湿式粉砕した。

えられたスリップに、アルミナ繊維５％（外削。

前記配合原料を基準とする）、澱粉５％、アクリルエマ
ルジョン２％、および凝集剤としてアニオンとカチオン
を加配して抄紙濃度１％以下となるように調整した。え
られた液状物を抄造機にかけて、抄紙寸法５０ｃｍ　Ｘ
　５０ａｍ　Ｘ　　Ｏ，１Ｃ１１のシートを抄き上げた
。

この抄造紙にロールにて面圧２０ｋｇ／ａｍをかけて仕
上げを行ない、遠赤外線を２時間放熱して乾燥を行なっ
た。乾燥後、８８０℃の溶融温度に調整した６色の顔料
を２０１セラゾールで練り上げ、模様を６色に分解した
それぞれのスクリーンを用いて陶紙上に直接スキージに
て印刷し、乾燥して模様つき陶紙をえた。なお、陶紙は
焼成溶化温度が８８０℃となるように調整されたもので
ある。

つぎに、黒旺石５５％、ソーダ灰２０％、ベントナイト
１５％、硝酸ソーダ５％、および石灰５％からなる配合
原料を粒度４４μ７９０％となるようボットミルにて乾
式粉砕し、そののちパン型造粒機にて造粒して粒径１〜
２　ｆｆ１１ｍのペレットをえた。このペレットは、発
泡基剤として使用され、発泡温度が９００℃となるよう
に配合されている。

前記した陶紙およびペレットを用いて、焼成最高温度を
９００℃とし、急冷後の再加熱温度を８８０℃とした以
外は実施例１と同様にして発泡セラミック板と製造した
。

えられた発泡セラミック板について、実施例１と同様の
測定を行なった。結果を第１表に示す。

実施例５ 再加熱をしなかった以外は実施例４と同様にして発泡セ
ラミック板を測定した。

えられた発泡セラミック板について光沢を実施例１と同
様にして測定したところ７．１（サンプル１−６．７、
サンプル２−７．２、サンプル３曽　７．５）であった
。

比較例２ 実施例４の陶紙に代えて下記配合からなる厚さ５■の化
粧層を基材層上に設け、また再加熱をしなかった以外は
実施例４と同様にして発泡セラミック板を製造した。化
粧層は比較例１と同様にして製造した。

化粧層の配合 長石　　　　　　　　　６９％ ソーダ灰　　　　　　　　１２％ 硝酸ソーダ　　　　　　　４９６ ジルコン　　　　　　　　　５％ ドロマイト　　　　　　　１０％ えられた発泡セラミック板について、実施例１と同様の
測定を行なった。結果を第１表に示す。

実施例１と比較例１、および実施例４と比較例２より、
基材層の上面に陶紙をのせて、両者を溶化一体化せしめ
ることによって、曲げ強度、平滑度および耐摩耗性が改
良されるとともに、光沢が増すことがわかる。さらに重
要なことは、化粧層を用いるとき（比較例１〜２）は印
刷が不可能であり、えられた発泡セラミック板は装飾性
に乏しいものであったが、陶紙を用いるときは多色印刷
が可能であり、きわめて装飾性に富んだ発泡セラミック
板をうろことができる。

また、実施例１と実施例２より、陶紙の原料としてアル
ミナ繊維を用いるときは陶紙の収縮率をきわめて小さく
することができることがわかる。

さらに、実施例１と実施例３、および実施例４と実施例
５より、発泡したセラミック板をロールで急冷したのち
に、再度加熱することで発泡セラミック板の表面の光沢
を大幅に改善できることがわかる。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、本発明の発泡セラミック板は、表
面に陶紙が溶融固化したガラス状の層が形成されており
、以下のごとき効果を奏しうる。

■　ガラス状の層のため表面が非常に平滑であり、また
機械的強度が改善される。

■　陶紙を着色するかもしくは印刷することで、または
エンボス模様を付与することで、多色模様、凹凸模様な
ど多種多様な模様を発泡セラミック板に付することがで
き、発泡セラミック板の装飾性を著しく高めることがで
きる。このばあいにおいて、付与された模様はきわめて
鮮明で、くっきりとしたものである。

特許出願人　　ナショナル住宅産業株式会社代理人弁理
士　　朝　日　奈　宗　太　ほか１名Ｈ：ｆｒ：植’、
　。

、　゛−シー ・、゛・ｌ　τ　。

−１−４ｊ−２二ｆ −３９；

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　加熱により発泡する無機質原料層と該原料層の片面
   または両面に重ねられた陶紙とを同時焼成して、溶化一
   体化せしめることで、発泡板の片面または両面に緻密な
   ガラス質の層が形成されてなる発泡セラミック板。 ２　前記陶紙が無機質粉末原料と、アルミナ繊維および
   ／またはムライト繊維とからなる特許請求の範囲第１項
   記載の発泡セラミック板。 ３　前記陶紙が無機質粉末原料、無機繊維およびパルプ
   繊維からなる特許請求の範囲第１項記載の発泡セラミッ
   ク板。 ４　陶紙が着色剤を有してなる特許請求の範囲第１項記
   載の発泡セラミック板。 ５　前記着色剤が金属酸化物である特許請求の範囲第４
   項記載の発泡セラミック板。 ６　前記着色剤が顔料である特許請求の範囲第４項記載
   の発泡セラミック板。 ７　陶紙の表面に押型模様が施されてなる特許請求の範
   囲第１項記載の発泡セラミック板。 ８　陶紙の表面に無機顔料によって模様が印刷されてな
   る特許請求の範囲第１項記載の発泡セラミック板。 ９　加熱により発泡する無機質原料層の片面または両面
   に陶紙を重ね、これらを同時に加熱焼成して溶化一体化
   せしめ、その直後に発泡板の両面を冷却された押圧ロー
   ルで急冷し、そののち発泡板の表面を軟化温度まで昇温
   させる発泡セラミック板の製法。