JPH01108183A - 建材及びそ製造方法 - 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】 本発明は、陶磁器、金属（合金）及びガラスを複合化し
た建材に関するものであり、特には陶磁器基板上に被覆
される溶射金属層と該金属層上に被覆される透明ガラス
層とから構成される無機質建材及びその製造方法に関す
る０本発明は、建材として陶磁器を使用する分野全般に
応用でき、特に陶磁器では表現することのできない金属
独特の美しさ、色合い等が好まれる装飾分野また強度が
要求される分野において好適に用いることが出来、例え
ばタイル（内外壁、床）、内外壁材、屋根材、屋内イン
テリア材において有用である。陶磁器として金属精錬ス
ラグや石炭灰セラミクス成型体が好適例の一つである。

良米玖」 陶磁器、金属（合金）及びガラスは、それぞれに優れた
特有の特性（各種物性や質感、美観、触感、つや等の感
覚的性質その他において）を有しており、その複合化に
よる各種製品の製造が試みられてきた０例えば、陶磁器
と金属とを複合した電気機器小物製品、陶磁器とガラス
とを複合した一般陶磁器家庭用品そして金属とガラスと
の複合器としてほうろうに代表される鍋、釜、風呂おけ
等のほうろう容器や七宝装飾品がある。

一方で、建材分野においてもこれら材料の複合化に注目
が向けられ、粘度または粘度とその他の窯業原料から作
成されたタイル素地に施釉したタイルは、陶磁器とガラ
スとの複合材料の代表例である。

最近、建材分野において、美観意識は多様化し、その一
つの傾向として、メタル感が非常に好まれるようになっ
た。金属のもつ色、つや、肌合い、色感、立体感等を装
飾目的で最大限に得ようとするものである。また、陶磁
器に構造強度を付加するため金属層の被覆が考えられる
ようになった。例えば１．銅張屋根板等が生産されてお
り、これは銅の持つ外観色と耐候性付加とを利用するも
のである。しかし、これは施行が非常に面倒であり、一
部に限定的にしか利用されていないにのように、建材分
野においても、陶磁器、金Ｋ（合金）及びガラスの複合
化による新しいタイプの建材への期待はあるが、これら
３種類の材料の複合化は難しく、せいぜい２種類の複合
化しか実用化されていないのが実情である。

ｌ豆五旦刀 本発明は、陶磁器を基板としつつ、そこに金属の持つ固
有の美しい外観とガラスの持つ独特の透明感を併せ持つ
と共に構造強度にも優れた無機質建材の開発を目的とす
る。

ｌ豆至盟Ｉ 上記目的に向は検討を重ねた結果、本発明者等は、陶磁
器基板に（イ）金属（合金）の溶射技術と（ロ）透明釉
薬の施釉技術を適用することにより、陶磁器、金属（合
金）及びガラスの３者を複合した新しいタイプの複合建
゛材の開発に成功した。１００μｍ以上の金属（合金）
の溶射層を陶磁器基板に形成し、そして金属面上に透明
釉薬を施釉した後乾燥又は焼成することによって、（１
）陶磁器基板上に充分に厚い金属（合金）層を容易に量
産方式で形成でき、均一な美しい金属面の発現と構造強
度の付加が可能となり、（２）施釉によって、金属面の
封孔、耐候性　、硬度、耐火性等の付与が可能となり、
金属面の外観を隠すことなく、そこに更に透明感を付与
でき、そして （３）陶磁器−金属層ガラス間の密着性も充分に保証さ
れる 点でこれまでにない新しい建材が生み出されたのである
。

斯くして、本発明は、 （１）陶磁器基板上にその一部或いは全面において５０
０℃以上の融点を有する金属／合金を少なくとも一層単
一若しくは合計厚みが１００ｇｍ以上となるよう溶射し
、該溶射金属／合金層上に透明釉薬を施釉した後乾燥又
は焼成することを特徴とする、陶磁器基板と、金属／合
金層と、透明ガラス層とから成る建材の製造方法を提供
する。

更に、装飾的価値を高めるために、金属／合金面に単数
若しくは複数の輪状の模様を発現せしめることも有用で
あることが判明した。こうした輪状の模様は、突起部を
有する基板を用いて、その上に溶射金属／合金層を形成
し、次いで該金属／合金層を化学処理して変色をもたら
し、その後突起上の金属／合金層を部分的に除去するよ
う研磨を行うことにより発現できる。突起の数、寸法及
び形状並びに溶射層の厚さを変更することにより多様な
輪状模様が得られる。この知見に基づいて、本発明はま
た、 （２−１）陶磁器から成る基板と、該基板上の一部或い
は全面に被覆されそして輪状の模様を有する金属／合金
層と、該金属／合金層上に被覆される透明ガラス層とか
ら成る輪状模様付き建材、及び （２−２）少なくとも１つの突起部を有する陶磁器基板
上に該突起部を含む一部或いは全面において５００℃以
上の融点を有する金属／合金を溶射し、生成する溶射面
を化学処理して変色せしめ、必要に応じて溶射と化学処
理とを繰返し、その場合金属／合金溶射層の単一若しく
は合計厚みが１００μｍ以上となるものとなし、前記突
起部上の溶射金属／合金溶射層或いは突起を部分的に研
磨し、該研磨後の溶射金属／合金層上に透明釉薬を施釉
した後乾燥又は焼成することを特徴とする陶磁器基板と
、金属／合金層と、透明ガラス層とから成る輪状模様付
き建材の製造方法 を提供する。

これらにおいて、陶磁器基板としては、金属精錬スラグ
や石炭灰セラミクス成型体を用いることができる。

翌１廊と鳳諮」９１服 第１図は、建材としてのタイルを本発明に従い作成する
手順を示したものである０本発明は、基本的に、陶磁器
タイル基板１上に、必要に応じその表面２に粗化処理を
施して粗面３を形成した後、金属／合金溶射層４を単、
−層若しくは複数層形成し、次いで透明ガラス層５を形
成することから成る。

基板としては、従来、タイル（内外壁、床等）、内外壁
材、屋根材、屋内インテリア材その他の建材用陶磁器と
して使用されてきた陶磁器のいずれをも使用できる。各
種粘土に解膠剤や、凝膠剤１、潤滑剤や減摩剤、乾燥促
進剤その他を添加した無数と云ってよい陶磁器が知られ
ている。例えば、タイルでは、マジョリカタイル、精陶
器タイル、　器タイル、磁気タイル、クリンカータイル
等が知られている０石灰質、長石質、ケイ酸質等様々の
ものがいずれも使用できる。

最近では鉱滓、石炭灰セラミクスを用いた成型体を建材
として利用する試みが進んでおり、本発明においてもそ
れらを！用に用いることが出来る。石炭灰を例にとって
説明を加えておくと、火力発電所から産出する石炭灰は
、産地等その出所に応じて成分を異にするが、一般的に
は主成分は、５ｉＯｚ５０〜６０％、Ａ１２０３１８〜
２４％、ＣａＯ２〜８％そしてＦ　ｅｘ　Ｏｓ　３〜５
％の範囲にある（Ｉｇ、１ｏｓｓ３〜６％）、こうした
石炭灰はセメント混和材や人工軽、量骨材等に利用され
ているものの、その大部分は、埋立材として処分されて
いただけであったが、最近これを石炭灰セラミクスとし
てその有する性状をもって積極的に多様な建材製品とし
て活用することが提唱されている。

陶磁器基板は、平面でも曲面でも良い、また、その表面
が平滑であると、溶射層が剥れることがあるので、基板
の製造時に表面に凹凸をつけるか或いは平面を前もって
サンドブラスト等に粗化することが好ましい、また、耐
水性向上のために封孔処理を行う場合は、予め無機ガラ
ス等で封孔処理を行った後粗化を行なう、一般に、基板
の中心線平均粗さは４０μｍ以上とすることが好ましい
。

溶射する金属は、後にガラス被覆する際に加熱する為、
ガラス被覆処理に際して融けない、融点５００℃以上の
金属／、金合金ら各種のものが使用できる。銅、アルミ
ニウム、チタン、ニッケル及びそれらの合金が代表例で
ある。また、例えば、銅及びアルミニウムのように複数
種の金属を基板上にマスキングを施しつつ相互に溶射す
ると意匠性に優れたものが得られる。異種金属を用いた
ものを水に濡れる場所で使う場合には基板に給水率の少
ないものを選ぶと、溶射面はガラスで被覆されるので電
蝕を越すことはない。

溶射方法としては、フレーム溶射、プラズマ溶射、爆発
ガン溶射等いずれも用いることが出来るが、特には本発
明にはフレーム溶射が適しており、その中でも溶線式フ
レーム溶射が適している。溶線式フレーム溶射は、酸素
／アセチレンフレームにより溶射すべき金属（合金）ワ
イヤを融かしつつ、圧縮空気により基板に向けそれらを
噴出する溶射方法である。溶射材料及び基板材料に応じ
てワイヤ突出し長さ、ワイヤ送給長さ、酸素／アセチレ
ン流量及び圧力、圧縮空気量、溶射距離等をコントロー
ルすることにより、適正な溶射層が得られる。

溶射層は、基板の一部に形成してもよいし或いは全体面
に形成してもよく、また−層若しくは複数層形成しても
よい、溶射層の厚みは、溶射面の均−観を得るため、単
一層若しくは合計厚みが１００μｍ以上とすることが必
要であり、これ°はまた強度付加の点からも有益である
。２００〜４００μｍの厚さが好ましい。

溶射金属層はそのままでは約５０μｍ前後の粗さを有し
ている。そのままの状態でガラス被覆処理をしてもよい
が、フラップホイール等で軽く研磨してもよいし或いは
更に平滑な金属面を得るために、テクノジスク等を用い
て表面の平均粗さを５μｍ以下程度に研削してもよい。

この後、透明釉薬を用いて施釉が行われる。透明釉薬と
しては、珪酸ソーダ、硼砂系統のもの等を使用すること
ができる。ここで透明とは、内側の金属面を透視可能と
するの意である。これらは、焼成温度および基板の熱膨
張等を考慮して選定される。透明釉薬の中には有鉛のも
のがあるが、鉛が金属を溶融してしまうので無鉛のもの
が好ましい。

透明感を強くするためには、例えば酸化チタン　　”を
少°量添加するとよい。

５００℃以下で溶融するものが好ましい。溶射した金属
層の金属色が変色等するためである。

こうして、施釉後、一定の温度望ましくは５００℃以下
で乾燥または、焼成が行われる。乾燥又は焼成には単独
窯、連続窯（トンネルキルン、ローラハースキルン）等
が用いられる。金属（合金）の変色が問題となる場合に
は、真空、水素或いは不活性雰囲気が用いられる。

本発明はまた、突起を有する基板を用いることにより、
輪状模様を有する建材を製造することが出来る。第２図
はその例示である。基板１は突起部６を有し、その上に
サンドブラスト等の適宜の粗化処理を施した後、金属／
合金層４が溶射により形成される。その後、酸化、還元
、硫化或いはこれらの複合反応を生ぜしめるよう溶射金
属（合金）層が化学処理されて、所−の色に変色せしめ
られる。必要に応じて溶射と化学処理が繰返される。化
学変化した層を７として示しである０次いで、突起部上
の溶射金属層が部分的に研磨される。この研磨により、
第２（Ｃ）図に示すように、突起が円錐状の場合には円
形の金属（合金）面と化学処理変色部の組合せから成る
輪状模様８が現出する。この後、釉薬を用いて施釉によ
り透明ガラス層が形成されるのは先と同じである。

突起部の寸法、形状及び分布と溶射層の数及び厚さ、化
学処理の状態の組合せから無数の装飾模様を描くことが
できる。突起部自体を部分的に切除することにより、基
板を中央部に現出することさえ可能である０円形に限ら
ず、四角形その他の模様も作成できるし、年輪状の多重
模様も作成できる。角形と丸形の模様の組合せ、大小模
様の組合せ、異色模様の組合せ、基板全体の模様づけそ
の他軸状模様の態様は自在である。

こうして、陶磁器を基板としつつ、そこにメタル感とガ
ラス透明感を付加した、これまでにない新しいタイプの
建材が得られる。タイル、屋根板、内外壁材、屋内イン
テリア材等に広く応用できる。

ｌ豆二匁１ １、陶磁器基板の持つ建材特性を生かしつつ、そこにメ
タル感覚を導入し、しかも耐候性、耐誘性等を備える建
材の開発に成功した。

２、溶射により１００μｍ以上の金属層を形成すること
により量産性を損わず均一なメタル色が発現する。

３、建材の構造強度を付加する。

４、ガラス表層は金属層を美しく透視可能ならしめ、多
孔の溶射金属層を保護し、耐候性、硬度、耐火性等の問
題点を解消する。

５、特にスらグや石炭灰セラミクス成形体を用いること
により色観、美観に優れた装飾建材が得られる。

ｘｍ上 １００口の嵩釉磁器タイル（床タイル）上にブラスト処
理後鋼を４００部ｍの厚さで溶射した。

溶射は純銅溶射ワイヤ３．１５部ｍｍを用いて次の条件
で実施した。

この後、表面研削しそして珪酸カルシウム釉薬を用いて
施釉した。シリコニット電気炉を用いてＮ２ガス吹込み
下で予め前記磁器タイルを３００℃に加温し別の炉にお
いて５００℃で５分間保持した後、３００’Ｃの炉に再
び移しかえて自然冷却した（約１２時間）。

得られた施釉ずみ溶射タイルの曲げ強度（ＪＩＳに従う
）は３１Ｋｇ／ｃｍであり、これは無釉磁器タイルの２
３　Ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ及び施釉磁器タイルの２２　Ｋ
　ｇ　／　ｃ　ｍに比較して５０％近くも強度を増大す
るものであった。

また、タイル外観も施釉一般陶磁器タイルには見られな
い意匠性を備えた。

夫息思ユ 実施例と同じ基板に３．２φｍｍのアルミニウム溶射ワ
イヤを用いてほぼ同一溶射条件で（但しワイヤ送給速度
３．１ｎ／分）アルミニウムを４００μｍ溶射した。同
様の好結果が得られた。

罠息五１ ０．３ｍｍの突起部を成形した磁器タイル上に銅を実施
例１と同様の条件で２００μｍの厚さにまで溶射し、そ
の後オゾン水を散布した。空気中で１２時間繰返し、グ
リーン系着色表面な得た。

タイルを半分鉄板で覆い残る半分にアルミニウムを２０
０μｍ厚溶射した。突起部上の溶射層を研磨し、円形の
模様を創出せしめた。その後、珪酸カルシウム釉薬で施
釉し、５００℃に加熱した。

きわめて意匠性に冨む建材タイルが得られた。

１立ＪＬ４ 石炭灰成型体を用いて溶射タイルの製造を試みた。

粒度２ｍｍ以下の次の石炭灰を使用した＝Ｓ　ｉ　Ｏ＊
　　　　　　　　５６％ Ａ１２ｏｓ　　　　　　　２２％ Ｆｅ、０３　　　　　　　４％ Ｃａ０　　　　　　　　　６％ １．１ｏｓｓ　　　　　　５％ 合計　　　９３％ 石炭灰１００部に本節粘度２５部と水を６部添加混合後
、２ｍｍふるいをバスさせた後１００にｇｆ／ｃｍ”で
プレス成形し、最高温度１２５０”Ｃで１時間酸化雰−
気で焼成、自然冷却し９５ｍｍＸ９６ｍｍＸ１１ｍｍの
成型体を得た。このものは吸水性があるため、予め水ガ
ラス溶液で封孔処理を行った。これにプラスト処理を施
し平均粗さ４０μｍと表面粗化した後、半分に銅溶射面
そして残り半分にアルミニウム溶射層を４００μｍ厚ま
で形成した。溶射条件は実施例１．２に記したのｉ同様
である。いぶし金属面といった感じの皮膜外観が得られ
た。密着性に何ら問題はなかった。平均粗さ５μｍ程度
に表面研磨し、実施例１と同様に施釉後５５０℃に加熱
した。

得られたタイルは、美しい金属面を呈し、美麗であった
。

【図面の簡単な説明】

第１　（ａ）、１　（ｂ）、　　１　（ｃ）及び１（ｄ
）図は１本発明の建材（タイル）作製工程を示す断面図
である。 第２　（ａ）　、２　（ｂ）及び２（ｃ）図は、本発明
に従う輪状模様を有する建材の作製過程を示す断面図及
び上面図である。 １：陶磁器基材（タイル） ２：基板表面 ３：粗面 ４：金属／合金溶射Ｍ ５：透明ガラス暦 ６：突起部 ７：化学変化層 ８：輪状模様 １：タイ１し

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）陶磁器基板上にその一部或いは全面において５００
   ℃以上の融点を有する金属／合金を少なくとも一層単一
   若しくは合計厚みが１００μｍ以上となるよう溶射し、
   該溶射金属／合金層上に透明釉薬を施釉した後乾燥又は
   焼成することを特徴とする、陶磁器基板と、金属／合金
   層と、透明ガラス層とから成る建材の製造方法。 ２）陶磁器から成る基板と、該基板上の一部或いは全面
   に被覆されそして輪状の模様を有する金属／合金層と、
   該金属／合金層上に被覆される透明ガラス層とから成る
   輪状模様付き建材。 ３）少なくとも１つの突起部を有する陶磁器基板上に該
   突起部を含む一部或いは全面において５００℃以上の融
   点を有する金属／合金を溶射し、生成する溶射面を化学
   処理して変色せしめ、必要に応じて溶射と化学処理とを
   繰返し、その場合金属／合金溶射層の単一若しくは合計
   厚みが１００μｍ以上となるものとなし、前記突起部上
   の溶射金属／合金溶射層或いは突起を部分的に研磨し、
   該研磨後の溶射金属／合金層上に透明釉薬を施釉した後
   乾燥又は焼成することを特徴とする陶磁器基板と、金属
   ／合金層と、透明ガラス層とから成る輪状模様付き建材
   の製造方法。