JPH01212289A - セラミックス構造体 - 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〕 本発明は壁材、装飾材料等に好適な軽量、高強度かつ通
液性の少ないセラミックス構造体に関するものである。

〔従来の技術〕

一般にセラミックス系多孔体としては、本節粘土、本日
粘度、長石、珪石等を単独でもしくは併せて用いこれ等
を水とともに混練し、高温で焼成する事によって得られ
る素焼が知られている。この程の素焼は多孔質体となっ
ているものであるが、その気孔は原材料たる粘土粒子間
の空隙によって形成されるものであって空隙が組織全体
に占める比率はあまり高くなり得す、軽量化という点に
おいて問題がある。また、精製分級されたアルミナ、ジ
ルコニア、コーディエライト、シリケート等の微粉末を
成型し、高温焼成したニューセラミックスについては、
強度の点では著しく改良されているも軽量化という面で
はむしろ逆方向であり、高密度で重いものとなっている
。

一方、セラミックスの多孔化の方法として、その前駆体
調整時に熱可塑性樹脂粉末、製紙スラッジ等有機性の粒
子を混練し、焼成時にこれ等を焼去し、その痕を空隙と
して利用する方法も提案されているが、これ等の方法に
よって得られるものはその気孔が大きく、外観上きめの
細かさという点では問題があり、壁材、装飾材料という
用途に対しては不向きである。

更に、微細気孔のセラミックスを得る方法として、本出
願人等により澱粉を気孔形成材として用いる方法が提案
されており（特開昭６２−８７４７２号公報等）、この
方法で得られたセラミックスは微細連続気孔を有し、き
めも細かく良好な外観をもつものである。しかし、表面
も多孔体構造であるため、通液性、汚れ等の問題があり
、このままの状態では壁材、装飾材料としての用途には
若干の問題点を有するものである。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者等は、上述の問題点に鑑み、鋭意研究を行なっ
た結果、セラミックス多孔体の表層に通液性のない薄層
を被覆する事により、全体として通液性のない構造物に
なる事を見出し、本発明を完成したものである。本発明
の目的とするところは、軽量で、強度が高くかつ通液性
のない壁材、装飾材料の用途に好適なセラミックス多孔
体を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 上述の目的は、セラミックス多孔体の表層を珪酸塩を主
体とするガラス質の薄層にて被覆してなるセラミックス
構造体により達成される。

本発明に言うセラミックス構造体は次め如き方法によっ
て得られるものである。

上記のセラミックス多孔体は、セラミックス材料粉末と
、澱粉を用いて製造することができる。

セラミックス材料粉末としてはアルミナ、シリューセラ
ミックス材料粉末を用いることが好適である。これらの
セラミックス材料粉末としては、特に分級により粒度を
揃えたものを用いることが好結果をもたらす。なお上記
のセラミックス材料粉末は単独で用いてもよいし併用し
てもよい。

上記セラミックス材料粉末とともに用いられる澱粉は通
常使用されるものをそのまま用いることができる。一般
的に、各種植物から分離抽出された澱粉はその母体とな
る植物により特有の均質な粒径を有しており、穀類を母
体とするものは比較的細粒であり芋類、果実類を母体と
するものは比較的粗粒である。本発明に適用する澱粉は
、必要とする気孔径の大きさに応じてこれ等のものから
適宜選択して使用すればよい。

本発明に係るセラミックス多孔体は通常公知の方法によ
り客層に得られる。即ち、例えば上記セラミックス材料
粉末と澱粉とを混合し、これを水に分散させる。次にこ
の分散体を澱粉のα化が生じない程度の温度（７０℃以
下）で混練し、スラリー状ないし、ペースト状の混線物
を調整し、これを所定の型枠に入れて成型する。この成
型体ではセラミックス材料粒子が澱粉粒子を挟んだ状態
で密に配列しており、材料粒子相互の接触状態（充填状
態）が極めて良好になっている。

次にその成型体を型枠に入れたままの状態で澱粉がα化
する程度の温度（一般的には７０℃以上）で所定の時間
熱処理する。これにより澱粉がα化して副化し、初期の
粒子形状を消失してセラミックス材料粒子間に入りこみ
、バインダーとしての効果を発揮するようになる。この
際澱粉粒子が存在していた痕跡が気孔となり、多孔質体
の構造の基本となる。また澱粉の混入率を加減する事で
、気孔率が左右され、澱粉の量がある程度以上となると
澱粉粒子が相互に隣接し、連続の綱目構造を取るように
なる。

熱処理に際して、急速に成型体を昇温させると、副化と
同時に乾燥が進行して水分が急速に失なわれ、澱粉のバ
インダー作用が十分発揮されない間に乾燥が進み、場合
によっては得られる熱処理体（前駆体）の形くずれ、割
れ、ヒビ入りを生ずる。

従って、上記熱処理に際しては、徐々に昇温するのが好
ましい。この様にして得られる前駆体はかなり強固な結
合状態にあり、この段階での切断。

成型、切削等の賦型加工が可能である。

次に上述の如くして得られた前駆体を焼成炉に入れ低温
より高温領域に昇温しつつ焼成を行うものであるが、こ
の昇温過程において、バインダーとして機能していた澱
粉が焼尽されるものである。

周知の如（、澱粉を構成する元素は炭素、酸素及び水素
の三種であり、焼成に際しても好ましからざるガスを発
生せず、更に熱分解に際しての熱エネルギーも低いため
、焼成段階における澱粉分解域に要する焼成時間を長（
とらずにすみ、更に、発生ガスによるセラミックス体の
破損、変形等も極めて少なくてすむ。上述の焼成に要す
る炉は、酸化性雰囲気のものであれば特に限定するもの
ではなく、電気炉、ガス炉等を適宜に選択使用すればよ
い。各粒子の焼結温度まで達せしめれば粒子同志が焼結
し、強固なセラミックス多孔体を構成する。好ましい三
次元網状組織を構成し、かつ軽量のセラミックス構造体
を得るためには、前述のセラミックス材料粉末に対する
澱粉の重量度を３０重爪部以上に設定する事がのぞまし
い。

また微細気孔の大きさは２００ｍμを上限とし、これ以
上であると表面のきめが粗くなり、液体が浸透し易（な
る。

またその気孔率は高い方が軽量性という点で有利であり
、例えばコーディエライトの微粉末を原料とし、その気
孔率を７５％とした場合、その構造体全体の見かけ比重
がほぼ１となり水に浮く程度の軽量のセラミックス構造
体を得る事が出来る。

軽量化という本発明目的達成の為には気孔率を７０％以
上とするのが好ましい。

かくして得られたセラミックス多孔体に珪酸塩を主体と
するガラス質の薄層を被覆するのであるが、一般的には
釉薬をセラミックス多孔体の表層に塗布し、必要な温度
で焼成する事により釉薬が熔融し、光沢のあるかつ液体
を透過せしめない薄層を形成する事が出来ろ。

本発明の場合、例えばフリット釉、即ち珪石、長石、カ
オリン等をアルカリの炭酸塩、硝酸塩、ホウ酸塩などと
ともに熔融ガラス化したものの粉砕品を表層に施釉し、
８００〜Ｌ２００℃程度の温度で焼成すれば良い。

（発明の効果） 本発明のセラミックス構造体は多孔構造ではあるが、そ
の気孔が極めて微細であり目視ではほとんどその気孔が
確認し得ない点にあり、一般の緻密な陶器、磁器とかわ
らない外観を有する点にある。更にその表層全体を珪酸
塩を主体とするガラス質の薄層で被覆した事、具体的に
は釉薬をかけて焼成しその通液性を抑制した点にある。

即ち、一般的な陶器、磁器よりも比重が軽（、外観的に
はこれ等と同等の外観を有し、更に一般的な陶器、磁器
とは異った所謂ニューセラミックスをその骨格とするた
め強度の面ですぐれたものである事をその大きな特長と
するものである。

本発明になるセラミックス構造体は従来のセラミックス
にない軽量性を有し、しかも気孔が微細であるため見か
けは肌細か＜、シかも多孔構造につきものの通気、通液
性及び汚れ易いという欠点を有さず、壁材、装飾材料と
して好適である。

特に、建築材料の軽量化による高層建築という目的に合
致し、極めて有益である。

また施釉時に彩色軸を用いたり絵づけを行なう事により
、美観を伴なう壁材となり得、ファッション的な要素も
十分に持たしめるものとなり得る。

以下、実施例により本発明を説明する。

実施例 セラミックス材料粉末として高純度コーディエライト（
Ｍｙ２Ａ／４　Ｓ　ｉ　５０１８）平均粒径１０３６Ｇ
Ｆ加えて６０℃とし、十分に混練し、均一なペースト状
流体を得た。これをｓ　ｏｘｓ　ｏｘｓ鵡の板状の型に
注型し、７５℃に設定した乾燥機中に入れ、３時間放置
した。

得られた前屈体を型より離型得、７０℃の乾燥機中に入
れ、２４時間放置し、乾燥に至らしめた。

この前駆体を電気マツクル炉に投入し、室温から１．７
００℃まで徐々に昇温し１００時間かけて焼成しセラミ
ックス多孔体を得た。

この表面にフリット釉薬を薄層に施釉し、風乾後再度マ
ツクル炉に投入し、９５０℃で１０時間かけて焼成、光
沢を有するセラミック構造体を得た。

ここで得られたセラミック構造体は、気孔径５〜１０μ
ｍ気孔率７９％見かけ比重０．９８であり、陶器、磁器
と同等の外観を有する良好なものであった。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックス多孔体の表層を珪酸塩を主体とする
   ガラス質の薄層にて被覆してなるセラミックス構造体。
2. （２）セラミックス多孔体が平均気孔径２００μｍ以下
   で、気孔率７０％以上のものである特許請求の範囲第（
   １）項記載のセラミックス構造体。
3. （３）セラミックス多孔体が三次元網目構造を有するも
   のである特許請求範囲第（１）項記載のセラミックス構
   造体。