JPH0337169A - 立体模様の施釉方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は立体模様の施釉方法に関する。詳しくは、釉薬
を塗布した基材表面に、光透過性の模様マスクを通して
レーザー光を照射して該模様状の立体的釉層を形成する
方法に関する。本発明によって、従来は形成が困難であ
った該釉層が容易に形成できる。

従来の技術およびその問題点 基材上に模様状の柚１層を形成するためには、従来はス
クリーン印刷または転写紙によって基村上に非常に薄い
釉薬層を印刷し、キルンを用いて焼成して釉層を形成し
ていた。しかし印刷または転写による方法では、釉層が
非常に薄いため立体感のある釉層の形成は不可能であっ
た。

他の方法としては、基材上に模様状の型紙を貼付し、そ
の上から釉薬をスプレー塗布する方法が試行されている
。しかし、型紙の貼付および剥離は面倒な手作業を必要
とする上に、塗布した釉薬が型紙の下に侵入してにじむ
ため不鮮明となる傾向があった。従って、これを焼成し
て厚めの立体的な模様状釉層を形成することは可能であ
るが、工業的には不都合であった。

本発明によって、予想外にも上記の問題点を解消した、
容易な該施釉方法が提供される。

問題点を解決するための手段 従って本発明によって；施釉すべき基材の所要の全表面
に釉薬を塗布し、光透過遮断性の模様マスクを通してレ
ーザー光を照射して該模様状の照射部分に熔融釉層を形
成することを特徴とする、立体模様の施釉方法が提供さ
れる。

上記の基材としては、陶磁器、セラミック製品、金属製
品、セメント質材等の、従来法によって施釉が可能であ
る基材がすべて使用できる。しかし、セメント質成形物
の場合は、施釉時に熱劣化する場合もあり得るので、該
成形物の少なくも施釉する表面層が水硬性セメントおよ
び焼結有効量の熔融ガラス化性材料粉から本質的になる
セメント質材であるのが好ましい。

該セメント質成形物の少なくも施釉する表面層が、水硬
性セメント、焼結有効量の熔融ガラス化性材料粉、なら
びに珪酸マグネシウム鉱物粉、活性珪酸鉱物粉、珪酸ア
ルミニウム鉱物粉およびこれらの二以上の混合物からな
る群から選ばれる鉱物粉から本質的になるセメント質層
であることが望ましく、これによって該表面層の白華を
更に改善した施釉方法が提供される。

なお、上記の鉱物粉およびガラス粉等は相対的に安価で
あるので、該セメント質成形硬化物全体が、水硬性セメ
ント、焼結有効量の熔融ガラス化性材料粉、ならびに珪
酸マグネシウム鉱物粉、活性珪酸鉱物粉、珪酸アルミニ
ウム鉱物粉およびこれらの二以上の混合物からなる群か
ら選ばれる鉱物粉から本質的になる混和物を成形しそし
て水和硬化してなる、セメント質材であることができる
。

該セメント質成形硬化物全体が、水硬性セメント、熔融
ガラス化性材料粉、ならびに珪酸マグネシウム鉱物粉、
活性珪酸鉱物粉、珪酸アルミニウム鉱物粉およびこれら
の二以上の混合物からなる群から選ばれる鉱物粉から本
質的になる、成形および焼成（例えば１０００℃以上）
してなるセメント質系セラミック材であることが材料強
度の観点から有利である。

作用および効果 本発明によれば、基材の所要の全表面に釉薬をスプレー
等で塗布するので、釉薬を所要の厚さに塗布できる。次
いで、模様マスクを通してレーザー光を照射するので、
レーザー光が透過した部分の釉薬が熔融して模様状の釉
層が形成できる。レーザー光がマスクによって遮断され
た部分の照射されない釉薬は、温水等で洗って容易に除
去される。従って、従来技術では不可能または困難であ
った、適当な厚さの立体模様の釉層が容易に形成できる
。なお実施例に例示するように、施釉層を有する基材の
上に本発明を適用することによって、更に立体感のある
模様状釉層も形成できる。

発明の詳しい記述 前記のように本発明では、従来法によって施釉が可能で
あるすべての基材が使用できる。レーザー光は高熱ビー
ムであるので、使用する釉薬については特に限定されな
い。従って、前記の特定のセメント質基材、およびレー
ザー光の照射に関して以下に記述する。

（１）セメント質材の原材料 水硬性セメントとしては、ポルトランドセメント、アル
ミナセメント、高炉セメント、混合ポルトランドセメン
ト等、の水硬結合性材料粉がいずれも使用可能である。

また任意材料である骨材は、加熱工程において急激な膨
張、収縮を生じない安定なもの（例えば陶磁器質シャモ
ット）が望ましく、また川砂、海砂、珪砂、安山岩、玄
武岩、硬質砂岩等も用いられる。

上記のガラス化性材料粉は、加熱時においてガラス性熔
融物等のフラックスを形成し他の材料粒子間に侵入して
、焼結効果を達成するものである。

具体的には各種のガラス粉、市販のフリット、長石、シ
ラス、火山灰、その他のガラス化性火成青粉等が例示さ
れる。通常はガラス粉、長石粉またはこれらの混合物が
用いられる。

上記の群から選ばれる鉱物粉（好ましい成分）は、その
焼結性または高温度反応性の観点から、微粒状であるこ
とが必要であり、そして一般的には平均粒径が約５０ミ
クロン以下そして通常は約５〜３０ミクロン程度である
。該鉱物粉は、セメント用の骨材とは区別されるもので
あり、（イ）加熱中に活性化して焼結するものおよび／
または（ロ）セメント中のカルシウム成分と高温度反応
して焼結高強度物質を形成するものである。

珪酸成分および酸化マグネシウム酸分を含む珪酸マグネ
シウム鉱物粉としてはタルク、蛇紋岩、緑泥石等の粉体
が例示される。通常は蛇紋岩粉、タルク扮、またはこれ
らの混合物が有利に採用される。

層性珪酸鉱物粉または珪酸成分および酸化アルミニウム
成分を含む珪酸アルミニウム鉱物粉としては、非晶質シ
リカ、微粉末珪砂（骨材用粗珪砂は効果がない）、ろう
石粉（パイロフィライト）、カオリンまたはセリサイト
等の粘土鉱物粉が例示される。通常は、ろう石、微粉末
珪砂、非晶質シリカ、またはこれらの混合物が有利に使
用される。

（２）原材料の配合量 ガラス化性材料粉を含有する耐熱劣化性のセメント質材
料の好ましい配合重量の範囲を下表に示す。これに、成
形およびセメントの水和に必要な量の水（例えばセメン
ト１部に対して０．１〜０゜５重量部の水）を加えて混
和し、成形する。これらの配合量は、本発明の作用効果
を達成する各原材料の好ましい有効量を示すものである
。

一般的な原材料の配合量（重量部） 水硬性セメント　　　　　　　　　　１００部ガラス化
性材料粉　　　　　約５０〜３００部上記の鉱物粉また
は混合物 （望ましい成分）　　　　　約２０〜４００部（好まし
くは約５０〜３００部） 骨材　　　　　　　　　　　　約５００−０部典型的な
原材料の配合ｍ（重量部） 水硬性セメント（例　ポルトランドセメント）１００部 ガラス化性材料粉（例　ガラス粉） 約５０〜２００部 （例えば１００部前後） 珪酸マグネシウム鉱物（例　蛇紋岩） 約５０〜２００部 （例えば１００部前後） 珪酸鉱物および／または珪酸アルミニウム鉱物（例　ろ
う石）　　　　　　　　約５〜１５０部（通常は約１０
〜１００部） （例えば５０部前後） 骨材　　　　　　　　　　　　　約３００〜０部（例え
ば１５０部前後） なお、セメント１００部に対して、他の成分の合計量は
一般的に６００部以下である。

（３）レーザー光の照射 本発明で使用するレーザー光とは、原子および分子内の
束縛電子のエネルギー準位系による誘導放出によって、
光波を発振増幅したコヒーレントな光ビームを意味する
。代表的には、ｃｏ、レーザー等の気体レーザーおよび
ヤグ（ＹＡＧ）レーザー等の固体レーザーが効果的に使
用できる。

本発明にて使用するレーザー装置の出力は特に制限され
ないが、通常約２ｋｗ以上であるのが好ましく、約５ｋ
ｗ以上であるのが望ましい。照射装置の集光レンズと基
材表面との距離は通常約１００ｍｍ〜３００ｍｍ程度で
ある。しかしレーザー光は減衰しにくいので、特に限定
はされない。

レーザー光の基材上の照射面積は、一般的に直径が約１
０＝Ｊ’Ｏｍｍ程度の円形状となる。

レーザー光の照射は、出力が約５ＫＷの場合、レーザー
ガンまたは基材を左右方向に一定の走査速度（通常、数
ｃｍないし数十ｃｍ／秒）にて−定の走査間隔（レーザ
ー光の照射面積によるが通常数ｍ　ｍ　＝　教＋　ｍ　
ｍ　）で移動させて行われる。

本発明の方法は、通常は、実質的に平面状の施釉すべき
表面を有する基材に有利に適用されるが、曲面状の該表
面を有する該基材にも適用できる。

なお、円筒状または円柱状等の棒状の基材表面に施釉す
る場合は、例えば施釉すべき棒状の基材を回転させなが
ら相対的に移動させて、レーザー光を照射することがで
きる。

本発明に使用する装置は、少なくも一個のレーザーガン
並びに該レーザーガンおよび必要に応じて施釉すべき基
材をそれぞれ保持する支持具から本質的に成る。更に、
施釉すべき表面全体にレーザー光を均一に適用するため
、該ガンの支持具および／または該基材の支持具を移動
させる手段を備える。上記の移動手段は、必要に応じて
、エレクトロニクスによって自動的に制御することが可
能である。これらの制御゛手段は、例えば、自動工作機
械等の技術常識に基づき容易に成し得る。

実質的に減衰しないので、６→Ｊと一一マ弓ｔ□用いて
任意の場所にレーザー光を誘導できる、（ロ）光である
ので、プラズマ炎のような構成物質による影響がない、
（ハ）光学系の利用によって、照射ビームの形状および
エネルギー分布を自由に変化できる、（ニ）風等の影響
が少ない、（ホ）照射すべき表面の直前または上流に光
透過遮断性模様マスクを設置して、該マ、スク模様状の
照射が容易にできる、（へ）反射ミラー等を用いて、複
雑な表面および裏面等の照射が可能である、等の利点が
ある。

具体例 例！＝ 重量部にてガラス粉３０部、セメント（普通ポルトラン
ドセメント）３０１に、骨材としての磁器シャモット（
粒径ｌａｍ以下）４０部、水Ｉ６部およびメチルセルロ
ース１．２部を調合して混練した後、押出成形法で幅５
０ｍｍｑ長さＩＱＱｓ＋Ｉｌ、厚さ１０＋ｍの寸法に成
形し、水和養生しそして１０５℃にて空気乾燥して試験
体とした。

青色フリット粉末１００重量部、水１５０重量部および
エタノール５０重量部から実質的になる釉薬スラリーを
、該試験体２の上表面に約０．　１５ｍｍの厚さにスプ
レー塗布した。

島田理化工業（株）製のレーザー（Ｃｏｄ）ガンを用い
、該釉薬塗布面上に水玉模様の光透過マスク６を設置し
、そして下記の条件にてレーザー光４を照射しそして放
冷した。（なお、本例では低出力のレーザーを使用した
が、工業的には出力５ＫＷ以上のものが望ましい。） レーザー光エネルギー密度：約２ＱＯＷ　／平方師集光
しンズ５／釉薬面の距離：約３０ｃｒｓガンの走査速度
（左右方向）：約８　ｃｍ７分ガンの走査間隔（幅方向
）：約８問 照射放冷後に、マスクによってレーザー光が照射されな
かった部分の釉薬塗布面を熱水にて洗い落として、厚さ
約０．１ｍｍの水玉模様の立体的施釉３を有する美麗な
セメント買収ｌを得た。レーザー光の照射による該セメ
ント質表面層の強度劣化は認められなかった。なお、該
水玉模様の釉層はその輪郭がソフトな感じであり好まし
いものであった。

例２： 下記の（１）、（２）および（３）の試験体をそれぞれ
使用して、例１と同様に光透過マスクを用いて施釉を実
施した。

（１）重量部にて珪酸アルミニウム鉱物としてろう石２
０部、ガラス粉２０部、セメントとして普通ポルトラン
ドセメント２０部、骨材として磁器ンヤモット（粒径１
１以下）４０部、水１７部およびメチルセルロース１部
を調合し、混練した後、押出成形法で幅５０■、長さ１
００＋ｕ＋、厚さｌｏｌの寸法に成形し、水和養生しそ
して乾燥して試験体とした。

（２）　重量部にて珪酸マグネシウム鉱物として蛇紋岩
２０部、ガラス粉２０部、セメントとして普通ポルトラ
ンドセメント２０部、骨材として磁器シャモット（粒径
１ｍｍ以下）４０部、水１７部およびメチルセルロース
１部を調合し、これを混練した後、押出成形法で幅５部
ｍｍ、長さ１００＋ａｉ、厚さ１１０ｌｌ１の寸法に成
形し、水和養生しそして乾燥して試験体とした。

（３）　原材料として、下記の混合物（重量部）を使用
した。

普通ポルトランドセメント　　　　１００部蛇紋岩（１
５０メツシユ以下）５０部 ガラス粉（１００メツシユ以下）１２５部ろう石（２０
０メツシユ以下）２５部 色シャモット骨材（粒径ｌｌｍｍ以下）２００部上記の
混合物に水およびメチルセルロースを加えて混練糾、幅
５０＋ｗｍそして厚さ１０＋＋ｕａに押出成形し、長さ
１００１に切断して試料とした。該試料を水和養生しそ
して１０５℃にて空気乾燥して試験体とした。

このようにして、例１と同様な水玉模様の立体的施釉を
有するセメント質板を得た。なお本例の施抽板は、その
非施釉表面および側面に実質的に白華現象の虞れがない
ことを更に特徴とするものである。

例３： 下記のようにして、セラミックタイルの試験体を調製し
た。すなわち、生滑石および陶石の混合物６３重量％と
長石およびベタライＬの混合物３０重量％を混合し、長
石の粒子径が約２ミクロン以上になる程度までボールミ
ルで糊層し泥漿とする。これに泥漿粘土７５を混合した
後、脱水製粉し坏土を作る。この坏土をプレス圧３００
ｋｇ／平方ｃｍで加圧し、充填率０．７の成形体（１０
０Ｘ　１００Ｘ　５ｍ１Ｍ）に成形する。

この成形体を空気乾燥し、上表面に乳白色の釉薬スラリ
ーを約０．２ｒｏｍの厚さにスプレー塗布し、次いで該
素地をトンネルキルン中で最高温度１１５０℃にて３６
時間焼成し、乳白色の釉層を有するせり４質のタイルを
得た。

この乳白色釉層を有するタイルの該釉層上に、例１と同
様にして、青色釉薬スラリーを塗布しそして該水玉模様
マスクを用いてレーザー光を照射して、施釉を実施した
。

乳白色の該釉層上に厚さ約０．１ｍｍの水玉模様の青色
釉層を有する立体感のある施釉タイル板を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明において模様マスクを通してレーザー
光を照射して、該模様状の熔融釉層を形成する態様を例
示する説明図である。 ！・・・施釉した基′材；　２・・・基材板；３・・・
釉層：　４・・・レーザー光ビーム：５・・・集光レン
ズ二　〇・・・模様マスク。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）施釉すべき基材の所要の全表面に釉薬を塗布し、
   光透過遮断性の模様マスクを通してレーザー光を照射し
   て該模様状の照射部分に熔融釉層を形成することを特徴
   とする、立体模様の施釉方法。
2. （２）該基材がセメント質成形硬化物からなり、該成形
   物の少なくも施釉する表面層が水硬性セメントおよび焼
   結有効量の熔融ガラス化性材料粉から本質的になること
   を特徴とする；該釉層およびセメント質材の表面層およ
   び該表面層内部の接合強度を改善した請求項１の施釉方
   法。
3. （３）該成形物の少なくも表面層が、水硬性セメント、
   焼結有効量の熔融ガラス化性材料粉、ならびに珪酸マグ
   ネシウム鉱物粉、活性珪酸鉱物粉、珪酸アルミニウム鉱
   物粉およびこれらの二以上の混合物からなる群から選ば
   れる鉱物粉から本質的になるセメント質層である、該表
   面層の白華を更に改善した請求項２の施釉方法。
4. （４）該セメント質成形硬化物全体が、水硬性セメント
   、熔融ガラス化性材料粉、ならびに珪酸マグネシウム鉱
   物粉、活性珪酸鉱物粉、珪酸アルミニウム鉱物粉および
   これらの二辺上の混合物からなる群から選ばれる鉱物粉
   から本質的になる、成形および焼成してなるセメント質
   系セラミック材である、請求項２の施釉方法。