JPH042682A - 耐熱衝撃性緻密質セラミックスの製法 - 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） 本発明は熱膨張係数が２．５〜ｓ、ｏｘｔｏ−’／℃の
所謂中膨張域の素地を使用して、３５０℃以上の高い耐
熱衝撃性を有する緻密質セラミックスを製造する方法に
関する。

本発明で「緻密質セラミックス」とは、吸水率が０〜約
３％のセラミックスを指すものとする。

本発明は、オーブンや電子レンジ用の緻密質セラミック
トレーの製造に好適であるが、トレー以外にも、種々の
加熱機器の耐熱部品等の製造に使用できる。

（従来技術とその問題点） ガラス製品 従来より電子レンジ等のセラミックトレーには硼ケイ酸
ガラスや結晶化ガラスが用いられているが、これらは製
法上の理由で少品種大量生産をする必要があるため、形
状を度々変更したり、必要時に少ロフトずつ製造するこ
とは困難であった。

また、硼ケイ酸ガラスは耐熱衝撃性に乏しく、結晶化ガ
ラスは熱膨脹係数が低く耐熱衝撃性に優れるがコストが
高い欠点がある。

従来の耐熱衝撃性磁器 従来の耐熱衝撃性磁器は、素地中に低膨張性結晶を添加
、あるいは析出させることによって素地全体の熱膨張係
数α８を低膨張域（２，５Ｘ１０−６／ｌ：以下）に下
げて、耐熱衝撃性を得ている（特公昭３８−４３４２号
、特公昭４４−５５５０号）。この場合、素地の熱膨張
係数α８をほぼゼロとすることによって、３５０℃以上
の耐熱衝撃性を有する製品が作成可能であるが、反面、
成形性が悪い、コスト高となる、焼成温度幅が狭い、素
地よりも更に熱膨張の低い釉薬の調整が困難であるなど
の欠点がある。

中駐脹域（αｈ＝２．５〜Ｂ、０Ｘ１０−６７℃）の陶
磁器素地を用いた場合 中膨張域の素地を用いた場合には、大きな熱衝撃が加え
られるとこの時に発生する強い熱応力によって、釉層あ
るいは素地そのものが破壊されてしまう。

特に工業的な溶化性素地（吸水率３％以下）等の吸水率
が少なく組織がより緻密なもの程、熱応力による破壊が
一気に進行し易く、高い耐熱衝撃性を実現するのは困難
になってくる。

この場合、釉層に圧縮応力を働かせることによって耐熱
衝撃性が向上することは従来より知られており、例えば
Ａｍ、Ｃｅｒａｍ、Ｓｏｃ。

Ｂｕｌ　１．６５　［１１］　１５１７〜１９　（１９
８６）などにもその例はある。しかし、それたけでは、
本発明のように３５０℃以上もの高い耐熱衝撃性を得る
ことはできず、この例てもたかだか２５０℃程度である
。

一方、素地を高多孔性（吸水率１０％以上）にすること
によって耐熱衝撃性を向上させることは可能であるが、
この場合、強度が小さくなる、無釉部分から水分や臭気
を吸着し易く（オーブンでの食品の加熱時等）非衛生的
である、また、素地と釉との熱膨張差をあまり大きくす
るとシバリンクを起こし易い等、製品特性の劣化は避け
られない。

（発明が解決しようとする課題） 上述のように、従来技術では、耐熱衝撃性が３５０℃以
上あるような緻密質セラミックスを得るためには素地の
熱膨張係数をほぼゼロにする必要があった。

しかし、このような素地は焼成温度幅が狭がフたり、素
地よりも更に熱膨張の低い釉薬を被覆することが困難で
あるなど、製造が比較的離しい欠点があった。本発明者
は、鋭意研究の結果、熱膨張係数が２．５〜５．Ｏｘ　
１０−６７”Ｃの中膨張域の素地を使用してしかも、上
記欠点を解決する方法を見いたし、本発明をなしたもの
である。

（課題を解決するための手段） 本発明の３５０℃以上の耐熱衝撃性を有する緻密質セラ
ミックスの製法は、（ａ）熱膨張係数が２．５〜５．　
ＯＸ　１０−６／℃の素地を成形して焼締め、（ｂ）次
いで、熱膨張係数が３．０Ｘ１０−６／℃以下で、且つ
、素地との熱膨張係数の差が１．５Ｘ１０−６７”Ｃ以
上となるよう調整された釉を使用して、（Ｃ）該焼締め
素地全体に施釉後釉焼することを特徴とする。

（作用） 以下、本発明の特徴をその作用と共に、具体的に説明す
る。

本発明では、（ａ）素地の熱膨張係数を２．５〜５．　
ＯＸ　１０−６／℃の範囲の中膨張域とすることによっ
て低膨張性の物質を素地中に多量に導入する必要がなく
なるため、 （イ）素地及び釉の使用可能となる組成範囲か広がって
請合上の自由度が大きくなる。

（ロ）焼成温度幅や成形性の改善、寸法精度の向上等製
造上の有利性が増す。

（ハ）高い耐熱衝撃性と同時に強度等信の機能性の付与
が可能となる。

（ニ）製造コストが低減できる。

なと、従来の電子レンジ用セラミックトレーや低膨張耐
熱衝撃性磁器にない様々のメリットが生じる。

（ｂ）釉の熱膨張係数を３．ＯＸ　１０−１″／℃以下
て、且つ素地との熱膨張係数の差が１．５ｘｌＯ−６／
℃以上となるように調整することによって、素地表面の
油層に強い圧縮応力を発生させて、耐熱衝撃性を向上さ
せる。

（ｃ）高台部分も含めて、素地全体を釉層で被覆するこ
とによって、素地露出部分がら熱応力による破壊が発生
する現象を防止する。

なお、素地と釉との熱膨張差の上限は特に限定しないが
、全面を釉層て被覆する必要がある関係上、シバリング
を起こさないよう配慮する必要がある。また、本発明に
おける素地の焼締め温度及び釉焼温度は特に限定される
ものではなく、陶磁器製造法において通常使用される焼
締め温度及び釉焼温度でよい。例えば焼純温度としては
１２００〜１３５０℃、釉焼温度としては１１００〜１
２５０℃である。

本発明では、上記（ａ）〜（Ｃ）の各要件を組み合わせ
ることによって、３５０℃以上の高い耐熱衝撃性を有す
る電子レンジ用緻密質セラミックスを得たものである。

本発明で（ａ）〜（Ｃ）の各要件を上記範囲に限定した
理由は、以下のとおりである。

（ａ）の要件については、素地の熱膨張係数が２、５Ｘ
　１０−’／ｌ：未満でも、例えば、はぼゼロにするこ
とによって、高い耐熱衝撃性を実現することは可能であ
るが、本発明に比較して、製造上に難しい点がある。ま
た（ａ）の範囲を越えて熱膨張係数が大きくなると、大
きな熱応力が生じるため、３５０℃以上の耐熱衝撃性は
得られなくなる。

（ｂ）の要件については、これにより、釉層に強い圧縮
応力を発生させて、製品の熱応力に対する抵抗性を向上
させることを目的とする。したがって、素地と釉の熱膨
張差がこれ以下となると十分な耐熱衝撃性が得られない
。また、釉の熱膨張係数を３．ＯＸ　１０−６／℃以下
としたのは、熱膨張の大きな素地はど釉層に強い圧縮応
力を発生させる必要があるが、これ以上軸の熱膨張係数
を大きくすると素地との熱膨張差を、十分大きくとるこ
とができなくなるためである。

（Ｃ）の要件については、高台部分も含めて、焼締め素
地全体に釉を施すことによりて、素地の露出部分を無く
した。これによって、釉薬のかからない素地露出部分に
熱応力が集中し、破壊が生じて耐熱衝撃性が低下するこ
とを結果的に防止することができる。

次に実施例によって、本発明を具体的に説明する。

（実施例） 表１の素地と表２の釉を種々組合せて、セラミックスを
製作しその耐熱衝撃性を調べた。なお、実施例は１０イ
ンチサイズのディナー皿を成形し、１２００〜１３５０
℃で焼締めたうえで、施釉後１１００〜１２５０℃で釉
焼し製品とした。耐熱衝撃性は水中投下による急冷試験
で判定した。結果を表３に示す。

実施例から明らかなように、本発明に添った実施例では
、３５０℃以上の高い耐熱衝撃性を示し、それ以外の試
料ではシバリングが発生したり、低い耐熱衝撃性てあっ
た。

（発明の効果） 従来技術では、耐熱衝撃性が３５０℃以上あるような緻
密質セラミックスを得るためには、素地の熱膨張係数を
ほぼゼロにする必要があり、製造が容易とは言えなかっ
た。本発明によれば、（イ）素地及び釉の使用可能とな
る組成範囲が広がって調合上の自由度が大きくなる（口
）焼成幅や成形性の改善、寸法鯖度の向上等製造上の有
利性が向上する（ハ）高い耐熱衝撃性と同時に強度等信
の機能性の付与が可能となる（二）製造コストが低減で
きるなと、従来の低膨張耐熱衝撃性磁器にない、種々の
メリットが生じる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （ａ）熱膨張係数が２．５〜５．０×１０＾−＾６／℃
   の素地を成形して焼締め、（ｂ）次いで、熱膨張係数が
   ３．０×１０＾−＾６／℃以下で、且つ、素地との熱膨
   脹係数の差が１．５×１０＾−＾６／℃以上となるよう
   調整された釉を使用して、（ｃ）該焼締め素地全体に施
   釉後釉焼することを特徴とする３５０℃以上の耐熱衝撃
   性を有する緻密質セラミックスの製法。