JPH0474780A

JPH0474780A - 塩基・シリカ反応を抑制したセラミック製品および該反応の抑制方法

Info

Publication number: JPH0474780A
Application number: JP18338390A
Authority: JP
Inventors: Hisamitsu Tsuyuki; 尚光露木; Kazumasa Goto; 後藤　和昌; Takeshi Hibino; 毅日比野
Original assignee: Inax Corp
Current assignee: Inax Corp
Priority date: 1990-07-11
Filing date: 1990-07-11
Publication date: 1992-03-10
Anticipated expiration: 2010-07-12
Also published as: JPH0764659B2

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】利用分野本発明は、塩基性成分と反応性であるシリカ成分を含有
するセラミック製品における、塩基・シリカ反応を抑制
したセラミック製品：ならびに塩基・シリカ反応か進行
した該セラミック製品における該反応の進行抑制方法に
関する。本発明は、塩基・シリカ反応によってクラック
、破損および表面汚染を発生し得る該セラミック製品の
品質改善に極めて有用である。

従来の技術および問題点陶磁器質製品によって代表される塩基・シリカ反応性セ
ラミック製品は、その焼結焼成時にアルカリ・シリカ反
応性のシリカ成分を形成する。該反応性セラミックスは
アルカリ成分と反応して（例えば海水に含まれるアルカ
リ成分と、或いはセラミック製品を貼着する下地のセメ
ントモルタルに含まれるアルカリ成分と反応して）、ア
ルカリ・シリカ反応生成物を形成する。該アルカリ・シ
リカ反応生成物の膨張によってクラックおよび破損を形
成しそしてその表面析出によって表面汚染を形成する大
きな問題があった。従来この問題を軽減するためには、
（イ）原料中の反応性シリカ成分の量を低減すること、
および（ロ）高温度焼成によってセラミック製品を非吸
水性にすること等が必要であった。しかし、上記の（イ
）の方法では原料が若干高価となりそして供給原料の品
質か不定のため困難な現状にある。上記の（ロ）の方法
では、熱経済および炉の観点から不利でありそして原料
も限定される傾向がある。

従来、このような塩基・シリカ反応性セラミック製品の
該反応性を改善する簡易な手段は、未解決の状態にある
。本発明の主目的は、上記の問題を容易に解決する手段
を提供することである。

問題点を解決するための手段本発明者は予想外にも、上記の塩基・シリカ反応性セラ
ミック製品中の反応性ソリ力成分に、オゾン含有水Ｃ以
下に０３水ということがある）を接触させることによっ
て、該シリカ成分の表面構造が改質されて長期的に安定
化しそしてその反応性が抑制されることを見出した。

従って本発明によって、塩基性成分と反応性であるシリ
カ成分および／または珪酸塩成分を含有する吸水性の鉱
物性セラミック製品に、水の存在においてオゾンを接触
させて反応性シリカ成分の反応部位を改質してなる、塩
基・シリカ反応を抑制した該セラミック製品か提供され
る。

本発明は、塩基・シリカ反応か進行しｊ＝該セラミック
製品について、該反応の進行抑制にも有利に適用できる
。従って本発明によって、塩基性成分と反応性である珪
酸成分および／または珪酸塩成分を含有するセラミック
製品の表面に出現し１こ塩基・シリカ反応生成物を除去
し、該セラミック製品の該反応生成物か出現した部分に
オゾン含有水を浸透せしめることを特徴とする、該セラ
ミック製品の塩基・シリカ反応の進行抑制方法か提供さ
れる。

発明の詳しい記述（１）塩基・シリカ反応性のセラミックスの例示本発明
が有利に適用されるセラミック製品は、代表的には陶器
質、せっ器質および大部分の磁器質製品である。該吸水
性セラミック製品の場合の２４時間浸漬吸水率は、約０
．２％以上、通常は約０．Ｘ以上そして代表的には約１
％以上である。該セラミック製品の塩基性成分としては
、アルカリ成分か特に塩基・ソリ力反応に関与する。反
応性シリカ成分としては、オパール、クリストバライト
、トリツマイト、火山性ガラス、玉軸等のノリカ鉱物、
およびこれに該当する表面かカラス構造を形成している
合成材料かある。一般的には、火成岩系材料、ガラス粉
等も例示される。なお、焼成によってアルカリ・シリカ
反応性となる珪酸塩またはその他の無機質原料も含まれ
る。

（２）　オゾン本発明にて使用するオゾンとしては、無声放電または電
気分解を利用するオゾン発生器から得られるオゾンか有
利に使用できる。例えば、酸素または乾燥空気を交流電
圧によって無声放電させて、オゾンが安価に得られる。

使用する。３水（オゾンの水溶液または過飽和水溶液ま
たはオゾン含有水蒸気等のオゾン含有水であり得る）の
濃度（重量％）は、一般的に約０．０２％以上であり、
約０．０２〜３％程度の範囲であり、通常は約０．０５
〜２％程度であり、そしてオゾン含有水蒸気の場合は更
に高濃度とすることちり能である。なお、上記のオゾン
過飽和水溶液はオゾンまたはオゾン含有気体を加圧下に
水に導入して得られる。上記のオゾン含有水蒸気はオゾ
ンまたはオゾン含何気体と例えば飽和水蒸気とを混合し
て得られ、そして水に対するオゾン濃度は例えば約２０
〜３０％程度の高濃度のものも可能である。ｏ３水にて
接触処理する場合は、０３水に浸潤（例えば０５〜２％
濃度にて数十分間以」二）するが、またはｏ３水をスプ
レーすることかできる。なお、ｏ３の過飽和水溶液ま１
こはオゾン含有水蒸気を使用する場合は、接触処理する
容器を密封するのか一般に好ましい。また、接触処理す
るセラミック製品を容器に入れ、そして（イ）オゾン含
有水蒸気を継続的に導入するが、または（ロ）水を加え
て該物質を浸漬または湿潤させた後に該容器中にオゾン
またはオゾン含有気体を継続的に導入するのも好ましい
処理方法である。

これらの場合、一般的に、接触処理した後に、処理済の
セラミック製品を水洗するのが好ましい場合もあるか、
水洗しなくともよい。なお、０３の作用を緩和するため
に、小量（例えば０３水のオゾンの当量の２／３以下の
当量）の還元性化合物（例えば亜硫酸塩ま１こは亜硝酸
塩）を併用するのも望ましい一態様である。

（３）具体例１〜２本発明を適用するセラミック製品の代表例として、吸水
率５％のせっ器タイル素地を下記のようにして調製した
。すなわち、生滑石および陶石の混合物６３重量５と長
石およびベタライトの混合物３０重量ｔを混合し、長石
の粒子径か約２ミクロン以上になる程度までホールミル
で綿層し泥漿とする。

これに泥漿粘土７１を混合しＬ後、脱水製粉し坏土を作
る。この坏土をプレス圧３００ｋｇ／平方ｃ１１で加圧
し、充填率０．７の成形体（１００ｘ　１００ｘ　５ｍ
ｍ）に成形する。この成形体を最高温度１１５０℃にて
３６時間焼成し、せっ４質のタイル素地を得た。該タイ
ル素地の２４時間浸漬吸水率は５５であった。

例１（実施例）では、このタイル素地を過剰量の２１オ
ゾン水に密封して２４時間浸漬しそして流水にて水洗し
ｆこものを用いた。例２（比較例）では、オゾン水にて
処理しないで流水にて水洗したタイル素地をそのまま用
いた。

内枠寸法が１ｍ強Ｘ１ｍ強の箱状の容器を水平に配置し
、重量比にてポルトランドセメントｌおよび海砂５から
なる下地用モルタルを５ｃｍの厚さに入れて水和硬化さ
せた。その上にポルトランドセメントおよび水からなる
貼着用モルタルを５ｍｍの厚さに入れて、更にその上に
上記のタイル素地試料１０ＸＩＯ枚を目地間隔をおいて
貼着した。アルカリ・シリカ反応促進のために、該試料
を温度４０℃、相対湿度９５％の環境試験室中に３か刃
保持した。本発明による例Ｉでは、タイル素地表面およ
び目地表面のクラックおよび汚染は目視にて検出されな
かった。比較例である例２では、素地表面および目地部
分に径０．５〜２ｃｍ程度の円形状のアルカリンリカ反
応生成物（水ガラス）Ｍ　ｌ　ｍ　Ｘ　Ｉ　ｍ　ア１こ
９６〜１０個程度検出された。

なお、上記の円形状反応生成物は、モルタル（特に下地
モルタル）中のアルカリ成分がタイル素地中に侵入して
、アルカリンリカ反応をおこしそしてその反応生成物が
タイル素地表面および側面に出現したものである。

（４）参考例３〜４上記のせっ４質タイル素地のアルカリ・シリカ反応性を
、ＪＩＳ　Ａ３３０ｇ付属書８に従って、モルタルバー
法によって試験した。該タイル素地を該ＪＩＳに規定す
る粒度に粉砕し、そしてポルトランドセメントおよび水
を混合してモルタルバー供試体を作成した。例３ては、
該粉砕物を１５ｔのオゾン水に密封して２４時間浸漬し
そして水洗したものを用いｆ二。例４ては、未処理の該
粉砕物を使用した。

その他は、ＪＩＳ＾５３０８の付属書８の規定に従って
実施した。その結果を下表に示す。

例４（未処理品）　　　０．８０　　　１，１７　　　
１，２１　　　１．２４すなわち、例４は非常に有害で
あり、そして例３てはアルカリ・シリカ反応が充分に抑
制されていることが実証された。

作用および効果塩基成分およびこれと反応性のシリカ成分か共存するセ
ラミックス中の塩基・シリカ反応（特にアルカリシリカ
反応）は、該セラミックスの耐久性および汚染に極めて
有害であるか、本質的に未解決の状態にあった。本発明
の作用は充分には解明されていないが、該反応性セラミ
ックスに水の存在においてオゾンを接触させることによ
って該シリカ成分の反応性部位であるガラス構造が含水
ゲル状物質に改質されて、その反応性か効果的に抑制さ
れる効果を達成するものと思考される。例えば、反応性
ソリ力成分は代表的に＝Ｓｉ−０の反応部位を有するが
、この場合にはオゾン含有水が作用して長期的に安定な
ミＳ　１−ＯＨ構造に改質されそしてその反応性も充分
に抑制されるものと思考される。しかしながら、本発明
はこのような代表的な理論に拘束されるものではない。

本発明による改質されたセラミック製品および塩基反応
抑制方法は、塩基成分（特にアルカリ成分）と接触する
反応性シリカ成分含有セラミックスの長期的安定化およ
び汚染防止に極めて有用である。なお、使用したオゾン
含有水は最終的には水となるので、害および悪影響は存
在しない。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）塩基性成分と反応性である珪酸成分および／また
は珪酸塩成分を含有する吸水性セラミック製品に、水の
存在においてオゾンを接触させて反応性シリカ成分の反
応部位を改質してなる、塩基・シリカ反応を抑制した該
セラミック製品。
（２）塩基性成分と反応性である珪酸成分および／また
は珪酸塩成分を含有するセラミック製品の表面に出現し
た塩基・シリカ反応生成物を除去し、該セラミック製品
の該反応生成物出現部分にオゾン含有水を浸透せしめる
ことを特徴とする、該セラミック製品の塩基・シリカ反
応の抑制方法。