JPH05339081A - セラミック性色素で被覆された酸化物系の硬質物質粒子、その製造方法およびその使用 - Google Patents

セラミック性色素で被覆された酸化物系の硬質物質粒子、その製造方法およびその使用

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JPH05339081A
JPH05339081A JP5021495A JP2149593A JPH05339081A JP H05339081 A JPH05339081 A JP H05339081A JP 5021495 A JP5021495 A JP 5021495A JP 2149593 A JP2149593 A JP 2149593A JP H05339081 A JPH05339081 A JP H05339081A
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シュトリットマター ルドルフ
Reiner Kunz
クンツ ライナー
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カーバー アルバート
Bernhard Vierus
ヴィールス ベルンハルト
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 酸化物系の、とくにコランダムからなる硬質
物質粒子をセラミック性色素で被覆する。 【効果】 この硬質物質粒子は、たとえばセラミック性
床タイル用のセラミック性釉薬に使用する、着色性、摩
耗防止性、および(または)滑り止め性の添加剤として好
適である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、セラミック性色素で被覆され
た、酸化物系の、とくにコランダムからなる硬質物質粒
子、ならびにその製造方法に関する。 本発明はさらに
その粒子の、とくにセラミック性釉薬、ホウロウ、塗料
および被覆材料における、着色性の、摩耗防止性の、お
よび表面を粗くする成分としての使用に関する。
【０００２】機械的特性、とくに耐摩耗性および滑り止
め性を改良するために、大きな負荷のかかる表面に硬質
物質粒子を取り入れることが多い。 そのような表面の
例としては、とりわけセラミック性床タイルまたはその
釉薬、とくに公営または私有のプールのような湿気の多
い場所にある、または屋外における床表面、あるいは同
じような負荷にさらされる、プラスチックまたは合成タ
イルのような他の材料からなる床張りがある。 この目
的には、硬質物質粒子としてとりわけコランダム粒子が
使用されるが、この材料は、硬質金属または炭化ケイ素
のような非酸化物系硬質物質と異なり、妨害となる化学
反応なしに釉薬およびホウロウに配合することができ、
有利な価格で、十分な硬度および耐摩耗性を備えてい
る。
【０００３】市販されているコランダムの欠点は、着色
性および表面表現性が限られているので、とくに居住空
間および公共の建造物における使用が大きく制限される
ことである。この理由はコランダム粒子に固有の色にあ
り、その色は白色から褐色または灰色から青色、ないし
特殊なコランダムではピンクからルビー色であり、その
上、セラミック性釉薬に使用する場合、焼成工程で変色
することがある。 そのため、釉薬が大体同じ色を有す
る場合でなければ満足できる結果が得られないので、色
の範囲が非常に限られ、強い色調はすべて排除されてい
る。 その際、釉薬中の色素の量を通常の値より多くし
ても解決策にはならない。 その目的のためには、コラ
ンダム粒子は釉薬の表面に存在していなければならず、
その上、原価が著しく高くなるからである。 場合によ
っては、たとえば釉薬と硬質物質との間の異なった色の
はん点模様のような望ましい表面表現性も、同様に大き
く制限されることがある。
【０００４】本発明の目的は、色感を損なうことなく、
任意に着色した釉薬および他の表面に配合することがで
き、一様な着色および、たとえば斑点模様、ツヤ消し、
まだら模様、大理石模様、その他の模様のような特殊な
表面表現を行なうための、色の幅を広げることができる
酸化物系硬質物質粒子を提供することである。
【０００５】この目的は、本発明により、請求項１のセ
ラミック性色素で被覆した硬質物質粒子により達成され
る。
【０００６】酸化物系硬質物質粒子に１種以上のセラミ
ック性色素および結合剤からなる被覆を施せることがわ
かった。
【０００７】このようにして、着色性を制限することな
く、その粒子を使用する材料の表面表現性を損なうこと
なく、硬質物質粒子の良好な機械的特性を活かすことが
できる。
【０００８】ここでセラミック性色素とは、セラミック
性釉薬中に着色成分として使用され、セラミック釉薬中
に溶解しないか、または僅かしか溶解しない（無機）酸
化物から焼成工程により製造される無機化合物（たとえ
ばルチル、スピネル、クロマイト、アルミネート、フェ
ライト等）を意味する。 さらに、用途上の必要に応じ
て、たとえば単相または多相の金属酸化物、金属粉末
等、ならびに着色フリットを使用することもできる。
【０００９】これらの物質は、たとえばＢ．レンプ『化
学辞典』第９版，第４巻，１９９１，Ｇ．ティーメ出
版，シュツットガルト、またはＷ．ハインツ『ケイ酸塩
辞典』第１版，１９８５，アカデミー出版，ベルリン，
２２６頁に概観されている。
【００１０】一般的に、約３００℃を超える温度にさら
されない、ペンキ、プラスチック表面およびコンクリー
トのような表面には、上記の定義によるセラミック色素
のすべてが使用できる。 とくにタイルの釉薬に着色ガ
ラスを使用する場合、硬質物質粒子の周囲で着色ガラス
と釉薬との溶融混合が起り、一部好ましいまだら模様効
果が得られることがある。 釉薬に無機顔料を使用する
際、個々の場合に、釉薬の焼き付けの際に無機顔料がど
の程度の不活性特性を有するかを試験する必要がある。
【００１１】本発明の被覆された酸化物系硬質物質粒子
の原料としては、好ましくは酸化アルミニウム、酸化ジ
ルコニウム、酸化ケイ素、スピネルまたはそれらの混合
物を、所望により通常の不純物および(または)添加剤、
たとえば安定剤または焼結助剤とともに使用する。 と
くに好ましい原料は、コランダム、とくに溶融または焼
結コランダムである。 本発明の被覆した硬質物質粒子
の粒径は、０．０３〜３ｍｍ、好ましくは０．０６〜
０．５ｍｍである。 ＦＥＰＡ標準４２−Ｄ−１９８４
ないし４３−Ｄ−１９８４に記載されているような、狭
い粒度分布をもつものがとくに好ましい。
【００１２】被覆した硬質物質粒子は、その大きさのた
めに、流動性があり、粉塵を発生せず、凝集もしないの
で、作業性が非常によい。 そのため乾式釉薬塗布方法
にも慣用の湿式釉薬塗布方法にも使用でき、自動装置に
より効率的に供給および配量することができる。
【００１３】セラミック性色素は、被覆前の粒子の量に
対して２〜２０重量％、好ましくは５〜１０重量％の量
で使用する。 その際、塗布量は色素の粒径、所望の色
強度、色の深さならびに硬質物質粒子の粒径により異な
る。
【００１４】細かい粒子（たとえばＦＥＰＡによるＦ２
２０）を使用する場合、セラミック性釉薬は、従来の釉
薬着色で色素の直接添加により達成されるような、視覚
的に一様な色の印象が得られるように着色することがで
きる。 しかし、本発明の被覆した硬質物質粒子を使用
する場合、従来の釉薬着色における色の彩度と同じ色の
彩度を得るのに、著しく少ない量の色素で十分である。
たとえば、乾燥釉薬の総量に対して、色素含有量が最
高１０重量％の着色被覆したコランダム粒子７重量％を
使用することにより、従って最高０．７重量％の色素
で、同じ釉薬に５重量％の色素を直接加えた場合と同じ
色の彩度が達成される。
【００１５】これによって、他の色素構成を避ける必要
なく、釉薬の重金属含有量を著しく下げることができ
る。
【００１６】被覆用の結合剤としては、基本的に、硬質
物質および色素の両方を十分に濡らして十分に固く密着
する層を形成し、被覆粒子の意図する用途たとえばタイ
ルの釉薬焼き付けに対して有害な作用を及ぼさないな
ら、どのような結合剤でも好適に使用できる。
【００１７】好ましい結合剤は、それぞれ無色のガラス
フリットを加えた、または加えない、ケイ酸、ケイ酸
塩、モノリン酸アルミニウム、またはこれらの物質の混
合物である。 ソーダ水ガラスのようなアルカリケイ酸
塩（水ガラス）がとくに好ましい。
【００１８】本発明の被覆した硬質物質粒子は、簡単
で、かつ価格的に有利な方法で製造できる。 そのため
には、たとえば被覆すべき硬質物質粒子をまず結合剤の
溶液または分散液で濡らす。 これはたとえば、通常の
ミキサー中で簡単に混合するか、あるいは移動している
粒子に吹き付けることにより行なうことができる。 溶
液または分散液としては、水または他の容易に揮発し得
る液体との溶液または分散液を使用するのが好ましい。
粒子を一様に濡らし、使用する色素の結合に必要な量
よりも著しく多くない量の結合剤溶液または分散液を使
用するのが有利である。 必要な量は、粒子の比表面積
ないし大きさ、および溶液ないし分散液の粘度および色
素により異なる。
【００１９】そのようにして濡らした粒子は、続いて、
一様な被覆が形成されるように、必要量の細かく粉砕し
た色素と混合する。 好ましくは、結合剤と色素の量的
比率は、この被覆の外側に過剰の結合剤が存在しないよ
うに選択する。 これは、さもなくば粒子同士が容易に
粘着し、凝集物を形成するからである。 色素で被覆し
た後、粒子をまず乾燥させる。 この後の熱処理は、所
望の用途に非常に強く左右され、 − プラスチック表面、コンクリートに使用する場合、
ならびにとくに着色ガラス層で被覆したコランダムをタ
イルに使用してまだら模様効果をだす場合の最低３００
℃ から − 被覆したコランダムの絶対不活性な特性が必要な場
合の、タイルに使用する最高１２００℃ までの温度範囲を含む。
【００２０】最後に、所望により粉砕し、および(また
は)フルイにかけ、生じた凝集物を破砕および(または)
除去する。
【００２１】本発明の被覆した硬質物質粒子の好ましい
用途は、セラミック性釉薬またはホウロウへの添加であ
る。 そこでは、これらの粒子は、第一に耐摩耗性を向
上させ、表面を粗くし、それによって滑りの危険性を少
なくするのに役立つ。
【００２２】このために、粒子は釉薬ないしホウロウの
表面に集積するのが好ましい。 これは、焼成の前また
は焼成工程の最中に、すでにスラリーとして、または粉
体の形で塗布した釉薬ないしホウロウ材料の上に散布す
ることにより、達成することができる。 その上、完成
した釉薬ないしホウロウの層の外観に影響を及ぼすた
め、たとえば表面構造にツヤ消し効果を与えるために、
あるいは釉薬ないしホウロウの原料に、および粒子被覆
に異なった色調および(または)色強度を選択する場合、
斑点模様および類似の色効果を達成するためにも、この
粒子を加えることができる。 この場合、釉薬ないしホ
ウロウの透明度に応じて、粒子を釉薬材料に均一に分散
させるか、あるいはいわゆる釉薬の下の色と同様に、ま
ず基材の上に塗布し、その上に釉薬をかけるのも有利で
ある。
【００２３】とくに好ましいのは、本発明の被覆した硬
質物質粒子を、屋外、湿気の多い場所、および摩耗負荷
の高い床、とくに公共の建造物および工場におけるセラ
ミック性床タイルの釉薬として使用することである。
【００２４】本発明の被覆した硬質物質粒子のもう一つ
の好ましい用途は、たとえば床および壁張り材用のプラ
スチックおよび被覆材料に添加することである。 ここ
でも、その長所、つまり耐摩耗性と着色性が組み合わさ
れる。
【００２５】また、機械的な負荷のかかる塗装に使用す
る塗料に添加するのも、本発明の被覆した硬質物質粒子
の好ましい用途である。
【００２６】その他、本発明の被覆した硬質物質粒子
は、たとえば人造石材料、コンクリートまたは漆喰への
添加剤として使用することもできる。
【００２７】以下に、実施例により本発明をさらに詳細
に説明する。
【００２８】
【実施例１】コランダム［高級コランダム、粒度Ｆ−１
２０（ｄ50＝１１０μｍ）］１ｋｇを、ソーダ水ガラス
溶液（固体含有量３４．２重量％、Ｎａ2Ｏ８重量％、
ＳｉＯ2２６．２重量％、粘度約７０ｍＰａ・ｓ）６０
体積％および水４０体積％からなる混合物２５ｍｌに加
え、パドルつき撹拌装置中で約２０分間混合した。この
ようにして一様に濡らしたコランダムに、色素［たとえ
ばスピネル型の（粒径１００％＜６３μｍ）］１００ｇ
を加え、さらに２０分間混合した。 そのようにして塗
布したコランダム粒子を、１５０℃で、残留水分が最高
０．１％になるまで乾燥させた（ドラム乾燥機中、空気
循環で４時間）。 乾燥後、２１２μｍのフルイにかけ
た。 続いて、その乾燥し、大き過ぎる粒子を取り除い
た粒子を回転管オーブン中で、酸化性雰囲気（空気）
中、１０００℃で焼成した。 平均滞留時間は２時間で
あった。 冷却後、粒子を振動フルイ上で硬質ゴム球を
使用して解砕し、同時に２１２μｍでフルイにかけ、残
留凝集物を除去した。 生成物は、光学的に均質な色調
を与える、流動性のある粒子である。
【００２９】
【実施例２】実施例１と同様に、コランダム粒子をそれ
ぞれ１０重量％のセラミック性色素で被覆した。 下記
の色および組成（重量％）の色素を使用した。
【００３０】 緑色 Ｃｒ2Ｏ3 ９５％ Ａｌ2Ｏ3 ３％ ＳｉＯ2 ２％ 褐色 ＺｎＯ ５０％ Ｆｅ2Ｏ3 ２５％ Ｃｒ2Ｏ3 ２５％ 青色 Ｃｏ3Ｏ4 ２０％ Ａｌ2Ｏ3 ８０％ 黄色 Ｐｂ3Ｏ4 ４０％ Ｓｂ2Ｏ3 ４０％ ＺｎＯ １０％ ＣａＯ １０％ 下記の表は、本発明の硬質物質粒子を使用することによ
り、従来の釉薬着色に対して可能な、環境問題に関連す
る化合物の含有量低下を示す。
【００３１】 色 環境に関連する 色素５重量％ 本発明の粒子 化合物 で直接着色の ７重量％で 場合 着色の場合 （重量％）*) （重量％） 緑色 Ｃｒ2Ｏ3 ４．７５ ０．６７ 褐色 ＺｎＯ ２．５０ ０．３５ Ｃｒ2Ｏ3 １．２５ ０．１８ 青色 Ｃｏ3Ｏ4 １．００ ０．１４ 黄色 Ｐｂ3Ｏ4 ２．００ ０．２８ Ｓｂ2Ｏ3 ２．００ ０．２８ ＺｎＯ ０．５０ ０．０７ ＊）記載する５％との差は、それ自体は環境に関連しな
い色素の成分（たとえばＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｆｅ
2Ｏ3、等）である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アルバート カーバー ドイツ国 ヴァルツフート−ティーンゲン オーベレ・ラントシュトラーセ 15 (72)発明者 ベルンハルト ヴィールス ドイツ国 ラオホリンゲン アデナウアー リング ５

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 酸化物系硬質物質粒子において、少なく
    とも１種類のセラミック性色素および少なくとも１種類
    の結合剤を含む被覆物で被覆してあることを特徴とする
    硬質物質粒子。
  2. 【請求項２】 原料が、酸化アルミニウム、酸化ジルコ
    ニウム、酸化ケイ素、スピネルおよびこれらの酸化物の
    混合物からなるグループから選択されたものであること
    を特徴とする請求項１の被覆された硬質物質粒子。
  3. 【請求項３】 原料がコランダムであることを特徴とす
    る請求項２の被覆された硬質物質粒子。
  4. 【請求項４】 粒径が０．０３〜３ｍｍであることを特
    徴とする請求項１〜３のいずれかの被覆された硬質物質
    粒子。
  5. 【請求項５】 被覆の中のセラミック性色素の量が、被
    覆された粒子に対して５〜１０重量％であることを特徴
    とする請求項１〜４のいずれかの被覆された硬質物質粒
    子。
  6. 【請求項６】 結合剤が、ケイ酸、ケイ酸塩、無色のガ
    ラスフリット、リン酸アルミニウムまたはこれらの物質
    の混合物からなることを特徴とする請求項１〜５のいず
    れかの被覆された硬質物質粒子。
  7. 【請求項７】 結合剤がアルカリケイ酸塩であることを
    特徴とする請求項６の被覆された硬質物質粒子。
  8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかの被覆された硬
    質物質粒子の製造方法において、被覆すべき硬質物質粒
    子を結合剤の溶液または分散液で濡らし、続いて必要量
    の微粉状の色素と混合し、乾燥させることを特徴とする
    方法。
  9. 【請求項９】 結合剤溶液としてアルカリケイ酸塩水溶
    液を使用することを特徴とする請求項８の方法。
  10. 【請求項１０】 硬質物質粒子の被覆を、乾燥後、３０
    ０〜１２００℃の温度で硬化させるか、ないし焼き付け
    て行なうことを特徴とする請求項８または９の方法。
  11. 【請求項１１】 請求項１〜７のいずれかの被覆された
    硬質物質粒子の、セラミック性釉薬またはホウロウに対
    する添加剤としての使用。
  12. 【請求項１２】 セラミック性タイル、とくに床タイル
    の釉薬の表面における摩耗防止性添加剤および(または)
    滑り止めとしての、請求項１１の使用。
  13. 【請求項１３】 請求項１〜７のいずれかの被覆された
    硬質物質粒子の、プラスチックまたは被覆材料に対する
    添加剤としての使用。
  14. 【請求項１４】 請求項１〜７のいずれかの被覆された
    硬質物質粒子の、塗料に対する添加剤としての使用。
  15. 【請求項１５】 請求項１〜７のいずれかの被覆された
    硬質物質粒子の、コンクリート、人造石または漆喰に対
    する添加剤としての使用。
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