JPH0729862B2 - 多孔質セラミック板の製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は多孔質セラミック板の製法に関する。さらに詳
しくは、平滑で美しい表面を有する多孔質セラミック板
をうることのできる多孔質セラミック板の製法に関す
る。

［従来の技術および発明が解決しようとする課題］ 多孔質セラミック板は、軽量であり、断熱性、耐火性、
作業性などに優れているため、建材などに広く用いられ
つつあるが、一方において表面平滑度、装飾性、表面強
度などに問題を残していた。

そこで、多孔質セラミック板の優れた点を活かしつつ、
欠点を改善するために、陶紙を用いて発泡層と緻密セラ
ミック層とを一体化せしめる多孔質セラミック板の製法
が提案されている（たとえば特開昭62−252385号公
報）。

しかしながら、従来の製法では、加熱により発泡する無
機質原料層の上面または上下面に陶紙を配置し、これら
を同時焼成して、溶化一体化させていた。このため、焼
成時に無機質原料層から発生するガスが抜け切らずに
（上層に緻密層があるとガスが抜けにくい）、多孔質セ
ラミック板の表面にコブができていた。また、表面温度
が裏面温度より50〜80℃程度低くなるよう昇温して、表
面が融着せずポーラスな状態を保ってガスを発散させる
ことが必要であるので、また毎分８℃以上の昇温速度で
はコブの発生をきたすので焼成スピードを上げることが
できず、製造に時間を要していた。

本発明は、叙上の事情に鑑み、コブなどのない平滑でか
つ美しい仕上面をうることができるとともに、焼成スピ
ードをアップさせて生産効率を高めることのできる多孔
質セラミック板の製法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の多孔質セラミック板の製法は、陶紙の上に加熱
により発泡する無機質原料層を設け、これらを同時に加
熱焼成して溶化一体化せしめることを特徴としている。

［作 用］ 加熱により発泡する無機質原料を焼成する際に発生する
ガスはその多くが上方から抜けるが、本発明のように上
層に気密層が設けられていないとガスが抜け易く、表面
に抜け切らずにたまるガスに起因するコブができるのが
防止される。またガスの発散がスムーズに行なわれるの
で焼成スピードを上げることができる。

［実施例］ 本発明は、アルミナ繊維、ムライト繊維（3Al₂O₃・2SiO
₂を主結晶とする繊維であり、機械的強度、耐熱性およ
び耐食性に優れている）および無機粉末からなる混合ス
ラリーなどを抄造してえられる陶紙の上に発泡性無機質
原料を積層し、これらを加熱して溶化発泡させて、発泡
性無機質材料からなる発泡層と陶紙からなる緻密表面層
とを一体に形成することを特徴としている。

発泡性無機質原料としては、天然ガラス、人工ガラスな
どの粉末に、ドロマイト、炭化硅素などの発泡剤を加え
たものを用いてもよいが、ガラス粉末に代えて火山性天
然原料である酸性白土、抗火石、シラスなどにフラック
ス成分と発泡剤を加配して微粉砕（44μ−90％）し、こ
の粉体を0.2〜1m/mに造粒したものを用いるのが温度の
均一、均一発泡加熱によるガスの発散性などにおいて優
れているので好ましい。

フラックス成分とは、他の物質に混入せしめるとその物
質の融点を下げる物質であり、たとえばNa₂CO₃、Na₂SiO
₃、NaNO₃、Na₂HPO₄、Pb₃O₄、2PbCO₃・Pb（OH）_２、BaCO
₃、NaB₄O₇・10H₂O、H₃BO₃、ZnO、ガラス粉、フリットな
どがある。

陶紙は、長石、ガラス粉、フリットなどの無機質粉末原
料に、無機繊維、有機バインダー、無機バインダー、凝
集剤などを配合したスラリーを抄造してえられたシート
状物質である。配合例としては、たとえば、無機質粉末
原料に、アルミナ繊維および／またはムライト繊維を配
合したものや、無機質粉末原料に無機繊維およびパルプ
繊維を配合したものや、無機質原料にパルプ繊維を配合
したものなどがある。このように、陶紙は無機質粉末原
料と繊維質原料とを必須成分としているが、繊維質原料
としてアルミナ繊維および／またはムライト繊維を用い
るときは、焼成時の陶紙の収縮を小さくすることができ
るので好ましい。また、仮焼原料を用いるとさらに収縮
は小さくなる。繊維質原料としてガラス繊維、パルプ繊
維などを用いることも可能ではあるが、これらはシート
形成に問題はないが、加熱により収縮し（このばあい、
基材層は発泡、膨張している）、できた多孔質セラミッ
ク板の周辺部に陶紙のない部分（したがって緻密表面層
のない部分）が多くできるという欠点がある。したがっ
て、陶紙の原料中には、アルミナ繊維、ムライト繊維な
どの無機繊維を４〜８重量％含ませるのが好ましい。

陶紙は、前述したごとき配合からなるスラリーを抄造し
て、シート化することでえられるが、抄造に際しては連
続抄紙機を用いることができる。陶紙には、抄紙機によ
りシート化したものに押型することで押型模様を、もし
くは乾燥したシートを印刷機などにより印刷することで
多色模様など所望の模様を付与することができる。ま
た、印刷によるばあいは、従来の方法では実現すること
のできなかったくっきりとした模様のほかに所望の色を
付することもできる。

また、スラリーにCr、Mn、Co、Ni、Cuなどの金属酸化物
や、顔料などの着色剤を配合することで着色シートをう
ることができる。金属酸化物は、焼成時に、ガラス相に
溶け込んで発色する（呈色する元素がイオンとして溶け
込む）ものである。顔料は、金属酸化物のごとくガラス
相中に溶け込まずに、ガラス中に懸濁するものであり、
前記したごとき金属酸化物と、カオリン、長石などを混
合して、仮焼し、水洗後に粉砕してえられる。顔料はフ
ラックスに対して安定したものである必要がある。

多孔質セラミック板は、陶紙の上に前述したペレット状
の発泡性無機質原料を積層したものを、焼成して一体化
せしめることで製造される。焼成炉としては、耐熱メッ
シュベルトを備えた搬送トンネル炉を採用するのが好ま
しい。メッシュベルトを用いると、発泡時に揮散成分を
上下面から均一拡散させ、かつ、上下面ともに均一な熱
伝達を行なうことができる。

焼成温度は、配合原料のSiO₂、Al₂O₃、フラックス成分
の割合により決定さるが、メッシュベルト、ロールなど
に金属部品を用いるときは、その保全のためにも、でき
るだけ低温で焼成するのが好ましく、具体的には750℃
〜850℃の範囲で焼成を行なうのが好ましい。

陶紙の溶化温度も、原料調合により適宜変化させること
ができるが、製品の性能上基材の焼成温度の方が重要で
あり、優先的に選定する必要があるので、基材よりもや
や低温で溶化するよう調整するのが好ましい。

焼成炉内にて、基材層および陶紙を昇温していくと、基
材層と陶紙は軟化を始め、同時に基材層はガスを発生し
ながら膨張して体積を増し、発泡が進む。このばあい、
下面に重ねられている陶紙も軟化して、溶化し発泡層と
一体となる。

発泡後、基材層と陶紙とが一体となった多孔質セラミッ
ク板は、冷却されるが、このばあいに冷却されたロール
により表面を急冷し、その後表面が再軟化するよう再加
熱（たとえば焼成炉内の雰囲気温度により再加熱をす
る）するのが好ましい。好ましいロールの類は、多孔質
セラミック板の厚さや原料の種類などにより異なり、本
発明においてとくに限定されるものではない。急冷後、
再軟化させることで多孔質セラミック板の明度または光
沢（JIS Z 8722により測定）を増加させることができ
る。ロールで押圧急冷後、再加熱するのは、加熱溶化し
て光沢のあるガラス表面でも、熱間でロール押圧すると
光沢を失ない、マット表面（艶消表面）となるからであ
る。そのため、再度表面を加熱して溶化させ光沢を出し
てから、冷却帯へ移行させて「ひずみ」応力を除去する
よう順次冷却して、緻密層と発泡基体とを一体化せしめ
るのである。こうして、平滑で光沢のある多孔質セラミ
ック板を製造することができる。

急冷押圧ロールの温度は、製品表面温度より60〜70℃低
い温度のロールで押圧すれば、ロールの融着の防止はで
きるが、生産性を高めるためには固化温度まで下げるの
が好ましく、これにより、たとえば表面温度 880℃で焼
成した多孔質セラミック板の表面を 600℃まで急冷し、
その後 850℃程度で再加熱するのが一般的な方法であ
る。

つぎに本発明の多孔質セラミック板の製法を実施例にも
とづき説明するが、本発明はもとよりかかる実施例にの
み限定されるものではない。

実施例 長石69％（重量％、以下同様）、ソーダ灰17％、ZrSiO₄
10％および硝酸ソーダ４％からなる配合原料をポットミ
ルを用いて、粒度 250メッシュ全通となるよう湿式粉砕
した。えられたスリップに、アルミナ繊維５％（外割。
前記配合原料を基準とする）、澱粉５％、アクリルエマ
ルジョン２％、および凝集剤としてアニオンまたはカチ
オンを加配して抄紙濃度（抄紙機により抄きあげる原料
の濃度）１％以下となるように調整した。えられた液状
物を抄造機にかけて、抄紙寸法50cm×50cm×0.1cmのシ
ートを抄き上げた。

この抄造紙にロールにて面圧20kg/cm²をかけて仕上げを
行ない、遠赤外線を２時間放熱して乾燥を行なった。乾
燥後、850℃の溶融温度に調整した６色の顔料を 201セ
ラゾール（三田村商店（株）製の顔料練り上げ用オイ
ル）で練り上げ、模様を６色に分解したそれぞれのスク
リーンを用いて陶紙上に直接スキージ（弾性のあるゴム
または樹脂）にて印刷し、乾燥して模様つき陶紙をえ
た。なお、陶紙は焼成溶化温度が850℃となるように調
整されたものである。

つぎに、酸性白土71％、ソーダ灰10％、硝酸ソーダ４
％、ジルコンフラワー（ジルコンサンドを粉砕したも
の、粒度74μ以下）10％、ドロマイト５％からなる配合
原料を粒度44μ/90％となるようポットミルにて乾式粉
砕し、そののちパン型造粒機にて造粒して粒径１〜2m/m
のペレットをえた。このペレットは発泡基材として使用
され、発泡温度が 870℃となるように配合されている。

連続メッシュベルト上に厚さが 1.5mmの離型紙をしき、
その上にえられた陶紙をのせ、さらにその上に前記ペレ
ット状の発泡性無機質原料を50cm×50cm×1cmの層を形
成するように積層した。発泡性無機質原料層の中間には
ラス網を埋設しておいた。えられた積層物を28cm/分の
速度で炉内に搬送した。500〜800℃の範囲の昇温も12.5
℃／分と速い昇温スピードにもかかわらず、焼成板には
ブク（釉薬層の気泡のことをいう）などの欠点はみられ
ず、平滑で緻密なガラス層と発泡層とからなる化粧板を
うることができた。

比較例 メッシュベルト上に離型粉を塗布し、その上にペレット
状の発泡性無機質原料を50cm×50cm×1cmの層を形成す
るように積層し、さらにその上に表面に模様がスクリー
ン印刷された前記陶紙（厚さ 0.1cm）をのせた。えられ
た積層物を28cm/分の速度で炉内に搬送し、500〜800℃
を12.5℃／分の速度で昇温した。

えられた焼成板は平滑であるが、表面には約15cm位の半
円のしわが残っていた。このしわは明らかにガスによる
コブがロールで押圧された痕跡であり、これを防ぐには
焼成スピードを低下させるか、炉を長くする必要があ
る。従って、同一の炉では 6.0℃／分の昇温が限界であ
り、約40〜50％の生産ダウンとなる。また、発泡性無機
質原料層の上に陶紙をのせたばあい、下に敷くばあいに
比べて陶紙の収縮が大きくなった。下に敷いたばあいが
500mmに対し494mmであったのに、上に敷いたばあいは48
8mmであった。これは、下に敷くばあいはネットとの接
触で陶紙の収縮が押さえられているためと考えられる。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、本発明の多孔質セラミック板の製
法では、陶紙の上に発泡性無機質原料を積層して、加熱
焼成するようにしているので、焼成時に発生するガスが
抜け易くなり、えられた製品の表面にコブができるのを
防止することができる。また、下層の緻密層に陶紙の化
粧層ができるので仕上がりが非常に美しくなる。さら
に、基板層より陶紙は平滑なガラス質のため融点が低く
調整されており、陶紙が解けても発泡ペレットは融着し
ない。したがって、ガスは自由に上方に飛散し、昇温時
に上面と裏面の温度差をつける必要もなく、とくに500
〜800℃の昇温においてもコブの発生による制約もまっ
たくないので焼成スピードを速めることができ、生産効
率をアップさせることができる。

フロントページの続き (72)発明者 吉田 繁夫 大阪府豊中市新千里西町１丁目１番12号 ナショナル住宅産業株式会社内 (72)発明者 宮澤 貴俊 大阪府豊中市新千里西町１丁目１番12号 ナショナル住宅産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−108176（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−252385（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】陶紙の上に加熱により発泡する無機質原料
   層を設け、これらを同時に加熱焼成して溶化一体化せし
   めることを特徴とする多孔質セラミック板の製法。