JPS61270251A - 坏土組成物並びにその特性を利用したセラミツクス - 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） 本発明は特殊な性質を有する坏土組成物並びにこの坏土
組成物を焼成して得られる特殊なセラミックスに関する
。

（従来の技術） 坏土とは、本来、陶磁器などを製造するための原料上を
意味する言葉であるが、ここでは、陶磁器のみＫとられ
れず、セラミックスを製造するための配合原料の意味で
用いる。

最近のセラミックスの進歩は著しいものがある。これは
、成形、焼成等の技術が産業全般の技術的進歩を背景に
大きく改善されたことが寄与しているとみることが出来
る。陶磁器はセラミックスの重要な一分野であり、その
製造技術は現在のセラミックス製造技術の根幹として受
は継れている。セラミックスとくにニューセラミックス
の分野においては、原料はあまシ大きな問題になってい
ないようにもみえる。これは、ニューセラミックスで用
いる原料が管理された工場で製造されるものを用いるた
めである。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、この場合でも、何等かの理由で原料の製造工程
を変更した場合に嬬、最終製品への影響は無視できない
ものがあるとされている。

陶磁器など、比較的古い範ちゅうのセラミックスの場合
には坏土を如何に調製するかが、現在でも大きな問題と
されている。

しかしながら、陶磁器などで原料の配合を検討する場合
、既に製造される目的物が定、められておシ、その目的
物を支障なく製造するために坏土を調製するのが通常で
ある。この場合、調製の範囲は狭く、製造技術が進歩す
る程、よシ狭い範囲で精密なコントロールを行うように
なるのが通例である。例えば、坏土の化学組成について
みると、その化学組成の変更は焼成条件の変更を必要と
する。このような変更は、同一規格の製品を大量生産す
るという現在の製造方式においては好ましいものでない
ことは明らかである。

さらに原料の形状についてみるといわゆる薄片状の原料
は坏土中で配向し、このことが不均一な焼成収縮などを
引き起こすとされ、このような原料は意識的に用いられ
なかった。従って、急激な乾燥焼成に耐え難い欠点を生
じ易く、自由な造形も行い難く、切削切断加工もし難い
場合があった。

本発明者等は現在の技術的な考えに囚われず、坏土の性
質そのものを追求した結果、従来の坏土にみられない秀
れた性質を備えた坏土組成の条件を見出し、本発明をな
すにいたった。

（問題を解決するための手段） 本発明は、 （１）　　自由水軍の状態に換算して無機物質９０％以
上を含有し、以下の０）乃至に）の全ての条件を満すこ
とを特徴とする坏土組成物。

Ｃ）　アスペクト値５以上の板状物質を５０％以上含有
する。

（ロ）焼成物に換算して、ＣａＯ１及びＭｇＯの含有率
（重ｆｆｉ％）に次の不等式が成立する。

ＣａＯ−１−Ｍｇ０≧１５ ｅウ　　焼成物に換算して５ｉｎｔの含有率（重量％）
が次の不等式を満たす。

８０≧８１へ≧１５ に）　４０重量％以上が４４μｍの篩を通過する。

（２１（１）の坏土組成物を均一な方向性を持たせるよ
うに成形したのち、５００℃以上の温度で焼成したこと
を特徴とするセラミックス。

である。

本発明に用いる板状物質としては、天然あるいは人工的
に合成した珪灰石、雲母族鉱物、滑石、水酸化マグネシ
ュウムなどがある。

これらの板状物質のアスペクト値は５以上であることが
必要である。アスペクト値がこの値を下廻ると成形性が
低下する傾向が認められる。

アスペクト値は７以上であることが特に望ましい。板状
物質の含有率は３０％以上であることが必要である。板
状物質の含有率が５０％を下廻ると乾燥時や焼成時の急
加熱により、亀裂を生じるなどの好ましくない現象を生
じる。板状物質の含有率は６０％以上が特に望ましい。

ＣａＯ，ＭｇＯの含有率（重Ｊｉｉ％）は全般に大きい
方が望ましく、これらの含有率から計算されるＣａＯ−
）−ＭｇＯなる指数の値と成形性ひいてはこの坏土の特
性を利用し友セラミックスの緒特性とは密接な関係があ
る。この値が１５未満の場合には、坏土としての成形性
は大きく低下するばかりでなく、焼成温度が比較的低゛
温度でも多量の液相を生じ、かつこの坏土組成物を焼成
して得られるセラミックスの機械加工性も急低下するに
至る。本発明の効果を上げるためには、前記指数の値が
５０以上であることが特に望ま・しい。

ｓｉｏ、の含有率は本発明の坏土組成物の特性を利用し
焼成して得られるセラミックスの機械加工性に大きな影
響があシ、１５から８０重量％の間にあることが必要で
ある。１５％未満であるとＡム０．などが相対的に増大
し焼成物が硬くなるので機械加工性が低下する。また８
０％を超えても矢張り焼成物の硬度は大となシ機械加工
性は低下するからである。而して成形性機械加工性等の
諸性質から見て特に好ましいのは５ｉｎ２の含有率は２
０％から５０％の間にあることである。

坏土組成物の粒度も重要な要件であり、４４μｍの篩を
通過する部分が少くとも４０重量％以上あることが成形
性を良好にするために必要である。４０重量％未満であ
ると混線も均一に行われに＜＜、好ましい成形性は得ら
れない。この値は５０重量％以上であることが特に良好
な成形性を得るためには望ましい。

（作　用） この坏土は組成的にはＣａｂ、　ＭｇＯ，Ｓ　ｉｏ２．
　Ａ／、０３゜Ｆ　ｅ、　０．を通常９０％以上（焼成
物換算）含む。

その構造の状態は薄片状物質の間に微粒子状の物質がほ
ぼ均一に分散しているものとみられる。

この構造は各原料がはｙ混練された段階で形成されるの
で坏土は混練されやすくな）、一層均一なものとなると
思われる。かつ、焼成のための成形の段階においては、
薄片状物の存在のために剪断力が比較的大となるため、
成形の途中でくずれ落ちる等の不都合がなくなり、同時
に微粒状物の存在によシ、潤活性も与えられるため成形
が意のま＼に自由に行われやすくなる等成形性がよくな
るものと考えられる。更にまた成形物が焼成物とされた
状態においても前述の薄片状物は一般に硬度は低目の性
状を呈することが多いため機械加工性も良好となるもの
と思われる。

坏土の調製は配合する原料をドレン機などで混合し適度
な粘性の出るよう水量を調節することによって行なわれ
る。

本発明の坏土組成物は均一な方向性を持たせることＫよ
シ、さらに秀れたセラミックスを製造することが出来る
。均一な方向性を持たせる成形法としては、ドレン機に
よる押し出しなどの比較的簡単な方法によって行うこと
が出来る。

この方法によって角柱、パイプなどのセラミックス製品
を製造することが出来る。本発明の坏土組成物と特開昭
５８−７６２０８のセラミックス板を製造する方法を組
合せると、とくに秀れたセラミックス板を製造すること
が出来る。また、スリップキャスティング等の従来の方
法を用いることもできる。

本発明の坏土組成物をセラミックス化する温ミックスに
機械加工性を付与する上からもとくに望しい。

以下実施例によシ本発明の詳細な説明する。

実施例−１ アスペクト値ｚ２の天然のワラストナイト６０％に木節
粘土３５％長石５％の組成物をつくシ、これに水２０％
を配合して押出成形用の坏土を調製した。この坏土の自
由水零の状態に換算した無機物質量率は９９％以上であ
シ、ＣａＯ＋　ＭｇＯの値は約５４．５％であシ、Ｓｉ
Ｏ２の含有率は４５．０％であった。またこの坏土を水
で稀釈し、４４μｍの篩に掛けたところ、篩上は自由水
零の状態に換算して１５％であった。

この坏土を真空押し出し機によシ外側直径２２０■、肉
厚２０−の円筒状に押し出すときの圧力は３６　ＫＪ！
／ｃｍ”であった。この円筒状に押し出された成形物を
縦に切開き、ロールで圧延して厚さ３■巾６０傷長さ１
ｍの板状となしたところ、成形性が従来になく良いこと
がわかった。

この成形物の破断面を顕微鏡で観察したところ、加えた
ワラストナイトの７０％以上が板の表面にほぼ平行にな
るように配向していることが認められた。次いで板の両
面を赤外線加熱装置を用いて１０分間で自由水１％以下
の状態にまで乾燥した。乾燥物は亀裂も全くなく強さも
大きくハンドリングも容易であった。更にこの乾燥物を
ローラーハース炉で７０℃／分の温度で１１５０℃まで
加熱したところ、乾燥物と同様に、亀裂の発生もなく、
得られた焼成物は曲げ強度が５８５±１５　秘−２であ
シ、叩くと金属音を発し、かつ通常の材木用鋸で自由な
形に切断することもできた。

比較例 自由水茎の状態に換算して重量で粘土５５％、長石５５
％、石英１０弧、従−ｐテｃａｏ＋Ｍｇｏは５％以下で
ある組成物をつ＜シ、これに水２０％を配合して坏土を
調製し九〇この坏土を実施例−１と同様に切開き圧延し
た。この組成の成形物は一般陶磁器質組成の成形物に近
似のものであるが、圧延成形の際の剪断応力によって大
きい亀裂が発生し、厚さ５曽の生地を成形する事は出来
なかった。そこでこのものを厚さ７ｍ以上として成形し
、加熱速度を２０℃／分以下にして乾燥したところ、亀
裂のない乾燥物ができたけれども、矢張シ壊れ易くハン
ドリング性は実施例−１のものに比較してはるかに劣っ
た。

（発明の効果） 以上詳細に説明したところによシ、本発明の効果は次の
通りである。

（１）本発明の坏土は従来の坏土に見られない、配向性
を持った構造を基本とするものであり、との配向が坏土
自体の特性或はその特性を利用する成形乾燥焼成におい
ても、また焼成して得られるものにおいても特徴を発揮
するものである。

（２）本発明の坏土組成物は前記説明したサンドイッチ
状微構造のために混線均一化の容易性並に良好な成形性
を有する特長がある。

（３）　　またその成形性の良さによって、成形中に端
部がかけたり、亀裂が入ったシ、全体として変形したシ
することがなく、自由な造形を行うことができる。

（４）本発明坏土は上記のような特長を有するので、急
激な乾燥、焼成に耐えて、亀裂、変形のない焼成品、セ
ラミックスを得ることができるという効果を奏する。

（５）　　本発明坏土組成物の特性を利用したセラミッ
クス焼成物として、上記の特長によって亀裂変形なく３
箇以下の、従来には見られない超薄形かつ大形の板状製
品を得ることができる。

（６）本発明の坏土組成物差にその特性を利用したセラ
ミックスとして、成形性良く、亀裂変形なく自由な造形
乾燥焼成ができる故に、創作者の意のま＼の造形芸術作
品も特に作シ易いという効果も奏し得る。

（７）　　本発明に係る前記セラミックスは更に１２０
０℃以上の耐熱性を有し、かつ気孔率５％以上になるよ
うに成形焼成されたものは簡単な工具を用いて切断切削
などの加工が容易に可能となるので、不燃薄板はもとよ
り、建設をはじめとし、工業用にまた家庭用に広範な需
要を期待することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）自由水零の状態に換算して、無機物質９０％以上
   を含有し、以下の（イ）乃至（ニ）の全ての条件を満す
   ことを特徴とする坏土組成物。 （イ）アスペクト値５以上の板状物質を３０％以上含有
   する。 （ロ）焼成物に換算して、ＣａＯ及びＭｇＯの含有率（
   重量％）に次の不等式が成立する。 ＣａＯ＋ＭｇＯ≧１５ （ハ）焼成物に換算してＳｉＯ＿２の含有率（重量％）
   が次の不等式を満たす。 ８０≧ＳｉＯ＿２≧１５ （ニ）４０重量％以上が４４μｍの篩を通過する。
2. （２）自由水零の状態に換算して、無機物質９０％以上
   を含有し、以下の（イ）乃至（ニ）の全ての条件を満た
   すことを特徴とする坏土組成物を均一な方向性を持たせ
   るように成形したのち、５００℃以上の温度で焼成した
   ことを特徴とするセラミックス。 （イ）アスペクト値５以上の板状物質を３０％以上含有
   する。 （ロ）焼成物に換算して、ＣａＯ及びＭｇＯの含有率（
   重量％）に次の不等式が成立する。 ＣａＯ＋ＭｇＯ≧１５ （ハ）焼成物に換算してＳｉＯ＿２の含有率（重量％）
   が次の不等式を満たす。 ８０≧ＳｉＯ＿２≧１５ （ニ）４０重量％以上が４４μｍの篩を通過する。