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CN101244951B - 釉药组成物 - Google Patents

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CN101244951B CN2008100807388A CN200810080738A CN101244951B CN 101244951 B CN101244951 B CN 101244951B CN 2008100807388 A CN2008100807388 A CN 2008100807388A CN 200810080738 A CN200810080738 A CN 200810080738A CN 101244951 B CN101244951 B CN 101244951B
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Abstract

本发明提供一种有效在含有较多含玻璃质材料的无机质烧成体用基材的表面上涂釉的釉药组成物。其是至少含有可塑性材料、非可塑性材料和助熔性材料釉药组成物，其特征在于，所述可塑性材料是从高塑性粘土、木节粘土、高岭土、云母中选择的一种以上的材料，所述非可塑性材料是从硅石、煅烧高岭土、陶石、寿山石、陶瓷砂、熟耐火土、锆石中选择的一种以上的材料，所述助熔性材料是从长石、石灰石、白云石、锌白、碳酸锂中选择的一种以上的材料。

Description

釉药组成物
技术领域
本发明涉及一种在包含较多含玻璃质材料的无机质烧成体用基材表面涂釉时使用的釉药组成物。
背景技术
以往，采用硅酸质原料、石灰质原料、或者水泥等水硬性无机材料成型成板状并硬化后，形成无机质烧成体用基材，然后通过烧成得到的无机板的耐久性优良，更具有优良的美感和质感，作为具有高级感的外壁板等建筑板使用。
例如，在特开2005-194143号公报中，公开了使用矿渣及熟石灰作为水硬性无机材料成型为板后硬化，然后烧成，此外，在特开2005-194144号公报中，公开了以含有矿渣及熟石灰的原料，制造3层形状的烧成体的方法。
接下来，无机质烧成体用基材在烧成之前进一步涂釉，但对于包含较多矿渣和含玻璃质材料等的玻璃质的基材，如果涂釉通常使用的玻料釉，则由于玻璃料中的B2O3成分和在比较低温区域生成的熔融粘性低的玻璃相等，无机质烧成体用基材被浸蚀的情况尚为可知。
专利文献1：日本专利特开2005-194143号公报
专利文献2：日本专利特开2005-194144号公报
发明内容
本发明鉴于目前状况，提供一种可在包含较多含玻璃质材料的无机质烧成体用基材表面上有效地涂釉的釉药组成物。
为解决上述的问题，本发明的第一方式的釉药组成物是至少含有可塑性材料、非可塑性材料和助熔性材料的釉药组成物，其特征在于，所述可塑性材料是从高塑性粘土、木节粘土、高岭土、云母中选择的一种以上的材料，所述非可塑性材料是从硅石、煅烧高岭土、陶石、寿山石、陶瓷砂(セルベン)、熟耐火土、锆石中选择的一种以上的材料，所述助熔性材料是从长石、石灰石、白云石、锌白、碳酸锂中选择的一种以上的材料。
此外，第二方式的釉药组成物的特征在于，在第一方式的釉药组成物中进一步含有无机颜料。
此外，第三方式的釉药组成物的特征在于，在第一方式所述的釉药组成物中，相对于全部固态成分，所述可塑性材料为25～55质量％，所述非可塑性材料为5～20质量％，所述助熔性材料为40～60质量％。。
此外，第四方式的釉药组成物的特征在于，在第三方式所述的釉药组成物中，作为所述非可塑性材料至少含有锆石，该锆石相对于其他固态成分含有5～20质量％。
使用本发明所述的釉药组成物，可以对含有较多含玻璃质材料的无机质烧成体用基材进行有效的涂釉。
具体实施方式
以下，对实施本发明的最佳方式进行说明。
本发明涉及的釉药组成物以可塑性材料、非可塑性材料及助熔(媒溶)性材料为主要成分。
[可塑性材料]
可塑性材料是指在成形、也就是作成形状时给予作为必要的性质的可塑性的材料，具体来说有高塑性粘土，木节粘土，高岭土，叙永石，绢云母，膨润土，白云石等粘土类。
在本实施例中，作为可塑性材料使用了高塑性粘土，另外，可以使用木节粘土和高岭土、云母(タルク)，或者这些物质的组合。
[非可塑性材料]
非可塑性材料是指防止由于烧成时产生的收缩而导致的龟裂及变形，进一步通过与碱反应生成玻璃相，从而给予机械性强度的材料，具体来说是，硅石，硅藻土，云母，硅石烟，熟耐火土等。
在本实施例中，作为非可塑性材料使用了硅石、陶石、煅烧高岭土、锆石，另外，也可以使用寿山石和陶瓷砂、熟耐火土或者他们的组合。
[助熔性材料]
助熔性材料是指在烧成时低温度下生成玻璃相，作为溶入可塑性材料、非可塑性材料的基底的材料，具体来说是长石、白云石、石灰石、菱镁矿、滑石等。
在本实施例中，作为助熔性材料使用了长石、石灰石、锌白、碳酸锂，另外，也可以使用白云石，或者他们的组合。
[其他]
本发明涉及的釉药组成物，可以添加作为着色材料的无机颜料。例如，考虑从钴化合物(蓝)，锰化合物(褐色或紫)、镍化合物(绿、蓝或者红)、铀化合物(黄，红或者黑)，铬化合物(红或者绿)，铁化合物(黄，褐红或者红)，铜化合物(绿)，钛化合物(黄)，金化合物(黄绿)，铈-钼化合物(亮蓝)，铈-钛化合物(黄)，磷酸镨(リン酸プラせオジウム)(绿)，磷酸钕(リ ン酸ネオジウム)(玫瑰红)中发现的色调，并适宜地选择。
[组成配合]
可塑性材料和非可塑性材料和助熔性材料的配合比例为，可塑性材料的25～55质量％，非可塑性材料为5～20质量％，助熔性材料为40～60质量％。可塑性材料不到25质量％时，由于耐火度下降，难抑制终涂层釉药(glaze)对基材的浸蚀作用，当比55质量％多时，由于干燥收缩较大可能会导致龟裂，进一步，由于耐火度过高，粘合性(热粘接性)较差，此外，由于热膨胀过小，会有脱釉(釉飛び)等问题。
这里，耐火度是指釉药烧成的程度，主要分类为在1300℃左右烧成的高火度的釉药，在1000℃左右烧成的低火度的釉药。脱釉是指釉药的热膨胀系数显著小于基材的热膨胀系数的情况下，釉药从基材上剥离飞出的现象。
此外，非可塑性材料不到5质量％时，未发现降低干燥收缩的效果，当多于20质量％时，由于热膨胀系数变大，会产生弯曲等影响。另外，当助熔性材料不足40质量％时，因为釉药组成物反应性差，所以与基材的粘合性(热粘接性)差，当多于60质量％时，因为耐火度降低，难以抑制终涂层釉药的基材浸蚀作用，此外，因为热膨胀系数变大，会发生弯曲等影响。
将按照上述的组成配合形成的釉药组成物作为无机质烧成体用基材的底涂釉药(engobe)使用。
另一方面，涂釉本发明所述的釉药组成物的无机质烧成体用基材以水硬性无机质材料、含玻璃质材料、骨材、增强纤维、可燃性有机成分和废料为主成分。
特别是作为水硬性无机质材料，以含有较多矿渣等玻璃质原料作为基材的原料使用的情况下，含有B2O3等的终涂层釉药被直接涂釉在基材上时，存在基材被浸蚀，从而基材的表面凹凸的危险。
与此相反，首先将未添加B2O3和玻璃料的本发明所述的釉药作为底涂釉药涂釉，在此上，如果进一步涂釉终涂层釉药，基材被浸蚀的危险性减少，同时终涂层釉药和基材的粘合性、热粘接性提高。
[无机质烧成体用基材]
涂釉本发明的釉药组成物的无机质烧成体用基材包括水泥或高炉矿渣、熟石灰等水硬性无机材料，白砂(sirrus，シラス)或飞灰、玻璃粉等含玻璃质材料，硅石粉或熟耐火土、陶石粉、珍珠岩、粘土类等骨材，无机纤维或有机纤维等增强纤维，发泡聚苯乙烯珠或发泡聚丙烯珠、聚乙烯醇树脂等可燃性有机成分，和烧成体的粉碎物和砖瓦废弃物(タイルセルベン)等废料。
作为涂釉本发明所述的釉药组成物的无机质烧成体用基材的原料最优选为，作为水硬性无机质材料的高炉矿渣和熟石灰，作为含玻璃质材料的软化温度在900℃以下的低熔点玻璃粉末，作为骨材的硅石粉、陶石粉和砖瓦废弃物，作为增强纤维的硅灰石和维尼纶纤维，作为可燃性有机成分的发泡聚丙烯珠和聚乙烯醇树脂，作为废料的砖瓦废弃物。另外，添加适合的必要材料，例如无机颜料。
上述的原料中，为制造无机质烧成体用基材，添加并混合水硬性无机质材料15～35质量％，含玻璃质材料1～15质量％，骨材5～45质量％，增强纤维15～35质量％，可燃性有机成分0.2～10质量％，废料5～50质量％，并且添加水5～20质量％，从而制成原料混合物。
接下来，上述原料混合物利用压制成型机压制成型，形成无机质烧成体用基材。压制是将原料混合物散布混入由下盘和框架构成腔体(凹部)内，并利用上盘从框架之上压缩压制。
上盘上贴有型板，型板是金属模具，但优选形成有压纹图案。
并且，在得到的无机质烧成体用基材之上进行涂釉。
[涂釉方法]
下面对本发明所述的釉药组成物的涂釉方法进行说明。
首先，在上述的无机质烧成体用基材之上，将本发明的釉药组成物作为底涂釉药进行涂釉。
优选事先使无机质烧成体用基材干燥。
作为涂釉方法可以使用喷釉法、浇釉法，浸釉法，涂釉法等公知的方法。
涂釉量在100～250g/m2为适当的量。
接下来涂釉终涂层釉药。
作为终涂层釉药没有特殊的限定，但因为是1200℃以下的低火度烧成，因此以玻料釉为先，优选低火度的釉药。
涂釉方法与底涂釉药的方法相同，涂釉量在200～600g/m2为适当的量。
随后，例如，经过温度1150℃、3小时的烧成工序，得到无机质烧成体。
(实施例1)
下面是对本发明的具体实施例及其比较例进行说明。
混合作为水硬性无机质材料的高炉矿渣24质量％，熟石灰2.7质量％，作为含玻璃质材料的E玻璃10质量％，作为骨材的硅石粉17.5质量％、陶石粉10质量％，作为增强纤维的硅灰石25质量％、维尼纶纤维0.3质量％，作为可燃性有机成分的聚乙烯醇树脂0.5质量％，作为废料的砖瓦废弃物10质量％，并且添加适量的水，从而制成原料混合物。
接下来，利用压制成型机将上述原料混合物以压力15MPa压制成型，形成无机质烧成体用基材。
并且，在该无机质烧成体用基材之上，将如表1、表2所示的实施例1～5、比较例1～5的釉药组成物作为底涂釉药进行涂釉。
进而，将包含玻璃料的无光釉(マツト釉)作为终涂层釉药进行涂釉。
这里，无光釉是指具有消光面的釉药。
烧成以1150℃进行3个小时。
表1、表2的下半段表示得到的无机质烧成体的各物性。
终涂层釉药的表面状态通过目视来评价。
关于给予烧成后的弯曲的影响，对于500×1000mm的烧成体尺寸，在900mm跨度上进行弯曲的测定，将无釉的无机质烧成体的弯曲量作为0进行相对比较。(正表示与无釉烧成体相比具有凹弯曲的倾向)
耐裂性是指将吸水4个小时，碳酸化(CO2浓度5％)4个小时，在100℃干燥15～16个小时作为一个循环，在10个循环后用目视判断：无裂缝→○，裂缝少→△，裂缝多→×表示。
耐老化裂纹抵抗性是指，约1个小时达到10个大气压，并在10个大气压下保持1个小时，之后在室温下自然冷却(利用高压釜进行试验)作为1个循环，5个循环后通过视觉判断：用无裂缝→○，裂缝少→△，裂缝多→×表示。
即，老化裂纹是指无机质烧成体制成后，由于经过一段时间后形成龟裂的情况。
[表1]
  原料配合   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5
  可塑性材料   高塑性粘土   40   50   35   35   35
助熔性材料   长石   55   45   50   50   50
  石灰   3   3   3   3   3
  锌白   1   1   1   1   1
  碳酸锂   1   1   1   1   1
非可塑性材料   硅石   0   0   10   0   0
  陶石   0   0   0   10   0
  煅烧高岭土   0   0   0   0   10
  锆石   10   10   10   10   10
  釉面状态   良好   良好   良好   良好   良好
  弯曲(和无釉比较)   -0.25   -0.43   +0.36   +0.28   +0.14
  耐裂性   ○   ○   ○   ○   ○
  耐老化裂纹抵抗性   ○   ○   ○   ○   ○
[表2]
  原料配合   比较例1   比较例2   比较例3   比较例4   比较例5
  可塑性材料   高塑性粘土   60   20   35   30   30
助熔性材料   长石   35   75   55   40   40
  石灰   3   3   6   3   3
  锌白   1   1   2   1   1
  碳酸锂   1   1   2   1   1
非可塑性材料   硅石   0   0   0   25   0
  陶石   0   0   0   0   25
  烧高岭土   0   0   0   0   0
  锆石   10   10   10   10   10
  釉面状态   干燥龟裂   稍浸蚀   显著浸蚀   良好   良好
  弯曲(和无釉比较)   -0.64   +0.39   +0.52   +0.89   +0.63
  耐裂性   ○   ○   ○   ○   ○
  耐老化裂纹抵抗性   ○   ○   ○   △   △
如表1所示，实施例1～5中，可以得到作为终涂层釉药使用的无光釉的良好的釉面，对弯曲的影响小，且没有耐裂性和耐老化裂纹抵抗性的问题，与基材的适合性也良好的釉药组成物。
如表2所示，作为可塑性材料的高塑性粘土的配合比例较高的比较例1抑制终涂层釉药的浸蚀效果高，但釉药组成物的干燥收缩大，导致釉面发生龟裂。作为助熔性材料的长石的配合比例高的比较例2和石灰、锌白、碳酸锂的配合比例高的比较例3因为釉药组成物的耐火度下降，难以抑制终涂层釉药的浸蚀作用，此外，比较例3的该倾向更加明显。
作为非可塑性材料的硅石的配合比例高的比较例4与陶石的配合比例高的比较例5得到终涂层釉药的良好的釉面，但由于釉药组成物的未熔融SiO2增加，在550～600℃附近的石英转移(α
Figure 2008100807388_0
β)导致的异常膨胀(异常收缩)的影响，烧成后的弯曲比无釉的无机质烧成体明显增大。此外，通过耐老化裂纹抵抗性验证了龟裂的发生。

Claims (2)

1.一种釉药组成物，其至少含有可塑性材料、非可塑性材料和助熔性材料，其特征在于，
所述可塑性材料是从高塑性粘土、木节粘土、高岭土、云母中选择的一种以上的材料，所述非可塑性材料是从硅石、煅烧高岭土、陶石、寿山石、陶瓷砂、熟耐火土、锆石中选择的一种以上的材料，所述助熔性材料是从长石、石灰石、白云石、锌白、碳酸锂中选择的一种以上的材料，
相对于全部固态成分，所述可塑性材料为25～55质量％，所述非可塑性材料为5～20质量％，所述助熔性材料为40～60质量％，
作为所述非可塑性材料至少含有锆石，该锆石相对于其他固态成分含有5～20质量％。
2.根据权利要求1所述的釉药组成物，其特征在于，
进一步含有无机颜料。
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