轻质陶瓷器制品及其制造方法技术

提供一种比重轻于一般陶瓷器的陶瓷器制品及其制造方法。在二氧化硅与氧化铝为主要成分的粘土类中加入轻质剂，制得混合物，然后，按所希望的形状将该混合物成型，进行烧成。轻质剂是以二氧化硅与氧化铝为主要成分并具有空心结构的微小球形的空心陶瓷粉末，其表面由以硅酸钠、硅酸钾等的硅酸化合物为主要成分的无机涂层所覆盖。该粉末在质地中以２０－８０％重量的比例均匀地分散并在相邻的空心陶瓷粉末之间通过无机涂层来粘合。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有比一般陶瓷的比重(2．3-2．5)还小的比重(例如1．3以下)的高强度轻质陶瓷器制品。还有，本专利技术还涉及制造该轻质陶瓷器制品的方法。现在，在人类生活的广泛领域内，瓷器、陶器均有很大贡献，然而若举其特性上的缺点之一为比重大。一般说来，陶瓷器的比重为2．3-2．5。从该材料性质的优点来看，该重量是个大问题，从而强烈地希望轻质化。还有，主要在建筑材料或美术陶瓷壁画领域内，希望若能使有美丽的釉面、可自由雕刻、能自由着色，并耐候性及耐热性良好的陶瓷器轻质化，则其利用率将进一步提高。迄今为止，为谋求陶瓷器的轻质化，曾采取若干措施。其一是(A)通过混入发泡剂烧成而形成气泡的方法，还有，(B)在主体陶瓷器中混入已发泡的发泡剂(例如轻质混凝材料等)的方法；另一是(C)混入于可燃材料(例如粉末状的聚酯或木屑等)在高温下气化，并使其在所存在的位置上产生空隙的方法。在(A)、(B)的情况下，可向胶合剂中混入发泡剂，应用多孔性坯料(高领土或绢云母等)，但在粘土及孔隙中混入发泡剂制作气孔空隙时，难于做到气孔均匀化及平均化。还有，在(C)的情况下，随着炉内的温度上升而发生气化。并由于情况不同而起火，烧坏瓷器主体。因而，虽然可制造器皿厚度为20mm以下的制品，但是不可能制造厚度超过20mm以上的制品。而且，在强度上，上述两者都是非常低的。再者，在一般瓷器的情况下，还存在着所谓的在成型后干燥时及烧成时发生很大收缩的问题。由于收缩大，烧成后的制品尺寸有误差。因此，作为解决这样的问题来制造轻质陶瓷器或轻质陶板的方法，例如在特开昭63-203555号报或特开平9-52781号公报中公开了在原土中混入市售的粉末状陶瓷空心体(硅胶球、玻璃球等)，经挤压成型、旋转成型或加压成型而制得成型物的烧成方法。然而，在只是单纯地混入市售陶瓷空心体，例如多孔的硅胶球等情况下，烧成后的强度小，由于成为连续气泡，所以只能得到有吸水性的制品；还有，在用玻璃球的情况下，虽然烧成后的强度大，但由于其本身无吸水性，所以在由和泥机进行挤压成型时，水分不能均匀地遍及，随着时间的经过而发生分离，在成型上也有困难，并发生烧成的制品质量误差。还有，即使在挤压加工时，由于挤压的压力不能均匀地施加，所以即使使用高强度的陶瓷空心体，由于其空心结构不耐压力，部分受到破坏、吸水，强度或比重等均出现误差，因而，不适于制造或者大量生产具有大平面的成型物(陶板)。还有，在使用玻璃球的情况下，釉药的附着也可能变为不均匀。本来，根据瓷土与原料和水充分混合，随时间一起熟化而增加可塑性等理由，所以即使在制造上作为制品其完成率高，但混入无吸水性陶瓷空心体时，发生了难于稳定地混合问题。还有，为改善这一缺陷，有在无可塑性原料中使用市售的有机粘合剂等的情况，该种粘合剂有多种多样的，现在可按用途或制品种类的不同并根据其经验或实验，需要有区别地使用。但由于费时间、粘合剂本身价格高，而且在烧成时气化以及制品本身连续发泡，所以难于制造为制作高强度只需独立气泡的烧成体，而且吸水率也变高，因此，其使用范围受到限制。还有人提出在原土混合时，混入无机粘合剂硅酸钠(水玻璃)等的方法。但是，在这种方法中，难于达到均匀的分散，还有由于过度的混合而导致陶瓷空心体遭受破坏等问题。这一方法也难于提供均匀而稳定的制品。加之，对用这种制法所得到的烧成后的制品破坏并用显微镜将其表面放大进行观察时，发现在其破坏的面上陶瓷空心体与胶合剂(瓷土等)无剥离，陶瓷空心体自身几乎都被破坏了，被分成两个。因此，为了提高制品的强度，需要进一步强化陶瓷空心体本身。本专利技术的目的在于，提供一种不失陶瓷器所具有的特性、成型性良好、有稳定的质量及尺寸稳定性、比通常的陶瓷器比重小、强度高的轻质陶瓷器制品。本专利技术人在以二氧化硅与氧化铝为主要成分、且具有空心结构的微小球形空心陶瓷粉末(市售品)的表面(球面)上形成以硅酸化合物为主成分的无机涂层制成双层结构，以特定的比例将其混合于以二氧化硅与氧化铝为主要成分的原料粘土中，通过烧成使所述无机涂层熔融，在陶瓷器制品的质地中形成相邻的空心陶瓷粉末之间由无机涂层粘合的结构，通过这种制法发现可有效地解决上述任一问题，并得到与一般的陶瓷制品相比，烧成后的比重小并强度高的陶瓷器，从而完成本专利技术。本专利技术的轻质陶瓷器制品，将在以原料二氧化硅与氧化铝为主要成分的粘土类中添加轻质剂经混合而制得的混合物，按所希望的形状成型之后，进行烧成而制成陶瓷器制品，其特征在于，所述轻质剂为以二氧化硅与氧化铝为主要成分，而且具有空心结构的微小球形的空心陶瓷粉末，该空心陶瓷粉末的表面由以硅酸合物为主要成分的无机涂层所覆盖，所述空心陶瓷粉末在所述陶瓷器制品的质地中含有以20-80％重量的比例呈均匀的分散状态，并且在该质地中，存在着相邻的空心陶瓷粉末之间由所述无机涂层粘合的结构。还有，本专利技术的上述轻质陶瓷器制品，其特征在于，构成所述的无机涂层的主要成分为由硅酸钠、硅酸钾、硅酸钙、硅酸锂、硅酸锑、硅酸胺及硅酸铯构成的一组中选择的。再有，本专利技术的上述轻质陶瓷器制品，其特征在于，所述空心陶瓷粉末的平均粒径为45-250μm，其熔点为1200℃以上，所述无机涂层的厚度与所述空心陶瓷粉末的球面厚度比为0．5∶1-2∶1。再有，本专利技术为制造上述轻质陶瓷制品的方法，是通过添加轻质剂制造具有比通常的陶瓷器比重小的轻质陶瓷器制品的方法，其特征在于，准备了以二氧化硅与氧化铝为主要成分并具有空心结构的微小球形的空心陶瓷粉末，该空心陶瓷粉末的表面由以硅酸化合物为主要成分的无机涂层覆盖之后，与以二氧化硅和氧化铝为主要成分的粘土类以该空心陶瓷粉末含量的20-80％重量混合，然后加水混合至均匀为止，将所得到的混合物按所希望的形状成型并进行干燥之后，通过在比所述空心陶瓷粉末熔点低而且所述无机涂层可熔融的温度下进行烧成，即可在上述陶瓷器制品的质地中形成相邻的空心陶瓷粉末之间由所述无机涂层粘合的结构。还有，本专利技术的上述制造方法，其特征在于，构成所述无机涂层的主要成分为由硅酸钠、硅酸钾、硅酸钙、硅酸锂、硅酸锑、硅酸胺及硅酸铯构成的一组中选择的。再有，本专利技术的上述制造方法，其特征在于，作为所述空心陶瓷粉末使用平均粒径为45-250μm，其熔点为1200℃以上，所述无机涂层的厚度与所述空心陶瓷粉末的球面厚度比为0．5∶1-2∶1。首先说明本专利技术的轻质陶瓷器制品。本专利技术的轻质陶瓷器制品，使用以二氧化硅与氧化铝为主要成分的粘土类作原料，向该原料中添加轻质剂并进行混合，使该轻质剂在粘土中呈均质地分散状态，在将这样所得到的混合物按所希望的形状成型后，进行烧成而制得的。在本专利技术的轻质陶瓷器制品中，作为轻质剂，是以二氧化硅与氧化铝为主要成分、且具有空心结构的微小球形(封闭型空心体)的空心陶瓷粉末，该空心陶瓷粉末的表面由以硅酸化合物为主要成分的无机涂层覆盖，该空心陶瓷粉末以20-80％重量的含有比例均匀地分散状态存在于陶瓷器制品的质地中，相邻的空心陶瓷粉末之间的若干粉末通过上述无机涂层的熔融而相互粘合着。在本专利技术的轻质陶瓷器制品中，作为轻质剂所含有的空心陶瓷粉末的芯材(球形陶瓷空心体)，是以二氧化硅与氧化铝为主要成分，因此，耐热性优良，而且由于具有空心结构，所以其比重小(比水的比重还小，例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轻质陶瓷器制品，将在以原料二氧化硅与氧化铝为主要成分的粘土类中添加轻质剂经混合而得到的混合物，按所希望的形状成型之后，进行烧成而制成陶瓷器制品，其特征在于，所述轻质剂为以二氧化硅与氧化铝为主要成分并具有空心结构的微小球形的空心陶瓷粉末，该空心陶瓷粉末的表面由以硅酸合物为主要成分的无机涂层所覆盖，所述空心陶瓷粉末在所述陶瓷器制品中含有以２０－８０％重量的比例呈均匀的分散状态，并且，在该质地中，存在着相邻的空心陶瓷粉末之间由所述无机涂层粘合的结构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：河合纪，
申请(专利权)人：河合纪，
类型：发明
国别省市：JP[日本]