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技術 多孔質セラミック板の製造方法

出願人 エリー有限会社
発明者 尾笹利明
出願日 2002年11月12日 (18年3ヶ月経過) 出願番号 2002-327713
公開日 2004年6月10日 (16年8ヶ月経過) 公開番号 2004-161518
状態 未査定
技術分野 積層体(2) 多孔質人造石または多孔質セラミック製品
主要キーワード 機能性材 電磁波遮蔽作用 マイナスイオン発生作用 多孔質セラミック板 放射線遮蔽能 マイナスイオン発生用 木質炭化物 焼失材
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この項目の情報は公開日時点(2004年6月10日)のものです。
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図面 (7)

課題

各種機能性に優れた多孔質セラミック板を提供する。

解決手段

この発明はセラミック原料となる粘土と、比較的低温域での焼成によって焼失する粉体粒状物又はペースト状の焼失材と、機能性を備えた有機質又は無機質鉱物からなる粉体状又は粒状の添加物とを、加水混合及び混練したものを、所定形状に成形後乾燥させて焼成する方法に関する。そして上記低温域での焼成を酸化雰囲気で行うことにより焼成体内部を多孔質化した後、比較的高温域において非酸化雰囲気で焼成することにより、上記添加物の機能性を保持して残存させるものである。上記添加物はマイナスイオン発生作用抗菌性放射線遮蔽作用,電磁波遮蔽作用磁力線遮蔽作用のうち一種以上の機能を備えた物質である。また、異なる機能を備えた二層以上の層を一体的に積層して焼成することができる。さらに同一又は同種の機能を備えた二層以上の層間に無孔質層を介在させて積層することもできる。

概要

背景

【特許文献】
特開平6−166141号
従来例えば吸放湿性,吸音性防水性防湿性等の各種の機能を備えた多孔質セラミック板製法が上記特許文献等によって知られている。
さらに上記方法は機能の異なる多層のものを接着剤等を用いることなく一体的に焼成する技術を含んでいる。

概要

各種機能性に優れた多孔質セラミック板を提供する。この発明はセラミック原料となる粘土と、比較的低温域での焼成によって焼失する粉体粒状物又はペースト状の焼失材と、機能性を備えた有機質又は無機質鉱物からなる粉体状又は粒状の添加物とを、加水混合及び混練したものを、所定形状に成形後乾燥させて焼成する方法に関する。そして上記低温域での焼成を酸化雰囲気で行うことにより焼成体内部を多孔質化した後、比較的高温域において非酸化雰囲気で焼成することにより、上記添加物の機能性を保持して残存させるものである。上記添加物はマイナスイオン発生作用抗菌性放射線遮蔽作用,電磁波遮蔽作用磁力線遮蔽作用のうち一種以上の機能を備えた物質である。また、異なる機能を備えた二層以上の層を一体的に積層して焼成することができる。さらに同一又は同種の機能を備えた二層以上の層間に無孔質層を介在させて積層することもできる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

セラミック原料となる粘土と、比較的低温域での焼成によって焼失する粉体粒状物又はペースト状の焼失材と、機能性を備えた有機質又は無機質鉱物からなる粉体状又は粒状の添加物とを、加水混合及び混練したものを、所定形状に成形後乾燥させて焼成する方法において、上記低温域での焼成を酸化雰囲気で行うことにより焼成体内部を多孔質化した後、比較的高温域において非酸化雰囲気で焼成することにより、上記添加物の機能性を保持して残存させる多孔質セラミック板の製造方法。

請求項2

添加物がマイナスイオン発生作用抗菌性放射線遮蔽作用,電磁波遮蔽作用磁力線遮蔽作用のうち一種以上の機能を備えた物質である請求項1の多孔質セラミック板の製造方法。

請求項3

異なる機能を備えた二層以上の層を一体的に積層して焼成する請求項1又は2の多孔質セラミック板の製造方法。

請求項4

同一又は同種の機能を備えた二層以上の層間に無孔質層を介在させて積層した請求項1又は2の多孔質セラミック板の製造方法。

請求項5

片方外表面側に無孔質止水性を備えた表面層を形成する請求項1,2又は3の多孔質セラミック板の製造方法。

請求項6

添加材トルマリンゲルマニウム木炭又は竹炭のうち一種又は二種以上を含む請求項1,2,3,4又は5の多孔質セラミック板の製造方法。

請求項7

添加材がニッケルマンガンバリウム白金の一種又は二種以上を含む請求項1,2,3,4又は5の多孔質セラミック板の製造方法。

請求項8

添加材がパラジウム又は鉄又はステンレススチールの一種又は二種以上を含む請求項1,2,3,4又は5の多孔質セラミック板の製造方法。

技術分野

0001

この発明は主に建材舗装材として各種機能性をもたせるための多孔質セラミック板の製造方法に関する。

背景技術

0002

【特許文献】
特開平6−166141号
従来例えば吸放湿性,吸音性防水性防湿性等の各種の機能を備えた多孔質セラミック板製法が上記特許文献等によって知られている。
さらに上記方法は機能の異なる多層のものを接着剤等を用いることなく一体的に焼成する技術を含んでいる。

発明が解決しようとする課題

0003

しかし上記発明を含め、従来の焼成は例えば900℃程度の焼成温度で一様に酸化雰囲気下で加熱焼成するため、マイナスイオン発生作用抗菌作用等の機能性をもつ有効材料が材質によっては高温加熱により焼失したり変質することにより、機能性を備えた材料が本来の機能を発揮できない等の欠点があった。

0004

上記問題点を改善又は改良する本発明の方法は、特に機能性を備えた添加材焼損又は酸化させることなくセラミック内に閉じ込めることを特徴としており、第1にセラミック原料となる粘土と、比較的低温域での焼成によって焼失する粉体粒状物又はペースト状の焼失材と、機能性を備えた有機質又は無機質鉱物からなる粉体状又は粒状の添加物とを加水混合及び混練したものを、所定形状に成形後乾燥させて焼成する方法において、上記低温域での焼成を酸化雰囲気で行うことにより焼成体内部を多孔質化した後、比較的高温域において非酸化雰囲気で焼成することにより、上記添加物の機能性を保持して残存させることを特徴としている。

0005

第2に、添加物がマイナスイオン発生作用,抗菌性放射線遮蔽作用,電磁波遮蔽作用磁力線遮蔽作用のうち一種以上の機能を備えた物質であることを特徴としている。

0006

第3に、異なる機能を備えた二層以上の層を一体的に積層して焼成することを特徴としている。

0007

第4に、同一又は同種の機能を備えた二層以上の層間に無孔質層を介在させて積層したことを特徴としている。

0008

第5に、片方外表面側に無孔質止水性を備えた表面層を形成することを特徴としている。

0009

第6に、添加材がトルマリンゲルマニウム木炭又は竹炭のうち一種又は二種以上を含むことを特徴としている。

0010

第7に、添加材がニッケルマンガンバリウム白金の一種又は二種以上を含むことを特徴としている。

課題を解決するための手段

0011

第8に、添加材がパラジウム又は鉄又はステンレススチールの一種又は二種以上を含むことを特徴としている。

0012

以下本発明の実施形態を図面を参照して説明すると、この発明では一般に知られているセラミック原料となる粘土に対し、樹脂又は澱粉糊等の有機質バインダー等のように、600℃以下の比較的低温域の酸化雰囲気中で焼失する焼失材を加える。上記のほか焼失材としておが燃焼し易い微粉炭等の炭化物を加えることもできる。

0013

上記原料のほか、例えばマイナスイオンを発生させるトルマリン,ゲルマニウム,備長炭や竹炭等の硬質木質製炭化物、抗菌性を備えているチタン,パラジウム(酸化チタン光触媒としてもよく知られており、パラジウムは電磁波や磁力線遮蔽材として知られている)、放射線遮蔽材であるニッケル,マンガン,バリウム,白金(このうちニッケル,白金は電磁波や磁力線遮蔽作用を備えている)、さらに電磁波や磁力線遮蔽作用を備えている鉄又はステンレススチール等の粉体又は粒状物からなる鉱物又は有機質を機能性を備えた添加材として一種以上加える。

0014

さらにこれらの原料に水を加えて全体を混合及び混練して板状に加圧成形後、所定寸法及び形状に切断し、自然乾燥又は加熱乾燥させた後に焼成する。

0015

上記焼成は先ず酸化雰囲気で約600℃程度の比較的低温域で行われる。この低温域焼成では有機質バインダー焼失材が燃焼によりガス化して焼失し、焼成体がポーラス化される。しかし前述した各種機能性材はこれらの条件では焼失又は変質することはない。

0016

続いて焼成雰囲気アンモニアガス又は窒素ガス等の非酸化性ガスを供給して全体を非酸化雰囲気にした後再度加熱焼成を行う。この焼成は焼成体が十分焼結する1200〜1350℃位の比較的高温域で行われる。しかしこれらの高温域においても焼成雰囲気が非酸化雰囲気であるため、木質炭化物を含め焼失したり酸化又は変質することはない。焼成時間は全体として14〜30時間であり24時間位が望ましい。

0017

図6は上記焼成過程雰囲気置換温度変化を示しており、図中のt1が標準的な低温域,t2が標準的な高温域を示し、Pは酸化雰囲気を非酸化雰囲気に置換を開始する時点を示し、その後の温度低下は前述したガスを供給することによるものである。この温度低下を避けるためには予め置換ガスを加温しておくことが望ましい。なお置換ガスは窒素ガスに比べてアンモニアガスの方が、セラミックの強度向上のためには望ましい。

0018

図1図5はこの発明によるセラミック板の焼成例を示し、これらはいずれも原料調合及び混練後連続的に押出成形した後、加熱されたローラ等により加圧成形し、冷却後所定形状及び寸法に裁断する。その後自然乾燥又は加熱乾燥により十分乾燥させ、前述した焼成を行う。

0019

図5に示すように単層のものであれば型成形でもよいが、図1図4のように多層成形の場合は、各層毎に材料調合したものを各別に押出し成形し、加圧ローラで一体的に積層しながら加熱成形することが望ましい。

0020

図1放射線カット用のセラミックとして第一層1と第二層2とに多層成形したもので、両層とも多孔質であり、各層には例えばニッケル,マンガン,バリウム,白金等の放射線カット機能を備えた材料のうち、いずれかの異なる放射線遮蔽材A1と同A2が機能材として各別に添加されている。

0021

図2は主に断熱性,吸音性,マイナスイオン発生企図したものであり、外表側の第一層1は雨水等の透過を阻止する無孔質層からなる比較的薄い層で、第二層2は大グレン粒子気泡からなる多孔質層,第三層3は小グレンの多孔質層からなり、トルマリン,ゲルマニウム,備長炭や竹炭等の硬質の木質炭化物粒等の機能材Bを含んでいる。

0022

図3は吸音性やマイナスイオン発生を企図した間仕切り材パーティション)用のセラミック板であり、第一層1及び第三層3は共に同質で比較的厚手の多孔質層からなり、トルマリン,ゲルマニウム,前述した木質炭化物等の一種以上の機能材Bが添加され、比較的薄い第二層2は強度補強を兼ねた一般のセラミック層からなる無孔質層となっている。

0023

図4内装材に適したセラミック板で、外表側の第一層1は特に機能材は添加されていないが、第二層2の多孔質層には放射線遮蔽能のあるニッケル,マンガン,バリウム,白金等の一種以上からなる機能材Aが添加されており、第三層3の多孔質層には図2に示す場合と同様なマイナスイオン発生用の前記機能材Bが添加されている。

発明を実施するための最良の形態

0024

図5は路面敷設用の舗装材として一層1のみで焼成されたもので、主にハイドロプレーン現象期の凍結等を防止し、雨水の中性化を企図したものであり、大グレンの多孔質層を形成し、その内部には石灰石や木質炭化物等のアルカリ化物質Cが添加されている。

図面の簡単な説明

0025

以上のように構成されるこの発明によれば、多孔質断面でありながら高温域では非酸化雰囲気で焼成されるので、セラミック内に各種の機能性を備えた物質を焼失又は酸化、変質させないで閉じ込められているので、マイナスイオン発生,抗菌性,放射線遮蔽,電磁波や磁力線遮蔽等の各種の機能が損なわれることなく機能する利点がある。
その結果、人の健康や、省エネ効果、環境への好影響を期待し得る耐久性のある優れた建材を得ることができる。

図1
本発明による放射線カット用セラミック焼成体の断面図である。
図2
本発明による建物外壁材用セラミック焼成体の断面図である。
図3
本発明による間仕切り用セラミック焼成体の断面図である。
図4
本発明による建物の内装用セラミック焼成体の断面図である。
図5
本発明による路面舗装用セラミック焼成体の断面図である。
図6
本発明方法における焼成時の雰囲気置換と経時的な温度変化の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
A,A1,A2 放射線カット用機能材
Bマイナスイオン発生用機能材
Cアルカリ化機能材

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