專(zhuān)利名稱(chēng)：：輕質(zhì)陶瓷器制品及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及具有比一般陶瓷的比重(2．3-2．5)還小的比重(例如1．3以下)的高強(qiáng)度輕質(zhì)陶瓷器制品。還有，本發(fā)明還涉及制造該輕質(zhì)陶瓷器制品的方法?，F(xiàn)在，在人類(lèi)生活的廣泛領(lǐng)域內(nèi)，瓷器、陶器均有很大貢獻(xiàn)，然而若舉其特性上的缺點(diǎn)之一為比重大。一般說(shuō)來(lái)，陶瓷器的比重為2．3-2．5。從該材料性質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)來(lái)看，該重量是個(gè)大問(wèn)題，從而強(qiáng)烈地希望輕質(zhì)化。還有，主要在建筑材料或美術(shù)陶瓷壁畫(huà)領(lǐng)域內(nèi)，希望若能使有美麗的釉面、可自由雕刻、能自由著色，并耐候性及耐熱性良好的陶瓷器輕質(zhì)化，則其利用率將進(jìn)一步提高。迄今為止，為謀求陶瓷器的輕質(zhì)化，曾采取若干措施。其一是(A)通過(guò)混入發(fā)泡劑燒成而形成氣泡的方法，還有，(B)在主體陶瓷器中混入已發(fā)泡的發(fā)泡劑(例如輕質(zhì)混凝材料等)的方法；另一是(C)混入于可燃材料(例如粉末狀的聚酯或木屑等)在高溫下氣化，并使其在所存在的位置上產(chǎn)生空隙的方法。在(A)、(B)的情況下，可向膠合劑中混入發(fā)泡劑，應(yīng)用多孔性坯料(高領(lǐng)土或絹云母等)，但在粘土及孔隙中混入發(fā)泡劑制作氣孔空隙時(shí)，難于做到氣孔均勻化及平均化。還有，在(C)的情況下，隨著爐內(nèi)的溫度上升而發(fā)生氣化。并由于情況不同而起火，燒壞瓷器主體。因而，雖然可制造器皿厚度為20mm以下的制品，但是不可能制造厚度超過(guò)20mm以上的制品。而且，在強(qiáng)度上，上述兩者都是非常低的。再者，在一般瓷器的情況下，還存在著所謂的在成型后干燥時(shí)及燒成時(shí)發(fā)生很大收縮的問(wèn)題。由于收縮大，燒成后的制品尺寸有誤差。因此，作為解決這樣的問(wèn)題來(lái)制造輕質(zhì)陶瓷器或輕質(zhì)陶板的方法，例如在特開(kāi)昭63-203555號(hào)報(bào)或特開(kāi)平9-52781號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了在原土中混入市售的粉末狀陶瓷空心體(硅膠球、玻璃球等)，經(jīng)擠壓成型、旋轉(zhuǎn)成型或加壓成型而制得成型物的燒成方法。然而，在只是單純地混入市售陶瓷空心體，例如多孔的硅膠球等情況下，燒成后的強(qiáng)度小，由于成為連續(xù)氣泡，所以只能得到有吸水性的制品；還有，在用玻璃球的情況下，雖然燒成后的強(qiáng)度大，但由于其本身無(wú)吸水性，所以在由和泥機(jī)進(jìn)行擠壓成型時(shí)，水分不能均勻地遍及，隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而發(fā)生分離，在成型上也有困難，并發(fā)生燒成的制品質(zhì)量誤差。還有，即使在擠壓加工時(shí)，由于擠壓的壓力不能均勻地施加，所以即使使用高強(qiáng)度的陶瓷空心體，由于其空心結(jié)構(gòu)不耐壓力，部分受到破壞、吸水，強(qiáng)度或比重等均出現(xiàn)誤差，因而，不適于制造或者大量生產(chǎn)具有大平面的成型物(陶板)。還有，在使用玻璃球的情況下，釉藥的附著也可能變?yōu)椴痪鶆?。本?lái)，根據(jù)瓷土與原料和水充分混合，隨時(shí)間一起熟化而增加可塑性等理由，所以即使在制造上作為制品其完成率高，但混入無(wú)吸水性陶瓷空心體時(shí)，發(fā)生了難于穩(wěn)定地混合問(wèn)題。還有，為改善這一缺陷，有在無(wú)可塑性原料中使用市售的有機(jī)粘合劑等的情況，該種粘合劑有多種多樣的，現(xiàn)在可按用途或制品種類(lèi)的不同并根據(jù)其經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)，需要有區(qū)別地使用。但由于費(fèi)時(shí)間、粘合劑本身價(jià)格高，而且在燒成時(shí)氣化以及制品本身連續(xù)發(fā)泡，所以難于制造為制作高強(qiáng)度只需獨(dú)立氣泡的燒成體，而且吸水率也變高，因此，其使用范圍受到限制。還有人提出在原土混合時(shí)，混入無(wú)機(jī)粘合劑硅酸鈉(水玻璃)等的方法。但是，在這種方法中，難于達(dá)到均勻的分散，還有由于過(guò)度的混合而導(dǎo)致陶瓷空心體遭受破壞等問(wèn)題。這一方法也難于提供均勻而穩(wěn)定的制品。加之，對(duì)用這種制法所得到的燒成后的制品破壞并用顯微鏡將其表面放大進(jìn)行觀察時(shí)，發(fā)現(xiàn)在其破壞的面上陶瓷空心體與膠合劑(瓷土等)無(wú)剝離，陶瓷空心體自身幾乎都被破壞了，被分成兩個(gè)。因此，為了提高制品的強(qiáng)度，需要進(jìn)一步強(qiáng)化陶瓷空心體本身。本發(fā)明的目的在于，提供一種不失陶瓷器所具有的特性、成型性良好、有穩(wěn)定的質(zhì)量及尺寸穩(wěn)定性、比通常的陶瓷器比重小、強(qiáng)度高的輕質(zhì)陶瓷器制品。本發(fā)明人在以二氧化硅與氧化鋁為主要成分、且具有空心結(jié)構(gòu)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為主成分的無(wú)機(jī)涂層制成雙層結(jié)構(gòu)，以特定的比例將其混合于以二氧化硅與氧化鋁為主要成分的原料粘土中，通過(guò)燒成使所述無(wú)機(jī)涂層熔融，在陶瓷器制品的質(zhì)地中形成相鄰的空心陶瓷粉末之間由無(wú)機(jī)涂層粘合的結(jié)構(gòu)，通過(guò)這種制法發(fā)現(xiàn)可有效地解決上述任一問(wèn)題，并得到與一般的陶瓷制品相比，燒成后的比重小并強(qiáng)度高的陶瓷器，從而完成本發(fā)明。本發(fā)明的輕質(zhì)陶瓷器制品，將在以原料二氧化硅與氧化鋁為主要成分的粘土類(lèi)中添加輕質(zhì)劑經(jīng)混合而制得的混合物，按所希望的形狀成型之后，進(jìn)行燒成而制成陶瓷器制品，其特征在于，所述輕質(zhì)劑為以二氧化硅與氧化鋁為主要成分，而且具有空心結(jié)構(gòu)的微小球形的空心陶瓷粉末，該空心陶瓷粉末的表面由以硅酸合物為主要成分的無(wú)機(jī)涂層所覆蓋，所述空心陶瓷粉末在所述陶瓷器制品的質(zhì)地中含有以20-80％重量的比例呈均勻的分散狀態(tài)，并且在該質(zhì)地中，存在著相鄰的空心陶瓷粉末之間由所述無(wú)機(jī)涂層粘合的結(jié)構(gòu)。還有，本發(fā)明的上述輕質(zhì)陶瓷器制品，其特征在于，構(gòu)成所述的無(wú)機(jī)涂層的主要成分為由硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鈣、硅酸鋰、硅酸銻、硅酸胺及硅酸銫構(gòu)成的一組中選擇的。再有，本發(fā)明的上述輕質(zhì)陶瓷器制品，其特征在于，所述空心陶瓷粉末的平均粒徑為45-250μm，其熔點(diǎn)為1200℃以上，所述無(wú)機(jī)涂層的厚度與所述空心陶瓷粉末的球面厚度比為0．5∶1-2∶1。再有，本發(fā)明為制造上述輕質(zhì)陶瓷制品的方法，是通過(guò)添加輕質(zhì)劑制造具有比通常的陶瓷器比重小的輕質(zhì)陶瓷器制品的方法，其特征在于，準(zhǔn)備了以二氧化硅與氧化鋁為主要成分并具有空心結(jié)構(gòu)的微小球形的空心陶瓷粉末，該空心陶瓷粉末的表面由以硅酸化合物為主要成分的無(wú)機(jī)涂層覆蓋之后，與以二氧化硅和氧化鋁為主要成分的粘土類(lèi)以該空心陶瓷粉末含量的20-80％重量混合，然后加水混合至均勻?yàn)橹?，將所得到的混合物按所希望的形狀成型并進(jìn)行干燥之后，通過(guò)在比所述空心陶瓷粉末熔點(diǎn)低而且所述無(wú)機(jī)涂層可熔融的溫度下進(jìn)行燒成，即可在上述陶瓷器制品的質(zhì)地中形成相鄰的空心陶瓷粉末之間由所述無(wú)機(jī)涂層粘合的結(jié)構(gòu)。還有，本發(fā)明的上述制造方法，其特征在于，構(gòu)成所述無(wú)機(jī)涂層的主要成分為由硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鈣、硅酸鋰、硅酸銻、硅酸胺及硅酸銫構(gòu)成的一組中選擇的。再有，本發(fā)明的上述制造方法，其特征在于，作為所述空心陶瓷粉末使用平均粒徑為45-250μm，其熔點(diǎn)為1200℃以上，所述無(wú)機(jī)涂層的厚度與所述空心陶瓷粉末的球面厚度比為0．5∶1-2∶1。首先說(shuō)明本發(fā)明的輕質(zhì)陶瓷器制品。本發(fā)明的輕質(zhì)陶瓷器制品，使用以二氧化硅與氧化鋁為主要成分的粘土類(lèi)作原料，向該原料中添加輕質(zhì)劑并進(jìn)行混合，使該輕質(zhì)劑在粘土中呈均質(zhì)地分散狀態(tài)，在將這樣所得到的混合物按所希望的形狀成型后，進(jìn)行燒成而制得的。在本發(fā)明的輕質(zhì)陶瓷器制品中，作為輕質(zhì)劑，是以二氧化硅與氧化鋁為主要成分、且具有空心結(jié)構(gòu)的微小球形(封閉型空心體)的空心陶瓷粉末，該空心陶瓷粉末的表面由以硅酸化合物為主要成分的無(wú)機(jī)涂層覆蓋，該空心陶瓷粉末以20-80％重量的含有比例均勻地分散狀態(tài)存在于陶瓷器制品的質(zhì)地中，相鄰的空心陶瓷粉末之間的若干粉末通過(guò)上述無(wú)機(jī)涂層的熔融而相互粘合著。在本發(fā)明的輕質(zhì)陶瓷器制品中，作為輕質(zhì)劑所含有的空心陶瓷粉末的芯材(球形陶瓷空心體)，是以二氧化硅與氧化鋁為主要成分，因此，耐熱性?xún)?yōu)良，而且由于具有空心結(jié)構(gòu)，所以其比重小(比水的比重還小，例如為0．5g／cm3以下)。添加含有這種芯材的空心陶瓷粉末的效果，如得到輕質(zhì)化、降低收縮率并尺寸穩(wěn)定性良好的制品，提高了混合物的流動(dòng)性和制品的強(qiáng)度等。在本發(fā)明中，從成型性或強(qiáng)度等方面來(lái)看，上述空心陶瓷粉末的平均粒徑為45-250μm，是理想的，80-175μm為更理想，100-130μm為最理想。還有，該空心陶瓷粉末的熔點(diǎn)，在燒成時(shí)不使空心結(jié)構(gòu)破壞，以比燒成溫度高為宜，通常使用熔點(diǎn)1200℃以上的空心陶瓷粉末，在約1200-1300℃高溫下進(jìn)行燒成時(shí)，使用熔點(diǎn)1500-1600℃的空心陶瓷粉末是理想的。再有，在本發(fā)明中，作為上述空心陶瓷粉末的芯材，可使用水泥和石膏用的填充物市售品，例如，可使用澳大利亞E公司制的高強(qiáng)度輕質(zhì)填充物(商品名Easfearz．SL150、SL180、SLG等)。于是，在本發(fā)明中，空心陶瓷粉末的表面是由以硅酸化合物為主要成分的無(wú)機(jī)涂層覆蓋，作為構(gòu)成該無(wú)機(jī)涂層主劑，例如硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鈣、硅酸鋰、硅酸銻、硅酸胺及硅酸銫等是適宜的，尤其，硅酸的堿金屬鹽為有效。在本發(fā)明中，作為更理想的涂層的具體組成，可舉出在硅酸鈉(水玻璃)中混合了二氧化鋁、硼酸、碳酸鈉、氧化鈣、氧化鉀的組分。為了制造覆蓋上述無(wú)機(jī)涂層的空心陶瓷粉末，通常是在實(shí)質(zhì)上無(wú)吸水性的高強(qiáng)度陶瓷空心體(耐熱溫度1300℃以上)的外周面上用噴涂等方式進(jìn)行表面涂敷。該無(wú)機(jī)涂層的厚度為芯材空心陶瓷粉末的球面厚度的50-200％(即，無(wú)機(jī)涂層的厚度與空心陶瓷粉末的球面厚度的比為0．5∶1-2∶1)，最為有效。這是因?yàn)槿羲龊穸鹊谋壤∮谙孪拗?，則增強(qiáng)劑效果減弱，反之，若大于所述上限值，則其主要目的輕質(zhì)化效果減弱。該無(wú)機(jī)涂層在對(duì)市售陶瓷空心物進(jìn)行涂敷之后，在60℃以上的溫度下干燥，脫水后，在700-800℃下進(jìn)行素?zé)?，從而形成多孔結(jié)構(gòu)，成為可耐以后成型時(shí)的混合或壓制加工壓力的強(qiáng)度。然后，將由此所得到的雙層結(jié)構(gòu)的空心陶瓷與另外的陶瓷原土混合，在上述空心陶瓷的耐熱溫度以下的溫度下，而且在上述無(wú)機(jī)涂層熔融的溫度(例如約1250℃-1300℃)下進(jìn)行燒成時(shí)，芯材空心陶瓷不熔融而殘留，多孔陶瓷層在該位置上熔融、玻璃化并處于相鄰位而成為使陶瓷空心體(芯材)之間粘合的增強(qiáng)劑，而且成為防止吸水劑。在本發(fā)明的陶瓷器制品的情況下，上述空心陶瓷粉末在質(zhì)地中含有20-80％重量的含有比例，即粘土與空心陶瓷粉末比為80-20∶20-80(重量比)。若空心陶瓷粉末所含的比例為20％重量以下，則在強(qiáng)度上雖然沒(méi)有問(wèn)題，但有輕質(zhì)化效果小的缺點(diǎn)，反之，若空心陶瓷粉末所含的比例超過(guò)80％重量，則雖然達(dá)到了大幅度的輕質(zhì)化，但是非常難于成型，具有燒成后的制品強(qiáng)度顯著下降的缺點(diǎn)。若考慮到制品的實(shí)用性或制造成本等，空心陶瓷粉末所含的比例為30-70％重量是適宜的，最實(shí)用的所含的比例為30-50％重量(粘土所含比例為70-50％重量)。在本發(fā)明的陶瓷器制品中，毛比重小的空心陶瓷粉末在質(zhì)地中以均勻分散的狀態(tài)存在，因此將燒成后的制品的毛比重可作成不含空心陶瓷粉末的制品比例的1／2-1／4，通過(guò)適宜地選擇空心陶瓷粉末所含的比例，可得到各種毛比重的制品，作為一般的毛比重約為0．5-1．3g／cm3。另一方面，用于制造本發(fā)明輕質(zhì)陶瓷器制品的粘土類(lèi)，無(wú)特別限制，但是，高領(lǐng)土、絹云母、造型粘土、半瓷土(高領(lǐng)土與造型粘土的混合物)等特別理想。其中，所謂造型粘土是以第三代上新世前期層狀堆積的粘土，主要由微細(xì)石高領(lǐng)土礦物組成，并少量含有石英、長(zhǎng)石、鈦礦物等，可塑性大，其耐火度為SK30-34；以造型粘土為原料使用時(shí)的優(yōu)點(diǎn)是可提供可塑性高、成型性高、低成本，釉藥(石灰釉、土灰釉等)的固著穩(wěn)定、可從多種中選擇釉藥、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的制品等，還可配合其他瓷土。還有，在本發(fā)明中混合上述粘土類(lèi)與空心陶瓷粉末時(shí)，為增加成型時(shí)混合物的可塑性，與水一起也可以添加粘合劑。在將混合物擠壓成型時(shí)，可使用適合于氧化鋁系粉末等配合的市售擠壓用粘合劑。作為適于擠壓用粘合劑，可舉出Yukin工業(yè)株式會(huì)社制的Seranda(商品名)，這樣的粘合劑還有防止干燥裂縫作用。但是，在本發(fā)明的輕質(zhì)陶瓷器制品中，表面上覆蓋所述無(wú)機(jī)涂層的空心陶瓷粉末分散于質(zhì)地中時(shí)，這種粘合劑成分是可任意添加的成分，但是在使用沒(méi)有無(wú)機(jī)涂層的市售空心陶瓷粉末時(shí)，卻不是必需的成分。以下說(shuō)明本發(fā)明制造上述輕質(zhì)陶瓷器制品的制造方法。在本發(fā)明的制造方法中，首先將所述的空心陶瓷粉末與粘土以空心陶瓷粉末的含量20-80％重量的方式預(yù)先在粉末狀態(tài)下混合，并向其中加水后，混合至均勻?yàn)橹梗{(diào)整適于成型的硬度及粘度。然后，將所得到的混合物按所希望的形狀成型。但是，這時(shí)，成型方法并無(wú)特別限定，澆鑄成型、“旋轉(zhuǎn)成型”或擠壓成型均可。此時(shí)，如也可以用和泥機(jī)擠壓成型。此后，對(duì)利用上述成型方法所得到的成型體，慢慢地進(jìn)行干燥以避免發(fā)生裂紋，而且此時(shí)也可在成型體的表面進(jìn)行雕刻。在本發(fā)明的制法中，一般進(jìn)行干燥并預(yù)先除去水分之后，進(jìn)行素?zé)?，施釉、燒成，但是，在不需要在制品表面上作裝飾時(shí)，也可以不施釉。在本發(fā)明的制法中，燒成時(shí)的溫度(燒成溫度)選擇這樣的溫度，即不致使所述空心陶瓷粉末的空心結(jié)構(gòu)受破壞，即比空心陶瓷粉末熔點(diǎn)還低的溫度，而且所述無(wú)機(jī)涂層熔融而相鄰層間粘合的溫度，一般為1200-1300℃。在本發(fā)明的制造方法中，由于空心陶瓷粉末的外側(cè)面上所形成的無(wú)機(jī)涂層而改進(jìn)了分散性，因此不需要像添加硅酸鈉等無(wú)機(jī)粘合劑的已有制法那樣過(guò)度的混合，從而具有可避免空心陶瓷粉末空心結(jié)構(gòu)的破壞，供給均勻穩(wěn)定的制品的優(yōu)點(diǎn)。以下對(duì)附圖作簡(jiǎn)單說(shuō)明。圖1為本實(shí)施例的燒成溫度曲線(xiàn)。圖2為由無(wú)機(jī)涂層覆蓋陶瓷空心體的外周面時(shí)或不覆蓋時(shí)、使瓷器原土與空心陶瓷混合所得到的燒成品的毛比重與彎曲強(qiáng)度關(guān)系的曲線(xiàn)圖。圖3為由無(wú)機(jī)涂層覆蓋陶瓷空心體的外周面時(shí)或不覆蓋時(shí)、使造型粘土與空心陶瓷混合所得到的燒成品的毛比重與彎曲強(qiáng)度關(guān)系的曲線(xiàn)圖。以下示出了本發(fā)明的實(shí)施例，更加詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明不局限這些實(shí)施例。實(shí)施例實(shí)施例1本發(fā)明輕質(zhì)陶瓷品制品的制造例(擠壓加工的制造例)首先，準(zhǔn)備澳大利亞E公司制的EsfearzSL150[毛比重0．25-0．42、壓縮強(qiáng)度(40％存在時(shí))700kgf／cm2、熔點(diǎn)1600℃、粉末徑20-150μm]作為芯材的陶瓷空心體，將其分級(jí)，只取出粉末徑150μm左右的粉末使用了。該陶瓷空心體的外觀為白色粉末，其化學(xué)成分為SiO259．7％、Al2O338．3％、Fe2O30．40％、CaO0．20％、TiO21．09％，灼燒減量為0．30％。然后，作為無(wú)機(jī)涂層形成用的涂敷劑，向硅酸54．9％、氧化鈉12．6％、氧化鈣5．7％、氧化鉀8．4％、氧化鋁15．8％、硼酸鋁3％中加入水，進(jìn)行了粘度調(diào)整。再有，氧化鈉、氧化鉀為熔化、氧化鋁為調(diào)整素?zé)裏珊蟮膹?qiáng)度與氣孔率，還有，硼酸鋁在熔化與低溫下為出現(xiàn)玻璃粘度，分別進(jìn)行了混合。此外，作為涂敷后的固化劑少量地添加了聚乙烯醇。在上述陶瓷空心體的表面上涂敷上述涂敷劑時(shí)，邊噴出上述陶瓷空心體，邊噴霧涂敷上述涂敷劑，在空心體落下中以約90-100℃的熱風(fēng)進(jìn)行了快速干燥。此時(shí)，為了得到均勻的涂敷固化，將上述方法重復(fù)三次。利用上述方法，得到了在直徑150μm、壁厚約10μm的陶瓷空心體的表面上形成的厚度約10-15μm的無(wú)機(jī)涂層，并將其在800℃下氧化燒成，得到了雙層結(jié)構(gòu)的空心陶瓷粉末。其次，按下列表1所記載的配合比例(80重量份-10重量份∶20重量份-90重量份)將瓷器原土的高領(lǐng)土和長(zhǎng)石的混合物與上述空心陶瓷粉末混合，并向其中添加水10重量份，用混合機(jī)混合，在加壓200kgf／cm2條件下對(duì)該混合物粉體進(jìn)行擠壓加工并將其作成150×150×10mm大小，然后在室溫60℃的干燥室內(nèi)進(jìn)行約24小時(shí)干燥，在約1280℃的溫度下氧化燒成，制造了本發(fā)明的輕質(zhì)陶瓷器制品。還有，將高領(lǐng)土與長(zhǎng)石混合是為提高燒成后的制品強(qiáng)度和調(diào)整比重。圖1為此時(shí)的燒成溫度曲線(xiàn)，燒成時(shí)，使用了金屬電阻30KW電爐。另一方面，作為對(duì)比，還制作了不添加空心陶瓷粉末的制品對(duì)10枚各配合比例的制品，測(cè)定了毛比重、彎曲強(qiáng)度及吸水率(冷吸水率)，其測(cè)定結(jié)果示于下列表1。毛比重……干燥重量(飽和水重量-水中重量)彎曲強(qiáng)度……3WI／2bd2W=破壞負(fù)荷、I=支點(diǎn)間距離、b=試驗(yàn)物的寬度、d=試驗(yàn)物的厚度冷吸水率……將試驗(yàn)物干燥，在常溫的清水中浸漬24小時(shí)，用布擦拭，直接計(jì)量檢測(cè)[(飽和水重量-干燥重量)／干燥重量]×100再有，彎曲強(qiáng)度及冷吸水率按JISA5209的規(guī)定測(cè)定的。表1<tablesid="table1"num="001"><table>陶瓷原土∶空心陶瓷(有涂層)毛比重彎曲強(qiáng)度(kgf／cm2)冷吸水率(％)100∶02．50520．11．180∶201．924±0．11412．54±2．20．970∶301．68±0．12376．2±1．61．060∶401．48±0．10350．0±1．81．050∶501．31±0．08329．7±2．10．940∶601．15±0．09311．9±2．10．930∶701．01±0．05297．3±1．80．820∶800．87±0．10282．5±2．00．810∶900．75±0．11270．1±1．70．8</table></tables>對(duì)比例1使用沒(méi)有無(wú)機(jī)涂層的陶瓷空心體的輕質(zhì)陶瓷器制品的制造例將實(shí)施例1所使用的相同條件的陶瓷空心體不加涂敷而直接使用，與所述瓷器原土(高領(lǐng)土與長(zhǎng)石的混合物)按圖2所記載的配合比例進(jìn)行混合，并在與實(shí)施例1相同條件下進(jìn)行了干燥、燒成。對(duì)10枚各配合比例的制品，分別測(cè)定了毛比重、彎曲強(qiáng)度及吸水率(冷吸水率)。其測(cè)定結(jié)果示于下表2。表2<tablesid="table2"num="002"><table>陶瓷原土∶空心陶瓷(無(wú)涂層)毛比重彎曲強(qiáng)度(kgf／cm2)冷吸水率(％)100∶02．50520．11．180∶201．92±0．40396．1±7．22．870∶301．66±0．33349．2±8．02．460∶401．44±0．41297．4±7．03．250∶501．26±0．44256．9±5．22．740∶601．08±0．27220．9±8．53．130∶700．90±0．40196．5±4．23．620∶800．75±0．39165．0±3．93．510∶900．65±0．46153．0±4．72．9</table></tables>由上述表1及表2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可看出，實(shí)施例1所得到的本發(fā)明制品不僅達(dá)到陶瓷器的輕質(zhì)化，而且由于在陶瓷空心體表面上設(shè)有無(wú)機(jī)涂層，這樣，與沒(méi)有涂敷的情況相比，顯著地提高了強(qiáng)度，吸水率也在1％以下(對(duì)比例1中為2．4-3．6％)，因此有充分的實(shí)用性。還有，在物性的均勻性方面，對(duì)比例1制品有很大的測(cè)定數(shù)值誤差，而實(shí)施例1的制品幾乎無(wú)誤差，是一種物性均勻的制品。圖2示出了以所述表1及表2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)而作成的毛比重與彎曲強(qiáng)度關(guān)系曲線(xiàn)圖。由該曲線(xiàn)圖可看出，實(shí)施例1的本發(fā)明制品與對(duì)比例1的制品相比，即使相同的毛比重，強(qiáng)度也大，即使空心陶瓷粉末的配合比加大，毛比重減小，也很少降低強(qiáng)度。然后，在將制品切斷并將其切斷面放大，進(jìn)行觀察研究時(shí)，確認(rèn)對(duì)比例1的制品愈是在表面附近(擠壓模具接觸面)，陶瓷空心體愈是受到破壞，但在實(shí)施例1中，陶瓷空心體幾乎未受到破壞，仍保持球形。實(shí)施例2本發(fā)明輕質(zhì)陶瓷器制品擠壓成型的制造例按表3上所記載的配合比例將由實(shí)施例1所得到的雙層結(jié)構(gòu)的空心陶瓷粉末與可塑性粘土的造型粘土混合，然后向其中加水25重量份混合，通過(guò)真空和泥機(jī)進(jìn)行擠壓成型，制成10枚與實(shí)施例1同樣大小的成型體。此時(shí)所用的造型粘土的化學(xué)成分為SiO248．6％、Al2O334．1％、Fe2O31．1％、CaO0．4％、TiO20．6％、MgO0．2％、K2O0．7％、Na2O0．2％。此后，將所得到的成型品在約40℃的干燥室內(nèi)進(jìn)行10小時(shí)干燥，在60℃下進(jìn)行24小時(shí)干燥，與實(shí)施例1相同，在電爐內(nèi)于1280℃下進(jìn)行了氧化燒成。另一方面，作為對(duì)照，還制作了不添加空心陶瓷粉末的制品。對(duì)10枚各配合比例的制品，分別測(cè)定了毛比重、彎曲強(qiáng)度及吸水率(冷吸水率)。其測(cè)定結(jié)果示于下列表3。表3<tablesid="table3"num="003"><table>造形粘土∶空心陶瓷(有涂層)毛比重彎曲強(qiáng)度(kgf／cm2)冷吸水率(％)100∶02．03140．112．580∶201．21±0．20113．2±2．08．070∶301．01±0．20107．0±1．97．560∶400．89±0．17102．7±1．87．050∶500．81±0．13100．5±1．96．440∶600．74±0．1098．0±2．05．830∶700．70±0．1197．4±1．94．920∶800．67±0．1296．0±1．74．0</table></tables>對(duì)比例2使用沒(méi)有無(wú)機(jī)涂層的陶瓷空心體的制造例(擠壓成型例)按表4所記載的配合比例，將實(shí)施例1所使用的相同條件下的陶瓷空心體不加涂層而直接使用，與所述的造形粘土一起混合，與實(shí)施例1相同，分別制成10枚燒成體。對(duì)各配合比例的制品，測(cè)定了其毛比重、彎曲強(qiáng)度及吸水率(冷吸水率)(n=10)。其測(cè)定結(jié)果示于下列表4。表4<tablesid="table4"num="004"><table>造形粘土∶空心陶瓷(無(wú)涂層)毛比重彎曲強(qiáng)度(kgf／cm2)冷吸水率(％)100∶02．03140．112．580∶201．15±0．4884．2±3．112．770∶300．97±0．3373．1±4．211．960∶400．85±0．3164．4±2．08．350∶500．76±0．4160．9±6．17．540∶600．69±0．5155．7±5．47．530∶700．63±0．5253．0±1．77．120∶800．57±0．4551．9±3．26．9</table></tables>由上述表3及表4的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可看出，在由實(shí)施例2所得到的本發(fā)明制品的情況下，不僅可達(dá)到陶瓷器的輕質(zhì)化，而且通過(guò)在陶瓷空心體表面上設(shè)置無(wú)機(jī)涂層，與不設(shè)涂層的情況相比，強(qiáng)度顯著高，吸水率也低，而且有充分的實(shí)用性。還有，從物性的均勻性來(lái)看，對(duì)比例2的制品的測(cè)定數(shù)值的誤差大，而實(shí)施例2的制品幾乎無(wú)誤差，是一種物性均勻的制品。圖3示出了根據(jù)上述表3及表4的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作成的毛比重與彎曲強(qiáng)度關(guān)系的曲線(xiàn)圖。由該曲線(xiàn)圖可看出，本發(fā)明實(shí)施例2的制品，與對(duì)比例2的制品相比較，即使毛比重相同，強(qiáng)度也大，空心陶瓷粉末的配合比例大，即使毛重變小，強(qiáng)度下降也少。然后，將制品切斷，并將其切斷面放大，進(jìn)行觀察研究，可確認(rèn)在對(duì)比例2的制品中，愈是表面附近(擠壓模具接觸面)，陶瓷空心體愈破壞，但是，在實(shí)施例2的制品中，陶瓷空心體幾乎不受破壞，保持著球形狀態(tài)。從表1-表4的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可看出，通過(guò)添加空心陶瓷粉末，可使燒成后的制品毛比重達(dá)到不含空心陶瓷粉末制品毛比重的約1／2-1／4，得到比重比水的比重1．0還輕的陶瓷器制品。本發(fā)明的輕質(zhì)陶瓷器制品，在芯材陶瓷空心體的全部球面上覆蓋著無(wú)機(jī)涂層，該覆蓋層為雙層結(jié)構(gòu)、毛比重小、高強(qiáng)度的空心陶瓷粉末，以均勻分散的狀態(tài)存在于制品的質(zhì)地中，因此與已有的陶瓷器相比，強(qiáng)度非常高而且比重輕，干燥及燒成后的收縮率小，所以尺寸精度優(yōu)良，并且陶瓷器本來(lái)的特性無(wú)損，完全保持陶瓷器所具有的美觀、表現(xiàn)自由以及形狀自由等，除各種建筑用外部裝飾材料之外，還有可用于裝飾品等的非常廣泛的用途，并具有作為建筑材料所要求的抗震性、耐火性和耐候性等。特別是，在本發(fā)明的陶瓷器制品比重具有比水比重1．0還小的情況下，具有浮在水上的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明中由無(wú)機(jī)涂層覆蓋的空心陶瓷粉末，在成型時(shí)，表面多孔材料起著保水劑(粘合劑)的作用，在擠壓加工中，起著由不均勻的壓力保護(hù)芯材的緩沖劑作用，還有，吸水性提高了釉藥的附著力，燒成時(shí)，該表面多孔材料直接熔融，變成了連接住各陶瓷空心體(芯材)的增強(qiáng)劑，尤其通過(guò)玻璃化還起到防水劑的作用。再有，利用本發(fā)明的制造方法可得到輕質(zhì)化的高強(qiáng)度陶瓷制品。權(quán)利要求1．一種輕質(zhì)陶瓷器制品，將在以原料二氧化硅與氧化鋁為主要成分的粘土類(lèi)中添加輕質(zhì)劑經(jīng)混合而得到的混合物，按所希望的形狀成型之后，進(jìn)行燒成而制成陶瓷器制品，其特征在于，所述輕質(zhì)劑為以二氧化硅與氧化鋁為主要成分并具有空心結(jié)構(gòu)的微小球形的空心陶瓷粉末，該空心陶瓷粉末的表面由以硅酸合物為主要成分的無(wú)機(jī)涂層所覆蓋，所述空心陶瓷粉末在所述陶瓷器制品中含有以20-80％重量的比例呈均勻的分散狀態(tài)，并且，在該質(zhì)地中，存在著相鄰的空心陶瓷粉末之間由所述無(wú)機(jī)涂層粘合的結(jié)構(gòu)。2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)陶瓷器制品，其特征在于，構(gòu)成所述的無(wú)機(jī)涂層的主要成分為由硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鈣、硅酸鋰、硅酸銻、硅酸胺及硅酸銫構(gòu)成的一組中選擇的。3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輕質(zhì)陶瓷器制品，其特征在于，所述空心陶瓷粉末的平均粒徑為45-250μm，其熔點(diǎn)為1200℃以上，所述無(wú)機(jī)涂層的厚度與所述空心陶瓷粉末的球面厚度比為0．5∶1-2∶1。4．一種輕質(zhì)陶瓷器制品的制造方法，通過(guò)添加輕質(zhì)劑制造具有比通常的陶瓷器比重小的輕質(zhì)陶瓷器制品，其特征在于，在準(zhǔn)備了以二氧化硅與氧化鋁為主要成分并具有空心結(jié)構(gòu)的微小球形的空心陶瓷粉末，該空心陶瓷粉末的表面由以硅酸化合物為主要成分的無(wú)機(jī)涂層覆蓋之后，與以二氧化硅和氧化鋁為主要成分的粘土類(lèi)以該空心陶瓷粉末含量的20-80％重量混合，然后加水混合至均勻?yàn)橹梗瑢⑺玫降幕旌衔锇此Ｍ男螤畛尚筒⑦M(jìn)行干燥之后，通過(guò)在比所述空心陶瓷粉末熔點(diǎn)低而且所述無(wú)機(jī)涂層可熔融的溫度下進(jìn)行燒成，即可在所述陶瓷器制品的質(zhì)地中形成相鄰的空心陶瓷粉末之間由所述無(wú)機(jī)涂層粘合的結(jié)構(gòu)。5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的輕質(zhì)陶瓷器制品的制造方法，其特征在于，構(gòu)成所述無(wú)機(jī)涂層的主要成分為由硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鈣、硅酸鋰、硅酸銻、硅酸胺及硅酸銫構(gòu)成的一組中選擇的。6．根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的輕質(zhì)陶瓷器制品的制造方法，其特征在于，作為所述空心陶瓷粉末使用平均粒徑為45-250μm，其熔點(diǎn)為1200℃以上，所述無(wú)機(jī)涂層的厚度與所述空心陶瓷粉末的球面厚度比為0．5∶1-2∶1。全文摘要提供一種比重輕于一般陶瓷器的陶瓷器制品及其制造方法。在二氧化硅與氧化鋁為主要成分的粘土類(lèi)中加入輕質(zhì)劑,制得混合物,然后,按所希望的形狀將該混合物成型,進(jìn)行燒成。輕質(zhì)劑是以二氧化硅與氧化鋁為主要成分并具有空心結(jié)構(gòu)的微小球形的空心陶瓷粉末,其表面由以硅酸鈉、硅酸鉀等的硅酸化合物為主要成分的無(wú)機(jī)涂層所覆蓋。該粉末在質(zhì)地中以20—80%重量的比例均勻地分散并在相鄰的空心陶瓷粉末之間通過(guò)無(wú)機(jī)涂層來(lái)粘合。文檔編號(hào)C04B20/00GK1280963SQ0010551公開(kāi)日2001年1月24日申請(qǐng)日期2000年3月29日優(yōu)先權(quán)日1999年7月14日發(fā)明者河合紀(jì)申請(qǐng)人:河合紀(jì)