專利名稱：：用于具有碳層的陶瓷的組合物及使用該組合物的陶瓷的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于其中包含碳層的雙重結(jié)構(gòu)的陶瓷鑄模的組合物，和使用所述組合物制造陶瓷鑄模的方法，其中，所述組合物包含黃土、粘土、木粉、木材碳化碳體粉末和陶釉。
背景技術(shù)：
：傳統(tǒng)典型的粘土磚是通過(guò)混合粘土與石英砂、干燥該混合物然后在1100。C120(TC的溫度進(jìn)行焙燒而制造的。這樣的粘土磚的缺點(diǎn)在于，由于粘土和石英砂的混合物比較重因而成品粘土磚也較重。因此，為了減輕粘土磚的重量，已經(jīng)提出了在粘土與石英砂的混合物中還包含鋸屑或谷殼等木粉的磚。然而，這樣的磚的缺點(diǎn)在于因焙燒過(guò)程中的燃燒焰所致，木粉作為碳體部分殘留，或者完全燒盡由此形成多孔磚因而損害其外觀。為了改善添加木粉造成的問(wèn)題，已經(jīng)提出了每個(gè)步驟提供不同的熱源以改進(jìn)焙燒的方法。簡(jiǎn)言之，首先通過(guò)以還原焰焙燒而燃燒木粉，由此整體地形成碳體，然后通過(guò)用中性焰或提供氧的氧化焰焙燒特定的時(shí)間而僅在表面使碳體完全氣化，由此保留內(nèi)部碳體的完整。然而，這樣的方法存在的缺點(diǎn)在于因?yàn)楸仨毺峁┎煌臒嵩炊共僮髯兊脧?fù)雜，并且必須使用昂貴的還原焰(特定溫度的還原焰相對(duì)于氧化焰而言需要更多的燃料成本和更長(zhǎng)的加熱時(shí)間)使其不夠經(jīng)濟(jì)。此外，必須更加關(guān)注氧化焰的提供，這是因?yàn)槿绻L(zhǎng)時(shí)間提供氧化焰，甚至內(nèi)部碳體也可能氣化
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問(wèn)題陶瓷鑄模需要即使用氧化焰焙燒也能夠形成碳化碳層，因此能夠經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單地制造。同時(shí)，要求所制造的陶瓷鑄模具有優(yōu)異的耐火性、耐熱性、絕熱性質(zhì)和消除氣味的能力等等。技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于制造具有碳層的陶瓷鑄模的組合物，所述組合物包含50重量％73重量％的黃土、9重量％20重量％的粘土、3重量％10重量％的木粉、3重量％7重量％的木材碳化碳體粉末、11重量％15重量％的水和1重量％5重量％的陶釉。優(yōu)選的是，本發(fā)明的組合物還以這樣的方式包含淡英斑巖粉末和耐火粘土(Schmotte):使得所述組合物包含50重量°/。68重量％的黃土、9重量％20重量％的粘土、3重量％10重量％的木粉、3重量％7重量％的木材碳化碳體粉末、11重量％13重量％的水、1重量％5重量％的陶釉、2重量％5重量％的淡英斑巖粉末和3重量％7重量％的耐火粘土。優(yōu)選的是，陶釉通過(guò)將基于所述組合物總重量的0.4重量％2重量％的白土、0.5重量％2重量％的石灰石和0.1重量％1重量％的灰分混合而形成。同時(shí)，本發(fā)明還提供一種制造具有碳層的陶瓷鑄模的方法，所述方法包括形成由所述組合物制成的鑄模，并用氧化焰焙燒形成的所述鑄模。優(yōu)選的是，焙燒步驟用115(TC125(TC的氧化焰進(jìn)行。下面詳細(xì)描述本發(fā)明。1.用于具有碳層的陶瓷鑄模的組合物(1)本發(fā)明的用于具有碳層的陶瓷鑄模的組合物包含50重量％73重量％的黃土、9重量％20重量°/。的粘土、3重量°/。10重量°/。的木粉、3重量％7重量％的木材碳化碳體粉末、11重量％15重量％的水和1重量％5重量％的陶釉。本發(fā)明的組合物特別包含木材碳化碳體粉末和陶釉及木粉。由于它們的作用，即使僅用氧化焰焙燒也能夠制造其中包含碳層的雙重結(jié)構(gòu)的陶瓷鑄模。黃土和粘土是制造陶瓷鑄模的主要成分。本發(fā)明中大量包含的黃土作為磚等建筑材料完成時(shí)用作環(huán)境友好因素。此外，木粉以鋸屑的形式使用，包含木粉的陶瓷鑄模提供了耐久性和遠(yuǎn)紅外線發(fā)射效果，原因是當(dāng)焙燒時(shí)木粉變成了碳體。另外，木粉在制造輕質(zhì)陶瓷鑄模時(shí)發(fā)揮作用，因?yàn)楫?dāng)焙燒時(shí)其發(fā)生碳化，鑄模表面處的木粉甚至燃燒。除了木粉之外，本發(fā)明的組合物中直接包含木材碳化碳體粉末以提供穩(wěn)定的碳體并縮短木粉碳化的時(shí)間。木材碳化碳體粉末指的是粉末狀的碳體例如通過(guò)碳化木材等而制備的木炭、褐煤和石墨。褐煤粉末是最經(jīng)濟(jì)的木材碳化碳體粉末。此外，本發(fā)明的組合物包含相對(duì)于作為制造形成的鑄模的原料的組合物總重量為1重量％5重量％的量的陶釉，而不是將陶釉施用于形成的鑄模的表面。添加陶釉的目的在于即使僅用氧化焰焙燒也能夠完成其中包含碳層的雙重結(jié)構(gòu)的陶瓷鑄模。陶釉優(yōu)選通過(guò)將基于所述組合物總重量的0.4重量％2重量％的白土、0.5重量％2重量°/。的石灰石和0.1重量％1重量％的灰分混合而形成。白土用作常規(guī)的陶釉材料，是土壤的一種。為了粘接混合物，包含基于組合物總重量為11重量％15重量％的量的水。(2)同時(shí)，本發(fā)明的組合物還包含淡英斑巖粉末和耐火粘土，因此所述組合物優(yōu)選包含50重量％68重量％的黃土、9重量°/。20重量％的粘土、3重量％10重量％的木粉、3重量％7重量％的木材碳化碳體粉末、11重量％13重量％的水、1重量％5重量％的陶釉、2重量％5重量％的淡英斑巖粉末和3重量％7重量％的耐火粘土。將組合物的成分范圍優(yōu)化為表達(dá)各成分性質(zhì)的范圍。淡英斑巖粉末由于由微孔構(gòu)成而具有很強(qiáng)的吸附性質(zhì)，并用于以離子交換重金屬，而且還因?yàn)榘瑹o(wú)機(jī)鹽而具有發(fā)射遠(yuǎn)紅外線的性質(zhì)。這些性質(zhì)也直接表述于本發(fā)明中。耐火粘土通過(guò)用130(TC140(TC的高溫加熱耐火的粘土然后打碎成低于3mm的顆粒而制備，添加耐火粘土的目的是減小焙燒時(shí)的收縮率以增強(qiáng)耐火性。耐火粘土的添加確保了本發(fā)明的具有碳層的陶瓷鑄模制成磚等建筑材料或諸如需要耐火性的窯等鑄模時(shí)，能夠提供這樣的耐火性。進(jìn)一步添加耐火粘土?xí)r，可以包含11重量％13重量％的量的水，該量小于形成普通的陶瓷制品時(shí)的水量，這是考慮到因添加耐火粘土而減小了收縮率的效果。2.制造具有碳層的陶瓷鑄模的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明的制造具有碳層的陶瓷鑄模的方法包括(l)由用于具有碳層的陶瓷鑄模的組合物形成鑄模，和(2)用氧化焰焙燒形成的鑄模。本發(fā)明的組合物包含陶釉作為制造形成的鑄模的原料。本發(fā)明中，陶釉并不施用于形成的鑄模的表面。添加陶釉的目的在于即使僅用氧化焰焙燒也能夠完成其中包含碳層的雙重結(jié)構(gòu)的陶瓷鑄模。如果形成的鑄模由不包含陶釉的原料制造并且立即以氧化焰進(jìn)行焙燒，則木粉和木材碳化碳體粉末燃燒并氣化(碳成分脫離)，由此形成微孔，從而形成多孔陶瓷鑄模。同時(shí)，如果形成的鑄模由不包含陶釉的原料制造并施用陶釉然后以氧化焰進(jìn)行焙燒，則陶釉成膜，因此木粉和木材碳化碳體粉末燃燒，但由于被陶釉膜阻擋而不會(huì)氣化，由此完成其中形成整體碳體的陶瓷鑄模。同時(shí)，在本發(fā)明中，由于形成的鑄模由包含陶釉的組合物制造，因此能夠立即用氧化焰焙燒而無(wú)需如以前的方法那樣用還原焰進(jìn)行處理。因而，在陶釉成膜之前，形成的鑄模表面的木粉和木材碳化碳體粉末燃燒并氣化。同時(shí)，陶釉成膜，而存在于形成的鑄模內(nèi)部的木粉和木材碳化碳體粉末燃燒。因此，存在于形成的鑄模內(nèi)部的木粉和木材碳化碳體粉末燃燒，而不再氣化，并局限于形成的鑄模的內(nèi)部。因而，完成了其中形成有碳體的雙重結(jié)構(gòu)的陶瓷鑄模。此處，焙燒步驟的溫度優(yōu)選為1150°C1250°C，這是窯中普通陶瓷的焙燒溫度。必須控制焙燒操作從而以考慮火焰流動(dòng)、火焰顏色、煙塵等的變化的全面方式適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行。有利效果如上所述制造的本發(fā)明的具有碳層的陶瓷鑄模由于其中包含碳化的碳層而具有優(yōu)異的絕熱性質(zhì)、高耐熱性和均勻地發(fā)射遠(yuǎn)紅外線的效果。圖1是本發(fā)明的具有碳層的陶瓷鑄模(磚形式)的截面的照片；圖2是本發(fā)明的具有碳層的陶瓷鑄模(板形式)的截面的照片；圖3是用本發(fā)明的具有碳層的陶瓷鑄模制造的陶瓷爐的照片；和圖4描述了本發(fā)明的具有碳層的陶瓷鑄模中發(fā)射遠(yuǎn)紅外線的量。具體實(shí)施例方式下面，參考實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。實(shí)施例1以下表1中描述的成分比混合組合物，并形成為磚形和板形的鑄模，然后在窯中以120(TC的氧化焰焙燒所形成的鑄模。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>拍攝焙燒后陶瓷鑄模截面的照片，結(jié)果顯示在圖1和2中。觀察各截面可以確定本發(fā)明的陶瓷鑄模形成為其中具有炭黑層的雙重結(jié)構(gòu)。實(shí)施例2以實(shí)施例1中的表1中描述的成分比混合組合物，并形成為爐形，然后以120(TC的氧化焰焙燒所形成的爐以制造陶瓷爐。普通陶瓷往往容易在快速加熱或淬火環(huán)境中破裂和破碎。然而，如圖3所示的本發(fā)明制造的陶瓷爐具有很高的耐火性和耐熱性，因此即使在焙燒和冷卻時(shí)發(fā)生的快速加熱或淬火的環(huán)境中也不會(huì)破裂。此外，還發(fā)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明制造的陶瓷鑄模具有優(yōu)異的絕熱性質(zhì)，因?yàn)榧词乖跔t內(nèi)溫度超過(guò)90(TC時(shí)用手接觸爐的外部也不會(huì)燒傷。由本發(fā)明的具有碳層的陶瓷鑄模制造陶瓷爐時(shí)，由于發(fā)射遠(yuǎn)紅外線的值在加熱時(shí)最大化的碳層的性質(zhì)所致，可以獲得高度發(fā)射遠(yuǎn)紅外線的效果。因?yàn)樘沼猿赡ぃ虼思词固沾蔂t保持以連續(xù)燒結(jié)的方式使用，爐中的碳層也不會(huì)氣化，從而保持完整。同時(shí)，本發(fā)明的陶瓷鑄?？梢砸詧D3所示的較大的尺寸提供，不同于僅以較小尺寸制造的早期的陶瓷。測(cè)試?yán)?.定量分析對(duì)實(shí)施例1制造的陶瓷鑄模的各成分進(jìn)行定量分析，結(jié)果顯示在下表2中。試驗(yàn)安排于日本岐阜的陶瓷研究所，并根據(jù)JISR2216法進(jìn)行。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>從上述的本發(fā)明的陶瓷鑄模的定量分析中，發(fā)現(xiàn)有氧化鈣和氧化鎂成分，與在用黃土制造的陶瓷鑄模中發(fā)現(xiàn)的成分不同。這些成分通常存在于木炭中。存在上述成分的原因似乎是因?yàn)楸景l(fā)明的陶瓷鑄模通過(guò)焙燒過(guò)程由木粉和木材碳化碳體粉末形成了碳層。測(cè)試?yán)?.遠(yuǎn)紅外線的發(fā)射實(shí)施例1制造的陶瓷鑄模的遠(yuǎn)紅外線的發(fā)射率由JISR1801法在日本岐阜的陶瓷研究所測(cè)定。顯示結(jié)果的圖如圖4所示。圖4中實(shí)線"a"表示的部分顯示了關(guān)于本發(fā)明制造的陶瓷鑄模的遠(yuǎn)紅外線的發(fā)射率。所顯示的圖4中的虛線"b"表示的部分用于比較。對(duì)于天然礦物，存在遠(yuǎn)紅外線出現(xiàn)得較少的部分，如"b"的6微米12微米的區(qū)域，稱為培養(yǎng)射線(cultivationmy)。相反，據(jù)測(cè)定，本發(fā)明的陶瓷鑄模顯示出恒定的高發(fā)射率。此外，本發(fā)明的陶瓷鑄模的發(fā)射率據(jù)測(cè)定為平均93.5%。即使是稱為Cheonchang石的礦物的高發(fā)射率也僅為平均90%，因此可以確定本發(fā)明的陶瓷鑄模顯示出更優(yōu)異的遠(yuǎn)紅外線發(fā)射率。測(cè)試?yán)?.陰離子聚積能力用實(shí)施例1的表1中描述的成分比混合的組合物形成房屋形狀之后，如實(shí)施例1中那樣，通過(guò)用120(TC的氧化焰焙燒來(lái)制造陶瓷房屋。然后在其內(nèi)部和外部安裝陰離子計(jì)數(shù)設(shè)備(IonCounter&Recorder,雙圓柱單電極測(cè)量模式)，于10:00至17:00測(cè)定空氣中產(chǎn)生的陰離子的值的變化。測(cè)量機(jī)構(gòu)是韓國(guó)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室(KoreaTestingLaboratoiy)。下表3中顯示了陰離子的測(cè)定結(jié)果。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>比較陶瓷房屋的內(nèi)部與普通房屋的內(nèi)部時(shí)，產(chǎn)生的陰離子的值顯示為最大7.8倍(-1.989/-0.255),最小4.5倍(-0.581/-0.130),平均6.7倍(-1.266/-0.188)。比較陶瓷房屋的內(nèi)部和外部時(shí)，顯示出內(nèi)部的值平均高2.34倍?？傊景l(fā)明的陶瓷鑄模具有很高的陰離子產(chǎn)生率。工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明，即使用氧化焰進(jìn)行焙燒，僅僅通過(guò)形成由同時(shí)包含木粉、木材碳化碳體粉末和陶釉的組合物制成的鑄模也能夠完成具有碳層的雙重結(jié)構(gòu)的陶瓷鑄模，因此能夠經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單地進(jìn)行制造。本發(fā)明的陶瓷鑄?？赏ㄟ^(guò)在焙燒過(guò)程中部分氣化木粉和木材碳化碳體粉末而輕質(zhì)化。因?yàn)樗鎏沾设T模提供恒定的高遠(yuǎn)紅外線發(fā)射率并具有陰離子聚積能力、水分調(diào)節(jié)能力、消除氣味能力和優(yōu)異的絕熱性質(zhì)，因此可用作磚和瓦等環(huán)境友好的建筑材料。同時(shí)，所述陶瓷鑄模可形成較大的尺寸，因此能夠制成普通房屋或蒸汽房等。此外，還能夠預(yù)期將其用作陶瓷爐和太陽(yáng)能電池用集熱板等，這是因?yàn)榧词乖阝Ю浠蚩焖偌訜釙r(shí)它也不會(huì)變形，并具有很高的耐熱性和耐火性。權(quán)利要求1.一種用于制造具有碳層的陶瓷鑄模的組合物，所述組合物包含50重量％～73重量％的黃土、9重量％～20重量％的粘土、3重量％～10重量％的木粉、3重量％～7重量％的木材碳化碳體粉末、11重量％～15重量％的水和1重量％～5重量％的陶釉。2.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述組合物還以這樣的方式包含淡英斑巖粉末和耐火粘土使得所述組合物包含50重量％68重量％的黃土、9重量％20重量％的粘土、3重量％10重量％的木粉、3重量％7重量％的木材碳化碳體粉末、11重量％13重量％的水、1重量％5重量％的陶釉、2重量％5重量％的淡英斑巖粉末和3重量％7重量％的耐火粘土。3.如權(quán)利要求2所述的組合物，其中，所述陶釉是通過(guò)將基于所述組合物總重量的0.4重量％2重量％的白土、0.5重量％2重量％的石灰石和0.1重量％1重量％的灰分混合而形成。4.一種制造具有碳層的陶瓷鑄模的方法，所述方法包括形成由權(quán)利要求13中任一項(xiàng)所述的組合物制成的鑄模，并用氧化焰焙燒形成的所述鑄模。5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述焙燒步驟以具有115(TC125(TC的焙燒溫度的氧化焰進(jìn)行。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種用以制造其中包括碳層的陶瓷鑄模的組合物，所述組合物包含50重量％～73重量％的黃土、9重量％～20重量％的粘土、3重量％～10重量％的木粉、3重量％～7重量％的木材碳化碳體粉末、11重量％～15重量％的水和1重量％～5重量％的陶釉。本發(fā)明的組合物優(yōu)選還包含淡英斑巖粉末和耐火粘土。同時(shí)，本發(fā)明還提供制造具有碳層的陶瓷鑄模的方法，所述方法包括形成由所述組合物制成的鑄模并用氧化焰焙燒形成的所述鑄模。文檔編號(hào)C04B14/10GK101646631SQ200780052562公開(kāi)日2010年2月10日申請(qǐng)日期2007年4月13日優(yōu)先權(quán)日2007年4月13日發(fā)明者金九漢申請(qǐng)人:金九漢