专利名称：：用于具有碳层的陶瓷的组合物及使用该组合物的陶瓷的制造方法
技术领域：
：本发明涉及用于其中包含碳层的双重结构的陶瓷铸模的组合物，和使用所述组合物制造陶瓷铸模的方法，其中，所述组合物包含黄土、粘土、木粉、木材碳化碳体粉末和陶釉。
背景技术：
：传统典型的粘土砖是通过混合粘土与石英砂、干燥该混合物然后在1100。C120(TC的温度进行焙烧而制造的。这样的粘土砖的缺点在于，由于粘土和石英砂的混合物比较重因而成品粘土砖也较重。因此，为了减轻粘土砖的重量，已经提出了在粘土与石英砂的混合物中还包含锯屑或谷壳等木粉的砖。然而，这样的砖的缺点在于因焙烧过程中的燃烧焰所致，木粉作为碳体部分残留，或者完全烧尽由此形成多孔砖因而损害其外观。为了改善添加木粉造成的问题，已经提出了每个步骤提供不同的热源以改进焙烧的方法。简言之，首先通过以还原焰焙烧而燃烧木粉，由此整体地形成碳体，然后通过用中性焰或提供氧的氧化焰焙烧特定的时间而仅在表面使碳体完全气化，由此保留内部碳体的完整。然而，这样的方法存在的缺点在于因为必须提供不同的热源而使操作变得复杂，并且必须使用昂贵的还原焰(特定温度的还原焰相对于氧化焰而言需要更多的燃料成本和更长的加热时间)使其不够经济。此外，必须更加关注氧化焰的提供，这是因为如果长时间提供氧化焰，甚至内部碳体也可能气化
发明内容技术问题陶瓷铸模需要即使用氧化焰焙烧也能够形成碳化碳层，因此能够经济简单地制造。同时，要求所制造的陶瓷铸模具有优异的耐火性、耐热性、绝热性质和消除气味的能力等等。技术方案为实现上述目的，本发明提供了一种用于制造具有碳层的陶瓷铸模的组合物，所述组合物包含50重量％73重量％的黄土、9重量％20重量％的粘土、3重量％10重量％的木粉、3重量％7重量％的木材碳化碳体粉末、11重量％15重量％的水和1重量％5重量％的陶釉。优选的是，本发明的组合物还以这样的方式包含淡英斑岩粉末和耐火粘土(Schmotte):使得所述组合物包含50重量°/。68重量％的黄土、9重量％20重量％的粘土、3重量％10重量％的木粉、3重量％7重量％的木材碳化碳体粉末、11重量％13重量％的水、1重量％5重量％的陶釉、2重量％5重量％的淡英斑岩粉末和3重量％7重量％的耐火粘土。优选的是，陶釉通过将基于所述组合物总重量的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。同时，本发明还提供一种制造具有碳层的陶瓷铸模的方法，所述方法包括形成由所述组合物制成的铸模，并用氧化焰焙烧形成的所述铸模。优选的是，焙烧步骤用115(TC125(TC的氧化焰进行。下面详细描述本发明。1.用于具有碳层的陶瓷铸模的组合物(1)本发明的用于具有碳层的陶瓷铸模的组合物包含50重量％73重量％的黄土、9重量％20重量°/。的粘土、3重量°/。10重量°/。的木粉、3重量％7重量％的木材碳化碳体粉末、11重量％15重量％的水和1重量％5重量％的陶釉。本发明的组合物特别包含木材碳化碳体粉末和陶釉及木粉。由于它们的作用，即使仅用氧化焰焙烧也能够制造其中包含碳层的双重结构的陶瓷铸模。黄土和粘土是制造陶瓷铸模的主要成分。本发明中大量包含的黄土作为砖等建筑材料完成时用作环境友好因素。此外，木粉以锯屑的形式使用，包含木粉的陶瓷铸模提供了耐久性和远红外线发射效果，原因是当焙烧时木粉变成了碳体。另外，木粉在制造轻质陶瓷铸模时发挥作用，因为当焙烧时其发生碳化，铸模表面处的木粉甚至燃烧。除了木粉之外，本发明的组合物中直接包含木材碳化碳体粉末以提供稳定的碳体并縮短木粉碳化的时间。木材碳化碳体粉末指的是粉末状的碳体例如通过碳化木材等而制备的木炭、褐煤和石墨。褐煤粉末是最经济的木材碳化碳体粉末。此外，本发明的组合物包含相对于作为制造形成的铸模的原料的组合物总重量为1重量％5重量％的量的陶釉，而不是将陶釉施用于形成的铸模的表面。添加陶釉的目的在于即使仅用氧化焰焙烧也能够完成其中包含碳层的双重结构的陶瓷铸模。陶釉优选通过将基于所述组合物总重量的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。白土用作常规的陶釉材料，是土壤的一种。为了粘接混合物，包含基于组合物总重量为11重量％15重量％的量的水。(2)同时，本发明的组合物还包含淡英斑岩粉末和耐火粘土，因此所述组合物优选包含50重量％68重量％的黄土、9重量°/。20重量％的粘土、3重量％10重量％的木粉、3重量％7重量％的木材碳化碳体粉末、11重量％13重量％的水、1重量％5重量％的陶釉、2重量％5重量％的淡英斑岩粉末和3重量％7重量％的耐火粘土。将组合物的成分范围优化为表达各成分性质的范围。淡英斑岩粉末由于由微孔构成而具有很强的吸附性质，并用于以离子交换重金属，而且还因为包含无机盐而具有发射远红外线的性质。这些性质也直接表述于本发明中。耐火粘土通过用130(TC140(TC的高温加热耐火的粘土然后打碎成低于3mm的颗粒而制备，添加耐火粘土的目的是减小焙烧时的收缩率以增强耐火性。耐火粘土的添加确保了本发明的具有碳层的陶瓷铸模制成砖等建筑材料或诸如需要耐火性的窑等铸模时，能够提供这样的耐火性。进一步添加耐火粘土时，可以包含11重量％13重量％的量的水，该量小于形成普通的陶瓷制品时的水量，这是考虑到因添加耐火粘土而减小了收縮率的效果。2.制造具有碳层的陶瓷铸模的方法
技术领域：
：本发明的制造具有碳层的陶瓷铸模的方法包括(l)由用于具有碳层的陶瓷铸模的组合物形成铸模，和(2)用氧化焰焙烧形成的铸模。本发明的组合物包含陶釉作为制造形成的铸模的原料。本发明中，陶釉并不施用于形成的铸模的表面。添加陶釉的目的在于即使仅用氧化焰焙烧也能够完成其中包含碳层的双重结构的陶瓷铸模。如果形成的铸模由不包含陶釉的原料制造并且立即以氧化焰进行焙烧，则木粉和木材碳化碳体粉末燃烧并气化(碳成分脱离)，由此形成微孔，从而形成多孔陶瓷铸模。同时，如果形成的铸模由不包含陶釉的原料制造并施用陶釉然后以氧化焰进行焙烧，则陶釉成膜，因此木粉和木材碳化碳体粉末燃烧，但由于被陶釉膜阻挡而不会气化，由此完成其中形成整体碳体的陶瓷铸模。同时，在本发明中，由于形成的铸模由包含陶釉的组合物制造，因此能够立即用氧化焰焙烧而无需如以前的方法那样用还原焰进行处理。因而，在陶釉成膜之前，形成的铸模表面的木粉和木材碳化碳体粉末燃烧并气化。同时，陶釉成膜，而存在于形成的铸模内部的木粉和木材碳化碳体粉末燃烧。因此，存在于形成的铸模内部的木粉和木材碳化碳体粉末燃烧，而不再气化，并局限于形成的铸模的内部。因而，完成了其中形成有碳体的双重结构的陶瓷铸模。此处，焙烧步骤的温度优选为1150°C1250°C，这是窑中普通陶瓷的焙烧温度。必须控制焙烧操作从而以考虑火焰流动、火焰颜色、烟尘等的变化的全面方式适当地进行。有利效果如上所述制造的本发明的具有碳层的陶瓷铸模由于其中包含碳化的碳层而具有优异的绝热性质、高耐热性和均匀地发射远红外线的效果。图1是本发明的具有碳层的陶瓷铸模(砖形式)的截面的照片；图2是本发明的具有碳层的陶瓷铸模(板形式)的截面的照片；图3是用本发明的具有碳层的陶瓷铸模制造的陶瓷炉的照片；和图4描述了本发明的具有碳层的陶瓷铸模中发射远红外线的量。具体实施例方式下面，参考实施例详细描述本发明。实施例1以下表1中描述的成分比混合组合物，并形成为砖形和板形的铸模，然后在窑中以120(TC的氧化焰焙烧所形成的铸模。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>拍摄焙烧后陶瓷铸模截面的照片，结果显示在图1和2中。观察各截面可以确定本发明的陶瓷铸模形成为其中具有炭黑层的双重结构。实施例2以实施例1中的表1中描述的成分比混合组合物，并形成为炉形，然后以120(TC的氧化焰焙烧所形成的炉以制造陶瓷炉。普通陶瓷往往容易在快速加热或淬火环境中破裂和破碎。然而，如图3所示的本发明制造的陶瓷炉具有很高的耐火性和耐热性，因此即使在焙烧和冷却时发生的快速加热或淬火的环境中也不会破裂。此外，还发现根据本发明制造的陶瓷铸模具有优异的绝热性质，因为即使在炉内温度超过90(TC时用手接触炉的外部也不会烧伤。由本发明的具有碳层的陶瓷铸模制造陶瓷炉时，由于发射远红外线的值在加热时最大化的碳层的性质所致，可以获得高度发射远红外线的效果。因为陶釉成膜，因此即使陶瓷炉保持以连续烧结的方式使用，炉中的碳层也不会气化，从而保持完整。同时，本发明的陶瓷铸模可以以图3所示的较大的尺寸提供，不同于仅以较小尺寸制造的早期的陶瓷。测试例1.定量分析对实施例1制造的陶瓷铸模的各成分进行定量分析，结果显示在下表2中。试验安排于日本岐阜的陶瓷研究所，并根据JISR2216法进行。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>从上述的本发明的陶瓷铸模的定量分析中，发现有氧化钙和氧化镁成分，与在用黄土制造的陶瓷铸模中发现的成分不同。这些成分通常存在于木炭中。存在上述成分的原因似乎是因为本发明的陶瓷铸模通过焙烧过程由木粉和木材碳化碳体粉末形成了碳层。测试例2.远红外线的发射实施例1制造的陶瓷铸模的远红外线的发射率由JISR1801法在日本岐阜的陶瓷研究所测定。显示结果的图如图4所示。图4中实线"a"表示的部分显示了关于本发明制造的陶瓷铸模的远红外线的发射率。所显示的图4中的虚线"b"表示的部分用于比较。对于天然矿物，存在远红外线出现得较少的部分，如"b"的6微米12微米的区域，称为培养射线(cultivationmy)。相反，据测定，本发明的陶瓷铸模显示出恒定的高发射率。此外，本发明的陶瓷铸模的发射率据测定为平均93.5%。即使是称为Cheonchang石的矿物的高发射率也仅为平均90%，因此可以确定本发明的陶瓷铸模显示出更优异的远红外线发射率。测试例3.阴离子聚积能力用实施例1的表1中描述的成分比混合的组合物形成房屋形状之后，如实施例1中那样，通过用120(TC的氧化焰焙烧来制造陶瓷房屋。然后在其内部和外部安装阴离子计数设备(IonCounter&Recorder,双圆柱单电极测量模式)，于10:00至17:00测定空气中产生的阴离子的值的变化。测量机构是韩国测试实验室(KoreaTestingLaboratoiy)。下表3中显示了阴离子的测定结果。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>比较陶瓷房屋的内部与普通房屋的内部时，产生的阴离子的值显示为最大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)。比较陶瓷房屋的内部和外部时，显示出内部的值平均高2.34倍。总之，本发明的陶瓷铸模具有很高的阴离子产生率。工业实用性根据本发明，即使用氧化焰进行焙烧，仅仅通过形成由同时包含木粉、木材碳化碳体粉末和陶釉的组合物制成的铸模也能够完成具有碳层的双重结构的陶瓷铸模，因此能够经济简单地进行制造。本发明的陶瓷铸模可通过在焙烧过程中部分气化木粉和木材碳化碳体粉末而轻质化。因为所述陶瓷铸模提供恒定的高远红外线发射率并具有阴离子聚积能力、水分调节能力、消除气味能力和优异的绝热性质，因此可用作砖和瓦等环境友好的建筑材料。同时，所述陶瓷铸模可形成较大的尺寸，因此能够制成普通房屋或蒸汽房等。此外，还能够预期将其用作陶瓷炉和太阳能电池用集热板等，这是因为即使在猝冷或快速加热时它也不会变形，并具有很高的耐热性和耐火性。权利要求1.一种用于制造具有碳层的陶瓷铸模的组合物，所述组合物包含50重量％～73重量％的黄土、9重量％～20重量％的粘土、3重量％～10重量％的木粉、3重量％～7重量％的木材碳化碳体粉末、11重量％～15重量％的水和1重量％～5重量％的陶釉。2.如权利要求1所述的组合物，其中，所述组合物还以这样的方式包含淡英斑岩粉末和耐火粘土使得所述组合物包含50重量％68重量％的黄土、9重量％20重量％的粘土、3重量％10重量％的木粉、3重量％7重量％的木材碳化碳体粉末、11重量％13重量％的水、1重量％5重量％的陶釉、2重量％5重量％的淡英斑岩粉末和3重量％7重量％的耐火粘土。3.如权利要求2所述的组合物，其中，所述陶釉是通过将基于所述组合物总重量的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。4.一种制造具有碳层的陶瓷铸模的方法，所述方法包括形成由权利要求13中任一项所述的组合物制成的铸模，并用氧化焰焙烧形成的所述铸模。5.如权利要求4所述的方法，其中，所述焙烧步骤以具有115(TC125(TC的焙烧温度的氧化焰进行。全文摘要本发明公开了一种用以制造其中包括碳层的陶瓷铸模的组合物，所述组合物包含50重量％～73重量％的黄土、9重量％～20重量％的粘土、3重量％～10重量％的木粉、3重量％～7重量％的木材碳化碳体粉末、11重量％～15重量％的水和1重量％～5重量％的陶釉。本发明的组合物优选还包含淡英斑岩粉末和耐火粘土。同时，本发明还提供制造具有碳层的陶瓷铸模的方法，所述方法包括形成由所述组合物制成的铸模并用氧化焰焙烧形成的所述铸模。文档编号C04B14/10GK101646631SQ200780052562公开日2010年2月10日申请日期2007年4月13日优先权日2007年4月13日发明者金九汉申请人:金九汉