(57)【要約】非安定化ジルコニア、シリカ、並びに任意選択でジルコン及び／又はムライトを含んで成る耐火性コーティングが本明細書で開示される。非安定化ジルコニア、シリカ、並びに任意選択のジルコン及び／又はムライトは、炭化ケイ素などのセラミック基材上にスラリーとして適用され、焼成される。本発明の耐火性コーティングは、セラミック基材に適用され、１１００℃よりも高い温度にさらされた場合に、良好なエッジ鮮明度及び色を維持した。【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温基材をコーティングするための耐火性コーティング用組成物であって、
非安定化ジルコニアと、
シリカと
を含んで成る、組成物。
【請求項２】
前記非安定化ジルコニアが、前記組成物の約５０〜約９０％の量で存在する、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記シリカが、前記組成物の約１０〜約５０％の量で存在する、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
ジルコンをさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
前記ジルコンが、前記組成物の最大１００％の量で存在する、請求項４に記載の組成物。
【請求項６】
無機充填剤をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
前記充填剤がムライトである、請求項６に記載の組成物。
【請求項８】
前記ムライトが、前記組成物の最大約５０％の量で存在する、請求項７に記載の組成物。
【請求項９】
前記非安定化ジルコニアと前記シリカが、約９：１〜約１：１の重量比で存在する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】
前記組成物が、約１１００℃よりも高い温度で基材をコーティングするためのものである、請求項１に記載の組成物。
【請求項１１】
耐火性コーティング用組成物であって、
非安定化ジルコニアを約１５〜約７５％
シリカを約５〜約２５％、及び
ジルコンを最大約１００％
含んで成る、組成物。
【請求項１２】
無機充填剤をさらに含む、請求項１１に記載の組成物。
【請求項１３】
前記充填剤がムライトである、請求項１２に記載の組成物。
【請求項１４】
前記ムライトが、前記組成物の最大約５０％の量で存在する、請求項１３に記載の組成物。
【請求項１５】
前記組成物がセラミック基材に適用される、請求項１１に記載の組成物。
【請求項１６】
前記組成物がスラリーとして適用される、請求項１１に記載の組成物。
【請求項１７】
前記組成物がデカールとして基材上に適用される、請求項１１に記載の組成物。
【請求項１８】
前記組成物が厚さ約２０〜約５００μｍの薄膜として適用される、請求項１１に記載の組成物。
【請求項１９】
セラミック焼結部材であって、
セラミック本体と、
該セラミック本体の表面上に形成された耐火性コーティングと
を含んで成り、該耐火性コーティングが、
非安定化ジルコニアと、
シリカと、
ジルコンと
を含んで成り、該耐火性コーティングが約１１００℃よりも高い温度で安定性を維持する、部材。
【請求項２０】
前記耐火性コーティングがムライトをさらに含む、請求項１９に記載の部材。
【請求項２１】
前記セラミック本体の表面上に形成された耐火性コーティングが、約２０〜約５００μｍの厚さを有する、請求項１９に記載の部材。
【請求項２２】
前記耐火性コーティングがムライトをさらに含む、請求項１９に記載の部材。
【請求項２３】
前記セラミック本体が、炭化ケイ素又は窒化ケイ素を含んで成る、請求項１９に記載の部材。
【請求項２４】
前記耐火性コーティングが前記セラミック本体上にマーキングを与えるように、該セラミック本体と該耐火性コーティングが異なる色である、請求項１９に記載の部材。
【請求項２５】
セラミック焼結本体を作製する方法であって、
セラミック基材を提供する工程と；
耐火性コーティング用組成物であって、
非安定化ジルコニア
シリカ、及び
ジルコン
を含んで成る組成物を提供する工程と；
該耐火性コーティング用組成物を該セラミック基材上に適用する工程と；
該コーティングされたセラミック基材を焼結条件にさらす工程と；
を含んで成り、該セラミック基材上の該耐火性コーティングが、約１１００℃よりも高い温度で安定性を維持する、セラミック焼結本体を作製する方法。
【請求項２６】
前記セラミック基材が、炭化ケイ素又は窒化ケイ素を含んで成る、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記コーティング用組成物がムライトをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記ムライトが最大約５０％の量で存在する、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記コーティング用組成物が、非安定化ジルコニアを約５０〜約９０％、シリカを約１０〜約５０％、及びジルコンを最大約１００％含んで成る、請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
前記耐火性コーティング用組成物が、約２０〜約５００μｍの厚さで適用される、請求項２５に記載の方法。
【請求項３１】
前記耐火性コーティング用組成物が、前記セラミック基材の一部に適用される、請求項２５に記載の方法。
【請求項３２】
前記耐火性コーティング用組成物と前記セラミック基材が異なる色であり、該組成物が該セラミック基材の一部にマーカーとして適用される、請求項２５に記載の方法。
【請求項３３】
前記耐火性コーティング用組成物が、前記セラミック基材上に印刷される、請求項２５に記載の方法。
【請求項３４】
前記耐火性コーティング用組成物が、前記セラミック基材上にスプレーコーティングされる、請求項２５に記載の方法。
【請求項３５】
前記耐火性コーティング用組成物が、前記セラミック基材上にスポンジングされる、請求項２５に記載の方法。
【請求項３６】
前記耐火性コーティング用組成物が、前記セラミック基材上にブラシコーティングされる、請求項２５に記載の方法。
【請求項３７】
前記耐火性コーティング用組成物が、前記セラミック基材上にスクリーン印刷される、請求項２５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火性材料上のコーティング、特にはセラミック基材上のジルコン／ジルコニアコーティングに関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミックス、例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）のための高温用コーティングは、成長二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）ガラス層との相互作用により高温での酸化性条件において破損しやすい。コーティングのための最も安定な候補物質は、その耐火性、類似の熱膨張係数、並びに炭化ケイ素、窒化ケイ素及び二酸化ケイ素との接触における化学安定性のために、アルミナ（Ａｌ2Ｏ）、ムライト（３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）、及びジルコニア（ＺｒＯ2）に基づいた処方物であることが見出されている。
【０００３】
１２００℃よりも高い温度では、多孔質のアルミナコーティングは、成長二酸化ケイ素層に溶解する。結果として得られるアルミノケイ酸塩ガラスがアルミナコーティングの細孔を満たし、不透過性メンブレンを生成する。このメンブレンによって、酸化反応のガス状副生成物、例えば、二酸化炭素が捕捉される。満たされた細孔が一緒になって、コーティングが膨れるか又は剥がれる。高密度のアルミナコーティングは、より高い熱膨張係数のために亀裂やひび割れが生じる傾向がある。アルミナコーティングがインク用途で使用される場合には、アルミナコーティングの溶解物がガラスにブリードし、縁に沿って白色コーティングがブリードアウトする。薄いコーティングについては、このコーティングがガラス層に完全に溶解するか又はそうでなければ見えなくなるので、このことは特に問題である。
【０００４】
同様に、炭化ケイ素／窒化ケイ素セラミックス上のムライトコーティングは、膨れや剥離を受けやすく、さらに、相当な量のガラス層が存在する場合には半透明になる。安定化ジルコニアコーティングは、化学的に安定であることで知られ、ガラスにおける制限された溶解性を有する。しかしながら、カルシウム又はイットリアで安定化されたジルコニアは、約１１００℃での１回又は２回の高温サイクルの後、炭化ケイ素部分が剥がれることがわかった。
【０００５】
耐火性基材のための幾つかのコーティングが従来技術で開示されている。マツイらによる米国特許第４，８０４，５８９号明細書及び同第４，９２１，７２１号明細書では、イットリア、酸化マグネシウム又は酸化カルシウムで部分的に又は完全に安定化したジルコニアから本質的に成る金属及び炭化ケイ素のためのコーティングを開示している。このコーティングは、剥離やひび割れを減少させるために故意に薄く維持される。相溶性層をジルコニア層と基材の間に加えることができる。マツイらは、肌荒れ又は反応性を向上させるために、炭化ケイ素基材に関して表面の前処理をさらに求めている。現行のコーティング用組成物で耐火性基材をコーティングすることの実用性は、表面の前処理に関する必要とともに減少する。さらに、より厚いコーティングは剥離や亀裂が生じやすい。
【０００６】
Ｓａｒｉｎによる米国特許第４，９５０，５５８号明細書では、ケイ素に基づいた基材のための組成勾配付き（graded）コーティングを開示している。このコーティングは、多層、即ち、１つ又は複数の窒化アルミニウム又は酸窒化アルミニウム材料の中間層と、アルミニウム、ジルコニウム又はイットリウムの酸化物の外層とを含んで成る。このコーティングは、反応体ガスが徐々に変化して組成勾配付き層を提供する連続堆積プロセスにおいて、混合ガスによる化学気相成長を用いて調製される。化学気相成長に関連した環境問題への懸念のないコーティングを与えることが望ましい。
【０００７】
Ｍｏｈらによる米国特許第６，１６５，５９４号明細書、同第６，２１４，２５０号明細書、及び同第６，２５１，２１２号明細書では、金属及びセラミック基材のためのラベルを開示している。このラベルは、基材を濡らすガラス質層と、明色又は暗色の粒子を有する耐火物相とを含有するベース層としてセラミック本体を含み、トップ層もまた、ガラス質層と、対比粒子を有する耐火物相とを含有する。トップ層とセラミック本体との間の色のコントラストは、光学的に認識できるラベルパターンを可能にする。しかしながら、個々のラベルは、基材に取り付ける前に形成されかつ焼成されなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
技術水準に関わらず、使いやすさ、優れた付着、及び酸化性雰囲気での安定性を与える高温耐火性セラミック基材のためのコーティング用組成物を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、第１態様において、高温基材をコーティングするための、非安定化ジルコニアとシリカを含んで成る耐火性コーティング用組成物に向けられる。好ましくは、非安定化ジルコニアは組成物の約５０〜約９０％の量で存在する。好ましくは、シリカは組成物の約１０〜約５０％の量で存在する。組成物は、組成物の最大１００％の量で存在できるジルコンをさらに含むことができる。組成物はまた、組成物の最大約５０％の量で存在するムライトなどの無機充填剤を含むことができる。第１態様の組成物の好ましい実施態様においては、非安定化ジルコニアとシリカは、約９：１〜約１：１の重量比で存在する。この組成物は、約１１００℃よりも高い温度で基材をコーティングするのに有用である。
【００１０】
第２態様においては、本発明は、非安定化ジルコニアを約１５〜約７５％、シリカを約５〜約２５％、及びジルコンを最大約１００％含んで成る耐火性コーティング用組成物に向けられる。組成物は、スラリー又はデカールとして基材上に適用できる。好ましくは、組成物は、厚さ約２０〜約５００μｍの薄膜として適用される。
【００１１】
第３態様においては、本発明は、セラミック本体と、該セラミック本体の表面上に形成された耐火性コーティングとを含んで成るセラミック焼結部材に向けられ、該耐火性コーティングは、非安定化ジルコニアと、シリカと、ジルコンとを含んで成り、約１１００℃よりも高い温度で安定性を維持する。好ましくは、セラミック本体は、炭化ケイ素又は窒化ケイ素を含んで成る。
【００１２】
第４態様においては、本発明は、セラミック焼結本体を作製する方法であって、セラミック基材を提供する工程と；非安定化ジルコニア、シリカ、及びジルコンを含んで成る耐火性コーティング用組成物を提供する工程と；該耐火性コーティング用組成物を該セラミック基材上に適用する工程と；該コーティングされたセラミック基材を焼結条件にさらす工程とを含んで成り、該セラミック基材上の該耐火性コーティングが、約１２００℃よりも高い温度で安定性を維持する、セラミック焼結本体を作製する方法に向けられる。好ましくは、セラミック基材は、炭化ケイ素又は窒化ケイ素を含んで成る。耐火性コーティング用組成物は、セラミック基材の一部に適用することができる。耐火性コーティング用組成物とセラミック基材は異なる色であることができ、該組成物は該セラミック基材の一部にマーカーとして適用される。好ましくは、耐火性コーティング用組成物は、セラミック基材上に印刷されるか、スプレーコーティングされるか、スポンジングされるか、ブラシコーティングされるか、又はスクリーン印刷される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、非安定化ジルコニア、二酸化ケイ素即ちシリカ、及び任意選択でジルコンを含む高温基材をコーティングするための耐火性コーティング用組成物に関する。意外にも、本発明のコーティング用組成物は、約１１００℃まで及びそれを超える、好ましくは１２００℃、より好ましくは１４００℃を超える温度で耐火性基材に対して優れた付着を維持する。これらのコーティング用組成物は、ラベル用耐火性基材のためのインクとして特に有用である。耐火性基材上にインクとして用いた場合に、このコーティング用組成物は、複数の熱サイクルの後でさえ、基材にブリードしないきれいなラインを示し、基材との良好なコントラストを維持した。本明細書で用いられる場合、ジルコンとは、ＺｒＳｉＯ4及び／又はその分解生成物であるＳｉＯ2とＺｒＯ2を意味する。
【００１４】
本発明の耐火性コーティング用組成物は、組成物の合計重量が１００％に等しく、構成要素の合計が１００％に等しい重量％に換算して表すことができる。好ましい組成物は、ジルコンを約０〜１００％有することができる。ジルコンの量が１００％未満である場合には、組成物の残りは、非安定化ジルコニアを約５０〜約９０％、好ましくは約１５〜約７５％と、シリカを約１０〜約５０％、好ましくは約５〜約２５％含むことができる。非安定化ジルコニアとシリカは、好ましくは約９：１〜約１：１、より好ましくは約４：１〜約２：１、最も好ましくは約３：１の重量比である。
【００１５】
耐火性コーティングがさらされる極限の温度では、非安定化ジルコニアは、シリカと組み合わせられると、二酸化ケイ素層において低い溶解性を有するジルコンを形成するため、二酸化ケイ素と接触していると物理的に安定であることが仮定される。
【００１６】
本発明のコーティング用組成物で使用するのに好適な非安定化ジルコニアは、好ましくは高純度の単斜晶ジルコニアである。単斜晶ジルコニアは、１１５０℃よりも低い温度、１１５０℃よりも高い温度で安定なジルコニアの３つの結晶構造の１つであり、このジルコニアは、正方晶ジルコニアが安定化していない場合に、３〜６％の体積膨張を伴う単斜晶結晶構造へのマルテンサイト変態が可能な正方晶結晶構造を有する。単斜晶ジルコニアの平均粒子サイズは、約０．１〜約２００μｍ、好ましくは０．５〜約２．０μｍ、より好ましくは約１．０〜約１０μｍ、最も好ましくは約４５μｍである。特に望ましい非安定化ジルコニアは、マサチューセッツ州、ウースターのＳａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ／Ｎｏｒｔｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｅｒａｍｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから商品名ＺＩＲＣＯＡ Ａ−３２５で商業的に入手可能である。着色されたジルコニアを、単斜晶ジルコニアの代わりに使用するか又はそれと組み合わせて使用し、着色されたコーティング及びインクを作り出すことができる。
【００１７】
十分なジルコン又はシリカと組み合わせた場合に、部分的又は完全に安定化させたジルコニアを耐火性コーティング用組成物にすることができるということは本発明の範囲内である。部分的又は完全に安定化したジルコニアがシリカと反応して、より安定なジルコンを形成することが仮定される。あるいはまた、十分なジルコンが存在する場合には、安定化ジルコニアは、成長二酸化ケイ素層により溶解しにくいであろう。
【００１８】
本発明のコーティング用組成物で使用するのに好適なシリカは、アモルファスシリカである。好ましくは、アモルファスシリカは、平均粒子サイズが約０．１〜約１．０μｍ、好ましくは約０．５μｍの球形の一次粒子及び凝集体である。比表面積は、約１５〜約３０ｍ2／ｇであることが好ましい。特に望ましい商業的に入手可能なシリカは、ノルウェーのエルケム・マテリアルズから得られるＭＩＣＲＯＳＩＬＩＣＡ（登録商標）である。多数のグレード、例えば、Ｇｒａｄｅ ９８３、Ｇｒａｄｅ ９７１、Ｇｒａｄｅ ９６５及びＧｒａｄｅ ９４０が耐火性コーティングに利用でき、Ｇｒａｄｅ ９７１が特に好ましい。好ましくは、かさ密度が約５００〜約６５０ｋｇ／ｍ3に増し、材料のハンドリング特性が改善された、ゆるく結合した二次凝集体を含有する高密度マイクロシリカが使用される。
【００１９】
本発明のコーティング用組成物に有用なジルコンは、約１０〜約２０μｍ、好ましくは約１２．８μｍの平均粒子サイズを有する。表面積は約０．８〜約２．０ｍ2／ｇ、好ましくは約１．２ｍ2／ｇである。特に望ましいジルコンは、商品名ＺＩＲＣＯＮ Ｇでマサチューセッツ州、ウースターのＳａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ／Ｎｏｒｔｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｅｒａｍｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから商業的に入手可能である。着色されたジルコンを、ジルコンの代わりに使用するか又はそれと組み合わせて使用し、着色されたコーティング及びインクを作り出すこともできる。
【００２０】
組成物は、シリカと反応せず、また極限の温度に耐性のある、即ち、燃え尽きない無機充填剤を含むこともできる。このような無機充填剤は、例えば、ムライトを含む。本明細書で用いられる場合には、ムライトは、３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2を意味するものである。ムライトは、好ましくは全組成の最大約５０％の量で存在することができる。それはジルコンの代わりに用いることもできる。したがって、本発明の１つの実施態様は、ムライトを最大約５０％含むことができ、組成物の残りは、非安定化ジルコニアを約２５〜約９０％、好ましくは約４５〜約５０％、及びシリカを約５〜約５０％、好ましくは約１０〜約２５％含むことができる。さらに、非安定化ジルコニアとシリカは、好ましくは約９：１〜約１：１、より好ましくは約４：１〜約２：１、最も好ましくは約３：１の重量比である。
【００２１】
特に好適なムライトは、商品名ＤＵＲＡＭＵＬ（商標）でニューヨーク州、ナイアガラホールズのワシントン・ミルズ・エレクトロ・ミネラルズ・カンパニーから商業的に入手可能である。好ましくは、過剰な酸化アルミニウムがムライト中にあり、確実にすべての二酸化ケイ素がムライト相中に含有され、ガラス相中には存在しないようにする。ムライトの平均粒子サイズは、約０．２〜約２５０μｍ、好ましくは約１．０〜約１００μｍ、より好ましくは約２．０〜約４５μｍである。最も好ましいムライトはＤＵＲＡＭＵＬ（商標）３２５／Ｆである。
【００２２】
非安定化ジルコニア、シリカ、並びに任意選択のジルコン及びムライトは、好ましくは適切な媒体中でスラリーとして基材表面に適用される。このスラリー媒体は、有機又は無機であることができる。水は、本発明の耐火性コーティングの成分を懸濁するのに好ましいスラリー媒体である。非安定化ジルコニア、シリカ、並びに任意選択のジルコン及びムライトは、１つ又は複数の安定剤、例えば、増粘剤、チキソトロピック剤、又は他の流動調節剤を用いて懸濁状態に保たれ、適度に粘性のあるインク又はコーティングを提供することができる。水性スラリーのための好ましい安定剤は、ミズーリ州、セントルイスのモンサント・カンパニーから得られるＫＥＬＣＯＬＯＩＤ ＬＶＦである。好ましくは、安定剤は、約０．１〜約２．０重量％、好ましくは約１．２重量％の量で存在する。したがって、例示的なスラリー媒体は、９８．８重量％の脱イオン水と、１．２重量％のＫＥＬＣＯＬＯＩＤ ＬＶＦとから成ることができる。コーティング用組成物の成分を水性スラリー中に懸濁した状態に保つ別の方法は、安定又は半安定な静電分散を達成するために、酸又は塩基を用いたｐＨ調整を含む。安定剤を静電分散液に加えて、コーティングの成分を確実に液体中に懸濁したままにすることもできる。
【００２３】
非安定化ジルコニア、シリカ、並びに任意選択のジルコン及びムライトは、スラリー媒体に添加され、均一な懸濁を達成するのに十分な時間混合される。典型的には、混合時間は少なくとも約１０〜約１５分であるが、より長い混合時間は、インク又はコーティング用組成物を害しないので変則的であることはない。スラリーは、約４０〜約６０重量％の固体を含有する。
【００２４】
スラリーは、適用方法に応じて基材に容易に適用することができる軟度であることが好ましい。スラリーを基材に適用する方法は、ペインティング、スミアリング、ブラシコーティング、スプレーコーティング、スポンジング、スクリーン印刷などを含む。用途に応じて、コーティング用組成物は、印刷された場合に約２０〜約５００μｍの厚さに適用することができる。例えば、デカールを適用する場合には、コーティング用組成物は、３２５メッシュによるスクリーン印刷法を用いて約５０μｍの厚さに適用することができる。当業者は、過度に実験することなく、コーティング用組成物を適用するための様々な技術をいつ使用するか、またどのように使用するか、及びどれくらいの厚さ適用するかを理解するであろう。適切である場合には、多層コーティングを適用することもできる。コーティング用組成物の用途に応じて、基材を加熱し、スラリー媒体を追い出した後、インク又はコーティングを基材上に焼付ける。
【実施例】
【００２５】
以下の例は、本発明の耐火性コーティング用組成物の調製及び使用について記載する。これらの例は、本発明をさらに示しかつ説明するために与えられるが、本発明の範囲を限定するものとみなされるべきではない。
【００２６】
全成分が各コーティング用組成物の重量％でそれぞれの量において１００ｇの試料を、ＫＥＬＣＯＬＯＩＤ ＬＶＦの１．０重量％水溶液に懸濁した。コーティング用組成物の成分を、水密混合ジャグのＫＥＬＣＯＬＯＩＤ ＬＶＦ溶液に添加し、不活性な混合媒体とともに回転させ、約１時間十分に混合及び懸濁するようにした。各コーティング用組成物は約４０重量％の固体を有していた。各熱サイクルは約７２時間であり、約７５℃／時間での平均加熱速度で以って最高温度約１４２０℃まで加熱した後、制御された冷却により室温に冷却した。
【００２７】
［例１（比較）］
比較のためのコーティング用組成物を、ペンシルバニア州、ピッツバーグのアルコア社から得られるＡ−１５アルミナを５０重量％と、ＫＥＬＣＯＬＯＩＤ ＬＶＦ溶液によりスラリー化したイットリア安定ジルコニアを５０重量％とで処方した。この組成物を、窒化ケイ素結合炭化ケイ素のタイルの表面上に、絵筆を用いて約１００μｍの厚さに塗り、試料を乾燥させてスラリーから水を除去した。５回の熱サイクルの後、組成物の約２５％が最初の熱サイクル後に剥がれた。残りの組成物はタイル上に小さな茶色の膨れを形成した。
【００２８】
［例２（比較）］
比較のためのコーティング用組成物を、２０Ｆのメッシュサイズを有するイットリア安定ジルコニアを１００重量％で処方した。安定ジルコニアを含有する組成物を、ＫＥＬＣＯＬＯＩＤ ＬＶＦ溶液中でスラリー化した。約１０％のコーティング以外はすべて剥がれた。残りの部分は良好なエッジ鮮明度（edge definition）を有していたが、いくつかの結晶粒が粗すぎて、滑らかな表面が得られなかった。
【００２９】
［例３］
本発明のコーティング用組成物を、ＺＩＲＣＯＮ Ｇを１００重量％で処方し、ＫＥＬＣＯＬＯＩＤ ＬＶＦ溶液中でスラリー化した。この組成物を、窒化ケイ素結合炭化ケイ素のタイル上に、絵筆を用いて約１００μｍの厚さに塗った。３回の熱サイクルの後、組成物は、タイルとの良好なエッジ鮮明度及び色のコントラストを維持していた。
【００３０】
［例４］
本発明のコーティング用組成物を、非安定化ジルコニアを５６．２５重量％、エルケム・マテリアルズから得られる高密度ＭＩＣＲＯＳＩＬＩＣＡのＧｒａｄｅ ９７１を１８．７５重量％、及びＺＩＲＣＯＮ Ｇを２５．０重量％で処方し、ＫＥＬＣＯＬＯＩＤ ＬＶＦ溶液中でスラリー化した。この組成物を、窒化ケイ素結合炭化ケイ素のタイル上に塗った。３回の熱サイクルの後、組成物は、タイルとの良好なエッジ鮮明度及び色のコントラストを維持していた。
【００３１】
［例５］
本発明のコーティング用組成物を、非安定化ジルコニアを３７．５重量％、エルケム・マテリアルズから得られる高密度ＭＩＣＲＯＳＩＬＩＣＡのＧｒａｄｅ ９７１を１２．５重量％、及びＺＩＲＣＯＮ Ｇを５０．０重量％で処方し、ＫＥＬＣＯＬＯＩＤ溶液中でスラリー化した。この組成物を、窒化ケイ素結合炭化ケイ素のタイル上に塗った。３回の熱サイクルの後、組成物は、タイルとの良好なエッジ鮮明度及び色のコントラストを維持していた。
【００３２】
［例６］
本発明のコーティング用組成物を、非安定化ジルコニアを１８．７５重量％、エルケム・マテリアルズから得られる高密度ＭＩＣＲＯＳＩＬＩＣＡのＧｒａｄｅ ９７１を６．２５重量％、及びＺＩＲＣＯＮ Ｇを７５．０重量％で処方し、ＫＥＬＣＯＬＯＩＤ ＬＶＦ溶液中でスラリー化した。この組成物を、窒化ケイ素結合炭化ケイ素のタイル上に塗った。３回の熱サイクルの後、組成物は、タイルとの良好なエッジ鮮明度及び色のコントラストを維持していた。
【００３３】
［例７］
本発明のコーティング用組成物を、非安定化ジルコニアを３７．５重量％、エルケム・マテリアルズから得られる高密度ＭＩＣＲＯＳＩＬＩＣＡ（登録商標）のＧｒａｄｅ ９７１を１２．５重量％、及びワシントン・ミルズ・エレクトロ・ミネラルズ・カンパニーから得られるＤＵＲＡＭＵＬ（商標）ムライトを５０．０重量％で処方した。この組成物を、ＫＥＬＣＯＬＯＩＤ ＬＶＦ溶液中でスラリー化し、窒化ケイ素結合炭化ケイ素のタイル上に塗った。３回の熱サイクルの後、組成物は、タイルとの良好なエッジ鮮明度及び色のコントラストを維持していた。
【００３４】
本発明の耐火性コーティング用組成物は、耐火性基材に適用した場合に、良好なエッジ鮮明度とともに向上した付着を与える。有利には、コーティング用組成物は、１１００℃よりも高い極限温度での多数の熱サイクルにさらされた場合に剥がれず、また酸化性雰囲気で使用された場合にも成長二酸化ケイ素層に溶解しない。
【００３５】
本発明は、具体的な好ましい実施態様とともに詳しく記載されたが、多くの変形態様、改良及び変更が、先の記載を考慮して当業者にとって明らかであろうことは明白である。それゆえ、特許請求の範囲は、本発明の真の範囲及び趣旨にはいる任意のこのような変形態様、改良及び変更を包含すると考えられる。
【手続補正書】
【提出日】平成17年1月31日(2005.1.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温基材をコーティングするための耐火性コーティング用組成物であって、
非安定化ジルコニアと、
シリカと
を含んで成る、組成物。
【請求項２】
ジルコンをさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
耐火性コーティング用組成物であって、
非安定化ジルコニアを約１５〜約７５％
シリカを約５〜約２５％、及び
ジルコンを最大約１００％
含んで成る、組成物。
【請求項４】
無機充填剤をさらに含む、請求項１又は請求項３に記載の組成物。
【請求項５】
セラミック焼結部材であって、
セラミック本体と、
該セラミック本体の表面上に形成された耐火性コーティングと
を含んで成り、該耐火性コーティングが、
非安定化ジルコニアと、
シリカと、
ジルコンと
を含んで成り、該耐火性コーティングが約１１００℃よりも高い温度で安定性を維持する、部材。
【請求項６】
セラミック焼結本体を作製する方法であって、
セラミック基材を提供する工程と；
耐火性コーティング用組成物であって、
非安定化ジルコニア
シリカ、及び
ジルコン
を含んで成る組成物を提供する工程と；
該耐火性コーティング用組成物を該セラミック基材上に適用する工程と；
該コーティングされたセラミック基材を焼結条件にさらす工程と；
を含んで成り、該セラミック基材上の該耐火性コーティングが、約１１００℃よりも高い温度で安定性を維持する、セラミック焼結本体を作製する方法。
【請求項７】
セラミック部材であって、
セラミック基材と、
該基材上に設けられたデカールと
を含んで成り、該デカールが、該セラミック部材を最低１１００℃の温度にさらす熱サイクルの後、良好なエッジ鮮明度（edge definition）を有する、セラミック部材。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
本発明は、具体的な好ましい実施態様とともに詳しく記載されたが、多くの変形態様、改良及び変更が、先の記載を考慮して当業者にとって明らかであろうことは明白である。それゆえ、特許請求の範囲は、本発明の真の範囲及び趣旨にはいる任意のこのような変形態様、改良及び変更を包含すると考えられる。
以上説明した本発明を要約して示せば、次のとおりである。
（１）高温基材をコーティングするための耐火性コーティング用組成物であって、
非安定化ジルコニアと、
シリカと
を含んで成る、組成物。
（２）前記非安定化ジルコニアが、前記組成物の約５０〜約９０％の量で存在する、（１）に記載の組成物。
（３）前記シリカが、前記組成物の約１０〜約５０％の量で存在する、（１）に記載の組成物。
（４）ジルコンをさらに含む、（１）に記載の組成物。
（５）前記ジルコンが、前記組成物の最大１００％の量で存在する、（４）に記載の組成物。
（６）無機充填剤をさらに含む、（１）に記載の組成物。
（７）前記充填剤がムライトである、（６）に記載の組成物。
（８）前記ムライトが、前記組成物の最大約５０％の量で存在する、（７）に記載の組成物。
（９）前記非安定化ジルコニアと前記シリカが、約９：１〜約１：１の重量比で存在する、（１）に記載の組成物。
（１０）前記組成物が、約１１００℃よりも高い温度で基材をコーティングするためのものである、（１）に記載の組成物。
（１１）耐火性コーティング用組成物であって、
非安定化ジルコニアを約１５〜約７５％
シリカを約５〜約２５％、及び
ジルコンを最大約１００％
含んで成る、組成物。
（１２）無機充填剤をさらに含む、（１１）に記載の組成物。
（１３）前記充填剤がムライトである、（１２）に記載の組成物。
（１４）前記ムライトが、前記組成物の最大約５０％の量で存在する、（１３）に記載の組成物。
（１５）前記組成物がセラミック基材に適用される、（１１）に記載の組成物。
（１６）前記組成物がスラリーとして適用される、（１１）に記載の組成物。
（１７）前記組成物がデカールとして基材上に適用される、（１１）に記載の組成物。
（１８）前記組成物が厚さ約２０〜約５００μｍの薄膜として適用される、（１１）に記載の組成物。
（１９）セラミック焼結部材であって、
セラミック本体と、
該セラミック本体の表面上に形成された耐火性コーティングと
を含んで成り、該耐火性コーティングが、
非安定化ジルコニアと、
シリカと、
ジルコンと
を含んで成り、該耐火性コーティングが約１１００℃よりも高い温度で安定性を維持する、部材。
（２０）前記耐火性コーティングがムライトをさらに含む、（１９）に記載の部材。
（２１）前記セラミック本体の表面上に形成された耐火性コーティングが、約２０〜約５００μｍの厚さを有する、（１９）に記載の部材。
（２２）前記耐火性コーティングがムライトをさらに含む、（１９）に記載の部材。
（２３）前記セラミック本体が、炭化ケイ素又は窒化ケイ素を含んで成る、（１９）に記載の部材。
（２４）前記耐火性コーティングが前記セラミック本体上にマーキングを与えるように、該セラミック本体と該耐火性コーティングが異なる色である、（１９）に記載の部材。
（２５）セラミック焼結本体を作製する方法であって、
セラミック基材を提供する工程と；
耐火性コーティング用組成物であって、
非安定化ジルコニア
シリカ、及び
ジルコン
を含んで成る組成物を提供する工程と；
該耐火性コーティング用組成物を該セラミック基材上に適用する工程と；
該コーティングされたセラミック基材を焼結条件にさらす工程と；
を含んで成り、該セラミック基材上の該耐火性コーティングが、約１１００℃よりも高い温度で安定性を維持する、セラミック焼結本体を作製する方法。
（２６）前記セラミック基材が、炭化ケイ素又は窒化ケイ素を含んで成る、（２５）に記載の方法。
（２７）前記コーティング用組成物がムライトをさらに含む、（２５）に記載の方法。
（２８）前記ムライトが最大約５０％の量で存在する、（２７）に記載の方法。
（２９）前記コーティング用組成物が、非安定化ジルコニアを約５０〜約９０％、シリカを約１０〜約５０％、及びジルコンを最大約１００％含んで成る、（２５）に記載の方法。
（３０）前記耐火性コーティング用組成物が、約２０〜約５００μｍの厚さで適用される、（２５）に記載の方法。
（３１）前記耐火性コーティング用組成物が、前記セラミック基材の一部に適用される、（２５）に記載の方法。
（３２）前記耐火性コーティング用組成物と前記セラミック基材が異なる色であり、該組成物が該セラミック基材の一部にマーカーとして適用される、（２５）に記載の方法。
（３３）前記耐火性コーティング用組成物が、前記セラミック基材上に印刷される、（２５）に記載の方法。
（３４）前記耐火性コーティング用組成物が、前記セラミック基材上にスプレーコーティングされる、（２５）に記載の方法。
（３５）前記耐火性コーティング用組成物が、前記セラミック基材上にスポンジングされる、（２５）に記載の方法。
（３６）前記耐火性コーティング用組成物が、前記セラミック基材上にブラシコーティングされる、（２５）に記載の方法。
（３７）前記耐火性コーティング用組成物が、前記セラミック基材上にスクリーン印刷される、（２５）に記載の方法。
【国際調査報告】
2005530670.tif 000002