(57)【要約】【課題】黒曜石を固形分含有量で７５〜８５重量％も含みながら、粘土成形品の形状が保持された粘土焼成品を焼成することが可能な低温焼成用粘土組成物、ならびに前記低温焼成用粘土組成物を用いた粘土焼成品およびその製造方法を提供すること。【解決手段】粒度５０μｍ以下の粒状の黒曜石を、固形分として７５〜８５重量％含有することを特徴とする、低温焼成用粘土組成物。前記低温焼成用粘土組成物を所望の形状に成形した粘土成形物を９００℃以下の温度範囲で焼成して固化することができる。前記黒曜石は粒度３０μｍ以下の微粉砕物であってもよい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒度５０μｍ以下の粒状の黒曜石を、固形分として７５〜８５重量％含有することを特徴とする、低温焼成用粘土組成物。
【請求項２】
前記黒曜石が、粒度３０μｍ以下の微粉砕物である請求項１に記載の低温焼成用粘土組成物。
【請求項３】
９００℃以下の温度範囲で焼成して固化することができる請求項１または２記載の低温焼成用粘土組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか記載の低温焼成用粘土組成物を用いて所望の形状に成形した粘土成形物を、９００℃以下の温度範囲で焼成して固化することを特徴とする、粘土焼成品の製造方法。
【請求項５】
粒度５０μｍ以下の粒状の黒曜石を、固形分として７５〜８５重量％含有することを特徴とする、粘土焼成品。
【請求項６】
前記黒曜石が、粒度３０μｍ以下の微粉砕物である請求項５に記載の粘土焼成品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、黒曜石を主成分とする粘土組成物および粘土焼成品に関する。詳しくは、本発明は、９００℃以下の低温での焼成が可能な黒曜石を主成分とする粘土組成物および粘土焼成品に関する。
【背景技術】
【０００２】
せっ器、陶器などの焼成品の原料としては、一般に粘土の他、硅石、カリオン質鉱物、長石等が使用されており、これらの原料を選別、粉砕、混合して適当な水と練り合わせて、可塑性を持たせた粘土を、成形、乾燥したあと焼成することで焼成品が製造される。
【０００３】
また、前記焼成品の原料としては、粘土以外の材料を用いる技術が開発されており、例えば、焼却灰を利用した焼成品（特許文献１）、乾燥おからなどの有機質の材料を配合した焼成品が知られている（特許文献２）。
【０００４】
ここで、前記焼成品を製造する場合、一般に１０００℃を超える焼成を行うことが一般的である。例えば、せっ器は、窯を使い、焼成温度は１２００〜１３００℃で行われる。陶器は、カオリナイト（カオリン）やモンモリロナイトを多く含んだ粘土を原料とし、窯で１１００〜１３００℃の温度で焼成され、釉薬が用いられる。
【０００５】
一方、黒曜石は、天然のガラスであるが、高温に加熱すると、内部に含まれている水が水蒸気やガス化することで発泡して軽石のようになるもの（いわゆるパーライト）が知られている。そして、この黒曜石パーライト粒子中には大きな空洞があり、この空洞部分に含まれる空気があることから断熱材の原料（特許文献３）としたり、また、水と接した場合には吸水して水を保持する能力もあることから、土壌改良剤などとして利用されている。
ただし、未発泡の、パーライト粒子になっていない黒曜石を多量に含有している粘土を、せっ器、陶器などの焼成品と同様に高温（１０００℃以上）下で焼成すると、その焼成中に黒曜石が発泡することで、焼成品の形状が変化したり、強度がなくなってバラバラになったり、また、焼成品が得られても強度が十分でなく簡単に割れたり、さらには焼成品が形状を保持できても水を充填した場合に水漏れが生じたりなどするため、黒曜石を多量に含有する粘土を使用した焼成品についてはこれまで知られていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２１１６４号公報
【特許文献２】特開平７−２０６５０９号公報
【特許文献３】特開２０１２−３６０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、前記事情に鑑み、黒曜石を固形分含有量で７５〜８５重量％も含みながら、粘土成形品の形状が保持された粘土焼成品を焼成することが可能な低温焼成用粘土組成物、ならびに前記低温焼成用粘土組成物を用いた粘土焼成品およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、前記課題を解決するために、種々検討したところ、粒度を５０μｍ以下に調整した黒曜石を作製し、この微小な黒曜石を多量に（固形分として７５〜８５重量％）含有する粘土組成物を、９００℃以下という低温で焼成したところ、焼成中に黒曜石が発泡しないことに加えて、粒度が微小であるために、粘土成形物での形状が保持された焼成品が得られ、この焼成品が強度もあり、また、焼成品の表面に設けた凹部に水を充填しても水が漏れないということを見出して、本発明を完成させた。
【０００９】
即ち、本発明の要旨は、
［１］粒度５０μｍ以下の粒状の黒曜石を、固形分として７５〜８５重量％含有することを特徴とする、低温焼成用粘土組成物、
［２］前記黒曜石が、粒度３０μｍ以下の微粉砕物である、前記［１］に記載の低温焼成用粘土組成物、
［３］９００℃以下の温度範囲で焼成して固化することができる、前記［１］または［２］記載の低温焼成用粘土組成物、
［４］前記［１］〜［３］のいずれか記載の低温焼成用粘土組成物を用いて所望の形状に成形した粘土成形物を、９００℃以下の温度範囲で焼成して固化することを特徴とする、粘土焼成品の製造方法、
［５］粒度５０μｍ以下の粒状の黒曜石を、固形分として７５〜８５重量％含有することを特徴とする、粘土焼成品、
［６］前記黒曜石が、粒度３０μｍ以下の微粉砕物である、前記［５］に記載の粘土焼成品
に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の低温焼成用粘土組成物から得られる粘土焼成品は、強度があり、また、表面に設けた凹部に水を充填しても水が漏れないために、食器、花瓶などの容器や、所望の形を施した工芸品や置物として、好適に使用することができる。
また、本発明の低温焼成用粘土組成物は、従来法よりも低い温度で焼成できるため、製造コストが低減できる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の低温焼成用粘土組成物は、粒度５０μｍ以下の粒状の黒曜石を、固形分として７５〜８５重量％含有することを特徴とする。
【００１２】
本発明で用いる黒曜石は、粒度５０μｍ以下の粒状物である。
前記粒度５０μｍ以下とは、最大粒径が５０μｍ以下であることをいう。
また、前記粒状の形状としては、前記粒度に入る粒形状であればよく、例えば、略球状、略楕円球状、略三角錐状、略円柱、多面体状などが含まれるが、特に限定はない。
また、前記黒曜石は、粘土での成形性が良好になり、粘土焼成品の強度が保たれる観点から、粒度が３０μｍ以下の微粉砕物であることが好ましい。
前記のような粒状の黒曜石は、例えば、大きめの粒度の黒曜石を粉砕機に供して、さらに微粉砕することで得ることができる。
粉砕機の種類については、黒曜石を粒度５０μｍ以下となるように粉砕できる装置であればよく、特に限定はない。
また、前記粉砕された黒曜石を所望の目開きを有する篩に通して、粒度５０μｍ以下の粒度の黒曜石粒子を、粒度５０μｍを超える粒度のものと分離してもよい。
【００１３】
本発明の低温焼成用粘土組成物中における前記黒曜石の固形分含有量は、７５〜８５重量％であり、従来の焼成物の原料として利用し難かった黒曜石を主成分とする点に特徴がある。
なお、前記黒曜石の固形分含有量は、８５重量％を超えると、粘土焼成品から黒曜石粒子の脱落が生じたり、粘土焼成品の成形性が低下したりする傾向がある。
【００１４】
本発明の低温焼成用粘土組成物において、前記黒曜石以外の成分としては、粘土が挙げられる。
前記粘土としては、粘土鉱物を主成分とし、陶磁器の原料となる粘土であればよい。例えば、蛙目粘土、木節粘土、カオリン粘土などを例示することができるが、特に低温での焼成が良好に行える観点から、素焼き用の粘土が好ましい。
前記粘土は、必要に応じて、雲母、長石等のガラス質鉱物、細骨材などを配合してもよい。
【００１５】
本発明の低温焼成用粘土組成物における前記粘土の固形分含有量は１５〜２５重量％である。
前記粘土の固形分含有量が１５重量％よりも低いと、粘土焼成品から黒曜石粒子の脱落が生じたり、粘土焼成品の成形性が低下したりする傾向がある。また、粘土の固形分含有量が２５重量％を超える場合には、黒曜石に由来する効果を発揮し難くなるため、好ましくない。
【００１６】
また、本発明の低温焼成用粘土組成物中に混合する水の量については、使用する成形方法に応じて適宜調整すればよい。例えば、使用する成形方法において、本発明の低温焼成用粘土組成物を所望の形状にできる可塑性を本発明の低温焼成用粘土組成物にもたせることができる程度の水を配合すればよい。
【００１７】
本発明の低温焼成用粘土組成物は、前記黒曜石と前記粘土とを混合することで製造することができる。前記混合の方法としては、特に限定はなく、手や撹拌機を用いる公知の手法が挙げられる。また、使用する成形方法に応じて、水を添加、混合しながら、粘土組成物の可塑性を調整すればよい。
【００１８】
本発明の低温焼成用粘土組成物は、所望の形状に成形し、粘土成形品とした後、この粘土成形品を９００℃以下の温度範囲で焼成して固化することで、粘土焼成品とすることができる。
【００１９】
本発明において成形とは、本発明の低温焼成用粘土組成物を所望の形状に加工することをいい、粘土成形品は、粘土組成物に特有の可塑性を有した状態のものである。
本発明において焼成とは、前記粘土成形品を９００℃以下で加熱することをいう。
本発明において固化とは、粘土焼成品が、粘土組成物に特有の可塑性を喪失した固形物となっていることをいう。
【００２０】
前記成形の方法としては、手で所望の形状にする方法、ろくろを用いる方法などが挙げられる。
また、前記成形の方法としては、例えば、押出成形法、湿式プレス成形法、鋳込み成形法等の湿式成形方法などの工業的な方法でもよい。
押出成形の場合は、本発明の低温焼成用粘土組成物に必要に応じてさらに可塑剤を添加し、水分量５重量％以上４０重量％以下、より好ましくは１０重量％以上２５重量％以下に調整して、これを成形する。板状の生成形体は、本発明の低温焼成用粘土組成物を押出成形後に平板状に広げて圧延ローラによってローラ圧延して得る。
【００２１】
前記のようにして得られる粘土成形品の形状としては、特に限定はなく、容器状、球状、板状を初め、様々な立体形状が挙げられる。
【００２２】
本発明において、前記焼成の温度は、９００℃以下の範囲に調整する。
本発明において、前記焼成の温度が９００℃を超えると、粘土成形品中に多量に含まれている黒曜石が発泡して、粘土焼成品の強度が低下したり、砕けて形状が保てなくなる可能性がある。
前記焼成の温度は、結晶水を蒸発させて、焼成を効率よく行う観点から、３５０℃以上８５０℃以下が好ましい。また、前記温度は、例えば、焼成中に段階的または経時的に上昇するように変えてもよいし、上下してもよい。
陶磁器の一般的な焼成温度は、１０００℃以上であるが、このような高温と比べると、本発明の低温焼成用粘土組成物は、製造コストが低いという利点がある。
【００２３】
また、前記焼成の時間については、粘土成形品の形状、厚みおよび焼成温度に応じて適宜設定すればよく、特に限定はない。例えば、９００℃付近であれば短時間の焼成でも結晶水を蒸発させて固化を行うことができるし、また、３５０℃付近であれば十数時間と長く焼成することで、粘土焼成品を固化することができる。
【００２４】
また、前記のようにして得られる粘土焼成品の表面には、釉薬を付けて再び焼成してもよい。
前記釉薬としては、陶磁器に使用されるものであればよく、特に限定はない。
また、前記釉薬を付けた後の焼成温度としては、９００℃以下の温度範囲に調整すればよい。
【００２５】
以上のようにして得られる粘土焼成品は、せっ器、陶器のように容器や置物として、好適に使用することができる。
また、本発明の粘土焼成品では、黒曜石の固形分含有量が７５〜８５重量％であることから、黒曜石に由来する作用効果を発揮できる。
例えば、黒曜石を浸漬した水に生理活性作用があることが知られており（神奈川大学  年報 '98, 155, 1999-03）、粘土焼成物を水と接触させることで、その水の生理活性作用を向上させることが可能になる。具体的には、容器状の粘土焼成品であれば、その容器内に水を充填すると、生理活性作用を向上した水にすることができる。
また、水槽、花瓶、風呂などの水を満たしている場所に粘土焼成品を沈めることで、満たした水の生理活性作用を向上させることができる。
また、花、野菜などの植物が植栽された畑、花壇、鉢などの土壌の表面に粘土焼成品を敷き詰めたり、土壌中に粘土焼成品を埋めることで、これらの土壌の改質を行うことができる。
【実施例】
【００２６】
（実施例１）
市販の黒曜石を、粒度調整機能を備えた粉砕機に供して、粒度５０μｍ以下の粒状物を作製した。
次いで、得られた粒度５０μｍ以下の黒曜石８０重量部および素焼き用粘土２０重量部を、混合装置に供し、撹拌・混合しながら、水を添加して、手で捏ねることができる程度に可塑性を調整した低温焼成用粘土組成物（黒曜石の固形分含有量８０重量％）を作製した。
【００２７】
次いで、前記低温焼成用粘土組成物を手で捏ねながら器状（厚み約３ｍｍ）に成形した粘土成形品を、焼き物用の焼成器で４００〜８５０℃の温度範囲で８時間焼成した。
得られた粘土焼成品は、容器として十分な強度を備えたものであった。また、粘土焼成品の器に水を充填しても水漏れはなかった。
【００２８】
（実施例２）
粒度５０μｍ以下の黒曜石の固形分含有量を７５重量％または８５重量％となるように調整した以外は、実施例１と同様にして粘土組成物（黒曜石の固形分含有量７５重量％、８５重量％）を作製し、これらの粘土組成物から器状に成形した粘土成形品を、焼成・固化して粘土焼成品を得た。
得られた粘土焼成品は、いずれも、実施例１のものと同様に、容器として十分な強度を備えたものであった。また、粘土焼成品の器に水を充填しても水漏れはなかった。
【００２９】
（実施例３）
実施例１で得られた器状の粘土焼成品の外側の表面に、陶磁器用の釉薬を塗り、４００〜８００℃の温度で焼成した。
得られた釉薬を塗布した粘土焼成品は、実施例１と同様に、容器として十分な強度を備え、かつ、粘土焼成品の器に水を充填しても水漏れはなかった。また、釉薬を塗布した部分は、強度が向上しており、また、見た目が透明で、陶磁器のような外観であった。
【００３０】
（実施例４）
粒度５０μｍ以下の黒曜石をさらに微粉砕して粒度２５μｍ以下とした以外は、実施例１と同様にして粘土組成物（黒曜石の固形分含有量８０重量％）を作製し、この粘土組成物から器状に成形した粘土成形品を、焼成・固化して粘土焼成品を得た。
得られた粘土焼成品は、実施例１のものと同様に、容器として十分な強度を備えたものであった。また、粘土焼成品の器に水を充填しても水漏れはなかった。
また、容器の表面は、実施例１のものに比べて、手触りがより細やかなものとなっていた。
【００３１】
（比較例１）
粒度５０μｍ以下の微粉状の黒曜石の量を９０重量部、粘土の量を１０重量部とした以外は、実施例１と同様にして粘土組成物（黒曜石の固形分含有量９０重量％）を作製したが、この粘土組成物は、粘土が不十分で、所望の形状に粘土成形品を作製することが難しかった。
また、焼成した場合でも、得られる粘土焼成品の強度が不十分で、すぐに割れてしまった。
【００３２】
（比較例２）
焼成温度を１０００℃とした以外は、実施例１と同様に、焼成を行った。しかしながら、所望の形状が維持できず、バラバラに割れた状態の粘土焼成物となった。