(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陶磁器用素地土、および又はセラミックス用素地土１００重量部に対して、ポリ酢酸ビニル、酢酸ビニル共重合体、あるいはアクリル酸エステル共重合体からなる再分散性樹脂粉末０．５〜２０重量部、および水を添加し、その際、素地土に再分散性樹脂粉末を添加してから水を添加し、これらを混合せしめてなることを特徴とする、押出し成形用、ろくろ成形用の塑性成形用スラリー組成物。
【請求項２】
陶磁器用素地土、および又はセラミックス用素地土１００重量部に対して、ポリ酢酸ビニル、酢酸ビニル共重合体、あるいはアクリル酸エステル共重合体からなる再分散性樹脂粉末０．５〜２０重量部、および水を添加し、その際、素地土に再分散性樹脂粉末を添加してから水を添加し、これらを混合せしめることを特徴とする、押出し成形用、ろくろ成形用の塑性成形用スラリー組成物を製造する方法。
【請求項３】
請求項１記載の塑性成形用スラリー組成物をロ過脱水した後、土練することにより生成せしめることを特徴とする塑性成形用坏土。
【請求項４】
請求項３記載の塑性成形用坏土を押出し成形することを特徴とする塑性成形体の成形方法。
【請求項５】
請求項３記載の塑性成形用坏土をろくろ成形することを特徴とする塑性成形体の成形方法。
【請求項６】
請求項４又は５記載の成形方法により成形した塑性成形体。
【請求項７】
請求項６記載の塑性成形体を乾燥せしめてなることを特徴とする乾燥した塑性成形体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、塑性成形用スラリー組成物、該塑性成形用スラリー組成物の製造法、該塑性成形用スラリー組成物をロ過脱水及び土練して得た塑性成形用坏土、該塑性成形用坏土を用いた塑性成形体の成形方法、該成形方法により成形された塑性成形体、該塑性成形体を乾燥させて得た乾燥した塑性成形体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、陶磁器やセラミックスの成形における塑性成形では、陶磁器用素地土やセラミックス素地土など所要の素地土に水などを適量添加して流動性を与え（通常含水率４０〜７０％）、ボ−ルミル等で混合粉砕し、スラリ−を調整せしめたのち、フィルタ−プレス機等にかけて脱水することにより含水率１０〜３０％のプレスケ−キを生成せしめている。そして、このプレスケ−キを真空土練機を用いて塑性成形用坏土に調製し、塑性成形、即ち、押出し成形やろくろ成形することにより所要の成形体を成形するものとされている。かかる成形体は乾燥、素焼、施釉、焼成、切削等の工程を経て最終製品とされるものであるが、かかる方法による場合、スラリ−の脱水が問題なく出来ること、坏土に気泡が混入しないこと、成形体の乾燥が速く、仕上げ加工、運搬等の取扱いが可能な程度の機械的強度を有することが必要である。
【０００３】
このため、従来より陶磁器を製造する場合、その坏土中に蛙目粘土、木節粘土などを含有させることにより塑性成形上必要とされる可塑性を付与せしめ、かつ、機械的強度を得ている。しかしながら、かかる従来の陶磁器用坏土では、大型、薄型部材成形においては成形体の機械的強度が充分でなく、製造が困難であった。
【０００４】
また、セラミックス製造時の塑性成形においては、セラミックス用坏土だけでは成形に必要とされる可塑性が不充分であり、充分な強度の塑性成形体を得ることが出来ないという問題があった。
【０００５】
かかる従来の問題点を解決するものとして、水溶性樹脂や水性樹脂エマルジョン等をスラリー調製時、又は土練時に添加する方法が提案されている（特公平３−６４４６５号公報、特開平５−１０４５０９号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の解決策は、水溶性樹脂や水性樹脂エマルジョンの添加により成形体の強度を向上せしめることが出来る反面、以下の欠点を有する。
▲１▼まず第１に、陶磁器用素地土やセラミックス用素地土と、水性樹脂エマルジョンなどとの密度差が大きい為に分離しやすく、均一分散したスラリ−を調製しづらく、ひいては、そのスラリ−から得た塑性成形体にソリやワレを発生しや
すいものである。特に、高粘度スラリ−の場合には均一混合が難しい。
▲２▼第２に、脱水時において、水溶性樹脂や水性樹脂エマルジョンは脱水される水とともに移動するため、ロ布への付着、目詰りや系外への流出、ロ布面での乾燥固化、プレスケ−キのロ布への付着等を生じ、ロ過濃縮が出来ない状態にな
る。
▲３▼第３に、もし脱水されたプレスケ−キが得られ、また、土練時にうまく添加出来ても、成形体を乾燥処理するさいには樹脂の表面乾燥により皮膜化を起し、
内部乾燥の遅れやソリ、ワレ、フクレ等を生じせしめやすいものである。
【０００７】
本発明者等は、上記従来の問題点を解決するために鋭意研究を行なった結果、再分散性樹脂粉末を素地土と水に加えてスラリ−化せしめることにより、均一分散化やプレス機による脱水濃縮作業を極めて効率よく行うことが出来る共に、乾燥性、機械的強度などに優れた特徴を持つ塑性成形体を成形せしめ得ることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この出願の第１の発明は、陶磁器用素地土、および又はセラミックス用素地土１００重量部に対して、ポリ酢酸ビニル、酢酸ビニル共重合体、あるいはアクリル酸エステル共重合体からなる再分散性樹脂粉末０．５〜２０重量部、および水を添加し、その際、素地土に再分散性樹脂粉末を添加してから水を添加し、これらを混合せしめてなることを特徴とする、押出し成形用、ろくろ成形用の塑性成形用スラリー組成物である。この出願の第２の発明は、陶磁器用素地土、および又はセラミックス用素地土１００重量部に対して、ポリ酢酸ビニル、酢酸ビニル共重合体、あるいはアクリル酸エステル共重合体からなる再分散性樹脂粉末０．５〜２０重量部、および水を添加し、その際、素地土に再分散性樹脂粉末を添加してから水を添加し、これらを混合せしめることを特徴とする、押出し成形用、ろくろ成形用の塑性成形用スラリー組成物を製造する方法である。この出願の第３の発明は、請求項１記載の塑性成形用スラリー組成物をロ過脱水した後、土練することにより生成せしめることを特徴とする塑性成形用坏土である。この出願の第４の発明は、請求項３記載の塑性成形用坏土を押出し成形することを特徴とする塑性成形体の成形方法である。この出願の第５の発明は、請求項３記載の塑性成形用坏土をろくろ成形することを特徴とする塑性成形体の成形方法である。この出願の第６の発明は、請求項４又は５記載の成形方法により成形した塑性成形体である。この出願の第７の発明は、請求項６記載の塑性成形体を乾燥せしめてなることを特徴とする乾燥した塑性成形体である。
【０００９】
本発明における陶磁器用素地土としては、長石、珪石、陶石、カオリン、あるいは粘土など公知の陶磁器用原料を使用することができ、また、セラミックス用素地土としては、アルミナ、ジルコニア、シリカ、フェライト、炭化珪素、窒化珪素、あるいはサイアロンなど公知のセラミックス用原料を使用することが出来る。そして、これら陶磁器用素地土およびセラミックス用素地土は、各々単独で、あるいは必要に応じて適宜配合して使用することが出来る。以下、陶磁器用素地土やセラミックス用素地土など所要の素地土を単に素地土と略称する。
【００１０】
また、再分散性樹脂粉末としては、ポリ酢酸ビニル、酢酸ビニル共重合体、あるいはアクリル樹脂系のエマルジョンを噴霧乾燥することによって得られる、所謂再分散性樹脂粉末を使用する。そして、かかる再分散性樹脂粉末のガラス転移温度は、好適な造膜形成の面から−５℃以上が好ましく、−５℃未満の場合には凝集して付着しやすく、また、逆にガラス転移温度が高くなりすぎると造膜形成が不充分となりやすいため、好ましくは０〜２０℃である。なお、高めのガラス転移温度を有する再分散性樹脂を用いる場合には、乾燥温度を高くして時間をかけたり、あるいは可塑剤や造膜助剤を加えるとよい。また、素地土に対する再分散性樹脂粉末の添加量は、素地土の種類、再分散性樹脂粉末の種類、製造されるべき焼結体の特性等によって異なるが、通常は０．５〜２０重量部、好ましくは１．０〜１５重量部である。かかる再分散性樹脂粉末の添加量が素地土に対して０．５重量部未満の場合には、成形体の機械的強度が不充分となり、また、２０重量部をこえる場合には、後述する脱水後のロ布からのプレスケーキの取出し性が低下すると共に、焼成前の機械的強度には問題ないが焼成収縮が大きくて焼結体の強度低下が大きくなるのみならず、素地土の特性を減殺せしめやすいものである。これら再分散性樹脂粉末は、住友化学工業株式会社製のスミカフレックス（登録商標）ＲＰ−１００Ｓ、ＲＰ−１１０、三菱油化バーディッシェ株式会社製のアクロナール（登録商標）ＤＳ−６０２９、ＤＳ−６０３１、ヘキスト合成株式会社製のモビニル（登録商標）ＤＭ２００、ＤＭ２８９、８４３、ＳＡ、Ｅ４５等の商品名で市販されている。なお、かかる再分散製樹脂粉末の製造方法については、特開昭５９−１９９７０３号公報、特開平６−２４８２０号公報等に開示されている。
【００１１】
その他、分散媒としての水は、スラリ−の含水率がおよそ４０〜７０重量％となるように添加されるのが好ましい。なお、かかる水のほか、苛性ソ−ダ、珪酸ソ−ダ、水ガラス、リン酸エステル等の無機解膠剤、ジエチルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、ピリジン、ポリアクリル酸塩などの有機解膠剤、フミン酸、タンニン酸、リグニンなどの保護コロイド剤、ステアリン酸、オレイン酸、ナフテン酸等の粉砕助剤、その他、分散剤、湿潤剤、減水剤、流動化剤、高性能流動化剤、乳化剤等を必要に応じて添加せしめることが出来る。
【００１２】
スラリーは、素地土に所要量の再分散性樹脂粉末を加え、水および必要に応じて解膠剤などを添加しつつ、ボールミルやチューブミルなど公知の粉砕機により素地土の粒径が０．１〜１０μｍになるように調製する。このさい、再分散性樹脂粉末は、粉末状であるため、従来の水性樹脂エマルジョンに比して気泡を発生することなく、また、素地土との密度差に伴う分離や再凝集を生じることなく、非常に安定的に均一分散して適性粘度のスラリーを好適に調製せしめる。このため、調製スラリー中には、常に再分散性樹脂粉末が安定的に均一分散している。
【００１３】
得られたスラリ−は、公知の方法により加圧式ロ過機、例えばフィルタ−プレス機等により脱水濃縮して含水率が１０〜３０重量％、好ましくは１５〜２５重量％のプレスケ−キに生成せしめる。この工程は、ロ布を通してスラリ−を脱水するもので、再分散性樹脂粉末が非常に安定的に均一分散しているために水分のみがロ布を通って除かれ、ロ布の目詰り、凝集付着、皮膜化等がなく、ロ過作業を極めて容易に行うことが出来ると共に、ロ布へのプレスケ−キの付着もなくプレスケ−キを容易に除去せしめることが出来る。
【００１４】
得られたプレスケ−キは、公知の土練機により土練りして塑性坏土に調製する。その後、かかる塑性坏土を用い、押出し成形や動力ろくろ成形等の塑性成形を行ない、所望の塑性成形体を成形せしめる。得られた塑性成形体は適宜乾燥処理せしめるが、２０℃以上で乾燥するのがよい。なお、本発明では再分散性樹脂粉末が安定的に均一分散した形態を呈するため、乾燥処理や焼成処理時にフクレ、ハガレ、ワレ等を生じるおそれがなく、焼成前の強度が強いために所望の形状を薄く生成することが出来るものである。また、本発明は、スラリ−の粉砕混合を最も理想的な状態で調製し、そのスラリ−を脱水濃縮することで塑性成形用坏土を調製するものであるが、その塑性坏土に再び水や分散剤等を加えて塑性成形用スラリ−を調製し、使用に供することも可能である。
得られた塑性成形体は、適宜乾燥処理せしめた後、公知の方法により焼成して焼結体を生成せしめる。
【００１５】
【実施例】
以下に、本発明の一実施例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１６】
実施例１〜６、および比較例１〜６
表１に示す配合割合に基づき、素地土に再分散性樹脂粉末、水溶性樹脂及び水性樹脂エマルジョン（固形分で表示）を加え、水を添加してボ−ルミルにより粉砕混合し、含水率約６０％のスラリ−を調製した。
上記スラリ−を株式会社マキノ製のフィルタ−プレスＭ１４−Ｓ型を使用し、１４Ｋｇ／ｃｍ2までプレス圧を上げ、そのまま３０分間保持し、減圧してプレスケ−キを得た。この操作を最高２０回繰り返し、その結果を表２に示す。次に、生成したプレスケ−キを石川時鐡工所株式会社製のＳＹ−１１型真空土練機に投入し、ＮＧＫクレイハ−ドネステスタ−で硬度１１になるように塑性成形用坏土を調製した。その後、下記記載の方法により押出し成形、及び動力ロクロ成形を行った。
【００１７】
押出し成形：上記の真空土練成形機を用い、縦１０ｍｍ×横３０ｍｍの連続押出し成形を行い、長さ５０ｍｍ毎に切り出した。
動力ロクロ成形：動力ろくろ成形機を用い、縦５０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚１０ｍｍの成形体が得た。
上記の２方法で得られた成形体をそれぞれ２０℃下で２４時間風乾し、次に１１０℃下で２４時間乾燥させた。さらに、１２３０℃まで５時間かけて昇温し、そのまま１時間保持せしめたのち、４時間で冷却して焼結体を得た。そして、焼成前の２０℃下で乾燥後、１１０℃下で乾燥後、及び焼成後の曲げ強度、また、焼成時の収縮率、及び吸水率を以下の方法により測定した。その結果を表２に示す。
【００１８】
0003672598.tif 000002
【００１９】
0003672598.tif 000003
【００２０】
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【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば以上の次第で、素地土に再分散性樹脂粉末と水とを添加して混合せしめるため、再分散性樹脂粉末を非常に安定的に均一分散せしめ、このスラリ−をロ過脱水により含水率を大きく下げ、塑性成形用坏土を調製して所要形状に塑性成形することで、機械的強度を大幅に向上せしめた成形体を得、それにより、従来形状の製品に比して、薄く、軽く、しかも大型状の焼結体を製造せしめることが出来るものである。
【００２２】
【表１】
0003672598.tif 000005
【００２３】
【表２】
0003672598.tif 000006