(57)【要約】【課題】トルマリン等のマイナスイオン効果を示す鉱石の使用量を少なくした場合であっても、その効果を損なわずに発揮することのできる陶磁器を提供することを主たる目的とする。【解決手段】陶磁器の内面に対して、フリット釉と強誘電体としての物性を示す鉱石とを混合した釉薬を施釉して焼成された被膜層が積層形成されている。【選択図】　　　図１
2004035361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陶磁器の内面に対して、フリット釉と強誘電体としての物性を示す鉱石とを混合した釉薬を施釉して焼成された被膜層が積層形成されている陶磁器。
【請求項２】
鉱石としてトルマリンまたは石英斑岩を用いる請求項１に記載の陶磁器。
【請求項３】
鉱石としてリチウムトルマリン（白）を用いる請求項１に記載の陶磁器。
【請求項４】
被膜層に含まれるリチウムトルマリン（白）の存在量が１．０〜８．５ｍｇ／ｃｍ２の範囲にある請求項１または請求項３のいずれかに記載の陶磁器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルマリンや石英斑岩等の強誘電体としての物性を示す鉱石をその物性を損なわずに利用した陶磁器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、陶磁器は食器類をはじめ、台所用品、日用品等に広く用いられている。また、近年、健康増進効果や環境清浄効果を有するものとして、トルマリン（電気石）が注目されており、トルマリンを配合した数多くの製品が開発されている。
【０００３】
しかし、トルマリンは、１０００℃前後で組成変化を生じてその効力が失われるとされているため、低温焼成（焼成温度；一般的に９００〜１１００℃）が行なわれる陶器に適用された例はあるものの、高温焼成（焼成温度；一般的に１１００〜１４００℃）が必要な陶磁器に適用された例はほとんどなかった。
【０００４】
トルマリンを陶磁器に適用した例としては、トルマリンを混合した陶器用粘土を所定形状に成形して素焼き品を製造し、次いでトルマリンを混合した釉薬を塗布した後に高温焼成することにより、陶磁器を製造する技術を挙げることができる（特開２００１−１８１０２１号公報）。
【０００５】
しかし、上記技術は、釉薬成分に加えて陶器用粘土にもトルマリンが配合されているので、製造コストが高くなるとともに、焼成時間が１０時間程度と長いので、生産能力も低いものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そもそも、トルマリンをはじめとする強誘電体としての物性を示す鉱石を陶磁器に用いた場合には、その物性に基づいたいわゆるマイナスイオン効果が効果的に発揮されるのは実質的に製品の表面部分だけであると考えられるため、陶磁器の内部にトルマリンを配合する必要性は低いと考えられる。
このような観点からすれば、陶磁器の素地表面に形成されるガラス質の被膜層の中に、トルマリンがその強誘電体としての特性を維持した状態で存在する形態が最も望ましいといえる。また、かかる形態を実現することができれば、トルマリンの使用量も少なくてすむので、従来技術に比べて製造コストを大幅に下げることもできる。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、トルマリン等のマイナスイオン効果を示す鉱石の使用量を少なくした場合であっても、その効果を損なわずに発揮することのできる陶磁器を提供することを主たる目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の陶磁器は、陶磁器の内面に対して、フリット釉と強誘電体としての物性を示す鉱石とを混合した釉薬を施釉して焼成された被膜層が積層形成されていることを特徴とする。
本発明では、フリット釉を含有する釉薬を用いることにより、７００〜１０００℃の範囲で焼成することができる。このため、焼成後においても、本来強誘電体としての物性を示す鉱石がその特性を維持した状態で、陶磁器の内面に被膜層を形成するため、マイナスイオン効果、特に水の酸化還元電位を低下させる効果が効果的に発揮されるとともに、形成された被膜層は陶磁器の内面に強固に固着されるので、被膜層が剥離することなく高品質の製品を製造することができる。また、本発明では、陶磁器の内面に上記鉱石を含有する釉薬を施釉するだけでよいので、従来技術に比べて製造コストを下げることができる。
【０００９】
また、本発明では、鉱石としてトルマリンまたは石英斑岩を用いることが好ましい。かかる鉱石を用いれば、マイナスイオン効果を効果的に発生させることができる。さらに、トルマリンの中ではリチウムトルマリン（白）を用いることが好ましい。特に、リチウムトルマリン（白）を用いる場合には、被膜層に含まれるリチウムトルマリン（白）の存在量が１．０〜８．５ｍｇ／ｃｍ２の範囲にあることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の陶磁器は、陶磁器の内面に対して、フリット釉と強誘電体としての物性を示す鉱石とを混合した釉薬を施釉する工程、この釉薬が施釉された陶磁器を低温で焼成する工程を経て製造される。
【００１１】
本発明で用いられる陶磁器は、水若しくは水溶液を収容可能な構造を有する陶磁器であれば特に制限されることなく用いることができる。ここで、陶磁器とは一般的に、陶土を所定形状に成形した成形品を低温焼成して素焼き品を製造し、次いで素焼き品の外面や内面に釉薬を施釉して高温焼成することにより、釉薬の焼結により被膜層が形成されて製造される。本発明で用いる陶磁器としては、市販の陶磁器を入手して用いてもよいし、上記の製造工程で製造した陶磁器を用いてもよい。
以下では、上記の製造工程を経て陶磁器を製造する場合について、各工程に分けて説明する。
【００１２】
［素焼き品の製造工程］
陶磁器の素地に用いる陶土は、公知の材料を調合して土練りしたものを用いることができる。例えば、主成分として可塑性原料を用い、非可塑性原料や媒溶剤原料を適宜に調合し、これら原料調合物に水を加え、ボールミルなどで微粉砕してスラリーとし、さらに土練機等で土練りならびに空気抜きを行なうことにより、一定の水分含量を有する陶土を得ることができる。
【００１３】
ここで、可塑性原料とは、成形に必要な可塑性を与える原料をいい、粘土、カオリン、陶石、ベントナイトなどが好ましく用いられる。また、非可塑性原料とは、乾燥時や焼成時の収縮を減少し、亀裂の発生を防ぐとともに、陶磁器の機械的強度を増す働きを有する原料をいい、シリカ（ケイ石、ケイ砂）、焼粉、素地粉などが好ましく用いられる。また、媒溶剤原料とは、配合素地の融点を下げ、素地の焼きしめとガラス相の生成を促進する原料をいい、長石、石灰石、ドロマイト、滑石、骨灰などが好ましく用いられる。
【００１４】
次に、上記の陶土を用いて、水若しくは水溶液を収容可能な形状とする。具体的には、茶碗、茶入、香合、香炉、花生、水指、杓立、蓋置、建水、茶壺、懐石料理の食器類など種々の形に成形若しくは成型（以下、単に「成形」という）する。本工程において、陶土の成形方法は特に限定されるものではなく、公知の方法を用いることができる。また、成形方法に応じて陶土をそのまま（すなわち、坏土として）用いることもできるし、あるいは坏土に水を加えて泥漿として用いることもできる。例えば、泥漿鋳込み、固形鋳込み、手ろくろ、機械ろくろ、乾式加圧、湿式加圧等の成形方法が好ましく用いられる。
また、本工程では、上記の如く得られた成形品は、自然乾燥または機械乾燥により乾燥させることが好ましい。
【００１５】
続いて、上記の成形品を素焼き窯に入れて、素焼きを行なう。本工程において、素焼きの条件は特に限定されるものではないが、一般的に８００〜１０００℃程度の温度範囲で数時間行なうことが好ましい。
【００１６】
［施釉工程］
次に得られた素焼き品の施釉工程について説明する。施釉は、素焼き品の素地表面に釉薬を塗布することにより行なう。釉薬とは、陶磁器の素地の被覆に用いるガラス層の原料をいう。このガラス層は、陶磁器の表面に滑らかさと光沢を与え、吸水性をなくすとともに、化学的耐久性や機械的強度を高める役割を有するものである。
【００１７】
本工程で用いる釉薬は特に限定されるものではなく、素焼き品を高温焼成して陶磁器を製造する場合において、通常１１００℃以上で溶融する原料が好ましく用いられる。本工程では、例えば、長石、ケイ砂、カオリン、タルク、ドロマイト、石灰石等などを原料として、製造された陶磁器に亀裂が生じないように、素焼き品の素地と熱膨張率が一致するように、化学組成を調整した調合物として用いることが好ましい。
【００１８】
上記の如く調合した釉薬に水を入れて泥漿状とし、素焼き品の素地に釉薬を塗布する。なお、釉薬の塗布方法は、機械式で行なってもよく、手動式で行なってもよい。
【００１９】
［本焼き工程］
次に、本焼き工程について説明する。まず、上記の釉薬が塗布された素焼き品を焼成窯に入れる。本工程で用いる焼成窯は特に限定されるものではなく、単窯若しくは連続窯のいずれでも用いることができるが、陶磁器の生産性の観点から、連続窯（例えばトンネルキルンやローラーハウスキルン）が好ましく用いられる。
【００２０】
また、焼成温度と時間は、焼成に用いる窯の種類に応じて適宜変更しうる。例えば、焼成窯としてローラーハウスキルンを用いる場合を例示すると、まず予熱帯にて徐々に加温していき、次いで焼成帯にて最高１１００〜１４００℃の温度条件下で、好ましくは１時間以内、更に好ましくは４０分以内、特に好ましくは３０分以内で焼成し、その後冷却帯にて冷却する方法が好ましい。この場合、全焼成時間は、５時間程度が好ましく、４時間程度が更に好ましい。以上の工程を経て陶磁器が製造される。
【００２１】
続いて、通常の陶磁器を加工した本発明の陶磁器の製造方法について説明する。本発明の陶磁器は、陶磁器の内面に対して、フリット釉と強誘電体としての物性を示す鉱石とを混合した釉薬を施釉する工程、この釉薬が施釉された陶磁器を低温で焼成する工程に分けられる。以下、各工程に別に説明する。
【００２２】
まず、本発明で用いる釉薬は、フリット釉と強誘電体としての物性を示す鉱石とを混合したものである。ここで、フリット釉とは、一般にホウケイ酸釉とも称される低火度用の釉薬（焼成温度；１０００℃前後）の１種であり、三酸化二ホウ素、珪石、長石、生石灰を主成分として含むものであり、具体的な化学成分としてはＫ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３が挙げられる。また、本発明の目的を達成できる限り上記成分の成分割合は特に限定されるものではないが、一般的には全体で１００重量％として、Ｋ２Ｏ（３〜７重量％）、Ｎａ２Ｏ（５〜１０重量％）、ＣａＯ（５〜１０重量％）、Ａｌ２Ｏ３（８〜１２重量％）、ＳｉＯ２（４０〜５０重量％）、Ｂ２Ｏ３（３０〜３５重量％）の範囲が好ましい。なお、本発明では、フリット釉の成分として、焼成温度の調整のため上記成分以外に鉛成分を含有させることもできる。本発明で用いるフリット釉としては市販品を入手して用いることもできるし、自ら上記の成分を調合したフリット釉を用いることもできる。
【００２３】
また、強誘電体としての物性を示す鉱石とは、いわゆる強誘電体に基づくマイナスイオン効果を発揮する鉱石をいう。具体的には、トルマリン、石英斑岩、黒曜石、麦飯石、角閃石から選ばれる鉱石であって、形態としては粉粒体が好ましく用いられる。
【００２４】
上記の鉱石のうち、トルマリンは、一般組成式がＮａＸ３Ａｌ６Ｂ３Ｓｉ６（０，０Ｈ）３０（ＯＨ，Ｆ）（Ｘは、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｌｉ、Ａｌ等）で表される鉱石である。本発明において、釉薬の成分として用いるトルマリンの種類は特に限定されるものではないが、例えばショールトルマリン（鉄電気石ともいう。Ｘ；Ｆｅ及びＭｎ）、苦土電気石（Ｘ；Ｍｇ）、リチウムトルマリン（リチア電気石ともいう。Ｘ；Ｌｉ及びＡｌ）が好ましく用いられ、この中でもリチウムトルマリンが更に好ましく用いられる。
【００２５】
本発明で用いる釉薬は、上述したフリット釉と鉱石を適宜配合して使用するものである。釉薬全量に対する鉱石とフリット釉薬の配合割合は、鉱石に由来する物性の発現の程度、並びに形成された被膜層の陶磁器内面に対する固着の強さ等に応じて適宜変更されるものであって、用いる鉱石の種類に応じて個別具体的に決定されるものであるので特に限定されるものではない。一応の目安としては、鉱石の配合割合が大きくなるほど製造コストが高くなるので、鉱石の配合割合を６０重量％以下に設定することが好ましい。
【００２６】
次に施釉工程について説明する。まず、上記の如く調合した釉薬に水を入れて泥漿状とすることが好ましい。釉薬の塗布は機械式でも手動式でも行なうことができる。本発明では、上述の如く泥漿状とした釉薬を陶磁器の内面に塗布することが好ましい。この場合、陶磁器の内面全体に釉薬を塗布してもよいが、製造コストを下げるために、陶磁器の内面の一部分に釉薬塗布することが好ましい。具体的には、常に水若しくは水溶液が陶磁器に収容される部分が好ましく、一般的には、陶磁器内面の底部が好ましい部分として挙げることができる。
【００２７】
続いて、釉薬が施釉された陶磁器は低温焼成炉で酸化雰囲気の下で焼成される。焼成時間は３時間程度が好ましく、温度範囲は７００〜１０００℃が好ましい。
【００２８】
以上の工程を経て本発明の陶磁器が製造される。製造された陶磁器は、釉薬が施釉された部分が被膜層を形成しており、被膜層に接する陶磁器の内面部分と強固に固着しており、被膜層が剥離することもない。したがって、本発明の陶磁器は、陶磁器の内面に新たな被膜層が積層して形成されたものであるが、被膜層の積層成形に伴なう剥離性等の品質管理上の問題も特にないことが確認されている。
【００２９】
また、上記の被膜層中には、鉱石の強誘電体としての特性が損なわれることなく維持された状態で存在する。すなわち、本発明の陶磁器は、圧電性、焦電性を始めとする鉱石の電気的性質が維持されているので、本発明の陶磁器に水を入れた場合、水を電気分解することによる水の酸化還元電位の低下、水の活性化、水の塩素臭の吸着、抗菌性付与効果等が効果的に発揮される。
【００３０】
また、本発明の陶磁器の製造方法によれば、焼成工程を３時間程度で行なうことができるので、従来技術に比べて生産性が向上する。
【００３１】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。
【００３２】
［実施例１］
釉薬の成分としてリチウムトルマリン（白）（以下、必要に応じて「トルマリン」と略することがある）とフリット釉を用い、釉薬全体に対するリチウムトルマリン（白）の配合割合が３、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０重量％になるように釉薬を調合した。次に、底部と胴部を備えた同形状の湯飲み茶碗を８個用意し、湯飲み茶碗１個につき、上記の釉薬を１種類塗布した。このとき、湯飲み茶碗の内面底部の全体（内面底部の面積；６３．６ｃｍ２）に対して釉薬２ｇを均一に塗布した。続いて、低温焼成炉の中に釉薬が塗布された湯飲み茶碗を入れ、酸化雰囲気下、７００〜１０００℃の温度条件で３時間焼成を行なった。以上の操作により、上記の釉薬が焼成され、これに伴い被膜層が形成された８個の陶磁器を製造した。
なお、上記フリット釉の成分とその割合としては、Ｋ２Ｏ（４重量％）、Ｎａ２Ｏ（７重量％）、ＣａＯ（６重量％）、Ａｌ２Ｏ３（９重量％）、ＳｉＯ２（４２重量％）、Ｂ２Ｏ３（３２重量％）のものを用いた。
【００３３】
［比較例］
比較例としては、実施例１において、釉薬を塗布する前の陶磁器を用いた。
【００３４】
（水の酸化還元電位の測定）
実施例１の陶磁器（試験区１〜８）と比較例の陶磁器の中に岐阜県土岐市の水道水を２００ｍＬ入れ、水道水を入れた直後（０分）、３０分後及び６０分後の酸化還元電位（ＯＲＰ）を測定した。データ解析は、まず釉薬の塗布面積に基づいて被膜層におけるトルマリンの存在量（ｍｇ／ｃｍ２）を算出した。次に、同一経過時間における比較例の酸化還元電位から各試験区の酸化還元電位をそれぞれ除した値を各経過時間における比電位差（ｍＶ）として算出した。そして、トルマリンの存在量に対する比電位差をグラフにプロットした。結果を［表１］、［表２］、［図１］に示す。
【００３５】
【表１】
2004035361.tif 000003
【００３６】
【表２】
2004035361.tif 000004
【００３７】
３０分後と６０分後の結果から、全ての試験区について時間が経過するにつれて比電位差が負の方向に大きくなる傾向がみられた。これに対し、比較例１では水道水を入れてから３０分後、６０後のいずれにおいても酸化還元電位は若干増加することが確認された。これにより、本試験区で用いた陶磁器は、水道水と接触することにより、水を電気分解する作用が効果的に発揮されることが確認された。なお、比較例１において酸化還元電位の電位差が増加するのは、空気中に存在する物質によって水道水が酸化されることによるものと考えられる。
【００３８】
また、６０分後のデータに着目すると、トルマリンの存在量が１．０〜８．５ｍｇ／ｃｍ２という特異的な範囲において、比電位差が−５０ｍＶよりも負の方向に大きくなることが確認された。これは、トルマリンの存在量が多くなるほど水の電気分解が効果的に生じるのではなく、上記の限定された範囲において、トルマリンによる水の電気分解が効果的に生じることを示すものといえる。すなわち、被膜層の表層部分におけるトルマリンの存在量がある一定値を超えると、強誘電体としての作用効果が小さくなること（すなわち被膜層の表層部分における個々のトルマリンに由来する電気双極子モーメントのベクトル和が小さくなること）を示すデータが得られた。
【００３９】
［実施例２］
釉薬の成分として石英斑岩とフリット釉を用い、釉薬全体に対する石英斑岩の配合割合が２０重量％とした以外は、実施例１と同様に行なった。得られた酸化還元電位の結果を試験区９として［表１］と［表２］に示した。そして、得られたデータは実施例１と同様の傾向を示すものであり、鉱石として石英斑岩を用いた場合でも水の酸化還元電位を低下させる陶磁器が得られることが確認された。
【００４０】
（剥離試験）
実施例１と実施例２で製造された陶磁器を−２０℃で２日間保管した後、陶磁器を取り出してすぐに電子レンジの中に入れ、解凍モードに設定して解凍した。解凍後に陶磁器の内面底部に積層形成された被膜層を目視観察したところ、剥離、ひび割れは観察されなかった。したがって、本発明の陶磁器は、急激な温度変化を伴なう環境におかれた場合でも、品質上問題ないものを提供できることが確認された。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明の陶磁器は、フリット釉を含有する釉薬を用いることにより、７００〜１０００℃の範囲で焼成することができる。このため、焼成後においても、本来強誘電体としての物性を示す鉱石がその特性を維持した状態で、陶磁器の内面に被膜層を形成するため、マイナスイオン効果、特に水の酸化還元電位を低下させる効果が効果的に発揮されるとともに、形成された被膜層は陶磁器の内面に強固に固着されるので、被膜層が剥離することなく高品質の製品を製造することができる。また、本発明では、陶磁器の内面に上記鉱石を含有する釉薬を施釉するだけでよいので、従来技術に比べて製造コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】６０分経過後におけるリチウムトルマリン存在量に対する比電位差をプロットした図である。
【図１】
2004035361.tif 000005