(57)【要約】【課題】陶磁器の焼成温度を下げつつ、釉薬表面の溶け肌の品質を良好に保つ陶磁器の製造方法を提供すること。【解決手段】陶磁器用素地を成形し、前記成形した陶磁器素地に施釉し、前記施釉された陶磁器素地を焼成することにより得られる陶磁器の製造方法であって、前記陶磁器用素地原料に添加される熔剤としての鉱物であって、少なくとも炭酸塩を含有する鉱物を単独粉砕後、分級により粗粒部分を除去する工程を有することを特徴とする陶磁器の製造方法とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陶磁器用素地を成形し、前記成形した陶磁器素地に施釉し、前記施釉された陶磁器素地を焼成することにより得られる陶磁器の製造方法であって、前記陶磁器用素地原料に添加される熔剤としての鉱物であって、少なくとも炭酸塩を含有する鉱物を単独粉砕後、分級により粗粒部分を除去する工程を有することを特徴とする陶磁器の製造方法。
【請求項２】
前記炭酸塩を含有する鉱物は、その平均粒径が１μｍ以上１０μｍ以下まで微粉砕することを特徴とする請求項１に記載の陶磁器の製造方法。
【請求項３】
前記炭酸塩を含有する鉱物を単独で微粉砕後分級する際には、目開き４０μｍ以上１００μｍ以下の篩で分級することを特徴とする請求項１または２に記載の陶磁器の製造方法。
【請求項４】
前記分級により除去する粗粒の粒径は、１００μｍ以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の陶磁器の製造方法。
【請求項５】
前記炭酸塩を含有する鉱物は、陶磁器用素地原料中の含有量は、１重量％以上１０重量％以下あることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の陶磁器の製造方法。
【請求項６】
前記炭酸塩を含有する鉱物は、石灰石、ドロマイト、マグネサイトのうち少なくとも１種類以上から成ることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の陶磁器用素地の製造方法。
【請求項７】
前記陶磁器用素地は衛生陶器の素地であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の陶磁器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は陶磁器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
陶磁器用素地は鉱物的に主にカオリナイト、セリサイト、石英、長石から構成される。陶磁器用素地での熔剤の役割は、焼成の昇温過程で溶融し降温過程で冷却されて素地内の粒子を結合してガラス化し、不透光性の硬い強固な焼結素地を形成することである。陶磁器用素地の熔剤には長石が最も広く使用されるが、焼成温度を低下させるために一般的に石灰石、ドロマイト、マグネサイト等が添加される（例えば、非特許文献１参照。）。石灰石、ドロマイト、マグネサイトなどの鉱物は熔剤である長石より更に熔融温度が低いため熔剤として長石のみを使用する場合より更に焼成温度を低下させることが可能となる。このことより、陶磁器の生産では長石以外の溶剤としての鉱物の使用により焼成温度の低下を図るのは有効な手段である。
【０００３】
【非特許文献１】
素木洋一著「焼結セラミック詳論４、ファインセラミックス」技報堂、１９７６年１月２５日、Ｐ．３１−４１
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、石灰石、ドロマイト、マグネサイトなどの熔剤に利用される鉱物は、他の陶磁器用原料である粘土、陶石に比べ、比較的硬度の高いものが多く、一括して粉砕した場合、これらの硬い鉱物は粉砕後粒度分布の粗粒部分に占める割合が多くなる。また、石灰石、ドロマイト、マグネサイトなどの鉱物は、カルシウム、マグネシウムなどの炭酸塩を含有し、粗粒の状態で陶磁器用素地に残存すると焼成時に発泡しやすく、釉薬表面に気泡が残り外観上の不具合につながるため一括粉砕での使用には問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、釉薬表面の溶け肌の品質を良好に保つ陶磁器の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明では、陶磁器用素地を成形し、前記成形した陶磁器素地に施釉し、前記施釉された陶磁器素地を焼成することにより得られる陶磁器の製造方法であって、前記陶磁器用素地原料に添加される熔剤としての鉱物であって、少なくとも炭酸塩を含有する鉱物を単独粉砕後、分級により粗粒部分を除去する工程を有することを特徴とする陶磁器の製造方法を提供する。
陶磁器用素地原料を焼成された陶磁器とするまでには、粉砕という工程が不可欠である。粉砕の主な方法には湿式粉砕および乾式粉砕があるが、粉砕対象物と粉砕媒体または粉砕対象物同士の衝突による衝撃で粉砕が行われる。硬度の異なる粉砕対象物を混合して一括で粉砕した場合、硬度の低い原料が優先的に粉砕されるので、所定の平均粒径まで粉砕した後の粒度分布の中で硬度の低い原料は主に微粒部分を占め、硬度の高い原料は主に粗粒部分を占めやすい。長石などの熔剤としての鉱物は硬度の高い原料である場合が多く、また、炭酸塩を有するものが多い。上記のように陶磁器用素地原料を一括で粉砕した場合、熔剤としての鉱物が粗粒部分を占めることとなる。炭酸塩を含む鉱物の粒子は、微粒であれば、焼成時に、表面釉薬層が溶融して層を形成する前に、容易に溶融し、発泡の要因となる炭酸ガスを素地や釉薬層の外部へ吐き出すことができるが、粗粒のままであると、完全に溶融しない間に、釉薬層が溶融して層を形成してしまうので、発生した炭酸ガスが釉薬層を通り抜けることができず、釉薬表面に気泡が残り外観上の不具合につながる。そこで、この炭酸塩を含有する鉱物を単独粉砕した後、分級により粗粒部分を除去して微粒微粒部分のみを前記陶磁器用素地に添加することにより、粗粒の炭酸塩を含有する鉱物が原因で生じる釉薬表面の気泡の残存を防ぐことができ、釉薬表面の溶け肌の品質を維持したうえで焼成温度を低下させることが可能になる。
【０００７】
本発明の好ましい態様においては、前記炭酸塩を含む鉱物を単独で微粉砕する際には、その平均粒径が１μｍ以上１０μｍ以下まで微粉砕するようにする。前記平均粒径を１０μｍ以下にすることにより、添加前の鉱物の全体的な微粒化が図れかつその後の分級工程で除去される粗粒量が減少し、微粒分の収率を向上させることができる。一方で、前記平均粒径を１μｍ未満にするには、粉砕工程に多くの時間とエネルギーが必要となり、作業性とコスト面から好ましくない。
【０００８】
本発明の好ましい態様においては、前記炭酸塩を含有する鉱物を単独で微粉砕後分級する際には、目開き４０μｍ以上１００μｍ以下の篩で分級するようにする。目開き１００μｍ以下の篩で分級することにより、前記炭酸塩を含有する鉱物の粒径を、全て１００μｍ未満の微粒状態にすることができ、粗粒の場合に発生する局所的な発泡による強度低下および釉薬の溶肌の品位低下を抑制することが可能となるので好適である。一方で、目開き４０μｍ未満の篩で分級した場合には、分級工程で除去される粗粒量が多くなり過ぎ、微粒分の収率が大幅に減少してロスが大きくなるので好ましくない。
【０００９】
本発明の好ましい態様においては、前記分級により除去する粗粒の粒径は、１００μｍ以上であるようにする。そうすることにより、前記炭酸塩を含有する鉱物の粒径を、全て１００μｍ未満の微粒状態にすることができ、粗粒の場合に発生する局所的な発泡による強度低下および釉薬の溶肌の品位低下を抑制することが可能となるので好適である。
【００１０】
本発明の好ましい態様においては、前記陶磁器用素地に添加する長石以外でかつ長石よりも低融点のアルカリ土類金属を含有する鉱物の添加率は、１％以上１０％以下であるようにする。添加率を１０％以下にすることにより、焼成時の急激な熔融によるガラス化およびそれに伴う多量のガス発生を抑制し、焼成時の熔融による製品の変形や素地内への気泡の残存による強度低下および釉薬表面への気泡の残存による煮え肌を抑制することが可能となる。一方で、添加率が１％未満では焼成温度を低下させる効果がほとんど得られないので好ましくない。
【００１１】
本発明の好ましい態様においては、前記炭酸塩を含有する鉱物は、石灰石、ドロマイト、マグネサイトのうち少なくとも１種類以上から成るようにする。石灰石の化学組成はＣａＣＯ３、ドロマイトはＣａＭｇ（ＣＯ３）２、マグネサイトはＭｇＣＯ３であって、何れも炭酸塩を含有する鉱物である。また、石灰石のモース硬度は約３、ドロマイトは３．５〜４．０、マグネサイトは３．５〜４．５であり、陶磁器用素地の大部分を占めるカオリナイトやセリサイトのモース硬度２〜２．５と比較して、硬いという特徴を有する。石灰石、ドロマイト、マグネサイトなどの炭酸塩を含有する鉱物は熔剤である長石より更に熔融温度が低いため熔剤として長石のみを使用する場合より更に焼成温度を低下させることが可能となる。前記鉱物は多量に産出されるものが多く、調達しやすくかつ安価に抑えることができるので好適に用いられる。また、焼結温度の低下によってエネルギー費の低減を図ることが可能となり、排ガスの低減による環境保護にもつながるので好適である。尚、長石も熔剤でありモース硬度も６〜６．５あるので一括で粉砕した場合には粗粒分として残り易いものの、その化学組成はＫ２Ｏ又はＮａ２ＯとＡｌ２Ｏ３とＳｉＯ２とからなり、炭酸塩を含有しない。
【００１２】
本発明の好ましい態様においては、前記陶磁器用素地は衛生陶器の素地であるようにする。陶磁器の中でも、タイルや食器と比較して衛生陶器は大型で複雑な形状であるものが多い。大型であると釉薬面もそれに伴って増大するため、粗粒の炭酸塩を含有する鉱物によって生じる局所的な発泡による強度低下および釉薬の溶肌の品質低下を防止する効果を、陶磁器の中でも最も享受できるものとなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明における陶磁器用素地および陶磁器用素地の焼結温度低下方法を具体的に説明する。基本的には、焼結温度は、陶磁器素地原料の調整で任意に設定できる。図１に示すように、まず、前記陶磁器用素地原料として、長石よりも低融点の炭酸塩を含有する鉱物を粉砕機１により微粉砕する。なお、微粉砕の方法には、ボールミル、遊星ボールミル、ジェットミル等が知られているがどの方法にて粉砕を行うかは適宜選択が可能である。上記炭酸塩を含有する鉱物には石灰石、マグネサイト、ドロマイトなどがあり、これらの内の１種類もしくは複数種を選択すれば良い。
【００１４】
上記炭酸塩を含有する鉱物を平均粒径１μｍ以上１０μｍ以下に微粉砕後、篩等の分級機２で分級し粗粒部分を除去する。なお、分級は目開き４０μｍ以上１００μｍ以下の篩で何段階か実施することが望ましい。分級の方法には振動篩、音波篩、各種スクリーナー、遠心分離機等が知られているが、１００μｍ以上の粗粒部分を除去できる分級方法であればどの方法にて分級を行うかは適宜選択が可能である。
【００１５】
前記微粉砕後分級を行なった前記炭酸塩を含有する鉱物を、前記陶磁器用素地を調合する際に使用原料と一緒に定められた任意の比率で加えた後、粉砕機４により微粉砕して前記陶磁器用素地スラリーを調製する。この際陶磁器用スラリーの微粉砕度は、平均粒径で３０μｍ以下とする。なお、前記微粉砕後分級を行なった前記炭酸塩を含有する鉱物の添加方法および前記陶磁器用素地の粉砕方法は特に指定しない。
【００１６】
前記微粉砕後分級を行なった炭酸塩を含有する鉱物を加えた微粉砕後の前記陶磁器用素地スラリーは、粗粒部分を除去するため、所定の目開きで分級機５により分級する。この際の分級は何段階か実施することが望ましいが最終分級の目開きは３００μｍ以下とする。
【００１７】
また、前記微粉砕後分級を行なった炭酸塩を含有する鉱物がスラリー状であれば前記陶磁器用素地を調合する際に使用原料と一緒に添加せず、前記陶磁器用素地原料のみを微粉砕した前記陶磁器用素地スラリーへの後添加による混合でもよい。
【００１８】
その他の効果として、炭酸塩を含有する鉱物は多量に産出される鉱物が多く存在するため調達しやすくかつ安価に抑えることができる。また、焼結温度の低下によってエネルギー費の低減を図ることが可能となり、排ガスの低減による環境保護にもつながる。
【００１９】
【実施例】
（比較例１）
【００２０】
【表１】
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【００２１】
表１の組成からなる衛生陶器素地原料５０Ｋｇと水２４Ｋｇ及び球石８０Ｋｇを、容積１００リットルのボールミルに入れ、レーザー回折式粒度分布計を用いた粉砕後の衛生陶器素地スラリーの粒度測定結果が、１０μｍ以下が５８％、５０％平均粒径（Ｄ５０）が９．０μｍ程度になるように、粉砕を行った。ここで得られた衛生陶器素地スラリーを、素地Ａとする。
【００２２】
次に素地Ａの粗粒部分を除去するため、２００μｍの目開きの振動篩にて分級後、流動性を調整し、石膏型を用いた泥漿鋳込み成形法により壁掛け式洗面器を成形した。
【００２３】
【表２】
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【００２４】
表２の組成からなる釉薬原料２Ｋｇと水１Ｋｇ及び球石４Ｋｇを、容積６リットルの陶器製ポットに入れ、レーザー回折式粒度分布計を用いた粉砕後の着色性釉薬スラリーの粒度測定結果が、１０μｍ以下が６５％、５０％平均粒径（Ｄ５０）が６．５μｍ程度になるように、ボールミルにより粉砕を行った。ここで得られた釉薬スラリーを、釉薬Ａとする。
【００２５】
先に成形した洗面器に、釉薬Ａをスプレーコーティング法により塗布し、その後１１５０〜１２００℃で焼成することにより洗面器試料を得た。
【００２６】
得られた洗面器試料について、釉薬層の煮え、ピンホール、ブクの欠点の存在と釉薬表面の外観を目視により評価した。その結果、煮え欠点が３０点以上の多数存在し、ピンホールが９点、ブク（小ブク）も３点存在することが確認され、釉薬表面の全面が煮え肌状態で光沢に劣っていた。
【００２７】
（実施例１）
表１の組成からなる衛生陶器素地原料の内、重量で３％に該当するドロマイトのみ１．５Ｋｇと水１．２Ｋｇ及び球石４Ｋｇを、容積６リットルのボールミルに入れ、レーザー回折式粒度分布計を用いた粉砕後のドロマイトスラリーの粒度測定結果が、１０μｍ以下が７５％、５０％平均粒径（Ｄ５０）が４．０μｍ程度になるように、粉砕を行った。
【００２８】
次に、上記ドロマイトスラリーの粗粒部分を除去するため、７０μｍの目開きの振動篩にて分級した。
【００２９】
表１の組成から上記のドロマイト１．５ｋｇ以外の素地原料４８．５Ｋｇと水２２．８Ｋｇ及び球石８０Ｋｇを、容積１００リットルのボールミルに入れ、さらに上記手順で作製した分級後のドロマイトスラリーを全量加えた後、レーザー回折式粒度分布計を用いた粉砕後の素地スラリーの粒度測定結果が、１０μｍ以下が５８％、５０％平均粒径（Ｄ５０）が９．０μｍ程度になるように、粉砕を行った。ここで得られた衛生陶器素地スラリーを、素地Ｂとする。
【００３０】
次に素地Ｂの粗粒部分を除去するため、２００μｍの目開きの振動篩にて分級後、流動性を調整し、石膏型を用いた泥漿鋳込み成形法により壁掛け式洗面器を成形した。
【００３１】
素地Ｂにてに成形した洗面器に、釉薬Ａをスプレーコーティング法により塗布し、その後１１５０〜１２００℃で焼成することにより洗面器試料を得た。
【００３２】
得られた洗面器試料について、比較例同様、欠点の存在と釉薬表面の外観を目視により評価した。その結果、煮え欠点が５点ほど存在したが、ピンホールとブクは存在しなかった。また、釉薬表面は欠点が少なく、表面平滑性が高いものであった。
【００３３】
比較例および実施例の評価結果をまとめて表３に示す。
【００３４】
【表３】
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【００３５】
このように、炭酸塩を含有する鉱物であるドロマイトを別工程にて微粉砕後、他の原料と再度粉砕した実施例の方が、ドロマイトを他の原料と一括で粉砕した比較例に比べ、煮え、ピンホール、ブク等の欠点が極めて少ないことが確認できた。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、釉薬表面の溶け肌の品質を良好に保つ陶磁器の製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る陶磁器の製造方法を示す工程説明図である。
【符号の説明】
１…炭酸塩を含有する鉱物の微粉砕機
２…炭酸塩を含有する鉱物の分級機
３…微粉砕後の炭酸塩を含有する鉱物のストックアーク
４…陶磁器用素地の微粉砕機
５…微粉砕後の陶磁器用素地スラリーの分級機
６…微粉砕後の陶磁器用素地スラリーのストックアーク
【図１】
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