(57)【要約】【課題】瓶ガラス及びそのカレットあるいは廃棄瓶ガラスを主原料に用いた陶磁器粘土の製造方法を提供する【解決手段】焼成粘土粉及び焼成陶磁器粘土粉を骨材として、瓶ガラス及びそのカレットあるいは廃棄瓶ガラス５０〜７５重量％を使用して水と共に粉砕混練を行ない、脱水処理を行うと得られる７５０〜１１００度焼成可能な陶磁器粘土を製造する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め７５０〜１２００度にて粘土鉱物を焼成、粗砕を行い焼成粘土粉とする。焼成粘土粉５〜３０重量％、瓶ガラス及びそのカレット及び廃棄瓶ガラス５０〜７５重量％、未焼成の粘土鉱物１０〜３０重量％、合計１００重量％組成とする。水とともに粉砕混合を行ない、脱水処理を行うと得られる７５０〜１１００度焼成可能な陶磁器粘土の製造方法。
【請求項２】
請求項３の陶磁器粘土焼成品を粗砕して焼成陶磁器粘土粉とする。焼成陶磁器粘土粉及び焼成粘土粉を合わせて５〜３０重量％、瓶ガラス及びそのカレット及び廃棄瓶ガラス５０〜７５重量％、未焼成の粘土鉱物１０〜３０重量％、陶磁器用フリット・長石・珪石・珪灰石・マグネサイト・ドロマイト等の陶磁器原料及び鉄・銅・コバルト・チタン等の遷移元素の酸化物あるいは顔料または硫酸塩または炭酸塩を着色成分として１種類以上合計３５重量％以下を加え、合計１００重量％組成とする。水とともに粉砕混合を行ない、脱水処理を行うと得られる７５０〜１１００度焼成可能な陶磁器粘土の製造方法。
【請求項３】
請求項１〜２にて製造した陶磁器粘土及びその７５０〜１１００度焼成品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は陶磁器産業において、主原料に瓶ガラス及びそのカレット及び廃棄瓶ガラスを用いた陶磁器粘土に関する。
【背景技術】
【０００２】  一般的な陶磁器は粘土鉱物、珪石、長石等を用途に合わせて調製、水と共に混合粉砕を行ない、脱水、成形、乾燥、素焼焼成、顔料を下絵付け、釉薬を施した後、本焼成を行い製品としている。素焼き行程を省いたり、下絵行程が無い場合、釉薬を施さない場合もあるが、更に釉薬にて上絵付けを施して再度低温焼成を行う場合もある。【０００３】  陶磁器の製造コストには各行程に掛かる設備費、原材料費や人件費等が必要であるが、焼成費の占める割合も大きい。陶磁器業界からは省力化及び焼成コスト削減の為に焼成温度を下げる技術革新が期待されている。【０００４】  焼成コスト削減を目的として白雲磁器が開発された。画期的な発明であるが、機械的強度においてやや劣る事が難点である。フリット磁器も研究されたが、価格が割高な事と焼成時の変形に難点がある。【０００５】  低温焼成を目標に、これまでフリット或いは廃棄ガラスを主原料に使用した陶磁器粘土の試作が試みられたが、焼成時に軟化変形を生じていた。非晶質のガラスを主原料に使用する以上、避けては通れない課題であるが、焼成時に形状維持に有効な骨材が変形を防ぐ事も予想されていた。【０００６】  園芸用植木鉢、赤煉瓦、透水タイル等、適度な吸水性及び透水性を要求される陶器には低温焼成に適した仕様の素地が使用してあるが、花瓶等の花器、茶碗や急須等の食器など遮水性を要求される陶磁器の製造には向かない。【０００７】  一般的な陶磁器粘土には珪素、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウム等の酸化物が含まれるが、これは通常のガラスにも含まれている成分である。従って、廃棄ガラスは陶磁器原料代替品として使用出来る可能性がある。これまでにも廃棄ガラスを陶磁器粘土に添加して焼成温度を下げる試みが成されており、透水タイル等の舗装材及び建材等として積極的に利用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  焼成温度を下げる事により焼成コストを削減出来る陶磁器粘土製造方法の提供。【０００９】  瓶ガラス及びそのカレット及び廃棄瓶ガラスを陶磁器粘土の主原料として有効利用する方法の提供。【００１０】  瓶ガラス及びそのカレット及び廃棄瓶ガラスを主原料に使用して、なおかつ焼成時の変形を防ぐ骨材を有する陶磁器粘土製造方法の提供。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  ガラス質の原料を多用する素地では焼成時に変形するので、骨材として焼成粘土粉あるいは請求項３の陶磁器粘土焼成品を添加する事により解決した。骨材として他の陶磁器原料にて試験を試みたが効果は明確に現れなかった。粘土鉱物にはカオリン族、モンモリロナイト族、イライト族等を使用する事が出来るが、焼成粘土粉と未焼成の粘土鉱物には同じ粘土鉱物を使用する必要は無い。【００１２】  粘土鉱物を焼成して焼成粘土粉にするのであるが、焼成する際の温度は骨材効果及び成形時の手触りに影響を及ぼした。粘土鉱物の種類により異なるが、焼成温度が７５０度以下では骨材効果が少なく、１２００度以上では成形時の手触りの感触が悪くなった。粘土鉱物を７５０〜１２００度の範囲で焼成すると、未焼成時に含まれていた有機物が燃焼する事、物理吸着水や水酸化物が無くなる事、不純物や粘土内に含まれるナトリウム、カリウム等が溶融材となり粘性を生ずる結晶構造の一部を浸食するものの粘土としての特性を残している状態である為と推測される。骨材効果と成形の際の触感の両立のために粘土鉱物は７５０度以上１２００度以下にて焼成する必要がある。同様の理由により焼成陶磁器粉について７５０〜１１００度焼成物が骨材効果に有効であると推測される。【００１３】  焼成粘度粉及び焼成陶磁器粉は骨材として５〜３０重量％の添加を必要とした。５重量％以下では明確な効果は無かった。３０重量％以上の添加は焼成温度を上げる事になり、低温焼成の組成には適さなかった。【００１４】  請求項２で使用する陶磁器用フリットは使用する瓶ガラス組成より硼素・リチウム・ナトリウム・カリウム・バリウム等の成分の多いものを用意すると組成調整及び焼成温度調整が容易である。この際、目的に合わせて組成調製したフリットを用意した方が良いのであるが、陶磁器用の汎用フリットを利用した方が安価で安定しいる。
【発明の効果】
【００１５】  瓶ガラスのカレット及び廃棄瓶ガラスを有効利用する事で廃棄物の低減、資源の有効活用に貢献出来る。【００１６】  瓶ガラスを積極的に利用する事で、陶磁器粘土の低温焼成による熱エネルギー節約に貢献出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】  用途により多様な組成成分の瓶ガラスが存在するので、出来る範囲で分別した方が良い。瓶の色分けも品質の管理には有効である。多種多様な瓶ガラスを選別する事無く混合・縮分して、請求項１の範囲にて先行試験する方法もあるが、極端に異なる性質のガラス混合物は先行試験の再現性が乏しい。縮分しても少量の試験試料では組成変動があると推察され、極端に軟化点の異なるガラス混合物は焼成時の反応点が不確定であると考えられる。【００１８】  瓶ガラスカレットや廃棄瓶ガラスには内容物表示の紙ラベルや樹脂ラベル、樹脂蓋、金属蓋等の混入が予想される。陶磁器粘土の品質管理の為に可能な限り排除する必要がある。
【実施例】
【００１９】  町内会の分別資源ゴミ回収の際に透明瓶ガラスを譲り受け、ラベル及び蓋を取り除き洗浄した上で粗砕する。縮分で得られた試料を請求項１の条件にて先行試験を行い、調合割合を決定した。瓶ガラス６０重量％、モンモリロナイト系粘土２０重量％、高島化学工業株式会社販売の焼成粘土、商品名・焼石を１０％、同じく高島化学工業株式会社製フリットＢ０２７を１０重量％、合計１００重量％に同重量の水道水を加え、アルミナボール使用のアルミナ質ボールミルにて粉砕、ＪＩＳ標準ふるい３２メッシュ全量通過する事を確認する。
フィルタープレス脱水装置にて脱水処理の後、手で成形を行う。自然乾燥した後、無鉛上絵付け用釉薬を施し、電気炉にて概ね１００度毎時間の昇温速度、７５０度１時間保持にて焼成する。吸水率０．３％程度の陶器の器を得た。【００２０】  商品名・上高地名産河童の涙という瓶ガラスカレットを粗砕する。縮分で得られた試料にて先行試験を行い、調合割合を決定した。瓶ガラスカレット５０重量％、高島化学工業株式会社販売の焼成粘土、商品名・焼石を１５重量％、蛙目粘度２０重量％、高島化学工業株式会社製フリットＢ０２７を５重量％、三河産カリ長石１０重量％、合計１００重量％に同重量の水道水を加え、天然石使用のトロンメルミル粉砕機にて粉砕混合する。ＪＩＳ標準ふるい３２メッシュ全量通過する事を確認して、石膏型にて鋳込み成形、乾燥、仕上げの上、７００度程度で素焼きを行う。楽焼き用釉薬を施し、ガス窯にて概ね１００度毎時間の昇温速度、１０５０度にて焼成して花瓶を制作した。水漏れのない陶器を製造出来る事を確認した。
【産業上の利用可能性】
【００２１】  低温にて焼成可能なので、高温では分解する、あるいは低温での発色に優れている顔料及び釉薬が多用出来る。【００２２】  高温での焼成に比べ焼成炉の設備費が安価になり、焼成費用も下がる。【００２３】  ロット毎に組成変動のある瓶ガラスのカレット及び廃棄瓶ガラスを主原料にする事は、陶磁器粘土の安定供給を困難にするのであるが、近似した製品を安価に製造する事は可能である。調合組成決定の為に先行試験が必要であるが、掛かる経費を量産効果で回収出来れば産業として成り立つと考える。