低温焼成リサイクル磁器の開発
三県共同研究(九州知事会推進事業)

堤 靖幸・寺﨑 信
天草低火度陶石を活用した低温焼成リサイクル陶土の開発を試みた。鋳込み用陶土は陶土の製造工程で廃棄されるケイを活用した低温焼成用陶土を開発した。細工用陶土については手ろくろ成形が可能で、1200℃焼成に適した撰上陶土レベルの陶土を開発した。これらの開発した陶土によって作製した磁器は、従来の有田焼の磁器と比較して遜色ないものであった。三県共同の成果発表会や製陶所による試作を通じて、普及へ向けた動きも始めている。

1.はじめにる「ケイ」の在庫の増加に苦慮している。
「ケイ」は鉱地球温暖化やごみ問題など環境問題への関心は業・採石廃棄物類に分類される。そこで今年度は「ケ年々高まっており、当産地でも環境対策は課題となっイ」をリサイクル原料とする低温焼成磁器の開発を行ている。当センターではこれまでに低温焼成磁器やリった。細工用陶土については良質な天草陶石に随伴しサイクル陶土を開発した。低温焼成磁器については現て産出する低火度陶石は未利用であり、エコマークの行の焼成作業温度の変更にともない、製造プロセスの基準配合原料では採石廃棄物と見なすことができ、35%変更が必要であるが、行政的な助成制度が整っていな以上の配合で同基準を満たすことができる。これまでいことなどから実用化がすすんでいない。またリサイに低火度陶石を利用し細工用陶土の開発試験を行った

クルについてはリサイクル製品認定制度などが有り、L6 調合物の焼成白色度は撰中陶土程度であった。
が1）、販売も上向きだが、さらに競争力を高めるため付加価

産地にはより高品質な撰上陶土レベルの白色度を求め値の向上が求められている。この２つの技術を融合するニーズがあり、スタンパー粉砕法による試作試験をることでより一層の環境負荷軽減を行い、商品価値の行った。なお、この研究は九州知事会で承認された佐向上を目指した。窯業関連のリサイクル原料としてエ賀県、長崎県および熊本県の三県共同研究「天草陶石

コマークの再生材料の原料分類には使用済み陶磁器のを活用した環境対応型次世代陶磁器の開発」の分担課

ほかに鉱業・採石廃棄物類がある。エコマーク取得に題である。

必要な基準配合率は素地中の重量割合で使用済み陶磁器が１５％、鉱業・採石廃棄物類が３５％となってい2.実験方法る。窯道具のハマは使用済み陶磁器に分類され、それ2.1 鋳込用陶土の調製および評価を用いた鋳込用陶土は前年度までに開発した。他方、リサイクル原料として「ケイ」および同じく鉱業・肥前陶土工業協同組合は陶土の製造工程から排出され採石廃棄物類に分類される天草低火度陶石（木山陶石

表 1 鋳込用陶土の原料調合割合
（重量％）
ケイ

No.901 No.902 No.903 No.904 No.905 No.906 No.907 No.908 No.909 No.910 No.911 No.912
3535353535

木山低火度上田酸処理50403533

益田長石

15252030252030510155101553535352035353533

木山酸処理
蛙目粘土

301518151617151515151515157151615151515151515151
佐賀県窯業技術センター 平成20年度 研究報告書

産、以下木山低火度と記す）を用いた。その他の原料

度、軟化変形(焼き下がり)、熱膨張係数、白色度を測として上田陶石産の天草低火度酸処理陶石（以下上田定し、磁器物性を評価した。

酸処理）、木山陶石産の天草低火度酸処理陶石（以下木山酸処理）、本山蛙目粘土特級（以下蛙目粘土）、益田

3. 結果と考察長石を用いて試験調合を行った。試験調合の原料比を3.1 鋳込用陶土の焼成性状表 1 に示した。調製した陶土は含水率２８％、珪酸ナ

初期の調合（No.901〜905）では、リサイクル原料とトリウム０．３％の条件で泥漿とし、２０×７×１２して「ケイ」のみを用いたが全て焼け不足であった。

５ｍｍの形状に鋳込み成形法によって成形して試験体

No.906〜908 は焼締まったものの焼曲が大きかった。

3の素地を作製した。この試験体の素地をを 0.1ｍ ガス

No.909〜911 は曲げ強度が低かった。No.912 は曲げ強炉により 1200℃で還元焼成を行い、その焼成体につい度と焼下がりが天草陶土を使った 1300℃焼成体の水準て物性を評価した。

表 3 試験素地（No.912）の焼成性状

曲げ強度（ＭＰａ）

84.63

細工用陶土は、表 2 に示す調合に基づきスタンパー焼下がり（ｍｍ/10ｃｍ）

7.8による粉砕を行い、砂上げ、水簸、混合をし、フィル白色度（Lab)84.28

2.2 細工用陶土に関する試験

タープレスにより脱水しケーキとした。さらに、真空-6熱膨張係数（×10 /K)

土練機により練土として細工用の陶土を作製した。こ8.85の陶土により手ろくろ成形を行い成形性状を調べた。

を満たした。No.912 の焼成性状を表 3 に示した。この

また、鋳込み成形により 20×7×125ｍｍの形状のテスNo.912 の陶土で試作品を製作した。試作は排泥鋳込みトピースを作製し、素地物性を調べた。

法で成形し、900℃で素焼きしたものに表 5 に示した組成の 281 釉を施釉して 0.1ｍ3ガス炉より 1200℃還元焼成で行った。試作品を図 1 に示した。釉薬との適合も2.3 物性評価法
表 2 素地 L6002 の原料割合

原 料
低火度陶石(H18共立)

mass%
17.5
低火度酸処理陶石(H18木山)
17.5
酸処理陶石(H10上田)
30
天草撰上陶土30
SPカオリン
5合計100

図 1 排泥鋳込み成形による試作品
良く、良好な透光性も得られた。

圧力鋳込用として 20ｋｇ程度の泥漿を調製し、小型圧力鋳込み装置により試作試験を行った。また、ろくろ成形は所内の職員によるもので陶土の可塑性や保形

3.2

細工用陶土の性状試験

鋳込みで成形したテストピース焼成体の焼成収縮率、性などを触感で評価した。焼成は 0.1m3ガス炉により1200℃還元焼成を行った。焼成時間は 7〜9 時間、還元吸水率、嵩比重、白色度、熱膨張係数、および 10ｃｍ

濃度は 2.5±0.5 CO％であった。火止めのタイミング

スパンでの焼き下がりについての物性を表 4 に示した。

は、SK6 のゼーゲルコーンの完倒とした。

また、図 2 に熱膨張パターンを示した。
焼成白色度は85.2と普通の撰上陶土並みの結果であ焼成体について、曲げ強度、収縮率、吸水率、嵩密2
佐賀県窯業技術センター 平成20年度 研究報告書

2.38g/cm3と普通磁器と変わらないが、吸水率が 0.29％

り、目標値を得ることができた。一方、嵩密度はであった。これは焼成時間が 7 時間と短かったため、

表 4 素地および釉の焼成性状

焼締まりが不十分だったと考えられる。焼成収縮率と試験項目
Ｌ６００２素地
焼成収縮率(%)
吸水率(%)

焼き下がりは有田焼の磁器と同等のレベルであると考3

嵩密度(g/cm )焼下がり(mm)
白色度-6

熱膨張係数(×10 /K)
２８１釉

えられる。熱膨張係数は 9.3×10-6/Kと有田焼の磁器よ12.30.292.38
6.0
85.2
9.3

り高くなっていた。これらのことは陶土がスタンパー粉砕法であったことと焼成時間が短かったことによるものと推察される。
また、調合した釉薬のゼーゲル式は表 5 のとおりであるが、650℃での熱膨張係数の実測値は 7.9×10-6/Kであった。Hallの因子を利用した推定値と近似した数

熱膨張係数(×10-6/K)
軟化点温度(℃)

値である。熱膨張係数は素地・釉ともに普通の磁器に7.9732比べ高いが、釉の熱膨張係数は素地に比べ、⊿1.4×10-6/K小さく、適合するものと考えられる。

0.8

図 3 に示したとおり、手ろくろにより染付品を製作

281釉
0.7L6002素地

線膨張（ ％ ）0.60.50.40.30.20.100200400600800

1000

温度 （ ℃ ）図 2 素地および釉の熱膨張曲線
表 5 釉 281 のゼーゲル式

0.28R2O
0.72RO

図 3 手ロクロによる染付け試作品することができた。手ろくろの作業性に問題はなく成･0.32Al2O3 ･2.91SiO2

推定熱膨張係数(Hall)
推定熱膨張係数(Appen)

形することができた。釉の透明性も十分で、撰上陶土-6

8.0×10 /K
7.4×10-6/Kレベルの白色度が得られて、染付の色合いも問題なかった。

3.3 成果普及
L6 陶土3）について、機械ろくろ成形による素地を有田焼の製陶所に提供して試作を依頼した。図 4 は、染付品であるが、製陶所の製品と遜色ないものに焼き上げることができた。
また、この三県共同研究の成果については、共同研究機関である長崎県窯業技術センターや熊本県産業技術センターと合同で成果発表を行った。平成 20 年 7 月には長崎県波佐見町で、同年10月には佐賀県有田町で、

3
佐賀県窯業技術センター 平成20年度 研究報告書

3）
堤 靖幸、
寺﨑 信、
佐賀県窯業技術センター 平
成 19 年度研究報告書、4-7（2007）

図 4 製陶所による低温焼成磁器の試作
平成21 年3 月には熊本県苓北町で陶磁器産業関連者を対象に成果発表会を開き普及を行った。

4. まとめ
鋳込用陶土については圧力鋳込成形において良好な成形性が得られ、焼成体の物性も天草撰中焼成品と同等であった。
細工用陶土については機械ろくろにより作成した湯のみ、茶付け素地の製陶所による試作でも問題はないことがわかった。また、撰上陶土レベルのスタンパー陶土を製作したが、手ろくろ成形による成形性は普通陶土と同程度の結果であった。1200℃焼成の結果も普通磁器と変わらず、染付品の試作に問題はなかった。
今後は陶磁器関連団体と協力し、事業化に向けた取り組みを行っていく。

参考文献
1） 堤 靖幸、寺﨑 信、佐賀県窯業技術センター
平成 18 年度業務報告書、6-9（2006）
2）寺﨑 信、佐賀県窯業技術センター 平成 9 年度
業務報告書、67-71（1997）4
佐賀県窯業技術センター 平成20年度 研究報告書