茨城県産業技術イノベーションセンター研究報告第 47 号

笠間産粘土をブレンドした陶芸素地の物性に関する調査研究

１．はじめに市販されている陶磁器用素地の多くは複数の粘土をブレンドしている。一種類の粘土だけからなる素地では欠点を持つことが多く，ブレンドすることによって短所を補ったり，長所を引き出したりするためである。
笠間産粘土については，笠間産粘土のみからなる「笠間単味」と，他の粘土をブレンドした「笠間ブレンド土」を笠間焼協同組合が製造販売している。
また，笠間焼産地では笠間ならではのモノづくりが課題となっている。そのためのひとつの方策として，笠間単味を素地とした陶磁器を純・笠間焼と称し，これを推進する取り組みを笠間焼協同組合が行っている。
他方，「笠間ブレンド土」以外の笠間産粘土を含むブレンド素地を用いたい場合，それぞれの製陶所や工房が独自に素地開発をしなければならない状況にあり，その必要性が高まっている。
２．目的
本研究では，笠間産粘土に市販素地をブレンドした独自の素地開発を支援するため，基礎的な物性に関するデータの蓄積を行うこととした。具体的には，笠間焼業界でも多く使用されている市販素地を 6 種類選択し，笠間単味と重量比を変化させながらブレンドした素地の乾燥性状及び焼成性状を調査した。
３．研究内容3.1 使用原料
笠間単味にブレンドする市販素地として，特漉，並漉，急熱急冷粘土，赤土 1 号（中目），赤土 2 号（中目），古陶（大）の 6 種を選択した。蛍光Ｘ線分析装
置（島津製作所製 XRF-1700）による元素分析（FP 法による簡易定量）の結果を表 1 に示す。笠間単味は，鉄分（Fe2O3）が多いのが特徴的である。
全ての素地は40℃に設定した乾燥機内で乾燥したものをジョークラッシャー及びスタンプミルで粉砕して乾粉とした。これを目開き250µmのふるいに通した後，表2に示した配合比で粉末を計量し，含水率が20～25％となるように水を加えながら混練した。これを1週間以上放置してから収縮率・吸水率測定用及び曲げ試験用の試験体を成形した。
3.2 試験片作製と評価方法
収縮率・吸水率の試験体は，石膏型により 125×25×10mm の板状に成形した。この成形直後に付けたノギスの印の長さの変化から乾燥収縮率，焼成収縮率，全収縮率を算出した。曲げ強度の試験体は金型を用いて80×30×12mm の角棒に加圧成形した。表 3 の 6 条件で焼成し，煮沸吸水率や曲げ強度を測定した。
*

工芸・材料技術部門**

人材育成部門吉田 博和 *

曽我部 雄二 *新島 佐知子 *寺門 秀人 *

常世田 茂 **

根本 達志 **

表1 原料の化学組成（wt%）
急熱

笠間

特漉

単味

並漉

急冷
粘土

赤土

赤土

古陶

1号

2号

大LOI

7.1

8.2

7.6

7.5

6.77.46.3

SiO259.463.7

65.0

65.9

64.5

64.3

67.0Al2O3

25.1

23.7

23.2

23.2

22.8

22.5

23.1

Fe2O3

4.2

0.9

1.0

0.8

2.1

2.6

0.9

TiO2

0.8

0.5

0.6

0.6

0.5

0.6

0.7

CaO

0.3

0.3

0.2

0.2

0.3

0.2

0.2

MgO

0.8

0.3

0.3

0.2

0.4

0.6

0.3

K2O

1.8

1.7

1.4

1.2

1.9

1.4

1.4

Na2O

0.5

0.7

0.5

0.2

0.7

0.4

0.2

表2 原料配合比（wt%）
笠間
単味

急熱
特漉並漉

急冷粘土

笠間

赤土

赤土

古陶

単味

1号

2号

大A

100

E12080

B12080E23070B23070E34060

B34060E45050B45050E56040

B56040F12080C12080F23070C23070

F34060

C34060F45050C45050F56040C56040G12080

D12080G23070D23070

G34060

D34060G45050D45050G56040D56040

表 3 焼成条件
種類

焼 成

最高温度

雰囲気

（℃）

1電気炉

酸化12102電気炉

酸化12303電気炉

酸化12504電気炉

酸化12705電気炉

酸化1290昇温速度①最高温度まで 100℃/h，②1h 保持①950℃まで 100℃/h，②6電気炉

還元1250950℃から 50℃/h（還元雰囲気），③1h 保持茨城県産業技術イノベーションセンター研究報告第 47 号

４．結果と考察4.1 乾燥性状
笠間単味（A）及び特漉・並漉をブレンドした素地（B・C）の乾燥収縮率を図1に示した。既報1)によると，「笠間ブレンド土」の乾燥収縮率は5.4％である。B～Gの全系列で笠間単味の配合比が40％までの場合は「笠間ブレンド土」と同等程度の数値を示した。しかし，笠間単味の配合比が高くなるほど乾燥収縮率が大きくなり，50％を超えると「笠間ブレンド土」より顕著に大きくなる傾向が見られた。

ばいの傾向を示した。しかし，笠間単味の配合比が増えるほど，図4(b)のように1250℃または1270℃をピークとして，より高温度帯ではブクに起因する強度低下の傾向が強くなった。

図2 焼成収縮率

図1 乾燥収縮率
4.2 焼成性状
図2，3，4は，焼成温度に対する焼成収縮率，煮沸吸水率，曲げ強度である。それぞれの図で，(a)は笠間単味配合比が20％，(b)は笠間単味配合比が50％の素地のものである。
図2で，笠間単味の焼成収縮率は1230℃をピークとして，より高温では急激に低下している。これは，1250℃以上は過焼成の状態にあり素地が膨らむいわゆるブクが発生しているためと考えられる。ブレンド素地（B～G系列）について，笠間単味の配合比が少ない素地では，図2(a)のように1210～1270℃では温度上昇に伴い焼結が進むため焼成収縮率が大きくなるが，一部の素地では1290℃焼成でブクによる収縮率の低下が見られた。
一方，耐火度の低い笠間単味の配合比が増えると，笠間単味の性質が強く発現した。つまり，図2(b)のように1250℃または1270℃以上でブクに起因する収縮率低下が顕著となる傾向が見られた。
笠間単味の煮沸吸水率について，図3のとおり1210℃から1250℃までは下降し，1270℃以上で急激に上昇しているが，この上昇もブクに起因すると考えられる。
笠間単味配合比の少ないブレンド素地では，図3(a)のように焼成温度が高くなるにつれて急上昇することなく下降する傾向を示した。しかし，笠間単味の配合比が増えるほどブクが発生しやすくなるため，図3(b)のように1270℃から1290℃にかけて急激な上昇を示す傾向が強くなった。
曲げ強度について，笠間単味は1210℃から1250℃までは焼成温度が高くなるにつれて強度も上昇するが，1270℃以上で低下に転じている（図4）。これもブクに起因すると考えられる。ブレンド素地（B～G系列）では，笠間単味配合比が少ない場合，図4(a)のように焼成温度が高くなるのにしたがい，強度が上昇または横図3 煮沸吸水率

図4 曲げ強度
５．まとめ
1) 笠間産粘土と他の市販素地をブレンドした素地の物性を調査し，その特徴や傾向を把握した。
2) 笠間産粘土の配合比が50％を超えると，笠間産粘土の特徴が強く発現することを確認した。
６．参考文献等
1) 茨 城 県 工 業 技 術 セ ン タ ー 研 究 報 告 第 43 号
P43-46(2015)