３.

研究報

告１. 所内プロジェクト研究１) 易熔化性磁器の研究開発
寺信

天草低火度陶石を利用した陶土により1160℃で磁器化する低温焼成素地を開発している｡ この素地に適合する釉薬の開発を行った｡ 釉の溶融状態や外観は良好で､ 表面硬度や洗浄抵抗性も問題のない釉薬であった｡ ローラーマシン､ 圧力鋳込成形による試作では焼き上がりも良好で､ 絵具の発色も普通のものと変わりないものが得られた｡

１. はじめに

２. 実験方法
２.１

二酸化炭素による地球温暖化が社会問題になっているが､ 本研究は陶磁器産業におけるガス炉焼試料

昨年度までに開発した低温焼成素地を原料とし､成に伴う燃料の削減を目指す研究である｡

圧力鋳込により一辺５㎝の板状試料を作製した｡

昨年度までの研究で､ ガス炉により1160℃でも泥漿の調製条件は回転粘度計 (㈱トキメックDVH-

本焼焼成のできる素地の開発と製造プロセス技術

BⅡ) により求めた｡ 素焼したものに深海商店㈲の確立を進めた｡の新呉須を下絵転写し､ 釉試験の試料とした｡ ま

本年度は熱膨張などを評価し､ 低温でも熔融した､ 熔融状態を観察するため､ 鋳込成形により釉て､ 白釉として使える欠点のでない基礎釉の開発

薬を１㎝φの円柱状試料に作製し､ ボタン試験をを行った｡ また､ ローラーマシンや圧力鋳込成形行った｡ さらに､ 熱膨張測定のため､ １㎝φの棒による磁器製品の試作を行い､ 実用化に向けた評状試料を作製し､ 本焼熔融後､ ダイヤモンドカッ価を行った｡

ターにより切り出し､ ５㎜φ×20㎜の円柱状試料を作製した｡
釉薬原料と調合例を表１に示す｡ 媒熔剤で分類
すると､ 石灰系､ ドロマイト系､ 柞灰系､ 炭酸バ

表１

試験した釉薬の調合割合 (％)

Sample №
対州長石
インドソーダ長石
益田長石
白川山土天草陶石
珪石
炭酸バリウム石灰石
ドロマイトタルク
亜鉛華合成柞灰

2176018372521518729512761.5271050209731217170717248311735681715621362116217410272274275

2765030302530253020301591015910171381717820188515142232333リウム系に分けられる｡ 市販のフリットF10-1､ S-３. 結果と考察28を調合した例もあるが､ 化学組成が未公開なの３.１で､ 表１には載せていない｡
本焼は､ 0.1

釉の熔融状態

ガス炉により従来よりも低温で本焼焼成した試ガス炉により1160℃で還元炎焼験結果を表２に示した｡ また､ 図１に顕微鏡で観成を行った｡

察した状態を示した｡ 石灰系釉薬は､ 熔融不足であった｡ 釉中の気泡も小さく､ まだ未熔の物質が２.２

物性評価確認される｡ また､ 柞灰系釉薬､ フリット系釉薬

焼成体の外観観察は､ 目視判定であるが､ ビデは過度に熔融し､ 釉中に大きな気泡が認められた｡

オマイクロスコープ (キーエンス㈱) も使用した｡

外観でも釉の表面にアワが目視できた｡ ドロマイ

ボタン試験は熔融した釉薬の直径を計測した｡

ト系､ 炭酸バリウム系の釉薬は､ ボタン試験でも釉の表面硬度は､ ビッカース硬度計 (㈱アカシ

18㎜程度で光沢､ 透明性も良好であった｡ 顕微鏡

AVK-C２) により測定した｡ 測定条件は､ 荷重観察では､ 釉中に残留物質もなく､ 気泡も肥大化300ｇ､ 10秒の負荷で実施した｡

していない｡ ガラス相の熔融状態もよく､ 下絵具

食器洗浄試験は､ pH11のアルカリ洗剤を使用が明瞭に確認できた｡

し､ 70℃の湯洗で90秒行った｡ これを1000サイク試験した釉薬のRO成分を一定としたときの組ル実施した｡ 表面の変化を光沢度計 (日本電色工成図を図２に示した｡ SiO２が３mol､ Al２O３が0.30

業㈱VG2000) により測定した｡ 光沢度の測定は〜0.36molの領域で良好な釉薬が存在した｡ 一方､

45゜で行った｡

熔融不足の調合例もあった｡ 図３にアルカリ及び釉の熱膨張は､ 熱膨張計 (マックサイエンス㈱アルカリ土類成分を１molとしたとき､ 各成分のTMA4000) により10℃/minで900℃まで昇温し､割合を三角図で表示した｡ 熔融状態の悪いものは､ガラス転移点､ 軟化点､ 熱膨張係数を測定した｡

BaO成分のないものであることがわかった｡

図１
表２

左…№２ (未熔)

中…№276 (良好)

右…№Ｓ−28 (過熔)

ガス炉により本焼成した釉薬の外観とボタン試験の結果 (㎜)Sample №
1200℃ＲＦ
1180℃ＲＦ
1160℃ＲＦ1120℃ＲＦ
外観34

顕微鏡による釉の表面観察

214.7

1715.2

1818.82717.4171172

173

174

16.1

16.5

12.8

16.5

27218.3

274275276 F10-1 S-28
20.9 21.2
18.5

16.2 18.2 17.3
未熔 光沢 過熔 光沢 未熔 未熔 未熔 光沢 光沢 未熔 光沢 光沢 過熔 過熔

３.

３. ２

釉の焼成性状研究報

告釉の表面では消失しているものと考えられる｡ ク

表３に釉薬のビッカース硬度と熱膨張の測定結ラックの発生がある薄い釉層のほうがビッカース果を示した｡ 良好な外観を示した№276釉は6.27硬度が低いことから､ 引っ張り応力が残留していGPaと普通の釉薬と同程度の硬度を有していた｡

ることが推察される｡

これに対し､ フリット系の釉薬F10-1は5.64GPaと釉の熱膨張から､ 石灰釉､ 柞灰釉､ ドロマイト

やや弱い結果であった｡ 図４に№276釉のビッカー釉はいずれもガラス転移点が高く､ 1160℃程度のス圧痕の顕微鏡写真を示す｡ 釉層が厚い場合はク低温焼成には不向きであった｡ バリウム系の釉薬ラックがないが､ 釉層が薄い場合はクラックが発はガラス転移点が低く､ 特に､ №276釉はガラス生している｡ 薄い場合は､ 素地と釉薬の熱膨張差転移点が651℃と低い値を示した｡ また､ 軟化点から生じる応力が釉の表面に残留しているものと温度も729℃と低い値であった｡ 熱膨張係数は30考えられる｡ それに対し､ 厚い釉層の場合は､ 素℃〜650℃の平均値であるが､ バリウム系釉薬は地との界面から離れるほど残留応力は小さくなり､石灰釉に比べ高い熱膨張係数を示した｡ №276釉

NaKOAl２O３ (mol)▲ Ordinary● Good× No good

▲CaMgZnO

SiO２ ( mol )図２
表３▲▲▲▲

ＲＯ成分を一定にした釉の化学組織

図３BaO

ＲＯ成分を三角図で表した釉の化学組織

釉薬のビッカース硬度と熱膨張Sample №№２№17№18№27G−２Ｆ10−１
173174272274275276
素地

ビッカース硬度(GPa)
6.10
6.97
6.27

5.64
6.15

6.27

熱膨張係数 (℃−１)
推定値Appen
実測値
5.91
6.27
5.79
6.39
7.57
7.85
6.32
7.10
6.73
6.52
6.78
7.21
7.23
7.52
7.38

6.30
7.31
7.23
7.35
7.13
7.78

ガラス転移点
(℃)
747
716
727
687685軟 化 点(℃)
838814844780
815

707670650645651864766759
747
72935の熱膨張係数はバリウム系の釉薬の中でもやや低

３. ３

試

作

い7.13×10−６であった｡ 素地の熱膨張係数は7.78

鋳込み泥漿の調製条件を決めるため､ 珪酸ソー×10−６であったので､ 適合性は問題ないと考えらダによる泥漿粘度の変化を調べた｡ 図７はその結れるが､ ビッカース圧痕の状態から推察すると､果である｡ 泥漿の含水率が29％の場合､ 珪酸ソー釉の熱膨張係数はもう少し低いほうが望ましい｡

ダは0.16%で解膠できることがわかった｡ 普通の素地と釉の熱膨張曲線を図５に示した｡

天草陶土は､ 0.20%程度なので､ やや少な目であアルカリ洗剤を使用し､ 業務用の食器洗浄機でる｡ 泥漿の含水率が26％の場合､ 珪酸ソーダは繰り返し洗浄試験をした結果を図６に示した｡ 釉0.26%で解膠でき､ 普通の天草と同様な結果であ表面の変化を光沢度の変化により調べた｡ いずれるが､ 泥漿の粘度は小さく､ 圧力鋳込の場合は､の釉薬も洗浄による釉薬表面の劣化に伴う光沢度含水率をもう少し下げてもよいものと考えられる｡の減少は認められなかった｡ 熔融が十分でない釉試作では､ 排泥鋳込により徳利を鋳込んだ｡ 含薬№171､ №274は光沢が低い値を示した｡ フリッ

水率29％､ 珪酸ソーダ0.20%､ 鋳込時間15分の条

ト系の釉薬F10-1､ S-28も光沢が74゜前後と低い件での成形は､ 特に問題もなく行えた｡ また､ 圧が､ 表面にアワが多く発生しているためと考えら

力鋳込により､ 和皿を鋳込んだ｡ 成形条件は､ 含れる｡ バリウム系の釉薬は光沢が良好で､ 特に､水率25％､ 珪酸ソーダ0.20%､ 鋳込圧2.4kgf/№276釉は光沢も高く､ アルカリ洗浄試験に対し鋳込時間20分の条件で､ 良好な結果を得た｡ 鋳込ても優れた耐久性を示した｡

成形による試作品を図８に示した｡

ａ. 釉層が厚い場合 (Ｈv＝6.38ＧＰａ)
図５素地と釉薬の熱膨張曲線

ｂ. 釉層が薄い場合 (Ｈv＝6.00ＧＰａ)
図４

ビッカース測定における圧痕の状態
図６36

洗浄試験による釉薬の光沢度変化

､

３.

研

究報

告

図９はローラーマシンにより試作した８インチの洋皿である｡ 成形に使用した陶土の含水率は､20％､ 成形条件はヘッド回転245rpm､ ろくろ回転350rpm､ ヘッド温度90℃､ カムスピード６pieces/minである｡ 成形は良好であった｡ 1160℃の本焼では､ 還元炎の場合､ やや高台部の突き上げが目立つが､ 酸化炎の場合は問題はなかった｡ 洋皿は改良も必要であるが､ 他の形状物であれば可能と考えられる｡
図７

解膠剤による泥漿の粘度曲線

図８試作

４. まとめ
従来よりも100℃以上低温で焼成できる磁器を開発するため､ 釉薬の開発を行った｡ バリウム系の釉薬は1160℃の還元焼成でも良好な外観を示した｡ 表面硬度やアルカリ洗浄抵抗性も問題なかった｡ 素地との適合性は､ 適切な厚さの釉層を形成すれば､ 問題ないと考えられる｡ 鋳込成形､ ロー
ラーマシン成形による試作も問題なく､ 下絵具､上絵具による加飾も良好であった｡

左…排泥鋳込､ 下絵転写
右…圧力鋳込､ 上絵転写

低温焼成であるため､ 工場の操業上､ 普及が困難な面もあるが､ 環境に寄与できる技術であり､メーカーと共同で実用化を進めて行きたい｡

参考文献

 信､ 佐賀県窯業技術センター 平成12１) 寺

年度業務報告書､ 47-51 (2001)

 信､ 佐賀県窯業技術センター 平成13２) 寺

年度業務報告書､ 44-48 (2002)
図９

ローラーマシンにより試作した８インチ洋皿37