JPH02229754A

JPH02229754A - 陶磁器製造用無機バインダー

Info

Publication number: JPH02229754A
Application number: JP1050155A
Authority: JP
Inventors: Keijiro Shigeru; 啓二郎茂; Yoshifumi Kubota; 久保田　喜文; Takashi Oku; 奥　隆司; Shigeharu Takagi; 高木　茂栄; Koji Mizutani; 水谷　孝二
Original assignee: Sumitomo Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Cement Co Ltd
Priority date: 1989-03-03
Filing date: 1989-03-03
Publication date: 1990-09-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、陶磁器製造用無機バインダー、およびそれを
使用する陶磁器製造方法に関するものである。

更に詳しく述べるならば、本発明は、食器、工芸品、服
飾用品、理化学用品、衛生陶磁器およびタイルなどの陶
磁器製造に有用な無機バインダーおよびそれを使用する
陶磁器製造方法に関するものである．〔従来の技術、発明が解決しようとする課題〕従来陶磁
器の製造方法としては ■　可塑性粘土に長石、陶石、珪石、雲母などの鉱物を
添加してはい土とし、これを鋳込み、又はろくろ等で所
定形状寸法に成型し、乾燥した後、焼成する方法。

■　シリカ、アルミナ、カルシアなどの非可塑性原料に
有機賞バインダーを添加してスラリーとし、これを所定
形状寸法に成形し、乾燥し、その後焼成する方法などが
知られている．上記陶磁器の製造方法■の欠点は、未焼成成形体（生素
地）の強度が低いために、乾燥中、あるいは焼成中に破
損が起こりやすく、また大型品、あるいは複雑形状品の
製造が困難なことである。

一方、上記製造方法■では、未焼成成形体の生強度は方
怯■において得られるものよりも大きいが、しかしバイ
ンダー除去の工程が必要であり、特に大型品の脱バイン
ダーは困難であって、製品中に有機質バインダーから生
成したカーボンの黒いじみが残ることが多かった。

上記陶磁器製造方法■および■の問題点は、有機賞のバ
インダーの代わりに、無機質のバインダーを用いると解
決されると考えられる。すなわち、無機質バインダーの
使用により成形乾燥物の生強度は大きくなる。また、脱
バインダーは不必要であり、バインダー中の無機質成分
は、そのまま、得られる陶磁器製品の構成成分として含
まれる．無機質バインダーとしては、従来ボルトランド
セメント、アルミナセメント、せつこう等の水硬性材料
が考えられている。すなわちこれらの材料は、水と混和
することにより硬化する性質を有しており、このために
陶磁器原料に配合すると、未焼成成形体（生素地）の強
度が増大する．しかし、現状では、これらの無機質バイ
ンダーの実用は困難とされている。なぜならば、これら
従来の無機質バインダーは、焼成中に亀裂を生じるから
である。この亀裂は焼成温度以下の温度で生じるために
、焼成前に成形物（素地）が崩壊してしまう。

この亀裂の成因は、上記水硬性材料の硬化体の結晶水が
、加熱により急速に揮散するためである。

上記事情に鑑み、本発明は、陶磁器の焼結前に亀裂を生
じさせない陶磁器製造用無機バインダーおよびそれを使
用する陶磁器製造方法を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の陶磁器製造用無機バインダーは、α型リン酸三
カルシウムと、リン酸四カルシウムとの混合物を主成分
として含むことを特徴とするものである．また、本発明の陶磁器製造方法は、陶磁器原料粉末に、
その乾燥重量の１〜１００重量％の、α型リン酸三カル
シウムと、およびリン酸四カルシウムとの混合物を主成
分として含む無機バインダーを混合し、この混合物を、
水およびリン酸イオン含有水溶液から選ばれた１種と混
合し、この混合物を成形・乾燥し、この成形乾燥物を焼
成することを特徴とするものである。

α−リン酸三カルシウムとリン酸四カルシウムとの混合
物を主成分として含む本発明の無機バインダーは水硬性
材料であり、水と混和すると硬化する性質を有している
。この硬化体は、耐熱性に優れており、加熱によって亀
裂を生ずることのないものである。α型リン酸三カルシ
ウムとリン酸四カルシウムの混合物の粉体が、水との混
和により硬化するのは、これら混合物が永和反応により
ハイドロキシアパタイトを形成するためである．ハイド
ロキシアパタイトは、耐熱性に優れた物質であり、その
結晶水は、最高１４００’Ｃの温度まで揮散することが
なく維持される。このため、この温度以下での加熱によ
り未焼成成形物に亀裂が生じることはない．陶磁器の焼
成は、通常１０００〜１３００゜Ｃの温度で行なわれる
ため、α−リン酸三カルシウムとリン酸四カルシウムの
混合物を主成分とする本発明の無機バインダーは陶磁器
製造用に極めて有用なものである。

α−リン酸三カルシウムとリン酸四カルシウムの混合物
は、カルシウムとリン酸のモル比が１．　５〜２．０の
ハイドロキシアバタイトを、１２００゜Ｃ以上の高温で
脱水熱分解すると得られる．また、リン酸、第一リン酸
カルシウム、および第二リン酸カルシウムに、炭酸カル
シウム、あるいは水酸化カルシウムを、カルシウムとリ
ン酸のモル比が１．５〜２．０になるような量で配合し
、この混合物を１２００’Ｃ以上の高温で焼成しても得
ることができる。

このとき、カルシウムとリン酸のモル比は１．５〜２．
０であることが好ましく、これは、上記の配合比の範囲
内でα型リン酸三カルシウムとリン酸四カルシウムの混
合物が得られる為であり、上記モル比が１．　５未満で
あると、リン酸四カルシウムが得られず、また、上記モ
ル比が２．０よりも大きいと、α型リン酸三カルシウム
が得られないことがある。

本発明方法において陶磁器原料に、その乾燥重量の１〜
１００重量％の本発明の無機バインダーが混合される．
陶磁器原料の組成には格別の限定はなく、例えばシリカ
、アルミナ、カルシア、ナトリウム化合物、およびカリ
ウム化合物の中から選ばれた少なくとも一種類の物質を
含有するものである。シリカ、アルミナ、カルシア、ナ
トリウム化合物、およびカリウム化合物は、これらの単
体、あるいは他の物質との化合物のいずれでもよい．本
発明方法において、無機バインダーの添加量が、陶磁器
原料の乾燥重量に対し、工％未満であると、そのバイン
ダー効果が不満足であり、また１００％より高くなると
、陶磁器の性能を低下させるおそれがある。

陶磁器原料と、無機バインダーとの混合物は、水および
リン酸イオン含有水溶液（すなわち、リン酸水溶液およ
びリン酸塩水溶液）から選ばれた１種と混和し、水性ス
ラリーにされる．上記混合物は、水またはリン酸イオン
含有水溶液と混和されるとやがて硬化し、安定した成形
物を形成することができる。

上記水性スラリーから、成形型枠注入又は射出成形、或
いはろくろを用いる成形法により所望形状、寸法を有す
る成形体を形成する。この成形体中で無機バインダーは
永和硬化し、成形体の形状を不変に保持し、その強度を
向上させることができる．従って、本発明の無機バイン
ダーを用いることにより大寸法の成形体、および／又は
複雑な形状を有する成形体を容易に成形することができ
る。

この成形体は常法により乾燥され、乾燥成形体は、常法
により、１０００〜１３００゜Ｃの温度で、焼成される
．前記α型リン酸三カルシウムとリン酸四カルシウムとの
水和反応により生じたハイドロキシアバタイトは、前記
焼成工程において、主としてβ型リン酸三カルシウムを
形成し、それによって陶磁器の機械的強度を増大させ、
更に、陶磁器母胎の外観を、よくすることができる．す
なわちβ型リン酸三カルシウムを含有する陶磁器は、古
くからボーンチャイナの名称で、最高級ｍ磁器として珍
重されている。

〔実施例〕

本発明を実施例により更に説明する。

尖施拠土カルシウムとリン酸のモル比が１．６７：１のハイドロ
キシアパタイトを、１５００゜Ｃの温度で、脱水熱分解
してα−リン酸三カルシウムとリン酸四カルシウムの混
合物を製造した．この混合物をボールミルを用いて粉砕
し平均粒子径１０μの粉末を製造した。この混合物粉末
４０ｇに、酸化珪素（シリカ）３８ｇ、酸化アルミニウ
ム（アルミナ）１５ｇ，酸化カルシウム（カルシア）１
２ｇを配合し、この配合物に１％リン酸二水素ナトリウ
ム溶液３０ｇを添加して水性スラリーを調製した．この
スラリーを型枠に注入し、４０゜Ｃで１日養生後硬化体
を取りだした。この硬化体を乾燥したところ、乾燥体は
良好な強度を有しており、これを１３５０゜Ｃの温度で
焼成して、陶磁器を製造した。

ｌｍｆｌ実施例１で製造したα−リン酸三カルシウムとリン酸四
カルシウムの混合物の粉体４ｋｇに、粘土（シリカとア
ルミナの化合物）３ｋｇ、珪石（シリカ）２ｋｇ，長石
（シリカ、アルミナ、カルシア、ナトリウムの化合物）
２ｋｇを配合し、これに水２籾を加えて強制混練した。

この混練体をろくろ成形にて大型の皿に成形し、４０゜
Ｃで１日養生後乾燥したところ、得られた乾燥体は良好
な強度を有しており、これを１２８０゜Ｃの温度で焼成
して陶磁器製の皿を得た。

〔発明の効果〕

本発明の無機バインダーを用いることにより陶磁器の未
焼成成形体（生素地）の強度を増大することが可能にな
り、陶磁器の製造が容易になった．上記のような本発明
の陶磁器製造用無機バインダーは、下記のような実施態
様を包含するものである。

１．　前記混合物中のカルシウム含有量のリン酸含有量
に対するモル比が１．　５〜２．０である、請求項１記
載のバインダー。

また、上記のような本発明の陶磁器製造方法は、下記の
実施態様を包含するものである。

ｌ．　前記陶磁器材料が、シリカ、アルミナ、カルシア
、ナトリウム化合物およびカリウム化合物の少なくとも
１種を含む、請求項２記載の方法．２．　前記焼成が、
１０００〜１３００゜Ｃの温度で行われる、請求項２記
載の方法。

Claims

【特許請求の範囲】

１．α型リン酸三カルシウムと、リン酸四カルシウムと
の混合物を主成分として含む陶磁器製造用無機バインダ
ー。
２．陶磁器原料粉末に、その乾燥重量の１〜１００重量
％の、α型リン酸三カルシウムとおよびリン酸四カルシ
ウムとの混合物を主成分として含む無機バインダーを混
合し、この混合物を、水、およびリン酸イオン含有水溶
液から選ばれた１種と混和し、この混和物を成形・乾燥
し、この成形乾燥体を焼成することを含む陶磁器製造方
法。