JPH0323253A - 陶磁器原料及び陶磁器製品の製造方法 - Google Patents

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、装飾品、装身具、美術工芸品などとして用い
られる陶磁器製品の製造方法と、この製造方法に使用さ
れる陶磁器原料に関する。

「従来の技術」 装飾品や装身具、美術工芸品などとして、例えば陶磁器
からなる襖造花や花瓶などの陶磁器製品が知られている
。

ところで、従来このような陶磁器製品を製造するには、
陶磁器原料粉末に、可塑剤として可塑性粘土または有機
質バインダーを適宜配合して混合し、その後これを成形
しさらに焼威することによって行っている。

「発明が解決し上うとする課題」 しかしながら、上記の製造方法において可塑性粘土を混
合して成形する方法では、未焼成成形体の強度が弱く、
割れ易いという欠点がある。一方有機質のバインダーを
添加して成形する方法では、可塑性粘土を混合する方法
に比べれば未焼成成形体の強度は強くなるものの、まだ
十分とはいえず、したがって製造時において未焼成成形
体の慎重な取り扱いが必要となり、作業性などを損なう
要因となっている。

また上記製造方法では、可塑性粘土あるいは有機質バイ
ンダーを用いるいずれの方法においても、特に薄物、大
物を成形する場合に、乾燥中に型崩れが起こり易く、し
かも型崩れを防ぐために急激に乾燥させるとひび割れが
生じるといった不都合がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、未焼成成形体の強度を向上させ得る陶磁
器原料を提供し、かつこれを用いて未焼成成形体の取り
扱いを容易にし、しかも型崩れなく製品を製造できるよ
うにした陶磁器製品の製造方法を提供することにある。

「課題を解決するための手段」 本発明における請求項ｌおよび２記載の陶磁器原料では
、α型リン酸三カルシウム、リン酸四カルシウム、Ｃ　
ａｏ　−Ｐ　＊Ｏ　ｓ−Ｓ　ｉＯ　ｔ系からなる高温焼
成物の粉砕物のうちの少なくとも一種と、ＣａＯ−Ｐ　
，Ｏ　．−Ｓ　ｉｏ　ｔ系からなる高温溶融物の粉砕物
との少なくとも一種を含む粉体をバインダーとし、該バ
インダーにあるいはこれと陶磁器材料とからなる陶磁器
原料粉末に、水１００重量部に対して１０から４００重
量部のポリエチレングリコールを含有した水溶液が混和
されてなることを上記課題の解決手段とした。

また、本発明における請求項３および４記戦の陶磁器製
品の製造方法では、請求項ｌあるいは２紀載の陶磁器原
料を用い、これを成形し焼成することを上記課題の解決
手段とした。

以下、本発明を陶磁器製品の製造方法の一例に基づいて
詳しく説明する。

まず、バインダーとしてα型リン酸三カルシウム、゜リ
ン酸四カルシウム、Ｃ　ａｏ　−Ｐ　＊Ｏ　ｓ−Ｓ　ｉ
Ｏ　ｔ系からなる高温焼成物の粉砕物のうちの少なくと
も一種と、Ｃ　ａｏ　−ｐ　ｔｏ　ｓ−Ｓ　ｉＯ　ｔ系
からなる高温溶融物の粉砕物との少なくとも一種を含む
粉体を用意し、これを長石、粘土、陶土、雲母、カオリ
ン、石英等の陶磁器材料の粉末に適宜量配合して陶磁器
原料粉末とする。

ここで、α型リン酸三カルンウムおよびリン酸四カルシ
ウムとしては、ハイドロキンアバタイトから得られるも
のが好適とされ、例えばハイドロキシアパタイトを１２
００℃以上の高温で脱水素分解して得る熱分解法によっ
てα型リン酸三カルシウムとリン酸四カルシウムとの混
合物を得るのが好ましい。すなわち、このようにして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
を得ると、生成した混合物は、例えば第二リン酸カルシ
ウムと炭酸カルシウムとを１２００℃以上で高温処理す
ることによって得られる混合物や、あるいはα型リン酸
三カルシウムとリン酸四カルシウムとをそれぞれ合成し
、乾式混合して得られる混合物に比べ、化学組成的に均
質であり、これから得られる水和硬化体はその強度が高
いものとなるからである。

また、ハイドロキシアバタイトを得る方法としては、水
酸化カルシウムスラリーにリン酸溶液を滴下して反応熟
成させ、ろ過洗浄後、乾燥して得る湿式合成法や、ある
いは第二リン酸カルシウムと炭酸カルシウムとを１２０
０℃以上で高温処理することによってα型リン酸三カル
シウムとリン酸四カルシウムとを合成し、その後この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
に水を加えて混合し、水和反応によりハイドロキシアパ
タイトを生成させる方法などが好適とされる。

Ｃ　ａｏ　−ｐ　ｔｏ　８−ｓ　１０　ｔ系からなる高
温焼成物としては、例えばピロリン酸カルシウム（Ｃ　
ａｔＰ　＊ｏ　ｔ）と、炭酸カルシウム（Ｃ　ａＣ　Ｏ
　３）と、シリカ（Ｓｉｆｔ）とをボールミル等により
湿式混合し、この混合粉体を乾燥した後、さらに電気炉
にて焼成して得られたものなどが好適とされる。またＣ
ａＯ−Ｐ２Ｏ５Ｓｉｎ．系からなる高温溶融物とは、Ｃ
　ａ　Ｏ　−　Ｐ　ｔ　Ｏ　ｓＳｉＯｍ系となる混合物
を溶融した後急冷し、一郎ガラス化せしめたものであり
、このようなガラス相を含むものも水硬性があることか
ら、その粉砕物は本発明のバインダーとして有効である
。

このようなバインダーは、水と反応することによって硬
化する水硬化性材料であり、かつ得られた永和硬化体は
耐熱性に優れたものとなって、１４００℃程度までその
強度が低下しないものとなる。したがってこのバインダ
ーを用いれば、原料粉末と該バインダーの混合物は後述
する練和液が加えられことにより常温で硬化し、成形に
よって未焼成成形体の形態が強固に保持されるものとな
り、しかも焼結温度においても十分耐え得る耐熱性を有
するものとなる。

次いで、上記陶磁器原料粉末の練和液として、水１００
重量部に対してボリエチレングリコールをＩＯから４０
０重Ｎ１部加えた水溶液を用意し、これを陶磁器原料粉
末に加えて混和し、陶磁器原料とする。

ここで、練和液として水にポリエチレングリコールを加
えた水溶演を用いるのは、原料粉末およびバインダーに
可塑性を付与するためである。すなわち、ポリエチレン
グリコールを含んだ水溶液を練和液として用いれば、混
練することによって原料粉末およびバインダーからなる
混和物が粘土状になり、したがって成形を従来の可塑性
粘土を混合した場合と同様に手ひねり成形やろくろ成形
等の従来の威形法で行うことができるからである．まｌ
こ、ポリエチレングリコールの含有量を水１００重量部
に対してＩＯから４００重量部としたのは、１０重量部
未満であると原料粉末およびバインダーからなる混和物
を粘土状にするとした効果が十分発陣されず、また４０
０重量部を越えると粘度が高くなりすぎ、成形性が悪く
なるからである。なお、このような練和液を用いても、
ポリエチレングリコールは成形体焼成時に焼失すること
から、得られる製品の陶磁器組成には何等影響されるこ
とがない。したがってポリエチレングリコールの添加量
は、上記所定の範囲内であれば成形条件等に応じて自由
に選択することができるものとなる。

また、練和液としたポリエチレングリコール含有水溶液
に、さらにりん酸あるいはりん酸塩を添加するのが好ま
しい。すなわち、リン酸あるいはリン酸塩は硬化を促進
するのに有効なものであり、かつリン酸あるいはリン酸
塩水溶液中のリン酸イオンは永和生成物構造内に組み込
まれることから、未焼成成形体の耐熱性を低下させるこ
とがないためである。

さらに、上記陶磁器原料粉末への練和液の配合量として
は、後述する成形に際しての好ましい粘性か得られるこ
とから、陶＠器原料粉末１００重量部に対して２０〜７
０重量部とするのが望ましい。

その後、上記陶磁器原料を手ひねり成形やろくろ成形な
どの成形法により成形し、さらに口１００−１３００℃
程度で２〜ｌＯ時間程度焼成し、陶ｒＩｌｉ器製品を得
る。

なお、上記例では陶磁器材料の粉末にバインダーを加え
て陶磁器製品を得るようにしたが、陶磁器材料を用いる
ことなくバインダー粉末のみを陶磁器原料粉末とし、こ
れに練和液を加えて陶磁器製品を得るようにしてもよい
。

「作用」 本発明における請求項１および２記載の陶磁器原料によ
れば、バインダーが水硬性を有し、かつ練和液としてバ
インダーあるいは陶磁器原料粉末に可塑性を付与するポ
リエチレングリコール含有水溶液を用いたので、従来の
成形法によって戚形が可能であり、しかも未焼成成形体
の強度が従来に比較して高まる。

まｌコ請求項３および４記載の陶磁器製品の製造方法に
よれば、請求項Ｉあるいは２記載の陶磁器原料を用い、
これを成形して製品とするので、未焼成成形体の強度が
高くなることからこの未焼成戊形品の取り扱いが容易に
なる。

「実施例」 本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。

（実施例Ｉ） バインダーとして、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からなる高温焼成物の粉砕物を選
び、陶磁器製品を製造した。

まず、ハイドロキシアバタイトを１２００℃以上の高温
で脱水素分解して得る熱分解法により、カルシウムのリ
ンに対するモル比が１．６０の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得た。この場合にハ
イドロキンアバタイトを得る方法としては、合成が簡単
であることから、第二リン酸カルシウムと炭酸カルシウ
ムとを１２００℃以上で高温処理してα型リン酸三カル
シウムとリン酸四カルシウムとを合成し、その後この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
に水を加えてと混合し、永和反応によりハイドロキンア
パタイトを生成させる方法を採用した。

次に、このα型リン酸三カルシウムとリン酸四カルンウ
ムとの混合物１００重量部に対し、正長石１００重量部
を加えて混合し、磁器原料粉末とした。また、水１００
重量部に対し、ポリエチレングリコール１００重量部、
りん酸２重量部をそれぞれ溶解して水溶液とし、これを
練和液とした．次いで、上記磁器原料粉末１００重量に
対し、練和肢５０重Ｉ１部を加えて練和し、磁器原料と
した。このようにして得られた磁器原料は、十分な粘性
を有する粘土状のものとなった。

次いで、この粘土状の磁器原料を手ひねり成形によって
成形し、最大径約４ｃｍの模造花状の未焼成戚形体を得
た。また、これとは別に上記磁器原料をろくろ成形によ
って成形し、花瓶状の未焼成成形体を得た。

その後、上記模造花および花瓶状の未焼成成形体をそれ
ぞれ水蒸気中にて１時間養生して硬化せしめ、さらに電
気炉にて１２００℃で目時間焼成し、模造花および花瓶
を得た。

このようにして得られた模造花および花瓶は、従来のも
のでは得られなかった鮮明な白色度と透光性（透明感）
を有したものとなり、美麗で高級感にあふれたものとな
った。

また、上記磁器原料からなる焼成前における未焼成成形
体の曲げ強度を閥べ、その結果を第１表に示す。なお、
比較のためカオリン、粘土、磁器素地からなる未焼成成
形体の曲げ強度をそれぞれ調べ、その結果を第１表に併
記した。

第１表 ただし、本発明品のの磁器素地は、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からなるバインダ
ーが５０％、正長石が５０％で′あった。また従来品の
磁器素地は、カオリンが５０％、石英が２５％、正長石
が２５％であった。

第１表に示した結果より、本発明の方法で中間体として
得られる未焼成成形体の曲げ強度は、例えば従来の粘土
によって形成されたものに比較して３倍程度の強度とな
り、高い強度を有していることが確認された。

また、上記第ｌ表に示した磁器素地にバインダーとして
可塑性粘土を配合し、これを成形・焼成して模造花を得
、本発明品と比較した。その結果を第２表に示す。

第２表 ◎；優れている、○；普通、Δ；やや劣ってる。

第２表に示したように本発明品は、上述したように従来
品に比べて白さ、透光性に優れ、かつ製作日数も従来に
比べ大幅に短縮できるものであることが確認された。

（実施例２） バインダーとして、Ｃ　ａｏ　−Ｐ　ｔＯ　ｓ−Ｓ　ｉ
Ｏ　ｔ系の物質からなる高温焼成物の粉砕物を選び、陶
磁器製品を製造した。

まず、ビロリン酸カルシウム（　Ｃ　ａｌＰ　ｔｏ　７
）　５モルに対して、炭酸カルシウム（　ＣａＣ　Ｏｓ
）　１　６モル、シリカ（ＳｉＯ２）３モルをそれぞれ
加え、ボールミルにて５時間湿式混合した。

次に、この混合粉体を乾燥し、さらに電気炉にてｌ５０
０℃でｌＯ時間焼成してＣ　ａＯ　・ｐ　ｔｏ　ｓＳｉ
ｄｅ系の物質を得、これをバインダーとした。

このバインダーの組成を調べたところ、α型リン酸三カ
ルシウムとシリコカーノタイトであった。

次いで、上記パインダー１００重量部に対して正長石を
１００重量部を加えて混合し、磁器原料粉末とした。

次いで、先の実施例ｌに用いた練和液を加えて磁器原料
を調製し、その後実施例１と同様にして最大径４ｃｓ＋
の模造花を得、さらにこれに止め金を付けてブローチと
した。

このようにして得られたブローチは、その模造花が実施
例１で得られた模造花と同様に鮮明な白色度と透光性（
透明感）を有したものとなり、美麗で高級感にあふれた
ものとなった。

「発明の効果」 以上説明したように本発明における請求項１および２記
載の陶磁器原料は、バインダーが水硬性を有し、かつ練
和液が陶磁器原料粉末可塑性を付与するポリエチレング
リコール含有水溶液であるので、可塑性粘土や有機質バ
インダーを用いることなく従来の成形法によって成形が
可能であり、しかも得られた未焼戚成形体の強度が従来
に比較して高く、よって焼成時におけるひび割れの発生
を防止し得るものとなる。また、この陶磁器原料から得
られた製品は、鮮明な白色度と透光性（透明感）を有し
たものとなり、美麗で高級感にあふれたものとなる。

請求項３および４記載の陶磁器製品の製造方法は、請求
項ｌあるいは２記載の陶磁器原料を用い、これを成形し
て製品とするものであるので、未焼成晟形体の強度が高
くなることからこの未焼成成形体の取り扱いが容易にな
り、よって取り扱い上の事故による破損を防止し得るも
のとなる。またこの未焼成成形体からなる硬化体が優れ
た耐熱性を有しているので、陶磁器の焼成温度まで十分
強度が保持されるものとなり、したがって硬化体の焼成
中における損傷を防止して歩留まりを高めることができ
る。さらに、未焼成戊形体の乾燥工程を必要としないこ
とから、従来の方法に比咬して製作時間を大幅に短縮す
ることができる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）α型リン酸三カルシウム、リン酸四カルシウム、
   ＣａＯ−Ｐ＿２Ｏ＿５−ＳｉＯ＿２系からなる高温焼成
   物の粉砕物のうちの少なくとも一種と、ＣａＯ−Ｐ＿２
   Ｏ＿５−ＳｉＯ＿２系からなる高温溶融物の粉砕物との
   少なくとも一種を含む粉体をバインダーに、水１００重
   量部に対して１０から４００重量部のポリエチレングリ
   コールを含有した水溶液が混和されてなることを特徴と
   する陶磁器原料。
2. （２）α型リン酸三カルシウム、リン酸四カルシウム、
   ＣａＯ−Ｐ＿２Ｏ＿５−ＳｉＯ＿２系からなる高温焼成
   物の粉砕物のうちの少なくとも一種と、ＣａＯ−Ｐ＿２
   Ｏ＿５−ＳｉＯ＿２系からなる高温溶融物の粉砕物との
   少なくとも一種を含む粉体をバインダーとし、該バイン
   ダーを長石、粘土、陶土、雲母等の陶磁器材料の少なく
   とも１種に混合してなる陶磁器原料粉末に、水１００重
   量部に対して１０から４００重量部のポリエチレングリ
   コールを含有した水溶液が混和されてなることを特徴と
   する陶磁器原料。
3. （３）α型リン酸三カルシウム、リン酸四カルシウム、
   ＣａＯ−Ｐ＿２Ｏ＿５−ＳｉＯ＿２系からなる高温焼成
   物の粉砕物のうちの少なくとも一種と、ＣａＯ−Ｐ＿２
   Ｏ＿５−ＳｉＯ＿２系からなる高温溶融物の粉砕物との
   少なくとも一種を含む粉体をバインダーとし、該バイン
   ダーを、水１００重量部に対して１０から４００重量部
   のポリエチレングリコールを含有してなる水溶液で混和
   し、次いでこれを成形し、さらに焼成することを特徴と
   する陶磁器製品の製造方法。
4. （４）α型リン酸三カルシウム、リン酸四カルシウム、
   ＣａＯ−Ｐ＿２Ｏ＿５−ＳｉＯ＿２系からなる高温焼成
   物の粉砕物のうちの少なくとも一種と、ＣａＯ−Ｐ＿２
   Ｏ＿５−ＳｉＯ＿２系からなる高温溶融物の粉砕物との
   少なくとも一種を含む粉体をバインダーとし、該バイン
   ダーを長石、粘土、陶土、雲母等の陶磁器材料の少なく
   とも１種に混合して陶磁器原料粉末とし、次に該陶磁器
   原料粉末を、水１００重量部に対して１０から４００重
   量部のポリエチレングリコールを含有してなる水溶液で
   混和し、次いでこれを成形し、さらに焼成することを特
   徴とする陶磁器製品の製造方法。