JPH0585861A - シラスバルーンを用いた陶磁器用原料およびその製造 方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 〔目的〕 シラスバルーン中の不純物の除去とシラスバ
ルーンと坏土などの他の陶磁器用原料との混合を均一分
布させることにある。 〔構成〕 不純物を除去させたシラスバルーンを最初に
水中に入れて水とよく攪拌混合させ、次いで攪拌混合中
の水とシラスバルーン中に坏土やアルミナなどの強化材
を混合攪拌させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、一次精製後のシラス
バルーンの二次精製方法と二次精製後のシラスバルーン
を用いた陶磁器用原料とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】シラスは火山噴出物の一種で白色または
灰白色の堆積物（白砂、白州）として知られている。シ
ラスの化学成分と成分比は、ＳｉＯ₂ （６５〜７３）、
Ａｌ₂ Ｏ₃ （１２〜１６）、Ｆｅ₂Ｏ₃ （１〜３）、Ｃ
ａＯ（２〜４）、Ｎａ₂ Ｏ（３〜４）、Ｋ₂ Ｏ（２〜
４）、ＴｉＯ₂ （０．２〜０．７）、ＭｇＯ（０．４〜
１）、であることも知られている。従って、前記した成
分と成分比から明らかなように、軽量であることのほか
耐火・断熱性にすぐれ、吸水率が少ないなどの利点があ
り、廉価に得られるため経済的にもすぐれているので、
新素材として産業界で着目されている。

【０００３】そこで、近年シラスが産業界で着目され、
更にシラス粉砕物を焼成し、加熱膨張され、独立気泡を
有するシラスを一次精製したものがいわゆるシラスバル
ーンと指称され、新素材に供されている。シラスバルー
ンは最近市場へ出荷されており、モルタル上塗り用、プ
ラスター上塗り用、吹付材などの建築用として、また、
苗床用、土地改良材などの農業用に主として採用されて
いる。

【０００４】また、最近の特開昭５５ー１１６６５１号
公報、同６２ー９８５９２号公報、同６３ー２０３５５
５号公報を見るとタイルや電子レンジ用トレイ、食品容
器などの原料として市販品のシラスバルーンを採用する
ことが開示されている。

【０００５】ところが、シラスバルーンは天然物である
から、鉄分やチタンなどの不純物を含んでいるため、そ
の物性から陶磁器の軽量化などに寄与できる有利性を有
するものの、焼成時に鉄分などの不純物が酸化する結
果、製品にしみが発生したり、白色性に欠けるという問
題点のあることが判明した。

【０００６】更に、シラスバルーンは発泡性に富み軽量
であるという有利な特徴を有するが、坏土などの他の陶
磁器用原料と混合混練する場合、シラスバルーンは共に
比重較差の大幅な差異により均一な混合分布が困難であ
るという問題のあることも明らかになった。

【０００７】また、シラスバルーンの有する軽量性を利
用しようとすると、二次的に陶磁器の強度を損なうこと
も発明者の実験により判明した。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記したように、シラ
スバルーンは多くの物性に富んでおり、その上安価に得
られる有利性を備えているため、産業界で新規素材とし
て着目されているものの、未だ用途に制約を受け、従来
のシラスバルーンをそのまま陶磁器用原料として採用す
ることはできなったので更に改良と工夫が要請されてい
た。

【０００９】そこで、この発明はシラスバルーンを陶磁
器用原料として効果的に活用できるようにするため、鉄
分やチタンなどの不純物の除去若しくは減少させること
を発明の課題の一つとしている。

【００１０】更に、シラスバルーンと坏土などの他の原
料との混合の均一分布を図ることやシラスバルーンの有
利性を損なうことなく陶磁器の強度を図ることも発明の
課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の問題
点を解決するために、不純物除去前のシラスバルーン
（以下「一次シラスバルーン」という）中に含有される
鉄分やチタンなどの不純物を除去させたシラスバルーン
（以下「不純物」を除去させたシラスバルーンを二次シ
ラスバルーンという）を、坏土およびアルミナ微粉末な
どの強化材中に均一に分布させて陶磁器用原料を得るこ
とのほか、一次シラスバルーンを篩に掛けて微粉末によ
るシラスバルーンを精製し、次にマグネットフィルター
処理することにより一次シラスバルーン中に含有される
鉄分やチタンなどの不純物を除去させ、このようにして
得た特徴ある二次シラスバルーンをまず水中で攪拌しつ
つ、次いで坏土やアルミナ微粉末などの強化材を混合さ
せて再度攪拌させ、その後脱水処理することを基本的構
成とするものである。また、シラス粉砕物中に含有され
る鉄分、チタンなどの不純物をシラス微粉末をバルーン
化するに先立って除去させ、その後不純物を除去させた
シラス粉砕物を焼成し、加熱膨張させて不純物の予め除
去させたシラスバルーン（以下二次シラスバルーンとい
う）を得ることについても言及している。

【００１２】

【実施例】この発明の実施例の詳細を説明するに先立っ
て陶磁器製品の製造工程の概略を下記に記載する。 シラス岩石を破砕して非バルーンシラス粉砕物を得る 非バルーンシラス粉砕物を焼成し、加熱膨張させて一
次シラスバルーンを得る 一次シラスバルーンを一定の粒径に精製する 一次シラスバルーン中から不純物を除去して二次シラ
スバルーンを得る 二次シラスバルーンと水とを攪拌混合する 二次シラスバルーンと水との混合物に坏土と強化材を
攪拌混合する のものを均一に攪拌混合混練した後に脱水処理し、
陶磁器用原料を得る 以下、成型、乾燥、施釉、焼成の各工程を経て製品を
得る なお、前記のの工程との工程の順序を前後反対にす
ることも予定される。つまり、二次シラスバルーンを得
るについて予め不純物を除去させた上、シラスをバルー
ン化する方法とバルーン化させたシラス中から爾後不純
物を除去させる方法である。

【００１３】以下にこの発明の詳細を図面を参照して説
明する。図１はこの発明の工程図の概要を示し、図２は
製品（茶碗）の略示的一部拡大断面図であり、図３は図
２の要部拡大図である。天然に産出するシラス岩石１０
を粉砕する。その粉砕物は当然のことながら、極めてそ
の大きさにバラツキのあることはいうまでもない。しか
し、バラツキがあるものの、一定の大きさの粒径のもの
を選別することにより用途毎の使用に供することができ
るから、粉砕後のシラスを前記したように焼成し、加熱
膨張させることによりシラスの粉砕物を「バルーン化」
させて微細なシラスバルーン１２を得ることにより使用
できるので、この一次シラスバルーン１２は一部の産業
分野において使用されている。この場合の焼成温度は概
ねシラスの軟化点である９００〜１，０００℃以下であ
ることが好ましい。

【００１４】次に前記の工程により得た一次シラスバル
ーン１２篩に掛けて選別処理を行うが、その一次シラス
バルーン１２の粒径の大きさは陶磁器用原料として使用
する場合、ある一定の範囲内の粒径のものに制限される
ことが実験的に明らかとなった。

【００１５】例えば用途により異なるが、従来使用され
ている粒径が１５０〜３００μ以上の一次シラスバルー
ン１２の大きさのものをそのまま使用した場合、一次シ
ラスバルーン１２中に含有される鉄分やチタンなどの不
純物の混入が過度になり、製品化したときに製品に“し
み”が顕著に表れ、この発明の課題の一つである白色性
に富んだ陶磁器製品が得られないという欠点のあること
がが判明した。

【００１６】他方、粒径２５μ以下のものの場合では一
次シラスバルーン１２の粒径が小さすぎていわゆる「か
さ」が小さく、一次シラスバルーン１２が有する本来の
機能を奏しないという問題がある。つまり、製品中に小
さな空洞を発生させることにより、製品の軽量化を図る
ことが目的の一つであるが、一次シラスバルーン１２の
粒径が小さすぎる場合、実質上製品中に気泡が発生しな
いことになるし、耐火度を降下させる原因にもなり、前
記した粒径が下限であることが実験的に明らかとなっ
た。

【００１７】以上の理由により一次シラスバルーン１２
を先ず２５〜１５０μ単位の粒径のものに選別する。こ
の選別作業は１００〜１２０メッシュ程度の網目機構を
備えたいわゆる振動式網篩機１４を採用し、予め水中に
投入された一次シラスバルーン１２をポンプで汲んで処
理した。一次シラスバルーン１２の粒径が２５〜１５０
μ程度のものが適当であることを説明したが、実施例に
おいて好ましい例であり、用途により２５μ以下の大き
さの場合のあることを発明者は予定している。

【００１８】次に前記した工程により粒径を選別した一
次シラスバルーン１２中には前記したように未だ鉄分や
チタンなどの陶磁器製品として焼成する際に悪影響を及
ぼす不純物１８が比較的少量ながら含有しているので、
これらの不純物１８を除去若しくは減少させるため、一
次シラスバルーン１２をマグネットフィルター１６（フ
ェローフィルター）で処理した。

【００１９】かくして一次シラスバルーン中の鉄分やチ
タンなどの不純物１８が分離された純度の高い精製され
た二次シラスバルーン２０が得られた。チタンは鉄分と
異なり、必ずしも磁性体とはいえないから、マグネット
フィルター１６を介して分離除去できないことが想像さ
れる。

【００２０】ところが、一次シラスバルーン１２は天然
産出物であるため、チタンは鉄分に付着しているから、
このチタンは鉄分と一緒にマグネットの磁力作用を受け
て分離できるという有利性がある。なお、前記した用語
「不純物の除去若しくは減少」とは、不純物１８を完全
に除去する場合と不完全であるが大幅に不純物を減少さ
せることを意味している。

【００２１】このようにして不純物１８を除去若しくは
減少させることにより、従来の一次シラスバルーン１２
と比較して成分と成分比の異なる前処理された二次シラ
スバルーン２０が得られた。つまり、鉄分やチタンなど
の不純物１８が除去若しくは大幅に減少されたものであ
る。なお、前記したように、二次シラスバルーン２０を
得るについて、一次シラスバルーン１２を得た後に不純
物１８を除去若しくは減少させることを説明したが、予
めシラス粉砕物をパルーン化するに先立って不純物１８
をマグネットフイルター１６により処理させて除去若し
くは減少させることや振動式網篩機１４により粒径を選
別した後に焼成し、加熱膨張させて一次シラスバルーン
化することなく直ちに二次シラスパルーン２０を得るこ
とも発明者は予定している。

【００２２】次に、前処理された二次シラスバルーン２
０と他の原料例えば坏土との混合は、坏土に水を加えて
同時に混合することが普通に予定される（特開昭６２ー
９８５９２号公報参照）。ところが、二次シラスバルー
ン２０のかさ比重は、粒径によって相違するものの、一
般的には０．１〜０．３という極めて軽量なものであ
る。従って、前記の手段による混合では混練中に二次シ
ラスバルーン２０が他の原料例えば坏土層内に偏在して
坏土層内に均一に分布しないという決定的な問題のある
ことが判明した。

【００２３】そこで、発明者は研究実験の結果、水２２
を収容した水槽２４内に１０〜１５重量％の二次シラス
バルーン２０を投入させて先ず水２２とこれらの二次シ
ラスバルーン２０を攪拌混合させたところ、偏在するこ
となく二次シラスバルーン２０は水中２２にほどよく均
一に分布できた。

【００２４】他方、予め通常使用される陶磁器用の長
石、陶石、珪石、蛙目粘土などからなる坏土２６の６０
重量％と強度の増加を図るため５〜１０μ程度のアルミ
ナ、ジルコン、クリストバライトなどの微粉末による強
化材２８の２５〜３０重量％とを乾式法により混合させ
たものを一括し、二次シラスバルーン２０を攪拌中の水
中へ投入させ、再度、水２２、二次シラスバルーン２
０、坏土２６および強化材２８の微粉末を攪拌させたと
ころ、二次シラスバルーン２０が上層に偏って浮上する
ようなことがなく、均一に分布して混合できた。この実
施例では坏土２６と強化材２８の混合したものを水２２
中に入れることを説明したが、両者を分離して坏土２
６、強化材２８の順序により混合攪拌することももとよ
り予定される。水槽２４内に二次シラスバルーン２０の
みを単独により投入させて水２２と攪拌混合させること
が好ましいが、用途により多少の坏土２６と二次シラス
バルーン２０とを同時に攪拌混合することも考慮され
る。なお、水２２二次シラスバルーン２０、坏土２６お
よび強化材２８の微粉末との混合比は概略１：１程度に
よることが好ましいことも実験的に明らかとなった。前
記した用語「強化材」は、この明細書においてアルミ
ナ、ジルコン、クリストバライトなどの微粉末であっ
て、焼成したときに結晶化するであることを意味する。

【００２５】このようにして混合された二次シラスバル
ーン２０、坏土２６および強化材２８の微粉末はもちろ
ん、多量に水分を含有しているから、普通に処理される
ように脱水機２９によって脱水処理を施すことにより粘
土状の陶磁器用原料が得られる。脱水処理後の二次シラ
スバルーン２０を混合させた陶磁器用原料は保管と輸送
の都合から一定の形状を保つ程度にケーキ３０として成
型することがよい。この場合は普通に実施されるように
真空土練機３２が使用される。特に陶磁器用原料を不安
定な状態に保持すれば、輸送中や取扱中に二次シラスバ
ルーン２０が再度浮上するおそれがあり、折角均一に分
布した二次シラスバルーン２０が不均一化するおそれが
あることから、ケーキ３０として保管することは有利で
ある。

【００２６】以後の工程は特に通常実施される陶磁器の
一般的製造プロセスと比較して変化はなく、成型、乾
燥、施釉、焼成の各工程を経て製品の製造が行われる
が、焼成温度は１，０００〜１，３００℃程度が適当で
ある。これらの各工程は一般的に知られるように、成型
機３４によって成型し、乾燥炉３６を介して乾燥が行わ
れる。そして、施釉装置３８により釉薬処理がなされ、
焼成炉４０により焼成が実施され、製品４２が製造され
る。なお、焼成時に原料中の二次シラスバルーン２０は
溶融し、その二次シラスバルーン２０が分布した無数の
個所が小さいが空洞４４として構成されることになる
（図２および図３を参照）。この場合二次シラスバルー
ン２０は焼成されて、空洞４４の外壁に半溶融化した層
４６ができ（図３参照）、この層４６は空洞４４の周囲
に存する他の原料である坏土２６や強化材２８と固く結
合する。従って、半溶融化した層４６が残存している構
成になるが、製品焼成時の温度が前記したようにバルー
ン化時の焼成温度より高いため、残存している前記の層
４６はガラス化し製品の強度に寄与することになる。

【００２７】二次シラスバルーン２０の焼成後の残存物
つまり半溶融化した層４６は溶融して空洞４４の外側面
に球状にガラス化して溶着するものの、ガラス化したも
のは中空体であるから、製品中には多数の空隙を構成す
ることになり、従来品と比較して約２０％程度軽量化さ
れ、白色性に富んだ製品が得られるし、二次シラスバル
ーン２０が陶磁器原料中に均一に分布するため、焼成時
に空洞の分布も均一化して形成されることになる結果、
製品の荷重が平均化される。

【００２８】

【発明の効果】以上に説明したようにこの発明は上記の
構成を有するから、以下の利点を奏する。 （１）陶磁器原料を構成する二次シラスバルーンは鉄分
やチタンなどの不純物を除去若しくは大幅に減少してい
るから、製品化したときに製品に“しみ”などのない高
白色性にすぐれた製品を得ることができる。 （２）二次シラスバルーンを水中で攪拌混合させ、その
後坏土や強化材を混合させて再度攪拌させるから、二次
シラスバルーンを均一に分布して混合できる。 このため二次シラスバルーンを均一に分布させた陶磁器
用原料が得られるから、荷重の平均化した製品を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例による工程の概略図である。

【図２】製品の一部拡大断面図である。

【図３】図２の要部拡大図である。

【符号の説明】

１０ シラス岩石 １２ 一次シラスバルーン １４ 振動式網篩機 １６ マグネットフィルター １８ 不純物 ２０ 二次シラスバルーン ２２ 水 ２４ 水槽 ２６ 坏土 ２８ 強化材 ２９ 脱水機 ３０ ケーキ ３２ 真空土練機 ３４ 成型機 ３６ 乾燥炉 ３８ 施釉装置 ４０ 焼成炉 ４２ 製品 ４４ 空洞 ４６ 半溶融化した層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 孝雄 神奈川県鎌倉市台1540番地 (72)発明者 斎藤 攻 神奈川県厚木市温水99の８

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼成し、加熱膨張された一次シラスバル
   ーン中に含有される鉄分、チタンなどの不純物を除去若
   しくは減少させた二次シラスバルーンを坏土およびアル
   ミナ、ジルコン、クリストバライトなどの強化材中に均
   一に分布させてなることを特徴とするシラスバルーンを
   用いた陶磁器用原料。
2. 【請求項２】 シラス岩石を粉砕したシラス粉砕物から
   鉄分、チタンなどの不純物を除去若しくは減少させると
   共に篩に掛け選別した精製シラス粉砕物を焼成し、加熱
   膨張させてなる二次シラスバルーンを坏土およびアルミ
   ナ、ジルコン、クリストバライトなどの強化材中に均一
   に分布させてなることを特徴とするシラスバルーンを用
   いた陶磁器用原料。
3. 【請求項３】 焼成し、加熱膨張された一次シラスバル
   ーンを篩に掛けて微粉末によるシラスバルーンを得た
   上、更にマグネットフイルター処理を介して一次シラス
   バルーン中に含有される鉄分、チタンなどの不純物を除
   去若しくは減少させることにより二次シラスバルーンを
   得、二次シラスバルーンを最初に水中へ入れて攪拌しつ
   つ、爾後、坏土とアルミナ、ジルコン、クリストバライ
   トなどの強化材を混合させて再び攪拌させ、その後脱水
   処理することを特徴とするシラスバルーンを用いた陶磁
   器用原料の製造方法。
4. 【請求項４】 シラス岩石を粉砕したシラス粉砕物から
   マグネットフイルター処理を介して鉄分、チタンなどの
   不純物を除去若しくは減少させると共に篩に掛けて微粉
   末による精製シラス粉砕物を得、精製シラス粉砕物を焼
   成し、加熱膨張させて二次シラスバルーンを得、二次シ
   ラスバルーンを最初に水中へ入れて攪拌しつつ、爾後、
   坏土とアルミナ、ジルコン、クリストバライトなどの強
   化材を混合させて再び攪拌させ、その後脱水処理するこ
   とを特徴とするシラスバルーンを用いた陶磁器用原料の
   製造方法。