JPH11199311A

JPH11199311A - 陶磁器質セラミックスの製造方法及び陶磁器質セラミックス

Info

Publication number: JPH11199311A
Application number: JP10008538A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Matsuki; 浩之松木; Kenji Okamoto; 健児岡本; Katsuhiko Akita; 勝彦秋田
Original assignee: CRYSTAL CLAY KK; Inax Corp
Current assignee: CRYSTAL CLAY KK; Inax Corp
Priority date: 1998-01-20
Filing date: 1998-01-20
Publication date: 1999-07-27

Abstract

(57)【要約】【課題】低収縮率、低吸水率であり、その結果として
閉気孔率が高く、しかも焼成温度や成形体の充填等の製
造条件のばらつきの影響の小さい陶磁器質セラミックス
の製造方法を提供する。【解決手段】タルク：４０〜６５ｗｔ％、粘土：５
〜３０ｗｔ％、ガラス屑：５〜４５ｗｔ％、長石：０〜
３０ｗｔ％、珪砂及び／又はシャモット：０〜２５ｗｔ
％よりなる原料を混合し、成形及び焼成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はタイル、食器等の陶
磁器質セラミックスとその製造方法に係り、特に焼成収
縮が小さく、閉気孔率が高く吸水率が小さい陶磁器質セ
ラミックスとその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】タルクを主原料としたステアタイト系陶
磁器は、吸水率３％以下となるまで焼き締めても、焼成
収縮が小さいことが知られている。このことは、特公昭
６０−４８２６８号公報第１欄第１９行〜第２欄第１行
に記載されるように、成形時の粒子間隙が焼成後も閉気
孔として残っていることが原因と考えられている。な
お、閉気孔率とは、外形容積中の閉気孔容積の比率であ
り、

【０００３】

【数１】

【０００４】で算出される。ここで、Ｗ１：試料の乾燥
重量、Ｗ２：減圧吸水後の試料の水中重量、Ｗ３：減圧
吸水後の試料の重量、Ｄ：試料の真比重である。なお、
減圧吸水は、ＩＳＯ１０５４５−３の真空法に準拠して
行う。

【０００５】また、ステアタイト系陶磁器の閉気孔の構
造は、特公平２−３６５４３号公報第２図にあるよう
に、空洞孔が微細気孔によつてタイル表面とつながって
いることが知られている。

【０００６】ステアタイト系陶磁器の製造方法として
は、特公昭６０−４８２６８号公報、特公平２−３６５
４３号公報等があるが、いずれもタルクを主原料とし、
成形助材として粘土、ベントナイトを、フラックスとし
て長石を使用している。このようにステアタイト系陶磁
器では、フラックスとして、長石を用いるのが一般的で
ある。この場合、焼成温度の１１００〜１２５０℃は長
石が溶融を開始する温度領域であるため、まだ、フラッ
クス分の溶融粘性が高く、図１−Ａのように、フラック
スによって埋められていない微細気孔が多く存在する。
このような素地の吸水を下げようとする場合、フラック
ス量を増加するか、焼成温度を上昇させることが一般的
であるが、この場合、収縮率が大きくなる難点がある。
この他にも、長石の溶融開始温度付近で焼成するため、
炉内の温度ばらつきや、原料の粉砕粒度、成形圧力のば
らつきに起因する成形体の充填等の微妙な違いで収縮
率、吸水率が変化しやすく、このため寸法や吸水率のば
らつきが大きくなるという問題もある。

【０００７】ステアタイト系陶磁器にガラスを使用する
製造方法として、特公昭６１−２７３４７号公報には、
タルク３５〜５０重量部、ろう石１７．５〜３５重量
部、長石またはセリサイト１７．５〜３７．５重量部、
ベントナイト１０重量部を混合、成形及び焼成する方法
が記載されている。なお、同号公報第４欄第１８〜２３
行には、さらに板ガラス、びんガラス等のカレットを添
加してもよいと記載されているが、このガラスカレット
の具体的な添加量については記載がない。

【０００８】特開昭５５−１１３６６２号公報には、ガ
ラス屑約５０ｗｔ％、タルク約４０ｗｔ％、ベントナイ
ト約１０ｗｔ％を混合、成形、焼成する陶磁器の製造方
法が記載されている。これは６００〜１０００℃で低温
焼成し寸法精度向上を図るためのものであるが、吸水率
が３％以上の場合ガラスの溶融量が少なく、素地の強度
を出しているエンスタタイトやムライトもこの温度では
ほとんど生成しないため十分な強度が得られない。ま
た、吸水率３％以下に焼き締めた場合、ガラスが多いた
め溶融粘性が低くなり、焼成時に素地が変形するという
問題がある。さらに、タルクは９００〜１０００℃で脱
水するため、この温度で焼成した場合、ガラス添加量が
５０％と多いが、最高温度付近でタイル表面が溶融した
ガラスにおおわれてしまい、脱水した水蒸気がタイル中
から出られなくなり、タイル自体がレンズ状に膨らんで
しまう。また、１０００℃以下で焼成する場合、一般に
その温度域で使用可能な釉薬の耐薬品性が悪くなるとい
う難点もある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐凍害性を
有し、低収縮率、低吸水率であり、その結果として閉気
孔率が高く、しかも焼成温度や成形体の充填等の製造条
件のばらつきの影響の小さい陶磁器質セラミックスの製
造方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の陶磁器質セラミ
ックスの製造方法は、タルク４０〜６５ｗｔ％粘土５〜３０ｗｔ％ガラス屑５〜４５ｗｔ％長石０〜３０ｗｔ％珪砂及び／又はシャモット０〜２５ｗｔ％よりなる原料を混合し、成形及び焼成することを特徴と
するものである。

【００１１】本発明はタルク−粘土系主原料に対しガラ
スを適切量配合することにより、上記目的を達成するこ
とを見いだして完成されたものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】まず本発明の原料の配合組成につ
いて説明する。

【００１３】本発明では、上記の通り、タルク４０〜６
５ｗｔ％、粘土５〜３０ｗｔ％、ガラス屑５〜４５ｗｔ
％、長石０〜３０ｗｔ％、珪砂及び／またはシャモット
０〜２５ｗｔ％という配合を採用する。

【００１４】このタルクはステアタイト系素地を形成す
る主原料である。このタルクの割合が４０ｗｔ％より少
ないと、成形時の充填密度が低くなり、その結果、焼成
収縮が大きくなる。また、タルクが６５ｗｔ％以上にな
ると、素地が過度に高耐火度のものとなり焼成温度が過
度に高くなる。この場合、焼成温度を１１００〜１２５
０℃とした場合には、焼成が不十分となり、陶磁器の吸
水率が上昇してしまう。タルクの特に好ましい範囲は４
５〜５５ｗｔ％である。

【００１５】粘土は成形助剤として機能するものであ
り、木節粘土、蛙目粘土、ベントナイト等を用いる。粘
土の割合が５ｗｔ％未満では成形体の強度が低い。一
方、粘土が３０ｗｔ％よりも多くなると、溶融粘性が低
くなり、焼成時に素地の変形が大きくなる。粘土の配合
量は７〜２５ｗｔ％、特に１０〜２０ｗｔ％が好まし
い。

【００１６】ガラス屑は焼成温度を低下させるととも
に、収縮率を大きくしないで、焼成体の吸水率を低下さ
せる働きを有するものであるが、４５ｗｔ％よりも多い
と１１００〜１２５０℃の範囲では、焼成時に素地が溶
融して変形が大きくなる。一方、ガラス屑の添加量が５
ｗｔ％よりも少ないとガラス屑添加の効果が不十分とな
る。ガラス屑の特に好ましい配合量は７〜２５ｗｔ％、
特に１０〜２０ｗｔ％である。

【００１７】このガラス屑としては、ガラスが溶融し液
状を示す作業点が１０５０℃以下であるものが望まし
い。特に板ガラス屑、びんガラス屑等のソーダ石灰ガラ
スが望ましい。

【００１８】長石はフラックス成分となるものである。
この長石は任意添加成分であり、添加しなくてもよい。
長石を３０ｗｔ％以下とし、とくに１５ｗｔ％以下とす
るのが好ましい。

【００１９】珪砂、シャモットは増量剤として用いられ
るものであり、任意添加成分である。珪砂、シャモット
の割合が２５ｗｔ％よりも大きくなると吸水率が高くな
るので、珪砂、シャモットの量は合量で２５ｗｔ％以下
とする。

【００２０】珪砂、シャモットについては、同じ役割を
するものとして、石英ガラス等のＳｉＯ₂分の多いガラ
スを用いることも可能である。

【００２１】本発明では、これらの原料を、混合した後
成形し、焼成する。混合、焼成の方法は特に制限はな
い。焼成温度は１０５０〜１２５０℃、特に１１６０〜
１２３０℃が好ましい。

【００２２】本発明方法においては、ガラス屑の割合を
５〜４５ｗｔ％とし、焼成温度を１０５０〜１２５０℃
とすることにより、好ましくはガラス屑の割合を５〜３
５ｗｔ％として焼成温度を１１６０〜１２３０℃とする
ことにより、焼成収縮が飽和吸水率５％のとき２．４％
以下、閉気孔率１２％以上、飽和吸水率１％のとき３．
５％以下、閉気孔率１９．０％以上のきわめて低い収縮
率の陶磁器を製造することが可能となる。なお、飽和吸
水率はＩＳＯ１０５４５−３の煮沸法に準拠する。

【００２３】この理由としては以下のようである。陶磁
器の寸法精度を上げる一つの方法として、前述したよう
に、焼成後の素地中の閉気孔を増やすことにより、かさ
密度を下げる方法がある。タルクを用いた素地には、特
公平２−３６５４３号公報第２図にあるように、素地中
に空洞孔と微細気孔を持つことが知られている。今回使
用しているガラスは、焼成温度の１１００℃以上での溶
融粘性が低いため、長石と比べ微細気孔を埋めやすい。
このため、図１に示すように、長石を使用した場合に、
微細気孔を介して外部とつながっている内部気孔が、ガ
ラスを用いた場合閉気孔となる。このため、閉気孔率が
増加し、かさ密度が下がるため、低収縮となり、寸法精
度が上がっているのである。また、１０５０℃以上の温
度で焼成しているためエンスタタイトが生成され、ま
た、１１６０℃以上で焼成する場合には、ムライトも生
成されるため、十分な強度が得られる。

【００２４】

【実施例】実施例１、比較例１〜４タルク、ベントナイト、粘土、珪砂、ガラス屑、長石、
蝋石を表１の割合で配合した。ここで、比較例１，２及
び比較例３，４はそれぞれ、特公昭６０−４８４６８号
公報、特公昭６１−２７３４７号公報に記載されたもの
である。これをボールミルで４ｈｒ粉砕、混合後、乾
燥、含水、造粒し、プレス成形（面圧３０ＭＰａ）し、
１００×１００×５ｍｍの成形体とした。これを迅速焼
成炉で１１００℃、３０分の条件で素焼きを行い、施釉
後、１２００℃、５０分で迅速焼成した。この焼成に伴
う収縮量を測定して収縮率を計算するとともに、飽和吸
水率、閉気孔率を測定した。結果を表１に示す。

【００２５】実施例２、比較例５タルク、木節粘土、板ガラス屑、長石及び珪砂を表２の
割合で配合し、実施例１、比較例１〜４と同様の方法で
粉砕から素焼きを行い、施釉後、１１７０，１１９０，
または１２１０℃、５０分で迅速焼成した。この焼成に
伴う収縮率、飽和吸水率を測定した。結果を表２に示
す。また、相関関係を図２にまとめた。

【００２６】実施例３、比較例６タルク、木節粘土、板ガラス屑、長石、珪砂を表３の割
合で配合し、ボールミルで平均粒径（Ｄ５０）が１２ミ
クロンになるまで粉砕し、乾燥、含水、造粒後、プレス
成形（面圧２８，３０，３２ＭＰａ）し、１００×１０
０×５ｍｍの成形体とした。これを迅速焼成炉で１１０
０℃、３０分の条件で仮焼（素焼き）を行い、施釉後、
１２００℃、５０分で迅速焼成した。この焼成に伴う収
縮率と煮沸吸水率、閉気孔率を表３に示す。

【００２７】実施例４〜６タルク、木節粘土、板ガラス屑、シャモットを表４の割
合で配合し、ボールミルで４Ｈ粉砕し、乾燥、含水、造
粒後、プレス成形（面圧３０ＭＰａ）し、１００×１０
０×８．５ｍｍの成形体とした。これを施釉後、迅速焼
成炉でそれぞれの試料の飽和吸水率がほぼ、５％，１％
となる条件で焼成した。この焼成に伴う収縮率と煮沸吸
水率、閉気孔率を表４に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】実施例１は比較例１〜４と比較して閉気孔
率が高い。比較例１，２は低収縮だが飽和吸水率が高
く、その結果として閉気孔率が低い。比較例３，４と実
施例１はほぼ同じ飽和吸水率であるが、実施例１が最も
低収縮である。このことが閉気孔率の差に反映されてい
る。

【００３０】

【表２】

【００３１】実施例２と比較例５との対比から明らかな
とおり、ガラス屑を添加することにより収縮率及び飽和
吸水率がいずれも顕著に低下する。また、焼成温度が１
１７０〜１２１０℃の間で変えても変動幅が小さいこと
が認められる。また、どの温度水準でもガラス屑を用い
た方が閉気孔率が高い。

【００３２】

【表３】

【００３３】実施例３と比較例４の対比から明らかなよ
うに、ガラスを用いた場合、長石を用いた時よりも圧
力、すなわち、成形体の充填の変化に対して収縮率、煮
沸吸水率の変化が小さいことがわかる。

【００３４】

【表４】

【００３５】実施例４〜６にあるように、ガラス量を増
やすことによって耐火度が下がり、より低い温度で飽和
吸水率を下げることが可能である。このことから、ガラ
ス添加量によって焼成温度をかえることにより、目的の
吸水をもった試料が得られることが分かる。

【００３６】

【発明の効果】以上の通り、本発明の陶磁器質セラミッ
クスの製造方法によると、低収縮率、低吸水率であり、
しかも焼成温度や素地の充填等の変化の影響が小さい陶
磁器を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】長石、ガラスをフラックスとして用いた際の焼
成後の素地の概念を示した図である。

【図２】実施例２、比較例５の測定結果を示すグラフで
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡本健児愛知県常滑市鯉江本町５丁目１番地株式会社イナックス内 (72)発明者秋田勝彦東京都板橋区双葉町12−４

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タルク４０〜６５ｗｔ％粘土５〜３０ｗｔ％ガラス屑５〜４５ｗｔ％長石０〜３０ｗｔ％珪砂及び／又はシャモット０〜２５ｗｔ％よりなる原料を混合し、成形及び焼成することを特徴と
する陶磁器質セラミックスの製造方法。
【請求項２】請求項１において、焼成温度が１０５０
〜１２５０℃であることを特徴とする陶磁器質セラミッ
クスの製造方法。
【請求項３】請求項２において、仮焼後、１０５０〜
１２５０℃で本焼成することを特徴とする陶磁器質セラ
ミックスの製造方法。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれか１項におい
て、ガラス屑の割合が５〜３５ｗｔ％であり、焼成温度
が１１６０〜１２３０℃であることを特徴とする陶磁器
質セラミックスの製造方法。