JP2000001379A - 断熱性軽量化磁器の製造方法 - Google Patents
断熱性軽量化磁器の製造方法Info
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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Abstract
(57)【要約】
【目的】微小独立気孔を分散形成させ、保温保冷性に優
れた非吸水性の断熱性軽量化磁器を得る。 【構成】磁器化可能な坏土組成物に、３０μｍ以下の澱
粉粒子を５ｗｔ％〜２５ｗｔ％の範囲で添加混合し、澱
粉の粒状を維持したまま混合物を成形し、酸化雰囲気中
で加熱して澱粉粒子を酸化燃焼させた後、焼結緻密化し
て５μｍ〜２５μｍの無数の独立気孔を形成することに
より、非吸水性で保温保冷性に優れた断熱性軽量化磁器
が得られる。
れた非吸水性の断熱性軽量化磁器を得る。 【構成】磁器化可能な坏土組成物に、３０μｍ以下の澱
粉粒子を５ｗｔ％〜２５ｗｔ％の範囲で添加混合し、澱
粉の粒状を維持したまま混合物を成形し、酸化雰囲気中
で加熱して澱粉粒子を酸化燃焼させた後、焼結緻密化し
て５μｍ〜２５μｍの無数の独立気孔を形成することに
より、非吸水性で保温保冷性に優れた断熱性軽量化磁器
が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、湯呑、徳利やビール容
器など、保温保冷性を重視する磁器食器に適用して価値
を発揮する、非吸水性の断熱性軽量化磁器の製造方法に
関する。
器など、保温保冷性を重視する磁器食器に適用して価値
を発揮する、非吸水性の断熱性軽量化磁器の製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、湯呑や徳利などの磁器食器は、非
吸水性で衛生的ではあるが、熱伝導性が高く、熱湯の入
った食器は持つとき手に熱過ぎたり、また短時間に内容
物が冷めたりする欠点があった。一方、吸水性のある陶
器は、素地が比較的多孔質であるため断熱性は磁器に勝
るが、吸水性があり、釉薬を施したものが利用されてい
るがなお衛生上問題があった。従って、多孔質軽量でし
かも非吸水性を保つ磁器質の食器が望まれていた。
吸水性で衛生的ではあるが、熱伝導性が高く、熱湯の入
った食器は持つとき手に熱過ぎたり、また短時間に内容
物が冷めたりする欠点があった。一方、吸水性のある陶
器は、素地が比較的多孔質であるため断熱性は磁器に勝
るが、吸水性があり、釉薬を施したものが利用されてい
るがなお衛生上問題があった。従って、多孔質軽量でし
かも非吸水性を保つ磁器質の食器が望まれていた。
【０００３】一方、焼結体を軽量化させる目的のため
に、断熱レンガなど粗雑な成形体に大鋸屑（おがくず）
を混合し、焼成して軽量化する方法は従来行われている
が、焼結体は極めて吸水性となる。また微粒子成形物に
対しては、焼成過程で成形体を膨張破壊することのない
ように、加熱により軟化収縮する発泡スチロール粒子や
有機物微小バルーンなどプラスチック微粒子を添加混合
して、焼成し、軽量化して断熱性を高める方法も従来行
われた。しかしながらプラスチック性微粒子は水に対す
る濡れ性が悪く、水性スラリー中に均一に分散し難く、
一般にこのような混合物からの成形物では、プラスチッ
ク性微粒子は比較的少量の添加で焼結体中の気孔の連続
性が高く非吸水性を保つことが困難になり、また同様の
理由から強度も大きく劣化し、断熱性の高い、軽量化し
た、非吸水性磁器質の食器は現在まだ製造されていな
い。
に、断熱レンガなど粗雑な成形体に大鋸屑（おがくず）
を混合し、焼成して軽量化する方法は従来行われている
が、焼結体は極めて吸水性となる。また微粒子成形物に
対しては、焼成過程で成形体を膨張破壊することのない
ように、加熱により軟化収縮する発泡スチロール粒子や
有機物微小バルーンなどプラスチック微粒子を添加混合
して、焼成し、軽量化して断熱性を高める方法も従来行
われた。しかしながらプラスチック性微粒子は水に対す
る濡れ性が悪く、水性スラリー中に均一に分散し難く、
一般にこのような混合物からの成形物では、プラスチッ
ク性微粒子は比較的少量の添加で焼結体中の気孔の連続
性が高く非吸水性を保つことが困難になり、また同様の
理由から強度も大きく劣化し、断熱性の高い、軽量化し
た、非吸水性磁器質の食器は現在まだ製造されていな
い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、強度
を劣化させない微小な独立気孔を均一に分散させた、極
めて特徴的な非吸水性の断熱軽量化磁器を提供しようと
するものである。
を劣化させない微小な独立気孔を均一に分散させた、極
めて特徴的な非吸水性の断熱軽量化磁器を提供しようと
するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このため本発明では、磁
器化可能な坏土組成物に、３０μｍ以下の澱粉粒子を５
ｗｔ％〜２５ｗｔ％の範囲で添加混合し、澱粉の粒状を
維持したまま混合物を成形し、澱粉粒子を酸化燃焼させ
た後、焼結緻密化して５μｍ〜２５μｍの無数の独立気
孔を形成することを特徴とする。
器化可能な坏土組成物に、３０μｍ以下の澱粉粒子を５
ｗｔ％〜２５ｗｔ％の範囲で添加混合し、澱粉の粒状を
維持したまま混合物を成形し、澱粉粒子を酸化燃焼させ
た後、焼結緻密化して５μｍ〜２５μｍの無数の独立気
孔を形成することを特徴とする。
【０００６】。
【作用】本発明者らは、現在市販されている各種の磁器
素地の強度の測定を続けているうちに、ある程度以下の
マイクロポア（微細気孔）は孤立しているかぎり強度の
低下が比較的小さい点に着目し、多くの有機物微粒子を
坏土に混入し、焼成により消失させて孤立微細気孔を素
地中に導入する実験、即ち非吸水性を保ったまま多数の
球状の微小独立気孔を焼結体素地中に生成する実験を行
ってきた。このためには、有機物微粒子は親水性で磁器
坏土と混合し易く、焼成過程では溶融することなく、ま
た過剰な膨張により素地を破壊することなく、最初の混
合状態を焼結過程中維持させることが必要である。
素地の強度の測定を続けているうちに、ある程度以下の
マイクロポア（微細気孔）は孤立しているかぎり強度の
低下が比較的小さい点に着目し、多くの有機物微粒子を
坏土に混入し、焼成により消失させて孤立微細気孔を素
地中に導入する実験、即ち非吸水性を保ったまま多数の
球状の微小独立気孔を焼結体素地中に生成する実験を行
ってきた。このためには、有機物微粒子は親水性で磁器
坏土と混合し易く、焼成過程では溶融することなく、ま
た過剰な膨張により素地を破壊することなく、最初の混
合状態を焼結過程中維持させることが必要である。
【０００７】本発明者らは多数の実験を繰り返した結
果、澱粉粒子を、その粒形を破壊しないように冷水とと
もに混合する方法が最も優れた結果が得られることを発
見した。澱粉粒子は温湯によって破壊されて糊となり、
従来、糊として素地中に少量混合することは試みられた
ことはあるが、堅い表皮で囲まれた球状粒子を粒子とし
てそのまま大量に素地と混合し、独立気孔を形成するた
めに利用した例はない。この球状粒子は温度が５０℃以
下では比較的安定にその形状を保ち、また親水性である
ため、陶磁器スラリー中に孤立して分散し易く、均一な
分散混合が得られ、焼成過程で素地の形状を破壊するこ
となく分解して炭素となり、そのまま酸化消失して極め
て優れた独立微小気孔の導入材となることが分かった。
果、澱粉粒子を、その粒形を破壊しないように冷水とと
もに混合する方法が最も優れた結果が得られることを発
見した。澱粉粒子は温湯によって破壊されて糊となり、
従来、糊として素地中に少量混合することは試みられた
ことはあるが、堅い表皮で囲まれた球状粒子を粒子とし
てそのまま大量に素地と混合し、独立気孔を形成するた
めに利用した例はない。この球状粒子は温度が５０℃以
下では比較的安定にその形状を保ち、また親水性である
ため、陶磁器スラリー中に孤立して分散し易く、均一な
分散混合が得られ、焼成過程で素地の形状を破壊するこ
となく分解して炭素となり、そのまま酸化消失して極め
て優れた独立微小気孔の導入材となることが分かった。
【０００８】澱粉粒子の大きさは、母体となる植物の種
類によって異なり、粒径２μｍ〜１７０μｍの範囲のも
のが得られるが、３０μｍ以上の澱粉粒子は成形物を粗
雑化し、焼成過程で膨張によって素地を傷め易く、また
生成残留する気孔が大きく、それが破壊源となって著し
く強度を劣化させる。また５μｍ程度以下の微粒子によ
って生成される微小気孔は焼結過程で消滅し、効果的な
独立気孔として残留する割合が少なく有効に作用しな
い。多くの澱粉粒子は使用に先立ち篩別する必要がある
が、玉蜀黍澱粉、すなわちコンスターチは粒径約１０μ
ｍ〜１５μｍ程度で、２０μｍ以上の粒子を殆ど含有せ
ず、篩別する必要がなく直接そのまま使用しても殆ど破
壊源になることのない約５μｍ〜２５μｍの無数の独立
気孔を生成し、本発明の目的に最も適していることが分
かった。
類によって異なり、粒径２μｍ〜１７０μｍの範囲のも
のが得られるが、３０μｍ以上の澱粉粒子は成形物を粗
雑化し、焼成過程で膨張によって素地を傷め易く、また
生成残留する気孔が大きく、それが破壊源となって著し
く強度を劣化させる。また５μｍ程度以下の微粒子によ
って生成される微小気孔は焼結過程で消滅し、効果的な
独立気孔として残留する割合が少なく有効に作用しな
い。多くの澱粉粒子は使用に先立ち篩別する必要がある
が、玉蜀黍澱粉、すなわちコンスターチは粒径約１０μ
ｍ〜１５μｍ程度で、２０μｍ以上の粒子を殆ど含有せ
ず、篩別する必要がなく直接そのまま使用しても殆ど破
壊源になることのない約５μｍ〜２５μｍの無数の独立
気孔を生成し、本発明の目的に最も適していることが分
かった。
【０００９】澱粉粒子の添加量は、当然多いほど嵩密度
が低下し軽量化できるが、次第に強度も低下し、吸水率
も増大し始める。玉蜀黍澱粉粒子では添加量４ｗｔ％で
明瞭な嵩比重低下の効果があり、澱粉粒子添加量１６ｗ
ｔ％で、嵩密度が通常の磁器の８割程度（１．９ｇ／ｃ
ｍ３程度）まで下がり、しかもなお吸水率は０．２５％
以下と殆ど非吸水性であることが分かった。しかし、澱
粉粒子添加量が２０ｗｔ％以上になると、次第に非吸水
性が失われて、磁器というより陶器となる。従って本発
明の目的を達することために適当な領域は澱粉粒子添加
量が最大２５ｗｔ％程度が限度となる。
が低下し軽量化できるが、次第に強度も低下し、吸水率
も増大し始める。玉蜀黍澱粉粒子では添加量４ｗｔ％で
明瞭な嵩比重低下の効果があり、澱粉粒子添加量１６ｗ
ｔ％で、嵩密度が通常の磁器の８割程度（１．９ｇ／ｃ
ｍ３程度）まで下がり、しかもなお吸水率は０．２５％
以下と殆ど非吸水性であることが分かった。しかし、澱
粉粒子添加量が２０ｗｔ％以上になると、次第に非吸水
性が失われて、磁器というより陶器となる。従って本発
明の目的を達することために適当な領域は澱粉粒子添加
量が最大２５ｗｔ％程度が限度となる。
【００１０】本発明では、粒子径５μｍ〜３０μｍの澱
粉微粒子が非吸水性を維持したまま磁器を軽量化するた
めに不可欠であるが、この粒子径範囲に相当するプラス
チックの球状微粒子はまだ製造されていない。またもし
製造されても、一般にプラスチック微粒子は帯電し易
く、中空微粒子は空気中に舞い上がり、極めて取り扱い
難く、また疎水性で、親水性のセラミック粉末微粒子の
水性スラリーとの混合分散性が悪く、均一な混合泥漿が
得難く、流し込み成形することが不可能であり、またフ
ィルタープレスなどの脱水操作も著しく困難となり、焼
成過程で発泡を起こしやすいなど、多くの欠点がある。
これに対し、澱粉微粒子は親水性で、均一な混合泥漿が
得られ、流し込み成形が可能であり、また同じ理由か
ら、練り土状態の可塑性が高く、成形性が極めて優れる
特徴がある。また焼成過程で燃焼による悪臭や、ダイオ
キシンの発生が無いことも実用上大きな特長である。
粉微粒子が非吸水性を維持したまま磁器を軽量化するた
めに不可欠であるが、この粒子径範囲に相当するプラス
チックの球状微粒子はまだ製造されていない。またもし
製造されても、一般にプラスチック微粒子は帯電し易
く、中空微粒子は空気中に舞い上がり、極めて取り扱い
難く、また疎水性で、親水性のセラミック粉末微粒子の
水性スラリーとの混合分散性が悪く、均一な混合泥漿が
得難く、流し込み成形することが不可能であり、またフ
ィルタープレスなどの脱水操作も著しく困難となり、焼
成過程で発泡を起こしやすいなど、多くの欠点がある。
これに対し、澱粉微粒子は親水性で、均一な混合泥漿が
得られ、流し込み成形が可能であり、また同じ理由か
ら、練り土状態の可塑性が高く、成形性が極めて優れる
特徴がある。また焼成過程で燃焼による悪臭や、ダイオ
キシンの発生が無いことも実用上大きな特長である。
【００１１】以下、実験室的な実施例に従って、本発明
の製造方法をさらに詳細に説明するが、本発明方法はこ
れに限定されるものではない。
の製造方法をさらに詳細に説明するが、本発明方法はこ
れに限定されるものではない。
【００１２】
【実施例１】蛙目粘土を３０ｗｔ％、カオリンを１０ｗ
ｔ％、インド長石を３０ｗｔ％、及び珪石粉末３０ｗｔ
％からなる原料配合物を使用して試験用磁器坏土を調整
した。これは市販の一般磁器坏土とほぼ同様のものであ
る。添加する澱粉粒子としては、平均粒子径が１５μｍ
の市販の玉蜀黍澱粉を使用した。図１にこの澱粉粒子の
粒径分布を示した。
ｔ％、インド長石を３０ｗｔ％、及び珪石粉末３０ｗｔ
％からなる原料配合物を使用して試験用磁器坏土を調整
した。これは市販の一般磁器坏土とほぼ同様のものであ
る。添加する澱粉粒子としては、平均粒子径が１５μｍ
の市販の玉蜀黍澱粉を使用した。図１にこの澱粉粒子の
粒径分布を示した。
【００１３】予めセラミック原料のみを水と共にボール
ミルにより十分湿式粉砕混合することによってスラリー
とし、これに玉蜀黍澱粉粒子を種々の割合（乾燥重量で
０〜２０ｗｔ％）で添加し、それぞれ十分撹拌混合し、
スラリーは目開き径４４μｍの篩いを通してから脱水し
て坏土とした。粒径分布曲線から玉蜀黍澱粉粒子は殆ど
総て篩いを通過した。澱粉粒子を添加した各坏土は、再
び一定量の水と分散剤を加えて混合して流し込み成形用
のスラリーを調製し、さらに真空脱泡した後、石膏型に
流し込んで密度並びに吸水率測定用の各種試料を成形し
た。成形物はそれぞれ、空気中電気炉で１３００℃、１
時間焼成した。
ミルにより十分湿式粉砕混合することによってスラリー
とし、これに玉蜀黍澱粉粒子を種々の割合（乾燥重量で
０〜２０ｗｔ％）で添加し、それぞれ十分撹拌混合し、
スラリーは目開き径４４μｍの篩いを通してから脱水し
て坏土とした。粒径分布曲線から玉蜀黍澱粉粒子は殆ど
総て篩いを通過した。澱粉粒子を添加した各坏土は、再
び一定量の水と分散剤を加えて混合して流し込み成形用
のスラリーを調製し、さらに真空脱泡した後、石膏型に
流し込んで密度並びに吸水率測定用の各種試料を成形し
た。成形物はそれぞれ、空気中電気炉で１３００℃、１
時間焼成した。
【００１４】得られた各焼成物に対する測定結果を、図
２に示した。平均粒子径１５μｍの玉蜀黍澱粉粒子の添
加量の増加によって、焼成素地は次第に軽くなり、１６
ｗｔ％の添加により嵩密度が１．９ｇ／ｃｍ３程度まで
下がっても、吸水率は０．２５％以下であり、通常の磁
器素地に比較すれば極めて軽量となった。図３に玉蜀黍
澱粉粒子を１２ｗｔ％の添加焼成素地の研磨面の顕微鏡
写真を示す。大きさが約１０μｍ程度の極めて微細な独
立気孔が均一に分布している状況が明瞭に示されてい
る。
２に示した。平均粒子径１５μｍの玉蜀黍澱粉粒子の添
加量の増加によって、焼成素地は次第に軽くなり、１６
ｗｔ％の添加により嵩密度が１．９ｇ／ｃｍ３程度まで
下がっても、吸水率は０．２５％以下であり、通常の磁
器素地に比較すれば極めて軽量となった。図３に玉蜀黍
澱粉粒子を１２ｗｔ％の添加焼成素地の研磨面の顕微鏡
写真を示す。大きさが約１０μｍ程度の極めて微細な独
立気孔が均一に分布している状況が明瞭に示されてい
る。
【００１５】
【発明の効果】従来、一般に使用されている湯呑や徳利
などの磁器食器は当然緻密質で、熱伝導度が高く、熱湯
などを入れた場合指先に熱く、また保温保冷性に劣る欠
点があったが、３０μｍ以下のの澱粉微粒子を添加する
ことで、生産工程に特別な変化を与えることなく、無数
の微小独立気孔が素地中に導入され、軽量化され、断熱
性保温保冷性の高い食器用の非吸水性軽量化磁器が工業
的に提供できる。
などの磁器食器は当然緻密質で、熱伝導度が高く、熱湯
などを入れた場合指先に熱く、また保温保冷性に劣る欠
点があったが、３０μｍ以下のの澱粉微粒子を添加する
ことで、生産工程に特別な変化を与えることなく、無数
の微小独立気孔が素地中に導入され、軽量化され、断熱
性保温保冷性の高い食器用の非吸水性軽量化磁器が工業
的に提供できる。
【図１】実施例に使用した玉蜀黍澱粉粒子の粒度分布図
【図２】磁器素地配合物に澱粉粒子を添加した場合の焼
成物の、澱粉添加量と嵩密度及び吸水率の関係図。
成物の、澱粉添加量と嵩密度及び吸水率の関係図。
【図３】磁器素地配合物に玉蜀黍澱粉粒子を１２ｗｔ％
添加混合して焼成した素地の研磨面の顕微鏡写真。
添加混合して焼成した素地の研磨面の顕微鏡写真。
Claims (1)
- 【請求項１】磁器化可能な坏土組成物に、３０μｍ以下
の澱粉粒子を５ｗｔ％〜２５ｗｔ％の範囲で添加混合
し、澱粉の粒状を維持したまま混合物を成形し、澱粉粒
子を酸化燃焼させた後、焼結緻密化して５μｍ〜２５μ
ｍの無数の独立気孔を形成することを特徴とする断熱性
軽量化磁器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20575898A JP2000001379A (ja) | 1998-06-15 | 1998-06-15 | 断熱性軽量化磁器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20575898A JP2000001379A (ja) | 1998-06-15 | 1998-06-15 | 断熱性軽量化磁器の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000001379A true JP2000001379A (ja) | 2000-01-07 |
Family
ID=16512187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20575898A Pending JP2000001379A (ja) | 1998-06-15 | 1998-06-15 | 断熱性軽量化磁器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000001379A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017024945A (ja) * | 2015-07-23 | 2017-02-02 | 株式会社メタルスファンドリィ | 断熱性を強化したキャスタブル耐火物及びその製造方法 |
| CN106518001A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-03-22 | 安徽青花坊瓷业股份有限公司 | 一种易水洗陶瓷煲汤锅及其制备工艺 |
| CN106565259A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-04-19 | 安徽青花坊瓷业股份有限公司 | 一种防烫伤陶瓷汤勺及其制备工艺 |
| CN106565200A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-04-19 | 安徽青花坊瓷业股份有限公司 | 一种抗摔陶瓷碗及其制备工艺 |
-
1998
- 1998-06-15 JP JP20575898A patent/JP2000001379A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017024945A (ja) * | 2015-07-23 | 2017-02-02 | 株式会社メタルスファンドリィ | 断熱性を強化したキャスタブル耐火物及びその製造方法 |
| CN106518001A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-03-22 | 安徽青花坊瓷业股份有限公司 | 一种易水洗陶瓷煲汤锅及其制备工艺 |
| CN106565259A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-04-19 | 安徽青花坊瓷业股份有限公司 | 一种防烫伤陶瓷汤勺及其制备工艺 |
| CN106565200A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-04-19 | 安徽青花坊瓷业股份有限公司 | 一种抗摔陶瓷碗及其制备工艺 |
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