JP2002068822A - 衛生陶器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 安いコストで、素地の焼成時の軟化変形量を
低減し、さらに高強度化し、省資源化及び軽量化に対応
した衛生陶器を提供する。 【解決手段】 陶磁器素地と、前記素地上の必要な部分
に釉薬層が形成されてなる衛生陶器であって、前記素地
を構成する主成分が、ＳｉＯ_２：５０〜７５ｗｔ％、Ａ
ｌ_２Ｏ_３：２０〜４５ｗｔ％、Ｌｉ_２Ｏ：０．０５ｗｔ
％以上であり、また、Ｌｉ_２Ｏと、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏか
らなる群から選ばれた少なくとも１種の成分と、Ｃａ
Ｏ、ＭｇＯ、ＢａＯ、ＢｅＯからなる群から選ばれた少
なくとも１種の成分との和が２〜６ｗｔ％であり、さら
に結晶として石英、クリストバライト、ムライト、コラ
ンダムの中から選ばれた少なくとも１種類以上を含み、
全結晶量が素地全体１００に対して１０〜６０ｗｔ％で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、手洗い器、洗面
器、小便器、大便器、便器タンク、便器サナ等の衛生陶
器に関する。

【０００２】

【従来の技術】陶磁器は焼成時に収縮しまた軟化し変形
することから、その変形量を見込んだ上での製品設計が
必要となる。また製品を構成する素地肉厚の設定につい
ては、焼成時の軟化による変形に大きく影響することか
ら、変形を防止するために製品の形状、大きさによって
素地肉厚が決定されている。衛生陶器のような比較的大
型で複雑な形状を持つ製品では、焼成時の製品変形を抑
えるための製品設計は非常に困難な技術とされており、
また素地の肉厚設定においては、通常の陶磁器製品と比
較するとかなりの厚めの設定となっている。衛生陶器用
の素地として一般的に使用されているのは熔化質素地と
呼ばれるもので、吸水性がなく科学的耐久性にも優れた
特徴を有する。このような従来の熔化質素地は、曲げ強
度が６０〜９０ＭＰａ程度であり、焼成時の軟化変形量
が２５〜３０ｍｍ程度である。陶磁器製品においても、
省資源化及び軽量化が期待されており、そのため素地の
薄肉化の検討が進められている。しかし、上述のことか
ら明かなように肉厚を薄くしたとき焼成時の製品の変形
が問題となってしまう。

【０００３】このような問題を解消するための技術とし
て、焼成時の軟化変形量を小さくした熔化質素地の検討
が進められている。また、素地の肉厚を薄くしたとき製
品の強度低下という面も問題となることから、焼成時の
軟化変形量の低減と並行して高強度化も検討が進められ
ている例もある。

【０００４】焼成時の軟化変形量を低減する方法として
は、原料を微粒化する方法が主に検討されている。原料
を微粒化することで素地の焼結性が向上し焼結フラック
ス成分が減らせるため、焼成時の素地の軟化が抑制され
る。

【０００５】高強度化の方法としては、素地原料にコラ
ンダムを添加する方法が主に利用されている。素地中に
コランダムの粒子が分散されることによって、素地中の
破壊の基点となるグリフィスフローの長さが抑制され、
素地の強度が向上する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来技術に
は、すなわち原料の微粒化による焼成時の軟化変形量を
低減する方法、またコランダム添加による強度を向上さ
せる方法には次のような問題がある。 原料微粒化による焼成時の軟化変形量を低減する方法
の問題点 １）鋳込み成形では、成形体が再液状化する現象が生じ
やすくなる、可塑性が低下するなど成形性が悪化する。 ２）原料粒子の配向性が大きくなり、乾燥切れ、焼成時
の歪みによる変形が生じやすくなる。 ３）原料の粉砕負荷が増大する。 コランダム添加によって強度を向上させる方法の問題
点 １）原料中の可塑性成分が少なくなることで、鋳込み成
形の場合、成形体が再液状化する現象が生じやすくな
る、可塑性が低下するなど、成形性が悪化する。 ２）原料コストが高くなる そこで、本発明では、上記問題点のような生産性を損な
うことなく、また安いコストで、素地の焼成時の軟化変
形量を低減し、さらに高強度化し、省資源化及び軽量化
に対応した衛生陶器を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決すべく、陶磁器素地と、前記素地上の必要な部分に
釉薬層が形成されてなる衛生陶器であって、前記素地を
構成する主成分が、ＳｉＯ₂：５０〜７５ｗｔ％、Ａｌ₂
Ｏ₃：２０〜４５ｗｔ％、Ｌｉ₂Ｏ：０．０５ｗｔ％以上
であり、また、Ｌｉ₂Ｏと、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏからなる群
から選ばれた少なくとも１種の成分と、ＣａＯ、Ｍｇ
Ｏ、ＢａＯ、ＢｅＯからなる群から選ばれた少なくとも
１種の成分との和が２〜６ｗｔ％であり、さらに結晶と
して石英、クリストバライト、ムライト、コランダムの
中から選ばれた少なくとも１種類以上を含み、全結晶量
が素地全体１００に対して１０〜６０ｗｔ％であること
を特徴とする。素地成分としてＬｉ₂Ｏを含むことによ
り、焼成時の素地の軟化変形が小さくなり、更に素地の
強度が向上する。これによって、衛生陶器の生産性を損
なうことなく、また安いコストで、省資源化及び軽量化
に対応した衛生陶器を提供することが可能となる。その
理由は以下のように考えられる。素地成分のうちＬｉ₂
Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ等のアルカリ酸化物や、ＣａＯ、Ｍ
ｇＯ、ＢａＯ、ＢｅＯ等のアルカリ土類酸化物は焼成の
際、原料をガラス化し素地を焼結させる焼結フラックス
として作用する。これらの焼結フラックス成分の中でも
Ｌｉは最もイオン半径の小さな原子である。Ｌｉ₂Ｏ以
外の焼結フラックス成分のみで素地を焼結させたときよ
り、Ｌｉ₂Ｏを含む焼結フラックス成分で素地を焼結さ
せた場合の方が、イオン半径が様々な元素がガラス化に
作用し、ガラスを構成する原子の網目構造中に空間的に
効率よくこれらの元素が入り込めるため、ガラス化に必
要なエネルギーが少なくて済むことから、結果として焼
成中の素地の軟化変形量が小さくなる。また形成された
ガラスの密度が高くなることから素地の強度が向上す
る。このような効果を期待するためには、Ｌｉ₂Ｏは少
なくとも０．０５ｗｔ％以上必要であり、また同時に、
Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏからなる群から選ばれた少なくとも１種
の成分と、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯ、ＢｅＯからなる群
から選ばれた少なくとも1種の成分の存在が必要であ
り、これらの総量が２〜６ｗｔ％でなければならない。

【０００８】本発明の好ましい態様においては、前記素
地の構成成分の内、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏなどのア
ルカリ酸化物とＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯ、ＢｅＯなどの
アルカリ土類酸化物の総量に対するアルカリ土類酸化物
の比率が１５ｗｔ％以上であるようにする。そうするこ
とにより、これらの焼結フラックス成分の元素がガラス
を構成する原子の網目構造中に入り込む効率が向上し、
さらに焼成中の素地の軟化変形量が小さくなり、素地の
強度が向上する。

【０００９】本発明の好ましい態様においては、前記素
地が結晶として石英を含む場合、その量が素地全体に対
して４０ｗｔ％以下であるようにする。そうすることに
より、素地の熱膨張係数９０×１０^-7（／℃）（５０〜
６００℃）以下に抑えることができ、焼成時に切れが発
生することなく、また耐熱衝撃性に優れた衛生陶器を提
供することが可能となる。

【００１０】本発明の好ましい態様においては、前記素
地が結晶としてムライトを含み、その量が素地全体に対
して１０ｗｔ％以上であるようにする。そうすることに
より、耐熱衝撃性に優れた衛生陶器を提供することが可
能となる。

【００１１】本発明の好ましい態様においては、前記素
地が結晶としてコランダムを含むようにする。コランダ
ムは高いヤング率を有することから素地中に均一に分散
させることで、大きな強度向上の効果を得ることができ
る。

【００１２】本発明の好ましい態様においては、前記素
地が結晶としてコランダムを含み、コランダムの量が素
地全体を１００とすると３０ｗｔ％以下であるようにす
る。そうすることにより、成形性の悪化を最小限に抑え
ることができる。

【００１３】本発明においては、素地原料を成形する工
程、必要に応じて必要な部位に施釉する工程、１１００
〜１３００℃の温度で焼成する工程を含む方法により作
成可能な衛生陶器であって、前記素地原料は、粘土質鉱
物、石英、Ｌｉ₂Ｏ含有原料と、必要に応じてアルカリ
含有原料、アルカリ土類含有原料を含有し、前記Ｌｉ₂
Ｏ含有原料の量は、Ｌｉ₂Ｏの量が前記素地原料に対し
０．０５〜１ｗｔ％になるよう調整し、前記粘土質鉱物
はカオリナイト、ディッカイト、ハロイサイト、セリサ
イト、パイロフィライトから選ばれた少なくとも1種類
を含む鉱物であり、前記石英の量は前記素地原料に対し
４０ｗｔ％以下であり、前記素地粘土質鉱物の量は前記
素地原料に対し３０〜９０ｗｔ％であり、前記素地原料
は、レーザー回折粒度測定器に基づく平均粒子径が３〜
１０μｍとなるように粒度調整されていることを特徴と
する。そうすることで、生産性を損なうことなく、また
安いコストで、省資源化及び軽量化に対応した衛生陶器
を提供することができる。

【００１４】本発明においては、素地原料を成形する工
程、必要に応じて必要な部位に施釉する工程、１１００
〜１３００℃の温度で焼成する工程を含む方法により作
成可能な衛生陶器であって、前記素地原料は、粘土質鉱
物、石英、コランダム、Ｌｉ₂Ｏ含有原料と、必要に応
じてアルカリ含有原料、アルカリ土類含有原料を含有
し、前記Li₂O含有原料の量は、Ｌｉ₂Ｏの量が前記素地
原料に対し０．０５〜１ｗｔ％になるよう調整されてお
り、前記粘土質鉱物はカオリナイト、ディッカイト、ハ
ロイサイト、セリサイト、パイロフィライトから選ばれ
た少なくとも１種類を含む鉱物であり、前記石英の量は
前記素地原料に対し４０ｗｔ％以下であり、前記コラン
ダムの量は前記素地原料に対し３０ｗｔ％以下であり、
前記素地粘土質鉱物の量は前記素地原料に対し３０〜９
０ｗｔ％であり、前記素地原料は、レーザー回折粒度測
定器に基づく平均粒子径が３〜１０μｍとなるように粒
度調整されていることを特徴とする。素地中にコランダ
ムを含むようにすることで更に強度向上効果が得られ
る。

【００１５】本発明の好ましい態様においては、前記コ
ランダムを前記素地原料に導入する原料が、焼成ばん土
頁岩であるようにする。そうすることで、安価に素地中
にコランダムを導入することができる。

【００１６】本発明の好ましい態様においては、前記Ｌ
ｉ₂Ｏ含有原料が、スポジュメンであるようにする。そ
うすることで、素地中に効率よく、さらに安価にＬｉ₂
Ｏを導入できる。

【００１７】本発明の好ましい態様においては、前記ス
ポジュメンの添加量が、素地原料全体を１００とすると
０．５〜２０wt％であるようにする。そうすることで、
素地原料中のＬｉ₂Ｏ量を容易に０．０５〜１ｗｔ％の
範囲に調整することができる。また、スポジュメンの量
が２０ｗｔ％を超えると素地の成形性が劣り好ましくな
い。

【００１８】本発明の好ましい態様においては、前記Ｌ
ｉ₂Ｏ量含有原料が、ユークリプタイト、ペタライト、
炭酸リチウムの中から選ばれた少なくとも１種類である
ようにする。そうすることで、素地中に効率よくＬｉ₂
Ｏを導入できる。

【００１９】本発明の好ましい態様においては、前記ア
ルカリ土類含有原料がドロマイトであるようにする。そ
うすることで、素地中に効率よく、また安価に、Ｃａ
Ｏ、ＭｇＯを導入することができる。

【００２０】本発明の好ましい態様においては、前記素
地の吸水率が１％以下であるようにする。そうすること
により、衛生的でまた化学的耐久性に優れた衛生陶器を
提供することができる。

【００２１】本発明の好ましい態様においては、前記素
地の焼成時の軟化変形量が２５ｍｍ以下であるようにす
る。そうすることで、生産性に優れた、省資源化及び軽
量化に対応した衛生陶器を提供することができる。

【００２２】本発明の好ましい態様においては、前記素
地の曲げ強度が９０ＭＰａ以上であるようにする。そう
することで、省資源化及び軽量化に対応した、さらに強
度に優れた衛生陶器を提供することができる。

【００２３】本発明の好ましい態様においては、前記釉
薬層は前記素地よりも熱膨張係数が０〜３０×１０
^-7（／℃）（５０〜６００℃）小さい釉薬であるように
する。素地表面に熱膨張係数が素地よりも０〜３０×１
０^-7（／℃）小さい釉薬層を形成することによって、釉
薬表面の経年変化に伴う微細なひび割れが生じにくくな
る。

【００２４】本発明の好ましい態様においては、前記素
地の熱膨張係数が５０〜９０×１０ ^-7（／℃）（５０〜
６００℃）であるようにする。９０×１０^-7以下にする
ことで、衛生陶器のような大型で複雑な構造を持つ製品
において、焼成時の降温過程にてクラックが発生し難く
なる。また、５０×１０^-7以上にすることで、クラック
等の欠陥の生じ難い条件で釉薬層の意匠性の自由度を確
保することができる。

【００２５】本発明の好ましい態様においては、前記成
形する工程における成形方法が泥漿鋳込み成形法である
ようにする。そうすることで、大型複雑形状の衛生陶器
を低コストで容易に製造できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】まず、以下に本発明における主要
な用語について説明する。 （結晶相）本発明において、結晶相とは特定の鉱物であ
り、Ｘ線回折において規則的な回折パターンを有する部
分をいう。結晶相の量は内部標準法で、各結晶相の標準
物質による検量線から定量し重量比で示した。

【００２７】（ガラス相）本発明において、ガラス相と
は、Ｘ線回折おいて規則的な回折パターンを示さない上
記結晶部分以外の部分をいう。

【００２８】（素地中のガラス相の比率）本発明におい
て、素地中のガラス相の比率とは、素地全体に対するガ
ラス相の重量比で定義する。具体的には、Ｘ線回折で定
量した上記結晶相量を除いた量とする。

【００２９】（素地の成分）陶磁器成分には、ムライト
に代表される複合酸化物結晶やガラス相のように、複数
の金属種の酸化物や固溶体が存在するが、これらについ
ても蛍光Ｘ線分析法によって定量された単成分の金属酸
化物で換算して重量比により規程している。ただし、Ｌ
ｉは軽元素であるため、蛍光Ｘ線分析法では定量できな
いことから、素地中のアルカリ分をベルセリウス法によ
り溶解抽出し原子吸光法により定量した。

【００３０】（素地の吸水率）幅２５ｍｍ、厚み５mm、
長さ１２０mmのテストピース（焼成素地）を１０５℃で
２４時間乾燥した後、テストピースが吸湿しない環境下
で室温まで冷却し、質量Ｗ１を測定する。次にテストピ
ースを真空中に１時間保って、気泡を放出させる。さら
に同環境下において、テストピースを水中に１時間保っ
た後、常温に戻す。これを水中から取出し、絞った湿布
で手早く表面の水滴を拭い去り、直ちに質量Ｗ２を測定
する。吸水率はＷ１、Ｗ２から次式で求める。 吸水率＝（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１×１００

【００３１】（素地の曲げ強度）素地の曲げ強度は、焼
成したφ１３×１３０ｍｍのテストピースにより、スパ
ン１００ｍｍ、クロスヘッドスピード２．５ｍｍ／ｍｉ
ｎの条件で３点曲げ方法で測定する。

【００３２】（素地の焼成収縮率）幅３０ｍｍ、厚み１
５ｍｍ、長さ２６０ｍｍの未焼成のテストピースに１５
０ｍｍ長さで印を入れ、焼成後のその長さの変化分を１
５０ｍｍで除した百分率を素地の焼成収縮率とした。以
上は線方向の焼成収縮率であり、厚み方向の焼成収縮率
は焼成前後のテストピースの同一箇所の厚みをマイクロ
メーターにより測定することで求めた。

【００３３】（素地の軟化変形量）未焼成の幅３０ｍ
ｍ、厚み１５ｍｍ、長さ２６０ｍｍのテストピースをス
パン２００ｍｍで支持した状態で焼成し、焼成後のテス
トピース中央部のたわみ量とテストピースの厚みを測定
する。このときのたわみ量はテストピースの厚みの二乗
に反比例するので、次の式で、厚みが１０ｍｍの時に換
算したたわみ量を素地の軟化変形量とした。 素地の軟化変形量＝たわみ量測定値×（焼成後のテスト
ピースの厚み）²／１０²

【００３４】（素地の熱膨張係数）素地の熱膨張係数
は、その測定には焼成した直径５ｍｍ、長さ２０ｍｍの
テストピースを用い、示差膨張計によって、圧縮荷重法
また測定温度範囲５０〜６００℃にて測定した線熱膨張
係数で示した。

【００３５】（素地の耐熱衝撃性）耐熱衝撃性は、幅２
５ｍｍ×厚み１０ｍｍ×長さ１１０ｍｍのテストピース
を、所定温度で１時間以上保持した後、水中に投入して
急冷し、クラック発生の有無をチェックし評価した。ク
ラックが生じない最大温度差を示した。

【００３６】次に、本発明の衛生陶器を作製する方法の
一例について説明する。出発原料としては、粘土質鉱
物、Ｌｉ含有原料を必須成分とし、その他に石英、アル
カリ金属含有原料、アルカリ土類含有原料、コランダム
含有原料が添加されていてもよい。上記原料を混合し必
要に応じてボールミル等により粉砕して素地原料を得
る。素地原料のレーザー回折粒度測定器に基づく平均粒
径は、３〜１０μｍに調整するのが好ましい。後の成形
工程で鋳込み成形法を用いる場合、素地原料は水に分散
してサスペンジョンとして用いる。サスペンジョン中に
は、分散剤、防腐剤、糊剤、抗菌剤等を添加してもよ
い。粘土質鉱物としては、カオリナイト、ディッカイ
ト、ハロイサイト、セリサイト、パイロフィライトが好
適に利用できる。アルカリ金属含有原料としては、セリ
サイト、長石、ネフェリンが好適に利用できる。Ｌｉ含
有原料としては、スポジュメン、ペタライト、炭酸リチ
ウムが好適に利用できる。アルカリ土類含有原料として
は、ドロマイト、石灰石、炭酸マグネシウム、灰長石が
好適に利用できる。各原料の配合としては、粘土質鉱物
は３０〜９０重量部とするのが好ましく、Ｌｉ含有原料
は１〜３０重量部の範囲で使用するのが好ましい。アル
カリ含有原料あるいはアルカリ土類含有原料は素地全体
に対しアルカリ酸化物あるいはアルカリ土類酸化物の総
量が２〜６ｗｔ％に調整された範囲で使用することがで
きる。また、石英原料を使用する場合は４０重量部以下
とすることが好ましい。

【００３７】上記の素地原料を鋳込み成形法等により成
形し、脱型、乾燥後、必要部分に施釉し焼成する。鋳込
み成形型には、石膏型、樹脂型等が利用でき、圧力印加
法は加圧、真空吸引、型吸引、ヘッド圧のいずれも利用
できる。乾燥は例えば室温〜１１０℃程度で行うことが
できる。施釉は、湿式スプレー、乾式スプレー、（他の
例示）等の方法が利用できる。釉薬には、長石、石英、
石灰石等の天然原料、フリット釉等の非晶質原料等に顔
料や乳濁剤を添加したものが利用できる。釉薬として
は、熱膨張係数が素地よりも０〜３０×１０^-7／℃小さ
い原料を用いるのが好ましい。焼成は１１００〜１３０
０℃の温度で行うことができる。焼成には、連続焼成
炉、バッチ炉のいずれも利用可能である。

【００３８】

【実施例】以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づ
いて説明する。図３に実施例で使用した原料とその化学
組成、そして主要鉱物量を示す。図４、５に、比較例及
び本発明にかかる素地の使用原料、原料中の含有鉱物
量、素地の組成、特性値を示す。素地組成中の、アルカ
リ酸化物総量とは素地化学組成中のＬｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、
Ｋ₂Ｏ等のアルカリ酸化物の総量を、アルカリ土類酸化
物総量とはＭｇＯ、ＣａＯ等のアルカリ土類酸化物の総
量を示す。図４、図５中の、Ｎｏ．１〜３は従来技術か
らなる熔化質素地であり、Ｎｏ．１の素地は従来から衛
生陶器の生産で使用されている素地、Ｎｏ．２、Ｎｏ．
３の素地は原料の微粒化とコランダムの添加によって、
焼成時の軟化変形量の低減と高強度化を図った熔化質素
地である。

【００３９】Ｎｏ．４〜９は本発明からなる素地であ
る。Ｎｏ．４〜６、８、９の素地は原料としてスポジュ
メンを利用し、素地成分としてＬｉ₂ＯをＮｏ．４〜６
は約０．２ｗｔ％、Ｎｏ．８は０．１３ｗｔ％、Ｎｏ．
９は０．３７ｗｔ％含む素地であり、Ｎｏ．４は更に高
強度化のためにコランダムを含む素地である。Ｎｏ．７
の素地は原料としてペタライトを利用し、素地成分とし
てＬｉ₂Ｏを約０．２ｗｔ％含むようにした素地であ
る。

【００４０】Ｎｏ．４の素地は軟化変化量が１６．９ｍ
ｍであり、Ｎｏ．２の素地が２３．３ｍｍであるよう
に、原料粒径がＮｏ．２の素地より大きいのに関わら
ず、３割程度小さい軟化変形量が得られている。素地中
のＬｉ₂Ｏ成分の効果である。Ｎｏ．５〜７、８、９の
素地についても同じ効果が得られている。Ｎｏ．７の素
地はＬｉ含有原料としてペタライトを使用したものであ
り、このようにスプジュメンでもペタライトでも同じ効
果が得られる。その他のＬｉ含有原料でも同様の効果が
期待できる。

【００４１】また、強度向上の効果が得られている。Ｎ
ｏ．５の素地は曲げ強度が９８ＭＰａであり、Ｎｏ．１
の素地が８５ＭＰａであるように、原料粒径が同じでコ
ランダムも同じように含まないにも関わらず約１割程度
の高い強度が得られている。Ｎｏ．４の素地はコランダ
ムを含むが、同じコランダムを含むＮｏ．２の素地と比
較すると、またＮｏ．６〜９の素地も、コランダムの有
無を考慮する必要があるＮｏ．２の素地と比較すると何
れも高い強度が得られている。これらも素地中のＬｉ₂
Ｏ成分の効果である。

【００４２】このように素地中にＬｉ₂Ｏを含むことを
特徴とする本発明の方法によれば、従来技術より大きな
原料粒径で、またより少ないコランダム量で、従来技術
と焼成時の軟化変形量と強度が同等な素地が得られる。
これによって、原料の微粒化とコランダム添加が要因で
生じる従来技術における、成形性、乾燥切れ、焼成時の
歪みによる変形、粉砕負荷、原料コストに関する問題点
を改善することができる。

【００４３】図１は本発明のＮｏ．４の素地で試作した
ストール小便器Ａの模式図である。製品の素地肉厚は省
資源、軽量化のため、Ｎｏ．１素地のような従来の熔化
質素地で生産されている同一製品より約２０％薄肉にな
っている。比較のため従来技術からなるＮｏ．３の素地
でも試作した図６には、その試作で使用した釉薬の化学
組成を示す。本釉薬はブリストル釉と呼ばれる衛生陶器
用に一般的に使用されている釉薬であり、釉薬の熱膨張
係数は５１×１０^-7／℃である。試作は、原料をボール
ミルで粉砕することで素地泥漿を調製し、石膏型を使用
し泥漿鋳込み成形法によって成形した後、仕上げ加工、
乾燥、施釉工程を経た後焼成することによって行った。
図７に原料の粉砕条件と粉砕に要した時間を示す。この
ように原料の粉砕に掛かる時間が大幅に短縮でき、粉砕
の負荷が削減できた。

【００４４】成形性に関しては、型の合わせ面で生じる
バリの切り取り及び仕上げ作業、穴開け作業においてＮ
ｏ．３の素地に対して本発明の素地の方が作業性が良好
であった。また、Ｎｏ．３の素地ではバリの切り取り箇
所にササクレと称する細かな切れが発生したが、本発明
の素地ではササクレの発生も減少した。さらに、そのサ
サクレが起点となってＮｏ．３の素地では乾燥切れが生
じたが、本発明の素地では乾燥切れに至るものは発生し
なかった。

【００４５】焼成後の試作品は、いずれの素地において
も素地の薄肉化が原因となる大きな変形は生じなかっ
た。ただし、次の点において違いが見られた。図１中の
ストール小便器Ａの上面部１の部分は、形状面において
最も変形等の許されない部分である。また、上面部１の
中央部には図２に示すような凹凸上の線２が生じる。こ
れらの点に関して、本発明の素地の方が良好であり、上
面部１の部分における変形が少なく、凹凸状の線２も小
さかった。

【００４６】これらの現象は、素地の線方向の焼成収縮
と厚み方向の焼成収縮差によって生じるものである。こ
の差が大きいと素地の軟化変形という要因とは別に焼成
時の収縮の歪みによって製品が変形する。また、凹凸状
の線２が生じるのは、成形時型内に泥漿が充填される際
に泥漿が衝突する場所に相当し、この部分の原料粒子の
向きが他の場所と異なる結果、焼成時の収縮差が生じ焼
成後の素地の肉厚に違いが起こるためである。図８に各
素地の線方向の焼成収縮率と厚み方向の焼成収縮率を示
す。

【００４７】このようにＮｏ．３の素地がその差が一番
大きく、本発明の素地は従来から利用されて熔化質素地
とほぼ同じ程度である。線方向の焼成収縮率と厚み方向
の焼成収縮率の差は、原料粒子の配向性を示すものと考
えることができ、原料が微粒になるほど原料の配向性が
大きくなる。このように、本実施例の効果として原料の
配向性を少なくし焼成時の歪みによる変形を小さくする
ことができる。

【００４８】

【発明の効果】従って、本発明によれば、焼成時の軟化
変形量が小さく、素地強度の高い素地を効率よく得るこ
とができ、生産性良く省資源、軽量化を実現した衛生陶
器を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の中で試作したストール小便器の模式
図。

【図２】図１中の上面部１の箇所の拡大模式図。

【図３】使用原料の化学組成と含有鉱物量。

【図４】比較例及び本発明にかかる素地の使用原料、原
料中の含有鉱物量、素地の組成、特性値。

【図５】本発明にかかる素地の使用原料、原料中の含有
鉱物量、素地の組成、特性値。

【図６】試作で使用した釉薬の化学組成。

【図７】図４のＮｏ．３、４の素地の原料のボールミル
の粉砕時間。

【図８】図４のＮｏ．１、３、４の素地の焼成収縮率。

【符号の説明】

Ａ…ストール小便器 １…上面部 ２…凹凸状の線

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陶磁器素地と、前記素地上の必要な部分
   に釉薬層が形成されてなる衛生陶器であって、 前記素地を構成する主成分が、ＳｉＯ₂：５０〜７５ｗ
   ｔ％、Ａｌ₂Ｏ₃：２０〜４５ｗｔ％、Ｌｉ₂Ｏ：０．０
   ５ｗｔ％以上であり、また、Ｌｉ₂Ｏと、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂
   Ｏからなる群から選ばれた少なくとも１種の成分と、Ｃ
   ａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯ、ＢｅＯからなる群から選ばれた
   少なくとも１種の成分との和が２〜６ｗｔ％であり、さ
   らに結晶として石英、クリストバライト、ムライト、コ
   ランダムの中から選ばれた少なくとも１種類以上を含
   み、全結晶量が素地全体１００に対して１０〜６０ｗｔ
   ％であることを特徴とする衛生陶器。
2. 【請求項２】 前記素地の構成成分の内、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎ
   ａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏなどのアルカリ酸化物とＣａＯ、ＭｇＯ、
   ＢａＯ、ＢｅＯアルカリ土類酸化物の総量に対するアル
   カリ土類酸化物の比率が１５ｗｔ％以上であることを特
   徴とする請求項１に記載の衛生陶器。
3. 【請求項３】 前記素地が結晶として石英を含む場合、
   その量が素地全体に対して４０ｗｔ％以下であることを
   特徴とする請求項１又は２に記載の衛生陶器。
4. 【請求項４】 前記素地が結晶としてムライトを含み、
   その量が素地全体に対して１０ｗｔ％以上であることを
   特徴とする請求項１〜３に記載の衛生陶器。
5. 【請求項５】 前記素地が結晶としてコランダムを含む
   ことを特徴とする請求項１〜４に記載の衛生陶器。
6. 【請求項６】 前記素地が結晶としてコランダムを含
   み、コランダムの量が素地全体を１００とすると３０ｗ
   ｔ％以下であることを特徴とする請求項５に記載の衛生
   陶器。
7. 【請求項７】 素地原料を成形する工程、必要に応じて
   必要な部位に施釉する工程、１１００〜１３００℃の温
   度で焼成する工程を含む方法により作成可能な衛生陶器
   であって、 前記素地原料は、粘土質鉱物、石英、Ｌｉ₂Ｏ含有原料
   と、必要に応じてアルカリ含有原料、アルカリ土類含有
   原料を含有し、 前記Ｌｉ₂Ｏ含有原料の量は、Ｌｉ₂Ｏの量が前記素地原
   料に対し０．０５〜１ｗｔ％になるよう調整し、 前記粘土質鉱物はカオリナイト、ディッカイト、ハロイ
   サイト、セリサイト、パイロフィライトから選ばれた少
   なくとも1種類を含む鉱物であり、 前記石英の量は前記素地原料に対し４０ｗｔ％以下であ
   り、 前記素地粘土質鉱物の量は前記素地原料に対し３０〜９
   ０ｗｔ％であり、 前記素地原料は、レーザー回折粒度測定器に基づく平均
   粒子径が３〜１０μｍとなるように粒度調整されている
   ことを特徴とする衛生陶器。
8. 【請求項８】 素地原料を成形する工程、必要に応じて
   必要な部位に施釉する工程、１１００〜１３００℃の温
   度で焼成する工程を含む方法により作成可能な衛生陶器
   であって、 前記素地原料は、粘土質鉱物、石英、コランダム、Ｌｉ
   ₂Ｏ含有原料と、必要に応じてアルカリ含有原料、アル
   カリ土類含有原料を含有し、 前記Ｌｉ₂Ｏ含有原料の量は、Ｌｉ₂Ｏの量が前記素地原
   料に対し０．０５〜１ｗｔ％になるよう調整されてお
   り、 前記粘土質鉱物はカオリナイト、ディッカイト、ハロイ
   サイト、セリサイト、パイロフィライトから選ばれた少
   なくとも1種類を含む鉱物であり、 前記石英の量は前記素地原料に対し４０ｗｔ％以下であ
   り、 前記コランダムの量は前記素地原料に対し３０ｗｔ％以
   下であり、 前記素地粘土質鉱物の量は前記素地原料に対し３０〜９
   ０ｗｔ％であり、 前記素地原料は、レーザー回折粒度測定器に基づく平均
   粒子径が３〜１０μｍとなるように粒度調整されている
   ことを特徴とする衛生陶器。
9. 【請求項９】 前記コランダムを前記素地原料に導入す
   る原料が、焼成ばん土頁岩であることを特徴とする請求
   項８に記載の衛生陶器。
10. 【請求項１０】 前記Ｌｉ₂Ｏ含有原料が、スポジュメ
    ンであることを特徴とする請求項７〜９に記載の衛生陶
    器。
11. 【請求項１１】 前記スポジュメンの添加量が、素地原
    料全体を１００とすると０．５〜２０wt％であることを
    特徴とする請求項１０に記載の衛生陶器
12. 【請求項１２】 前記Ｌｉ₂Ｏ含有原料が、ユークリプ
    タイト、ペタライト、炭酸リチウムの中から選ばれた少
    なくとも1種類であることを特徴とする請求項７〜９に
    記載の衛生陶器。
13. 【請求項１３】 前記アルカリ土類含有原料がドロマイ
    トであることを特徴とする請求項７〜１２に記載の衛生
    陶器。
14. 【請求項１４】 前記素地の吸水率が１％以下であるこ
    とを特徴とする請求項１〜１３に記載の衛生陶器。
15. 【請求項１５】 前記素地の焼成時の軟化変形量が２５
    ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１４に記載
    の衛生陶器。
16. 【請求項１６】 前記素地の曲げ強度が９０ＭＰａ以上
    であることを特徴とする請求項１〜１５に記載の衛生陶
    器。
17. 【請求項１７】 前記釉薬層は前記素地よりも，熱膨張
    係数が０〜３０×１０^-7（／℃）（５０〜６００℃）小
    さい釉薬であることを特徴とする請求項１〜１６に記載
    の衛生陶器。
18. 【請求項１８】 前記素地の熱膨張係数が５０〜８０×
    １０^-7（／℃）（５０〜６００℃）であることを特徴と
    する請求項１〜１７に記載の衛生陶器。
19. 【請求項１９】 前記成形する工程における成形方法が
    泥漿鋳込み成形法であることを特徴とする請求項７〜１
    ８に記載の衛生陶器。
20. 【請求項２０】 前記衛生陶器は、手洗い器、洗面器、
    小便器、大便器、便器タンク、便器サナ、流し、ベビー
    バスの何れかであることを特徴とする請求項１〜１９に
    記載の衛生陶器。