JP2003246667A - 陶磁器 - Google Patents

陶磁器

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JP2003246667A
JP2003246667A JP2002049457A JP2002049457A JP2003246667A JP 2003246667 A JP2003246667 A JP 2003246667A JP 2002049457 A JP2002049457 A JP 2002049457A JP 2002049457 A JP2002049457 A JP 2002049457A JP 2003246667 A JP2003246667 A JP 2003246667A
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drying
clay
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particle diameter
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JP2002049457A
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Hidemi Ishikawa
秀美 石川
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Toto Ltd
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Toto Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 乾燥工程において成形体素地クラックを生じ
ること無しに乾燥工程を簡略化、かつ、時間を大幅に短
縮できる陶磁器を提供すること。 【解決手段】 陶石、珪石、蝋石、シャモット、バン土
頁岩に代表される骨格形成原料と蛙目粘土、木節粘土、
チャイナクレー、ボールクレーに代表される可塑性原
料、および、石灰石、長石、ドロマイトに代表される焼
結助剤原料からなる素地原料に、水、所定量の解膠剤を
加え、素地泥漿を準備する調製工程と、素地泥漿を所定
の型に流し込み成形体を得る成形工程と、脱型後の成形
体を所定の温度雰囲気中で乾燥する乾燥工程と、必要に
応じて成形体の必要な部分に施釉する施釉工程と、焼成
工程とを含む方法により製造可能な陶磁器であって、前
記乾燥工程における前記成形体の乾燥収縮率が2.0%
以下である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、大便器、小便器、
洗面器などの衛生陶器に代表される陶磁器に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的に、鋳込み成形で成形される陶磁
器製品の乾燥工程において、脱型後、急激な乾燥を行う
と成形体素地内の水分差を原因とした成形体素地クラッ
クを生じる。したがって、徐々に乾燥を促進し、できる
だけ乾燥が均一となるように、低温または常温雰囲気中
で一次乾燥を行うか、もしくは、ビニールシートなどに
より急乾を防ぎ、その後、高温雰囲気中で完全乾燥を行
う。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな乾燥工程を経ることにより、乾燥方法が煩雑化、か
つ、時間を要することになり、さらにこのように徐々に
乾燥を行った場合においても、完全乾燥後、成形体素地
にクラックが生じる場合があった。
【0004】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、乾燥工程において成形体素地クラ
ックを生じること無しに、乾燥工程を簡略化、かつ、時
間を大幅に短縮できる陶磁器を提供することにある。
【0005】
【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、陶石、珪石、蝋石、シャモット、バン土頁
岩に代表される骨格形成原料と蛙目粘土、木節粘土、チ
ャイナクレー、ボールクレーに代表される可塑性原料、
および、石灰石、長石、ドロマイトに代表される焼結助
剤原料からなる素地原料に、水、所定量の解膠剤を加
え、素地泥漿を準備する調製工程と素地泥漿を所定の型
に流し込み成形体を得る成形工程と、脱型後の成形体を
所定の温度雰囲気中で乾燥する乾燥工程と、必要に応じ
て前記成形体の必要な部分に施釉する施釉工程と、焼成
工程とを含む方法により製造可能な陶磁器であって、前
記乾燥工程における前記成形体の乾燥収縮率が2.0%
以下、好ましくは1.7%以下であることを特徴とする
陶磁器を提供する。そうすることで、脱型後の成形体を
高温雰囲気中で急激な乾燥を行った場合においても、成
形体素地クラックを生じること無しに、乾燥工程を簡略
化、かつ、時間を大幅に短縮できる。
【0006】ここで、乾燥工程における成形体素地の焼
成収縮率は、幅30mm、厚み15mm、長さ260m
mの成形体テストピースの表面に150mm間隔の寸法
線を入れ、脱型後45℃の乾燥器内に24時間保持した
後、さらに110℃の乾燥器内に3時間以上保持し、寸
法線の間隔をノギス等で測定し算出したものである。
【0007】本発明の好ましい態様においては、素地原
料における骨格形成原料のレーザー回折式粒度測定器に
より測定する平均粒子径(D50)が10〜40μmであ
り、かつ、前記骨格形成原料のレーザー回折式粒度測定
器により測定する10%累積粒子径をD10、90%累積
粒子径をD90とした場合、20μm≦|D90−D10|≦
100μmであり、かつ、調製工程における素地泥漿の
固形分体積率が52%以上、好ましくは54%以上であ
るようにする。このように骨格形成原料の粒度分布を制
御することによって、可塑性原料との混合により粒度配
合効果が得られ、成形体の充填率が高められる。かつ、
素地泥漿の固形分体積率を大きくすることによって、成
形体の充填率がさらに向上し、結果として、大きく乾燥
収縮を低減することができる。したがって、素地クラッ
クを生じること無しに、乾燥工程を簡略化、かつ、時間
を大幅に短縮できる。ここで、素地泥漿の固形分体積率
を上げるためには、水分添加率を低減する必要がある
が、一般的に水分を低減すると素地原料粒子が凝集傾向
を示し、鋳込み泥漿として好ましくないものとなる。し
たがって、鋳込み泥漿には珪酸ソーダに代表される無機
系解膠剤を添加し、流動性を付与するのが一般的である
が、本発明のようにさらに固形分体積率を上げる場合、
解膠効果の優れた有機系解膠剤を併用しても良い。
【0008】ここで、素地泥漿の固形分体積率Fは以下
の方法で算出したものである。まず、素地の真比重ρを
アルキメデス法で測定する。30mm×30mm×8m
mの成形体サンプルを作製し、成形体サンプルを110
℃で24時間乾燥し、冷却したのち質量W1を測定す
る。次にサンプルをデシケータ中で減圧に保ち、白灯油
を十分浸透させる。次にサンプルを油中に自由に吊した
状態で秤量し、この値W2を求める。これらの数値から
次式によって、真比重ρを求める。また、ここでρ0
白灯油の比重である。 真比重ρ=(ρ0×W1)/(W1−W2) なお、白灯油を使用する理由は、水を使用すると成形体
サンプルが膨潤して崩壊するためである。次に素地泥漿
の含水率を泥漿の完全乾燥前後の重量から算出し、これ
をWとすると、以下の式により、素地泥漿の固形分体積
率が求められる。 固形分体積率F=1/(1+(W×ρ))×100
【0009】本発明の好ましい態様においては、前記素
地に使用される原料のうち、蛙目粘土、木節粘土、チャ
イナクレー、ボールクレーに代表される可塑性原料の含
有率が5重量%から25重量%、好ましくは5重量%か
ら15重量%であるようにする。一般的に上記のような
可塑性原料は、その一次粒子が非常に微細であるため充
填性を阻害し、かつ、吸着水、層間水のように粘土粒子
自体が比較的多い水分子を保持しているため、多量に使
用すると固形分体積率が低下する要因となる。したがっ
て、可塑性原料の含有率を25重量%以下、好ましくは
15重量%以下にする必要がある。そうすることによっ
て、素地泥漿の固形分体積率を高めることができ、結果
として、乾燥収縮率を低減することが可能となる。一
方、可塑性原料は成形性を付与する目的として、少なか
らずも含有する必要があり、5%未満になると素地自体
の可塑性が充分ではなくなり、成形工程においてクラッ
クなどの欠陥が生じやすくなり、十分な成形性を保持で
きなくなる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明に係る陶磁器は、例えば、
以下に示す2つの方法により作製可能である。 (1)陶石、長石、珪石、蝋石、シャモット、バン土頁
岩に代表される骨格形成原料のうちの複数種を混合後粒
度調整して骨格形成原料を作製する工程と、蛙目粘土、
木節粘土、チャイナクレー、ボールクレーに代表される
可塑性原料、および、石灰石、長石、ドロマイトに代表
される焼結助剤原料からなる原料に、ねらいとする素地
泥漿の固形分体積率になるように水、解膠剤を添加し、
素地泥漿を作製する工程を行った後に、素地泥漿を泥漿
鋳込み成形により成形することにより成形体素地を形成
する工程、前記成形体素地を乾燥する工程、前記成形体
素地上に必要に応じて必要な部位に釉薬をスプレー等の
方法により適用する施釉工程、1100〜1300℃の
温度で焼成する工程を順次行う。 (2)陶石、長石、珪石、蝋石、シャモット、バン土頁
岩に代表される骨格形成原料を原料毎に粒度調製を行
い、骨格形成原料を作製する工程と、蛙目粘土、木節粘
土、チャイナクレー、ボールクレーに代表される可塑性
原料、および、石灰石、長石、ドロマイトに代表される
焼結助剤原料からなる原料に、ねらいとする素地泥漿の
固形分体積率になるように水、解膠剤を添加し、素地泥
漿を作製する工程を行った後に、素地泥漿を泥漿鋳込み
成形により成形することにより成形体素地を形成する工
程、前記成形体素地を乾燥する工程、前記成形体素地上
に必要に応じて必要な部位に釉薬をスプレー等の方法に
より適用する施釉工程、1100〜1300℃の温度で
焼成する工程を順次行う。
【0011】(1)の方法は、成形体素地の充填率を向
上させるために、骨格形成原料を粒度調整行った後に可
塑性原料、焼結助剤原料を混合するものである。この場
合、骨格形成原料のレーザー回折式粒度測定器により測
定する平均粒子径(D50)が10〜40μmであり、か
つ、レーザー回折式粒度測定器により測定する10%累
積粒子径をD10、90%累積粒子径をD90とした場合、
20μm≦|D90−D10|≦100μmである。
【0012】(2)の方法においては、骨格形成原料を
原料毎に単独で粒度調整行った後、可塑性材料と混合す
るものであるが、その場合の骨格形成原料の好適な粒度
分布は(1)の場合と同様である。
【0013】(1)、(2)の方法で陶磁器を作製する
と、乾燥工程では、少なくとも長手方向の乾燥収縮率が
2%以下であるようになり、素地クラックを生じること
無しに、乾燥工程を簡略化、かつ、時間を大幅に短縮で
きる。
【0014】本発明の素地原料の構成材料は、通常の熔
化質素地原料として使用されている材料、および、耐火
物原料として使用されている材料の双方が利用できる。
ここで、熔化質素地原料とは、例えば、陶石、長石、珪
石、雲母、カオリン、蛙目粘土、木節粘土、チャイナク
レー、ボールクレー、ドロマイトなどであり、耐火物原
料とは、例えば、蝋石、バン土頁岩、シャモット、蝋石
粘土、耐火粘土、フリントクレー、ボーキサイト、マグ
ネシアクリンカーなどである。
【0015】
【実施例】図1に、本発明において成形性および乾燥工
程におけるクラック発生状況を評価するために作製した
洗面器を示し、図2に本発明の比較例と実施例の素地調
合と物性値、乾燥クラック発生状況を示す。素地調製方
法は、比較例1、2および実施例1では、骨格形成原料
であるセリサイト陶石、カオリン陶石および可塑性原料
であるチャイナクレー、蛙目粘土、焼結助剤原料である
長石、ドロマイトを所定量秤量し、水と解膠剤として珪
酸ソーダを適量添加したものを一括してポットミル中で
湿式粉砕した。また、実施例2〜5では、骨格形成原料
として、セリサイト陶石、カオリン陶石を所定量秤量
し、水と解膠剤として珪酸ソーダ、場合によっては有機
系解膠剤を適量添加したものを狙いの粒度分布となるま
でポットミル中で湿式粉砕し、可塑性原料としてチャイ
ナクレー、蛙目粘土を、焼結助剤原料として長石、ドロ
マイトを所定量秤量し、骨格形成原料泥漿と混合し、素
地泥漿を作製した。次に、素地泥漿を乾燥収縮測定用サ
ンプルの所定形状に成形可能な石膏型に流し込み、着肉
成形後に脱型し、成形体テストピースを成形した。成形
体テストピースは、45℃で24時間乾燥した後、11
0℃で3時間以上乾燥し、乾燥収縮率を求めた。また、
図1に示す洗面器を成形可能な石膏型に流し込み、着肉
成形後に脱型し、直ちに45℃で24時間乾燥し、乾燥
クラックの発生状況を評価した。
【0016】比較例1は一般的な陶磁器組成であり、固
形分体積率は48.2%と低く、結果として、乾燥収縮
も2.42%と大きいことから、乾燥工程において大き
くクラックが発生している。比較例2は比較例1と同一
組成でありながら、水分量を極力低減し、有機系解膠剤
を添加することにより解膠性を向上させ、素地泥漿の固
形分体積率を50.5%まで高めたものであり、乾燥収
縮率も2.25%と小さくなっているが、依然として乾
燥工程においてクラックが発生している。
【0017】実施例1は比較例2の可塑性原料であるチ
ャイナクレー、蛙目粘土を減量したものである。比較例
2と比較して、素地泥漿の固形分体積率が向上し、その
結果、乾燥収縮率が小さくなっている。しかしながら、
乾燥工程において若干の微小クラックが発生している。
実施例2は比較例3の骨格形成原料と可塑性原料を分割
調合し、骨格形成原料が所定の粒度分布となった後、混
合したものである。この素地泥漿では、固形分体積率が
54.8%と高くなっており、また、乾燥収縮率も1.
53%と非常に小さくなっている。結果として、乾燥工
程において乾燥クラックは全く発生していない。
【0018】実施例3は、実施例2の骨格形成原料の粒
度分布において、平均粒子径を8.3μmと微粒にし、
|D90−D10|=18.3とシャープな分布に設定した
ものである。その結果、固形分体積率が50.8%と低
下し、乾燥収縮率が大きくなり、乾燥クラックが発生し
ている。実施例4は、骨格形成原料の粒度分布におい
て、平均粒子径を45.2μmと粗粒にしたものであ
り、固形分体積率が51.1%と多少向上したものの乾
燥収縮率2.03%で微小クラックが発生している。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、乾燥工程において成形
体素地クラックを生じること無しに、乾燥工程を簡略
化、かつ、乾燥時間を大幅に短縮できる陶磁器を提供可
能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る乾燥工程におけるクラック発生状
況を評価した洗面器。
【図2】本発明の実施例と比較例の素地調合と物性値お
よび乾燥クラック発生状況

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 陶石、珪石、蝋石、シャモット、バン土
    頁岩に代表される骨格形成原料と蛙目粘土、木節粘土、
    チャイナクレー、ボールクレーに代表される可塑性原
    料、および、石灰石、長石、ドロマイトに代表される焼
    結助剤原料からなる素地原料に、水、所定量の解膠剤を
    加え、素地泥漿を準備する調製工程と、 素地泥漿を所定の型に流し込み成形体を得る成形工程
    と、 脱型後の成形体を所定の温度雰囲気中で乾燥する乾燥工
    程と、 必要に応じて前記成形体の必要な部分に施釉する施釉工
    程と、 焼成工程とを含む方法により製造可能な陶磁器であっ
    て、 前記乾燥工程における前記成形体の乾燥収縮率が2.0
    %以下であることを特徴とする陶磁器。
  2. 【請求項2】 前記乾燥収縮率が1.7%以下であるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の陶磁器。
  3. 【請求項3】 前記骨格形成原料のレーザー回折式粒度
    測定器により測定する平均粒子径(D50)が10〜40
    μmであり、かつ前記骨格形成原料のレーザー回折式粒
    度測定器により測定する10%累積粒子径をD10、90
    %累積粒子径をD90とした場合、20μm≦|D90−D
    10|≦100μmであり、かつ前記調製工程における素
    地泥漿の固形分体積率が52%以上であることを特徴と
    する請求項1または2に記載の陶磁器。
  4. 【請求項4】 前記骨格形成原料のレーザー回折式粒度
    測定器により測定する平均粒子径(D50)が10〜40
    μmであり、かつ前記骨格形成原料のレーザー回折式粒
    度測定器により測定する10%累積粒子径をD10、90
    %累積粒子径をD90とした場合、20μm≦|D90−D
    10|≦100μmであり、かつ前記調製工程における素
    地泥漿の固形分体積率が54%以上であることを特徴と
    する請求項1または2に記載の陶磁器。
  5. 【請求項5】 前記可塑性原料の含有率が5重量%から
    25重量%であることを特徴とする請求項1〜4記載の
    陶磁器。
  6. 【請求項6】 前記可塑性原料の含有率が5重量%から
    15重量%であることを特徴とする請求項1〜4記載の
    陶磁器。
  7. 【請求項7】 前記陶磁器は、洗面器、小便器、大便
    器、ベビーバス、便器のサナ、手洗器、流し、便器タン
    クのいずれかであることを特徴とする請求項1〜6記載
    の陶磁器。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101056996B1 (ko) 2009-02-26 2011-08-16 경기도 도자기용 무유소지 조성물 및 이를 이용한 도자기 제조방법
CN104961438A (zh) * 2015-06-25 2015-10-07 福建省德化县瑞成陶瓷有限公司 可加速酒精醇化的陶制酒缸坯料配方及制备方法
CN106082980A (zh) * 2016-06-17 2016-11-09 钦州市永和坭兴陶艺有限公司 坭兴陶的填泥工艺
CN112010630A (zh) * 2019-05-29 2020-12-01 吉林市龙投非金属产业开发有限公司 一种土料烧结制品

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