JP2004010428A

JP2004010428A - 衛生陶器の製造方法

Info

Publication number: JP2004010428A
Application number: JP2002166397A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Hasegawa; 長谷川　　義之; Tomoyasu Ichiki; 一木　智康; Satoshi Horiuchi; 堀内　　智; Hiroyuki Takada; 高田　　宏行; Mitsuyoshi Machida; 町田　　光義
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2002-06-07
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】一般的な工程で製造された既存の衛生陶器を再加工することにより、表面釉薬層がマット状になることを防止し、かつ、長期に渡って汚れを容易に除去できる機能を維持する、大便器・小便器・手洗器・洗面器・手洗い付便器タンクなどの衛生陶器を製造すること。
【解決手段】陶器素地表面に着色性釉薬層が形成されている陶器焼成品を準備する工程と、前記着色性釉薬層の上に焼成後にＢ_２Ｏ_３を含む非晶質である成分のみからなる釉薬原料を適用する工程と、前記焼成時の焼成温度よりも１０〜２００℃低い温度で焼成することにより表面釉薬層を形成する工程とを含むことを特徴とする衛生陶器の製造方法。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長期に渡って汚れを容易に除去できる機能を維持する、大便器・小便器・手洗器・洗面器・手洗い付便器タンクなどの衛生陶器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、大便器・小便器・手洗器・洗面器・手洗い付便器タンクなどの衛生陶器では、一般的には陶器素地表面に釉薬原料を一層適用し、１１００〜１３００℃で焼成して最終製品とする。その際の釉薬原料としては、天然原料であるけい砂（石英）、長石等を主原料とし、その他、乳濁剤としてのジルコンおよび着色剤として顔料を添加していた。
【０００３】
しかし、上記のような従来の方法では釉薬層表面に石英粒子が完全にガラス化されずに残存し凹部を形成する。また、ジルコン粒子および顔料粒子が表面に露出して凸部を形成する。そのため、表面粗さ（Ｒａ）が触針式表面粗さ測定装置（ＪＩＳ−Ｂ０６５１）による測定で０．０７μｍ以上であり、釉薬表面に汚れが付着しやすく、また落ち難くなっていた。
【０００４】
そこで、この問題を解決するために衛生陶器素地上に着色性の第１釉薬層と第２釉薬層を設け、第２の釉薬層には予め溶融された非晶質の釉薬を用いることおよび微粒化により焼成後の残留石英量を極力低減させる方法、及び第２の釉薬層にはジルコンと顔料の添加を行なわない方法等（ＷＯ９９／６１３９２）を提案し、陶器表面の表面粗さ（Ｒａ）が触針式表面粗さ測定装置（ＪＩＳ−Ｂ０６５１）による測定で０．０７μｍ未満である汚れの付着しにくく、また汚れを容易に除去可能な衛生陶器を完成するに至った。
さらに、上記提案を検討した結果、既存の衛生陶器を再加工することによっても、陶器表面の表面粗さ（Ｒａ）が触針式表面粗さ測定装置（ＪＩＳ−Ｂ０６５１）による測定で０．０７μｍ未満である汚れの付着しにくく、また汚れを容易に除去可能な衛生陶器を製造する方法があることを見出した（特開２０００−３０２５８０号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の方法では初めに焼成した場合よりも低い温度で焼成するのが一般的であるが、上記ＷＯ９９／６１３９２で提案した第２の釉薬層をそのまま適用し、少し低めの温度で焼成すると第２の釉薬層が結晶化してしまい、マット状模様が発生し、所望の釉薬面が得られない現象が起きてしまっていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、本出願人は上記課題を解決すべく検討した結果、再焼成の際に、第２釉薬層のマット化を防ぎ、且つ再焼成後の陶器表面の表面粗さ（Ｒａ）が触針式表面粗さ測定装置（ＪＩＳ−Ｂ０６５１）による測定で０．０７μｍ未満で、汚れの付着しにくく、また汚れを容易に除去可能な衛生陶器を製造し得る方法があることを見出した。
【０００７】
本発明では、陶器素地表面に着色性の第１釉薬層が形成されている陶器焼成品を準備する工程と、前記着色性の第１釉薬層の上に、焼成後にＢ_２Ｏ_３を含む非晶質である成分のみからなる釉薬原料を適用する工程と、前記着色性の第１釉薬層の上に前記釉薬原料を適用した後、前記着色性の第１釉薬層の形成時の焼成温度よりも１０〜２００℃低い温度で焼成して第２釉薬層を形成する工程とを含むことを特徴とする衛生陶器の製造方法を提供する。
前記釉薬原料を焼成後にＢ_２Ｏ_３を非晶質である成分のみからなるものとするので、第２釉薬層の融点を下げることができる。その結果、着色性の第１釉薬層の形成時の焼成温度よりも低い温度で焼成しても、結晶化を防止することによって、マット化が起きないようにすることができる。
ここで、再焼成時の焼成温度低下が１０℃未満であると、初めに焼成した着色性の第１釉薬層が軟化して溶融粘性が小さくなるために、着色性の第１釉薬層と前記非晶質釉薬が混ざり合ってしまい、所望する外観と表面平滑性が得られないので不適である。また、再焼成時の焼成温度低下が２００℃以上であると、Ｂ_２Ｏ_３成分を添加して非晶質釉薬を使用したとしても結晶化を防止できず外観がマット化してしまうため不適である。従って、再焼成時の焼成温度低下は、１０〜２００℃未満にすることが望ましい。
【０００８】
本発明の好ましい態様においては、前記非晶質である成分には硼素成分を含有し、その含有量が硼素成分が前記非晶質である成分中の全金属成分に対して、酸化物換算量で０．１重量％以上３重量％未満であるようにする。
非晶質である成分に硼素成分を０．１重量％以上含有していることで、非晶質釉薬の融点を下げることができ、且つ前記硼素成分の含有量を３重量％未満とすることで前記焼成温度において適正な溶融粘性にすることができ、マット化を起こさないようにすることができる。
非晶質釉薬の融点を下げる方法としては、他にも長石の添加等が考えられるが、溶融粘性が下がり過ぎ、その結果、マット化が起きてしまうため不適であることがわかっている。
【０００９】
本発明の好ましい態様においては、前記非晶質である成分には硼素成分を含有し、その含有量が硼素成分が前記非晶質である成分中の全金属成分に対して、酸化物換算量で０．５重量％以上２重量％以下であるようにする。
非晶質である成分に硼素成分を０．５重量％以上含有していることで、非晶質釉薬の融点を下げることができ、且つ前記硼素成分の含有量を２重量％以下とすることで前記焼成温度において適正な溶融粘性にすることができ、マット化を起こさないようにすることができる。
非晶質釉薬の融点を下げる方法としては、他にも長石の添加等が考えられるが、溶融粘性が下がり過ぎ、その結果、マット化が起きてしまうため不適であることがわかっている。
【００１０】
本発明の好ましい態様においては、前記釉薬原料に対して、硼珪酸ガラスを０．３重量％以上１０重量％未満添加するようにする。
非晶質である成分からなる釉薬原料に添加する硼珪酸ガラスを０．３重量％以上１０重量％未満にすることで、非晶質釉薬の組成変化を最小限に留め、かつ適正な溶融粘性の釉薬を調製することができる。
【００１１】
本発明の好ましい態様においては、前記硼珪酸ガラス中の硼素成分の含有量が前記硼珪酸ガラス中の全金属製分に対して酸化物換算量で１重量％以上３０重量％未満、珪素成分の含有量が前記硼珪酸ガラス中の全金属製分に対して酸化物換算量で５０重量％以上８０重量％未満であるようにする。
硼珪酸ガラス中の硼素成分が１重量％以上３０重量％未満、かつ珪素成分を５０重量％以上８０重量％未満にすることで、非晶質釉薬と混合した際に、硼珪酸ガラス中の硼素成分をＢ_２Ｏ_３の状態で利用できるようにする。硼素成分が３０重量％以上、もしくは珪素成分が５０重量％未満であった場合には、硼素成分が非晶質釉薬スラリー中でイオン化するため、固体状態として利用することが難しいと考えられる。
【００１２】
本発明の好ましい態様においては、前記第２釉薬層の厚みは０．１ｍｍ以上であるようにする。
第２釉薬層の焼成後の厚みが０．１ｍｍ未満であると、その下で接する着色性の第１釉薬層の影響を受けやすくなり、陶器表面の表面粗さが大きくなる傾向にある。従って、第２釉薬層の焼成後の釉薬厚みを０．１ｍｍ以上にすることにより、製造上のバラツキにかかわらず、陶器表面の表面粗さを０．０７μｍ未満にしやすくなる。
【００１３】
本発明の好ましい態様においては、前記第２釉薬層の厚みは０．４ｍｍ未満となるようにする。
第２釉薬層の焼成後の釉薬厚みを０．４ｍｍ未満とすることで、製造上のバラツキに拘らず、流れ模様等の発生がしにくくなる。また、第２釉薬層が透明の場合、その釉薬を施す前の本来の釉薬色調に対して色調変化が生じにくくなる。
【００１４】
本発明の好ましい態様においては、前記第２釉薬層の表面粗さ（Ｒａ）が、触針式表面粗さ測定装置（ＪＩＳ−Ｂ０６５１）による測定で０．０７μｍ未満であるようにする。
そうすることにより、汚れの付着しにくく、また汚れを容易に除去することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明は、例えば、大便器、小便器、洗面器、手洗器、手洗い付便器タンク等の衛生陶器に利用できる。また、大便器においては、ボール面、トラップ部、リム裏等、小便器においては、ボール面、トラップ部、サナ等、洗面器、手洗器、手洗い付便器タンクにおいては、ボール面等の汚れの付着しやすい一部分への適用も有効である。
【００１６】
釉薬原料には、例えば、珪砂、長石、石灰石等の天然鉱物粒子の混合物や非晶質釉薬が使用できる。ここで、非晶質釉薬とは、上記のような天然鉱物粒子等の混合物からなる釉薬原料を高温で溶融し、ガラス化させた釉薬をいい、例えば、フリット釉薬が好適に利用可能である。
また、顔料とは、例えば、コバルト化合物、鉄化合物であり、乳濁剤とは、例えば、ジルコン、酸化錫等である。
【００１７】
本発明においては、まず焼成後に非晶質である成分のみからなる釉薬原料を準備するため、珪砂、長石、石灰石等の天然鉱物粒子の混合物と非晶質釉薬とを、両者の合計和に対する非晶質釉薬の割合が望ましくは５０〜９９重量％、より望ましくは６０〜９０重量％になるように混合する。さらに、これらの釉薬原料に硼珪酸ガラスを両者の合計和に対する硼珪酸ガラスの割合が望ましくは０．１〜１０重量％、より望ましくは０．３〜３重量％になるように混合し、これをボールミル等で混合し、必要に応じて粉砕し目的物を得る。
【００１８】
次いで、既に一般的な衛生陶器の製造工程により、陶器表面に釉薬層が施され焼成された衛生陶器の表面に、さらにその上から前記硼珪酸ガラスを含有した非晶質の釉薬原料を少なくとも一部分に適用することにより第２釉薬層を形成する。ここで少なくとも一部分とは、例えば、大便器におけるボール面、トラップ部、リム裏等の汚れやすい一部分への適用、および大便器等の全体への適用の双方をさす。また適用方法は、スプレーコート、ディップコート、フローコート、印刷等の周知の方法が利用できる。
【００１９】
その後、前記着色性の第１釉薬層形成時の焼成温度より１０〜２００℃低い温度で焼成することにより、第２釉薬層がその下の着色性の第１釉薬層と固着し、表面粗さ（Ｒａ）が触針式表面粗さ測定装置（ＪＩＳ−Ｂ０６５１）による測定で０．０７μｍ未満、好ましくは０．０５μｍ未満の優れた表面平滑性を有する衛生陶器となる。
【００２０】
【実施例】
（実施例１）
【００２１】
【表１】

【００２２】
（１）焼成後に非晶質である成分のみからなる釉薬スラリーの準備
表１の組成からなる天然鉱物原料と、表１と同一組成で予め１３００〜１４５０℃にて溶融し、水中で急冷してガラスフリットとした非晶質釉薬とを、両者の合計和に対する非晶質釉薬の割合が５０〜９９重量％になるように調製した釉薬原料に、さらにこの調製された釉薬原料と硼珪酸ガラスとを、両者の合計和に対する硼珪酸ガラスの割合が１０％（Ｂ_２Ｏ_３量は２．０％）になるように混合し、この釉薬原料２Ｋｇと水１Ｋｇ及び球石４Ｋｇを、容積６リットルの陶器製ポットに入れ、レーザー回折式粒度分布計を用いた粉砕後の釉薬スラリーの粒度測定結果が、１０μｍ以下が６７％、５０％平均粒径（Ｄ５０）が６．０μｍになるように、ボールミルにより粉砕を行い、釉薬スラリーＡを得た。
【００２３】
（２）陶器素地表面に着色性の第１釉薬層が形成されている一般的な陶器焼成品の準備
陶石、長石、粘土等を原料として調製した衛生陶器素地泥漿を用いて、７０×１５０ｍｍ板状試験片の成形体（図１の１１）および大便器の成形体を鋳込み成形により作製した。また、表１の組成に乳濁剤であるジルコン（ＺｒＳｉＯ_４）と顔料を加え、これをボールミル等で粉砕して一般的な着色性の釉薬スラリーＢを調製した。上記板状試験片の成形体（図１の１１）および大便器の成形体の表面に、スプレーコーティング法により釉薬スラリーＢを適用（図１の１２）し、１１５０〜１２００℃で焼成することにより、図１に示すような試験片及び大便器の焼成品を作製した。
【００２４】
（３）第２釉薬層を形成する加工
上記一般的な大便器及びその試験片の焼成品（図１）の表面に、上記釉薬スラリーＡをスプレーコーティング法により適用（図２の２３）した。この時、板状試験片については、着色性の第１釉薬層厚みを０．４ｍｍ、透明の第２釉薬層厚みを０．２ｍｍとした。その後、前記大便器及び板状試験片を、焼成温度１１４０℃、１１００℃、１０６０℃で焼成することにより、図２に示すような板状試験片及び大便器の再焼成品を作製した。
【００２５】
（４）評価
上記の如くして得られた板状試験片の再焼成品については、第２釉薬層の表面粗さＲａの測定、外観欠点の確認を行った。
表面粗さは触針式表面粗さ測定器（ＪＩＳ−Ｂ０６５１）を用い、中心線表面粗さ（Ｒａ）を測定した。また、外観欠点は、目視により確認を行った。
その結果、表面粗さＲａは、１１４０℃焼成品が０．０４５μｍ、１１００℃焼成品が０．０５０μｍ、１０６０℃焼成品が０．０５５μｍであった。また、何れの焼成温度においても、釉薬層の外観欠点は認められなかった。このように、Ｂ_２Ｏ_３成分を含む非晶質釉薬を適用して再焼成することにより、優れた表面平滑性と外観を同時に満足する衛生陶器が得られるようになる。さらに、大便器についても同様の確認を行い、表面粗さ及び外観は試験片と同傾向であることを確認した。
【００２６】
（実施例２）
実施例１において調製した釉薬スラリーＡに対して、硼珪酸ガラスの割合を２．５％（Ｂ_２Ｏ_３量０．５％）とした釉薬スラリーＣを用いた以外は、同一の条件で板状試験片及び大便器の再焼成品を、焼成温度１１４０℃で焼成することにより評価を行った。
その結果、表面粗さＲａは、１１４０℃焼成品が０．０５０μｍであり、釉薬層の外観欠点は認められなかった。このように、Ｂ_２Ｏ_３成分を含む非晶質釉薬を適用して再焼成することにより、優れた表面平滑性と外観を同時に満足する衛生陶器が得られるようになる。さらに、大便器についても同様の確認を行い、表面粗さ及び外観は試験片と同傾向であることを確認した。
【００２７】
（比較例１）
実施例１において調製した釉薬スラリーＡに対して、硼珪酸ガラスの割合を０％（Ｂ_２Ｏ_３量０％）とした釉薬スラリーＤを用いた以外は、同一の条件で板状試験片及び大便器の再焼成品を作製し、実施例１と同様の評価を行った。
その結果、表面粗さＲａは、１１４０℃焼成品が０．２００μｍ、１１００℃焼成品が０．３１０μｍ、１０６０℃焼成品が０．４５５μｍであった。また、１０６０〜１１４０℃焼成品の第２釉薬層はマット状になっているのが確認された。このように、従来技術の釉薬を適用して再焼成した場合には、第２釉薬層がマット状になり、それに伴って表面粗さが大きくなってしまっていることが分かる。
【００２８】
【表２】

【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、一般的な工程で製造された表面に釉薬層を有する既存の衛生陶器表面にＢ_２Ｏ_３を含む非晶質釉薬を適用し、第２釉薬層がマット状になることを防止し、触針式表面粗さ測定装置（ＪＩＳ−Ｂ０６５１）により測定される陶器表面の表面粗さ（Ｒａ）が０．０７μｍ未満である汚れの付着しにくく、また汚れを容易に除去可能な衛生陶器を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】既存の衛生陶器断面を示す図である。
【図２】本発明の実施例の衛生陶器断面を示す図である。
【符号の説明】
１１、２１…衛生陶器素地
１２、２２…着色性の第１釉薬層
２３…第２釉薬層

Claims

陶器素地表面に着色性の第１釉薬層が形成されている陶器焼成品を準備する工程と、前記着色性の第１釉薬層の上に第２釉薬層を形成するために、焼成後にＢ_２Ｏ_３を含む非晶質である成分のみからなる釉薬原料を前記着色性の第１釉薬層の上に適用する工程と、前記着色性の第１釉薬層の上に前記釉薬原料を適用した後、前記着色性の第１釉薬層の形成時の焼成温度よりも１０〜２００℃低い温度で焼成して前記第２釉薬層を形成する工程、とを含むことを特徴とする衛生陶器の製造方法。
前記非晶質である成分には硼素成分を含有し、その含有量が前記非晶質である成分中の全金属成分に対して酸化物換算量で０．１重量％以上３重量％未満であることを特徴とする請求項１に記載の衛生陶器の製造方法。
前記非晶質である成分には硼素成分を含有し、その含有量が前記非晶質である成分中の全金属成分に対して酸化物換算量で０．５重量％以上２重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の衛生陶器の製造方法。
前記釉薬原料に対して、硼珪酸ガラスを０．３重量％以上１０重量％未満添加することを特徴とする請求項１乃至３に記載の衛生陶器の製造方法。
前記硼珪酸ガラス中の硼素成分の含有量が前記硼珪酸ガラス中の全金属製分に対して酸化物換算量で１重量％以上３０重量％未満、珪素成分の含有量が前記硼珪酸ガラス中の全金属製分に対して酸化物換算量で５０重量％以上８０重量％未満であることを特徴とする請求項４に記載の衛生陶器の製造方法。
前記第２釉薬層の厚みは０．１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の衛生陶器の製造方法。
前記第２釉薬層の厚みは０．４ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の衛生陶器の製造方法。
前記第２釉薬層は透明であることを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の衛生陶器の製造方法。
前記第２釉薬層の表面粗さ（Ｒａ）が、触針式表面粗さ測定装置（ＪＩＳ−Ｂ０６５１）による測定で０．０７μｍ未満であることを特徴とする請求項１乃至８いずれかに記載の衛生陶器の製造方法。