JP2006176374A

JP2006176374A - 耐熱陶器及びその製造方法

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Publication number: JP2006176374A
Application number: JP2004372604A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Kumamoto; 哲弥熊本
Original assignee: GINPO TOKI KK
Current assignee: GINPO TOKI KK
Priority date: 2004-12-24
Filing date: 2004-12-24
Publication date: 2006-07-06

Abstract

【課題】充分な熱伝導性等を有しつつ、優れた意匠性を発揮可能な耐熱陶器を提供する。
【解決手段】耐熱陶器の素地に炭化珪素を含有させた場合、焼成中に炭化珪素に起因する気泡が発生し陶器表面の釉薬層にピンホールが生じやすく、意匠製性の劣る耐熱陶器となる。その課題を解決すべく、素地と釉薬層との間に高耐火度かつ非ガラス質の化粧層を設けることを考えた。即ち、耐熱陶器は、リチウムアルミノケイ酸塩及び炭化ケイ素を含有する素地１０と、素地１０上に形成されたガラス質の釉薬層３０とを備え、素地１０と釉薬層３０との間には、高耐火度かつ非ガラス質の化粧層２０が設けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は耐熱陶器及びその製造方法に関する。

耐熱陶器としての例えば土鍋は、リチウムアルミノケイ酸塩を含有する素地と、その素地上に形成されたガラス質の釉薬層とを備えている。

このような土鍋は一般的に以下の製造方法によって製造される。まず、成形工程において、リチウムアルミノケイ酸塩としての例えばペタライトの粉末と、木節粘土とを用意し、これらを所定の割合で水とともに混練することにより陶土とする。この陶土を用い、土鍋形状の成形体を成形する。次に、施釉工程において、成形体の特定の部分の上に釉薬を施釉し、施釉品とする。そして、焼成工程において、施釉品を焼成し、成形体が焼結してなる素地と、この素地上に形成され、釉薬がガラス化したガラス質の釉薬層とからなる土鍋を得る。

このようにして得られる一般的な土鍋は、リチウムアルミノケイ酸塩を含有する素地が低い熱膨張性を付与することから、高い耐熱性の下で内部の食品の調理を可能とするとともに、素地が金属よりも高い比熱を有することから、高い保温性も発揮することができる。

しかし、上記従来の耐熱陶器は、素地が金属よりも高い比熱を有することにより、高い保温性を発揮する一方、熱伝導性が充分ではない。このため、例えば、土鍋においては、食品を早期に加熱することができず、調理に長時間を要することとなっている。

この点、炭化ケイ素（ＳｉＣ）を主成分とした煉瓦等において、良好な熱伝導性、耐スポーリング性及び耐摩耗性を有することが知られていることから、上記土鍋等の耐熱陶器においても、炭化ケイ素を素地に含有させることが考えられる。すなわち、素地に炭化ケイ素を含有させた耐熱陶器では、炭化ケイ素に基づく良好な熱伝導性ばかりでなく、耐スポーリング性及び耐摩耗性も期待できるからである。なお、素地が高い比熱を有する限り、耐熱陶器の高い保温性も維持できると考えられる。

しかしながら、発明者の試験結果によれば、炭化ケイ素を素地に含有させると、焼成中に炭化ケイ素に起因すると考えられる気泡により、耐熱陶器の表面の釉薬層にピンホールが生じやすく、意匠性の劣る耐熱陶器になってしまうことが明らかとなった。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、充分な熱伝導性等を有しつつ、優れた意匠性を発揮可能な耐熱陶器を提供することを解決すべき課題としている。

発明者は、炭化ケイ素を含有させた成形体から生じる気泡によって釉薬層が影響を受けないようにすれば、上記課題を解決できることができると考察した。そして、かかる考察の下に試験を行い、素地と釉薬層との間に高耐火度かつ非ガラス質の化粧層を設けることが有効であることを確認し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明の耐熱陶器は、リチウムアルミノケイ酸塩及び炭化ケイ素を含有する素地と、該素地上に形成されたガラス質の釉薬層とを備えた耐熱陶器であって、
前記素地と前記釉薬層との間には、高耐火度かつ非ガラス質の化粧層が設けられていることを特徴としている。

本発明の耐熱陶器は、リチウムアルミノケイ酸塩を含有する素地による高い耐熱性及び保温性を有しつつ、炭化ケイ素を含有する素地による充分な熱伝導性、耐スポーリング性及び耐摩耗性を有する。

また、本発明の耐熱陶器には、素地と釉薬層との間に高耐火度かつ非ガラス質の化粧層が設けられている。発明者の試験結果によれば、これにより釉薬層にピンホールが生じ難くなる。焼成中に炭化ケイ素を含有させた成形体から生じる気泡が釉薬層側に移行することをその化粧層が抑制し、釉薬層が気泡の影響を受け難くなるからであると考えられる。

したがって、本発明の耐熱陶器は、充分な熱伝導性等を有しつつ、優れた意匠性を発揮することができる。

また、本発明の耐熱陶器は、化粧層によって色や模様が与えられ得ることから、これによっても優れた意匠性を発揮することができる。

化粧層は、高耐火度かつ非ガラス質のものであれば、種々のものを採用することができる。例えば、蝋石、陶石、粘土、長石等のアルミノケイ酸塩鉱物、珪石等の粉末により、化粧層を構成することができる。粘土としては、カオリン鉱物、セリサイト、モンモリロナイト、イライト、蛙目粘土、木節粘土等を採用することができる。

発明者の試験結果によれば、蝋石、陶石及びカオリン鉱物からなる化粧層を採用することが好ましい。この化粧層は、非ガラス質であり、高い耐火度を有するからである。化粧層はジルコン、チタニア、ベンガラ、コバルト酸化物等の顔料を有し得る。

本発明の耐熱陶器は以下の製造方法により製造可能である。すなわち、本発明の耐熱陶器の製造方法は、リチウムアルミノケイ酸塩及び炭化ケイ素を含有する成形体を成形する成形工程と、
該成形体上に化粧土からなる下層を施釉し、第１施釉品とする第１施釉工程と、
該第１施釉品の該下層上に釉薬からなる上層を施釉し、第２施釉品とする第２施釉工程と、
該第２施釉品を焼成し、該成形体が焼結してなる素地と、該素地上に形成され、該下層が焼結してなり、高耐火度かつ非ガラス質の化粧層と、該化粧層上に形成され、該上層がガラス化したガラス質の釉薬層とからなる耐熱陶器を得る焼成工程とを備えていることを特徴とする。

この製造方法では、まず、成形工程において、リチウムアルミノケイ酸塩及び炭化ケイ素を含有する成形体を成形する。

リチウムアルミノケイ酸塩は、Ｌｉ₂Ｏ、Ａｌ₂Ｏ₃及びＳｉＯ₂を主成分とし、焼成後に低熱膨張性を発揮するものである。この具体例としては、ペタライト（Ｌｉ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−８ＳｉＯ₂）、ユークリプタイト（Ｌｉ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−２ＳｉＯ₂）、βスポジュメン（Ｌｉ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−４ＳｉＯ₂）等を採用することができる。

成形体は、リチウムアルミノケイ酸塩及び炭化ケイ素の他、木節粘土等の粘土を含有し得る。リチウムアルミノケイ酸塩、炭化ケイ素及び粘土の混合割合は、リチウムアルミノケイ酸塩１００質量部に対し、炭化ケイ素１〜３００質量部、粘土３５〜３００質量部であり得る。炭化ケイ素が１質量部未満では、炭化ケイ素による効果を期待し難く、炭化ケイ素が３００質量部を超えると、リチウムアルミノケイ酸塩による効果が損なわれやすい。また、粘土が３５質量部未満では、成形体への成形が困難であり、粘土が３００質量部を超えると、リチウムアルミノケイ酸塩や炭化ケイ素による効果が損なわれやすい。

成形体の成形方法としては、動力ろくろ成形、ローラーマシン成形、水びき成形（手びき）等のろくろ成形、タタラ成形、湿式プレス成形、圧力鋳込み成形（圧搾鋳込み）、排泥鋳込み成形（ガバ込み）等を採用することができる。

そして、第１施釉工程では、成形体上に化粧土からなる下層を施釉し、第１施釉品とする。化粧土としては、上記蝋石、陶石、粘土等の粉末を採用することができる。釉薬が透明なガラス質の釉薬層を形成するものであれば、化粧土の色や模様が耐熱陶器の表面に付与される。化粧土もジルコン、チタニア、ベンガラ、コバルト酸化物等の顔料を有し得る。

この後、第２施釉工程として、第１施釉品の下層上に釉薬からなる上層を施釉し、第２施釉品とする。

釉薬としては種々のものを採用することができる。融点の高い釉薬を採用することが好ましい。本発明の耐熱陶器は、例えば土鍋において明らかなように、高温下で使用され、融点の低い釉薬を採用すると、釉薬が使用中に溶融するおそれがあり、耐久性が損なわれるからである。例えば、融点が８００°Ｃ程度の釉薬では、ガラス化温度が５００°Ｃ〜６００°Ｃ程度となり、この傾向が顕著である。この点、公知の土鍋には融点が１２００°Ｃ程度の釉薬が使用されており、本発明の耐熱陶器においてもこのような融点が１２００°Ｃ程度の釉薬を採用することが好ましい。顔料を加えた釉薬を用いることも可能である。

この後、焼成工程として、第２施釉品を焼成する。焼成温度は、成形体の調合割合、化粧土の組成及び釉薬の組成によって選択する。公知の土鍋においては、１２００°Ｃ程度で焼成を行うが、上記のように融点が１２００°Ｃ程度の釉薬を採用する場合には、同様の温度で焼成を行うことができる。酸化雰囲気又は還元雰囲気で焼成を行うことができる。これにより、成形体が焼結してなる素地と、素地上に形成され、下層が焼結してなり、高耐火度かつ非ガラス質の化粧層と、化粧層上に形成され、上層がガラス化したガラス質の釉薬層とからなる耐熱陶器が得られる。

本発明の製造方法において、第１施釉工程では、下層を成形体上に施釉した後、素焼きして第１施釉品とすることもできる。こうして、素焼きを行えば、第２施釉工程において、第１施釉品に釉薬からなる上層を施釉しやすく、優れた外観の耐熱陶器が得られる。

なお、炭化ケイ素を含有するセラミックスは、炭化ケイ素が体積固有抵抗を低下させることから、電磁誘導によって加熱され得ることが知られている（例えば、特開２００４−２９９９１３号公報、特開２００２−１６７２６６号公報、特開２００３−３２５２９８号公報）。このため、本発明の耐熱陶器も電磁誘導によって加熱され得るものとなる。また、本発明の耐熱陶器は加熱によって遠赤外線を放射する性質も有する。

以下、試験例１〜３により本発明を説明する。

まず、成形工程において、リチウムアルミノケイ酸塩としてのペタライト粉末（粒径；８０メッシュアンダー）と、炭化ケイ素粉末（粒度；ＪＩＳ規格Ｒ６００１による６００番、純度；９６％以上）と、木節粘土とを用意した。ペタライト粉末１００質量部に対し、炭化ケイ素粉末３３．３質量部と木節粘土８８．９質量部とを混合し、これらを水とともに混練し、陶土を得る。

そして、この陶土を用いて石膏型に押型成形することにより、図１に示すように、複数の成形体１を得た。成形体１の寸法は４０×７０×５（ｍｍ）である。

また、第１施釉工程において、蝋石粉末、陶石粉末、カオリン粉末、珪石粉末、長石粉末、ペタライト粉末、蛙目粘土及びジルコン粉末を用意し、これらを水とともに混合し、表１に示す第１〜３化粧土を用意した。

そして、図２に示すように、各成形体１上に第１〜３化粧土からなる下層２を施釉し、試験例１〜３の第１施釉品４を得た。第１化粧土を用いた第１施釉品４が試験例１のものであり、第２化粧土を用いた第１施釉品４が試験例２のものであり、第３化粧土を用いた第１施釉品４が試験例３のものである。

また、表２に調合割合を示す釉薬原料により釉薬を製造した。

そして、図３に示すように、各第１施釉品４の下層２上に釉薬からなる上層３を施釉し、試験例１〜３の第２施釉品５とした。各第２施釉品５は各第１施釉品４に対応している。

この後、焼成工程として、各第２施釉品５を電気窯内の酸化雰囲気下で焼成する。焼成条件としては、はじめの６時間で１０００°Ｃまで昇温し、次の１時間３０分で１２００°Ｃまで昇温し、それに続く２時間で１２５０°Ｃまで昇温した後、４時間３０分をかけて１０００°Ｃまで温度を下げ、その後、電気窯内を加温することなく各第２施釉品５を放置して冷却した。

こうして、図４に示すように、成形体１が焼結してなる素地１０と、素地１０上に形成され、下層２からなる化粧層２０と、化粧層２０上に形成され、上層３がガラス化した釉薬層３０とからなる試験例１〜３の試験片６を得た。各試験片６が土鍋等の耐熱陶器に相当する。

試験例１〜３全ての試験片６は、リチウムアルミノケイ酸塩を含有する素地１０による高い耐熱性及び保温性を有しつつ、炭化ケイ素を含有する素地１０により、充分な熱伝導性、耐スポーリング性及び耐摩耗性を有する。

一方、試験例１の試験片６は、釉薬層３０にピンホールを生じていないことが確認された。試験例１の化粧土からなる下層２は、素地１０と釉薬層３０との間において高耐火度かつ非ガラス質の化粧層２０になっていた。このため、焼成中に炭化ケイ素を含有させた成形体１から生じる気泡が釉薬層３０側に移行することを化粧層２０が抑制し、釉薬層３０が気泡の影響を受けないと考えられる。

また、試験例２の試験片６は、その釉薬層３０にややピンホールを生じていることが確認された。試験例２の化粧土からなる下層２は、耐火度が試験例１の化粧土よりやや劣るからである。このため、試験例２の化粧土よりも試験例１の化粧土の方が好ましいことがわかる。

さらに、試験例３の試験片６は、釉薬層３０にピンホールを生じていた。試験例３の化粧土からなる下層２が低耐火度かつガラス質の化粧層２０になっているからである。このため、試験例３の化粧土よりも試験例２の化粧土が好ましく、さらに試験例２の化粧土よりも試験例１の化粧土の方が好ましいことがわかる。

したがって、試験例１、２の試験片６、特に試験例１の試験片６は、充分な熱伝導性等を有しつつ、優れた意匠性を発揮できることがわかる。

また、各試験片６は、化粧層２０によって色や模様が与えられることとなるため、これによっても優れた意匠性を発揮することができる。

図５に示す土鍋７を試験例１、２の試験片６、特に試験例１の試験片６と同様に製造することが可能である。この土鍋７は本体７ａ及び蓋７ｂとからなる。本体７ａは、底側裏面を除いて、素地１０と化粧層２０と釉薬層３０とからなり、底側裏面は素地１０が剥き出しになっている。蓋７ｂも素地１０と化粧層２０と釉薬層３０とからなる。本体７ａの底側裏面は、素地１０のままでもよく、素地１０に化粧層２０だけを設けてもよい。

この土鍋７は、試験例１、２の試験片６、特に試験例１の試験片６と同様、充分な熱伝導性等を有しつつ、優れた意匠性を発揮できることがわかる。

本発明に係る耐熱陶器は、土鍋、陶器製炭、陶器製網、陶器皿、陶器製フライパン、釜等に利用可能である。

試験例に係り、成形体の模式拡大断面図である。試験例に係り、第１施釉品の模式拡大断面図である。試験例に係り、第２施釉品の模式拡大断面図である。試験例に係り、試験片の模式拡大断面図である。土鍋の断面図である。

符号の説明

１０…素地
３０…釉薬層
６、７…耐熱陶器（６…試験片、７…土鍋）
２０…化粧層
２…下層
４…第１施釉品
３…上層
５…第２施釉品

Claims

リチウムアルミノケイ酸塩及び炭化ケイ素を含有する素地と、該素地上に形成されたガラス質の釉薬層とを備えた耐熱陶器であって、
前記素地と前記釉薬層との間には、高耐火度かつ非ガラス質の化粧層が設けられていることを特徴とする耐熱陶器。
前記化粧層は、蝋石、陶石及びカオリン鉱物からなることを特徴とする請求項１記載の耐熱陶器。
リチウムアルミノケイ酸塩及び炭化ケイ素を含有する成形体を成形する成形工程と、
該成形体上に化粧土からなる下層を施釉し、第１施釉品とする第１施釉工程と、
該第１施釉品の該下層上に釉薬からなる上層を施釉し、第２施釉品とする第２施釉工程と、
該第２施釉品を焼成し、該成形体が焼結してなる素地と、該素地上に形成され、該下層が焼結してなり、高耐火度かつ非ガラス質の化粧層と、該化粧層上に形成され、該上層がガラス化したガラス質の釉薬層とからなる耐熱陶器を得る焼成工程とを備えていることを特徴とする耐熱陶器の製造方法。