JP2021169394A - 陶磁器、陶磁器の製造方法、陶磁器製造用顆粒およびその製造方法 - Google Patents
陶磁器、陶磁器の製造方法、陶磁器製造用顆粒およびその製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
黒鉛粒子と、カオリンを主体とする粘土とを、造粒して顆粒となす造粒工程を備え、前記黒鉛粒子の粒径が10メッシュ以下であり、前記カオリンを主体とする粘土の粒径が40メッシュ以下であり、前記顆粒の平均粒径が0.3〜0.6mmであり、前記黒鉛粒子と前記カオリンを主体とする粘土の質量比が97:3〜70:30である、陶磁器製造用顆粒の製造方法。
黒鉛粒子と、カオリンを主体とする粘土と、を造粒してなる顆粒であって、前記黒鉛粒子の粒径が10メッシュ以下であり、前記カオリンを主体とする粘土の粒径が40メッシュ以下であり、前記顆粒の平均粒径が0.3〜0.6mmであり、前記黒鉛粒子と前記カオリンを主体とする粘土の質量比が97:3〜70:30である、陶磁器製造用顆粒。
上記の製造方法によって得られた陶磁器製造用顆粒を用いて坏土を作製する坏土作製工程と、前記坏土を用いて成形品を作製する成形品作製工程と、前記成形品を焼成して陶磁器となす焼成工程と、を備え、前記焼成工程は、前記成形品を非酸化性雰囲気で焼成する工程である、陶磁器の製造方法。
成形品を、炭素粉末を含んだ炭素系粒子中に配置し、焼成する工程とすることができる。
炭素粉末を含んだ炭素系粒子が配置された容器内に、成形品と炭素系粒子とが接触しないように成形品を配置し、焼成する工程とすることができる。
黒鉛粒子が混合された坏土を成形した成形品を焼成してなる陶磁器であって、前記坏土はカオリンを含み、前記陶磁器に含まれる前記黒鉛粒子の質量割合が5〜80質量%である。
以下に、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
陶磁器製造用顆粒は、黒鉛粒子と、カオリンとを造粒したものである。
黒鉛粒子に用いる黒鉛は特に限定されることはなく、天然黒鉛(鱗片状黒鉛、鱗状黒鉛、土状黒鉛など)、人造黒鉛などを使用することができる。これらの黒鉛は、熱伝導性が高いため好ましい。人造黒鉛の粉末は、概ね2800℃以上の温度で黒鉛化処理された人造黒鉛ブロックを粉砕することによって得ることができる。また、黒鉛ブロックを加工して様々な黒鉛製品が作製されるが、この際に発生する加工粉を黒鉛粒子として使用すると、資源の有効活用につながるため好ましい。黒鉛粒子の粒径は、例えば10メッシュ以下とし、好ましくは40メッシュ以下、70メッシュ以下などとする。
カオリンは、カオリナイト(Al4[Si4O10](OH)8)を主成分とする粘土である。カオリンは作製される顆粒に可塑性を付与し成形性を向上させることができるため、好ましい。
カオリンを主体とする粘土は、カオリナイトの質量が50質量%以上の粘土である。カオリンを主体とする粘土の粒径は40メッシュ以下とし、100メッシュ以下であることがより好ましく、200メッシュ以下であることがさらに好ましい。
造粒工程では、適宜、水分の調整を行いながら造粒を行ってもよい。製造される顆粒全質量に占める最終的な水分の質量割合は、0.5〜10質量%であることが好ましく、2〜5質量%であることがより好ましく、2〜3質量%であることがさらに好ましい。
次に、陶磁器製造用顆粒の製造方法について説明する。
次に、上記陶磁器製造用顆粒を用いた陶磁器の製造方法について詳細に説明する。
上記の陶磁器製造用顆粒に、必要に応じて他の陶磁器用粘土、水、カルボキシメチルセルロースなどの糊剤や長石などの石粉などを混合し、混錬して坏土を作製する。混練は、市販のミキサー、土練機等を用いて行うことができる。
坏土を用いて成形品を作製する方法、すなわち成形方法は、ローラーマシン成形、水ごて成形、プレス成形、鋳込み成形、押出成形など、公知の成形方法を採用することができる。成形により、皿、マグカップなどの食器、土鍋、陶板焼き用の陶板などの加熱調理器など、所望の形状にする。
本発明にかかる陶磁器の製造方法では、成形品内部の黒鉛粒子の酸化消耗を防止する方法、非酸化性の雰囲気で焼成する方法を採用する。この方法は特に限定されないが、次のような方法を採用することができる。
成形品を、炭素粉末を含んだ炭素系粒子中に配置し、焼成する。
炭素粉末を含んだ炭素系粒子が配置された容器内に、成形品と炭素系粒子とが接触しないように成形品を配置し、焼成する。
(陶磁器製造用顆粒の作製)
黒鉛粒子としては、市販の人造黒鉛を製品化加工した際に得られた人造黒鉛の加工粉を用いた。本加工粉(黒鉛粒子)は、40メッシュの篩に掛けて、篩を通過したものを用いた。市販のカオリンを用意し、40メッシュの篩に掛けて、篩を通過したものを用いた。
上記顆粒50質量部(黒鉛粒子40質量部、カオリン10質量部)、蛙目粘土(石英粒を含むカオリン質の粘土)30質量部、セリサイト20質量部を、合計2kgとなるように調合し、小型アイリッヒミキサーを用いて適量の水(おおむね、560g)及びカルボキシメチルセルロースを加えて混錬し、坏土を作製した。
坏土をプレス成形用に調整し、凡そ長さ75mm、幅25mm、厚み7mmの板になるよう成形し、成形品を作製した(実施例1−1)。
人造黒鉛粒子をムライト・コージライト質耐火物製の略直方体の匣鉢(大きさは外表面での長さ285mm×285mm×高さ160mm)に収め、その粉末内に成形品が埋まるようにした。その後、匣鉢の上部は、炭化ケイ素の板で蓋をした。この状態で、市販の電気炉を用いて1300℃で焼成を行った。
略直方体のムライト・コージライト質耐火物製の小さな匣鉢(大きさは外表面での長さ130mm×130mm×高さ110mm)と、上記と同様の大きな匣鉢とを用意した。小さな匣鉢の底に人造黒鉛粒子を厚みが約7mmとなるように敷き、その上に人造黒鉛製の板(厚み8mm)を敷いた。この板の上に実施例1−5にかかる成形品を置き、人造黒鉛製の板で蓋をした。この小さな匣鉢を、人造黒鉛粒子が収められた大きな匣鉢に収め、上部を炭化ケイ素の板で蓋をした。この状態で、市販の電気炉を用いて、7時間かけて1300℃まで昇温し、この温度での保持時間を1.5時間として、焼成を行った。
顆粒を30質量部、蛙目粘土を30質量部、セリサイトを40質量部とした以外は、実施例1と同様の方法で実施例2(2−1〜2−5)に係る陶磁器を作製した。黒色系或いはいぶし銀の色調を有する割れ欠け等のない陶磁器(焼成品)であった。なお、黒色の度合いは、実施例1よりも弱かった。また、釉薬を施した表面は、貫入はなかった。
顆粒を20質量部、蛙目粘土を30質量部、セリサイトを50質量部とした以外は、実施例1と同様の方法で実施例3(3−1〜3−5)に係る陶磁器を作製した。黒色系或いはいぶし銀の色調を有する割れ欠け等のない陶磁器(焼成品)であった。なお、黒色の度合いは、実施例1、2よりも弱かった。また、釉薬を施した表面は、貫入はなかった。
顆粒を20質量部、蛙目粘土を30質量部、磁選長石を50質量部とした以外は、実施例1と同様の方法で実施例4(4−1〜4−5)に係る陶磁器を作製した。黒色系或いはいぶし銀の色調を有する割れ欠け等のない陶磁器(焼成品)であった。なお、黒色の度合いは、実施例1、2よりも弱かった。また、釉薬を施した表面は、貫入はなかった。
顆粒を70質量部、蛙目粘土を30質量部とした以外は、実施例1と同様の方法で実施例5(5−1〜5−5)に係る陶磁器を作製した。黒色系或いはいぶし銀の色調を有する割れ欠け等のない陶磁器(焼成品)であった。なお、黒色の度合いは、実施例1よりも強かった。また、釉薬を施した表面は、貫入はなかった。
顆粒を80質量部、蛙目粘土を20質量部とした以外は、実施例1と同様の方法で実施例6(6−1〜6−5)に係る陶磁器を作製した。黒色系或いはいぶし銀の色調を有する割れ欠け等のない陶磁器(焼成品)であった。なお、黒色の度合いは、実施例1よりも強かった。また、釉薬を施した表面は、貫入はなかった。
実施例1−4で作製した、茶碗形状の成形品を用い、次の焼成条件で焼成して、実施例7にかかる陶磁器を得た。
実施例1で用いた匣鉢の底に人造黒鉛粒子を厚みが約8mmとなるように敷き、その上に人造黒鉛製(厚み8mm)の板を敷いた。その人造黒鉛製の板の上に成形品を配置した。その後、匣鉢の上部は、炭化ケイ素の板で蓋をした。成形品の焼成は、市販の電気炉を用いて1300℃で行った。陶磁器の上部が黄色系の色彩となり、その他は全体に黒色が薄いいぶし銀系の色調となった。
実施例1−4で作製した、茶碗形状の成形品を用い、次の焼成条件で焼成して、実施例8にかかる陶磁器を得た。
実施例1−4と同様に小さな匣鉢と、大きな匣鉢とを用意した。小さな匣鉢の底に人造黒鉛粒子を厚みが約7mmとなるように敷き、その上に炭化ケイ素製の板(厚み8mm)を敷いた。この板の上に成形品を置き、人造黒鉛製の板で蓋をした。この小さな匣鉢を、人造黒鉛粒子が収められた大きな匣鉢に収め、上部を炭化ケイ素の板で蓋をした。この状態で、市販の電気炉を用いて7時間かけて1300℃まで昇温し、この温度での保持時間を1.5時間として、焼成を行った。陶磁器が、全体に黒色が薄いいぶし銀系の色調となった。
顆粒を10質量部、蛙目粘土を50質量部、セリサイトを40質量部とした以外は、実施例1と同様の方法で比較例2に係る陶磁器を作製した。
比較例1は黒鉛を含まない土鍋用陶磁器(ペタライト系)である。市販の素地をプレス成形し、炭素系粒子を周囲に含まない環境で、7時間かけて1300℃まで昇温し、この温度での保持時間を1.5時間として、焼成を行って比較例1に係る陶磁器を作製した。
実施例1〜6、9、比較例1の、長さ75mm、幅25mm、厚み7mmの、釉薬が施されていない板状の陶磁器のかさ密度を、実際の質量を体積で除することにより算出した。
図4に示すような試験機器を用いて、熱伝達性を調べた。実施例1〜6、9(それぞれの枝番号が1のもの)、比較例1で作成した、長さ75mm、幅25mm、厚み7mmの、釉薬が施されていない板状の陶磁器を、試験片30として用いた。
実施例1〜6、9(それぞれの枝番号が1のもの)、比較例1で作成した、釉薬が施されていない板状の陶磁器を、試験片として用いた。フラッシュアナライザー(ネッチ・ジャパン製)のXeランプを用いたキセノンフラッシュ法により、熱伝導率を測定した。この結果を下記表1に示す。なお、実施例1〜6、9では、10×10×2(厚み)[mm]、比較例1では、10×10×3(厚み)[mm]の試験片を用いた。比較例1における試験片では、スプレー塗料を用いて表面を黒色にした。
図1は実施例1−4、図2は実施例7、図3は実施例8にかかる陶磁器の外観写真である。また、下記表2に、これらの焼成条件と色合いについてまとめて示す。実施例1−4では、炭素系粒子に埋められた状態で焼成しており、この炭素系粒子から炭素が浸透しつつ焼成されて、黒色が強くなっている。実施例8では、成形品と炭素系粒子との距離が実施例1−4よりも遠く、その分黒色度が小さくなっている。また、実施例7では、その上方側は炭化ケイ素で蓋をしたために近くに存在する炭素量が特に少なく、上部は炭素の浸透による発色がない状態(黄色系)となっている。
2 人造黒鉛板
4 K熱電対
5 データロガー
6 配線
30 試験片
Claims (9)
- 黒鉛粒子と、カオリンを主体とする粘土とを、造粒して顆粒となす造粒工程を備え、
前記黒鉛粒子の粒径が10メッシュ以下であり、
前記カオリンを主体とする粘土の粒径が40メッシュ以下であり、
前記顆粒の平均粒径が0.3〜0.6mmであり、
前記黒鉛粒子と前記カオリンを主体とする粘土の質量比が97:3〜70:30である、
陶磁器製造用顆粒の製造方法。 - 前記造粒工程は、前記黒鉛粒子と、前記カオリンを主体とする粘土と、水と、を混合した泥しょうを、スプレードライヤーを用いて造粒する工程である、
請求項1に記載の陶磁器製造用顆粒の製造方法。 - 黒鉛粒子と、カオリンを主体とする粘土と、を造粒してなる顆粒であって、
前記黒鉛粒子の粒径が10メッシュ以下であり、
前記カオリンを主体とする粘土の粒径が40メッシュ以下であり、
前記顆粒の平均粒径が0.3〜0.6mmであり、
前記黒鉛粒子と前記カオリンを主体とする粘土の質量比が97:3〜70:30である、陶磁器製造用顆粒。 - 前記黒鉛粒子が人造黒鉛粒子である、
ことを特徴とする請求項3に記載の陶磁器製造用顆粒。 - 請求項1又は2に記載の製造方法によって得られた陶磁器製造用顆粒を用いて坏土を作製する坏土作製工程と、
前記坏土を用いて成形品を作製する成形品作製工程と、
前記成形品を焼成して陶磁器となす焼成工程と、を備え、
前記焼成工程は、前記成形品を非酸化性雰囲気で焼成する工程である、陶磁器の製造方法。 - 前記焼成工程は、前記成形品を、炭素粉末を含んだ炭素系粒子中に配置し、焼成する工程である、請求項5に記載の陶磁器の製造方法。
- 前記焼成工程は、炭素粉末を含んだ炭素系粒子が配置された容器内に、前記成形品と前記粉末とが接触しないように前記成形品を配置し、焼成する工程である、請求項5に記載の陶磁器の製造方法。
- 黒鉛粒子が混合された坏土を成形した成形品を焼成してなる陶磁器であって、
前記坏土はカオリンを含み、
前記陶磁器に含まれる前記黒鉛粒子の質量割合が5〜80質量%である、陶磁器。 - 前記黒鉛粒子が人造黒鉛粒子であり、
前記坏土は、セリサイトを前記坏土の固形分全質量に対して10〜60質量%含む、
ことを特徴とする請求項8に記載の陶磁器。
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