JP2022017960A - 高機能陶磁器 - Google Patents
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Abstract
Description
また、釉薬中にミル粉砕した溶融シリカ、珪砂および長石を添加し、該釉薬を基材表面に塗布し、800℃~1300℃で焼成することで、表面の凹凸を低減し、汚れを容易に除去することができる衛生陶器についても報告されている(例えば特許文献4、5、6参照)。
すなわち、本発明は以下の通りである。
[1]その表面上に釉薬層を有する陶磁器であって、
該釉薬層を構成する釉薬が、全固形分100質量%に対して20~50質量%の平均粒径10~500nmの球状シリカ粒子および0.5~3.0質量%のMgOを含有し、
該釉薬層の表面に対する油滴の接触角が、幅高さ法により測定して25~50°であり、
該釉薬層の表面が、全長が1~800mmであり、幅が100~1000μmであり、かつ深さが100~1000μmである1以上の溝を有し、該溝の開口面積の合計が該釉薬層の全表面積の30~90%を占有する、
陶磁器。
[2]球状シリカ粒子の平均粒径が50~300nmである、[1]記載の陶磁器。
[3]釉薬層の表面に対する油滴の接触角が、幅高さ法により測定して30~40°である、[1]または[2]記載の陶磁器。
[4]その表面上に釉薬層を有する陶磁器の製造方法であって、
該陶磁器をアルカリ溶液に浸漬する工程を包含し、
該釉薬層を構成する釉薬が、全固形分100質量%に対して20~50質量%の平均粒径10~500nmの球状シリカ粒子および0.5~3.0質量%のMgOを含有し、
該釉薬層の表面が、全長が1~800mmであり、幅が100~1000μmであり、かつ深さが100~1000μmである1以上の溝を有し、該溝の開口面積の合計が該釉薬層の全表面積の30~90%を占有する、
製造方法。
[5]陶磁器を9~14のpHおよび10~90℃の温度を有するアルカリ溶液に10分~24時間浸漬する工程を包含する、[4]記載の製造方法。
[6]アルカリ溶液が水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化バリウムからなる群より選ばれる少なくとも1種を含む、[4]または[5]記載の製造方法。
また、本発明の陶磁器の製造方法は、所定の組成を有する釉薬から構成される釉薬層をその表面上に有し、該釉薬層の表面が所定の寸法の溝を有しかつ該溝の開口面積の合計が該釉薬層の全表面積の所定の割合を占有する陶磁器をアルカリ溶液に浸漬する工程を包含し、この工程により、釉薬層の表面に対する油滴の接触角が幅高さ法により測定して25~50°となり、該表面の撥油性を改善して油汚れ除去性能を向上させることができる。
本発明の陶磁器は、その表面上に釉薬層を有し、
該釉薬層を構成する釉薬が、全固形分100質量%に対して20~50質量%の平均粒径10~500nmの球状シリカ粒子および0.5~3.0質量%のMgOを含有し、
該釉薬層の表面に対する油滴の接触角が、幅高さ法により測定して25~50°であり、
該釉薬層の表面が、全長が1~800mmであり、幅が100~1000μmであり、かつ深さが100~1000μmである1以上の溝を有し、該溝の開口面積の合計が該釉薬層の全表面積の30~90%を占有する。
釉薬層を構成する釉薬中の球状シリカ粒子の含有量は、全固形分100質量%に対して20~50質量%であり、好ましくは25~45質量%であり、より好ましくは30~40質量%である。含有量が20質量%未満であると、撥油性の効果が低く、水洗時の流水の力を利用して油汚れを落とす効果が低下するという問題がある。一方、含有量が50質量%を超えると、焼成時にクリストバライト生成量が増加し、釉薬層に亀裂が発生しやすくなるという問題がある。
本発明の陶磁器の製造方法は、その表面上に釉薬層を有し、該釉薬層を構成する釉薬が、全固形分100質量%に対して20~50質量%の平均粒径10~500nmの球状シリカ粒子および0.5~3.0質量%のMgOを含有し、該釉薬層の表面が、全長が1~800mmであり、幅が100~1000μmであり、かつ深さが100~1000μmである1以上の溝を有し、該溝の開口面積の合計が該釉薬層の全表面積の30~90%を占有する陶磁器をアルカリ溶液に浸漬する工程を包含する。
(2)上記(1)で形成した素地の表面(例えば、最終的に食器として使用する場合、食材が触れる内面)に、最終的に得られる陶磁器の釉薬層の表面が、全長が1~800mmであり、幅が100~1000μmであり、かつ深さが100~1000μmである1以上の溝を有し、該溝の開口面積の合計が該釉薬層の全表面積の30~90%を占有するよう、1以上の溝を形成する。
(3)上記(2)で得られた溝を形成した素地を充分乾燥し、800~950℃で素焼きを行う。
(4)全固形分100質量%に対して20~50質量%の平均粒径10~500nmの球状シリカ粒子および0.5~3.0質量%のMgOを含有する釉薬を調製する(例えば、球状シリカ粒子を水に分散し、一定時間静置した後、上澄みを採取することで、微粒の粒子だけを抽出する水簸処理を行い、1μm以上の粗粒子を含まない平均粒径10~500nmの球状シリカ粒子を得る。この球状シリカ粒子を市販の釉薬に添加し、全固形分100質量%に対して20~50質量%の球状シリカ粒子および0.5~3.0質量%のMgOを含有するよう配合調整する。)。
(5)上記(3)で得られた素焼きした素地の表面に、上記(4)で調製した釉薬を施し、1200~1350℃で焼成する(最終的に得られる陶磁器の釉薬層の表面が、全長が1~800mmであり、幅が100~1000μmであり、かつ深さが100~1000μmである1以上の溝を有し、該溝の開口面積の合計が該釉薬層の全表面積の30~90%を占有するよう、釉薬中の水分量等により釉薬層の厚さを適宜調整する。)。
(6)上記(5)で得られた焼結体を室温まで冷却する。
(7)上記(6)で冷却した焼結体に対し、上記「アルカリ溶液に浸漬する工程」を行う。
(8)上記(7)でアルカリ溶液に浸漬した焼結体を充分に水洗した後、乾燥する。
基礎となる釉薬を固形分濃度で60質量%(SiO2:40質量%、Al2O3:10質量%、MgO:1.0質量%、CaO:3.0質量%、Na2O:1.5質量%、K2O:4.5質量%)と、平均粒径180nmの球状シリカ粒子を固形分濃度で40質量%とをボールミルにより充分に湿式混合し、最終的な球状シリカ粒子の含有量が40質量%およびMgOの含有量が1.0質量%となるよう調整した。一方、素地については、陶土を用いて、100mm×100mmで厚さ5mmの陶板を圧力鋳込み成形により作製し、表面にブラシで、全長100mm、幅800μmおよび深さ200μmの直線状の溝を50本削り、乾燥後、900℃で素焼きを行った。素焼きした陶板の溝をつけた面に調製した釉薬を施し、1300℃で還元焼成を行った。得られた焼結体を冷却後、20℃でpH13の水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、室温で16時間静置した。その後、焼結体を充分に水洗および乾燥し、陶磁器の試験サンプル(接触角34°;釉薬層の表面は、全長が90mmであり、幅が720μmであり、かつ深さが180μmである50本の直線状の溝を有し、該溝の開口面積の合計が該釉薬層の全表面積の40%を占有する)を得た。得られたサンプルを45度の角度で壁に立て掛けた。立て掛けたサンプル表面に食用油を10滴滴下し、30分経過後、洗浄瓶から水を吹きかけ、油の落ち易さを目視で観察した。その結果、100ml量の流水で、釉薬層の表面から油が剥がれるように容易に流れ落ちていくのが確認された。
また、得られた陶磁器の試験サンプルの釉薬層の表面の電子顕微鏡写真を図1に示す。
実施例1と同様の手順で1300℃での還元焼成まで行った焼結体について、冷却後、アルカリ溶液に浸漬することなく、水洗と乾燥のみ行い、陶磁器の試験サンプル(接触角24°;釉薬層の表面は、全長が90mmであり、幅が720μmであり、かつ深さが180μmである50本の直線状の溝を有し、該溝の開口面積の合計が該釉薬層の全表面積の40%を占有する)を得た。得られたサンプルを45度の角度で壁に立て掛けた。その後、立て掛けたサンプル表面に食用油を10滴滴下し、30分経過後、洗浄瓶から水を吹きかけ、油の落ち易さを目視で観察した。その結果、200ml量の流水でも釉薬層の表面から全ての油を落とすことはできなかった。このことから、焼成後のアルカリ溶液への浸漬が、油の落ち易さに影響を及ぼすことが判明した。
基礎となる釉薬を固形分濃度で65質量%(SiO2:42質量%、Al2O3:13質量%、MgO:1.5質量%、CaO:3.1質量%、Na2O:1.1質量%、K2O:4.3質量%)と、平均粒径220nmの球状シリカ粒子を固形分濃度で35質量%とをボールミルにより充分に湿式混合した。混合後の釉薬について化学分析を行った結果、MgOの含有量は1.5質量%であった。この釉薬を陶土の陶板に施釉し、1300℃で還元焼成を行った。得られた焼結体について亀裂発生の有無を目視により観察するとともに、X線回折装置を用いて釉薬層の結晶相の同定を行った。その結果、目視により亀裂の発生は認められず、また結晶相についても図2に示すように、亀裂を引き起こすクリストバライトの生成が、石英量と比べても少ないことが確認された。
基礎となる釉薬を固形分濃度で65質量%(SiO2:42質量%、Al2O3:12.5質量%、MgO:0.3質量%、CaO:3.8質量%、Na2O:1.5質量%、K2O:4.9質量%)と、平均粒径220nmの球状シリカ粒子を固形分濃度で35質量%とをボールミルにより充分に湿式混合した。混合後の釉薬について化学分析を行った結果、MgOは0.3質量%であった。この釉薬を陶土の陶板に施釉し、1300℃で還元焼成を行った。得られた焼結体について亀裂発生の有無を目視により観察するとともに、X線回折装置を用いて釉薬層の結晶相の同定を行った。その結果、目視により多くの微細な亀裂が発生しており、また結晶相についても図3に示すように、クリストバライトの生成が、石英量と比べても非常に多いことが確認された。このことから、釉薬の組成がクリストバライト生成に影響を及ぼすことが判明した。
基礎となる釉薬を固形分濃度で55質量%(SiO2:37.9質量%、Al2O3:9.0質量%、MgO:0.7質量%、CaO:2.1質量%、Na2O:1.2質量%、K2O:4.1質量%)と、平均粒径240nmの球状シリカ粒子を固形分濃度で45質量%とをボールミルにより充分に湿式混合し、最終的な球状シリカ粒子の含有量が45質量%およびMgOの含有量が0.7質量%となるよう調整した。一方、素地においては、陶土を用いて、100mm×100mmで厚さ5mmの陶板を圧力鋳込み成形により作製し、表面にブラシで、全長100mm、幅200μmおよび深さ100μmの直線状の溝を300本削り、乾燥後、900℃で素焼きを行った。素焼きした陶板の溝をつけた面に調製した釉薬を施し、1300℃で還元焼成を行った。得られた焼結体を冷却後、70℃でpH10の水酸化ナトリウム水溶液に30分間浸漬した。その後、焼結体を充分に水洗および乾燥し、陶磁器の試験サンプル(接触角38°;釉薬層の表面は、全長が90mmであり、幅が180μmであり、かつ深さが90μmである300本の直線状の溝を有し、該溝の開口面積の合計が該釉薬層の全表面積の60%を占有する)を得た。得られたサンプルを45度の角度で壁に立て掛けた。立て掛けたサンプル表面に食用油を10滴滴下した後、洗浄瓶から水を吹きかけ、油の落ち易さを目視で観察した。その結果、100ml量の流水でも、釉薬層の表面から油が剥がれるように容易に流れ落ちていくのが確認された。
実施例2と同様の手順で圧力鋳込み成形した素地について、その表面に溝を入れず成形したままの平滑な状態で乾燥後、900℃で素焼きを行った。その後は実施例2と同様、得られた焼結体を冷却後、70℃でpH10の水酸化ナトリウム水溶液に30分間浸漬した。その後、焼結体を充分に水洗および乾燥し、陶磁器の試験サンプル(接触角31°)を得た。得られたサンプルを45度の角度で壁に立て掛けた。立て掛けたサンプル表面に食用油を10滴滴下した後、洗浄瓶から水を吹きかけ、油の落ち易さを目視で観察した。その結果、100ml量の水流では釉薬層の表面から全ての油を落とすことはできなかった。このことから、油の落ち易さには、流水の力を利用することも非常に有効で、表面形状の影響が大きいことが確認された。
Claims (6)
- その表面上に釉薬層を有する陶磁器であって、
該釉薬層を構成する釉薬が、全固形分100質量%に対して20~50質量%の平均粒径10~500nmの球状シリカ粒子および0.5~3.0質量%のMgOを含有し、
該釉薬層の表面に対する油滴の接触角が、幅高さ法により測定して25~50°であり、
該釉薬層の表面が、全長が1~800mmであり、幅が100~1000μmであり、かつ深さが100~1000μmである1以上の溝を有し、該溝の開口面積の合計が該釉薬層の全表面積の30~90%を占有する、
陶磁器。 - 球状シリカ粒子の平均粒径が50~300nmである、請求項1記載の陶磁器。
- 釉薬層の表面に対する油滴の接触角が、幅高さ法により測定して30~40°である、請求項1または2記載の陶磁器。
- その表面上に釉薬層を有する陶磁器の製造方法であって、
該陶磁器をアルカリ溶液に浸漬する工程を包含し、
該釉薬層を構成する釉薬が、全固形分100質量%に対して20~50質量%の平均粒径10~500nmの球状シリカ粒子および0.5~3.0質量%のMgOを含有し、
該釉薬層の表面が、全長が1~800mmであり、幅が100~1000μmであり、かつ深さが100~1000μmである1以上の溝を有し、該溝の開口面積の合計が該釉薬層の全表面積の30~90%を占有する、
製造方法。 - 陶磁器を9~14のpHおよび10~90℃の温度を有するアルカリ溶液に10分~24時間浸漬する工程を包含する、請求項4記載の製造方法。
- アルカリ溶液が水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化バリウムからなる群より選ばれる少なくとも1種を含む、請求項4または5記載の製造方法。
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