JP2527152B2

JP2527152B2 - 陶磁器品及びその製造方法

Info

Publication number: JP2527152B2
Application number: JP3124889A
Authority: JP
Inventors: 秀治川合; 孝幸白井
Original assignee: 株式会社イナックス
Priority date: 1991-04-26
Filing date: 1991-04-26
Publication date: 1996-08-21
Anticipated expiration: 2011-08-21
Also published as: JPH04325455A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は水砕スラグを用いた陶
磁器品及びその製造方法に関する。

【０００２】［従来の技術及び発明が解決しようとする
課題］従来、陶磁器品は粘土，陶石，蝋石，長石，珪石
等を主原料とし、これらに所定量の水を添加して混練
し、これを成形した後焼成することによって製造してい
た。

【０００３】しかしながらかかる陶磁器品においては、
焼成前の生素地の強度が低いために欠けや破損を生じ易
く、このために特に大型製品の場合（例えば600mm×600
mm×10mm程度）にはその取扱いに細心の注意を払う必要
があった。

【０００４】またこの陶磁器品は素地成形体の乾燥工程
や焼成工程での収縮率が高く、このため成形体に反りや
亀裂が生じたり、寸法が狂ったりする問題が生じてい
た。

【０００５】そこで本発明者は、セメント及びフラック
ス成分を主材とし、これに水を添加して混練した混練物
を成形した後、焼成後においてセメントが水和反応しな
くなる高温度で成形体を焼成することを内容とする陶磁
器品の製造方法を開発し、先の特許願（特願昭６２−３
３１７７６，特願昭６３−２３０７５１）において提案
した。

【０００６】この発明によれば、焼成前の生素地段階で
セメントが水和反応して強度を発現するために高い生素
地強度が得られ、取扱中等に成形体に欠けや破損が生じ
るのを防止できる。また焼成時にセメント粒子は骨材と
して働き、素地の骨格を形成するため、焼成により製品
が大きく収縮するのが防止される。

【０００７】しかしながらこの発明の場合、陶磁器品の
製造段階で、例えば原料をミキサーで撹拌，混合したり
定量押出ポンプにて原料を押し出したりする場合等に混
練物がこれら装置・設備類に付着し、時間の経過ととも
にこれが水和硬化して固まって装置・設備等を傷めると
いった新たな問題を生じるに至った。

【０００８】例えば成形工程でトラブルが生じ、これに
伴って上記ミキサーや定量押出ポンプ等を停止させる
と、それらの内部で混練物が固まったり、装置に付着し
た混練物が空気中放置によって硬化してしまい、装置類
を傷める原因となる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するためになされたものである。而して本願の第
一の発明は陶磁器品に係るものであって、その要旨は重
量基準で、水砕スラグ１００部，フラックス成分２５〜
５００部，珪酸マグネシウム５〜５００部，該水砕スラ
グを水和硬化させるに必要な量の水和刺激剤を含有する
混練物を水和硬化後焼成して成ることにある。

【００１０】本願の別の発明は陶磁器品の製造方法に係
るもので、その要旨は重量基準で、水砕スラグ１００
部，フラックス成分２５〜５００部，珪酸マグネシウム
５〜５００部，水和刺激剤２〜３５部に水を加えて混練
した混連物を成形した後、強度発現のための養生乾燥処
理を施し、しかる後前記水砕スラグが後において水和硬
化しなくなる高温度で焼成することにある。ここで強度
発現のための乾燥処理は５０℃〜２００℃の温度範囲で
行うことが望ましい。

【００１１】［作用及び発明の効果］以上のように本願
の発明は、従来のセメント材料に代えて水砕スラグを用
いるようにし、併せて水和刺激剤を用いることを特徴と
するものである。ここで水砕スラグは、高炉で銑鉄をつ
くる際に生成する鉄以外の成分（スラグ）、或いは転炉
や電気炉で鋼をつくる際に生成するスラグを水で急冷し
てガラス化したものである。

【００１２】前述した本願の先願発明は、セメント材料
が水和反応して強度を発現することを利用し、これによ
って素地段階で所定の強度を与え、成形体が取扱中等に
欠けたり損傷したりするのを防止するようにしたもので
ある。

【００１３】そしてこのセメント材料の水和による硬化
が、また、上記装置類の劣化をもたらす原因ともなるの
である。

【００１４】本発明はこのような問題を、セメント材料
に代えて水砕スラグを用い、これと併せて水和刺激剤を
用いることにより解決したものであって、水砕スラグの
潜在水硬性を利用している。

【００１５】即ち水砕スラグはそのまま水と接触させて
も水硬性を示さないが、アルカリ刺激剤としての少量の
消石灰や硫酸塩等が存在すると水硬性を示す潜在水硬性
を有しており、しかもこの潜在水硬性によるスラグの水
和硬化は、セメント材料のように空気中放置しただけで
はあまり起こらず、これを所定温度に加温した状態に所
定時間保持することにより顕著に起こり、得られる強度
もセメント材料のそれとほぼ同等であることが分かっ
た。

【００１６】本発明はこのような着眼及び知見の下に完
成されたものである。而して本発明によれば、含水状態
の陶磁器原料を混練したり成形したりする段階では、ス
ラグの水和硬化反応が微弱であるためにこれがミキサー
やポンプ等の装置・設備類に付着してもその後の硬化の
程度が弱く、特に問題とならないのに対して、その後の
成形体に養生乾燥処理を施すことによって、セメント材
料を用いた場合と同等程度の強度を発現させることがで
き、焼成に先立って成形体を取り扱う際に欠けや損傷が
生じるのを防止できる。

【００１７】また本発明によれば焼成後においてもセメ
ント材料を用いた場合と同等の強度が得られ、硬くて強
い陶磁器品を得ることができる。

【００１８】またこの水砕スラグはセメント材料に比べ
て安価であり、製造コスト，製品コストを低減できる利
点も生ずる。

【００１９】加えて本発明によれば上記先願（特願昭６
３−２３０７５１）の解決課題としている白華の防止も
できる利点が得られる。この先願においては、フラック
ス中の塩基成分とセメント中の硫酸根との反応，更には
セメントが焼成時に分解して活性なＣａＯを生ずること
に基づいて起こる白華の発生を、陶磁器品の原料坏土中
に珪酸鉱物や珪酸アルミニウム鉱物を添加することによ
って、即ちそれら添加成分を上記塩基成分と反応させて
防止するようにしているが、本発明において採用される
水砕スラグ中には、表１３に示しているように（但し表
１３は高炉水砕スラグについてのもの）セメント材料に
比べて珪酸及び酸化アルミニウムが多く含有されてお
り、それらが白華を発生する成分と反応して固定する作
用を為すからである。

【００２０】

【表１３】

【００２１】本発明において、フラックス成分は焼成時
においてガラス融液等フラックスを生じるものであっ
て、具体的には各種のガラス粉，市販のフリット，長
石，シラス，火山灰等である。このフラックス成分は重
量基準で、水砕スラグ１００部に対して２５〜５００部
の範囲で含有させることが必要であり、望ましい範囲は
５０〜３００部である。

【００２２】また珪酸マグネシウムとしては、蛇紋岩鉱
物，タルク，緑泥岩などを好適に用いることができる。
その量としては重量基準で、水砕スラグ１００部に対し
て５〜５００部の範囲とする必要があり、望ましい範囲
は５〜３００部である。

【００２３】一方水和刺激剤としては、消石灰，セメン
ト等従来水砕スラグの水硬のために用いられる刺激剤を
採用することが可能である。この刺激剤の必要的な量範
囲は重量基準で、水砕スラグ１００部に対して２〜３５
部であり、望ましい範囲は５〜３０部である。

【００２４】本発明においては、必要に応じて他の骨材
を含有させることができる。骨材としては焼成工程にお
いて急激な膨張，収縮を生じない安定なもの、例えば陶
磁器質シャモット，川砂，海砂，珪砂，安山岩，玄武
岩，硬質砂岩，長石等を好適に用いることができる。か
かる骨材の望ましい量範囲は重量基準で、水砕スラグ１
００部に対して１５００部以下であり、より望ましい範
囲は１０〜１０００部以下である。

【００２５】本願発明の製造方法は、原料坏土を成形し
た後において強度発現のための乾燥処理を施すもので、
その乾燥処理温度としては５０℃〜２００℃の温度範囲
が望ましい。またその後の焼成処理は、後において水砕
スラグが水和硬化しない程度の高温度条件で行われ、こ
れによって陶磁器品に高強度が付与されるが、その望ま
しい温度は１１００℃以上である。

【００２６】

【実施例】次に本発明の特徴を更に明確にすべく、以下
にその実施例を詳述する。［実施例１］表１に示す各種調合材を所定比率で調合
し、これに水を加えて混練し、大きさ200mm×100mm×10
mmに加圧成形（圧力150kgf/cm²）した。これを一昼夜常
温に放置して水和養生した後１０５℃で１０時間空気中
乾燥した。その後ローラーハースキルンを用いて成形体
を最高温度１２００℃×２０分間の条件にて焼成した。

【００２７】各段階での曲げ強度，吸水率，収縮率，耐
凍害性を調べた結果、表２の通りであった。ただし表中
曲げ強度はスパン９０ｍｍ，荷重速度２ｍｍ／分にてＪ
ＩＳＡ５２０９に準じて行った。また耐凍害性試験は試
料を２４時間水中に浸漬した後−２０℃で８０分間凍結
させ、続いて３０℃の温水を２０分間散水して融解し、
これを１サイクルとして同様の操作を５００サイクルま
で行った。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】表２の結果から分るように、本発明例のも
のは養生６時間後の曲げ強度が比較例品の約１０分の１
であるが、乾燥後の曲げ強度はほぼ同程度であった。

【００３１】本発明例のものは、強度発現が遅いためミ
キサー，ポンプ等の装置内で短時間内に硬化せず、従っ
て設備トラブルを起こしにくい。反面乾燥処理後は比較
例品（セメント材料を用いたもの）と殆ど同程度の強度
を有しているので、焼成前での欠け，破損を防ぐことが
できる。また焼成後の製品は目視にて白華は認められ
ず、他の物性値も殆ど比較例品と同じであった。

【００３２】［実施例２］実施例１における空気中乾燥
処理品に対して、その表面に乾燥重量％で長石４０，炭
酸カルシウム１０，亜鉛華５，タルク２５，珪砂１０及
び蛙目粘土１０からなる釉薬のスラリーを乾燥重量で約
５０mg/cm²にてスプレー塗布した。これを最高温度１２
００℃×２０分間の条件にて焼成し、焼成品の曲げ強
度，吸水率，焼成収縮率，耐凍害性を調べた。結果が表
３に示してある。

【００３３】

【表３】

【００３４】また焼成品の外観を観察したところ、本発
明例の焼成品の面状は目視観察により比較例品と殆ど変
わらず、また目視にて白華は認められなかった。更に他
の物性値も殆ど比較例品と同じであった。この焼成品
は、釉層を有した陶磁器品として様々な分野に利用でき
る。

【００３５】［実施例３］表４に示す内容で原料を調合
し、実施例１と同様の処理を施して焼成品を得た。そし
て各段階での曲げ強度，吸水率，収縮率，耐凍害性を調
べたところ、表５の如くであった。

【００３６】

【表４】

【００３７】

【表５】

【００３８】表５からわかるように、本発明例のものは
養生６時間後の曲げ強度が比較例品の約７分の１である
が、乾燥処理後の曲げ強度はほぼ同程度となっている。
また焼成品は目視にて白華は認められず、他の物性値も
殆ど実施例１における比較例品と殆ど同じであった。

【００３９】［実施例４］実施例３における空気中乾燥
処理品に対してその表面に乾燥重量％で長石４０，炭酸
カルシウム１０，亜鉛華５，タルク２５，珪砂１０及び
蛙目粘土１０からなる釉薬のスラリーを乾燥重量で約５
０mg/cm²にてスプレー塗布した。これを実施例２と同様
の条件で焼成し、焼成後の曲げ強度，吸水率，焼成収縮
率，耐凍害性を調べた。その結果が表６に示してある。

【００４０】

【表６】

【００４１】この結果、焼成品の面状は目視観察で上記
実施例の比較例品と殆ど変わらず、また目視にて白華は
認められなかった。更に他の物性値も殆ど比較例品と同
じであった。

【００４２】［実施例５］表７に示す各種調合材を所定
比率で調合し、こに水を加えて混練した後、幅２００ｍ
ｍ，厚み１０ｍｍで押出成形し、長さ１００ｍｍに切断
した。次いでこれを実施例１と同様の条件で水和養生，
乾燥処理，焼成し、各段階での曲げ強度，吸水率，収縮
率，耐凍害性を調べた。結果が表８に示してある。

【００４３】

【表７】

【００４４】

【表８】

【００４５】この結果からわかるように、本発明例のも
のは養生６時間後の曲げ強度が比較例品の約３分の１で
あるが、高炉水砕スラグの潜在水硬性を引き出す刺激剤
の効果により、乾燥後の曲げ強度はほぼ同程度となって
いる。また焼成後の製品は目視にて白華が認められず、
他の物性値も殆ど比較例品と同じであった。

【００４６】［実施例６］実施例５における乾燥処理品
に対してその表面に乾燥重量％で長石４０，炭酸カルシ
ウム１０，亜鉛華５，タルク２５，珪砂１０及び蛙目粘
土１０からなる釉薬のスラリーを乾燥重量で約５０mg/c
m²にてスプレー塗布した。そしてこれを実施例１と同様
の条件で焼成し、焼成品の曲げ強度，吸水率，焼成収縮
率，耐凍害性を調べた。結果が表９に示してある。

【００４７】

【表９】

【００４８】この結果、焼成品の面状は目視観察により
比較例品と殆ど変わらず、また目視にて白華は認められ
なかった。更に他の物性値も殆ど比較例品と同じであっ
た。この焼成品は釉層を有した陶磁器品として好適に利
用できる。

【００４９】［実施例７］表１０に示す内容で調合を行
い、これに水を加えて混練した後実施例５と同様の条件
で各種処理を施し、焼成品を得た。各段階での曲げ強
度，吸水率，収縮率，耐凍害性を調べたところ表１１の
通りであった。

【００５０】

【表１０】

【００５１】

【表１１】

【００５２】本発明例のものは、養生６時間後の曲げ強
度が比較例品の約３分の１であるが、水砕スラグの潜在
水硬性を引き出す刺激剤の効果により、乾燥後の曲げ強
度はほぼ同程度となっている。また焼成後の製品は目視
にて白華は認められず、他の物性値も殆ど実施例５の比
較例品と同じであった。

【００５３】［実施例８］実施例７における乾燥処理品
に対し、その表面に乾燥重量％で長石４０，炭酸カルシ
ウム１０，亜鉛華５，タルク２５，珪砂１０及び蛙目粘
土１０からなる釉薬のスラリーを乾燥重量で約５０mg/c
m²にてスプレー塗布した。そしてこれを実施例５と同様
の条件で焼成し、その焼成品の曲げ強度，吸水率，焼成
収縮率，耐凍害性を調査した。結果が表１２に示してあ
る。

【００５４】

【表１２】

【００５５】この結果、焼成品の面状は目視観察により
実施例６の比較例品と殆ど変わらず、また目視にて白華
は認められなかった。更に他の物性値も殆ど比較例品と
同じであった

【００５６】以上本発明の実施例を詳述したが、これら
はあくまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しな
い範囲において、当業者の知識に基づき様々な変更を加
えた態様で実施可能である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】重量基準で、水砕スラグ１００部，フラ
ックス成分２５〜５００部，珪酸マグネシウム５〜５０
０部，該水砕スラグを水和硬化させるに必要な量の水和
刺激剤を含有する混練物を水和硬化後焼成して成る陶磁
器品。
【請求項２】重量基準で、水砕スラグ１００部，フラ
ックス成分２５〜５００部，珪酸マグネシウム５〜５０
０部，水和刺激剤２〜３５部に水を加えて混練した混連
物を成形した後、強度発現のための養生乾燥処理を施
し、しかる後前記水砕スラグが後において水和硬化しな
くなる高温度で焼成することを特徴とする陶磁器品の製
造方法。
【請求項３】前記強度発現のための乾燥処理を５０℃
〜２００℃の温度範囲で行うことを特徴とする請求項２
に記載の陶磁器品の製造方法。