JP5099531B2 - 素地隠蔽性に優れた釉薬層を有する衛生陶器 - Google Patents
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Description
本発明において、「衛生陶器」とは、トイレおよび洗面所周りで用いられる陶器製品を意味し、具体的には大便器、小便器、便器のサナ、便器タンク、洗面台の洗面器、手洗い器などを意味する。また、「陶器」とは、陶磁器のうち、素地の焼き締まりがやや吸水性のある程度で、かつ表面に釉薬を施したものを意味する。
本発明による衛生陶器は、衛生陶器素地上に形成された1層からなる釉薬層を、唯一の釉薬層として有する衛生陶器である。そして、釉薬層が、主として、非晶質の分相ガラスからなり、その表面の表面粗さRaが、0.07μm以下とされたものである。衛生陶器の釉薬層をこのように構成することで、衛生陶器素地を良好に隠蔽できる。本発明の好ましい態様によれば、5重量%水酸化ナトリウム水溶液に前記衛生陶器を浸漬して、70℃に加熱し20時間放置するアルカリ試験後の前記釉薬表面の表面粗さRaが、0.07μm以下である。
(塩基度)=(網目修飾酸化物)/(網目形成酸化物+中間酸化物)
で定義される塩基度が0.20〜0.40とされることが好ましい範囲とされる。
塩基度 =(網目修飾酸化物[mol%])/(網目形成酸化物[mol%]+中間酸化物[mol%])
ここで、網目修飾酸化物とはCaO、MgO、ZnO、SrO、K2O、Na2O、Li2Oなどを意味し、網目形成酸化物とは、SiO2などを意味し、中間酸化物とはAl2O3などを意味する。塩基度を上記範囲に置くことで、衛生陶器の作製において適度な溶融粘性を得ることができ有利である。
SiO2:68〜76mol%
Al2O3:4.0〜5.4mol%
CaO:7.0〜15.0mol%
MgO:0〜2.0mol%
ZnO:5.0〜10.0mol%
K2O:2.0〜5.0mol%
Na2O:0〜2.0mol%
本発明による衛生陶器の陶器素地は、特に限定されず、通常の衛生陶器素地であってよい。また、最表層の上記表面性状を有した釉薬層の下に、素地とは性状の異なる中間層となる素地層が設けられていてもよい。このことにより、製造時焼成過程において素地層から釉薬層に侵入する気泡を抑制することができ、より外観に優れた釉薬層を形成することができる。
本発明による衛生陶器は、以下のような方法により好ましく製造することができる。
釉薬組成
以下の例においては、下の表1に示される組成(重量%)を有する釉薬を使用した。
上記表1に示される釉薬1の組成となるように、ケイ砂、長石、石灰、粘土等からなる釉薬原料を配合したものを1550℃で溶融し、フリット原料を得た。それをボールミルにて水とともに体積比率50%粒径が6μmになるよう粉砕し、釉薬スラリーを作製した。得られた釉薬スラリーを、約10cm角、厚み約1cmの通常の未焼成衛生陶器素地の上にスプレーコーティングにて、焼成後の釉薬厚みが約0.4mmになるように施釉した。その後、最高温度1200℃、1100℃から850℃の冷却速度が−185℃/時の焼成条件にて、電気炉にて焼成し評価サンプルを得た。
釉薬組成を表1に示される釉薬2とし、釉薬厚みを約0.6mmとした以外は、例1と同様にして評価サンプルを得た。
釉薬組成を表1に示される釉薬3とした以外は、例2と同様にして評価サンプルを得た。
釉薬厚みを約0.3mmとした以外は、例3と同様にして評価サンプルを得た。
1100℃から850℃の冷却速度を−420℃/時とした以外は、例3と同様にして評価サンプルを得た。
釉薬スラリーとして、フリット原料を使用せず、ケイ砂、長石、石灰、粘土等からなる釉薬原料を釉薬組成3になるよう配合し、ボールミルにて粉砕して得た釉薬スラリーを用いた以外は、例3と同様にして評価サンプルを得た。
市販の衛生陶器(TOTO株式会社製、ホワイト、釉薬層は1層構成)を用意し、平面部を約10cm切り出し、評価サンプルを得た。これは比較のため従来技術として準備したもので、ガラスと顔料を混合した1層からなり、一般的に最も良く用いられている衛生陶器用の釉薬構成である。また、評価に用いたサンプルの釉薬層厚みは0.45mmであった。
市販の衛生陶器(TOTO株式会社製、ホワイト、セフィオンテクト加工品、釉薬層は2層構成)を用意し、平面部を約10cm切り出し、評価サンプルを得た。これは比較のため従来技術として準備したもので、防汚性能を高めるために特許第3339640号公報(特許文献1)に記載されている2層構造を有している。具体的には、例7に示した従来の釉薬層の上に不純物の少ない透明なガラス層を設けたもので、表面平滑性の向上などを実現したものである。また、評価に用いたサンプルの釉薬層厚みは、従来釉薬層である下層が0.43mm、透明層である上層が0.20mmであった。
釉薬層中の分相サイズおよび体積比を以下のとおり測定した。評価サンプル断面に鏡面研磨を施し、発色を支配している表面から100〜150μmの最大サイズの分相を含む領域において、電子顕微鏡反射電子を用いて20000倍ないしは50000倍にて分相形態の観察を実施した。またその像を撮影し、画像処理を適応し、分相サイズおよび2相の体積比を測定した。分相サイズの測定においては、バイノーダル形態のものは粒子を形成している相の平均粒子径を、スピノーダル形態のものは枝部の平均幅を求めた。それらの結果は、以下の表2に示される通りであった。また、例2および例3のサンプルの電子顕微鏡で撮影した像を図1および図2として示す。
釉薬層中の石英量を以下のとおり測定した。前処理として、評価サンプル表面を70℃の5重量%水酸化ナトリウム水溶液にて1時間エッチング処理を施した。その評価サンプル表面を電子顕微鏡反射電子にて200倍で像を撮影した。撮影した像に画像処理を適応し、石英の体積比率を測定した。それらの結果は、以下の表2に示される通りであった。
5重量%水酸化ナトリウム水溶液を用意し、各評価サンプルを浸漬して、全体を70℃に加熱し20時間放置した。アルカリ耐久試験の前後、JIS B−0651に従い、その衛生陶器の表面粗さRaを、触針式表面粗さ測定装置により測定した。それらの結果は、以下の表2に示される通りであった。
L*を以下の通り測定した。各評価サンプルの表面をエタノールにて良く洗浄し、釉薬層表面のL*を分光測色計にて測定した。分光測色計による測定は、光源にはD65を用い、10°視野、SCE(正反射光除去)方式にて行った。それらの結果は、以下の表2に示される通りであった。
前記の表1に記載の釉薬1に、乳濁剤としてジルコンを下記の表3に記載の量添加した以外は、例1に記載の方法と実質的に同一の方法によって評価サンプルを得た。その評価サンプルについて、上記評価試験アルカリ耐久試験前後の表面粗さの測定に従って、アルカリ耐久試験後の表面粗さRaを測定した。その結果は、以下の表3に示される通りであった。
Claims (11)
- 衛生陶器素地上に形成された1層からなる釉薬層を、唯一の釉薬層として有する衛生陶器であって、
前記釉薬層が、主として、非晶質の分相ガラスからなり、
前記釉薬層表面の表面粗さRaが、0.07μm以下であることを特徴とする、衛生陶器。 - 5重量%水酸化ナトリウム水溶液に前記衛生陶器を浸漬して、70℃に加熱し20時間放置するアルカリ試験後の前記釉薬表面の表面粗さRaが、0.07μm以下である、請求項1に記載の衛生陶器。
- 前記釉薬層の厚さが0.3mm以上である、請求項1に記載の衛生陶器。
- 前記釉薬層中に分相ガラスの分相により生じた粒子が、独立液滴構造(バイノーダル)である場合にはその直径が100nm以上、絡み合い構造(スピノーダル)である場合には枝部の平均幅が100nm以上の大きさを有する、請求項1に記載の衛生陶器。
- 前記釉薬層表面の明度L*が85以上である、請求項1に記載の衛生陶器。
- 前記釉薬層中に分相ガラスの分相により生じた粒子の、当該釉薬層中に占める体積比が、独立液滴構造(バイノーダル)である場合には15体積%以上、絡み合い構造(スピノーダル)である場合には25体積%以上である、請求項1に記載の衛生陶器。
- 前記釉薬層の表面において観察される粒子の大きさが50nm以下であり、かつ前記釉薬層中の粒子径が、表層から素地に向かって、徐々に大きくなる、請求項1に記載の衛生陶器。
- 前記釉薬層中における石英結晶の量が、1.5体積%以下である、請求項1に記載の衛生陶器。
- 釉薬層の下記式:
(塩基度)=(網目修飾酸化物)/(網目形成酸化物+中間酸化物)
で定義される塩基度が0.20〜0.40である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の衛生陶器。 - 釉薬層の組成が下記の範囲にある、請求項1〜9のいずれか一項に記載の衛生陶器:
SiO2 68〜76mol%
Al2O3 4.0〜5.4mol%
CaO 7.0〜15.0mol%
MgO 0〜2.0mol%
ZnO 5.0〜10.0mol%
K2O 2.0〜5.0mol%
Na2O 0〜2.0mol%。 - 前記釉薬層が乳濁剤を8重量%以下の量で含んでなる、請求項1〜10のいずれか一項に記載の衛生陶器。
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