JP5729388B2 - 反りの抑えられた大型陶磁器板 - Google Patents

Description

本発明は、反りが抑えられた大型陶磁器板に関する。

大型陶磁器板の製法としては、プレス成型法と押出成形法が知られている。

しかしながら、プレス成型法では肉厚が薄くなると成型時の離型が困難になる。また、凹凸模様を付けようとすると成形機および成形工程が複雑になり製造コストが嵩む。

一方、押出成形法では、大型陶磁器板を製造するにあたって、一般に針状鉱物を配合した坏土を湿式成形により円筒状に押し出し、押出し方向に沿って生地を切り開き、圧延して生成形体を形成するようになっている（例えば、特許文献１）。しかし、従来は、これを実現するに際して、押し出し成型時のスクリュー回転に起因する坏土の捩れ（らせん状の配向）に起因して、生成形体および焼成体の反りが発生する問題があり、その解消案も提案されていた（例えば、特許文献１乃至３）が充分ではなかった。また、反りが発生してしまった場合、研削加工により板の平準を確保する必要がある。

特開平１０−２３６８６７号公報 実用新案登録第３１４５２９０号公報 特開２００６−５１６８９号公報

本発明者らは、今般、針状結晶鉱物が添加された坏土を押出成形後に平板状に広げて圧延ローラによってローラ圧延して生成形体を形成した後に焼成して得られる大型陶磁器板において、従来にない、優れて反り変形が抑制される大型陶磁器板を得ることに成功した。それにより、押出成形法により得られる大型陶磁器板に対して、焼成後の研削加工を行うことなく凹凸模様を形成することが可能となった。

すなわち、本発明は、反りが抑制され、その結果意匠性に優れた、押出成形法により得られる大型陶磁器板を提供することを目的とする。
さらに好ましい態様によれば、本発明は、焼成後の研削加工を行うことなく凹凸模様を形成可能な、押出成形法により得られる大型陶磁器板を提供することを目的とする。

そして、本発明の第１の態様による大型陶磁器板は、陶磁器質基材の表面に釉薬層が形成されており、前記陶磁器基材の反りは１．５ｍｍ以下であり、前記陶磁器基材は針状結晶鉱物が添加された坏土を押出成形して円筒状の成形体を作製した後に該円筒状成形体を切り開いて平板状に広げ、さらに圧延ローラによってローラ圧延して生成形体を形成した後に焼成して得られるものであることを特徴とするものである。

また、本発明の好ましい態様によれば、上記第１の態様において、前記釉薬層の表面に、凹部の底面から凸部の上面端部又は頂部までの平均高さが０．２ｍｍ以下の凹凸模様が形成されてなる大型陶磁器板が提供される。

なお、ここでいう凹部の底面から凸部の上面端部又は頂部までの平均高さとは、凹部の底面から凸部の上面端部又は頂部までの高さを、ランダムに１０点選定し、測定したときの平均値をいう。

また、本発明の第２の態様による大型陶磁器板は、陶磁器質の大型陶磁器板であって、反りが１．５ｍｍ以下であり、針状結晶鉱物が添加された坏土を押出成形して円筒状の成形体を作製した後に該円筒状成形体を切り開いて平板状に広げ、さらに圧延ローラによってローラ圧延して生成形体を形成した後に焼成して得られるものであることを特徴とするものである。

さらにまた、別の本発明の好ましい態様によれば、上記第２の態様において、前記陶磁器基材表面に、凹部の底面から凸部の上面端部又は頂部までの平均高さが０．２ｍｍを超え３ｍｍ未満の凹凸模様が形成されてなる大型陶磁器板が提供される。

本発明による大型陶磁器板に模様づけされる凹凸模様の一つの例（写真）である。 本発明による大型陶磁器板に模様づけされる凹凸模様の一つの例（写真）である。 本発明による大型陶磁器板に模様づけされる凹凸模様の一つの例（写真）である。 本発明の大型陶磁器板の作製に好ましく使用される押出し成形機の断面図である。

大型陶磁器板
本発明による大型陶磁器板は、陶磁器基材の反りが１．５ｍｍ以下と、優れて反り変形が抑制されてなる。その結果、大型陶磁器板に対して、反りの影響を除くために、焼成後に反りの部分に対し研削加工を行う必要がない。反りがないことは、その意匠性において好ましく、さらに大型陶磁器板を所望の場所に正確に、美観よく施工するにあたり非常に有利である。反りが極めて少ない結果、凹凸模様を形成しても、その凹凸模様が反りにより影響を受けることなく、良好な凹凸模様を形成することが可能となる点でも有利である。また、反りが極めて小さいことで、陶磁器質基材の表面に釉薬層が形成されてなる場合、釉薬層の微小な凹凸模様を施すことが可能となる。また、押出成形後焼成前に凹凸模様を形成しても、焼成後、その凹凸模様が変形等することなく維持される点でも有利である。なお、本明細書において「反り」とは、板を水平面に静置したときに、水平面から浮いた箇所のうち、水平面からの距離の最大値を意味するものする。すなわち、板の反りがなければ水平面に置かれたときに水平面に接触するはずである該板の端部から水平面までの距離を測定し、その内最大の値を、その板の「反り」とした。ここで静置とは、水平面に置いたときに板が静止した状態を意味し、力を加えたときに板が揺れるようなやや不安定な状態であっても、その揺れが収まった状態で反りが測定されることを意味する。

本発明にあっては、押出成形により円筒状成形体を得る。本発明の好ましい態様によれば、この円筒状成形体が作成された時点で、押し出し成型時のスクリュー回転に起因する坏土の捩れ癖が解消されていることが好ましい。従って、本発明の一つの好ましい態様によれば、押出成形機のスクリューの回転に伴う坏土の捩れ癖が相殺される機構を有する押出成形機の利用が好ましい。その機構とは、例えば、押出成形時に坏土を圧送するスクリューと、スクリューの軸に連接された中玉支持軸と、該中玉支持軸に連接された中玉とを有する押出し成型機において、中玉支持軸又は中玉支持軸に連接された中玉の少なくとも何れか一方を、坏土の押出しに際して前記スクリューとは逆方向に回転するようにされたものである。それにより、本発明にあっては、坏土の捩れ癖を解消し、坏土内のせん断歪を相殺することで、陶板の変形（反り）を大幅に抑制できると考えられる。本発明の好ましい態様にあっては、その後の圧延ローラによる圧延は、通常の圧延操作であればよく、この圧延は坏土の捩れの解消を意図して行われる必要はない。

本発明において大型陶磁器板とは、０．２５ｍ^２以上の面積を有する陶磁器板を意味し、形状は、正方形、長方形、その他の形状をとることができる。その厚さは１．５ｍｍ以上８ｍｍ以下の薄い陶磁器板が好ましく、また好適には軽量であるのがよい。本発明の一つの好ましい態様によれば、面方向の最大長さと肉厚との比は１００以上であるものが好ましい。肉厚が薄いと反りの影響を受けやすいため、特に本発明の効果を大きく享受することができる。

本発明による大型陶磁器板は、その第１の態様によれば、陶磁器質基材の表面に釉薬層が形成されており、前記陶磁器基材の反りは１．５ｍｍ以下であり、前記陶磁器基材は針状結晶鉱物が添加された坏土を押出成形して円筒状の成形体を作製した後に該円筒状成形体を、好ましくは押出し方向に沿って、切り開いて平板状に広げ、さらに圧延ローラによってローラ圧延して生成形体を形成した後に焼成して得られる。

この第１の実施態様にあっては、陶磁器基材を焼成して得た後に施釉しさらに焼成することになるが、この施釉工程にロール印刷法を用いる場合に、陶磁器基材に反りがあると施釉を良好に付すことが難しくなるため、ロール印刷法に際し、施釉面を予め研削加工する必要が生じてしまう。しかし研削加工を行うと、研削痕が釉薬層を介して視認できてしまい意匠外観上好ましくない。本発明にあっては、研削加工を必要とせず、良好な釉薬層を陶磁器基材に付与することが可能となる。

本発明の一つの好ましい態様によれば、この第１の態様における釉薬層の表面に、０．２ｍｍ以下の凹凸模様が形成される。このような厚さの凹凸模様は透明感のある独特の意匠外観を与える。本発明にあっては、焼成後に研削等の特別な加工を加えることなく、意匠性に優れたこのような凹凸模様の模様づけが可能となる。より好ましい態様によれば、０．０１ｍｍ以上の厚みの凹凸模様とする。この態様の一つの凹凸模様の例を図１に示す。

本発明による大型陶磁器板は、その第２の態様によれば、陶磁器質の大型陶磁器板であって、反りが１．５ｍｍ以下であり、針状結晶鉱物が添加された坏土を押出成形して円筒状の成形体を作製した後に該円筒状成形体を切り開いて平板状に広げ、さらに圧延ローラによってローラ圧延して生成形体を形成した後に焼成して得られる。

本発明の一つの好ましい態様によれば、この第２の態様における陶磁器基材表面には０．２ｍｍを超え３ｍｍ未満の凹凸模様が形成される。本発明では、このような凹凸模様を焼成後に特別な加工を加えることなく、焼成前の模様づけにより形成可能となる。この態様の一つの凹凸模様の例を図２および図３に示す。

本発明の好ましい形態においては、前記凹凸模様は押出成形後に模様づけされている。例えば押出成形後に円筒成形体を切り開いて平板状にするのに圧延ローラを用いるが、この圧延ローラ表面に凹凸フィルムを貼着させておけば簡便に凹凸模様を形成できる。

本発明の一つの態様によれば、凹凸模様において、陶磁器の凹部の対抗する壁面は互いに外部に向かって拡開されるテーパー面となっており、前記凹部の底面に対して、９１°以上になっている。本発明にあっては、押出成形法の特徴を活かし、生成形体や焼成体に特別な加工を加えることなく、上記テーパーを形成可能であり、それにより反りの低減とともに焼成時にクラックが生じるのを有効に抑制できる。本発明の好ましい態様によれば、成形体に凹凸模様を形成する場合、テーパー面の凹部の底面に対する角度のうち、圧延ローラによってローラ圧延する方向には、９１°以上が好ましく、より好ましくは１００°以上１５０°以下であり、最も好ましくは１２０°以上１４０°以下である。それにより、ローラ圧延時にローラから生成形体がスムーズに抜けるようになるとともに反り低減、クラック抑制を図ることができる。また、テーパー面の凹部の底面に対する角度のうち、圧延ローラによってローラ圧延する方向に垂直な方向については９１°以上が好ましく、より好ましくは９１°以上１５０°以下であり、最も好ましくは９１°以上１４０°以下である。圧延ローラによってローラ圧延する方向に垂直な方向では、ローラの抜けとは無関係なので、垂直に近いほうが意匠上のメリハリは良好となる。

本発明の一つの態様によれば、凹凸模様において、陶磁器の凸部の上面端部は面取りされてよく、好ましくはＣ面またはＲ面とされる。本発明では、押出成形法の特徴を活かし、生成形体や焼成体に特別な加工を加えることなく、上記テーパーを形成可能であり、それにより反りの低減とともに焼成時にクラックの発生を有効に抑制できる。前記Ｃ面は０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下、最も好ましくは０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下である。また、前記Ｒ面は０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下、最も好ましくは０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下である。

大型陶磁器板の製造方法
本発明による大型陶磁器板の製造にあたり、まず、針状結晶鉱物が添加された坏土を用意する。ここで、針状結晶鉱物は、具体的には珪灰石（ウォラストナイト）を意味する。この針状結晶鉱物が添加された坏土は押出成形されて、円筒状の成形体とされる。次にこの円筒状成形体を、好ましくは押出し方向に沿って、切り開いて平板状に広げられる。次に圧延ローラによってローラ圧延して生成形体を形成し、その後に焼成することにより、上記の本発明による第２の態様による大型陶磁器板が得られる。さらに、施釉しさらに焼成することにより、上記の本発明による第１の態様による大型陶磁器板が得られる。

本発明の好ましい態様によれば、円筒状成形体は、坏土を押出成形する際に、押出成形機のスクリューの回転に伴う坏土の捩れを相殺しながら作成されることが好ましい。さらに好ましい態様によれば、好ましい押出し成型機は、押出成形時に坏土を圧送するスクリューと、該スクリューの軸に連接された中玉支持軸と、該中玉支持軸に連接された中玉とを有する押出し成型機であって、中玉支持軸又は中玉支持軸に連接された中玉の少なくとも何れか一方が、坏土の押出しに際して前記スクリューとは逆方向に回転する押出成型機により作成されたものである。この押出し成型機にあっては押出成形機のスクリューの回転に伴う坏土の捩れ癖を相殺する工夫を行うことで、焼成後の大型陶磁器板の反り量が低減される。

上記の本発明の第１の態様による大型陶磁器板であって、その釉薬層の表面に０．２ｍｍ以下の凹凸模様が形成されてなる大型陶磁器板は、圧延ローラによってローラ圧延して生成形体を形成した後に焼成し、施釉し凹凸模様形成処理し、さらに焼成することによって得ることができる。

また、本発明の第２の態様による大型陶磁器板であって、その陶磁器基材表面に０．２ｍｍを超え３ｍｍ未満の凹凸模様が形成されている大型陶磁器板は、円筒状成形体を切り開いて平板状に広げた後、凹凸模様を有する圧延ローラによってローラ圧延して生成形体を形成した後に焼成することによって得ることができる。

本発明の大型陶磁器板の作製に好ましく使用される押出し成形機を図３に示す。この図は、そのスクリュー軸や中玉支持軸の軸線に沿って切断して示した縦断面図である。図において、押出し成型機４００は、反転機構４０４が絶縁部４０５ａに設けられたことを特徴とする。すなわち、成型機４００は、図に示すように、押出し成形機の外胴４０３の中心部に、スクリュー４０２の軸体をなすスクリュー軸４０１が配設されている。

スクリュー軸４０１の回転により、スクリュー４０２によって押出された可塑性の坏土は押出し成形機の外胴４０３内を旋回しながら送られる。スクリュー軸４０１と連結された中玉支持軸４０６は、反転機構４０４としての波動歯車装置を介して、スクリュー軸４０１よりは減速されるとともに回転方向が反転される。

この構成により、スクリュー軸４０１とは反対方向に中玉支持軸４０６をゆっくり回転させ、捩れ方向と反対の応力を坏土に与えることにより、捩れ癖を解消する。そして、捩れ癖を解消された坏土は、中玉支持軸４０６の回転と絶縁された中玉４０７の円錐形斜面に沿って口金４０８に向かって移動し、この中玉４０７と口金４０８との間の隙間Ｇから円筒状に押し出される（坏土を円筒状に成形する工程）。この円筒状に押出された坏土を切り開き（坏土を切り開く工程）、切り開いた坏土を圧延ローラで所定の寸法に圧延して（圧延する工程）、変形（反り）を大幅に抑制した状態で乾燥した後焼成し、陶板を製造することができる。

実施例Ａ
大型陶磁器板の原料坏土として、珪灰石５０％、粘土４０％、滑石１０％の乾燥粉末を、それぞれ所定量配合、混合した後、水を添加した可塑性の坏土を用いた。

上記可塑性の坏土を、図３に示される押出成形機を用いて円筒状の成形体とし、それを切り開き、ローラで圧延して、幅６００ｍｍ長さ９００ｍｍ厚さ４ｍｍの生地平板を作成した。

生地平板を、乾燥させて乾燥体を得た。さらに生地平板を、最高１１５０℃でローラーハースキルンにて焼成して焼成体を得た。

乾燥平板及び焼成体について、端部の反りあがりの高さ（反り量）を測定した。すなわち、水平面から浮き上がった端部の水平面からの距離を複数箇所で測定し、その最大値を測定値とした。さらに測定は、乾燥平板と焼成体の観測数（サンプル数）各１６枚として、その平均および分散を算出した。この測定結果は、下記の表１に示されるとおりであった。

比較例
上記実施例Ａで用意した可塑性の坏土を用い、特開平１０−２３６８６７号公報（（特許文献１）に記載の方法に従い、幅６００ｍｍ長さ９００ｍｍ厚さ４ｍｍの生地平板を作成した。

生地平板を、乾燥させて乾燥体を得た。さらに生地平板を、最高１１５０℃でローラーハースキルンにて焼成して焼成体を得た。

こうして得られた乾燥平板及び焼成体について、実施例Ａと同様に、端部の反りあがりの高さ（反り量）を測定した。その測定結果は、下記の表１に示されるとおりであった。

実施例Ｂ
大型陶磁器板の原料坏土として、珪灰石５０％、粘土４０％、滑石１０％の乾燥粉末を、それぞれ所定量配合、混合した後、水を添加した可塑性の坏土を用いた。

上記可塑性の坏土を、上記押出成形機を用いて円筒状の成形体とし、それを切り開き、凹凸高さ０．４ｍｍ、Ｒ面０．５〜１．２ｍｍのローラで圧延して、幅６００ｍｍ長さ９００ｍｍ厚さ４ｍｍの生地平板を３０個作成した。

生地平板を、乾燥させて乾燥体を得た。さらに生地平板を、最高１１５０℃でローラーハースキルンにて焼成して凹凸模様を有する焼成体を得た。その結果、いずれの焼成体試料も反りは１．５ｍｍ未満であり、かつ、いずれの焼成体試料にもクラック等は確認されなかった。

実施例Ｃ
大型陶磁器板の原料坏土として、珪灰石５０％、粘土４０％、滑石１０％の乾燥粉末を、それぞれ所定量配合、混合した後、水を添加した可塑性の坏土を用いた。

上記可塑性の坏土を、上記押出成形機を用いて円筒状の成形体とし、それを切り開き、ローラで圧延して、幅６００ｍｍ長さ９００ｍｍ厚さ４ｍｍの生地平板を３０個作成した。

生地平板を、乾燥させて乾燥体を得た。この乾燥体全体に施釉後、パターン模様を有するマスキング板上からさらに施釉した後、最高１１５０℃でローラーハースキルンにて焼成して焼成体を得た。その結果、いずれの焼成体試料も反りは１．５ｍｍ未満であり、かつ、いずれの焼成体試料にもクラック等は確認されなかった。

４００ 押出し成型機
４０１ スクリュー軸
４０２ スクリュー
４０３ 外胴
４０４ 反転機構
４０５ スラストベアリング
４０５ａ，４０５ｂ 絶縁部
４０６ 中玉支持軸
４０７ 中玉
４０８ 口金
４０９ ウエーブ・ジェネレータ
４１０ フレックススプライン
４１０ａ ギア
４１１ サーキュラ・スプライン
４１１ａ ギア
Ｇ 隙間

Claims (11)

1. 陶磁器質基材の表面に釉薬層が形成されてなる大型陶磁器板であって、
   前記陶磁器基材の反りが１．５ｍｍ以下であり、
   前記陶磁器基材が、針状結晶鉱物が添加された坏土を押出成形して円筒状の成形体を作製した後に、該円筒状成形体を切り開いて平板状に広げ、さらに圧延ローラによってローラ圧延して生成形体を形成した後に焼成して得られるものであり、かつ
   前記円筒状成形体が、押出成形時に坏土を圧送するスクリューと、該スクリューの軸に連接された中玉支持軸と、該中玉支持軸に連接された中玉とを有する押出し成型機において、中玉支持軸又は中玉支持軸に連接された中玉の少なくとも何れか一方が、坏土の押出しに際して前記スクリューとは逆方向に回転する押出成型機により作成されたものであることを特徴とする、大型陶磁器板。
2. 前記釉薬層の表面に、凹部の底面から凸部の上面端部又は頂部までの平均高さが０．２ｍｍ以下の凹凸模様が形成されてなる、請求項１に記載の大型陶磁器板。
3. 陶磁器質の大型陶磁器板であって、
   その反りが１．５ｍｍ以下であり、
   針状結晶鉱物が添加された坏土を押出成形して円筒状の成形体を作製した後に、該円筒状成形体を切り開いて平板状に広げ、さらに圧延ローラによってローラ圧延して生成形体を形成した後に焼成して得られるものであり、かつ
   前記円筒状成形体が、押出成形時に坏土を圧送するスクリューと、該スクリューの軸に連接された中玉支持軸と、該中玉支持軸に連接された中玉とを有する押出し成型機において、中玉支持軸又は中玉支持軸に連接された中玉の少なくとも何れか一方が、坏土の押出しに際して前記スクリューとは逆方向に回転する押出成型機により作成されたものであることを特徴とする、大型陶磁器板。
4. 前記陶磁器基材表面に、凹部の底面から凸部の上面端部又は頂部までの平均高さが０．２ｍｍを超え３ｍｍ未満の凹凸模様が形成されてなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の大型陶磁器板。
5. 前記凹凸模様が、焼成前に模様づけされたものである、請求項２又は４に記載の大型陶磁器板。
6. 前記凹凸模様が、押出成形後に模様づけされたものである、請求項５に記載の大型陶磁器板。
7. 前記陶磁器の凹部の対抗する壁面が、互いに外部に向かって拡開されるテーパー面となっており、前記凹部の底面に対して、９１°以上の角度を有する、請求項４乃至６のいずれか一項に記載の大型陶磁器板。
8. 前記陶磁器の凸部の上面端部がＣ面またはＲ面とされた、請求項４乃至７のいずれか一項に記載の大型陶磁器板。
9. 前記大型陶磁器板の肉厚が、１．５ｍｍ以上８ｍｍ以下である、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の大型陶磁器板。
10. 前記大型陶磁器板の面方向の最大長さと肉厚との比が１００以上である、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の大型陶磁器板。
11. 前記円筒状成形体が、坏土を押出成形する際に、押出成形機のスクリューの回転に伴う坏土の捩れを相殺しながら作成されたものである、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の大型陶磁器板。