JP7133835B2 - ceramic products - Google Patents
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Description
本発明は、陶磁器製品に関する。 The present invention relates to ceramic products.
調理等の用途において、熱伝導性を備えた陶磁器製品が利用されている（例えば、特許文献１参照）。この種の陶磁器製品には、熱伝導性を確保するために、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等からなる熱伝導性物質が添加されている。炭化ケイ素は、耐熱性、耐久性等に優れるため、この種の熱伝導性物質として広く用いられている。 2. Description of the Related Art Thermally conductive ceramic products are used in applications such as cooking (see, for example, Patent Document 1). A thermally conductive material such as silicon carbide (SiC) is added to this type of ceramic product in order to ensure thermal conductivity. Silicon carbide is widely used as this type of thermally conductive material because of its excellent heat resistance and durability.
ところで、陶磁器製品の素地は多孔質であり、水を吸い易いため、素地のままでは調理等の用途で使用することができない。そのため、その素地を被覆する形で、通常、ガラス質からなる非透水性の釉薬層が形成されている。なお、釉薬層は、液状の釉薬が素地に付与され、その後、焼成されることにより形成される。 By the way, since the base material of ceramic products is porous and easily absorbs water, the base material cannot be used for purposes such as cooking. Therefore, a non-water-permeable glaze layer made of glass is usually formed to cover the substrate. The glaze layer is formed by applying a liquid glaze to the substrate and then firing the substrate.
しかしながら、この種の陶磁器製品の素地に、釉薬層を形成するために直接、釉薬が付与されると、素地中の炭化ケイ素が釉薬と反応して多量のガス（ＣＯ２）が発生してしまう。このように素地からガスが発生すると、そのガスによる泡が陶磁器製品の表面（釉薬層）に形成されてしまい、見栄えの悪化や、熱伝導性の低下等を引き起こす虞があった。 However, when a glaze is applied directly to the base of this type of ceramic product to form a glaze layer, silicon carbide in the base reacts with the glaze to generate a large amount of gas (CO 2 ). . When gas is generated from the substrate in this manner, bubbles are formed by the gas on the surface (glaze layer) of the ceramic product, and there is a risk of deterioration of the appearance and deterioration of thermal conductivity.
従来は、釉薬層が形成される前に、予め素地の表面に炭化ケイ素を含まない下地層（例えば、エンゴーベ層）を形成しておき、その下地層に重ねる形で、釉薬層が形成されていた。そのため、従来の陶磁器製品の製造工程は複雑であった。また、下地層の種類や厚み等によっては、下地層の断熱作用により、陶磁器製品の熱伝導率が低下する虞もあった。 Conventionally, before the glaze layer is formed, an underlayer (for example, an engobe layer) that does not contain silicon carbide is formed on the surface of the substrate in advance, and the glaze layer is formed over the underlayer. rice field. Therefore, the manufacturing process of conventional ceramic products is complicated. In addition, depending on the type and thickness of the underlayer, the thermal conductivity of the ceramic product may be lowered due to the heat insulating effect of the underlayer.
本発明の目的は、表面に自己施釉層を備える陶磁器製品を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a ceramic product with a self-glazing layer on its surface.
前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 素地と、前記素地の表面に直接、形成されるガラス質状の自己施釉層とを備え、前記素地は、ＳｉＯ２を３４．０～４５．０質量％、Ａｌ２Ｏ３を２８．０～３５．０質量％、ＭｇＯを６．０～１０．０質量％、Ｒ２Ｏ（Ｒは、アルカリ金属）を１．０～２．３質量％、及びＳｉＣを１０．５～２６．５質量％含む陶磁器製品。
Means for solving the above problems are as follows. Namely
<1> A substrate and a vitreous self-glazed layer formed directly on the surface of the substrate, the substrate containing 34.0 to 45.0% by mass of SiO 2 and 28% Al 2 O 3 .0 to 35.0% by weight, 6.0 to 10.0% by weight of MgO, 1.0 to 2.3% by weight of R 2 O (R is an alkali metal), and 10.5 to 26% by weight of SiC. Ceramic products containing .5% by mass.
＜２＞ 本体部と、前記本体部の表面に直接、形成されるガラス質状の自己施釉層からなる非透水面と、前記本体部の露出した表面からなる透水面とを備え、前記本体部のうち、少なくとも、前記自己施釉層からなる前記非透水面が形成される部分は、ＳｉＯ２を３４．０～４５．０質量％、Ａｌ２Ｏ３を２８．０～３５．０質量％、ＭｇＯを６．０～１０．０質量％、Ｒ２Ｏ（Ｒは、アルカリ金属）を１．０～２．３質量％、及びＳｉＣを１０．５～２６．５質量％含む素地からなる陶磁器製品。 <2> A main body, a non-permeable surface composed of a vitreous self-glazed layer formed directly on the surface of the main body, and a water permeable surface composed of an exposed surface of the main body, wherein the main body is Of these, at least the portion where the non-water-permeable surface composed of the self-glazed layer is formed contains 34.0 to 45.0% by mass of SiO 2 , 28.0 to 35.0% by mass of Al 2 O 3 , Ceramics comprising a matrix containing 6.0 to 10.0% by mass of MgO, 1.0 to 2.3% by mass of R 2 O (R is an alkali metal), and 10.5 to 26.5% by mass of SiC product.
＜３＞ 炭化ケイ素と、タルク、粘土・カオリン、長石及びアルミナを含むコージェライト原料とを有する陶磁器製品用組成物であって、前記陶磁器製品用組成物の全質量に対する前記炭化ケイ素の含有割合が８～２７質量％、前記タルクの含有割合が２０～２６質量％、前記粘土・カオリンの含有割合が２１～３１質量％、前記長石の含有割合が１１～１７質量％、及び前記アルミナの含有割合が１６～２３質量％である陶磁器製品用組成物。 <3> A ceramic product composition comprising silicon carbide and a cordierite raw material containing talc, clay/kaolin, feldspar and alumina, wherein the silicon carbide content relative to the total mass of the ceramic product composition is 8 to 27% by mass, the talc content is 20 to 26% by mass, the clay/kaolin content is 21 to 31% by mass, the feldspar content is 11 to 17% by mass, and the alumina content is is 16 to 23% by mass for ceramic products.
＜４＞ 前記＜２＞に記載の陶磁器製品用組成物が焼成されてなる素地と、前記素地の表面に直接、形成され、前記陶磁器製品用組成物の一部が焼成されてなるガラス質状の自己施釉層とを備える陶磁器製品。 <4> A substrate obtained by firing the composition for ceramic products according to <2> above, and a vitreous state formed directly on the surface of the substrate and obtained by firing a part of the composition for ceramic products. A ceramic article comprising a self-glazed layer of
本発明によれば、表面に自己施釉層を備える陶磁器製品を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a ceramic product having a self-glazed layer on its surface.
＜実施形態１＞
（陶磁器製品）
本発明の実施形態１に係る陶磁器製品１を、図１を参照しつつ説明する。図１は、実施形態１に係る陶磁器製品１の断面構成を模式的に表した説明図である。本実施形態の陶磁器製品１は、熱伝導性を備えた調理器具（加熱プレート）であり、電子レンジやオーブンの中で使用される。陶磁器製品１は、所定の厚みを有する板状部材である。陶磁器製品１は、板状をなした素地２と、その素地２の表面に直接、形成される自己施釉層３とを備えている。自己施釉層３は、素地２全体を覆うように形成されている。
<
(Ceramic products)
A
素地２は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）と、コージェライトとを含む焼結体からなる。なお、本発明の目的を損なわない限り、炭化ケイ素と共に、他の熱伝導性物質（例えば、土状黒鉛等の非晶質炭素、鱗片状黒鉛等の結晶質炭素、窒化ホウ素等）が使用されてもよい。
The
コージェライトは、ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２系の焼結体であり、２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２の結晶を含んでいる。コージェライトは、タルク、粘土・カオリン、長石及びアルミナを含むコージェライト原料を焼成することで得られる。コージェライト原料は、タルク、粘土・カオリン、長石及びアルミナを、所定のミルで粉砕・混合して得られる粉末状の組成物からなる。 Cordierite is a sintered body of MgO.Al 2 O 3 .SiO 2 system and contains crystals of 2MgO.2Al 2 O 3 .5SiO 2 . Cordierite is obtained by firing cordierite raw materials containing talc, clay/kaolin, feldspar and alumina. The cordierite raw material is a powdery composition obtained by pulverizing and mixing talc, clay/kaolin, feldspar, and alumina in a predetermined mill.
素地２は、例えば、炭化ケイ素と、コージェライト原料とを含む、後述する陶磁器製品用組成物を焼成することで得られる。
The
焼成後の素地２の組成（質量％）は、例えば、ＳｉＯ２：３４．０～４５．０質量％、Ａｌ２Ｏ３：２８．０～３５．０質量％、ＭｇＯ：６．０～１０．０質量％、Ｒ２Ｏ：１．０～２．３質量％、ＳｉＣ：１０．５～２６．５質量％である。本明細書において、Ｒは、アルカリ金属（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ等）を表す。焼成後の素地２に含まれる各成分の割合がこのような範囲であると、素地２の表面に直接、ガラス質状の自己施釉層３が形成される。なお、素地２に含まれる成分の割合がこのような範囲になるのであれば、後述する陶磁器製品用組成物以外の組成物を利用して、陶磁器製品１を製造してもよい。
The composition (% by mass) of the
自己施釉層３は、素地２の表面を覆うガラス質状の皮膜からなり、素地２よりもシリカ（ＳｉＯ２）を多く含む。自己施釉層３は、他の層（例えば、下地層）を介在させずに、素地２の表面に直接、形成される。自己施釉層３は、素地２と同様、例えば、陶磁器製品用組成物（後述）を焼成することで得られる。陶磁器製品用組成物のうち、空気（酸素）に触れる表面部分が焼成されると、その部分に含まれる炭化ケイ素が酸化されて二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）が生成し、そのような二酸化ケイ素が、従来の釉薬層のようなガラス質状の皮膜の形成に寄与しているものと推測される。このように陶磁器製品１の自己施釉層３は、従来の釉薬を使用することなく、陶磁器製品用組成物自体が焼成により変化して形成される自己施釉型（セルフグレージングタイプ）の皮膜である。
The self-
自己施釉層３は、従来の釉薬層と同様、非透水性である。また、自己施釉層３は、他の層を介在させずに、素地２の表面に直接、形成されるため、熱伝導性に優れる。自己施釉層３の厚みは、本発明の目的を損なわない限り、特に制限はないが、例えば、５０μｍ～１５０μｍである。なお、自己施釉層３は、従来の釉薬層では形成できないような、厚みの薄いものにすることも可能である。後述するように、自己施釉層３中に含まれる炭化ケイ素の割合は、素地２よりも少ない。
The self-
このような陶磁器製品１は、素地２からなる本体部２０と、その本体部２０の表面に直接、形成されるガラス質状の自己施釉層３からなる非透水面３０とを備えている。
Such a
（陶磁器製品用組成物）
陶磁器製品用組成物は、自己施釉層３を有する陶磁器製品１を製造するために利用される組成物（素地土）であり、炭化ケイ素（ＳｉＣ）と、コージェライト原料とを含む。陶磁器製品用組成物において、陶磁器製品用組成物の全質量に対する炭化ケイ素の含有割合が８～２７質量％（好ましくは１０～２５質量％）であり、タルクの含有割合が２０～２６質量％（好ましくは２１～２５質量％）であり、粘土・カオリンの含有割合が２１～３１質量％（好ましくは２３～２９質量％）であり、長石の含有割合が１１～１７質量％（好ましくは１２～１６質量％）であり、アルミナの含有割合が１６～２３質量％（好ましくは１７～２２質量％）である。陶磁器製品用組成物の各成分が、このような範囲であると、表面に自己施釉層３を有する陶磁器製品１を形成することができる。
(Composition for ceramic products)
The ceramic product composition is a composition (bath soil) used to manufacture the
（陶磁器製品の製造方法）
ここで、本実施形態の陶磁器製品（素地２の表面に直接、自己施釉層３が形成された陶磁器製品１）は、例えば、上記陶磁器製品用組成物（素地土）を用いて、公知の成形方法（例えば、鋳込み成形法、ローラマシン成形法、押し出し成形法、プレス成形法等）により成形したのち、その成形体を１２００℃～１２８０℃で焼成することで得られる。なお、上記陶磁器製品用組成物のスラリーを作製する際、水と共に、ケイ酸ナトリウムやポリカルボン酸系等の分散剤等が、適宜、添加・混合されてもよい。
(Method for manufacturing ceramic products)
Here, the ceramic product of the present embodiment (the
＜実施形態２＞
図２は、実施形態２に係る陶磁器製品１Ａの断面構成を模式的に表した説明図である。本実施形態の陶磁器製品１Ａは、実施形態１の陶磁器製品１の片面の自己施釉層３を、研磨装置（グラインダー、サンダー等）を利用して研磨して、素地２の表面４を露出させたものである。素地２は、多孔質状であり、ある程度の吸水性（透水性）を備えている。そのため、本実施形態の陶磁器製品１Ａは、一方の面側に、非透水性の自己施釉層３が配され、他方の面側に、透水性の素地２の表面４（以下、透水面４）が配された構成となっている。実施形態１の陶磁器製品１が備える非透水性は、いわゆる焼締まりによって得られるものではないため、本実施形態のように、自己施釉層３を除去すれば、透水性（吸水性）の素地２が現れる。なお、本実施形態の場合、素地２が陶磁器製品１Ａの本体部２０Ａを構成し、その表面に、自己施釉層３からなる非透水面３０Ａが形成されている。また、上記のように、自己施釉層３を除去して露出した素地２の表面４が、透水面４０となる。
<
FIG. 2 is an explanatory view schematically showing the cross-sectional structure of the
このように、全表面に自己施釉層３が形成された陶磁器製品１から、一部の自己施釉層３を除去して、透水面４を形成したものを、陶磁器製品１Ａとしてもよい。本実施形態の場合、例えば、調理方法に応じて、自己施釉層３が形成された面、又は透水面４を使い分けることができる。例えば、陶磁器製品１Ａに吸水性が求められる場合、透水面４（図２の下側の面）を上側に向けた状態で、その上に調理対象物が載せられて、調理（加熱等）される。また、非透水性が必要な場合は、自己施釉層３が形成された面（図２の上側の面）を上側に向けた状態で、その上に調理対象物が載せられて調理（加熱等）される。
As described above, the
＜実施形態３＞
図３は、実施形態３に係る陶磁器製品１Ｂの断面構成を模式的に表した説明図である。本実施形態の陶磁器製品１Ｂは、本体部２０Ｂが２層構造となっている。本体部２０Ｂの中心側にある芯材（素地）５は、上記陶磁器製品用組成物とは異なる他の組成物（以下、芯材用組成物）からなる。芯材用組成物は、上記陶磁器製品用組成物と同様、炭化ケイ素と、コージェライト原料とを含むものの、それらの各成分の配合割合が異なっている。芯材用組成物は、上記陶磁器製品用組成物とは異なり、焼成によって自己施釉層が形成されない組成物である。芯材用組成物の具体的な組成としては、例えば、後述する比較例１，２で使用されるものが挙げられる。芯材用組成物が焼成されて得られる芯材（素地）５は、自己施釉層は形成されないものの、形状安定性（寸法安定性）等に優れている。このような芯材（素地）５の表面に、上記陶磁器製品用組成物を含むスラリーが付与され、そのスラリーからなる層が焼成されると、上記実施形態１と同様の素地２Ｂ（外側芯層）と、その表面に直接、形成される自己施釉層３Ｂとが得られる。このように、自己施釉層を形成可能な陶磁器製品用組成物からなる層を、芯材（素地）５上に形成し、その層を焼成することで、陶磁器製品１Ｂの最表面に、非透水面３０Ｂとなる自己施釉層３Ｂを形成してもよい。本実施形態の陶磁器製品１Ｂは、形状安定性に特に優れ、好ましい。
<
FIG. 3 is an explanatory view schematically showing the cross-sectional configuration of the
なお、芯材用組成物において、芯材用組成物の全質量に対する炭化ケイ素等の熱伝導性物質の含有割合が５～２５質量％であり、タルクの含有割合が２３～２９質量％であり、粘土・カオリンの含有割合が２８～３９質量％であり、長石の含有割合が８～１０質量％であり、アルミナの含有割合が１７～２１質量％である。 In the core composition, the content of the thermally conductive substance such as silicon carbide is 5 to 25% by mass and the content of talc is 23 to 29% by mass with respect to the total mass of the core composition. , the content of clay/kaolin is 28 to 39% by mass, the content of feldspar is 8 to 10% by mass, and the content of alumina is 17 to 21% by mass.
また、芯材（素地）５の組成（質量％）は、例えば、ＳｉＯ２：３０～４０質量％、Ａｌ２Ｏ３：２４～３１質量％、ＭｇＯ：５．０～８．０質量％、Ｒ２Ｏ：０．９質量％以下、ＳｉＣ：５～２５質量％である。 The composition (% by mass) of the core material (base material) 5 is, for example, SiO 2 : 30 to 40% by mass, Al 2 O 3 : 24 to 31% by mass, MgO: 5.0 to 8.0% by mass, R 2 O: 0.9% by mass or less, SiC: 5 to 25% by mass.
＜陶磁器製品の用途等＞
陶磁器製品は、調理器具、調理容器、食器、セラミック炭等の様々な調理用途や、それ以外の用途に用いることができる。
<Uses of ceramic products>
Ceramic products can be used for various cooking purposes such as cooking utensils, cooking containers, tableware, ceramic charcoal, and other uses.
以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below based on examples. In addition, the present invention is not limited at all by these examples.
１．実施例１～５のトレイ、及び比較例１～５のトレイの作製
直径２００ｍｍの円盤状のトレイ（陶磁器製品）を以下の方法により作製した。
（１）陶磁器製品用組成物の作製
表１に示される各配合量（質量部）のタルク、粘土・カオリン、長石、アルミナ、及び炭化ケイ素を、ミルで粉砕・混合することで、各実施例及び各比較例で使用する陶磁器製品用組成物（素地土）を作製した。
1. Preparation of Trays of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5 Disk-shaped trays (ceramic product) having a diameter of 200 mm were prepared by the following method.
(1) Preparation of a composition for ceramic products By pulverizing and mixing talc, clay/kaolin, feldspar, alumina, and silicon carbide in the respective amounts (parts by mass) shown in Table 1, each example And a ceramic product composition (base soil) used in each comparative example was prepared.
（２）成形体の作製
上記のようにして作製された各陶磁器用組成物に、それぞれ所定量の水及び分散剤を添加・混合して、各実施例及び各比較例のスラリー（含水率：約３０質量％）を作製した。そして、それらのスラリーを、０．８ＭＰａに加圧した状態で所定の石膏型内に流し込んで圧力鋳込み成形を行うことで、各実施例及び各比較例の円盤状の成形体を作製した。
(2) Production of Molded Body Predetermined amounts of water and a dispersing agent are added to and mixed with each ceramic composition produced as described above, and the slurry of each example and each comparative example (water content: about 30% by mass) was produced. Then, the slurries were pressurized to 0.8 MPa and poured into a predetermined gypsum mold to perform pressure casting, thereby producing disk-shaped compacts of each example and each comparative example.
（３）成形体の焼成
上記各成形体を、１２５０℃の温度条件で３時間焼成することで、実施例１～５のトレイ、及び比較例１～５のトレイを得た。
(3) Firing of Molded Body The molded bodies were fired at a temperature of 1250° C. for 3 hours to obtain trays of Examples 1-5 and Comparative Examples 1-5.
なお、焼成後のトレイの素地の組成（計算値、質量％）成を、表１に示した。表１中のＲは、アルカリ金属（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ等）を表す。 Table 1 shows the composition (calculated value, mass %) of the base material of the tray after firing. R in Table 1 represents an alkali metal (Li, Na, K, etc.).
２．確認試験
各実施例及び各比較例のトレイの表面状態を、目視で観察しつつ、各表面の吸水率（％）を測定した。結果は、表１に示した。なお、吸水率（％）の測定方法は、以下の通りである。
2. Confirmation Test The water absorption rate (%) of each surface was measured while visually observing the surface condition of the tray of each example and each comparative example. The results are shown in Table 1. The method for measuring water absorption (%) is as follows.
＜吸水率の測定方法＞
先ず、トレイの乾燥質量（Ｗ１）を測定し、そして、そのトレイを３時間煮沸した。その後、煮沸後のトレイの質量（Ｗ２）を測定し、以下に示される計算式より、吸水率（質量％）を求めた。
吸水率（質量％）＝（Ｗ２－Ｗ１）／Ｗ１×１００
<Method for measuring water absorption>
First, the dry weight (W 1 ) of the tray was measured and then the tray was boiled for 3 hours. After that, the mass (W 2 ) of the tray after boiling was measured, and the water absorption (% by mass) was obtained from the formula shown below.
Water absorption (% by mass) = (W 2 - W 1 )/W 1 × 100
なお、表１において、自己施釉層の形成が認められ、かつ吸水率０．１％未満の場合を記号「〇」で表した。また、表１において、自己施釉層が形成されず、吸水率が０．１％以上の場合を記号「×（＊１）」で表し、さらに、自己施釉層の形成は認められるものの、多数の泡が見られた場合を記号「×（＊２）」で表した。 In addition, in Table 1, the case where the formation of a self-glazed layer was observed and the water absorption rate was less than 0.1% was indicated by the symbol "o". In Table 1, the case where the self-glazed layer is not formed and the water absorption rate is 0.1% or more is indicated by the symbol "x (*1)". The symbol "x (*2)" represents the case where bubbles were observed.
表１に示されるように、実施例１～５のトレイの表面には、何れも透水性の低い皮膜からなる自己施釉層が形成された。これに対し、長石の配合量が少ない（つまり、素地中のＲ２Ｏが少ない）比較例１，２のトレイでは、自己施釉層の形成が不十分であり、吸水が見られた。また、比較例３のように、長石の配合量が多過ぎる（つまり、素地中のＲ２Ｏが多過ぎる）と、トレイの表面に多数の泡が見られた。これは、長石が熔けて素地の表面に液層が形成され、その液層をＣＯ２（ＳｉＣの酸化により生成）が抜けていく際に、液層に泡が形成されたためと推測される。また、比較例４のように、炭化ケイ素（ＳｉＣ）の配合量が多過ぎる（つまり、素地中のＳｉＣが多過ぎる）と、トレイの表面に多数の泡が見られた。これは、炭化ケイ素の酸化により生成した二酸化炭素の量が多過ぎるためであると推測される。また、比較例５のように、炭化ケイ素（ＳｉＣ）の配合量が少なすぎる（つまり、素地中のＳｉＣが少な過ぎる）と、自己施釉層が形成されなかった。なお、比較例５では、自己施釉層が形成されていないものの、吸水率が低い値となっている理由は、焼締まりによるためと推測される。 As shown in Table 1, the surfaces of the trays of Examples 1 to 5 were all formed with a self-glazed layer consisting of a film with low water permeability. On the other hand, the trays of Comparative Examples 1 and 2, which contained less feldspar (that is, contained less R 2 O in the matrix), had insufficient formation of the self-glazed layer and exhibited water absorption. Also, as in Comparative Example 3, when the content of feldspar was too large (that is, the content of R 2 O in the matrix was too large), numerous bubbles were observed on the surface of the tray. It is presumed that this is because the feldspar melted to form a liquid layer on the surface of the substrate, and bubbles were formed in the liquid layer when CO 2 (produced by oxidation of SiC) passed through the liquid layer. Also, as in Comparative Example 4, when the amount of silicon carbide (SiC) compounded was too large (that is, the amount of SiC in the matrix was too large), numerous bubbles were observed on the surface of the tray. It is speculated that this is due to the excessive amount of carbon dioxide produced by the oxidation of silicon carbide. Also, as in Comparative Example 5, when the amount of silicon carbide (SiC) compounded was too small (that is, the amount of SiC in the matrix was too small), the self-glazed layer was not formed. In Comparative Example 5, although the self-glazed layer was not formed, the reason why the water absorption rate was low is presumed to be due to the tightness of the sintering.
３．実施例１のトレイにおける表面付近の断面のマイクロスコープ画像
マイクロスコープ（ＧＯＫＯカメラ株式会社製、Electronic Macro Viewer EV-7）を利用して、実施例１のトレイの表面付近の断面を観察した。図４は、実施例１のトレイにおける表面付近の断面のマイクロスコープ画像（倍率：２０倍）を示す図である。図４に示されるように、１００μｍ以下の厚みであるものの、素地２の表面に皮膜状の自己施釉層３１が形成されていることが確かめられた。自己施釉層３１は、他の層を介することなく、素地２１に対して直接、形成されていることが確かめられた。
3. Microscope Image of Cross Section Near Surface of Tray of Example 1 Using a microscope (Electronic Macro Viewer EV-7 manufactured by GOKO Camera Co., Ltd.), a cross section of the tray of Example 1 near the surface was observed. FIG. 4 is a diagram showing a microscopic image (magnification: 20 times) of a cross section near the surface of the tray of Example 1. FIG. As shown in FIG. 4, it was confirmed that a film-like self-glazed
４．実施例１のトレイにおける素地の吸水率
実施例１のトレイの表面にある皮膜状の自己施釉層を、グラインダで除去し、素地を露出させた。そして、その素地について、吸水率を測定した。吸水率の測定は、上述したものと同様である。その結果、素地の吸水率は、９．２０％であった。
4. Water Absorption Rate of Base in Tray of Example 1 The film-like self-glazed layer on the surface of the tray of Example 1 was removed with a grinder to expose the base. Then, the water absorption rate was measured for the substrate. Measurement of water absorption is similar to that described above. As a result, the water absorption rate of the substrate was 9.20%.
５．実施例１のトレイにおける表面付近のＳＥＭ画像
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、日本電子株式会社製、ＪＳＭ－７００１Ｆ）を利用して、実施例１のトレイにおける表面付近の断面を観察した。図５は、実施例１のトレイにおける表面付近の断面のＳＥＭ画像（倍率：１００倍）を示す図である。図５に示されるように、内部（素地）には多数の気孔が見られるものの、表面付近では気孔が少ないことが確かめられた。図６は、実施例１のトレイにおける自己施釉層の表面のＳＥＭ画像（倍率：１００倍）を示す図である。図６に示されるように、自己施釉層の表面には孔が少なく、かつ表面が平滑であることが確かめられた。なお、図７は、比較対象である一般的な陶磁器の素地表面のＳＥＭ画像（倍率：１００倍）を示す図である。図７に示されるように、一般的な陶磁器の素地表面には、多数の孔が存在し、かつ表面が粗いことが確認される。
5. SEM image near the surface of the tray of Example 1 A cross section near the surface of the tray of Example 1 was observed using a scanning electron microscope (SEM, JSM-7001F manufactured by JEOL Ltd.). FIG. 5 is a SEM image (magnification: 100 times) of a cross section near the surface of the tray of Example 1. FIG. As shown in FIG. 5, it was confirmed that a large number of pores were found in the interior (base material), but few pores were found near the surface. 6 is a SEM image (magnification: 100 times) of the surface of the self-glazed layer in the tray of Example 1. FIG. As shown in FIG. 6, it was confirmed that the surface of the self-glazed layer had few pores and was smooth. FIG. 7 is a diagram showing an SEM image (magnification: 100 times) of the base surface of general ceramics for comparison. As shown in FIG. 7, it is confirmed that the base surface of general ceramics has a large number of pores and a rough surface.
６．自己施釉層の分析
上記のように、実施例１の自己施釉層は、厚みが１００μｍ以下であり、それを単離することは技術的に困難である。そこで、以下に示される方法で、約２／３が自己施釉層３１である試験片Ｓを作製し、その試験片Ｓから皮膜（主に、自己施釉層３１）を除去して残った物（主に、素地２１）の結晶組成と、除去した皮膜の結晶組成を比較することにした。
6. Analysis of Self-Glazed Layer As described above, the self-glazed layer of Example 1 has a thickness of 100 μm or less and is technically difficult to isolate. Therefore, by the method shown below, a test piece S in which about 2/3 is the self-glazed
＜試験片Ｓの作製＞
先ず、実施例１のスラリーに水を加えて、含水率約６０％に調製した。そして、そのスラリーを所定の型に掛けることで薄膜を作製し、その薄膜を１２５０℃の温度条件で、３時間加熱することで、上記試験片Ｓ（厚み：約０．３ｍｍ）を得た。なお、試験片Ｓの組成は、上記実施例１の組成に対応する。
<Production of test piece S>
First, water was added to the slurry of Example 1 to adjust the water content to about 60%. Then, the slurry was applied to a predetermined mold to prepare a thin film, and the thin film was heated at a temperature of 1250° C. for 3 hours to obtain the test piece S (thickness: about 0.3 mm). The composition of the test piece S corresponds to the composition of Example 1 above.
図８は、自己施釉層３１の分析用の試験片Ｓを示す写真であり、図９は、自己施釉層３１の分析用の試験片Ｓの断面写真（倍率：６０倍）である。図９に示されるように、試験片Ｓでは、内部にある層状の素地２１を包むように自己施釉層３１が形成されている。
FIG. 8 is a photograph showing a test piece S for analysis of the self-glazed
＜試験片Ｓの内部、及び除去した皮膜の結晶組成の解析＞
試験片Ｓから皮膜を除去して残った物（主に、素地２１）の粉砕物について、粉末Ｘ線回折装置を利用して、Ｘ線回折パターンを測定した。結果は、図１０に示した。また、試験片Ｓから除去した皮膜（主に、自己施釉層３１）の粉砕物についても同様に、Ｘ線回折パターンを測定した。結果は、図１１に示した。また、参考として、透水性を有する上記比較例１に対応する試験片の粉砕物についても同様に、Ｘ線回折パターンを測定した。結果は、図１２に示した。
<Analysis of the inside of the test piece S and the crystal composition of the removed film>
The X-ray diffraction pattern of the pulverized material remaining after removing the film from the test piece S (mainly the substrate 21) was measured using a powder X-ray diffractometer. The results are shown in FIG. Also, the X-ray diffraction pattern of the pulverized film (mainly the self-glazed layer 31) removed from the test piece S was similarly measured. The results are shown in FIG. For reference, the X-ray diffraction pattern was similarly measured for the pulverized test piece corresponding to Comparative Example 1 having water permeability. The results are shown in FIG.
＜Ｘ線回折パターンの結果について＞
図１０及び図１１に示されるように、試験片Ｓの内部のＸ線回折パターンと、試験片Ｓの皮膜のＸ線回折パターンとは、基本的に同じピークが観測された。ただし、図１１に示されるように、試験片Ｓの皮膜（主に、自己施釉層３１）については、全体的にピーク強度が弱く、１３～３０°にかけてブロード（図１１中のＸ）のパターンが見られ、さらに、２２°付近のピークが僅かに高角度側（右側）にシフトする現象が見られた。２２°付近のピークは、図１１の矢印Ｉで示されるコージェライトのピークよりも、矢印ＩＩで示されるシリカ（ＳｉＯ２）のピークに近いと言える。
<Results of X-ray diffraction pattern>
As shown in FIGS. 10 and 11, basically the same peaks were observed in the X-ray diffraction pattern inside the test piece S and the X-ray diffraction pattern of the film of the test piece S. However, as shown in FIG. 11, the film of test piece S (mainly, the self-glazed layer 31) has a weak peak intensity overall, and a broad pattern (X in FIG. 11) from 13 to 30°. was observed, and further, a phenomenon was observed in which the peak near 22° was slightly shifted to the high angle side (right side). It can be said that the peak around 22° is closer to the silica (SiO 2 ) peak indicated by arrow II than the cordierite peak indicated by arrow I in FIG. 11 .
以上より、試験片Ｓの皮膜（自己施釉層３１）は、酸化の影響を受けるため、内部（素地２１）よりもシリカが多く、コージェライトやＳｉＣの割合が少ないと言える。このことから、純粋な自己施釉層３１の場合、さらに、コージェライトやＳｉＣの割合が少なくなると推測される。また、試験片Ｓの皮膜（自己施釉層３１）では、ガラス状の物質が生成しており、その物質が、皮膜（自己施釉層３１）の特性（平滑性、非透水性）に寄与していると推測される。
From the above, it can be said that the film (self-glazed layer 31) of the test piece S is affected by oxidation, so that it contains more silica than the inside (base 21) and contains less cordierite and SiC. From this, it can be inferred that the pure self-glazed
また、図１０及び図１２を比較すると、試験片Ｓの内部のＸ線回折パターンは、透水性を有する試験片の粉砕物のＸ線回折パターンと略同一のピークが得られることが確かめられた。 10 and 12, it was confirmed that the X-ray diffraction pattern of the interior of the test piece S has substantially the same peaks as the X-ray diffraction pattern of the ground material of the water-permeable test piece. .
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments explained by the above description and drawings, and the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
図１３は、実施形態４に係る陶磁器製品１Ｃの断面構成を模式的に表した説明図である。本実施形態の陶磁器製品１Ｃの本体部２０Ｃは、焼成によって自己施釉層３Ｃが形成される陶磁器製品用組成物からなる素地２Ｃで構成される。そして、そのような素地２Ｃの表面の一部に、焼成によって自己施釉層が形成されない組成物（例えば、実施形態３で例示した芯材用組成物）からなる素地５Ｃからなる層が形成されている。素地５Ｃからなる層は、透水面４０Ｃとなる。このような陶磁器製品１Ｃは、焼成によって自己施釉層３Ｃが形成される陶磁器製品用組成物（素地土）からなる成形体の表面の一部（例えば、板状の成形体の片面）に、焼成によって自己施釉層が形成されない前記組成物を含むスラリーを付与し、それを焼成することで得られる。このような陶磁器製品１Ｃは、表面の一部が素地５Ｃからなる透水面４０Ｃとなり、自己施釉層３Ｃが形成される残りの表面が非透水面３０Ｃとなる。
FIG. 13 is an explanatory view schematically showing the cross-sectional configuration of the
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…陶磁器製品、２，２Ｂ…素地、３，３Ｂ，３Ｃ…自己施釉層、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…本体部、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ…非透水面、４０，４０Ｃ…透水面、Ｓ…試験片 1, 1A, 1B, 1C ... ceramic products, 2, 2B ... base material, 3, 3B, 3C ... self-glazed layer, 20, 20A, 20B, 20C ... main body, 30, 30A, 30B, 30C ... impermeable surface, 40, 40C... Permeable surface, S... Test piece
Claims (2)
前記素地は、
ＳｉＯ２を３４．０～４５．０質量％、
Ａｌ２Ｏ３を２８．０～３５．０質量％、
ＭｇＯを６．０～１０．０質量％、
Ｒ２Ｏ（Ｒは、アルカリ金属）を１．０～２．３質量％、及び
ＳｉＣを１０．５～２６．５質量％含む熱伝導性を備えた陶磁器製品。 A body and a vitreous self-glazed layer formed directly on the surface of the body,
The base material is
34.0 to 45.0% by weight of SiO2 ,
28.0 to 35.0% by mass of Al 2 O 3 ,
6.0 to 10.0% by mass of MgO,
A thermally conductive ceramic product containing 1.0 to 2.3% by mass of R 2 O (R is an alkali metal) and 10.5 to 26.5% by mass of SiC.
前記本体部のうち、少なくとも、前記自己施釉層からなる前記非透水面が形成される部分は、ＳｉＯ２を３４．０～４５．０質量％、Ａｌ２Ｏ３を２８．０～３５．０質量％、ＭｇＯを６．０～１０．０質量％、Ｒ２Ｏ（Ｒは、アルカリ金属）を１．０～２．３質量％、及びＳｉＣを１０．５～２６．５質量％含む素地からなる熱伝導性を備えた陶磁器製品。 A main body, a water-impermeable surface composed of a vitreous self-glazed layer directly formed on the surface of the main body, and a water-permeable surface composed of the exposed surface of the main body,
Of the main body, at least the portion where the water impermeable surface made of the self-glazed layer is formed contains 34.0 to 45.0% by mass of SiO 2 and 28.0 to 35.0% Al 2 O 3 . % by mass, 6.0 to 10.0% by mass of MgO, 1.0 to 2.3% by mass of R 2 O (R is an alkali metal), and 10.5 to 26.5% by mass of SiC A ceramic product with thermal conductivity consisting of.
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