JPH01255508A - 坏土の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は陶磁器用坏土の製造方法に関し、詳しくは原
料の微粉砕及び均一混合手法に特徴を有する坏土の製造
方法に関する。

（従来の技術） 従来より行われている坏±の一般的な製造方法は、原石
質原料をクラッシャー等にて粗砕した後、更にこれをボ
ールミルを用いて湿式で微粉砕して懸渇液状とし、これ
を同じ懸濁液状化した粘土質原料と混合した後に、一定
の操作を加えて坏土と為すものであった。第９図はその
製造工程の流れを示したものである。この図に示す工程
を具体的に説明すると、先ず原石質原料またはシャモッ
ト等をクラッシャーにて粗砕し、次いでこれをボールミ
ルを用いて湿式微粉砕して懸濁液状とする。

一方これとは別に粘土質原料を懸濁液状化しておいて、
これを前記原石質原料の懸濁液とともに均一に混合する
０次にその混合液をフィルタープレスにかけてケーキを
造り、そしてそのケーキからデシン造粒機によって含水
率７〜８％のデシン粉を作成し、乾式成形用の坏土と為
す。

或いは上記懸濁液を混合したものをスプレードライヤー
にて乾燥・造粒し、含水率７〜８％の程度のスプレー粉
を造る。これを同じく乾式成形用の坏土となす。

或いはまた、これとは別にフィルタープレスにかけた原
料を乾燥・含水調整して、含水率２０〜２５％程度の湿
式成形用坏土を得る。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらこの方法は、原料微粉砕に際して大型のボ
ールミルを用い、また脱水、乾燥等のためにフィルター
プレス或いはスプレードライヤを用いるために、それら
装はによりスペースが広く占有されるのみならず、−度
の処理量が大量であって、多品種、少量生産に対しては
十分に対応できない不具合があった。

また得られる坏土について見た場合、どの工程を通った
場合にも、坏土の反応性及び流動性の何れの特性も十分
であるものが得難い問題があった０例えばデシン造粒機
を用いて乾式成形用坏土を製造した場合、デシン造粒の
特性から、得られる二次粒子（デシン粉）の形状は、第
８図（Ａ）に示すように凹凸の激しい不規則形状のもの
であって、坏土粉末をプレス成形する際の粉の流動性が
悪く、このために成形体における原料粒子の充填密度が
不均一となって、焼成の際の収縮量及び各製品毎の寸法
のばらつきが大きくなってしまう。

一方スプレー粉の場合には、第８図（Ｂ）に示すように
その形状は球形に近いものであって、乾式成型の際の流
動性は良好であるが、デシン粉の場合と同様に粉を構成
する一次粒子の表面積が小さい（ボールミルによる粉砕
にて一次粒子が形成されることに基づく）ために、焼成
時の粉の反応性において未だ不十分である。

（課題を解決するための第一の手段） 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
であり、その要旨は、陶磁器用原料を粗砕及び微粉砕し
た上均一混合して坏土を製造するに際し、該粗砕した原
料を、粒子を乾いた状態で互いに高速で衝突させること
によって粉砕する形式の乾式粉砕機を用いて微粉砕し、
その後に該微粉砕した原料を、回転する容器及びその内
部に配設され且つ該容器とは逆方向に高速回転する攪拌
回転子を備えた反転動式ミキサーを用いて均一に分散・
混合せしめることにある。

即ち本発明では、陶磁器用原料、一般的には長石、陶石
、蝋石等原石質原料或いはシャモット等を粗砕し、そし
てこれを乾式粉砕機を用いて微粉砕する。ここで乾式粉
砕機とは、エアー等をキャリヤとして原料粒子を高速で
互いに衝突させて砕き、以て微細粒子化するもので、こ
のような乾式粉砕機の一例としてＭｉｎｅｒａｌ　Ｍｉ
ｎｉｎｇ　Ｔｅｃｈｆ＋ｏｌｏｇｙＧ　ｍ　ｂ　ｔ１社
製のエアーインパクトミルが知られている。

この乾式粉砕機は１粒子間士を衝突させて割り、或いは
砕くものであるために、得られた粒子の表面は、微少且
つ小刻みな凹凸のあるギザギザ状表面となる。即ち従来
のボールミルによる粉砕の場合には、第２図に示すよう
に得られる粒子の形状は、全体形状が丸く且つ表面も滑
らかな表面となるのに対し、かかる乾式粉砕機により微
粉化された粒子は、第１図に示すように全体として丸形
状であるが、表面状態はギザギザ状の凹凸表面となるの
である。尚、乾式粉砕機にて原料を粉砕する際、粘土質
原料を混合して、その混合状態で原料粉砕を行うことも
勿論可能である。

本発明では、上記操作で微粉化した原料を、反転動式ミ
キサー（逆流式ミキサー、以下同じ）を用いて均一に分
散・混合する。ここで反転動式ミキサーとは、回転する
容器とその内部に配設された攪拌回転子とを備え、その
容器をゆっくりと回転させるとともに、内部の攪拌回転
子を容器とは逆方向に高速で回転させることによって、
原料粒子を混合するもので、そのような反転動式ミキサ
ーとしては１例えばＥｉｒｉｃｈ社製のＲタイプミキサ
ーか知られている。

このように、本発明では乾式粉砕機及び反転動式ミキサ
ーを用いて原料の彎粉砕から均一混合までを行うために
、原料の粉砕・混合用として従来用いられているボール
ミルを必要としない、而してこれら乾式粉砕機０反転勤
式ミキサーは、従来のボールミルに比べて少容量且つ小
型であるために、装置全体の設置スペースは少なくて済
み、また少量ずつの処理か可能であるために、多品種。

少量生産の要請に対しても十分に対応することかできる
。

また本発明では原料を乾式で処理するために、給排水設
備、配管等も必要でなくなる。のみならず１品種切替え
の際の段取り時間も短縮化される利点が生ずる。

従来の方法の場合１品種切替えに当ってボールミルを長
時間かけて洗沙する必要があったのであるが、本発明で
は原料を乾式で処理し、且つ一度の処理量も少ないため
に、品種切替えのための段取り時間が大幅に短縮され、
ひいては生産能率も高められる効果が生ずるのである。

以上の外に、本発明の特徴として、得られる坏土粒子の
焼結反応性が優れていることが挙げられる。上述したよ
うに本発明において得られる一次粒子は表面がギザギザ
状の小刻みな凹凸のあるものであるために、従来のボー
ルミルにて得られる一次粒子に比べて表面積が大きくな
る。このことは本発明者の行った実験の結果を示す第３
図に明瞭に現われている。この図は従来のボールミルを
用いて原料を微粉砕した場合と、本発明に突って乾式微
粉砕した場合との各−次粉末粒子の表面積を比較して示
したものであるが１図示の如く後者の場合には、−次粒
子の表面積が前者のボールミルによる場合のそれに比べ
て大幅に大きくなっている。このために本発明では坏土
、またその坏土を使用した成形体の反応性が高くなって
、焼結性能が向上するのである。

而してこのように焼結性能が向上すれば、従来よりも低
温での焼成が可能となるのであり、或いは焼成温度を従
来と同じとすれば、−次粒子の粒度を従来のそれよりも
粗くすることが可能となる０例えば従来の方法では２０
７ｚｍまで原料を擦り込まなければならなかったとする
と、本発明では３０ＩＬｍ程度で一次粒子の微粉化を止
めることができるようになるのである。この場合、得ら
れた粉体は一定の粒度分布幅をもっていて、中には粗い
粒子に混じって細かい粒子も当然に含まれているから、
このような粒子から坏土を得てこれを成形したとき、坏
土粒子の充填がより緻密となり、これにより焼成時の成
形体の収縮が小さくなる効果が生ずる。

帽１を解決するための第二の手段） 次に本願の第二の発明は、上記反転動式ミキサーを高速
度回転して原料粉を均一に分散φ混合した後これを低速
回転させることにより、該混合した原料を所定水分状態
の下で造粒化すること奢特徴とするものである。

即ち反転動式ミキサーとして上側のＲタイプミキサーを
用いた場合、例えばこれを１８０Ｏｒｐｍ程度の高速で
回転させて先ず原料粉を混合した後、これに所定量の水
分を加えて４００　ｒ　ｐｍ程度の低速で回転させ、先
の操作で微粉化した一次粒子を数十ＪＬｍ８度の二次粒
子に造粒化するのである。而してこのような反転動式ミ
キサーにて造粒化した粉（二次粒子）は、全体形状が丸
形状であることが実験により確認されている。そしてこ
のように二次粒子の形状、つまり坏土粉末の形状が丸形
状であることから、坏土を乾式成形したときの粉の流動
性が良好となる。即ち第二の発明によれば、焼結反応性
と流動性との二つの特性を具備した粉が得られるのであ
り、そしてその良好な流動性〈基づいて、坏土を成形し
た時の成形体における原料の充填密度が高く且つ均一と
なり、以て焼成時の収縮、焼成品の寸法のばらつきが更
に小さくなるのである。

また本願の第二の発明では、原料の混合と造粒とを同じ
反転動式ミキサーを用いて行うために、従来のデシン造
粒機、スプレードライヤー等の設備も不要となり、全体
としての装置の設置スペースが更に節減される外、原料
の微粉化から造粒に至るまで、少量づつ処理することが
可能となる。

（課題を解決するための第三の手段） 本願の第三の発１ｊｌは、前記反転動式ミキサーの高速
回転により均一に分散・混合した混合原料を、凝集造粒
手法により造粒化することを特徴とするものである。

混合原料を凝集造粒するための装置としては、例えばＬ
ｏｄ　ｉｇｅ社袈のＣＢタイプミキサーがあり、而して
このような手法にて得られる粉（二次粒子）は、従来の
スプレードライヤーにて得られる粉と遜色ない程度に優
れた流動性を示す、のみならず末法にて得られる粉は柔
らかく、従ってこれをプレス成形すると、該粉は良くこ
なれて成形キャビティ内に万遍なく充填される。このた
め成形体における原料密度はより均−且つ緻密となつて
焼成収縮が更に小となり、これに伴って製品寸法のばら
つきも小さくなる。

尚、末法の場合においても、坏土粉末を構成する一次粒
子は前述の乾式粉砕によって得られたものであって、焼
結反応性に富んだものである。このことは前記第二の発
明及び後述の第四の発明においても同様である。

尚末法の場合、第二の発明に比べて凝集造粒のための装
置が必要となるが、従来の造粒機（デシン造粒機、スプ
レードライヤー）に比べれば装置の設置スペースは少な
く、また少量ずつの処理が可能であるため、多品種、少
量生産の要請に対しても十分に対応できる。

（課題を解決するための第三の手段） 本願の第四の発明は、前記反転動式ミキサーの高速回転
により均一に分散・混合した混合原料に所定量の水分を
添加した上、これを混練することを特徴とするものであ
る。

ここで原料の混線は、上記混合操作を行った同じ反転動
式ミキサーを用いて行うことができる。

尚、本発明は湿式成形用の坏土を製造するものであり、
坏土の最終の含水率は湿式成形に適した水分量、例えば
２０〜２５％の含水量にコントロールされる。

本発明にて得られる坏土は上記のように湿式成形用のも
のであって、乾式成形の場合のように坏土粉末の流動性
は特に問題とされないが、従来方法にて得られる湿式坏
土に比べれば、坏土を構成する粒子の反応性が良く、ま
たこれを成形したとき、成形体における原料の充填密度
が高くなるなどの特長を有している。

（実施例） 次に本発明をより具体化すべく、以下にその実施例を説
明する。

第４図、第６図及び第７図は本実施例において用いた乾
式粉砕機１５　（Ｍｉｎｅｒａｌ　ＭｉｎｉｎｇＴｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ　ＧｍｂＨ社製のエアーインパクトミル
）、反転動式ミキサー２５　（Ｅｉｒｉｃｈ社製のＲタ
イプミキサー）及び凝集造粒機３５　（Ｌ’ｊｄｉｇｅ
社製のＣＢタイプミキサー）を示したものである。先ず
これら装置の構成について簡単に説明する。

第４図において、１０はスクリューフィーダであって、
ホッパ１２より供給された原料はこのスクリューフィー
ダｌＯにより送られた後、二股の分岐路１４．１６に分
れ、更にコンプレッサ３４より供給される高圧エアーに
より逆方向に高速で運ばれ、そして粉砕ゾーン１８で互
いに衝突させられて細かく砕かれる。微粉化した粒子は
通路２０に沿って上昇し１次いで分級室２２内に入り込
む０分級室２２内に入った粒子は、ブロア２４から吹き
出されたエアーの流れに乗って上昇させられ、更にエア
ー分級機２６９通路２Ｂを経てタンク３０に集められる
。

次に第６図において、３６は回転容器であって内部に回
転羽根３８が偏芯配置されている。而して容器３６が矢
印Ｐの方向に回転させられる一方１羽根３Ｂがこれとは
逆方向に高速回転させられると、内部に収容された原料
が矢印で示す方向に流動し、その過程で均一に混合され
る。

第７図に示す凝集造粒機３５において、４０は容器であ
って内部に回転軸４２と羽根４４とが設けられており、
その羽根４４が軸４２と一体で回転させられるとともに
１羽根４４の先端部から所定員の水分が供給される。こ
とによって、容器４０内に収容された原料粒子が凝集・
造粒する。

〔実施例１〕 第１表：原料組成 さて、本実施例では第１表に示す組成の原料を第４図の
乾式粉砕機１５を用いて粉砕しく粉砕圧カフ　ｋｇ／ｃ
ｍ２　、含水率０％に完全乾燥）、そしてこれを第６図
に示す反転動式ミキサー２５（Ｒタイプミキサー：容量
８０文）を用いて混合及び造粒試験を行った。その際の
試験条件は第２表に示す如くである。即ち上記乾式粉砕
機１５で粉砕した原料３６．６に、と蛙目粘土５．１ｋ
ｇ　　（含水率３５〜４０％）を反転動式ミキサー２５
内に入れ、そして回転羽根３８を回転数１８０Ｏｒｐｍ
で１５分間回転させて混合した後（ここまでの操作をＡ
とする）、水分を加えて含水率１２％、即ち水分が固形
分に対して外割りで１２％となるようにコントロールし
た０次いで羽根３８を回転数４００ｒｐｍで４分間回転
させて、分散させた原料粒子を造粒した後、更に羽根３
８を１８０Ｏｒｐｍで２分間回転させて解砕した。尚こ
の解砕工程は、先の低速回転操作、つまり造粒操作で２
次粒子が所望径よりも大きくなるため、再びこれを所望
径まで解砕するためのものである。

この解砕かすんだら次にこれを第５図に示す如き流動層
乾燥機４５を用いて乾燥（１００℃）し、最鰐的に含水
率が７％の乾式成形用坏土を得た。得られた試料の特性
を調査したところ、第３表〜第５表の如くであった。

第２表：試験条件 ［実施例２］ 実施例１と同じ原料を同じ量だけ用いて上記Ａまでの操
作を行い、次に混合した原料を反転動式ミキサー２５か
ら取り出して、第７図に示す凝集造粒４１１３５に入れ
、１８００ｒｐｍ、入口から出口までの所要時間４秒の
条件で凝集造粒を行った（この時の含水量は上記と同じ
１２％）０次にこれを凝集造粒機３５より取り七して流
動層乾燥を行い、乾式成形用坏土を得た。得られた坏土
の特性を調査したところ、＠３表の如くであった。

尚、比較のために同じ！ｌ成の原料を用いて従来の手法
により乾式成形用坏土を装造しくデシン造粒、スプレー
ドライヤ造粒）、得られた坏土の特性を調査して第３表
〜第５表に示した。

乾式粉砕ａｌ１５を用いて原料を微粉砕し且つ反転動式
ミキサー２５を用いて混合且つ造粒した坏±（反転動造
粒坏土）及び凝集造粒機３５を用いて造粒した坏土（凝
集造粒坏土）は、何れも従来のデシン粉に比べて流動性
が良好であった。特に後者の坏土は、スプレー粉の流動
性に近い値が得られる外、粉の硬さも軟らかく、このた
め成形体における原料密度が高く且つ均一化して、ばち
の程度が少なくなり、また焼成品の寸法のばらつきも少
なくなっている。尚第４表、第５表中又は焼成品の平均
寸法であり、Ｓはばらつきの程度を示す数値である。

［実施例３］ 第１、第２の実施例と同様の組成の原料を乾式粉砕した
ものと蛙目粘土とを夫々６０％、４０％の割合で用い、
これを１．２の実施例と同じく容１８０Ｊ１のＲタイプ
ミキサーに４０に、投入して高速で分散・混合を行い１
次いで回転数を１１００Ｏｒｐに落して６分間運転して
混練するとともに最終の含水率を２１％となるようにコ
ン　　−トロールし、湿式成形用坏土を得た。得られた
坏土は、これを構成する一次粒子の表面積が大であるこ
とから、良好な焼成反応性を示した。

以上本発明の実施例を詳述したが１本発明は原料として
粘土を用いない場合においても適用可能であるし、また
乾式粉砕機１反転勤式ミキサー。

凝集造粒機として上記例示したちの以外のものを用いる
ことも可能であるなど、その趣旨を逸脱しない範囲にお
いて、様々な態様において実施することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は原料を乾式粉砕機により粉砕したときに得られ
る一次粒子の形状を示す図であり、第２図は従来のボー
ルミルにて原料を粉砕したときに得られる一次粒子の形
状を示す図である。 第３図は第１図の一次粒子と第２図の一次粒子との表面
積を比較して示す図であり、第４図。 第５図、第６図及び第７図は夫々本発明の実施例にて用
いた乾式粉砕機、流動層乾燥機９反転勤式ミキサー及び
凝集造粒様の原理を説明するための説明図である。第８
図は従来の手法にて造粒されたデシン粉及びスプレー粉
の形状を示す図であり、第９図は従来一般に行われてい
る坏土の製造方法の各工程を説明するための説明図であ
る。 １５：乾式粉砕機 ２５：反転動式ミキサー ３５：凝集造粒機 第１図　　　　　第２図 第８図 （Ａ）　　　　　　（Ｂ） 第３図 平均粒径（ルｍ） 第４図 第５図 第６図 第７図 第９図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）陶磁器用原料を粗砕及び微粉砕した上均一混合し
   て坏土を製造するに際し、該粗砕した原料を、粒子を乾
   いた状態で互いに高速で衝突させることによって粉砕す
   る形式の乾式粉砕機を用いて微粉砕し、その後に該微粉
   砕した原料を、回転する容器及びその内部に配設され且
   つ該容器とは逆方向に高速回転する攪拌回転子を備えた
   反転動式ミキサーを用いて均一に分散・混合せしめるこ
   とを特徴とする坏土の製造方法。
2. （２）前記反転動式ミキサーを高速回転して原料粉を均
   一に分散・混合した後、これを低速回転させることによ
   り、該混合した原料を所定水分状態の下で造粒化するこ
   とを特徴とする乾式成形用坏土の製造方法。
3. （３）前記反転動式ミキサーを高速回転することにより
   均一に分散・混合した混合原料を、凝集造粒手法により
   造粒化することを特徴とする乾式成形用坏土の製造方法
   。
4. （４）前記反転動式ミキサーを高速回転することにより
   均一に分散・混合した混合原料に対して、所定量の水分
   を添加した上、混練することを特徴とする湿式成形用坏
   土の製造方法。