JPH08165139A

JPH08165139A - 低温焼成釉薬

Info

Publication number: JPH08165139A
Application number: JP33524494A
Authority: JP
Inventors: Yukito Muraguchi; 幸人村口; Seiji Shinkai; 誠司新開; Hiromitsu Hiraiwa; 広充平岩; Kimiya Toyama; 公也外山
Original assignee: Inax Corp
Current assignee: Inax Corp
Priority date: 1994-12-09
Filing date: 1994-12-09
Publication date: 1996-06-25

Abstract

(57)【要約】【目的】低温焼成が可能であって、且つ十分な耐水性
・耐酸性を備えた釉薬を提供する。【構成】珪石粉等のシリカ原料と亜鉛華等の酸化亜鉛
原料に、適量の水と増粘剤・分散剤とを添加したもの
を、ボールミルで粉砕して泥漿を調製し、この泥漿と珪
酸ナトリウムとを混合することにより低温焼成釉薬と成
す。【効果】５００〜１０００゜Ｃ程度の低温で焼成する
ことができるから、高温焼成が不可能な材質への施釉が
可能となり、また焼成コストの低減化がもたらされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、比較的低温での焼成が
可能な釉薬の提供を目的とする。

【０００２】

【従来の技術】陶磁器製品や金属製品の表面に施釉して
加飾することは、従来より行われている技術であるが、
金属製品を施釉対象とする場合や特定種類の窯業製品に
施釉する場合には、熱膨張率や耐熱性の関係から、一般
に１０００°Ｃ未満の比較的低温で焼成することが必要
とされる。

【０００３】そこで従来、低温焼成が可能な釉薬が各種
開発されている。古くから使用されている低温焼成釉と
しては鉛釉がよく知られている。硼酸を主成分とする或
いは主成分としてではないが多量に含む硼酸系釉も、そ
の融点は比較的低い。さらにフリット釉は普通１１００
°Ｃ以上の高温焼成用であるが、これに鉛や硼酸を配合
することにより融点を下げたものも使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の低温焼成釉
薬のうち、鉛釉は人体に対して有毒であるうえに、耐酸
性，耐磨耗性に劣るという欠点を有している。硼酸系釉
は、酸，アルカリに対する耐久性が比較的弱いという欠
点を有している。鉛や硼酸を配合して低融点化したフリ
ット釉についても、耐酸性が低下するという問題を有し
ている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、低温焼成が可
能でありながら、鉛釉のような人体に対する毒性を持た
ず、耐酸性を備えている釉薬を提供せんとするものであ
る。本発明に係る低温焼成用釉薬（以下「本発明釉薬」
と言う）の特徴とするところは、シリカ及び酸化亜鉛を
主成分とする泥漿と、珪酸ナトリウムとを混合して成る
ことである。

【０００６】なお、本発明釉薬の好ましい焼成温度は、
５００〜１０００゜Ｃの範囲の温度である。

【０００７】

【作用】シリカは加熱によってＳｉＯ_４の正四面体の結
晶構造をとり、一方、珪酸ナトリウムは加熱によってシ
ロキサン鎖の架橋結合による網目構造をとる。従って、
本発明釉薬は、これを焼成することによって、シリカの
正四面体結晶構造と珪酸ナトリウムのシロキサン鎖によ
る架橋構造との混成体からなる、複雑な三次元網目構造
を基本とし、その一部が亜鉛分子に置換された構造をと
ると考えられる。亜鉛Ｚｎは、釉薬の溶融温度を下げる
と同時に、シリカの正四面体構造又は珪酸ナトリウムの
シロキサン架橋構造に組み込まれて網目立体構造の結合
強度を高める働きを有している。それ故、本発明釉薬
は、低温での焼成が可能であって、且つ、耐水性・耐酸
性を備えることができるのである。

【０００８】なお本発明釉薬は、焼成温度が低すぎた場
合、前記網目構造の形成が未発達であったり、あるいは
網目構造への亜鉛の組み込みが不十分となったりして、
実用上十分な耐水性・耐酸性を得ることができなくな
る。逆に、焼成温度が高すぎた場合、珪酸ナトリウムの
発泡現象が生じて製品の表面性状を損なうおそれがある
のみならず、燃料の消費量が多くなるから焼成コストの
節減化効果がもたらされなくなる。従って、本発明釉薬
の最適焼成温度は、原料であるシリカ及び酸化亜鉛並び
に珪酸ナトリウムの配合比率に応じて変化するが、５０
０〜１０００゜Ｃの範囲を目安として設定するのが好ま
しい。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の詳細を実施例に基づいて説明
する。本発明釉薬の製造原料は、シリカＳｉＯ_２と酸化
亜鉛ＺｎＯとを主成分とする泥漿、及び、珪酸ナトリウ
ムである。シリカ原料としては、珪石・珪砂・石英・フ
リント・珪藻土等が挙げられる。他方、酸化亜鉛原料と
しては、亜鉛華が代表的であるが、含有される不純物に
不都合がある場合は、一部又は全部に精製した酸化亜鉛
を用いてもよい。

【００１０】本発明釉薬を製造するには、まずはじめ
に、シリカと酸化亜鉛を主成分とする泥漿を調製する。
これは、ボールミルやポットミル等の粉砕機に、珪石粉
等のシリカ原料及び亜鉛華等の酸化亜鉛原料、これら以
外の無機質鉱物やフリット等の釉原料、適量の水、さら
に必要に応じて、顔料、アエロジル（＝コロイダルシリ
カ）等の増粘剤、ピロリン酸ナトリウム等の分散剤を添
加して、３〜２４時間の粉砕を行う。

【００１１】シリカ原料と酸化亜鉛原料の配合比率は、
それぞれに珪石粉と亜鉛華とを用いた場合として、珪石
粉１０〜９５重量％に対し、亜鉛華９０〜５重量％とす
る。最適比率は、珪石粉５０〜８０重量％に対し亜鉛華
５０〜２０重量％である。本発明釉薬の耐水性・耐酸性
は、配合した酸化亜鉛が網目構造内へ組み込まれること
により具現化するので、酸化亜鉛の配合比率は釉薬の特
性に重大な影響を与える。亜鉛華（酸化亜鉛）の配合比
率が５重量％未満であると、耐水性・耐酸性が低下する
ので、配合比率は５重量％以上とする。また亜鉛華の配
合比率を９０重量％より大きくしたとしても、釉の特性
が格別向上するわけではなく、いたずらに原料コストを
上昇させるだけであるので、配合比率は９０重量％以下
に設定するのが実際的である。

【００１２】次に、前記調合物をボールミル等で粉砕す
ることにより得られた泥漿と、珪酸ナトリウムとを混合
して、目的とする本発明釉薬を得る。両者の混合比率
は、泥漿３０〜９５重量％に対し、珪酸ナトリウム７０
〜５重量％であり、最適には、泥漿４０〜７０重量％、
珪酸ナトリウム３０〜６０重量％の範囲である。なお所
望により、分散剤や消泡剤を添加する。

【００１３】珪酸ナトリウムの混合比については、５重
量％未満であると、シロキサン鎖による架橋構造の割合
が不足し、耐水性・耐酸性が悪くなる。他方、７０重量
％を越えると、釉の機械的強度が低下する。このような
理由から、珪酸ナトリウムの混合比率は、前記範囲に設
定するのが望ましいとされる。

【００１４】こうして得られた本発明釉薬を、製品素地
に施釉し加飾する。施釉対象となる製品素地の材質は、
陶磁器質（陶器質，磁器質以外にせっ器質も含む）のほ
か、低温焼成しか許されないような材質（例えば、金
属，セメント，珪酸カルシウム等）であってもよい。陶
磁器質素地に施釉する場合、前以って素焼しておくのが
一般的であるが、未焼成の生素地に施釉してもよい。但
し、生素地に施釉する際は、低温焼成が可能な材質であ
ることを要する。

【００１５】施釉方法については特に制限はなく、ディ
ッピング（浸し掛け・どぶ漬け）・スプレー掛け（吹き
つけ）・幕掛け・印刷・筆による絵付け等、従来採用さ
れている手法のうちから、適当なものを選択すればよ
い。

【００１６】施釉後、必要により乾燥工程を施したの
ち、焼成を行って製品を完成させる。本発明釉薬の適切
な焼成温度は５００〜１０００゜Ｃの範囲である。本発
明釉薬は、焼成によって、シリカの正四面体分子に基づ
く結晶構造と珪酸ナトリウムのシロキサン架橋構造との
混成による複雑な立体網目構造をとると考えられるが、
焼成温度が５００゜Ｃ未満であると、シリカ分子に基づ
く網目構造やシロキサン架橋が十分に形成されず、耐水
性・耐酸性が低下するおそれがある。一方、焼成温度が
１０００゜Ｃを越えると、珪酸ナトリウムが発泡現象を
起こして、製品の表面性状を損なうおそれがある。従っ
て、本発明釉薬の焼成温度は、上記の如く設定される。
なお、実際に採用する温度は、釉薬の組成や、製品素地
の材質等を考慮して決定すればよい。

【００１７】〔具体例１〕珪石粉６０重量部、亜鉛華４
０重量部、増粘剤１重量部、分散剤３重量部、及び水７
５重量部を秤量し、これらをボールミルに投入して２４
時間粉砕する。粉砕して得られた泥漿をボールミルから
取り出し、この泥漿５０重量部に対して、珪酸ナトリウ
ム５０重量部、及び適量の分散剤・消泡剤を混合し、本
発明釉薬を得る。上記本発明釉薬をタイル素地に施釉
し、８００゜Ｃで焼成する。

【００１８】このようにして得られたタイル製品は、低
温焼成により施釉されたにもかかわらず、十分な耐水性
・耐酸性を備えており、表面性状も従来の高温焼成した
施釉製品と比べて何ら遜色のないものであった。

【００１９】〔耐水性試験〕本発明釉薬の焼成温度と耐
水性との関係を調べるため、次のような試験を行った。
試験に用いた本発明釉薬は、珪石粉７０重量部，亜鉛華
３０重量部，及び水１００重量部をポットミルで２４時
間粉砕して泥漿を調製し、得られた泥漿４０重量部に対
し、珪酸ナトリウム６０重量部を混合することにより製
造したものである。試験の手順は、はじめに、上記のよ
うにして製造した本発明釉薬を、乾燥後、３００゜Ｃ・
６００°Ｃ・９００゜Ｃで焼成し、得られた焼成物を乾
式粉砕して１５５〜３５５μｍの粒度に調整したものを
試料とする。次いで、粉砕した試料１ｇを１００ｇの蒸
留水に入れ、１時間沸騰させる。しかるのち、これを濾
過して、得られた濾液中のナトリウムイオン（Ｎａ^＋）
を原子吸光法にて測定した。結果を、表１及び図１のグ
ラフに示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】表及びグラフに示す試験結果より、本発明
釉薬を６００°Ｃ又は９００°Ｃの比較的高い温度で焼
成したときには、ナトリウム溶出量は少なく、依って、
実用上十分な耐水性を備えていることがわかる。これに
対し、３００゜Ｃの低温で焼成したものは、煮沸により
多量のナトリウムが溶出することから、耐水性が十分で
はないと言える。耐水性の指標として本試験のナトリウ
ム溶出量を指標とした場合、実用に供し得る数値を１０
ｍｇ／ｌ未満と考えると、図１のグラフから、本発明釉
薬の焼成温度は約５００°Ｃ以上とすることが必要であ
ることが理解される。また、焼成温度を高く設定するほ
ど、耐水性も向上すると予測される。

【００２２】

【発明の効果】本発明釉薬は、５００〜１０００゜程度
の低温焼成によって製品に施釉することができるので、
高温焼成の出来ないような材質の製品、例えば金属製品
・セメント製品・珪酸カルシウム製品等に施釉すること
が可能である。

【００２３】しかも、本発明釉薬により形成される釉層
は、低温焼成でありながら、実用上十分な耐水性・耐酸
性を備え且つ表面性状も従来品と比べて何ら遜色がな
い。

【００２４】また、陶磁器質等の高温焼成が可能な製品
を施釉対象とする場合には、従来よりはるかに低い温度
での焼成が可能であるから、燃料費等の焼成コストを下
げることができ、また焼成炉等高温機器の熱疲労の抑制
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明釉薬の耐水性を調べる試験結果を示すグ
ラフであって、横軸に焼成温度（単位゜Ｃ）、縦軸にナ
トリウム溶出量（単位ｍｇ／ｌ）を示してある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者外山公也愛知県常滑市鯉江本町５丁目１番地株式会社イナックス内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリカ及び酸化亜鉛を主成分とする泥漿
と、珪酸ナトリウムとを混合してなることを特徴とする
低温焼成用釉薬。
【請求項２】焼成温度が５００〜１０００°Ｃの範囲
である請求項１に記載の低温焼成用釉薬。