JPH0822736B2 - Method for producing β-spodumene - Google Patents
Method for producing β-spodumeneInfo
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- JPH0822736B2 JPH0822736B2 JP2178098A JP17809890A JPH0822736B2 JP H0822736 B2 JPH0822736 B2 JP H0822736B2 JP 2178098 A JP2178098 A JP 2178098A JP 17809890 A JP17809890 A JP 17809890A JP H0822736 B2 JPH0822736 B2 JP H0822736B2
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Description
この発明は、例えば磁器製品（磁器製品とは、工業セ
ラミックスなどの真磁器製品の他に、土鍋などの半磁器
製品をも含む）の熱膨張係数を低くして対熱衝撃性を高
めるために使用するβスポーの製造方法に関する。The present invention is intended to increase the thermal shock resistance by lowering the thermal expansion coefficient of, for example, porcelain products (porcelain products include true porcelain products such as industrial ceramics as well as semi-porcelain products such as clay pots). The present invention relates to a method for producing β-spo used.
例えば、磁器製品は加熱にともなって熱膨張する性質
を有している。このため、例えば土鍋などのように直接
火にかけて使用する磁器製品にあっては、火が直接当た
る部分とが火が当たらない部分とでは、加熱温度差、し
たがって熱膨張差が生じている。この結果、経時使用に
ともなう熱膨張ストレスにより亀裂が入ったり、割れた
りしている。 ガラス製品にあっては、ガラス原料に、例えばペタラ
イトなどのリチウム鉱石を添加して一体に溶融した後、
所定の形状に成形することにより、その熱膨張係数が零
に近く、対熱衝撃性を高めている。For example, porcelain products have the property of thermally expanding with heating. Therefore, in a porcelain product such as a clay pot that is directly exposed to fire, there is a difference in heating temperature, that is, a difference in thermal expansion between a portion that is directly exposed to fire and a portion that is not exposed to fire. As a result, cracks are formed or cracked due to thermal expansion stress due to use over time. In glass products, after adding lithium ore such as petalite to the glass raw material and melting them together,
By molding into a predetermined shape, the coefficient of thermal expansion is close to zero, and the thermal shock resistance is enhanced.
しかしながら、耐熱ガラス製品の製造方法を磁器製品
にそのまま応用し、磁器原料（粘度、長石など）にリチ
ウム鉱石を添加して所定の形状の磁器素地に成形した
後、所定の温度で焼成して磁器製品を製造する場合、結
晶構造がα化しているリチウム鉱石が加熱にともなって
熱膨張し、焼成時に磁器製品自体を破断させる問題を有
している。 このため、磁器製品にあっては、耐熱ガラス製品の製
造方法をそのまま応用して熱膨張係数を低減することが
できなかった。 また、耐熱ガラス製品に添加されるリチウム鉱石とし
ては、一般にペタライト（Li2O,Al2O3,8SiO2）が使用さ
れているが、このペタライトは酸化リチウム（Li2O）の
含有量が極めて少なく、耐熱性を高めるにはペタライト
の添加量を多くしなければならなかった。 この結果、原料中におけるペタライトの添加比率が高
くなり、磁器製品自体の品質を低下させる原因になって
いた。 本発明は、上記した従来の欠点を解決するために発明
されたものであり、その目的とするところは、それ自体
の熱膨張係数が低く、例えば磁器原料に添加した場合に
おいても、焼成時における割れなどを防止することがで
きるとともに少ない添加量にして製品品質を高めること
ができるβスポジュメンの製造方法を提供することにあ
る。However, applying the manufacturing method of heat-resistant glass products to porcelain products as it is, adding lithium ore to porcelain raw materials (viscosity, feldspar, etc.) to form a porcelain body of a predetermined shape, then firing at a predetermined temperature to porcelain When manufacturing a product, there is a problem in that a lithium ore having a crystal structure of α expands with heating and breaks the porcelain product itself during firing. Therefore, in the case of porcelain products, it was not possible to reduce the coefficient of thermal expansion by directly applying the manufacturing method for heat-resistant glass products. In addition, petalite (Li2O, Al2O3,8SiO2) is generally used as the lithium ore added to heat-resistant glass products, but this petalite contains very little lithium oxide (Li2O), which improves heat resistance. Had to increase the amount of petalite added. As a result, the rate of addition of petalite in the raw material becomes high, which causes the quality of the porcelain product itself to deteriorate. The present invention was invented in order to solve the above-mentioned conventional drawbacks, and its object is to have a low coefficient of thermal expansion of itself, for example, even when added to a porcelain raw material, at the time of firing. It is an object of the present invention to provide a method for producing β-spodumene which can prevent cracks and the like and can improve the product quality by adding a small amount.
このため本発明は、天然スポジュメン（Li2O,Al2O3,4
SiO2）を約1100〜1350℃にて焼成し、その結晶構造をα
−β変態させることによりβスポジュメンを製造するこ
とを特徴としている。Therefore, the present invention provides a natural spodumene (Li2O, Al2O3, 4
SiO2) is fired at about 1100-1350 ° C and its crystal structure is α
It is characterized in that β-spodumene is produced by β-transformation.
以下、本発明の製造方法を説明する。 本発明により製造されるβスポジュメンについて説明
すると、天然スポジュメン（Li2O、Al2O3、4SiO2）は結
晶構造がα化しており、磁器製品およびガラス製品の熱
膨張係数を低減する酸化リチウム（Li2O）が、平均値で
４〜８重量％含有されているとともに焼成時に熱膨張す
るαクオーツが含有されている。そしてスポジュメンに
おける酸化リチウムの含有量は、ペタライトに比べて約
２倍になっている。 上記した天然スポジュメンを約1100〜1300℃にて焼成
すると、スポジュメンの結晶構造がα→β変態したβス
ポジュメンになるとともにαクオーツがスポジュメンの
α→β変態に寄与してその含有量が低減される。これに
より結晶構造がβ化することにより熱膨張係数が零に近
いβスポジュメンが得られる。 別紙に添付する表１〜６は、天然スポジュメンおよび
天然スポジュメンを900℃、1080℃、1100℃、1300℃の
各温度にて焼成した際のαスポジュメン、βスポジュメ
ンおよびαクオーツの含有状態を示すものである。な
お、分析方法は、資料に対してＸ線を所定の角度で照射
するＸ線分析方法によりαスポジュメン、βスポジュメ
ンおよびαクオーツの含有状態を分析した。そして書く
表における縦軸は印加電圧を、また横軸は照射角度を示
している。 この表から天然スポジュメンを1080℃以下で焼成した
場合においては、熱膨張係数が高いαスポジュメンおよ
びαクオーツが多く含まれているが、1100℃以上では熱
膨張係数が高いαスポジュメンおよびαクオーツが著し
く低減している。この事実から、本発明における天然ス
ポジュメンの焼成温度の下限を1100℃とした。 また、天然スポジュメンを1300℃にて焼成したとき、
大部分のαポジュメンが熱膨張係数の低いβスポジュメ
ンに変態するとともにαクオーツの含有量が著しく低減
しているが、1350℃以上においてはβスポジュメンが溶
融してガラス化している。このため、例えば磁器製品に
添加する際には、焼成されたβスポジュメンを所要の粒
度に粉砕しなければならないため、βスポジュメンの製
造コストが高くなるため、本発明における焼成温度上限
を、βスポジュメンを粒状のままで製造できる1350℃に
限定した。 次に、上記にように製造されたβスポジュメンを添加
して磁気製品を製造する場合を示す。 先ず、製造しようとする耐熱性、したがって熱膨張係
数が零に近い磁器製品の化学組成を、代表的なリチア磁
器により説明する。 熱膨張係数が零に近いリチア素地の化学組成は、 Li2O : 4.6％ Al2O3:17.6％ SiO2 :77.8％ この原料組成は、 Li2OCO3 :10.0％ カオリン:41.8％ 石英 :48.2％ である。 上記したリチア素地の一部をフリットにし、これに粘
度を添加して約1020〜1120℃で焼成すると、吸水率:0.0
6％、曲げ強度422kg/cm2のリチア磁器が製造された。 したがって、熱膨張係数が零に近い磁器製品を製造し
ようとする場合においては、βスポジュメンの添加量は
上記した化学組成となるように適宜調整される。 （１）．製品名：土鍋（半磁器） 原料組成 βスポジュメン:30％ 長石 :2〜５％ マグネサイト :10％ ロー石 :10％ シャモット :5％ 粘土 :40％ 上記した原料組成の内、長石、マグネサイト、ロー石
は増量材および助材として、また、シャモットは増量材
および助材としてのほかに、磁器化抑制材として添加さ
れる。 上記した原料組成からなる素地を約1160〜1220℃にて
焼成すると、 吸水率 :5〜７％ 曲げ強度 :700kg/cm2 熱膨張係数:1.3 の土鍋が製造された。 なお、磁器製品は、粘土およびβスポジュメンを主原
料とし、他の長石、マグネサイト、ロー石、シャモット
は助材或いは増量材として添加されるものであり、また
製造しようとする磁器製品の熱膨張係数に応じてβスポ
ジュメンの添加量、すなわち、熱膨張係数を零に近くす
るには、上記したように化学組成がLi2O:4.6％、Al2O3:
17.6％、SiO2:77.8％に近づくように設定されるもので
あり、上記した磁器原料組成は、 βスポジュメン:20〜50％ 長石 : 0〜10％ マグネサイト : 0〜15％ ロー石 : 0〜15％ シャモット : 0〜 ５％ 粘土 :40〜45％ の範囲で適宜設定される。 また、βスポジュメンの添加量を50％以上とした場合
には、磁器原料比率が低下してその品質が悪くなるた
め、上記した20〜50％の範囲で適宜調整される。 （２）．製品名：磁器 原料原料 βスポジュメン:40％ カオリン :50％ 亜鉛華 : 5％ 珪砂 : 5％ 上記した原料組成からなる磁器素地を、約1200〜1250
℃にて焼成すると、 吸水率 :0〜１％ 曲げ強度 :650kg/cm2 熱膨張係数:0.6 の磁器が製造された。 このように、上記した何れの実施例においても、磁器
製品の熱膨張係数を低減するリチウム鉱石として約1100
〜1300℃に焼成され、結晶構造がα−β変態したβスポ
ジュメンを使用するため、少ない添加量にて磁器素地に
おける酸化リチウムの含有量を、熱膨張係数が零に近づ
く4.6％に近づけることができる。 上記説明は、製造されたβスポジュメンを、主として
粘土などに添加して磁器製品を製造した場合について説
明したが、本発明により製造されたβスポジュメンをガ
ラス原料に添加して熱膨張係数が低く、耐熱衝撃性が高
いガラス製品を製造するのに使用しても良い。Hereinafter, the manufacturing method of the present invention will be described. Explaining β-spodumene produced by the present invention, natural spodumene (Li2O, Al2O3, 4SiO2) has a crystallized α structure, and lithium oxide (Li2O), which reduces the thermal expansion coefficient of porcelain products and glass products, is the average. The content is 4 to 8% by weight and α-quartz, which thermally expands during firing, is included. The content of lithium oxide in spodumene is about twice that of petalite. When the above-mentioned natural spodumene is baked at about 1100 to 1300 ° C, the crystal structure of spodumene becomes β-spodumene with α → β transformation, and α-quartz contributes to α → β transformation of spodumene, and its content is reduced. . As a result, β-spodumene having a thermal expansion coefficient close to zero can be obtained by converting the crystal structure into β. Tables 1 to 6 attached to the attached sheet show the contents of α-spodumene, β-spodumene and α-quartz when the natural spodumene and the natural spodumene were baked at temperatures of 900 ° C, 1080 ° C, 1100 ° C and 1300 ° C. Is. The analysis method was to analyze the content of α-spodumene, β-spodumene, and α-quartz by an X-ray analysis method of irradiating the material with X-rays at a predetermined angle. The vertical axis in the written table represents the applied voltage, and the horizontal axis represents the irradiation angle. From this table, when natural spodumene is fired at 1080 ℃ or less, a large amount of α-spodumene and α-quartz with high thermal expansion coefficient is contained, but α-spodumene and α-quartz with high thermal expansion coefficient are significantly higher than 1100 ° C. It is decreasing. From this fact, the lower limit of the firing temperature of natural spodumene in the present invention was set to 1100 ° C. Also, when firing natural spodumene at 1300 ° C,
Most α-pojumen transforms into β-spodumene with a low coefficient of thermal expansion and the α-quartz content is significantly reduced, but β-spodumene is melted and vitrified at 1350 ° C or higher. Therefore, for example, when added to a porcelain product, the calcined β-spodumene must be crushed to a required particle size, which increases the manufacturing cost of the β-spodumene. Was limited to 1350 ° C, where it can be produced in a granular form. Next, the case where the β-spodumene produced as described above is added to produce a magnetic product will be described. First, the chemical composition of a porcelain product having a heat resistance to be produced, that is, a coefficient of thermal expansion close to zero will be described by using a typical Lithia porcelain. The chemical composition of the lithia substrate, whose coefficient of thermal expansion is close to zero, is Li2O: 4.6% Al2O3: 17.6% SiO2: 77.8%. This raw material composition is Li2OCO3: 10.0% Kaolin: 41.8% Quartz: 48.2%. A part of the above-mentioned lithia substrate was made into a frit, and when viscosity was added to this and baked at about 1020 to 1120 ° C, the water absorption rate: 0.0
Lithia porcelain with 6% and bending strength of 422 kg / cm 2 was produced. Therefore, in the case of manufacturing a porcelain product having a coefficient of thermal expansion close to zero, the amount of β-spodumene added is appropriately adjusted so as to have the above-described chemical composition. (1). Product name: clay pot (semi-porcelain) Raw material composition β-spodumene: 30% Feldspar: 2-5% Magnesite: 10% Loach: 10% Chamotte: 5% Clay: 40% Of the above raw material composition, feldspar and magnesite , Loach is added as an extender and an auxiliary material, chamotte is added as an extender and an auxiliary material, and as a porcelain suppressing material. When the green body composed of the above raw material composition was fired at about 1160 to 1220 ° C, a clay pot having a water absorption rate of 5 to 7%, a bending strength of 700 kg / cm 2 and a thermal expansion coefficient of 1.3 was produced. Clay and β-spodumene are the main raw materials for porcelain products, and other feldspar, magnesite, loachite, and chamotte are added as auxiliary materials or extenders. The amount of β-spodumene added depending on the coefficient, that is, to bring the coefficient of thermal expansion close to zero, the chemical composition is Li2O: 4.6%, Al2O3:
It is set to approach 17.6%, SiO2: 77.8%, and the composition of the above-mentioned porcelain raw materials is β-spodumene: 20-50% feldspar: 0-10% magnesite: 0-15% low stone: 0- 15% Chamotte: 0 to 5% Clay: 40 to 45% is set appropriately. Further, when the addition amount of β-spodumene is 50% or more, the porcelain raw material ratio is lowered and the quality thereof is deteriorated. Therefore, it is appropriately adjusted within the above-mentioned range of 20 to 50%. (2). Product name: Porcelain raw material β-spodumene: 40% Kaolin: 50% Zinc white: 5% Silica sand: 5% About 1200 ~ 1250 porcelain substrate with the above raw material composition
When fired at ℃, water absorption: 0 to 1%, porcelain with a bending strength of 650 kg / cm 2 thermal expansion coefficient of 0.6 was produced. As described above, in any of the above-mentioned examples, about 1100 as a lithium ore that reduces the thermal expansion coefficient of porcelain products is obtained.
Since β-spodumene that has been fired at ~ 1300 ° C and whose crystal structure is α-β transformed is used, it is possible to bring the content of lithium oxide in the porcelain body close to 4.6% where the coefficient of thermal expansion approaches zero with a small addition amount. it can. The above description, the produced β-spodumene, was described mainly for the case of adding to clay or the like to produce a porcelain product, but the β-spodumene produced by the present invention is added to the glass raw material to have a low thermal expansion coefficient, It may be used for producing glass products having high thermal shock resistance.
このため本発明は、それ自体の熱膨張係数が低く、例
えば磁器原料に添加した場合においても、焼成時におけ
る割れなどを防止することができるとともに少ない添加
量にして製品品質を高めることができるβスポジュメン
の製造方法を提供することができる。 Therefore, the present invention has a low coefficient of thermal expansion per se, for example, even when added to a porcelain raw material, it is possible to prevent cracking during firing and to improve the product quality with a small addition amount β A method for producing spodumene can be provided.
Claims (1)
約1100〜1350℃にて焼成してその結晶構造をα−β変態
させたβスポジュメンとしたことを特徴とするβスポジ
ュメンの製造方法。1. A method for producing β-spodumene, characterized in that natural spodumene (Li2O, A12O3, 4SiO2) is baked at about 1100 to 1350 ° C. to obtain β-spodumene whose crystal structure is α-β transformed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2178098A JPH0822736B2 (en) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | Method for producing β-spodumene |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2178098A JPH0822736B2 (en) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | Method for producing β-spodumene |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0465315A JPH0465315A (en) | 1992-03-02 |
| JPH0822736B2 true JPH0822736B2 (en) | 1996-03-06 |
Family
ID=16042608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2178098A Expired - Lifetime JPH0822736B2 (en) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | Method for producing β-spodumene |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Families Citing this family (3)
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-
1990
- 1990-07-04 JP JP2178098A patent/JPH0822736B2/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (3)
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|---|
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Also Published As
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