JPH10158058A - 磁器焼結体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 美しいアイボリーないしは帯縁黄色〜黄色〜
クリーム系の色調を呈する装飾・工芸用部材をはじめ、
食器、調理具、またインテリアや照明具、表示装置の部
材に適した透光性の磁器はなかった。 【解決手段】 主原料としての合成フォルステライト粉
末、或いは組成がほぼフォルステライト（２ＭｇＯ・Ｓ
ｉＯ₂ ）と成るように調合した粉末と、焼結助材として
予め仮焼したコレマナイトを４〜１０重量％、或いは仮
焼コレマナイトを４〜１０重量％と長石を４〜１０重量
％、或いは仮焼コレマナイトを２〜１２．５重量％と長
石を１．５〜６重量％と炭酸バリウムを３〜１２．５重
量％含有してなる磁器原料を焼成した磁器焼結体であっ
て、主構成相がフォルステライト（２ＭｇＯ・Ｓｉ
Ｏ₂ ）結晶で、残部が主としてコレマナイト、或いはコ
レマナイトと長石、或いはコレマナイトと長石と酸化バ
リウムを含む焼結助材由来のガラスから成り、厚さ１ｍ
ｍにおける可視光線の透過率が３６％以上の磁器焼結
体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアイボリー（象牙
色）ないしは黄色〜クリーム系の色調で、透光感に優れ
た磁器焼結体に関する。本発明の磁器焼結体は装飾・工
芸用部材をはじめ、食器、調理具、またインテリアや照
明具、表示装置の部材として使用される。

【０００２】

【従来の技術及ぴ発明が解決しようとする課題】古来よ
り、焼きものと呼ばれるものの中で、磁器は不純物の少
ない原料を厳選、あるいは精製して用いることで、土器
や陶器に比べて明るい色調と透光感を持ち、これによっ
て高い価値を有している。

【０００３】従来より、透光感に優れた磁器と評価され
ているものに骨灰磁器（ボーンチャイナ）がある。骨灰
磁器は不純物を含むことの少ない若い牛の骨を焼成して
得た骨灰を主原料にした磁器であるが、良質な骨灰は高
価であるので、特公昭４６一２８４０４や、特公昭５５
−２９９５６では骨灰と化学組成が似ていて不純物の少
ないゼラチン精製の副産物から得た骨燐（第２燐酸石灰
＝ＣａＨＰＯ₄ ・２Ｈ₂ Ｏ）を原料に用いた骨灰磁器が
提案されている。また、特開平２−１６４７６４では骨
灰磁器に比し安価な灰長石を主構成鉱物とした磁器が提
案されている。さらに特開平２−２９３３７３ては燐酸
アルミニウムを多用した高強度磁器が提案されている。
これらはいずれも透光感に優れた磁器を提供しようとす
るものである。

【０００４】磁器は白色であることが一つの好ましい条
件のようになっているが、食卓用の器物や工芸品用にお
いては温もりを感じさせるアイボリー（象牙色）ないし
はクリーム系の色調を持った磁器も好まれる。アイボリ
ー系の色調を持つ磁器を作るには、磁器の素地自体を着
色する場合と、表面の釉薬だけを着色する場合とがある
が、素地自体による発色であるほうが色むらが出なくて
よい。素地自体がアイボリー系の色調を持つ磁器は、例
えば酸化鉄（Ｆｅ₂ Ｏ₃ ）を比較的多く含む原料を用い
るか、精製された原料に顔料として酸化鉄２〜３重量％
と酸化チタン（ＴｉＯ₂ ）２〜３重量％を加えた杯土を
用いる。また、原料に発色剤として酸化ジルコニウム
（ＺｒＯ₂ ）５重量％を添加し、そのうえで焼結を促す
ために長石を５重量％増して杯土にする例もある。いず
れも酸化雰囲気で焼結させてアイボリー磁器になる。

【０００５】しかしながら、従来のアイボリー磁器で
は、精製すべき原料に黄褐〜赤褐色系の不純物を残した
杯土を用いるか、精製した原料に顔料や発色剤を添加し
た杯土を用いることから、着色によって透光感が損なわ
れるという問題がある。

【０００６】このような問題を解決するためにアイボリ
ー磁器による器物の素地を薄く作って光透過率を向上さ
せて透光感を表現することも考えられるが、素地の厚み
を減じると器物の強度も低下するので、特に食器などの
ような日用品に適用するには問題がある。

【０００７】現在市販されている中から透光感に優れた
磁器製品について調べたところ、白色のボーンチャイナ
製の皿で釉薬層を含んだ厚み３．５〜３．７ｍｍの部分
数カ所について、照度計で光の透過率を測定し、厚さ１
ｍｍにおける光の透過率、透光度δを算出したところ平
均値は３６．４％であった。また、白色の素地に着色し
た釉薬をかけたアイボリー磁器製の皿について、釉薬層
を含んだ厚み３．２〜３．５ｍｍの部分数カ所について
同様に光の透過率を測定し、透光度δを算出したところ
平均値は３３．８％であった。

【０００８】一方、近年になって透光性を持つファイン
セラミックが多種製作されるようになった。なかでも透
光性アルミナは原料の入手も容易で透光度が７０％に達
するセラミックを作ることができる。また、アルミナセ
ラミックは例えば特開昭６３−２３９１５４にあるよう
に各種の金属の酸化物を少量添加すればアイボリー（象
牙色）のみならす様々の美しい色調に発色させることが
でき、強度も優れているので、近年は電気・電子用部材
のみならず人工宝石として時計や装飾品等にも用いられ
ている。

【０００９】しかし、透光性を持つファインセラミック
は、いずれも高価な高純度原料を用い、焼成には真空高
温炉や水素雰囲気炉や熱間静水圧プレスといった従来の
陶磁器の製造では使われていない、特殊な炉や装置を用
いて焼結させることで透光性を発現するのであって、こ
れ等によって食器や工芸品等のように比較的大きな部材
を作れば製造に要する価格は並外れて高価になり、用途
が著しく限られてしまうという問題がある。

【００１０】上記事情に鑑み、本発明者はアイボリー
（象牙色）系の色調で、透光感に優れた磁器焼結体を通
常の陶磁器を作るのに用いる炉や装置によって製作する
べく、広く特殊磁器ないしはニューセラミックと呼ばれ
る磁器について調査し、それらの磁器を構成する鉱物に
ついて検討を行なった結果、フォルステライト（２Ｍｇ
Ｏ・ＳｉＯ₂ ）に着目した。鉱物としてのフォルステラ
イトは融点が１９００℃と高く耐火性に優れているとこ
ろから製鉄製鋼用の炉材（耐火物セラミック）として用
いられている。フォルステライトは天然の材料または試
薬を組成がほぼフォルステライト（２ＭｇＯ・Ｓｉ
Ｏ₂ ）になるように調合した粉末を１２００〜１４００
℃の高温で焼成すれば容易に合成できる。この時に鉱物
の合成を促進する鉱化剤や磁器化を促進する焼結助剤が
配合されていれば一層確実に合成される。フォルステラ
イトを焼結させた磁器はマイクロ波領域において優れた
性能を有することから１９４７年にアメリカで電子管外
囲器用セラミックとして実用化され、以来、高周波絶縁
物、ガラスや金属との封着部品、薄膜抵抗やＩＣ基板、
ＩＣパッケージなどに利用されている。電子部品用に生
産されているフォルステライト磁器はセラミックの中で
比較的安価に製造されていて、色調は暗いアイボリー
（象牙色）ないしは黄土色を呈している。この原料とし
て「合成フォルステライト」粉末が市販されている。

【００１１】フォルステライト磁器の組成や製造方法に
ついては今までに多くの研究がなされてきた。その多く
は例えば特開平５−２６２５６２や特開平５−３４５６
２２のように絶縁性を高め高周波誘電体損失をより小さ
くするなど、電気特性の向上を目指す研究や特開平５−
１７８６５９のようにフォルステライト磁器の比較的大
きな熱膨張率を生かした用途開発であって、フォルステ
ライト磁器に透光感を求めたり明るい色調を持たせる研
究や試作をした例はない。

【００１２】本発明者はアイボリー（象牙色）系の色調
で、透光感に優れた磁器焼結体を得るべく、フォルステ
ライト磁器の透光度を向上させようと研究を重ね、組成
がほぼフォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ₂ ）となる
ように調合した原料粉末あるいは予め合成したフォルス
テライト粉末を主原料にし、これにコレマナイト（＝灰
硼石：２ＣａＯ・３Ｂ₂ Ｏ₃ ・５Ｈ₂ Ｏ）或いはコレマ
ナイトと長石、或いはコレマナイトと長石と炭酸バリウ
ム（ＢａＣＯ₃ ）を混合した焼結助剤を配合した磁器原
料組成物を成型し、酸化雰囲気もしくは大気中での焼成
によって焼結させることで、アイボリー（象牙色）ない
しはクリーム系の色調で、かつ透光度に優れた磁器にな
ることを見いだし、本発明を完成するに至ったものであ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、主原料
としての合成フォルステライト粉末、或いは組成がほぼ
フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ₂ ）と成るように
調合した粉末と、焼結助材として予め仮焼したコレマナ
イトを４〜１０重量％、或いは仮焼コレマナイトを４〜
１０重量％と長石を４〜１０重量％、或いは仮焼コレマ
ナイトを２〜１２．５重量％と長石を１．５〜６重量％
と炭酸バリウムを３〜１２．５重量％含有してなる磁器
原料を焼成した磁器焼結体であって、主構成相がフォル
ステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ₂ ）結晶で、残部が主と
してコレマナイト、或いはコレマナイトと長石、或いは
コレマナイトと長石と酸化バリウムを含む焼結助材由来
のガラスから成り、厚さ１ｍｍにおける可視光線の透過
率が３６％以上の磁器焼結体が提供される。

【００１４】

【作用】鉱物としてのフォルステライトは融点が高く高
耐火性の材料であるので、これを焼結させるには高温で
焼成するか、焼結を促進する物質を添加して焼成温度を
下げて磁器にする。本発明では後者の方法によったが、
この場合には得られた磁器はフォルステライト結晶を主
構成相とし、他の多くはガラス相からなる。この様な磁
器に透光感を持たせるには磁器の内部を通過する光線の
乱反射を少なくしなくてはならない。理論上は、ガラス
相の屈折率をフォルステライト結晶に近似させる焼結助
剤の組成、可能な限りフォルステライトとは異なる屈折
率を持つ結晶を析出させない焼結助剤の組成と焼成条
件、磁器内部に気孔を残さない適切な焼成条件等を見い
だして磁器の透光度を向上させなくてはならない。

【００１５】フォルステライト鉱物（２ＭｇＯ・ＳｉＯ
₂ ）の屈折率はα＝１．６３５、β＝１．６５１、γ＝
１．６７０とされている。通常の陶磁器では焼結を促進
する材料に長石が使われるが、長石を用いたガラス（釉
薬など）の屈折率は１．４９０付近であるとされていて
フォルステライト鉱物とは屈折率に差が有る。

【００１６】しかし、ガラスには色々な屈折率のものが
有る。例えば一般に用いられているソーダ石灰ガラスの
屈折率は１．４６９付近であるが、カメラのレンズなど
に用いる光学ガラスは組成が多技にわたり、その屈折率
は１．４５〜１．９０と広範である。

【００１７】フォルステライト磁器のガラス相は焼結助
剤が形成する。そこで焼結助剤の組成を模索してガラス
相の屈折率を主構成相であるフォルステライト結晶の屈
折率１．６３５〜１．６７０に近似させることができれ
ば、フォルステライト磁器焼結体の透光度を向上させる
ことが可能になる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明による透光度と色調に優れ
たフォルステライト磁器の組成は多くの実験結果から選
択されて決定されたものである。本発明は、例えば以下
のようにして作成される。先ず、主原料に市販の合成フ
ォルステライト粉末を用いる。或いはマグネシア（Ｍｇ
Ｏ）あるいは水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）₂ ）も
しくはマグネサイト（ＭｇＣＯ₃ ）など、焼成によって
酸化物になるマグネシウム化合物粉末に、滑石（３Ｍｇ
Ｏ・４ＳｉＯ₂ ・Ｈ₂ Ｏ）粉末あるいは石英（Ｓｉ
Ｏ₂ ）粉末を、焼成によって組成がほぼ２ＭｇＯ・Ｓｉ
Ｏ₂ となるように配合した粉末を土原料に用いることも
できる。いずれの場合も焼成して焼結させたときに、磁
器の主構成相はフォルステライト（２ＭｇＯ・Ｓｉ
Ｏ₂ ）となる。

【００１９】これ等の主原料を焼結させる助剤として、
予め仮焼したコレマナイトを４〜１０重量％、或いは仮
焼コレマナイトを４〜１０重量％と長石を４〜１０重量
％の混合物、或いは仮焼コレマナイトを２〜１２．５重
星％と長石を１．５〜６重量％と炭酸バリウムを３〜１
２．５重量％の混合物が添加される。焼結助剤は前述の
混合物を予め焼成もしくは溶融して粉砕したものを用い
ても良い。このように調合した磁器原料を成型後、酸化
雰囲気もしくは大気中で１２８０〜１３４０℃で焼成し
て焼結体にする。

【００２０】こうして、主構成相がフォルステライト結
晶で、残りがコレマナイトを含む焼結助剤等に起因する
ガラス相と、希に、これ等が反応して析出した微量のそ
の他結晶よりなる、アイボリー（象牙色）ないしは黄色
〜クリーム系の色調を持った透光度に優れた磁器焼結体
を得ることができる。

【００２１】本発明にいう透光度に優れた磁器とは、前
述したように市販の磁器の中で透光感に優れた物につい
て透光度を調べた結果から勘案して、厚さ１ｍｍにおけ
る可視光線の透過率である透光度δが３６％以上のもの
とした。

【００２２】本発明の組成物および焼成条件における限
定理由は以下のとおりである。先ず、組成について述べ
ると、主原料としては市販の合成フォルステライト粉末
を用いるか、天然の原料や試薬を用いて焼成後の組成が
ほぼ２ＭｇＯ・ＳｉＯ₂ となるように調合した粉末を用
いる。この場合は焼成によって磁器化するまでにフォル
ステライト鉱物が合成され、磁器の主構成相になる。

【００２３】焼結助剤の作用は、コレマナイト（灰硼
石、Ｃａ₂ Ｂ₆ Ｏ₁₁・５Ｈ₂ Ｏ）は理論値はＣａＯ３
４．７％、Ｂ₂ Ｏ₃ ４３．０％、Ｈ₂ Ｏ２２．３％で結
晶水は３３８〜４１９℃で急激に脱水するので予め４５
０〜５００℃で仮焼したものを粉砕して用いる。コレマ
ナイトは焼成温度が８００℃を超えると溶融して始めて
ガラス化する。これによって主原料を結合していく。コ
レマナイト中のＢ₂ Ｏ₃ はＣａＯと共存してガラスの融
点を低くし、主原料を低い温度て焼結させる。長石は焼
結速度を緩慢にする。長石に含まれるアルカリ成分中の
Ｋ₂ ＯはＳｉＯ₂ やＡｌ₂ Ｏ₃ と共に極めて粘性の高い
ガラスを作るので、焼成温度が上昇するに従って素地の
形状を保ったまま徐々に焼き締めて、焼結時に発生しが
ちな磁器の反りや歪みを抑制しながら磁器化させる作用
をする。

【００２４】炭酸バリウムにはコレマナイトや長石とと
もにガラス成分の一部となり、形成したガラスの屈折率
を高めて主構成相であるフォルステライト結晶の屈折率
に近似させることで磁器としての透光度を増すなどの作
用が期待できる。

【００２５】焼結助剤は主原料を焼結させて磁器化する
のみならず、磁器の色調をも変化させる。主原料である
市販の合成フォルステライト粉末のみをそのまま成型し
て１４００℃で焼結させると、磁器の素地はくすんだ暗
色のアイボリーないしはクリーム色である。これにコレ
マナイトを加えて焼結すると黄緑がかった色の磁器にな
り、長石を加えると明るいクリーム色の磁器になる。炭
酸バリウムは添加量を増すと黄土色がかった磁器にな
る。

【００２６】次に、焼成条件について述べると、ガスや
灯油などを燃料にした炉や電気炉を用いて酸化雰囲気中
あるいは大気中で焼成することは、美しいアイボリーな
いしは黄色〜クリーム系の色調を得るために必須の条件
である。例えば本発明の磁器をガス炉等によってわずか
にでも還元雰囲気で焼成した場合、その磁器の素地は通
常市販されている磁器に近似した灰白色を呈し、特色の
無いものとなる。

【００２７】焼成温度は１２２０℃未満では焼結しなか
ったり乾いた色調となり、透光度も劣る。１２８０℃未
満ではアイボリーの色調は良くなるが、市販されている
ボーンチャイナの透光度を超えるものは得られない。ま
た、本発明の磁器の主構成相は高耐火性のフォルステラ
イト結晶であるが、焼結助材に由来するガラス相を含ん
でいるので、１３４０℃を超える高温で焼成すると台板
の耐火材に付着したり軟化変形（へたり）を起こす。ま
た、このような高い焼成温度は高温炉を持たぬ限り実現
できず、通常の陶磁器メーカでは実際的でない。

【００２８】

【実施例】実験にあたっては、多くは市販の合成フォル
ステライト（純度９６％）を主原料に用いたが、ほかに
マグネシア（ＭｇＯ）或いは焼成によって酸化してマグ
ネシアになる炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ₃ ）に、滑石
（３ＭｇＯ・４ＳｉＯ₂ ・Ｈ₂ Ｏ）あるいは石英（Ｓｉ
Ｏ₂ ）を組成がほぼ２ＭｇＯ・ＳｉＯ₂ となるように配
合したものも主原料に用いた。これ等の主原料に焼結助
剤を配合した磁器原料を成型し焼成して磁器化した。

【００２９】焼結助剤は必須成分として仮焼したコレマ
ナイトを用い、これに併用する長石には通常の磁器原料
に用いる金丸長石を、炭酸バリウム（ＢａＣＯ₃ ）につ
いては試薬を用いた。

【００３０】実験は具体的には、前述の主原料と焼結助
剤を調合した原料粉末１００部、分散剤３部、バインダ
ー２部に純水およそ４４部を加えて自動乳鉢を用いて１
時間混合し、良く分散させて濃厚な原料スラリーを作っ
た。

【００３１】これを石膏鋳型に流し入れて成形し、約３
時間後に離型して板状の成形体を得た。これを２１日間
自然乾燥した後に素焼きし、次いで本焼成を行なって磁
器にした。

【００３２】素焼きは電気炉を用いて８時間かけて９０
０℃まで昇温し、０．５時間保持した後に通電を止め自
然冷却した。本焼成は電気炉を用いて１３時間かけて所
定の焼成温度まで上昇させ、３０分間保持した後に３時
間で温度を３０Ｏ℃下げてから通電を止めて自然冷却し
て磁器板を得た。

【００３３】磁器板は焼成時に台板に接していた面をダ
イヤモンド砥石で研削して厚みを３ｍｍに揃え、測定に
用いるテストピースを作った。このテストピースについ
て、照度計で光の透過率Ｄを測定し、透光度δを算出し
て評価した。厚み１ｍｍにおける光の透過率すなわち透
光度δの算出は次の式によった。 Ｌｏｇδ＝ＬｏｇＤ／ｄ ｄ：素地の厚みｍｍ 実験に用いた主な原料の分析値を表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】−実験例１− 焼結助材を含まない合成フォルステライト粉末のみを磁
器原料に用いてスラリーを作って成形し、乾燥後素焼き
して電気炉で１４００℃て本焼成した。焼結はしたが、
くすんだアイボリーで美しい素地ではない。厚さ３ｍｍ
の板に成形して照度計で光の透過率を測定し、透光度を
算出したところ透光度は１４．６％であった。

【００３６】−実験例２− 通常の磁器は粘土鉱物（カオリン等）と珪砂を主原料に
して焼結を促進させる物質として長石類が加えられてい
る。そこでこの実験では合成フォルステライト粉末を主
原料に焼結助材として金丸長石を種々の割合で配合した
スラリーを作って成形して乾燥後に素焼きし、本焼成し
て磁器を得た。長石を加えたことで実験例１に比して磁
器の色は明るく美しくなった。磁器の色調は長石の添加
が少ないか或いは焼成温度が低い場合は僅かに黄緑を帯
びたアイボリーになり、長石の添加が多いか焼成温度が
高くなると色調は明るくなり、クリーム色になる。各組
成と各焼成温度毎に厚さ３ｍｍの板についての光透過率
を測定し、磁器の透光度を算出した。結果を表２に示
す。

【００３７】

【表２】

【００３８】この実験で最も良い透光度を示したのは１
４４０℃焼成においては合成フォルステライト８４％＋
金丸長石１６％のもので透光度が３２．２％であった。
１４００℃焼成においてはフォルステライト８３％＋金
丸長石１７％のもので透光度が３１．３％であった。ま
た１３６０℃焼成においては、フォルステライト７９％
＋金丸長石２１％のもので透光度が２７．６％であっ
た。この実験では、どの組成に於ても透光度が３６％を
超える磁器は得られなかったが、焼結助剤としての金丸
長石がアイボリー磁器の色調を好ましいものにすること
がわかった。また、金丸長石を２１％以上含む組成では
１３６０℃焼成で耐火材で作った台板に敷いたアルミナ
の敷き粉が磁器に軽く付着し、さらに高温の１４００℃
と１４４０℃焼成では付着とともに磁器が軟化して軽く
変形を生じていた。 −実験例３− この実験では合成フォルステライトを主原料に用い、焼
結助材としては仮焼したコレマナイトを種々の割合で配
合したスラリーを作り成形し乾燥後素焼きをし、本焼成
して磁器を得た。各組成と各焼成温度毎に、厚さ３ｍｍ
の板についての光透過率を測定し磁器の透光度を算出し
た結果を表３に示す。

【００３９】

【表３】

【００４０】この実験では合成フォルステライトに焼結
助剤として仮焼コレマナイトを４〜１０重量％添加した
組成の磁器原料を用い、１２６０〜１３４０℃で焼成し
た。磁器原料にコレマナイトを加えたことで実験例２に
比して焼成温度を低下させても透光度の優れた磁器を得
ることができた。磁器の色調はコレマナイトの添加が少
ないか或いは焼成温度が低い場合は僅かに緑がかったク
リーム色になり、コレマナイトの添加が多いか焼成温度
が高くなると淡い緑黄色になった。その中で最も良い透
光度を示したのは合成フォルステライト９２％＋仮焼コ
レマナイト８％の組成で１３４０℃焼成において透光度
が３９．７％であった。また、他の組成においても１３
４０℃〜１３００℃焼成で透光度が３６％を超える磁器
が得られ、コレマナイトが焼結助剤として有効であるこ
とが確認できた。

【００４１】−実験例４− この実験では合成フォルステライトを主原料に用い、仮
焼コレマナイトに金丸長石を併用した焼結助材を配合し
て磁器原料にした。各組成と各焼成温度毎に、厚さ３ｍ
ｍの板についての光透過率を測定し磁器の透光度を算出
した。結果を表４に示す。

【００４２】

【表４】

【００４３】この実験では合成フォルステライトに焼結
助剤としてはコレマナイト４〜１０重量％と金丸長石を
４〜１０重量％併用して添加した原料を用い、１２６０
〜１３４０℃で焼成した。磁器の色調は明るく僅かに緑
味を帯びたアイボリー〜薄黄色を呈して美しい。その中
で最も良い透光度を示したのは合成フォルステライト８
４％＋仮焼コレマナイト８％＋金丸長石８％の組成で１
３４０℃焼成において透光度が４１．３％であった。ま
た、他の組成においても１３４０℃焼成において透光度
が３６％を超える磁器が得られ、焼結助剤としてコレマ
ナイトと金丸長石の併用が有効であることが確認でき
た。また、この実験での磁器は明るさを増し、長石が磁
器の色調を明るくする効果を持つことが碓認できた。

【００４４】−実験例５− この実験では合成フォルステライト９０重量％を主原料
に用い、焼結助材には仮焼コレマナイトと金丸長石と炭
酸バリウムそれぞれの混合割合を変えたものを１０重量
％加えて磁器原料にした。各組成と各焼成温度毎に、厚
さ３ｍｍの板についての光透過率を測定して磁器の透光
度を算出した。結果を表５に示す。

【００４５】

【表５】

【００４６】この実験では合成フォルステライトに焼結
助剤としてコレマナイトと金丸長石と炭酸バリウムを併
用して添加した原料を用い、透光度が３６％を超える磁
器が得られた。磁器の色調は薄黄色を帯びたアイボリー
〜クリーム色を呈していて美しい。その中で最も良い透
光度を示したのは合成フォルステライト９０％＋仮焼コ
レマナイト２％＋金丸長石２％＋炭酸バリウム６％の組
成で１３４０℃焼成において透光度が４１．３％であっ
た。また、比較的低温の１３００〜１２６０℃焼成では
合成フォルステライト９０％＋仮焼コレマナイト４％＋
金丸長石２％＋炭酸バリウム４％の組成が良い透光度を
示した。この実験で、合成フォルステライトに仮焼コレ
マナイト２〜３重量％と金丸長石を２〜３重量％と炭酸
バリウム４〜６重量％を配合した焼結助材を添加した原
料を用いた場合に１３４０℃焼成で透光度が３６％を超
える磁器が得られ、焼結助材として、コレマナイトに金
丸長石と炭酸バリウムを併用するのが有効であることが
確認できた。

【００４７】−実験例６− この実験では合成フォルステライト８５重量％を主原料
に用い、焼結助材には仮焼したコレマナイトと金丸長石
と炭酸バリウムそれぞれの混合割合を変えたものを１５
重量％加えて磁器原料にした。各組成と各焼成温度毎
に、厚さ３ｍｍの板についての光透過率を測定し、磁器
の透光度を算出した。結果を表６に示す。

【００４８】

【表６】

【００４９】この実験では合成フォルステライトに焼結
助剤としてコレマナイトと金丸長石と炭酸バリウムを併
用して添加した原料を用いて透光度が３６％を超える磁
器が得られた。磁器の色調は黄色を帯びたアイボリー〜
クリーム色で美しい。その中で最も良い透光度を示した
のは合成フォルステライト、８５％＋仮焼コレマナイト
６％＋金丸長石３％＋炭酸バリウム６％の組成で１３４
０℃焼成において透光度が４０．０％であった。この組
成は比較的低温の１３００〜１２６０℃焼成においても
比較的良い透光度を示した。この実験では、合成フォル
ステライトに仮焼コレマナイト３〜８重量％と金丸長石
を３〜６重量％と炭酸バリウム３〜７重量％配合した焼
結助材を添加した磁器原料を用いた場合、１３４０℃焼
成で透光度が３６％を超える磁器が得られることが確認
できた。

【００５０】−実験例７− １３００〜１２６０℃で焼結したときに他の組成に比し
て優れた透光度を示した磁器原料組成は、実験例５では
合成フォルステライト９０％＋仮焼コレマナイト４％＋
金丸長石２％＋炭酸バリウム４％、実験例６では合成フ
ォルステライト８５％＋仮焼コレマナイト６％＋金丸長
石３％＋炭酸バリウム６％であった。この双方の焼結助
材の組成比率をみると、仮焼コレマナイト：金丸長石：
炭酸バリウム：４：２：４（実験例５）＝６：３：６
（実験例６）と同一である。そこでこの実験では合成フ
ォルステライトを主原料に、仮焼コレマナイト４：金丸
長石２：炭酸バリウム４の比率で混合した焼結助材を、
量を変えて添加した磁器原料を成型し、これを焼成温度
毎に透光度と付着の程度を調べて、透光度に優れて付着
が無い実用性のある磁器組成と焼成温度の範囲を明らか
にした。各組成と各焼成温度毎に、厚さ３ｍｍの板につ
いての光透過率を測定し磁器の透光度を算出した。結果
を表７に示す。

【００５１】

【表７】

【００５２】焼結助材の添加量を多くすると比較的低い
温度で焼成しても透光度の良い磁器が得られるが、焼成
時の付着や変形が生じやすい。磁器の色調は黄色を帯び
たアイボリー〜クリーム色を呈していて美しい。この実
験では１３４０℃〜１３２０℃焼成で最も良い透光度を
示したのは合成フォルステライト８０％＋仮焼コレマナ
イト８％＋金丸長石４％＋炭酸バリウム８％の組成で、
１３４０℃焼成で透光度は４３．２％、１３２０℃焼成
で透光度は３８．８％であった。また、これよりも低温
度の焼成で良い透光度を示したのは合成フォルステライ
ト７５％＋仮焼コレマナイト１０％＋金丸長石５％＋炭
酸バリウム１０％の組成で１３００℃焼成で透光度は３
８．８％、１２８０℃焼成で透光度は３６．８％であっ
た。更に低い１２６０℃焼成においては透光度が３６％
を超える組成は無かった。表７から明らかなように、１
３４０℃焼成では焼結助材を１５〜２０％添加すること
が望ましく、１３２０℃焼成では焼結助材を１５〜３０
％添加することが望ましく、１３００℃焼成では焼結助
材を２０〜３０％添加することが望ましく、１２８０℃
焼成では焼結助材を２５％添加することが望ましい。焼
結助材を４０％添加した磁器原料では透光度が３６％に
達しないままで焼成温度が１２８０℃を超えると焼成時
に耐火材の敷き粉や台板に付着したり変形を生じるの
で、３５％を超える焼結助材の添加は実用的でない。

【００５３】−実験例８− この実験では実験例７に近似した焼結助材組成で、仮焼
コレマナイトを増し、金丸長石を減じた焼結助材を用い
た。具体的には合成フォルステライトを主原料に、仮焼
コレマナイト５：金丸長石１：炭酸バリウム４の比率で
混合した焼結助材を添加量を変えながら混合した磁器原
料を成型し、焼成温度毎に透光度と付着の程度を調べ
て、透光度に優れた付着が無い実用性のある磁器組成と
焼成温度の範囲を明らかにした。各組成と各焼成温度毎
に厚さ３ｍｍの板についての光透過率を測定して磁器の
透光度を算出した。結果を表８に示す。

【００５４】

【表８】

【００５５】焼結助材の添加量を多くすると比較的低い
温度で焼成しても透光度の良い磁器が得られるが、焼成
時の付着や変形が生じやすい。磁器の色謂は黄色を帯び
たアイボリーを呈していて美しい。実験では１３４０℃
焼成で最も良い透光度を示したのは合成フォルステライ
ト８０％＋仮焼コレマナイト１０％＋金丸長石２％＋炭
酸バリウム８％の組成で、１３４０℃焼成で透光度は４
１．４％であった。また、これよりも低温度の焼成で良
い透光度を示したのは合成フォルステライト７５％＋仮
焼コレマナイト１２．５％＋金丸長石２．５％＋炭酸バ
リウム１０％の組成で１３２０℃焼成で透光度は３８．
６％、１３００℃焼成で透光度は３８．２％であった。
更に低温度での１２８０℃焼成においては透光度が３６
％を超える組成は無かった。表８から明らかなように、
１３４０℃〜１３００℃焼成では焼結助材を１５〜２５
％添加することが望ましい。焼結助材を３０％以上添加
した磁器原料では透光度が３６％に達しないままで焼成
温度が１３００℃を超えると焼成時に耐火材の敷き粉や
台板に付着したり変形を生じるので、２５％を超える焼
結助材の添加は実用的でない。

【００５６】−実験例９− この実験では実験例７に近似した焼結助材組成で、金丸
長石を減じて炭酸バリウムを増した焼結助材を用いた。
具体的には合成フォルステライトを主原料に、仮焼コレ
マナイト４：金丸長石１：炭酸バリウム５の比率で混合
した焼結助材を添加量を変えながら混合した磁器原料を
成型し、焼成温度毎に透光度と付着の程度を調べて、透
光度に優れた付着が無い実用性のある磁器組成と焼成温
度の範囲を明らかにした。各組成と各焼成温度毎に、厚
さ３ｍｍの板についての光透過率を測定して磁器の透光
度を算出した。結果を表９に示す。

【００５７】

【表９】

【００５８】焼結助材の添加量を多くすると比較的低い
温度で焼成しても透光度の良い磁器が得られるが、焼成
時の付着や変形が生じやすい。磁器の色調は黄色を帯び
たアイボリーを呈していて美しい。実験では１３４０℃
焼成で最も良い透光度を示したのは合成フォルステライ
ト７５％＋仮焼コレマナイト１０％＋金丸長石２．５％
＋炭酸バリウム１２．５％の組成で、１３４０℃焼成で
透光度は４１．２％であった。この組成は低温度の１３
２０〜１３００℃焼成で透光度は３６．８％であった。
更に低い温度での１２８０℃焼成においては透光度が３
６％を超える組成は無かった。表８から明らかなよう
に、１３４０℃〜１３００℃焼成では焼結助材を１５〜
２５％添加することが望ましい。焼結助材を３０％以上
添加した磁器原料では透光度が３６％に達しないままで
焼成温度が１３００℃を超えると焼成時に耐火材の敷き
粉や台板に付着したり変形を生じるので２５％を超える
焼結助材の添加は実用的でない。

【００５９】−実験例１０− この実験では組成がほぼ２ＭｇＯ・ＳｉＯ₂ となるよう
に調合した主原料を用いた。滑石（＝タルク＝３ＭｇＯ
・ＳｉＯ₂ ・Ｈ₂ Ｏ）粉末３９部と炭酸マグネシウム
（ＭｇＣＯ₃ ）粉末６１部を秤量して混合して主原料に
用いた。用いるに先立ち、この混合物の一部をアルミナ
るつぼに取り、電気炉で１２８０℃に加熱して重量が６
５％に滅少することを確認した。実験例７との比較がで
きるように、仮焼コレマナイト４：金丸長石２：炭酸バ
リウム４の比率の混合物を焼結助材に用いた。実験例７
では主原料と焼結助材の比率を８５：１５、８０：２
０、７５：２５、７０：３０にしていたので、この実験
をこれに見合った磁器組成にするために、前述の滑石と
炭酸マグネシウムを混合した主原料と焼鮎助材を１３
１：１５、１２３：２０、１１５：２５、１０８：３０
の比率に混合した磁器原料でスラリーを作り、成形して
乾燥後電気炉で素焼きし、本焼成して磁器を得た。これ
ら各組成と各焼成温度毎に、厚さ３ｍｍの板についての
光透過率を測定して磁器の透光度を算出した。結果を表
１０に示す。

【００６０】

【表１０】

【００６１】これらの磁器は焼成での収縮が大きかった
が問題なく焼成できた。焼結助材の添加量を多くすると
比較的低温度で焼成しても透光度の良い磁器が得られる
が、焼成時に付着や変形が生じやすくなる。磁器の色調
は黄味がかったアイボリーを呈するが焼成温度が高くな
るに従って薄黄色を帯びたクリーム色になる。焼成温度
と透光度の傾向や焼成時の付着や変形の程度や焼成温度
と色調の傾向等においても実験例７と類似したものであ
った。

【００６２】−実験例１１− この実験では組成がほぼ２ＭｇＯ・ＳｉＯ₂ となるよう
に高純度微粉珪石（ＳｉＯ₂ ）４５部と海水マグネシア
（ＭｇＯ）５５部を混合して主原料に用いた。前実験例
７の結果と比較ができるように仮焼コレマナイト４：金
丸長石２：炭酸バリウム４の比率に秤量した混合物１０
０部を、アルミナ坩堝に入れて電気炉で１２００℃以上
に加熱して得た熔融物（フリット）９０部を微粉砕して
焼結助材に用いた。実験例７で主原料と焼結助材の比率
は８５：１５、８０：２０、７５：２５、７０：３０で
あったので、この実験でもこれに見合った磁器組成にす
るために、前述の高純度微粉珪石と海水マグネシアを混
合した主原料と焼結助材を８５：１３．５、８０：１
８、７５：２２．５、７０：２７の比率に混合した磁器
原料でスラリーを作り、成形して乾燥後電気炉で素焼き
し、本焼成して磁器を得た。これら各組成と各焼成温度
毎に、厚さ３ｍｍの板についての光透過率を測定し磁器
の透光度を算出した。結果を表１１に示す。

【００６３】

【表１１】

【００６４】これらの磁器は焼結助材の添加量を多くす
ると比較的低い焼成温度で透光度の良い磁器が得られる
が、付着や変形が生じやすくなる、磁器の色調は黄味が
かったアイボリーを呈するが焼成温度が高くなるに従っ
て薄黄色を帯びたクリーム色になる。焼成温度と透光度
の傾向や焼成時の付着や変形の程度や焼成温度と色調の
傾向等においても実験例７と類似したものであった。

【００６５】−実施例１− 実験で透光度が優れた磁器が得られた組成で具体的な器
物を試作した。ここでは実験例７での組成の中から選ん
だ合成フォルステライト８０％＋仮焼コレマナイト８％
＋金丸長石４％＋炭酸バリウム８％の磁器原料組成でぐ
いのみを試作した。調合は、先ず合成フォルステライト
３２００ｇ、仮焼コレマナイト３２０ｇ、金丸長石１６
０ｇ、炭酸バリウム３２０ｇ、仮焼した、計４０００ｇ
を秤量し、これを純水２０００ｍ１、分散剤「ディスペ
ックＡ４０５」を１６０ｍ１、バインダーとしてアクリ
ルエマルジョン系の「ＷＡ−３２０」を１００ｇとバイ
オポリマー「ビオポリＰ−１」を２０ｇ、アルミナボー
ル（径１５ｍｍ）５ｋｇと共にナイロン樹脂製のポット
ミル（約１０ｌ）に投入し、１６時間回転させて湿式混
合を行ないスラリー化した。これをポリビーカーに取
り、消泡剤「Ｐ−５０２」を２０ｇ加えてゆっくりと３
０分間攪拌して脱泡を行ない、約３５００ｍｌのスラリ
ーを得た。鋳型には石膏製で口径７２ｍｍ容積１７０ｍ
ｌのぐいのみ形状の雌型を用い、これにスラリーを注入
し所定時間保持した後に排泥し成型した。鋳型への着肉
は、注入から排泥まで１５分間で２．８ｍｍ程度、２０
分間で厚み３．３ｍｍ程度で着肉厚みの調整は容易であ
った。排泥後室内に４時間置いてから鋳型を反転させて
成型体を離型させた。成形体は室内で自然乾燥を３日間
行ない、カッターナイフ等を用いてバリを取り仕上げし
た。素焼きは成型体をアルミナの匣鉢で覆ってから電気
炉に入れて、室温から９時間かけて１０００℃まで昇温
し３０分間保持後電源を切って自然冷却をした。まず、
素焼き品の一部を本焼成した。本焼成には電気炉を用
い、空温から１３時間かけて１３２０℃に昇温し、１時
間保持後３時間かけて１０００℃まで下げ、電瀕を切っ
て自然冷却をした。焼成されたぐいのみは台板と接触し
ていた底部にアルミナの敷き粉が僅かに付着していたが
サンドペーパーで擦って容易に除去できた。こうして変
形も少なく黄味を帯びたクリーム色の素地で手触りが滑
らかな、口径５７ｍｍの磁器製ぐいのみを得た。このぐ
いのみの厚み２．８ｍｍの箇所で光透過率（δ）を測定
し透光度を算出したところ３８．１％であった。次い
で、残りの素焼き品の一部を条件を変えて本焼成した。
本焼成には電気炉を用い、室温から１３時間かけて１３
００℃に昇温し、３０分間保持後そのまま電源を切って
自然冷却をした。アルミナ敷き粉の付着も変形もなく、
黄味を帯びたアイボリーの素地で手触りが滑らかな磁器
製ぐいのみを得た。このぐいのみの厚み２．５ｍｍの箇
所で光透過率を測定し透光度（δ）を算出したところ３
６．５％であった。次いで、残りの素焼き品の一部をガ
ス炉を用いて酸化雰囲気で焼成した。室温から１６時間
かけて１３００℃に昇温し、３０分保持してから１００
０℃まで降温してガスの供給を止め、送風に切り替えて
冷却した。付着も変形もなく濃い目のクリーム色の素地
で手触りが滑らかな磁器製ぐいのみを得た。このぐいの
みの厚み３．２ｍｍの箇所で光透過率を測定し透光度
（δ）を算出したところ３６．３％であった。最後に、
残りの素焼き品をガス炉を用いて還元焼成した。室温か
ら１４時間かけて１０００℃に昇温し、ガス流量を増し
て還元焼成に切り替え３時間後に１３４０℃まで昇温
し、還元雰囲気を保ったまま９００℃まで降温してガス
の供給を止め、送風に切り替えて冷却した。付着も変形
もなく灰白色の素地の磁器製ぐいのみを得た。このぐい
のみの厚み２．９ｍｍの箇所で光透過率を測定し透光度
を算出したところ、δ＝３５．８％と酸化焼成した場合
よりも劣ることが分かった。

【００６６】−実施例２− 実験例１１での組成である高純度微粉珪石４５部と乾式
で微粉砕した海水マグネシア５５部を主原料に、仮焼コ
レマナイトと金丸長石と炭酸バリウムを溶融して作った
フリツトを焼結助材として配合した磁器原料を粘土状の
杯土に調製して陶板を試作した。調合は高純度微粉珪石
６７．５ｇ、微粉砕した海水マグネシア８２．５ｇと実
験例１１で用いた仮焼コレマナイト４：金丸長石２：炭
酸バリウム４の比率で混合して溶融したフリットの微粉
砕品４５ｇ、バインダーとしての低粘度（４００ｃｐ
ｓ）メチルセルロース４ｇとバイオポリマー「ビオポリ
Ｐ−１」１８ｇを秤量し、高速ミキサーに投入して乾式
で混合した。この混合粉末をボウルに取り、水を滴下し
ながらゴムべらで混ぜて、徐々に粉をまとめながら混練
して素手で揉んで粘土化した。粘土化にはおよそ６０ｍ
ｌの水を要した。この粘土を板の上で転がしてつぶして
延ばし、折り返しを３０回繰り返して内部の気泡を抜
き、２６０ｇの杯土を得た。杯土の一部を石膏板上に取
り手で延ばしながら形を整え、ナイロン布を載せて木の
丸棒でならして布を剥ぎ取り、石膏板から離型して厚み
３．７ｍｍの布目模様を持った板を得た。板は３時間自
然乾燥し、半乾状の表面にクラフトナイフを用いて模様
を線彫りした。７日間自然乾燥して電気炉を用いて焼成
した。焼成は室温から１５時間かけて１３２０℃に昇温
し、１時間保持後３時間かけて１０００℃まで下げ、電
源を切って自然冷却した。焼成された陶板は台板と接触
していた裏面にアルミナの敷き粉が付着していたが水に
浸けてサンドペーパーで擦って除去できた。こうして黄
味を帯びたクリーム色の素地で裏から光線を当てると全
体が透光性を示す中に線彫模様が明るく浮かび上がる陶
板を得た。厚み３ｍｍの箇所で光透過率を測定して透光
度（δ）を算出したところ、３８．３％であった。この
陶板は照明を兼ねたインテリアとして使えるものとなっ
た。

【００６７】

【発明の効果】以上のように本発明は、主原料としての
合成フォルステライト粉末或いは天然の材料または試薬
を組成がほぼフォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ₂ ）
になるように調合した粉末に、焼結助材としての仮焼し
たコレマナイトを４〜１０重量％、或いは仮焼したコレ
マナイトを４〜１０重量％と長石を４〜１０重量％、或
いは仮焼したコレマナイトを２〜１２．５重量％と長石
を１．５〜６重量％を含有してなる磁器原料を焼成した
磁器焼結体であって、主構成相がフォルステライト（２
ＭｇＯ・ＳｉＯ₂ ）結晶で、残部が主としてコレマナイ
トを含む焼結助材由来のガラスから成り、厚さ１ｍｍに
おける可視光線の透過率が３６％以上の美しいアイボリ
ーないしは帯縁黄色〜黄色〜クリーム系の色調を呈する
磁器焼結体であるので、装飾・工芸用部材をはじめ、食
器、調理具、またインテリアや照明具、表示装置の部材
として最適である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主原料としての合成フォルステライト粉
   末、或いは組成がほぼフォルステライト（２ＭｇＯ・Ｓ
   ｉＯ₂ ）と成るように調合した粉末と、焼結助材として
   の仮焼したコレマナイトを４〜１０重量％含有してなる
   磁器原料を焼成した磁器焼結体であって、主構成相がフ
   ォルステライト結晶で、残部が主としてコレマナイトを
   含む焼結助材由来のガラスから成り、厚さ１ｍｍにおけ
   る可視光線の透過率が３６％以上の磁器焼結体。
2. 【請求項２】 主原料としての合成フォルステライト粉
   末、或いは組成がほぼフォルステライト（２ＭｇＯ・Ｓ
   ｉＯ₂ ）と成るように調合した粉末と、焼結助材として
   の仮焼したコレマナイトを４〜１０重量％と長石を４〜
   １０重量％を含有してなる磁器原料を焼成した磁器焼結
   体であって、主構成相がフォルステライト結晶で、残部
   が主としてコレマナイトを含む焼結助材由来のガラスか
   ら成り、厚さ１ｍｍにおける可視光線の透過率が３６％
   以上の磁器焼結体。
3. 【請求項３】 主原料としての合成フォルステライト粉
   末、或いは組成がほぼフォルステライト（２ＭｇＯ・Ｓ
   ｉＯ₂ ）と成るように調合した粉末と、焼結助材として
   の仮焼したコレマナイトを２〜１２．５重量％と長石を
   １．５〜６重量％と炭酸バリウムを３〜１２．５重量％
   含有してなる磁器原料を焼成した磁器焼結体であって、
   主構成相がフォルステライト結晶で、残部が主としてコ
   レマナイトを含む焼結助材由来のガラスから成り、厚さ
   １ｍｍにおける可視光線の透過率が３６％以上の磁器焼
   結体。