JPS58151365A - 陶土または配合用陶土の製造方法 - 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】 本発明は陶土または配合用陶土の製造方法に係り、特に
色調や可塑性などの性能の改善された陶土または配合用
陶土を、陶石を原料として低コストで、大量に生産する
ことの出来る製造方法に関するものである。

古くから、佐賀県有出車、伊万里布を中心とした地域に
おいて、所謂有田焼という白い地肌を持つ高級磁器が大
量に生産されている。そして、このような磁器の磁土に
は主に陶土が用いられているが、かかる陶土は伝統的に
陶石を乾式スタンパ−にて粉砕し、水篩処理して微粒部
分を集めることによって、製造されている。

而して、天然原料である陶土は再生使用出来ない貴重な
資源である。今日、かかる陶磁器用陶土には、陶磁器の
消費量が増大するに伴ない、その需要が増加する一方、
（ＩＬ）良質な陶石の得られる部分から採掘されている
。（ｂ）鉱床上或いは鉱床周辺の上地が宅地化されて行
く、（Ｃ）鉱床を採掘した後の処理規制が厳しくなる、
等の各種の採掘条件の変化のため、可採鉱量の減少、そ
の品質の低下、コストアップという傾向が見られるよう
になった。特に、高級な陶磁器用の陶土、即ち酸化鉄（
Ｆｅ２０３　　）　ヤ酸化−Ｐ　タ＞　（”０２　）な
どの着色成分を殆んど含まない白色の陶土については、
近い将来においてそれが枯渇するという深刻な事態が招
来することも充分に考えられるのである。

本発明は、かかる事情に鑑みて為されたものであって、
その要旨とするところは、陶石を粗砕した後、粉砕機に
て粉砕せしめ、ついで２５〜６０μの粒度で分級して篩
下のものを集め、更に必要に応じて粉砕を加えた後、充
分に解Ｂｑされた、固形分中の粒径１μ以下の粒子の割
合が３５％以下である陶石スラリーを調製し、そしてか
かるスラリーを湿式高勾配磁選機にて処理するようにし
たことにあり、これによってＦｅ２Ｏ３やＴｉＯ２など
の着色成分を極めて効果的に磁着、除去せしめ、以て著
しく品質の向上された陶土若しくは配合用陶土と為し得
たのであり、またかかる着色成分が多量に含有されるた
めに今迄使用され得なかった、或は低級品用としてのみ
使用されていた陶土原料からも、品質の良好な高級陶土
を取得し得ることとなった他、ボールミル、ローラーミ
ル等の通常の粉砕機を用いて陶石を粉砕せしめても、可
塑性などの諸性能に優れた陶土が効果的に得られ、以て
その生産性を高め、またそのコストダウンを図り得るこ
ととなったのである。

ここにおいて、かくの如き本発明手法に従って良好な品
質の陶土（配合用陶土をも含む。以下同じ）を与える陶
石とは、白雲母族鉱物−カオリン族鉱物−石実質系の岩
石であって、石英とセリサイト及び／又はカオリナイト
からなる場合が多いが、葉蝋石（パイロフィライト）も
含有する場合がある。かかる陶石としては、例えば、来
由陶石、天草陶石の如く生産地などの名称を冠した各種
の陶石が代表的であるが、地域的には、熊本系、佐賀基
以外にも、長崎系、岐阜系、石川系、福島系等、国外で
は中国、韓国等、広く分布している。

本発明では、このような陶石を採鉱した後、先ず次の粉
砕機に供給するために、例えばジョー・クラッシャーな
どを用いて最大粒径が１０ａｉ程度以下となるように粗
砕が行なわれるのである。

ついで、この粗砕され゛存一定粒度以下の粗砕陶石は、
ローラーミル、タワーミル（基型粉砕ｓ＞、チューブミ
ル或は乾式ボールミルなどの適当な粉砕機を用いて粉砕
せしめられ、そしてその微細な粉砕物が、乾式または湿
式の分級機、例えば風簸若しくは水篩によって、２５〜
６０μの間の所定の粒度で分級せしめられるのである。

かがる２５〜６０μの範囲内において、原告（陶石）中
の石英粒の大きさにより最も効率のよい分離の出来る粒
径を選んで分級せしめることにより、篩上のもの（分級
粒径より大なる粒子）には石英が濃縮される一方、篩下
のもの（分級粒径より小なる粒子）には粘土分が濃縮せ
しめられることとなるのであり、本発明では、かかる粘
土分の多い篩下のものを集めて、次、の所定の磁選処理
が施されるのである。

なお、かくの如き２５〜６０μの間での分級操作によっ
て石英分を効果的に除去するためには、前記粉砕機によ
る粉砕操作を、３０μ以上の粒子が３〜８０％、且つ４
４μ以上の粒子が１５％以下となるように、実施するこ
とが望ましい。このような粒径分布となるように選択的
に粉砕せしめることにより、陶土となる粘土分（セリサ
イト。

カオリナイト等）が、石英分の混入を抑制しつつ、効果
的に採取されるのである。即ち、４４μを越える粒子が
多くな、ると、それらの粒子にも粘土分が含まれている
ので、陶土としての歩留りが悪くなるのであり、また３
０μ未満の粒子が多くなると、陶石中の石英分が細粉と
なって粘土分との分離が悪くなり、最終的に陶土として
の可塑性などの性能に悪影響をもたらすのである。けだ
し、セリサイトやカオリナイト粒は通常数μ以下である
のに対して、石英の粒径は、原告により異なるが、該セ
リサイト粒などより遥かに大きく、それ故原告を全べて
一度に微粉砕すると、石英粒までも粉砕されて微粒とな
り、その後分級を行なっても粘土分の多い部分と石英外
の多い部分との分離精度が非常に悪くなるからであり、
従って石英外は余り粉砕されないように上記範囲内に維
持するのが有効であるのである。

また、かかる粉砕手法に代わる、工業的に有用なリサイ
クル粉砕手法も、本発明では有利に採用されるものであ
る。このリサイクル粉砕手法にあっては、先ず、前記粗
砕された一定粒度以下の粗砕陶石が、粉砕機にて８０μ
以上の粒子が１０％以Ｌ１好ましくは１０〜７０％とな
るように粉砕せしめられ、そしてこの得られた陶石粉砕
物が前述のように２５〜６０μの間で分級（−次分級）
せしめられ、その篩下の粘土分の多いものが集められる
。一方、かかる−次分級によって分離された、石英外の
多い篩上のものには、そこに含まれている石英外（８ｉ
０２）を除去するために３５〜１００μの間における所
定の粒度での分級（除珪分級）操作が施され、これによ
り石英外の更に濃縮されたものが篩下として除去され得
るのである。

換言すれば、かかる３５〜１００μの範囲内において、
原告（陶石）中の石英粒の大きさにより最も効率のよい
分離の出来る粒径（当然のことながら、−次分級時の粒
径より大となる）を選んで分級せしめることにより、篩
下のもの（−次分級粒径よりは大きく、除珪分級粒径よ
りは小さな粒子）には石英がより一層濃縮され、そのた
めこれが廃棄される一方、篩上のもの（除珪分級粒径よ
り大なる粒子）は、未だ充分な粉砕作用を受けておらず
、それ故そこには石英外と共に粘土分も原告と同程度に
含まれているため、該除珪分級操作によって取り出され
た篩上のものは、再び前記粉砕工程に戻されて、原告と
同様に粉砕処理を受けるのである。そして、この再粉砕
されたものは、再度前記−次分級操作を受け、２５〜６
０μの篩下の（−次）分級物が取得されることとなる。

このように、大きな粒径の陶石粒子は再循環されて、幾
度となく、粉砕、分級処理を受けるのであり、これによ
って原告（陶石）からの粘土分の採取効率（歩留り）の
向上が達成されることは勿論、粉砕工程における原告、
再循環陶石粒子の粉砕条件が緩和され、以て石英外の微
粒化が効果的に抑制されることにより、石英外の混入の
少ない製品、換言すれば可塑性などに優れた製品を有利
に取得し得るのである。

なお、このような好ましい粒度を与え、過粉砕になりに
くい粉砕機として、本発明にあっては、特に、回転せし
められるローラーの遠心力を利用して粉砕を行なう、所
謂ローラーミル、及び基型粉砕機：タワーミルが推奨さ
れるのである。”更にまた、かかる粒度を与える粉砕機
としては、単なる粉砕操作のみの通常の粉砕機や、分級
機構を内蔵した粉砕機、更には分級機を組み合わせた粉
砕機があり、史にはそれらの乾式タイプのもの、湿式タ
イプのもの等もあるが、いずれにしても、前記本発明に
従う粒度条件を満たす粉砕物が得られることとなるなら
ば、如何なる粉砕機をも使用可能である。

そして、かくして得られた２５〜６０μの篩下の分級物
には、必要に応じて更に粉砕操作が加えられた後、次の
湿式高勾配磁選機による磁選処理を施すために、所定の
陶石（陶土）スラリーが調製されることとなる。かかる
スラリーは、充分に解りされていることが必要であり、
未解ＨＹの部分に対しては充分な磁選作用を及ぼし得ず
、磁選効率を低下せしめる原因となる。また、かかる解
膠は、ケイ醗ソーダの如き公知の適当な解ｌｌｖ剤を陶
石スラリーに添加することによって行なわれるが、その
添加の時期としては、該湿式高勾配磁選機にかけられる
直前までの如何なる段階であってもよく、前記粉砕操作
や分級操作の前後あるいはその途中であっても何隻差支
えない。更に、かかるスラリーにおける固形分中の粒径
１μ以下の粒子の割合が３５％以下、好ましくは３０％
以下となるように調整する必要があるのであり、微粒子
が余りにも多くなり過ぎると、湿式高勾配磁選機による
磁選処理によって目的とする磁性物を磁着、除去し難く
なって、本発明の目的が良好に達成され得なくなる。従
って、かかる陶石スラリーを調製するに際しては、陶石
原料を物理的に粉砕し過ぎないように注意することが望
ましい。また、かかる粒径１μ以下の粒子の割合の下限
は、一般的に、１％程度とすることが望ましい。

なお、この調製された陶石スラリーは、一般に５〜７０
％、好ましくは１０〜４０％の陶石（陶土）固形分を有
するように調節されることが望ましく、これに対してス
ラリー中の固形分の割合が余りにも高い場合には湿式高
勾配磁選機における有効な磁選処理が困離となるのであ
り、また截すぎる場合には、生産性、ひいては経済性の
点などで問題を生じるようになる。また、湿式高勾配磁
選機に供給される陶石スラリーの粘度が高すぎると、該
陶石スラリー中からの磁性物、特に弱磁物（着色成分）
の除去を充分に行ない得なくなるので、通常、かかるス
ラリーの粘度を２０センチポアズ以下、好ましくは１０
センチポアズ以下とすることか望ましい。

また、ここで用いられる湿式高勾配磁選機とは、一般に
磁場の強さ；Ｈが３〜２５Ｘ１０３０ｅ程度、磁場勾配
；ｄＨ／ｄｘ　　が１０００〜２００００×１０３０ｅ
／ａｎ程度で、磁界条件；Ｈ（ｄＨ／ｄｘ）としては（
８０００〜５０００００）Ｘ１０６０２８／ａｎ程度の
ものであって、各種のものが市販　　　　゛され、所謂
高勾配磁気分離機として当業者によく知られている。

そして、この湿式高勾配磁選機に対して、前述した条件
下の陶石スラリーを供給して、所定の磁選処理を施すこ
とにより、該陶石スラリー中の着色成分たる磁性物、特
に弱磁物までもが効果的に磁着、除去せしめられること
となるのである。即ち、陶ど（陶土）粒子の制限された
粒度の下での高勾配磁選処理によって、Ｆｅ２Ｏ３やＴ
ｌＯ２などの着色成分の除去効果が高められ、それ故品
質もより一層向上せしめられることとなるのであるが、
この品質向上効果は、単なる磁選機による磁選処理によ
って達成されるものではなく、高勾配磁選機を用いると
共に、陶石スラリー中の特定粒子の粒度を規制すること
によって初めて達成されるものなのである。

なお、本発明にあっては、かかる湿式高勾配磁選機によ
る磁選処理に先立って、陶石スラリーに対して通常の磁
選処理などを予め施すことも可能であり、これによって
本発明に従う高勾配磁選処理を効果的に為すことが出来
る。

また、かかる本発明に従う高勾配磁選処理の施された陶
石スラリーは、脱水してそのまま製品（陶土）として用
いられたり、更に他の粘土類、珪石粉、長石粉等と混合
されて陶土或は磁土などとして用いられることとなる。

このように、本発明に従えば、特定の陶石スラリーに対
する高勾配磁選処理による相剰的な除去作用によって、
陶土中の着色成分たるＦｅ２Ｏ３やＴｉＯ□などの磁性
物が極めて効果的に除去され、以て品質の著しく向上さ
れた陶土が得られることとなったのであり、これにより
従来低品質の陶土として取り扱われていたものを、高品
質の高級陶土と為し、その価値を高め、且つその用途を
著しく拡大し得たのである。

また、本発明によれば、生産性の高い粉砕機が利用出来
ることにより、可塑性などに優れた良質の陶土が低コス
トで大量に生産することが出来、そのための設備に必要
な面積も少なくて済むようになったのである。

以下に、本発明を更に具体的に明らかにするために、い
くつかの実施例を示すが、本発明がそれらの実施例の記
載によって何等の制約をも受けるものではないことは、
言うまでもないところである。なお、実施例中の百分率
は特に断わりのない限り何れも重量基準にて示すもので
ある。

実施例　１ 皿山脈音陶石（組方）を粗砕して得られた１ｃｍ角以下
の大きさのもの１５００ｋｇを、ミゼット型ローラーミ
ル（石井粉砕機製作所製）に順次供給しつつ、乾式粉砕
せしめ、３０μ以上の粒子を１４％、４４μ以上の粒子
を４％含む粉砕物（試料Ａ）を得た。

ついで、かかる粉砕物を風力分級機（安用電機製作所製
ミクロプレックス４００ＭＰＬ　）テ分級点二３５μで
分級し、篩下のもの（８５μ以下）を分離、補集し、試
料Ｂを得た。

そして、かくして得られた分離補集物に対して水を加え
、固形分：２５％、１μ以下の粒子の割合：１６％、ナ
イ酸ソーダ添加量：０．２０％（対乾粉）、スラリー粘
度（Ｂ型回転粘度計）：４．０センチボ了ズの陶石スラ
リーを調製した後、”湿式％式％ −１９型（米国：サラ・マグネティックス社製）に供給
し、磁場：１５キロガウス（ＫＯ）、磁場勾配：　２０
０００　ＫＧ／ａｎ、磁界条件：８００ｘ１０３ＫＧ”
／ａｎ、流速：２０ｍ／Ｈｒの条件下に磁選（高勾配磁
選）処理を施し、目的とする着色の少ない陶土（試料Ｃ
）を得た。

かかる陶土の製造過程で得られる粉砕品、分級品、磁選
品（陶土）の化学組成並びに累積粒度分布（比重計法に
よる）を求め、その結果を第１表及び第２表にそれぞれ
示した。

これらの表より明らかなように、本発明に従って所定の
粒度で分級した後、高勾配磁選処理を行なうことにより
、５ｉｎ２　成分が少なくなる一方、Ａｌ２Ｏ３成分が
増加し、また着色成分たるＦｅ２Ｏ３゜ＴｉＯ２成分が
著しく減少せしめられて、その品質が高められているこ
とが理解されるのである。

実施例　２ 村山脈音陶石（変色）の５０００ｋｇをｌａ［１角以下
の大きさとなるように粗砕した後、かかる粗砕物を湿式
粉砕機：タワーミルＶＷ−７５型（日本タワーミル株式
会社製）にて湿式粉砕せしめ、３０μ以上の粒子が略３
９％の割合を占める粉砕物（試料Ｄ）を得た。

ついで、この湿式粉砕物を、遠心分級機：デカンターＺ
２Ｌ型（田辺鉄工所部）を用いて、４０μの分級点にて
分級し、４０μより小さな粒子である篩下のものを集め
ろ一方、４０μより大きな粒子の篩上のものに対しては
更に６０μの分級点で湿式分級（除珪分級）を施した。

なお、後者の湿式分級には、湿式サイクロンＭＤ−３型
（三菱金属株式会社製）を用いた。そして、この除珪分
級によって分離された篩下のもの（石英分が濃縮された
６０μ以下の粒子）を系から取り出し、廃棄する一方、
−６０μ以上の粒径の大きな篩上のものを再び前記湿式
粉砕機に戻し、粉砕・分級操作を繰り返した。

かくの如き粉砕・分級操作の繰返しによって、前記粉砕
物中の石英分（８ｉ０２）を濃縮し、系外に除去する一
方、前記デカンタ−２２Ｌ型遠心分級機から取り出され
る、粘土分が濃縮された４０μ以丁の篩下の分級物（試
料Ｅ）を集めた後、ケイ醗ソーダにて充分に解Ｈｑされ
た、固形分が２５％、粘度が８．５センチポアス、１μ
以下の粒子が１２％の割合を占める水性スラリーを調製
し、ついで実施例１と同様な条件下に湿式高勾配磁選機
にて磁選処理した。そして、この磁選処理された水性ス
ラリーを脱水・製出することにより、着色の著しく改善
された、目的とする陶土（試料Ｆ）を得た。

かかる陶土の製造過程で得られた粉砕物、分級物（４０
μ篩下のもの）、更には製品たる陶土（磁遺品）の化学
組成及び累積粒度分布を求め、その結果を下記第３表及
び第４表に示した。

第３表、第４表の結果より明らかな如く、磁選品はＦｅ
！０３．　ＴｉＯ２の着色成分が著しく減少せしめられ
ており、また石英分たる８ｉ０２　　量も少なくなって
いる一方、Ａｌ２Ｏ，量が増加されて、その品質が高め
られていることが理解されるのである。

一性能試験一 本発明に従う試料として８種類（隘１〜８）、比較例と
して４種類（隘４〜７）の試料を、それぞれ下記の如く
用意した。

試料凪　　　　　試料特性 １　・・・・・・・・・実施例１で得られた陶土（試料
Ｃ）２　・・・・・・・・・実施例１で得られた陶土に
１０％の割合でカオリンを添加したもの ８　・・・・・・・・・実施例２で得られた陶土（試料
Ｆ）４　・・・・・・・・・有田焼用撰上陶土（市場品
）５　・・・・・・・・・村山脈音組方をスタンパ−粉
砕した後、高勾配磁選処理して得られ た陶土 ６　・・・・・・・・・実施例１の分級品を陶土としだ
もの（磁選処理が施されていない） ７　・・・・・・・・・皿山脈音組方を実施例１の如く
粉砕した後、分級することなく、高 勾配磁選処理して得られた陶土 これら７種類の陶土試料を用いて、鋳込成形並びにロー
ラマシン成形を行ない、それぞれ成形特性を評価する一
方、得られた成形品及びテストピースについて焼成呈色
評価、透光度の測定を行ない、それらの結果を第５表に
併せ示した。

なお、鋳込成形は、泥準濃度が６８％となるように鋳込
泥漿を調製しく解げ剤として水ガラスが固形乾粉量に対
して０．８５％添加されている）、これを石膏型に流し
込み、高さ５．５　ａｎのぐい呑盃を成形することによ
り、実施された。そして、この時の脱型性とは、石膏型
に所定の泥漿を流し込み、着肉せしめた後、残りの泥漿
を除去し、そのあとの着肉した素地と石膏型との分離の
具合と仕上り状態をいうものであり、また半仕上性とは
、上記脱型された素地に存在する余分な部分を細い鉄線
で切り離すときの仕上りの良し悪しをいうものである。

また、クーラマシン成形は、試料をデエアリングマシン
にかけた後、外鏝ローラマシンにて直径１７ｃｍ、高さ
２ａｎｓ厚み４．１閣のパン皿を成形することによって
行なわれ、その成形性とは、ローラマシン成形時の素地
の仕上り性を言い、更に切れ発生とは、ローラマシン成
形後の素地の切れ（ヒビ割れ）の有無を意味するもので
ある。

さらに、焼成呈色評価（Ａ）は上記ローラマシン成形に
て得られたパン皿を素焼、釉かけ、本焼（１２６０°Ｃ
の還元炎焼成）したものについて、また焼成呈色評価（
Ｂ）は各試料から成形された５ａｉ＋Ｘ６ｃｍＸ５ｍ（
厚み）の試験片を１２６０°Ｃの還元炎焼成したものＫ
ついて、それぞれＪＩＳ−Ｚ−８７８０に従って明度指
数（Ｌ）、クロマテイクネス指数（ａ、ｂ）を求め、そ
れらの色調を評価した。

さらにまた、透光度は、上記焼成呈色評価（Ａ）に用い
られた本焼パン皿を対象とし、これに光源からの光を照
射して、通過した光量を照度計にて測定し、試料ｍｌの
パン皿の値を１００として各試料の透光量を評価した。

第５表の結果より明らかなように、本発明に従う試料庵
１〜３はいずれも優れた成形特性を有することが認めら
れ、また市場で高級陶土とされている試料隘４やスタン
パ−品である試料ｐＨｈ５と同様に可塑性に優れたもの
であることが確認される一方、色調（焼成呈色）や透光
度においてはそれらと同等あるいはそれらよりも優れて
いることが明らかとなった。

実施例　３ ２５〜６０μの間の粒度で分級して得られた、１μ以下
の粒径の粒子を各種割合で含む陶石スラリーに対して、
実施例１に従う手法によって高勾配磁選を施し、それぞ
れＦｅ２Ｏ３除去率を求め、その結果を１μ以下の粒子
の含有割合との関係において第１図に図示した。

第１図の結果より、１μ以下の粒径の粒子が少なくなる
に従って、Ｆｅ２Ｏ３の除去率が向上していることが認
められ、一般に８５％以下、好ましくは３０％以下程度
の含有量において優れた結果が得られることが示されて
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例８において求められた１μ以下の粒径
の粒子の含有割合とＦｅ２Ｏ３除去率との関係を示すグ
ラフである。 出願人　　共立窯業原料株式会社 第１頁の続き ０発　明　者　坂本憲仁 名古屋市西区則竹新町１−１株 式会社ノリタケカンパニーリミ テド内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （り陶石を粗砕した後、粉砕機にて粉砕せしめ、ついで
   ２５〜６０μの粒度で分級して篩下のものを集め、更に
   必要に応じて粉砕を加えた後、充分に解Ｂτされた、固
   形分中の粒径１μ以下の粒子の割合が３５％以下である
   陶石スラリーを調製し、そしてかかるスラリーを湿式高
   勾配磁選機にて処理することを特徴とする陶土または配
   合用陶土の製造方法。 （２）前記粉砕機による粉砕が、３０μ以上の粒子が３
   〜３０％且つ４４μ以上の粒子が１５％以下となるよう
   に行なわれる特許請求の範囲第１項記載の方法。 （３）前記粗砕された陶石を、粉砕機にて３０μ以Ｆの
   粒子が１０％以上となるように粉砕せしめ、ついで２５
   〜６０μの粒度で分級して篩下のものを集める一方、そ
   の篩上のものに対しては更に３５〜１００μの粒度で除
   珪分級を施して篩下のものを除去し、その篩上のものの
   みを取り出した後、それを再び前記粉砕工程に供給せし
   めるようにすることにより、大きな陶石粒子を再循環さ
   せつつ前記２５〜６０μの粒度の分級によってその篩下
   のものを取得し、ついで前記陶石スラリーの調製を行な
   う特許請求の範囲第１項記載の方法。