特許 7432206 陶磁器の製造方法、陶磁器製造用顆粒およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-07

(45)【発行日】2024-02-16

(54)【発明の名称】陶磁器の製造方法、陶磁器製造用顆粒およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C04B 33/32 20060101AFI20240208BHJP

   C04B 33/24 20060101ALI20240208BHJP

   C04B 33/04 20060101ALI20240208BHJP

   C04B 33/14 20060101ALI20240208BHJP

【ＦＩ】

C04B33/32 E

C04B33/24 Z

C04B33/04 B

C04B33/14

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020073533

(22)【出願日】2020-04-16

(65)【公開番号】P2021169394

(43)【公開日】2021-10-28

【審査請求日】2021-12-20

(73)【特許権者】

【識別番号】591221813

【氏名又は名称】丸美陶料株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】505238175

【氏名又は名称】穴織カーボン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101823

【弁理士】

【氏名又は名称】大前 要

(74)【代理人】

【識別番号】100181412

【弁理士】

【氏名又は名称】安藤 康浩

(72)【発明者】

【氏名】大塚 寛之

(72)【発明者】

【氏名】神谷 嘉夫

(72)【発明者】

【氏名】小川 兼護

(72)【発明者】

【氏名】弘部 修助

(72)【発明者】

【氏名】西村 太一

(72)【発明者】

【氏名】藤木 裕

(72)【発明者】

【氏名】川合 辰弥

【審査官】神▲崎▼ 賢一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－１１９９５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１７１８６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２２８２１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公昭５０－０００７２８（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２０１１－０８４４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－０６４９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５５－１０４９６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０４Ｂ ３３／３２

Ｃ０４Ｂ ３３／２４

Ｃ０４Ｂ ３３／０４

Ｃ０４Ｂ ３３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

陶磁器製造用顆粒の製造方法であって、
１０メッシュ以下の粒径の黒鉛粒子と、カオリンを主体とする粘土とを両者の質量比が９７：３～７０：３０となるように仕込み、これに水を加えてボールミルで混合し細磨することにより、前記黒鉛粒子と、前記カオリンを主体とする粘土を４０メッシュ以下の粒径に調整してなる泥しょうとなし、前記泥しょうを噴霧乾燥造粒法で造粒し、平均粒径が０．３～０．６ｍｍで、且つ黒鉛粒子と、カオリンを主体とする粘土の質量比が９７：３～７０：３０である顆粒となす造粒工程を備える、
ことを特徴とする陶磁器製造用顆粒の製造方法。

【請求項2】

陶磁器の製造に用いる顆粒であって、
黒鉛粒子と、カオリンを主体とする粘土と、を含み
平均粒径が０．３～０．６ｍｍであり、
前記黒鉛粒子と、前記カオリンを主体とする粘土との質量比が９７：３～７０：３０である、
ことを特徴とする陶磁器製造用顆粒。

【請求項3】

前記黒鉛粒子が人造黒鉛粒子である、
ことを特徴とする請求項２に記載の陶磁器製造用顆粒。

【請求項4】

陶磁器の製造方法であって、
請求項１に記載の陶磁器製造用顆粒の製造方法によって得られた陶磁器製造用顆粒を用いて坏土を作製する坏土作製工程と、
前記坏土を用いて成形品を作製する成形品作製工程と、
前記成形品を非酸化性雰囲気で焼成して陶磁器となす焼成工程と、
を備えることを特徴とする陶磁器の製造方法。

【請求項5】

前記焼成工程は、前記成形品を、炭素粉末を含んだ炭素系粒子中に配置して焼成する工
程である、
ことを特徴とする、請求項４に記載の陶磁器の製造方法。

【請求項6】

前記焼成工程は、前記成形品を非酸化性雰囲気下で１２５０℃～１３００℃で焼成して陶磁器となす工程である、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の陶磁器の製造方法。

【請求項7】

前記焼成工程は、炭素粉末を含んだ炭素系粒子が配置された容器内に、前記成形品と前記炭素系粒子とが接触しないように前記成形品を配置して焼成する工程である、
ことを特徴とする請求項４、５、又は６に記載の陶磁器の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、陶磁器および陶磁器の製造方法に関し、詳しくは黒鉛粒子を配合した陶磁器およびその製造方法に関する。また、このような陶磁器の製造に好適な顆粒およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

陶磁器は、皿、湯飲み、椀などの食器に加え、土鍋、陶板、置物、タイル、花器など、様々な分野で使用されている。

【0003】

陶磁器の色調は、使用する粘土の種類や添加する顔料、釉薬の材料、焼成雰囲気などによって決定される。例えば、鉄が含まれる材料を酸化環境で焼成した場合には、その量に応じて薄い黄色～赤褐色となる。

【0004】

ところで、陶磁器製の加熱調理器は、熱伝導率が低いために加温に時間とエネルギーがかかる、重量が重い、などの問題がある。

【0005】

このような中、特許文献１は、陶磁器の材料となる粘土に黒鉛などを混入させ、マイクロ波を照射しつつ焼成を行う技術を提案している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１５－１６０７８８

【0007】

特許文献１では、マイクロ波によって黒鉛が発熱することにより、省エネルギーで焼成できるとされる。また、焼成後の陶磁器も、電子レンジでのマイクロ波照射で発熱するとされる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１の技術では、焼成時にマイクロ波を用いる必要があり、焼成装置のコスト高につながるという問題があった。

【0009】

ところで、黒鉛を粘土に練りこんで焼成する場合、還元雰囲気で焼成されると陶磁器内部に黒鉛が残存するため、黒鉛による黒色発色や熱伝導性向上効果などが得られる。黒鉛の量を増やすと、黒鉛による効果を増大させることができるが、黒鉛と粘土との均一な混合が難しく、それゆえ多量の黒鉛を含む陶磁器の製造は困難であった。

【0010】

本発明は、上記に鑑みなされたものであって、多量の黒鉛を含ませることが可能な陶磁器の製造方法や、これに適した陶磁器製造用の顆粒を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するための、陶磁器製造用の顆粒の製造方法にかかる本発明は、次のように構成されている。
黒鉛粒子と、カオリンを主体とする粘土とを、造粒して顆粒となす造粒工程を備え、前記黒鉛粒子の粒径が１０メッシュ以下であり、前記カオリンを主体とする粘土の粒径が４０メッシュ以下であり、前記顆粒の平均粒径が０．３～０．６ｍｍであり、前記黒鉛粒子と前記カオリンを主体とする粘土の質量比が９７：３～７０：３０である、陶磁器製造用顆粒の製造方法。

【0012】

本発明者らが鋭意研究を行った結果、次のようなことを知った。上記のように粒径が調整された黒鉛粒子とカオリンを主体とする粘土とを造粒すると、黒鉛粒子と粘土の質量比が９７：３～７０：３０と、多量の黒鉛を含ませた顆粒の造粒が可能である。またこの顆粒は、そのまま、あるいは必要に応じて他の粘土、水、添加剤などを加えて坏土となすことが容易であり、この結果多量の黒鉛粒子を含ませた坏土を得ることができる。この坏土を用いることより、黒鉛粒子によって黒色、熱伝導性などが付与された陶磁器を作製することができる。また、黒鉛は粘土鉱物よりも比重が軽いため、多量に含ませると陶磁器の軽量化を実現できる。

【0013】

なお、粒径が４０メッシュ以下とは、４０メッシュの篩を通過できる粒径であることを意味し、１０メッシュ以下とは、１０メッシュの篩を通過できる粒径であることを意味する。メッシュサイズは、ＡＳＴＭ規格による。

【0014】

また、カオリンを主体とする粘土とは、粘土全質量に含まれるカオリナイト（Ａｌ_４［Ｓｉ_４Ｏ_１０］（ＯＨ）_８）の量が５０質量％以上のものをいう。好ましくは６０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上、さらに好ましくは９０質量％以上とする。

【0015】

また、カオリンを主体とする粘土に含まれるカオリナイト以外の成分は、陶磁器に使用される粘土であれば特に限定されず、例えば後述する陶磁器用粘土と同様でよい。

【0016】

造粒工程は、特に限定されず公知の造粒法を採用でき、たとえばスプレードライヤーによる噴霧乾燥造粒方法、市販の造粒機やミキサーを用いる方法などを採用できる、なかでも、黒鉛粒子と、カオリンを主体とする粘土と、水と、を含んだ泥しょうを、スプレードライヤーを用いて造粒する方法を採用することが好ましい。

【0017】

また、造粒工程の前に、ボールミルなどを用いて黒鉛粒子やカオリンを主体とする粘土の粒径を小さくする粉砕工程を備えていてもよい。

【0018】

上記課題を解決するための、陶磁器製造用顆粒にかかる本発明は、次のように構成されている。
黒鉛粒子と、カオリンを主体とする粘土と、を造粒してなる顆粒であって、前記黒鉛粒子の粒径が１０メッシュ以下であり、前記カオリンを主体とする粘土の粒径が４０メッシュ以下であり、前記顆粒の平均粒径が０．３～０．６ｍｍであり、前記黒鉛粒子と前記カオリンを主体とする粘土の質量比が９７：３～７０：３０である、陶磁器製造用顆粒。

【0019】

上記構成において、黒鉛粒子は天然黒鉛粒子、人造黒鉛粒子のいずれでもよい。省資源の観点からは、黒鉛の塊を加工した際に生じる加工粉の利用が好ましく、このような加工粉が生じやすい人造黒鉛粒子を用いることが好ましい。

【0020】

黒鉛粒子とカオリンを主体とする粘土の質量比は、含まれる水分（結晶水を除く）を除いた後に比較するものとすればよい。例えば、１００℃で２０分加熱後に比較すればよい。

【0021】

上記課題を解決するための、陶磁器の製造方法にかかる本発明は、次のように構成されている。
上記の製造方法によって得られた陶磁器製造用顆粒を用いて坏土を作製する坏土作製工程と、前記坏土を用いて成形品を作製する成形品作製工程と、前記成形品を焼成して陶磁器となす焼成工程と、を備え、前記焼成工程は、前記成形品を非酸化性雰囲気で焼成する工程である、陶磁器の製造方法。

【0022】

上記製造方法では、上記の製造方法によって得られた陶磁器製造用顆粒を含んだ坏土を用いた成形品を、非酸化性雰囲気で焼成しているため、成形品内部の黒鉛粒子が酸化消耗することがなく、焼成されてなる陶磁器内部に残存する。これにより、黒鉛粒子によって黒色、熱伝導性などが付与された陶磁器を作製することができる。また、黒鉛は粘土鉱物よりも比重が軽いため、多量に含ませると軽量化が図れる。

【0023】

また、非酸化性雰囲気は、周囲に炭素が存在する環境とすることができる。また、周囲に炭素が存在する環境で１１２５℃以上の温度で焼成する構成とすることができる。

【0024】

（第１の焼成方法）
成形品を、炭素粉末を含んだ炭素系粒子中に配置し、焼成する工程とすることができる。

【0025】

（第２の焼成方法）
炭素粉末を含んだ炭素系粒子が配置された容器内に、成形品と炭素系粒子とが接触しないように成形品を配置し、焼成する工程とすることができる。

【0026】

上記第１、第２の焼成方法によれば、成形品の周囲に炭素粉末が存在する状態で焼成を行っている。これにより、焼成時に成形品内部の黒鉛粒子よりも炭素粉末が先んじて酸素ガスと反応し、焼成雰囲気を非酸化性雰囲気とすることができる。これにより成形品内部の黒鉛粒子の酸化消耗を防止でき、多くの黒鉛粒子を内部にとどめた陶磁器を作製することができる。また、１１２５℃以上で焼成すると、周囲に存在する炭素が成形品の内部に浸透していくため、これにより陶磁器の黒色度がさらに高まることとなる。

【0027】

陶磁器の一般的な焼成温度の上限は、およそ１３００℃であり、実質的な最高温度はこの温度となる。焼成時間（最高温度での保持時間）は、通常の陶磁器の焼成と同様でよく、例えば１．５時間以上、３時間以上、５時間以上などとすることができる。また、焼成温度が高くなるほど、また焼成時間が長くなるほど、黒の色味が強くなりやすい。

【0028】

周囲に存在させる炭素の量は、所望とする色あいに合わせて適宜選択すればよいが、良好な黒色発色を得るためには、成形品１００ｇあたり好ましくは炭素１ｇ以上、より好ましくは２０ｇ以上、さらに好ましくは５０ｇ以上とする。また、多量に用いるとコスト高になるので、成形品１００ｇあたり好ましくは炭素３００ｇ以下、より好ましくは２００ｇ以下、さらに好ましくは１５０ｇ以下とする。

【0029】

その他、公知の非酸化性の焼成方法を用いてもよい。

【0030】

なお、坏土作製工程においては、必要に応じて、長石、陶石などの石粉や、加工性向上のための糊剤（例えばカルボキシメチルセルロースなど）をさらに添加してもよい。

【0031】

また、第２の焼成方法によれば、成形品と炭素系粒子とが接触しないので、表面に乱れや炭素系粒子による着色などが起きないため、表面に釉薬が施された成形品の焼成に適している。

【0032】

上記炭素系粒子として、黒鉛粒子、炭素粒子などの炭素粉末そのものを使用することができる。この構成であると低コストで炭素系粒子を準備できる。

【0033】

また、上記本発明にかかる陶磁器製造用顆粒は、上記炭素系粒子としても使用可能である。このように黒鉛とカオリンを主体とする粘土とを含んだ顆粒を用いることにより、一定割合の炭素系粒子を均一に配置することができる。また、粉塵の発生が抑制される、計量がしやすくなる、粉の流れが良くなるなど、作業性が向上する。

【0034】

上記製造方法により得られる陶磁器は、次のようなものとなる。
黒鉛粒子が混合された坏土を成形した成形品を焼成してなる陶磁器であって、前記坏土はカオリンを含み、前記陶磁器に含まれる前記黒鉛粒子の質量割合が５～８０質量％である。

【0035】

このように、陶磁器に含まれる黒鉛粒子の質量割合が５～８０質量％である陶磁器は、黒鉛粒子を含まない陶磁器に比べ、熱伝導性が高くなり、黒色となるとともに、密度が小さくなるため軽量化にも資する。

【0036】

前記坏土は、セリサイトを全坏土質量に対して１０～６０質量％含む構成とすることができる。セリサイトを含ませると、黒鉛粒子との親和性を向上させ、全体の焼結性を向上させることができるため、好ましい。

【0037】

ここで陶磁器とは広義のものを意味し、陶磁器用粘土に、必要に応じて水、顔料、石粉、添加剤などを混合した坏土を成形した成形品を、焼成してなるもの全般を意味する。したがって、使用用途は限定されず、皿、椀、湯飲みなどの食器に加えて、鍋、陶板、電気調理器の内鍋などの加熱調理器、花瓶、壺などの花器、傘立て、置物、タイル等に使用できる。また、陶磁器は、完成品としてのものだけではなく、色付け前や釉薬を施す前の素焼きの素地も含まれる。なお、焼成を行っていないものは、本明細書では成形品などと称し、陶磁器には含まれない。

【発明の効果】

【0038】

以上に説明したように、本発明によると、黒色系で軽く、しかも熱伝導率が高い陶磁器を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】図１は、実施例１－４にかかる陶磁器の外観写真である。

【図2】図２は、実施例７にかかる陶磁器の外観写真である。

【図3】図３は、実施例８にかかる陶磁器の外観写真である。

【図4】図４は、熱伝導性を測定する試験機器を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0040】

（実施の形態）
以下に、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

【0041】

（陶磁器製造用顆粒）
陶磁器製造用顆粒は、黒鉛粒子と、カオリンとを造粒したものである。

【0042】

（黒鉛粒子）
黒鉛粒子に用いる黒鉛は特に限定されることはなく、天然黒鉛（鱗片状黒鉛、鱗状黒鉛、土状黒鉛など）、人造黒鉛などを使用することができる。これらの黒鉛は、熱伝導性が高いため好ましい。人造黒鉛の粉末は、概ね２８００℃以上の温度で黒鉛化処理された人造黒鉛ブロックを粉砕することによって得ることができる。また、黒鉛ブロックを加工して様々な黒鉛製品が作製されるが、この際に発生する加工粉を黒鉛粒子として使用すると、資源の有効活用につながるため好ましい。黒鉛粒子の粒径は、例えば１０メッシュ以下とし、好ましくは４０メッシュ以下、７０メッシュ以下などとする。

【0043】

（カオリン）
カオリンは、カオリナイト（Ａｌ_４［Ｓｉ_４Ｏ_１０］（ＯＨ）_８）を主成分とする粘土である。カオリンは作製される顆粒に可塑性を付与し成形性を向上させることができるため、好ましい。

【0044】

（カオリンを主体とする粘土）
カオリンを主体とする粘土は、カオリナイトの質量が５０質量％以上の粘土である。カオリンを主体とする粘土の粒径は４０メッシュ以下とし、１００メッシュ以下であることがより好ましく、２００メッシュ以下であることがさらに好ましい。

【0045】

（水）
造粒工程では、適宜、水分の調整を行いながら造粒を行ってもよい。製造される顆粒全質量に占める最終的な水分の質量割合は、０．５～１０質量％であることが好ましく、２～５質量％であることがより好ましく、２～３質量％であることがさらに好ましい。

【0046】

黒鉛粒子とカオリンを主体とする粘土の質量比は、９７：３～７０：３０である。９５：５～７５：２５であることがより好ましく、８５：１５～８０：２０であることがさらに好ましい。

【0047】

（陶磁器製造用顆粒の製造方法）
次に、陶磁器製造用顆粒の製造方法について説明する。

【0048】

顆粒となす（造粒する）方法は特に限定されず、公知の造粒方法を採用することができる。例えば、黒鉛粒子とカオリンを主体とする粘土と水とをボールミルに投入し混合・細磨した泥しょうを、スプレードライヤーを用いて噴霧乾燥させて、顆粒に造粒する方法を採用できる。泥しょうの水分量は、使用するスプレードライヤーに求められる濃度となるようにすればよい。

【0049】

このようにして製造された陶磁器製造用顆粒は、多くの黒鉛粒子を含み、しかも他の粘土のとの混練性に優れている。したがって、陶磁器製造用顆粒を用いることにより多くの黒鉛粒子を含んだ坏土の作製が容易となり、この結果多くの黒鉛粒子を含んだ陶磁器を実現することが容易となる。

【0050】

（陶磁器の製造方法）
次に、上記陶磁器製造用顆粒を用いた陶磁器の製造方法について詳細に説明する。

【0051】

（坏土の作製）
上記の陶磁器製造用顆粒に、必要に応じて他の陶磁器用粘土、水、カルボキシメチルセルロースなどの糊剤や長石などの石粉などを混合し、混錬して坏土を作製する。混練は、市販のミキサー、土練機等を用いて行うことができる。

【0052】

他の陶磁器用粘土を混合することなく、陶磁器製造用顆粒を用いて坏土を作製することも可能であるが、陶磁器用粘土をさらに混合して坏土を作製することが好ましい。

【0053】

陶磁器製造用顆粒と、他の陶磁器用粘土との質量比は、２０：８０～９０：１０であることが好ましく、４０：６０～６０：４０であることがより好ましい。

【0054】

陶磁器用粘土は特に限定されることはなく公知のもの、例えばカオリン、モンモリロナイト、セリサイト、クロライト、タルクなどを使用することができ、複数種を混合して用いてもよい。中でも、可塑性を付与できる粘土を使用することが好ましい。この観点から、カオリン、モンモリロナイト、セリサイト、蛙目粘土がより好ましく、複数種を混合して利用することができる。また、信楽粘土のような地産の粘土を用いてもよい。

【0055】

なかでも、セリサイトを坏土の固形分全質量に対して好ましくは１０～６０質量％、より好ましくは２０～５５質量％、さらに好ましくは３０～５０質量％含ませる。セリサイトを含ませると、黒鉛粒子との親和性を向上させ、全体の焼結性を向上させ、熱伝導率を向上できるため、好ましい。坏土の固形分全質量は、陶磁器製造用顆粒、粘土、石粉の合計質量で、水は含まないものとする。

【0056】

また、石粉としては、長石、陶石、硅石などの粉を使用できる。石粉を使用する場合、その量は、陶磁器製造用顆粒と、他の陶磁器用粘土との合計質量に対して、０～４０質量％であることが好ましく、１０～３０質量％であることがより好ましく、１５～３０質量％であることがさらに好ましい。なお、他の陶磁器用粘土にもともと含まれる石粉の量は、ここには含めないものとする。

【0057】

坏土に含ませる水の量は、各種粘土の含水量や結晶水量、成形方法において求められる硬さや粘りなどによって適宜変更・調整すればよい。たとえば、固形分（顆粒＋粘土＋石粉）１００質量部に対して２～５０質量部とすることができる。

【0058】

（成形品の作製）
坏土を用いて成形品を作製する方法、すなわち成形方法は、ローラーマシン成形、水ごて成形、プレス成形、鋳込み成形、押出成形など、公知の成形方法を採用することができる。成形により、皿、マグカップなどの食器、土鍋、陶板焼き用の陶板などの加熱調理器など、所望の形状にする。

【0059】

これらの成形品には、公知の方法で表面に釉薬を掛けることができる。これによって目止め、光沢を出すなどの効果を得ることができる。釉薬としては、例えば、ペタライトを主な原料とした低熱膨張の釉薬を用いることが好ましい。製品の表面に釉薬が上手く融着しない場合には、これを防止するための公知の方法、例えば、溶融した釉薬と成形品の濡れ性を改善するための中間層を設けることなどを、必要に応じて施すことが好ましい。

【0060】

（焼成）
本発明にかかる陶磁器の製造方法では、成形品内部の黒鉛粒子の酸化消耗を防止する方法、非酸化性の雰囲気で焼成する方法を採用する。この方法は特に限定されないが、次のような方法を採用することができる。

【0061】

（第１の方法）
成形品を、炭素粉末を含んだ炭素系粒子中に配置し、焼成する。

【0062】

（第２の方法）
炭素粉末を含んだ炭素系粒子が配置された容器内に、成形品と炭素系粒子とが接触しないように成形品を配置し、焼成する。

【0063】

炭素系粒子を用いる場合、焼成時に炭素系粒子が成形品内部の黒鉛粒子よりも先んじて酸化消耗されることによって、酸素が消耗され非酸化性（還元）雰囲気が形成され、成形品内部の黒鉛粒子の酸化消耗を抑制できる。

【0064】

炭素系粒子としては、天然黒鉛（鱗片状黒鉛、鱗状黒鉛、土状黒鉛など）、人造黒鉛、カーボンブラック、炭素繊維、樹脂炭など様々な炭素粉末そのまま使用可能である。成形品への熱の伝達の意味からは熱伝導性の良いカーボン粉末が好ましく、入手性も考慮すると、天然黒鉛粒子、人造黒鉛粒子が好ましい。また、本発明にかかる陶磁器製造用顆粒を炭素系粒子として用いてもよい。

【0065】

また、周囲に炭素系粒子などの炭素材料が存在している条件で焼成すると、この炭素が成形品内部に浸透しつつ焼成されるため、焼成後の陶磁器の黒色度を高めるように作用する。この炭素の量を調整することにより、陶磁器の色合いを制御することもできる

【0066】

匣鉢の種類は、特に限定されず、一般に市販されているものを用いることができる。例えば、ムライト・コージライト質耐火物製のものが挙げられる。匣鉢の上蓋は、人造黒鉛製のものでもよく、炭化ケイ素などのセラミック製のものでもよい。

【0067】

第２の方法では、成形品に炭素系粒子が接しないので、成形品の表面に釉薬を施した場合や、表面が荒れるのを回避する必要がある場合に適している。

【0068】

また、炭素製の板の上に成形品を置いて焼成したり、この炭素製の板の下にさらに炭素系粒子を配置して炭素量を増加させたり、炭素材料を含んで構成された容器（匣鉢）内に成形品を配置して焼成したりしてもよい。

【0069】

また、炭素系粒子などの配置量に偏りを持たせると、黒色の程度が様々に変化した陶磁器が得られるようになる。

【0070】

焼成温度は、１１００℃～１３００℃が好ましい。より好ましくは、１２５０℃～１３００℃である。

【0071】

このようにして製造される陶磁器は、黒鉛粒子が焼成時に酸化消耗することがないので、多量の黒鉛粒子を含んだまま焼成される。この結果、黒鉛粒子による黒色発色がある陶磁器が得られる。また、黒鉛粒子を多量に含むことで、熱伝導率が高まるとともに、かさ密度を低下させることもできるようになる。

【0072】

（実施例１）
（陶磁器製造用顆粒の作製）
黒鉛粒子としては、市販の人造黒鉛を製品化加工した際に得られた人造黒鉛の加工粉を用いた。本加工粉（黒鉛粒子）は、４０メッシュの篩に掛けて、篩を通過したものを用いた。市販のカオリンを用意し、４０メッシュの篩に掛けて、篩を通過したものを用いた。

【0073】

セラミックボールを用いたボールミル内に、適量の水と、上記の黒鉛粒子とカオリンとを８：２の割合で投入し混合・細磨した泥しょうを、スプレードライヤーを用いて、黒鉛粒子とカオリン合計質量に対して２質量％の水になるよう乾燥させながら顆粒状に造粒した。この顆粒の直径は０．５ｍｍ程度であった。

【0074】

（坏土の作製）
上記顆粒５０質量部（黒鉛粒子４０質量部、カオリン１０質量部）、蛙目粘土（石英粒を含むカオリン質の粘土）３０質量部、セリサイト２０質量部を、合計２ｋｇとなるように調合し、小型アイリッヒミキサーを用いて適量の水（おおむね、５６０ｇ）及びカルボキシメチルセルロースを加えて混錬し、坏土を作製した。

【0075】

（成形品の作製）
坏土をプレス成形用に調整し、凡そ長さ７５ｍｍ、幅２５ｍｍ、厚み７ｍｍの板になるよう成形し、成形品を作製した（実施例１－１）。

【0076】

坏土を水ごて成形にて所定の形状に成形し、成形品を作製した。成形は略直方体のもの（実施例１－２）と土鍋形状のもの（実施例１－３）とした。作製した土鍋の概略の大きさは、内径１９０ｍｍ、高さ８２ｍｍ、厚み１０ｍｍである。

【0077】

坏土をローラーマシン成形にて、茶碗形状（おおよその大きさは、上部が１２０ｍｍ、高さが６１ｍｍ、厚み４ｍｍ）の成形品を作製した（実施例１－４）。

【0078】

（焼成）
人造黒鉛粒子をムライト・コージライト質耐火物製の略直方体の匣鉢（大きさは外表面での長さ２８５ｍｍ×２８５ｍｍ×高さ１６０ｍｍ）に収め、その粉末内に成形品が埋まるようにした。その後、匣鉢の上部は、炭化ケイ素の板で蓋をした。この状態で、市販の電気炉を用いて１３００℃で焼成を行った。

【0079】

また、実施例１－１と同様に長さ７５ｍｍ、幅２５ｍｍ、厚み７ｍｍの板になるよう成形した成形品の表面に、ペタライトを主な原料とした釉薬を施したものを作製した（実施例１－５）。

【0080】

（焼成）
略直方体のムライト・コージライト質耐火物製の小さな匣鉢（大きさは外表面での長さ１３０ｍｍ×１３０ｍｍ×高さ１１０ｍｍ）と、上記と同様の大きな匣鉢とを用意した。小さな匣鉢の底に人造黒鉛粒子を厚みが約７ｍｍとなるように敷き、その上に人造黒鉛製の板（厚み８ｍｍ）を敷いた。この板の上に実施例１－５にかかる成形品を置き、人造黒鉛製の板で蓋をした。この小さな匣鉢を、人造黒鉛粒子が収められた大きな匣鉢に収め、上部を炭化ケイ素の板で蓋をした。この状態で、市販の電気炉を用いて、７時間かけて１３００℃まで昇温し、この温度での保持時間を１．５時間として、焼成を行った。

【0081】

実施例１－１～１－５は黒色系或いはいぶし銀の色調を有する割れ欠け等のない陶磁器（焼成品）であった。また、実施例１－５の釉が施された表面に、貫入はなかった。

【0082】

（実施例２）
顆粒を３０質量部、蛙目粘土を３０質量部、セリサイトを４０質量部とした以外は、実施例１と同様の方法で実施例２（２－１～２－５）に係る陶磁器を作製した。黒色系或いはいぶし銀の色調を有する割れ欠け等のない陶磁器（焼成品）であった。なお、黒色の度合いは、実施例１よりも弱かった。また、釉薬を施した表面は、貫入はなかった。

【0083】

（実施例３）
顆粒を２０質量部、蛙目粘土を３０質量部、セリサイトを５０質量部とした以外は、実施例１と同様の方法で実施例３（３－１～３－５）に係る陶磁器を作製した。黒色系或いはいぶし銀の色調を有する割れ欠け等のない陶磁器（焼成品）であった。なお、黒色の度合いは、実施例１、２よりも弱かった。また、釉薬を施した表面は、貫入はなかった。

【0084】

（実施例４）
顆粒を２０質量部、蛙目粘土を３０質量部、磁選長石を５０質量部とした以外は、実施例１と同様の方法で実施例４（４－１～４－５）に係る陶磁器を作製した。黒色系或いはいぶし銀の色調を有する割れ欠け等のない陶磁器（焼成品）であった。なお、黒色の度合いは、実施例１、２よりも弱かった。また、釉薬を施した表面は、貫入はなかった。

【0085】

（実施例５）
顆粒を７０質量部、蛙目粘土を３０質量部とした以外は、実施例１と同様の方法で実施例５（５－１～５－５）に係る陶磁器を作製した。黒色系或いはいぶし銀の色調を有する割れ欠け等のない陶磁器（焼成品）であった。なお、黒色の度合いは、実施例１よりも強かった。また、釉薬を施した表面は、貫入はなかった。

【0086】

（実施例６）
顆粒を８０質量部、蛙目粘土を２０質量部とした以外は、実施例１と同様の方法で実施例６（６－１～６－５）に係る陶磁器を作製した。黒色系或いはいぶし銀の色調を有する割れ欠け等のない陶磁器（焼成品）であった。なお、黒色の度合いは、実施例１よりも強かった。また、釉薬を施した表面は、貫入はなかった。

【0087】

（実施例７）
実施例１－４で作製した、茶碗形状の成形品を用い、次の焼成条件で焼成して、実施例７にかかる陶磁器を得た。

【0088】

（焼成条件）
実施例１で用いた匣鉢の底に人造黒鉛粒子を厚みが約８ｍｍとなるように敷き、その上に人造黒鉛製（厚み８ｍｍ）の板を敷いた。その人造黒鉛製の板の上に成形品を配置した。その後、匣鉢の上部は、炭化ケイ素の板で蓋をした。成形品の焼成は、市販の電気炉を用いて１３００℃で行った。陶磁器の上部が黄色系の色彩となり、その他は全体に黒色が薄いいぶし銀系の色調となった。

【0089】

（実施例８）
実施例１－４で作製した、茶碗形状の成形品を用い、次の焼成条件で焼成して、実施例８にかかる陶磁器を得た。

【0090】

（焼成条件）
実施例１－４と同様に小さな匣鉢と、大きな匣鉢とを用意した。小さな匣鉢の底に人造黒鉛粒子を厚みが約７ｍｍとなるように敷き、その上に炭化ケイ素製の板（厚み８ｍｍ）を敷いた。この板の上に成形品を置き、人造黒鉛製の板で蓋をした。この小さな匣鉢を、人造黒鉛粒子が収められた大きな匣鉢に収め、上部を炭化ケイ素の板で蓋をした。この状態で、市販の電気炉を用いて７時間かけて１３００℃まで昇温し、この温度での保持時間を１．５時間として、焼成を行った。陶磁器が、全体に黒色が薄いいぶし銀系の色調となった。

【0091】

（実施例９）
顆粒を１０質量部、蛙目粘土を５０質量部、セリサイトを４０質量部とした以外は、実施例１と同様の方法で比較例２に係る陶磁器を作製した。

【0092】

（比較例１）
比較例１は黒鉛を含まない土鍋用陶磁器（ペタライト系）である。市販の素地をプレス成形し、炭素系粒子を周囲に含まない環境で、７時間かけて１３００℃まで昇温し、この温度での保持時間を１．５時間として、焼成を行って比較例１に係る陶磁器を作製した。

【0093】

（かさ密度の算出）
実施例１～６、９、比較例１の、長さ７５ｍｍ、幅２５ｍｍ、厚み７ｍｍの、釉薬が施されていない板状の陶磁器のかさ密度を、実際の質量を体積で除することにより算出した。

【0094】

（熱伝達性の試験）
図４に示すような試験機器を用いて、熱伝達性を調べた。実施例１～６、９（それぞれの枝番号が１のもの）、比較例１で作成した、長さ７５ｍｍ、幅２５ｍｍ、厚み７ｍｍの、釉薬が施されていない板状の陶磁器を、試験片３０として用いた。

【0095】

市販のＩＨ調理器１上に、長さ３００ｍｍ、幅２００ｍｍ、厚み８ｍｍの人造黒鉛板２を配置し、その上に実施例１～６、９及び比較例１に係る試験片３０を配置した。これらの試験片３０及び人造黒鉛板２上にＫ熱電対４を接触させ、Ｋ熱電対４と配線６でつながれたデータロガー５で加熱に伴う温度上昇をモニタリングした。この結果を下記表１に示す。

【0096】

（熱伝導率の測定）
実施例１～６、９（それぞれの枝番号が１のもの）、比較例１で作成した、釉薬が施されていない板状の陶磁器を、試験片として用いた。フラッシュアナライザー（ネッチ・ジャパン製）のＸｅランプを用いたキセノンフラッシュ法により、熱伝導率を測定した。この結果を下記表１に示す。なお、実施例１～６、９では、１０×１０×２（厚み）［ｍｍ］、比較例１では、１０×１０×３（厚み）［ｍｍ］の試験片を用いた。比較例１における試験片では、スプレー塗料を用いて表面を黒色にした。

【0097】

【表1】

【0098】

実施例３と実施例４とは、顆粒（黒鉛）の量が同じであり、セリサイトが含まれているか、それとも磁選長石が含まれているか、の点で相違している。この二つを比較すると、実施例３の方が実施例４よりも、かさ密度が高くなっている。これは、磁選長石よりもセリサイトのほうが焼結性が高いことによると考えられる。

【0099】

また、熱伝導率は、実施例３よりも実施例４のほうが高い。これは、焼成後における熱伝導は、セリサイトよりも磁選長石のほうが優れるためと考えられる。なお、磁選長石は、磁石によって選別された鉄分含有量が少ない長石（０．１％以下）である。

【0100】

セリサイトを含んでいない実施例５、６は、５６質量％、６４質量％という多量の黒鉛粒子を含んでいるにもかかわらず、黒鉛粒子が２４質量％の実施例２よりも熱伝導率が低くなっている。このため、熱伝導率向上の観点から、セリサイトや長石を含ませることが好ましいことがわかる。

【0101】

しかしながら、熱伝達性の試験片温度は実施例５、６のほうが高いため、黒鉛板から試験片への熱伝達は、黒鉛粒子が多量であることの影響が大きいことがわかる。

【0102】

熱伝導性の試験結果から、比較例１よりも実施例１～６、９のほうが、熱伝導性が高いことがわかる。これは、熱伝導性に優れる黒鉛粒子が配合されたことによる効果であると考えられる。

【0103】

また、黒鉛の量が増加するほど、かさ密度が小さくなる傾向にあることがわかる。このため、黒鉛の添加は熱伝導率のみならず軽量化にも効果があることが分かった。熱伝導性に優れ、軽量な陶磁器は、特に加熱調理器に適している。

【0104】

黒鉛粒子の量や使用する粘土の種類は、使用用途（直接加熱、誘導加熱、非加熱など）や求められる色調、重さなどに応じて適宜決定すればよい。

【0105】

（外観観察）
図１は実施例１－４、図２は実施例７、図３は実施例８にかかる陶磁器の外観写真である。また、下記表２に、これらの焼成条件と色合いについてまとめて示す。実施例１－４では、炭素系粒子に埋められた状態で焼成しており、この炭素系粒子から炭素が浸透しつつ焼成されて、黒色が強くなっている。実施例８では、成形品と炭素系粒子との距離が実施例１－４よりも遠く、その分黒色度が小さくなっている。また、実施例７では、その上方側は炭化ケイ素で蓋をしたために近くに存在する炭素量が特に少なく、上部は炭素の浸透による発色がない状態（黄色系）となっている。

【0106】

【表2】

【産業上の利用可能性】

【0107】

本発明に係る陶磁器は、黒鉛の含有量が多く、それゆえ、軽量で熱伝導率が高く、黒色系の陶磁器が得られる。よって、その産業上の意義は大きい。

【符号の説明】

【0108】

１ ＩＨ調理器
２ 人造黒鉛板
４ Ｋ熱電対
５ データロガー
６ 配線
３０ 試験片

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】