JP3183942B2 - 釉薬組成物及び施釉方法 - Google Patents
釉薬組成物及び施釉方法Info
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
- C03C8/02—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form
- C03C8/04—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form containing zinc
-
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- C03C3/04—Glass compositions containing silica
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は釉薬組成物(glaze compo
sition) 、特に、鉛、カドミウム及び他の有毒重金属を
実質的に含有していない釉薬組成物に関する。
sition) 、特に、鉛、カドミウム及び他の有毒重金属を
実質的に含有していない釉薬組成物に関する。
【0002】
【従来の技術とその問題点】幾つかの理由で、鉛を含有
していないかつ釉薬が被覆されるべきセラミック製品の
性質に適合した適当な性質を有する釉薬の開発は非常に
望ましい商業的目標となっている。先ず第一に、不適当
に配合されかつ焼成された鉛含有釉薬をセラミック製品
で使用することにより鉛中毒が時折発生している。安全
でかつ釉薬が接触する食品に対して許容される鉛の放出
量についての最近の条件に適合する鉛含有釉薬も調製す
ることができるが、上記の鉛中毒の問題は鉛を使用しな
いことによって回避することができる。更に鉛を使用す
ることに関連して生じる種々の汚染の制御及び排水中の
鉛の濃度に対する制限は、鉛を含有しない釉薬を使用す
ることによって回避することができる。
していないかつ釉薬が被覆されるべきセラミック製品の
性質に適合した適当な性質を有する釉薬の開発は非常に
望ましい商業的目標となっている。先ず第一に、不適当
に配合されかつ焼成された鉛含有釉薬をセラミック製品
で使用することにより鉛中毒が時折発生している。安全
でかつ釉薬が接触する食品に対して許容される鉛の放出
量についての最近の条件に適合する鉛含有釉薬も調製す
ることができるが、上記の鉛中毒の問題は鉛を使用しな
いことによって回避することができる。更に鉛を使用す
ることに関連して生じる種々の汚染の制御及び排水中の
鉛の濃度に対する制限は、鉛を含有しない釉薬を使用す
ることによって回避することができる。
【0003】セラミックの分野においては、釉薬は典型
的にはセラミック物品上に焼付された透明又は不透明な
ガラス状被膜又は該被膜を形成する成分の混合物である
と定義されている。釉薬には2種の主要なタイプのも
の、即ち“生”(“raw ”)釉薬と“フリット化”
(“fritted ”) 釉薬とがある。
的にはセラミック物品上に焼付された透明又は不透明な
ガラス状被膜又は該被膜を形成する成分の混合物である
と定義されている。釉薬には2種の主要なタイプのも
の、即ち“生”(“raw ”)釉薬と“フリット化”
(“fritted ”) 釉薬とがある。
【0004】“生”釉薬は典型的には微粉砕された、不
溶性の選鉱(beneficated)天然材料−陶土や霞石閃長岩
の如き鉱石及び岩石−の混合物からなっている。生釉薬
は典型的には磁器の如き支持体上で高い焼成温度(1150
℃以上)で使用されている(磁器の場合、1300℃)。
溶性の選鉱(beneficated)天然材料−陶土や霞石閃長岩
の如き鉱石及び岩石−の混合物からなっている。生釉薬
は典型的には磁器の如き支持体上で高い焼成温度(1150
℃以上)で使用されている(磁器の場合、1300℃)。
【0005】“フリット化”釉薬は、成分の全部又は一
部が予め溶融及び冷却されて1種又はそれ以上のフリッ
トにされた場合のものである。このフリットを粉砕し、
そして他の構成成分(陶土の如き天然材料)と混合して
最終の釉薬組成物を調合する。
部が予め溶融及び冷却されて1種又はそれ以上のフリッ
トにされた場合のものである。このフリットを粉砕し、
そして他の構成成分(陶土の如き天然材料)と混合して
最終の釉薬組成物を調合する。
【0006】フリット化は、通常、特に、均一性を改善
し、水溶性又は毒性のある成分を不溶性にするために行
われる。フリット化釉薬は現在ではは1150℃以下で焼成
されるセラミック製品に使用される。
し、水溶性又は毒性のある成分を不溶性にするために行
われる。フリット化釉薬は現在ではは1150℃以下で焼成
されるセラミック製品に使用される。
【0007】本明細書に記載される組成は、釉薬被膜の
最終組成物に適用される;この組成物を形成する構成成
分は、部分的には、その入手性、経済性及び選択性によ
って決定される。本発明の釉薬組成物はフリット化釉薬
として利用されるであろうが、これに限定されるもので
はない。
最終組成物に適用される;この組成物を形成する構成成
分は、部分的には、その入手性、経済性及び選択性によ
って決定される。本発明の釉薬組成物はフリット化釉薬
として利用されるであろうが、これに限定されるもので
はない。
【0008】釉薬の組成は、基体に対する接着性、基体
の熱膨張性に適合する熱膨張性、透明性又は不透明性、
表面仕上り及びキメ(texture)及び耐薬品性の如きある
種の十分に明確に定められた性質を確保するために選択
される。
の熱膨張性に適合する熱膨張性、透明性又は不透明性、
表面仕上り及びキメ(texture)及び耐薬品性の如きある
種の十分に明確に定められた性質を確保するために選択
される。
【0009】セラミック製品は種々のカテゴリーのもの
に分類される(表1参照);これらの製品の各々は、そ
の特徴的な熱的性質と機械的性質との組合せを有する。
に分類される(表1参照);これらの製品の各々は、そ
の特徴的な熱的性質と機械的性質との組合せを有する。
【0010】
【0011】従って、外観又は耐久性のごとき追加的な
特性を考慮する以前に、熱化学的特性( 釉薬熟成温度(m
aturation temperature)及び熱膨脹性) だけによって、
一つの釉薬が全ての支持体を満足させるものではないこ
とが指示されるであろう。支持体の各々のタイプについ
て、それ自体の釉薬が必要である。
特性を考慮する以前に、熱化学的特性( 釉薬熟成温度(m
aturation temperature)及び熱膨脹性) だけによって、
一つの釉薬が全ての支持体を満足させるものではないこ
とが指示されるであろう。支持体の各々のタイプについ
て、それ自体の釉薬が必要である。
【0012】更に、釉薬組成物は、しばしば、所与のタ
イプのセラミック製品に適合するように調製されるばか
りでなしに、釉薬組成物を焼成する正確な条件にも適合
するように調製される。釉薬は、しばしば、公知のキル
ン内で特定のスケジュールに従って焼成した場合に、所
望の外観と適当な物理的特性を有する製品が得られるよ
うに調製されるであろう。セラミック工業にいおては、
特定の製造業者だけに特有な釉薬ではなしに、その製造
キルンの一つに対しても特有の釉薬を開発することは一
般的には行われていない。従って、セラミック工業にい
おては極めて広範囲の釉薬組成物が使用されておりまた
極めて広範囲の釉薬組成物が必要とされている。
イプのセラミック製品に適合するように調製されるばか
りでなしに、釉薬組成物を焼成する正確な条件にも適合
するように調製される。釉薬は、しばしば、公知のキル
ン内で特定のスケジュールに従って焼成した場合に、所
望の外観と適当な物理的特性を有する製品が得られるよ
うに調製されるであろう。セラミック工業にいおては、
特定の製造業者だけに特有な釉薬ではなしに、その製造
キルンの一つに対しても特有の釉薬を開発することは一
般的には行われていない。従って、セラミック工業にい
おては極めて広範囲の釉薬組成物が使用されておりまた
極めて広範囲の釉薬組成物が必要とされている。
【0013】セラミック工業にいおては、広範囲の焼成
条件に適合し得る、かつ、鉛を基材とする釉薬について
の大きな特徴である低い融点、低い粘度及び高い屈折率
を有する、耐久性の鉛非含有釉薬が長年に亘って探求さ
れている。
条件に適合し得る、かつ、鉛を基材とする釉薬について
の大きな特徴である低い融点、低い粘度及び高い屈折率
を有する、耐久性の鉛非含有釉薬が長年に亘って探求さ
れている。
【0014】Pb,Cd又はBaのごとき有毒重金属を使用し
ないで高屈折率、低融点(1150 ℃又はそれ以下) の釉薬
を見出だす場合には問題がある。Zr、Ti、Laのごとき元
素を添加することにより屈折率を増大させ得るが、これ
に伴って、溶融温度又は失透する傾向も著しく増大す
る。
ないで高屈折率、低融点(1150 ℃又はそれ以下) の釉薬
を見出だす場合には問題がある。Zr、Ti、Laのごとき元
素を添加することにより屈折率を増大させ得るが、これ
に伴って、溶融温度又は失透する傾向も著しく増大す
る。
【0015】本出願人の欧州特許出願第 91303072.2 号
には、上記の問題を解決するための、ビスマスを基材と
する骨灰磁器用の低融点、高屈折率/ 光沢釉薬が記載さ
れている。上記に発明の釉薬は骨灰磁器(bone china)及
び精磁器(fine china)に適している。しかしながら、ビ
スマスはその供給に制限がありかつ比較的高価であるた
め、面積の広い支持体にビスマス含有量の大きい釉薬を
使用することは困難である。かかる釉薬は、通常、最高
の品質が期待されている骨灰磁器のごとき高品質製品に
使用した場合にだけ、価格的に引き合うものである。
には、上記の問題を解決するための、ビスマスを基材と
する骨灰磁器用の低融点、高屈折率/ 光沢釉薬が記載さ
れている。上記に発明の釉薬は骨灰磁器(bone china)及
び精磁器(fine china)に適している。しかしながら、ビ
スマスはその供給に制限がありかつ比較的高価であるた
め、面積の広い支持体にビスマス含有量の大きい釉薬を
使用することは困難である。かかる釉薬は、通常、最高
の品質が期待されている骨灰磁器のごとき高品質製品に
使用した場合にだけ、価格的に引き合うものである。
【0016】ホワイトウエア(white ware)上で一般的に
使用するために、より広い適用性を有するかつ低価格の
別の釉焼が必要とされている。本発明者はLa、W 及びMo
からなる元素の一つ又はそれ以上の混合物を増加させ
た、低ビスマス含有量の釉薬がこの要求を満足させ得る
ことを知見した。本発明の釉薬は高範囲のセラミック支
持体、例えば、骨灰磁器(bone china)、精磁器(fine ch
ina)、ビトレアス(vitereous) 又はホテル(hotel) ウエ
ア及び陶器(earthware) に適合する熱膨脹性と焼成温度
を有する高光沢釉薬を提供するために調製し得る。
使用するために、より広い適用性を有するかつ低価格の
別の釉焼が必要とされている。本発明者はLa、W 及びMo
からなる元素の一つ又はそれ以上の混合物を増加させ
た、低ビスマス含有量の釉薬がこの要求を満足させ得る
ことを知見した。本発明の釉薬は高範囲のセラミック支
持体、例えば、骨灰磁器(bone china)、精磁器(fine ch
ina)、ビトレアス(vitereous) 又はホテル(hotel) ウエ
ア及び陶器(earthware) に適合する熱膨脹性と焼成温度
を有する高光沢釉薬を提供するために調製し得る。
【0017】種々のの鉛非含有釉薬が文献に記載されて
おり、その特定の例は以下の文献に記載されている。
おり、その特定の例は以下の文献に記載されている。
【0018】米国特許第4285731 号明細書には実質的に
鉛とカドミウムとを含有しないフリット組成物が記載さ
れており、このフリット組成物は、下記の成分から実質
的に構成されている;下記の量は酸化物に基ずく重量%
である: SiO 2 :35-47 B 2O 3 :5.5-9 BaO :24-42 TiO 2 :1.5-4 ZrO 2 :6-10 Li2O :1-5 SrO :0-8 MgO :0-5 CaO :0-5 ZnO :1-10 Bi2O 3 :0-8 SrO +MgO +CaO +ZnO +Bi2O 3 :0-10 上記のフリットは約65−75×10-7/℃の熱膨張係数、約
700 ℃−950 ℃で焼成するのに適した粘度及び酸及び塩
基に対しての優れた耐久性を示す。
鉛とカドミウムとを含有しないフリット組成物が記載さ
れており、このフリット組成物は、下記の成分から実質
的に構成されている;下記の量は酸化物に基ずく重量%
である: SiO 2 :35-47 B 2O 3 :5.5-9 BaO :24-42 TiO 2 :1.5-4 ZrO 2 :6-10 Li2O :1-5 SrO :0-8 MgO :0-5 CaO :0-5 ZnO :1-10 Bi2O 3 :0-8 SrO +MgO +CaO +ZnO +Bi2O 3 :0-10 上記のフリットは約65−75×10-7/℃の熱膨張係数、約
700 ℃−950 ℃で焼成するのに適した粘度及び酸及び塩
基に対しての優れた耐久性を示す。
【0019】米国特許第4282035 号明細書にも鉛及びカ
ドミウムを含有していないフリットが記載されており、
これらのフリットは約52−65×10-7/℃の熱膨張係数、
約850 ℃−1100℃の熟成温度、酸及び塩基に対する優れ
た耐久性を有しており、酸化物の重量基準で下記の量の
成分から本質的に構成されている。
ドミウムを含有していないフリットが記載されており、
これらのフリットは約52−65×10-7/℃の熱膨張係数、
約850 ℃−1100℃の熟成温度、酸及び塩基に対する優れ
た耐久性を有しており、酸化物の重量基準で下記の量の
成分から本質的に構成されている。
【0020】 siO 2 :51-60 B 2O 3 :4.5-8 BaO :0-13 SrO :0-18 BaO +SrO :6-30 ZrO 2 :4-8 Al2O 3 :5-8 Li2O :0-4 Na2O :0-5 K 2O :0-5 Li2O +Na2O + K2O :1-5 MgO :0-6 CaO :0-12 Bi2O 3 :0-10 MgO +CaO +Bi2O 3 :0-20 米国特許第4554258 号明細書には、Bi2O 3、B 2O
3、SiO 2から本質的になり、R 2O が2 −8 重量%
であり、ROが0 −9 重量%である鉛、カドミウム及び砒
素を含有しないガラスフリット組成物が記載されてい
る。
3、SiO 2から本質的になり、R 2O が2 −8 重量%
であり、ROが0 −9 重量%である鉛、カドミウム及び砒
素を含有しないガラスフリット組成物が記載されてい
る。
【0021】米国特許第4590171 号明細書にも酸化物を
基準として下記の重量%の量の成分から本質的になる鉛
及びカドミウムを含有しないフリットが記載されてい
る。
基準として下記の重量%の量の成分から本質的になる鉛
及びカドミウムを含有しないフリットが記載されてい
る。
【0022】 Li2O :3-4 Na2O :0.75-3 BaO :3.5-9.5 B 2O 3 :14-17.5 Al2O 3 :6.75-8.75 SiO 2 :48-55 ZrO 2 :6.75-10.5 F :3-4 最後に米国特許第4892847 号明細書には、適当な濃度の
SiO 2、Bi2O 3、B 2O 3、アルカリ金属酸化物及び
ZrO 2 /TiO 2から本質的になるかつ鉛を含有しないガ
ラスフリットが記載されている。
SiO 2、Bi2O 3、B 2O 3、アルカリ金属酸化物及び
ZrO 2 /TiO 2から本質的になるかつ鉛を含有しないガ
ラスフリットが記載されている。
【0023】釉薬には釉薬として有すべき4つの本質的
な条件があり、又、高光沢釉薬が要求される場合に必要
な5番目の条件が存在する。
な条件があり、又、高光沢釉薬が要求される場合に必要
な5番目の条件が存在する。
【0024】第一は、釉薬の焼成又は施釉温度が、被覆
されるべきセラミック基体が熱的に変形する温度を越え
てはならないことである。
されるべきセラミック基体が熱的に変形する温度を越え
てはならないことである。
【0025】第二は、クレージング( ひび割れ) (crazi
ng) 及び/又はスポーリング( 亀裂)(spalling) の発生
を排除するために、釉薬の熱膨張係数が被覆されるべき
セラミック基体の熱膨張係数と両立し得るものでなけれ
ばならないことである;釉薬は、セラミック基体が冷却
されたときに焼成被膜が表面圧縮層を形成するように基
体の熱膨張係数よりも幾分低い熱膨張係数を有すること
が好ましい。
ng) 及び/又はスポーリング( 亀裂)(spalling) の発生
を排除するために、釉薬の熱膨張係数が被覆されるべき
セラミック基体の熱膨張係数と両立し得るものでなけれ
ばならないことである;釉薬は、セラミック基体が冷却
されたときに焼成被膜が表面圧縮層を形成するように基
体の熱膨張係数よりも幾分低い熱膨張係数を有すること
が好ましい。
【0026】第三は、被膜が腐食されると光沢が無くな
り、曇り(haze)及び/又は真珠光(iridescence) が生
じ、孔が形成され、或は被膜の外観又は物理的特性を劣
化させる他の欠陥が発生するので、酸及びアルカリに対
して優れた耐久性を有していなければならないことであ
る。
り、曇り(haze)及び/又は真珠光(iridescence) が生
じ、孔が形成され、或は被膜の外観又は物理的特性を劣
化させる他の欠陥が発生するので、酸及びアルカリに対
して優れた耐久性を有していなければならないことであ
る。
【0027】第四は、透明釉薬の場合には、釉薬は良好
なガラス安定性(glass stability)を有しかつ焼成中に
実質的に失透してはならないことである。
なガラス安定性(glass stability)を有しかつ焼成中に
実質的に失透してはならないことである。
【0028】第五は、光沢のある外観が要求される場合
には、釉薬の屈折率が高くなければならないことであ
る。
には、釉薬の屈折率が高くなければならないことであ
る。
【0029】今般、本発明者は骨灰磁器、精磁器、ビト
レアスウエア及び陶器を包含する広範囲のセラミック支
持体に適用し得る鉛非含有釉薬組成物を開発した。
レアスウエア及び陶器を包含する広範囲のセラミック支
持体に適用し得る鉛非含有釉薬組成物を開発した。
【0030】従って、本発明によれば、下記の成分: SiO2 45〜75% Bi2O3 0.1〜5%未満 Al2O3 0.1〜20% B2O3 2〜20% CaO、MgO、SrO、BaO又はZnOの少なくとも一種 2〜22% Li20、Na2O又はK2Oの少なくとも一種 1〜10% La203、Mo03又はWO3の少なくとも一種 0.1〜10% TiO2 0〜10% ZrO2 0〜10% P205 0〜5% V2O5 0〜1% 弗素イオン 0〜5% (上記の%は全て釉薬組成物の全重量に基づく重量%で
ある)からなり(但し、La203、Mo03及び/又はWO3を
合計で10重量%以下の量で含有しているが、WO3及びMo
03の各々の量は5重量%以下であるものとし、そし
て、BaOは2重量%より多い量で含有していないものと
する)かつ鉛及びカドミウムを実質的に含有していない
釉薬組成物であって、950〜1250℃の焼成温度と50〜100
x10-7/℃の熱膨脹係数と少なくとも1.45の屈折率を有
することを特徴とする釉薬組成物が提供される。
ある)からなり(但し、La203、Mo03及び/又はWO3を
合計で10重量%以下の量で含有しているが、WO3及びMo
03の各々の量は5重量%以下であるものとし、そし
て、BaOは2重量%より多い量で含有していないものと
する)かつ鉛及びカドミウムを実質的に含有していない
釉薬組成物であって、950〜1250℃の焼成温度と50〜100
x10-7/℃の熱膨脹係数と少なくとも1.45の屈折率を有
することを特徴とする釉薬組成物が提供される。
【0031】本発明の釉薬組成物は好ましくは、1.0 〜
4.5 重量%のBi2O 3、より好ましくは、2.0 〜 4.0重
量%のBi2O 3;50〜65重量%のSiO 2;好ましくは、
7 〜15重量%のAl2O 3、より好ましくは、8 〜14重量
%のAl2O 3;及び好ましくは、5 〜14重量%のB 2O
3、より好ましくは、7 〜12重量%のB 2O 3を含有し
ている。
4.5 重量%のBi2O 3、より好ましくは、2.0 〜 4.0重
量%のBi2O 3;50〜65重量%のSiO 2;好ましくは、
7 〜15重量%のAl2O 3、より好ましくは、8 〜14重量
%のAl2O 3;及び好ましくは、5 〜14重量%のB 2O
3、より好ましくは、7 〜12重量%のB 2O 3を含有し
ている。
【0032】本発明の釉薬組成物はLa20 3、 Mo03又
はWO3の少なくとも一種を前記した量で含有している。
添加剤が Mo03である場合には、これを2 重量%以下、
好ましくは、1 重量%以下の量で使用することが好まし
いが、これは上記の量より多い量で使用した場合には、
釉薬が不透明になるからである。添加剤がWO3である場
合には、これをこれを2 重量%以下、好ましくは、1 重
量%以下の量で使用することが好ましいが、これは上記
の量より多い量で使用した場合には、釉薬が不透明にな
るからである。添加剤がLa20 3である場合には、これ
を5 重量%以下の量で使用することが好ましい。La20
3、 Mo03及びWO3の合計量は 0.1 〜8.0 %であるこ
とが好ましく、0.5 〜5.0 %であることがより好まし
い。
はWO3の少なくとも一種を前記した量で含有している。
添加剤が Mo03である場合には、これを2 重量%以下、
好ましくは、1 重量%以下の量で使用することが好まし
いが、これは上記の量より多い量で使用した場合には、
釉薬が不透明になるからである。添加剤がWO3である場
合には、これをこれを2 重量%以下、好ましくは、1 重
量%以下の量で使用することが好ましいが、これは上記
の量より多い量で使用した場合には、釉薬が不透明にな
るからである。添加剤がLa20 3である場合には、これ
を5 重量%以下の量で使用することが好ましい。La20
3、 Mo03及びWO3の合計量は 0.1 〜8.0 %であるこ
とが好ましく、0.5 〜5.0 %であることがより好まし
い。
【0033】主として、 Mo03及びWO3を使用すること
により、本発明の釉薬組成物の多くにおいては乳光性(o
palescence) 又は不透明性(opacity) を生じ得る液体非
混和性(liquid immiscibility)が増大する傾向がある。
により、本発明の釉薬組成物の多くにおいては乳光性(o
palescence) 又は不透明性(opacity) を生じ得る液体非
混和性(liquid immiscibility)が増大する傾向がある。
【0034】従って、透明釉薬が要求される場合には、
上記の傾向を最小限に止めるために、本発明の範囲内で
適当なかつ標準的な手段を採用し得る。例えば、 Mo03
及びWO3の量を増大させた場合には、P 2O 5を使用し
た場合のごとく非混和性が増大するが、Al2O 3は非混
和性を減少させる。
上記の傾向を最小限に止めるために、本発明の範囲内で
適当なかつ標準的な手段を採用し得る。例えば、 Mo03
及びWO3の量を増大させた場合には、P 2O 5を使用し
た場合のごとく非混和性が増大するが、Al2O 3は非混
和性を減少させる。
【0035】一般的には、イオンのイオン電場強度(Ion
ic Field Strength)(z/r) が大きければ大きいほど、非
混和性が増大する傾向がある。従って、かかる元素は最
適な水準まで減少させるべきである。例えば、リチウム
はNa及びK より液体非混和性を誘発しやすいので、過剰
に使用すべきではない。
ic Field Strength)(z/r) が大きければ大きいほど、非
混和性が増大する傾向がある。従って、かかる元素は最
適な水準まで減少させるべきである。例えば、リチウム
はNa及びK より液体非混和性を誘発しやすいので、過剰
に使用すべきではない。
【0036】幾つかの釉薬組成物は焼成条件に鋭敏であ
ることも認められた。一般的には、温度が高い場合及び
冷却速度が速い場合に液体非混和性が抑制され、透明な
釉薬が得られる。このことにより、実際に、かかる釉薬
は、現在、テーブルウエア(table ware)工業に導入され
ている迅速焼成法(fast fire schedule)に適合するもの
になっている。
ることも認められた。一般的には、温度が高い場合及び
冷却速度が速い場合に液体非混和性が抑制され、透明な
釉薬が得られる。このことにより、実際に、かかる釉薬
は、現在、テーブルウエア(table ware)工業に導入され
ている迅速焼成法(fast fire schedule)に適合するもの
になっている。
【0037】一般的な実施方法として、所望の外観を得
るためには、本発明の釉薬の正確な組成は、被覆するこ
とを意図する支持体だけではなしに、使用されるキルン
焼成サイクル( 及び雰囲気) にも正確に適合するもので
あるべきである。
るためには、本発明の釉薬の正確な組成は、被覆するこ
とを意図する支持体だけではなしに、使用されるキルン
焼成サイクル( 及び雰囲気) にも正確に適合するもので
あるべきである。
【0038】高い光沢を得るためには、本発明の釉薬は
少なくとも 1.45 の屈折率を有すべきである。
少なくとも 1.45 の屈折率を有すべきである。
【0039】本発明の釉薬の形成に使用するガラスフリ
ット(glass frit)は、酸化物を生成する材料を混合し、
この材料混合物を溶融ガラスを生成させるのに十分に高
い温度のガラス溶融炉に装入し、次いで溶融ガラスを水
中に注入するか或は水冷ロール間に通してフリット化す
ることによって製造することが出来る。フリット化工程
は酸化性雰囲気中で行うか或は溶融及び融解している混
合物中に酸素に富んだ成分を包含させることが好まし
い。このフリットは慣用の粉砕技術で粉砕して粉末にす
ることが出来る。
ット(glass frit)は、酸化物を生成する材料を混合し、
この材料混合物を溶融ガラスを生成させるのに十分に高
い温度のガラス溶融炉に装入し、次いで溶融ガラスを水
中に注入するか或は水冷ロール間に通してフリット化す
ることによって製造することが出来る。フリット化工程
は酸化性雰囲気中で行うか或は溶融及び融解している混
合物中に酸素に富んだ成分を包含させることが好まし
い。このフリットは慣用の粉砕技術で粉砕して粉末にす
ることが出来る。
【0040】釉薬を乾燥した形で使用するか又は溶融し
た形で使用する方法も存在するが、骨灰磁器用に使用す
る慣用の方法では、微細な粉砕物を水に分散させたスラ
リー、即ち、スリップ(slip) の形で使用されており、
このスリップを基体に浸漬法或は噴霧法により被覆す
る。この釉薬スリップは分散媒体の水と、単一の粉砕フ
リットから構成されるか、或はフリット、鉱物、不溶性
の製造薬品並びに少量の流動調整剤を包含する多数の材
料の混合物から構成され得る。この後者の構成成分とし
ては、凝集剤、解膠剤、バインダー、湿潤剤、消泡剤及
び識別の目的で使用される有機染料が挙げられる。本発
明の釉薬は場合によっては1種又はそれ以上の顔料も含
有し得る。
た形で使用する方法も存在するが、骨灰磁器用に使用す
る慣用の方法では、微細な粉砕物を水に分散させたスラ
リー、即ち、スリップ(slip) の形で使用されており、
このスリップを基体に浸漬法或は噴霧法により被覆す
る。この釉薬スリップは分散媒体の水と、単一の粉砕フ
リットから構成されるか、或はフリット、鉱物、不溶性
の製造薬品並びに少量の流動調整剤を包含する多数の材
料の混合物から構成され得る。この後者の構成成分とし
ては、凝集剤、解膠剤、バインダー、湿潤剤、消泡剤及
び識別の目的で使用される有機染料が挙げられる。本発
明の釉薬は場合によっては1種又はそれ以上の顔料も含
有し得る。
【0041】セラミック物品に釉薬を被覆する方法は本
発明の中心課題ではなく、実施可能な方法はいずれもも
許容され得る。
発明の中心課題ではなく、実施可能な方法はいずれもも
許容され得る。
【0042】最終の釉薬を形成する成分の実際の混合及
び構成成分の形態は、本明細書に記載の本発明から外れ
ることなく変更することができる。本明細書の説明は本
発明の要旨の実施態様の単なる説明であり、本発明はそ
れらの説明に限定されるものではない。
び構成成分の形態は、本明細書に記載の本発明から外れ
ることなく変更することができる。本明細書の説明は本
発明の要旨の実施態様の単なる説明であり、本発明はそ
れらの説明に限定されるものではない。
【0043】本発明の釉薬はこれを骨灰磁器又は精陶器
又はビトレアスウエア又は陶器に使用するのに適当なも
のにせしめるために、950 〜1250℃の範囲の施釉温度又
は釉掛温度(glazing temperature又はglost temperatur
e)を有するように調製し得る。本明細書で使用する”施
釉温度”という用語は、釉薬を被覆させるべきセラミッ
ク基体上に平滑でかつ均一な被膜を生じるのに十分な程
度に釉薬が溶融しかつ流動する温度を意味している。こ
の施釉温度は、しばしば、焼成温度(firing temperatur
e)又は釉掛温度とも称される。
又はビトレアスウエア又は陶器に使用するのに適当なも
のにせしめるために、950 〜1250℃の範囲の施釉温度又
は釉掛温度(glazing temperature又はglost temperatur
e)を有するように調製し得る。本明細書で使用する”施
釉温度”という用語は、釉薬を被覆させるべきセラミッ
ク基体上に平滑でかつ均一な被膜を生じるのに十分な程
度に釉薬が溶融しかつ流動する温度を意味している。こ
の施釉温度は、しばしば、焼成温度(firing temperatur
e)又は釉掛温度とも称される。
【0044】本発明の釉薬はCaO 、MgO 、SrO 、BaO 又
はZnO の少なくとも1種を全体で 2〜22重量%の量で含
有する。これらの酸化物の混合物を有利に使用すること
ができる。バリウムは存在させないことが好ましいが、
もし使用する場合には、その毒性の点から、本発明の釉
薬中のBaO 含有量は 2重量%以下に保持される。又、本
発明の釉薬はLi2O 、Na2O 又は K2O の少なくとも1
種を全体で1 〜10重量%の量で含有している。Li2O の
量は4 重量%以下であることが好ましい。本発明の釉薬
中でZnO を使用する場合には、2 重量%以下の量で使用
することが好ましい。
はZnO の少なくとも1種を全体で 2〜22重量%の量で含
有する。これらの酸化物の混合物を有利に使用すること
ができる。バリウムは存在させないことが好ましいが、
もし使用する場合には、その毒性の点から、本発明の釉
薬中のBaO 含有量は 2重量%以下に保持される。又、本
発明の釉薬はLi2O 、Na2O 又は K2O の少なくとも1
種を全体で1 〜10重量%の量で含有している。Li2O の
量は4 重量%以下であることが好ましい。本発明の釉薬
中でZnO を使用する場合には、2 重量%以下の量で使用
することが好ましい。
【0045】本発明の釉薬はまた前記したごとき如き種
々の任意成分(添加剤)を含有し得る。ZrO 2及び/ 又
はTiO 2を添加することは、ZrO 2により釉薬の耐アル
カリ・耐洗剤性が改善されるので有利であり、一方、Ti
O 2を添加することによりガラスの耐酸性が向上するで
あろう.ZrO 2及び/ 又はTiO 2の添加量の合計は4重
量%以下であることが好ましい。
々の任意成分(添加剤)を含有し得る。ZrO 2及び/ 又
はTiO 2を添加することは、ZrO 2により釉薬の耐アル
カリ・耐洗剤性が改善されるので有利であり、一方、Ti
O 2を添加することによりガラスの耐酸性が向上するで
あろう.ZrO 2及び/ 又はTiO 2の添加量の合計は4重
量%以下であることが好ましい。
【0046】又、本発明は、前記の釉薬組成物をセラミ
ック基体に被覆しついで被覆されたセラミック基体を95
0 〜1250℃の焼成温度で焼成することからなるセラミッ
ク基体を施釉する方法も包含する。
ック基体に被覆しついで被覆されたセラミック基体を95
0 〜1250℃の焼成温度で焼成することからなるセラミッ
ク基体を施釉する方法も包含する。
【0047】本発明の方法によって被覆されるセラミッ
ク基体はビトレアスウエア又は陶器であることが好まし
い。
ク基体はビトレアスウエア又は陶器であることが好まし
い。
【0048】
【実施例】以下に本発明の実施例を示す。実施例1及び2 下記の方法により実施例1及び2の釉薬を調製した。適
当な組成のガラスを約1300℃で溶融させ、フリットを冷
却し、粉砕して粉末としついで水中でボールミルにより
12%の白土と混合して釉薬スリップを得た;このスリッ
プを焼成することにより表2に示すごとき釉薬組成物が
得られた。
当な組成のガラスを約1300℃で溶融させ、フリットを冷
却し、粉砕して粉末としついで水中でボールミルにより
12%の白土と混合して釉薬スリップを得た;このスリッ
プを焼成することにより表2に示すごとき釉薬組成物が
得られた。
【0049】2つの試験を同一の方法で行った。試験片
( 骨灰磁器板) に釉薬スリップを被覆しついで乾燥させ
た後、5.9 ℃/ 分の加熱速度で1100℃まで加熱すること
により試験片を焼成し、45分間保持しついで5.9 ℃/ 分
の速度で室温まで冷却した。光沢のある釉薬が得られ
た。
( 骨灰磁器板) に釉薬スリップを被覆しついで乾燥させ
た後、5.9 ℃/ 分の加熱速度で1100℃まで加熱すること
により試験片を焼成し、45分間保持しついで5.9 ℃/ 分
の速度で室温まで冷却した。光沢のある釉薬が得られ
た。
【0050】 実施例3−88 これらの実施例の釉薬は下記に方法で調製した。釉薬成
分を乳鉢と乳棒を使用して混合しついで白金るつぼ内で
1350℃で11/4時間溶融させた。生成したガラスを冷却し
た後、フリットを最初、手で粉砕しついでセラミックポ
ット内で 4時間、Al2O 3ミル添加剤(milling medium)
と共に水中でボールミル粉砕にかけた( 最終磨砕フリッ
トの平均粒子径は約6 マイロメーターであった) 。かく
得られたスラリーを乾燥した後、12%の白土を添加しつ
いで15分間磨砕して釉薬スリップを得た;このスリップ
を焼成して後記の表3に示す組成物を得た。
分を乳鉢と乳棒を使用して混合しついで白金るつぼ内で
1350℃で11/4時間溶融させた。生成したガラスを冷却し
た後、フリットを最初、手で粉砕しついでセラミックポ
ット内で 4時間、Al2O 3ミル添加剤(milling medium)
と共に水中でボールミル粉砕にかけた( 最終磨砕フリッ
トの平均粒子径は約6 マイロメーターであった) 。かく
得られたスラリーを乾燥した後、12%の白土を添加しつ
いで15分間磨砕して釉薬スリップを得た;このスリップ
を焼成して後記の表3に示す組成物を得た。
【0051】約 8g の釉薬を直径 6インチの骨灰磁器
板、陶器板又はホテルウエア板から選択されたセラミッ
ク支持体上に噴霧しついで以下に述べる条件下で焼成し
た。
板、陶器板又はホテルウエア板から選択されたセラミッ
ク支持体上に噴霧しついで以下に述べる条件下で焼成し
た。
【0052】陶器板とホテルウエア板は 1分当り、3 ℃
の昇温速度(ramp rate) で1100℃まで釉焼し(glost fir
e)、2 時間保持しついで 1分当り、5 ℃の速度で冷却し
た。骨灰磁器板の焼成においては保持時間を 1080 ℃で
2 時間とした。
の昇温速度(ramp rate) で1100℃まで釉焼し(glost fir
e)、2 時間保持しついで 1分当り、5 ℃の速度で冷却し
た。骨灰磁器板の焼成においては保持時間を 1080 ℃で
2 時間とした。
【0053】釉薬を下記の支持体上で焼成した結果、全
ての場合において良好な光沢が得られた。
ての場合において良好な光沢が得られた。
【0054】 骨灰磁器のみ −−実施例 3〜5 骨灰磁器及び陶器 −−実施例 6〜8 陶器のみ −−実施例 9〜23、34〜3
6、40、44、45、47、48 、50、68、70〜76 ホテルウエアのみ ー−実施例 24 〜33、42、
43、56、58、62、63、66 、67、83〜88 陶器及びホテルウエア −−実施例 37 〜39、41、
46、49、51〜55、57、59 〜61、64及び65 釉薬について“フロー試験”( “Flow Trial”) も行っ
た。この試験は、釉薬の安定性[結晶化(crystallizati
on) 及び相−非混和性(phase immiscibility)]がその外
観によって予め指示される釉薬の溶融及び流動特性( 粘
度)を測定するために工業的に使用される標準的な試験
である。
6、40、44、45、47、48 、50、68、70〜76 ホテルウエアのみ ー−実施例 24 〜33、42、
43、56、58、62、63、66 、67、83〜88 陶器及びホテルウエア −−実施例 37 〜39、41、
46、49、51〜55、57、59 〜61、64及び65 釉薬について“フロー試験”( “Flow Trial”) も行っ
た。この試験は、釉薬の安定性[結晶化(crystallizati
on) 及び相−非混和性(phase immiscibility)]がその外
観によって予め指示される釉薬の溶融及び流動特性( 粘
度)を測定するために工業的に使用される標準的な試験
である。
【0055】フロー試験においては、1.5gの釉薬粉末を
円盤内で乾式成形し(dry press) ついで円形スロット内
の、フロー試験スラブ(flow trial slab) 内のフローチ
ャンネル(flow channnel) の口部(mouth) に置いた。ス
ラブを33度の角度で載せそして1 分当り、3 ℃の加熱速
度で1100℃まで加熱し、2 時間保持しついで1 分当り、
5 ℃の冷却速度で冷却することにより焼成した。
円盤内で乾式成形し(dry press) ついで円形スロット内
の、フロー試験スラブ(flow trial slab) 内のフローチ
ャンネル(flow channnel) の口部(mouth) に置いた。ス
ラブを33度の角度で載せそして1 分当り、3 ℃の加熱速
度で1100℃まで加熱し、2 時間保持しついで1 分当り、
5 ℃の冷却速度で冷却することにより焼成した。
【0056】表3に示す実施例においては、フロー試験
における釉薬の外観を表すのに下記の略号を使用した: O.W. =乳白色(opaque white) OP =オパール色(opal) S.O. =僅かな乳光色(slight opalescence) V.S. =極めて僅かな乳光色(very slight opalescenc
e) T =透明 加熱時間は同一にして、但し、保持時間はより短い 1時
間にして1200℃で幾つかのフロー試験を行った。 上記の高温での試験については下記の略号を使用した: * =透明 o =極めて僅かな乳光色 幾つかのフロー試験は、“迅速焼成”( “fast fire
”)法に類似させるために、1 分当り 9℃の加熱速度
で1130℃まで加熱し、45分間保持しそして 1分当り9℃
の冷却速度で冷却することにより、1130℃の温度で行っ
た。 上記の高温での試験については下記の略号を使用した: △ =透明
における釉薬の外観を表すのに下記の略号を使用した: O.W. =乳白色(opaque white) OP =オパール色(opal) S.O. =僅かな乳光色(slight opalescence) V.S. =極めて僅かな乳光色(very slight opalescenc
e) T =透明 加熱時間は同一にして、但し、保持時間はより短い 1時
間にして1200℃で幾つかのフロー試験を行った。 上記の高温での試験については下記の略号を使用した: * =透明 o =極めて僅かな乳光色 幾つかのフロー試験は、“迅速焼成”( “fast fire
”)法に類似させるために、1 分当り 9℃の加熱速度
で1130℃まで加熱し、45分間保持しそして 1分当り9℃
の冷却速度で冷却することにより、1130℃の温度で行っ
た。 上記の高温での試験については下記の略号を使用した: △ =透明
【0057】
【0058】
【0059】
【0060】
【0061】
【0062】
【0063】
【0064】
【0065】 幾つかの釉薬スリップをセラミック型内で、標準の1100
℃焼成サイクルを使用して焼成しかつ溶融させてガラス
棒(glass bar)を作成した。このガラス棒の断片を乳鉢
と乳棒を使用して粉砕して粗粒を調製した。得られた粉
末試料の屈折率を標準 Becke Line Oil 浸漬試験法に従
って光学顕微鏡を使用して測定した。その結果を以下に
示す。
℃焼成サイクルを使用して焼成しかつ溶融させてガラス
棒(glass bar)を作成した。このガラス棒の断片を乳鉢
と乳棒を使用して粉砕して粗粒を調製した。得られた粉
末試料の屈折率を標準 Becke Line Oil 浸漬試験法に従
って光学顕微鏡を使用して測定した。その結果を以下に
示す。
【0066】
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C04B 41/86 C04B 41/86 D (56)参考文献 特開 昭63−117927(JP,A) 特開 昭56−129634(JP,A) 特開 平5−147973(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C03C 1/00 - 14/00 C04B 41/86 WPI
Claims (11)
- 【請求項1】 下記の成分: SiO2 45〜75% Bi2O3 0.1〜5%未満 Al2O3 0.1〜20% B2O3 2〜20% CaO、MgO、SrO、BaO又はZnOの少なくとも一種 2〜22% Li20、Na2O又はK2Oの少なくとも一種 1〜10% La203、Mo03又はWO3の少なくとも一種 0.1〜10% TiO2 0〜10% ZrO2 0〜10% P205 0〜5% V2O5 0〜1% 弗素イオン 0〜5% (上記の%は全て釉薬組成物の全重量に基づく重量%で
ある)からなり(但し、 La203、Mo03及び/又はWO3を合計で10重量%以下の
量で含有しているが、 WO3及びMo03の各々の量は5重量%以下であるものと
し、そして、BaOは2重量%より多い量で含有していな
いものとする)かつ鉛及びカドミウムを実質的に含有し
ていない釉薬組成物であって、950〜1250℃の焼成温度
と50〜100 x10-7/℃の熱膨脹係数と少なくとも1.45の屈
折率を有することを特徴とする釉薬組成物。 - 【請求項2】 1.0〜4.5重量%のBi2O3を含有する、
請求項1に記載の釉薬組成物。 - 【請求項3】 50〜65重量%のSiO2を含有する、請求
項1又は2に記載の釉薬組成物。 - 【請求項4】 7〜15重量%のAl2O3を含有する、請
求項1〜3のいずれかに記載の釉薬組成物。 - 【請求項5】 0.1〜2重量%のMoO3を含有する、請求
項1〜4のいずれかに記載の釉薬組成物。 - 【請求項6】 0.1〜2重量%のWO3を含有する、請求
項1〜5のいずれかに記載の釉薬組成物。 - 【請求項7】 0.1〜5重量%のLa2O3を含有する、請
求項1〜6のいずれかに記載の釉薬組成物。 - 【請求項8】 La2O3、MoO3及びWO3を合計で0.1〜
8.0重量%の量で含有する、請求項1〜7のいずれかに
記載の釉薬組成物。 - 【請求項9】 5〜14重量%のB2O3を含有する、請求
項1〜8のいずれかに記載の釉薬組成物。 - 【請求項10】 顔料を更に含有する、請求項1〜9の
いずれかに記載の釉薬組成物。 - 【請求項11】 セラミック基体を請求項1〜10のい
ずれかに記載の釉薬組成物で被覆しついで被覆したセラ
ミック基体を950〜1250℃の施釉温度で焼成することを
特徴とするセラミック基体の施釉方法。
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