JP4246961B2 - 来待石陶土及び陶器の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、来待石の端材や研削屑などの石材加工屑を利用して、或いは来待石の原石そのものを用いて陶土を製造する方法、及び該陶土を使用した陶器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石材は、採掘されたのち各種製品に加工されるが、採掘や加工の段階で端材や研削・研磨屑が大量に発生する。以前は、これらの加工屑は採掘跡地などに廃棄埋め立てするなどして処理されてきたが、特に研削屑や研磨屑はきめが細かく、そのまま埋め立てると液状化現象を起こすため他の残土などに混ぜて廃棄物として処理されるようになってきている。しかし、埋め立て地の減少や処理費用の高騰で各地の石材加工業者は頭を悩ましている。
【０００３】
このことは、凝灰質砂岩の一種である来待石の場合も同様であり、以前はその粉末を石州瓦の釉薬などに使用していたが現在ではその用途も少なくなってきている。そのため、多くの業者は、加工屑の処理をひきのばして自社の敷地内などに加工屑を保管することなどで対処しているが、抜本的な対策にはならず、加工屑の処理は大きな問題となっている。
【０００４】
ただ、来待石の最大の用途は石灯籠であるが、現在では洋風建築が多くなり、和風庭園に似合う石灯籠の需要が激減してきている。従って、新たに発生する加工屑の量は減少してきてはいるが０になることはなく、加工屑の有効な再利用に関する技術が希求されている。また、来待石の需要を喚起する方策も求められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、発明者は、来待石の新規用途開発のため、来待石の加工品を燻し焼成する技術を開発した。即ち、来待石加工品を１１００℃〜１２００℃の温度で焼成すると、含まれている鉄分のために赤〜濃褐色に呈色するとともに５〜１０％程度減量することは知られていたが、この減量が内部に連続した空隙の生成に起因することを利用して、来待石加工品に炭などの炭素源を密着させて焼成することで、炭素が加工品内部に浸透して部分的に燻しがなされ、前記呈色との組み合わせで様々な色や模様を現出できることが判明した。
【０００６】
また、それに関連して、来待石の微粉末を主成分とする来待石用の釉薬も開発した。
【０００７】
そこで本発明者は、釉薬のことも含めて加工屑の処理について種々な研究を行った。例えば、その粉末をプレス加工したのち焼成したり、硼砂を混ぜて焼成したりしてみた。しかし、前者ではコストがかかり過ぎるし、後者では温度管理や粒度の問題があり見るべき成果は得られなった。
【０００８】
本発明者は、これらの点を踏まえ、来待石加工屑の利用について更に鋭意研究を続けた結果、本発明を完成させたものである。尚、以下主として加工屑の粉末化について説明するが、本発明は、来待石加工屑の利用に止まらず、来待石原石自体を積極的に粉砕して使用することにより、産業として来待石の消費拡大をも目指すものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、来待石加工屑とくに粉末状屑について、これを更に微粉砕してみたところ、陶土としての使用が可能であることを見いだした。本来の陶土とは、特定の粘土（カオリン族鉱物）のことを言い、陶磁器の原材料となるものであるが、わが国では現在その産出が次第に減少してきている。従って、来待石加工屑が陶土の代用品として使用できれば、一石二鳥の効果が得られることになる。
【００１０】
粘土とは、粒子の大きさが２μｍ以下、或いは５μｍ以下のものと定義されている。そして適量の水を含んでいれば、粘性と可塑性を示す。本発明の場合、来待石加工屑特にその粉末を、ボールミルでこの程度の粒度に微粉砕するが、中に１０μｍ程度の粒子が含まれていてもかまわない。しかし、余りに大きい粒子が多いと成形性に限度があり、壺など高さのあるものは成形しにくいので、できるだけ細かい粒子にすることが望ましい。来待石端材などの大きいものは、一旦１ｍｍ前後或いはそれ以下の粒状や粉状にしたのちにボールミルで微粉砕する。
【００１１】
ところで、本発明で言う来待石とは、来待錆石のことである。来待錆石は、島根県に存在する宍道湖の南岸に広く分布する新第三紀中新世出雲層群下位層来待層を構成する凝灰質砂岩のことを言い、良質のものは、塊状凝灰質粗粒砂岩のうち特に淘汰の良い岩相の所に集中し、八束郡玉湯町から宍道町にかけての東西約１０ｋｍ、幅１〜２ｋｍの範囲に存在する。この来待石は、石質が柔らかく採掘、加工が容易で、出雲石灯ろうは伝統工芸品に指定されている。
【００１２】
この来待錆石は、多種多様な岩石片や結晶片、それらを埋める基質から構成されている。岩石片のサイズは径0.５ｍｍ〜1.０ｍｍが多く、最大でも1.５ｍｍ程度である。岩石片や結晶片の占める割合が８０％と多い。岩石片としては、安山岩、石英安山岩、流紋岩、花崩岩、多種類の凝灰岩などが確認されている。結晶片としては、斜長石、輝石、角閃石、黒雲母、不透明鉱物、火山ガラス、変質鉱物が確認されている。また、基質としては、変質によってできた沸石、緑泥石、炭酸塩鉱物が確認されている。
【００１３】
これらの鉱物の中には粘土鉱物と言われるものが多く含まれており、このことが、来待錆石の微粉砕物が粘土、陶土として使用できる大きな理由であると思われる。尚、来待錆石以外に、来待白石といわれるものがある。これは、年代的に古くて流紋岩系でモンモリロナイトに変質した部分が多く、後述する釉として以外には使用できないものである。
【００１４】
表１に、両者の分析値を示す（島根県発行「島根の地質」）が、来待錆石には鉄が多く（Ｆｅ₂ Ｏ₃ として6.１３％）含まれている。そのため、本発明の陶土は焼成すると赤、茶〜黒系統色に呈色する。従って、その意味では陶土としての用途は限定されるが、焼成の仕方によっては無釉で備前焼のような外観が得られるので、陶芸やモニュメントなどには好適なものである。また、煉瓦など焼成による着色を厭わないものや、瓦など釉薬で素地が隠れるものについては、工業的にも使用できる。尚、表中数値は重量パーセントを示す。
【表１】

【００１５】
また、表１からも明らかなように、来待錆石には７％程度の焼熱減量（Ｉｇ．ｌｏｓｓ）が含まれている。これは、古代の植物残滓であり、これが焼成時に灰釉的な作用をするところから、この存在が陶土として有効なものであるとされている。
【００１６】
尚、来待錆石にはカルシウムも多く（ＣａＯとして5.４４％）含まれている。実際は、ＣａＣＯ₃ の形で存在しているが、石材中には均一ではなく、粒状或いは層状に偏在している。そして、水分を含むとＣａ（ＯＨ）₂ となって膨張し、石材や石材加工品を破損する。古い墓石などがボロボロ崩れているのはこのためである。しかし、来待錆石を微粉砕するとＣａＣＯ₃ の存在が均一になるので、このような欠点も解消される。
【００１７】
ところで、本発明の陶土は来待石粉体のみを微粉砕したものでも十分な粘性と可塑性を示すが、更に、来待石粉体にカオリンや長石粉末或いはその両者を合計で２５重量％以下の割合で混合したものを微粉砕したものでもよい。カオリンや長石粉末を加えるのは、陶土を焼成したときの色を薄くすることと成形性（粘着力）の向上が目的である。ただ、来待石（来待錆石）は、前述したように１２００℃以上に加熱すると溶融して外観が変形する。粉末（微粉末）の場合は溶融温度が更に低くなり、１１８０℃程度が保形性の限界である。カオリンや長石粉末の焼結には本来１２００℃以上の温度が必要であり、２５％以上混入すると焼成不十分になることによる。尚、来待石粉体単独の場合でも、１１００℃以下だと焼結が不十分で、１１２０℃〜１１４０℃程度が本発明陶土の最適の焼成温度である。尚、素焼きの場合は、１０００℃〜１０５０℃程度で行う。
【００１８】
来待石粉体やカオリン、長石粉末に硼砂を混合して微粉砕した陶土は、焼成温度を下げることができる。例えば、重量部で粉末１００に対し６０程度混合した場合、７５０℃〜８５０℃で焼成することが可能となる。重量部で粉末１００に対し３０程度混合した場合は９００℃〜１０００℃、重量部で粉末１００に対し１０程度では１０５０℃〜１１２０℃程度で焼成できる。この場合には、焼成温度が低くても、陶器は十分な強度を有する。但し、現在のところあまり低い温度での釉薬は開発されておらず、素焼き土器用の外観のものが得られる。これは、例えば山野草の栽培用鉢などに最適に使用される。
【００１９】
次に、本発明の陶器について説明する。本発明の陶器は、前述した各種陶土を所定形状の成形品に成形して乾燥し次いで焼成するが、無施釉で焼成してもよいし、より低い温度で素焼きを行い、そののちに施釉して本焼を行うようにしてもよい。無施釉の場合、鉄分の存在で焼成温度等により橙〜赤色〜濃褐色などの色に呈色される。釉薬としては一般に使用されるものは溶融温度が高すぎるので、１１００〜１１８０℃、より好ましくは１１２０℃〜１１４０℃で溶融してガラス状になるものが使用できる。来待石粉末に硼砂を混合して融点を低下させた釉薬は、来待石陶土との相性もよく、好ましく使用されるものの一つである。
【００２０】
尚、施釉の場合でも無施釉の場合でも、成形品の近傍に炭、タドン、豆炭、わら等の炭素含有物を置いて焼成すると、燻し状の仕上げ外観を示す。また、本発明の陶器の焼成は、通常の陶器と同様各種の窯で行うことができる。
【００２１】
本発明の陶土は、それ自体で成形品に成形する以外に、来待錆石加工品と組み合わせて来待石焼き物を製造することができる。この来待石焼き物は、花瓶、置物その他の来待石加工品の表面の全体或いは一部に、この陶土を付着させて乾燥し、１１００℃〜１１８０℃の温度で焼成するものである。この場合、石材は赤〜黒褐色に呈色するだけであるが、陶土は来待石加工品とは膨張率が異なり、一部に割れや剥がれが生じた状態で焼成され、陶器とは異なった外観を与えるものである。
【００２２】
以上は、来待石粉体やカオリン、長石粉末などをボールミルで微粉砕した陶土について説明したが、微粉砕までせず、粒径が0.８５ｍｍ以下の来待石粉体を用いて陶土を作ることもできる。但し、その場合には陶土に粘着力や保形性を持たすために、カオリン或いは長石粉末を重量％で半分乃至１／３程度混入する必要がある。即ち、来待石粉体の粒径が0.８５ｍｍ〜0.４２５ｍｍ程度の場合には、カオリンや長石粉末を重量％で２０〜５０％程度、来待石粉体の粒径が0.４２５ｍｍアンダーの場合には、カオリンや長石粉末を重量％で５〜３０％混合する必要がある。それでも、前述したボールミル処理した陶土に比べて粘着力や保形性が劣り、これら陶土の成形品は、皿など高さがあまりないものに限定される。もっとも、ボールミル処理をしない分だけ低コストで得られる利点はある。これに対し、ボールミル処理した陶土からは、高さが１０ｃｍを越える成形品も自在に作陶することができる。
【００２３】
ところで、一般に陶器を製造する場合に、焼成する前の乾燥状態、或いは素焼きの段階でひび割れなどがあると、焼成時に確実に破損してしまうといわれている。ところが、本発明の陶土を用いた場合には、何故か理由は定かではないが、多少のひび割れがあってもそのままの状態で焼成でき、ものによっては、それが雅趣をもたらすことさえある。
【００２４】
尚、来待石粉体は、来待石の端材や研削屑などの石材加工屑を利用する以外に、来待石の原石そのものからも製造できる。この場合、一辺が２０〜３０ｃｍ程度の原石をクラッシャー等の破砕機で粉砕して篩分けし、粒径が１ｍｍ以下、より好ましくは0.４ｍｍ程度以下にしてからボールミルで微粉砕する。このようにすれば、均質な来待石粉体が大量に生産でき、煉瓦や瓦など大量に粘土を消費し、しかも焼成後の着色を厭わない窯業分野に提供することにより、コスト的にも輸入陶土品に対抗でき産業的にも成立する可能性が大きいものである。
【００２５】
【実施例】
（実施例 １）
次に、実施例に基づいて、本発明を更に詳細に説明する。0.４２５ｍｍアンダー（以下）に粉砕した来待錆石（以下、来待石とする）の粉末１Ｋｇと、水２Ｌを小型のボールミルに入れ、１０時間稼働して、来待石陶土を得た。
【００２６】
この陶土を用いて、直径２０ｃｍ、深さが１０ｃｍの鉢型容器を成形し、３日間風乾したのち、電気炉で１０００℃で素焼きを行った。次いで、来待錆石粉末４５重量部に、来待白石粉末２０重量部、硼砂３５重量部を混合して微粉砕した釉薬を内側に施釉し、１１２０℃で本焼き行ったところ、赤茶けた素地の呈色と、黒褐色の釉の色が組合わさった陶器が得られた。尚、焼成は、図１に示す焼成温度パターンの通りに行った。
【００２７】
（実施例 ２）
実施例１で得られた陶土で高さ１０ｃｍ程度の花瓶を成形した。次いで、乾燥した後、電気炉内で周囲に炭を配置して、１１４０℃で図１の焼成パターンに従って、焼成してみた。そうすると驚いたことに、炭素の燻し効果で無施釉であるのに一部が施釉した如く黒光りした状態になり、他は還元焔による退色や素地中の鉄による赤や茶色などに呈色し、まるで備前焼のような外観を示した。ただ、炭の燃焼のために焼成温度が１１４０℃より部分体に高くなったためか、一部に変形垂れが見られた。
【００２８】
（実施例 ３）
実施例１と同様にして、来待石粉体にカオリン１０重量％、長石粉末１０重量％を混合したものを、ボールミルで微粉砕して来待石陶土を得た。この陶土を用いて一辺が８ｃｍ、高さが２０ｃｍの角型花瓶を成形し、実施例と同様にして素焼きを行った。次いで、長石と珪石をそれぞれ２５重量部に硼砂５０重量部、及び酸化銅７重量部を混合して得た釉薬を施釉して本焼したところ、緑色をした綺麗な陶器が得られた。この場合、高さが２０ｃｍであったにもかかわらず、焼成時のへたりも全く見られなかった。
【００２９】
（実施例 ４）
0.４２５ｍｍアンダーの来待石粉体にカオリンを重量％で３０％混合して陶土を得た。この陶土を用い、直径１０ｃｍ、縁の高さが２ｃｍの皿を成形した。次いで、乾燥の後、焼成温度パターンにより、１０００℃で素焼きを行った。次に、実施例１と同じ釉薬で施釉し、１１４０℃で本焼を行なった。ひび割れなどは見られなかった。
【００３０】
（実施例 ５）
実施例４と同様にして、0.８５ｍｍ〜0.４２５ｍｍに篩分けした来待石粉体に、重量％で長石粉末２５％、カオリン２５％を混合した陶土を用い、直径１０ｃｍ、縁の高さが１ｃｍの皿を成形した。そして、実施例４と同様に施釉して焼成した。この場合、一部にひびが見られたが、使用上問題は無かった。
【００３１】
（実施例 ６）
直径１０ｃｍ、高さ２５ｃｍの円筒状で円筒部分に透孔を設けた置物を来待石で加工した。その内外表面に、実施例５で得られた陶土を部分的に0.５ｃｍ程度の厚みに付着させ、乾燥ののち１０００℃で素焼きをした。実施例５或いは実施例４の陶土は、それ自体では高さのあるものが成形できないため、このような手段で高さのある表現を試みた。陶土を付着させる相手は、来待石に限らず、紙コップなどでも応用可能である。
【００３２】
次いで、実施例１の釉薬を施釉し、１１４０℃で焼成してみたところ、図２に示すように、来待石焼き物である飾り置物１が得られた。図に示すように、部分的に陶土部分にひび割れ２やめくれ３が見られるが、これは来待石と来待石陶土の膨張率の違いによるもので、たくまずして様々な立体模様が表出された。符号４は、円筒部分の透孔で、陶土を詰めたものである。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明は凝灰質砂岩の一種である来待錆石を、単独或いはカオリンや長石粉末と混合してボールミルで微粉砕し、陶土を得るものである。
【００３４】
従って、来待石の加工時に発生する端材や研削屑、研磨屑を廃棄せずに有効利用ができる。また、来待石原石からも安定して大量の陶土が得られ、煉瓦や瓦工業など粘土の輸入に頼っている業界には大きな福音となる。
【００３５】
尚、来待石単独でもボールミル処理を行えば、陶土として十分な性能を有している。また、0.８ｍｍ程度以下の来待石粉体にカオリン或いは長石粉末を混合し、ボールミル処理を行なわないタイプの陶土は粘性や粘着力が少ないため高さのあるものはつくれないが、低コストあり、皿などは十分に実用製のある陶器が得られる。
【００３６】
また、硼砂を混合した陶土は、焼成温度の低下が図れるため楽焼などに使用できるし、来待石加工品と陶土のくみあわせで、陶器とは異なる外観のものが得られるなど、様々な変形が考えられる。尚、来待石の欠点であったカルシウムの偏在は、来待石を粉末化することにより均一化されるのも利点である。
【００３７】
更に、本発明によれば、無施釉で燻しをかけると備前焼風のものが得られ、陶芸の分野でも大きな利用価値があるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】焼成温度パターンを示すグラフである。
【図２】本発明方法により得られた、来待石焼き物である飾り置物の正面図を示す。
【符号の説明】
１ 飾り置物
２ ひび割れ
３ めくれ
４ 円筒部分の透孔

Claims (8)

1. 来待石粉体を、ボールミルで５μｍ以下に微粉砕したことを特徴とする来待石陶土。
2. 来待石粉体にカオリンか長石粉末の少なくとも一方を２５重量％以下混合した粉体を、ボールミルで５μｍ以下に微粉砕したことを特徴とする来待石陶土。
3. 重量部で、請求項１記載の来待石粉体又は請求項２記載の混合粉体１００に対し１０〜６０の割合で硼砂を混合して微粉砕したものである、来待石陶土。
4. 請求項１又は請求項２記載の来待石陶土を用いて、任意形状の成形品に成形して乾燥し、次いで１１００℃〜１１８０℃、より好ましくは１１２０℃〜１１４０℃の温度で焼成することを特徴とする来待石陶器の製造方法。
5. 来待石粉末と硼砂を主成分とする釉薬を施釉して焼成するものである、請求項４記載の来待石陶器の製造方法。
6. 請求項３記載の来待石陶土を用いて、任意形状の成形品に成形して乾燥し、次いで７５０℃〜１１２０℃の温度で焼成することを特徴とする、来待石陶器の製造方法。
7. 請求項１、請求項２記載の来待石陶土、粒径が0.８５ｍｍ〜0. ４２５ｍｍの来待石粉体にカオリン又は長石粉末を２０〜５０重量％混合した来待石陶土、又は粒径が0. ４２５ｍｍ以下の来待石粉体にカオリン又は長石粉末を５〜３０重量％混合した来待石陶土を、来待石加工品の表面に付着させて乾燥し、１１００℃〜１１８０℃の温度で焼成することを特徴とする来待石焼き物の製造方法。
8. 来待石粉末と硼砂を主成分とする釉薬を施釉して焼成するものである、請求項７記載の来待石焼き物の製造方法。

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