JPS61168560A - 高強度長石質磁器の製造法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、高強度長石質磁器及びその製造法に関するも
のであり、さらに詳しくは大型高圧碍子及び耐酸磁器に
用いると好ましい、微細で均質な微構造を有する高強度
長石質磁器及びその製造法に関するものである。

（従来の技術） 高圧碍子に用いられる長石質磁器には石英質原料、長石
質原料、及び粘土鉱物質原料から成る普通磁器、あるい
は石英質原料、長石質原料、アルミナ質原料、及び粘土
鉱物質原料から成るアルミナ含有磁器とがある。

第７図は石英質原料、長石質原料、及び粘土鉱物質原料
から成る普通磁器における原料調合物の粒度と強度の関
係を示し、縦軸は無釉曲げ強度を、横軸は１０μ翔以下
の有効径を有する粒子の重量百分率を示している。第７
図に認められるように磁器においては原料粒度が微細な
程、強度は増大する傾向にある。この理由は原料の微細
化により磁器の微構造組織がより均質になるためである
。このような傾向は普通磁器、アルミナ含有磁器のいず
れにも共通している。一方、磁器の製造工程においては
原料粒度が微細になればなる程、乾燥、焼成工程で切れ
が発生し易くなり、一般に１０μｍ以下の有効径を有す
る粒子が８５重量％（以下％という）以上になると、上
記工程で切れを発生することが経験的に知られている。

このため普通磁器あるいはアルミナ含有磁器の粒度は、
１０μｍ以下の有効径を有する粒子が８５％より少なく
なるように８周整されている。

尚、乾燥、焼成時の切れとは、土練、押出し時の素材中
心と表面の粒子配向性の違いや密度差によって発生する
内在歪、及び素材の切削、加工時に発生する表面の歪な
どが乾燥、焼成工程において磁器内部と表面の温度差に
よる膨張、収縮差によって発生するクシツクのことであ
り、本発明では乾燥、焼成時に磁器内部、表面に発生す
るタラワクのことを切れとしている。原料粒度が微細で
あったり、大型の高圧碍子では磁器内部、表面の温度差
がさらに大きくなりクランク発生率が高くなる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしこのような原料粒度の制限は、磁器の微構造の均
質性を制約し、強度を低いものとしている。例えば碍子
用磁器の１２ＩＩＩＩＩＩφ無釉テストピース３点曲げ
強度は、普通磁器で約１０００　ｋ＋ｒ　／　ｃｉ、コ
ランダムを２０％含有するアルミナ含有磁器で約１４０
０ｋｇ　／　ｃｎｔ程度である。原料粒度を微細にする
と前述したように磁器の製造工程における乾燥、焼成工
程で切れが発生する。従って大型の高圧碍子のように高
強度を必要とする製品はコランダムを多量に含有させた
り、素材を静水圧加圧して緻密質にした後、碍子形状に
削りだしたりしなければならず、原料コストが高くなっ
たり工程を複雑としていた。

本発明の主たる目的は磁器にみられる上記の欠点を解消
することにあり、磁器の微構造の従来より均質にして磁
器の強度を増大せしめることにある。また本発明の別の
目的は微細な原料を用いても乾燥、焼成工程において切
れを発生しない製法を提供することにあり、従来の磁器
製造法に比べ、低コストで？！雑な工程を要しない製法
を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は結晶の大きさが２０μ帛以下であり、全結晶量
が４０重量％以上であって、４０μ園を超える欠陥を有
さず、無釉曲げ強度が１４００ｋｇ／−以上であること
を特徴とする高強度長石質磁器である。

このような高強度長石１に磁器は、以下に述べる本発明
の製造法にて製造することができる。即ち出発原料を粉
砕して、１０μ麟以下の有効径を有する粒子を８５〜９
５％含有する粒度分布とした後これを仮焼した原料と、
粘土鉱物質原料とを調合および／または粉砕して、ｌＯ
μ鋼以下の有効径を有する粒子が８５％以下となるよう
に調整後、通常の磁器製造工程により成形、乾燥、焼成
するものである。

本発明の磁器の曲げ強度は、１２ＩＩＩＩＩｌφ無釉テ
ストピース３点曲げ強度が、普通磁器で１４００ｋｇ／
ｃｄ、コランダムを２０％含有するアルミナ含有磁器で
１８００　ｋ、　／　ｃｄ、コランダムを３０％含有す
るアルミナ含有磁器で２１００ｋｇ／ｃｄ、コランダム
を５０％含有するアルミナ含有磁器で２９００　ｋｒ　
／　ｃａｌの高強度を存しており、従来の同様な磁器に
比べ、強度が３０〜４０％向上する。

（作　用） 以下本発明を一層詳細に説明する。

本発明は磁器の微構造を従来より均質にして強度を増大
せしめたものであり、１０μＩ以下の有効径を有する粒
子が８５％以上という微細な原料でも土練、押出し、乾
燥、焼成という磁器の製造工程を可能にするため、磁器
の原料めうち粘土鉱物質原料を除く微細な原料を一度仮
焼し、焼き固めた後、粘土鉱物質原料と調合および／ま
たは粉砕して磁器粒度が１０μｍ以下の有効径を有する
粒子が８５％より少なくなるように調整したものである
。

本発明に用いる出発原料は珪砂のような石英質原料、カ
リ長石のような長石質原料及びα−Ａｌｔｏｓ系アルミ
ナのようなアルミナ質原料である。この出発原料を通常
の磁器原料の粉砕方法に従い、１０μｍ以下の有効径を
有する粒子を８５〜９５％含有する粒度分布となるよう
に粉砕する。尚、出発原料の粉砕は、■各々出発原料を
粉砕してから仮焼原料配合割合にて調合する、■出発原
料を仮焼原料配合割合にて調合してから粉砕する、の方
法が製造規模、製造設備に応じて適宜選択される。

粒度測定は沈降法で行い、粒子径はストークス径であっ
て一般には有効径と呼ばれている０本発明では沈降法で
測定した粒子径を有効径としている。

本発明に用いた出発原料の粒度分布を第１図に示す、又
、本発明の出発原料の粒度分布と比較のため従来の普通
磁器およびアルミナ含有磁器の原料として使用されてい
る石英質原料の粒度分布も併せて示しである。縦軸はを
動径よりも細粒部の重量百分率、横軸は粒子の有効径を
示している。

第１表は本発明に用いた出発原料の粒度分布範囲であり
、第１図中の１１〜Ｉ２の曲線に囲まれた範囲を示して
いる。

第　　１　　表 第１図においてＳ、−Ｓ、の曲線で囲まれた部分は碍子
用磁器原料として従来より用いられている一般的な石英
質原料の粒度分布範囲を示している。

ａ、〜ａ、の曲線で囲まれた部分は米国特許第３０９７
１０１号にて公知の石英質原料の粒度分布範囲を示して
いる。　ｐ、−ｐ、の曲線で囲まれた部分は特公昭４８
−２２８０７号にて公知の石英質原料の粒度分布範囲を
示している。これに対して本発明に用いた石英質原料、
長石質原料、及びアルミナ質原料は■１〜■２の曲線で
囲まれた範囲の粒度分布である。第１図から判るように
本発明に用いた石英質原料の粒度は一般に用いられてい
る石英質原料より微細である。又、長石質原料、アルミ
ナ質原料も通常の原料より微細である。

第２図は本発明に用いる石英質原料、長石質原料、及び
アルミナ質原料の仮焼原料配合割合の範囲を示している
。出発原料の粒度分布を第１図、及び第１表に示すよう
に、１０μｍ以下の有効径を存する粒子を８５〜９５％
含有する粒度分布となるように調整した後、第２図に示
す斜線内の配合割合、即ち、石英質原料８５％以下、長
石質原料１５〜７５％、アルミナ質原料８５％以下から
成る配合割合で調合し、該混合物を９００〜１４００℃
で仮焼して、仮焼原料とする。

本発明で微細原料を仮焼するのは、磁器の微構造を均質
にするためであり、且つ仮焼後の粉砕で粒度コントロー
ルした二次粒子により、その後の工程で製品に切れを発
生させないためである。

仮焼した原料は粘土鉱物質原料と共に調合されるが、■
仮焼した原料を粉砕してから粘土鉱物質原料と混合する
、■仮焼した原料と粘土鉱物質原料とを調合して粉砕す
る、■仮焼した原料と一部の粘土鉱物質原料とを調合し
て粉砕後、粘土鉱物質原料の残部と混合する、の方法が
適宜選択される。

仮焼した原料４５〜８０％と、粘土鉱物質原料２０〜５
５％の混合物の粒度を１０μ冒以下の有効径を有する粒
子が８５％以上にならないように調整する。その後、通
常の磁器製造工程である押出し、成形、乾燥後１１００
〜１４００℃の温度で焼成して高強度を有する磁器を製
造する。

本発明の磁器の結晶相は、コランダム、ムライト、クリ
ストバライト、及び石英から成るグループから選ばれた
少なくとも１種の結晶であり、結晶相が重量で、コラン
ダム：６０％以下、好ましくは２０〜６０％、ムライト
：５〜５０％、クリストバライト：４０％以下、及び石
英：１０％以下である。

以下、本発明における限定理由について説明する。

磁器の主成分を構成する化学組成を重量で、５ｉ（ｈ　
：　２２〜８５％、Ａｈ（ｈ　　：　１０〜７３％、Ｋ
、０　とＮａ１Ｏの何れか１種又は２種：１．５〜６．
５χに限定した理由を以下に述べる。化学組成は目標と
する磁器性能、主に機械的特性、熱的特性、電気的特性
、例えば曲げ強度、熱膨張率、体積固有抵抗を得るため
に制限されており、更に押出し、成形、焼成の可能な坏
土を得るために制限されている。　５ｉｎｔは、主に石
英質原料と粘土鉱物質原料から導入され、２２％未満、
及び８５％を超えると押出し、成形、焼成が困難となる
。ＡＩ□Ｏユは主に粘土鉱物質原料から導入され、１０
％未満では押出し、成形が困難であり、７３％を超える
と焼成温度が高くなって焼成が困難となるためである＊
　ＫｚＯ、ＮａｚＯは主に長石質原料から導入され、Ｋ
ｚＯとＮａｚＯの何れか１種又は２種゛が１．５χ未満
では焼成が困難であり、６．５χを超えると磁器中のガ
ラス量が多（なって焼成にて軟化し易く、複雑形状の磁
器を安定して製造できないためである。

結晶相がコランダム、ムライト、クリストバライト、石
英から成るグループから選ばれた少なくとも１種の結晶
であると限定した理由は、目標とする性能を有する磁器
を得るためである。

結晶量を重量で、コランダム：６０％以下、ムライト：
５〜５０％、クリストバライト：４０％以下、及び石英
：１０％以下に限定した理由は、コランダムは６０％を
趙えると焼成が困難となり、ムライトは５％未満では磁
器強度が十分発現することができず、５０％を超えると
焼成が困難となるためである。クリストバライトは４０
％を超えると磁器の熱膨張率が高くなり、内在応力が過
大となるため磁器強度を十分発現することができず、石
英は１０％を超えると磁器強度を十分発現することがで
きないためである。

全結晶量を４０重量％以上に限定した理由は、全結晶量
が４０％に満たないと機械的特性、電気的特性の優れた
磁器を製造することができないためである０例えば結晶
量が多い程曲げ強度、タフネスの機械的特性が向上し、
体積固有抵抗、絶縁耐力の電気的特性が向上する。更に
本発明の磁器の原料粒度は１０μｍ以下の有効径を有す
る粒子が８５〜９５％と微細のため、全結晶量が４０％
に満たないと焼成時の変形量が大きくなり、とりわけ複
雑形状の高圧碍子を安定して製造できないためである。

尚、結晶量の測定は定量Ｘ線回折法により行い、定量に
用いた各結晶の回折ピークはコランダム（１１３）　、
ムライト（２２０）　、クリストバライト（１０１）、
石英（１００）である。

結晶の大きさを２０μ鶴以下に限定した理由は、結晶の
大きさが２０μｍを超えると磁器微構造を均質にするこ
とができず、高強度磁器を得ることができないためであ
る０本発明の磁器の原料粒度は１０μ請以下の有効径を
有する粒子を８５〜９５％含有しており、１０μ輪以上
の粒子が５〜１５％であって、焼成過程で溶融、反応し
て２０μ鶴を超える粒子は殆んど残留しない、磁器中の
結晶の大きさは光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡により２
０μｍ以下であることを確ｔｙｔｔ、ている。

欠陥の大きさを４０μｍ未満に限定した理由は、欠陥の
大きさが４０μ霧を超えると強度低下が生じ、高強度磁
器を得、ることができないためである、ここで欠陥とは
磁器中の異物、気孔を意味しており、異物は磁器原料以
外の物であって主に製出工程で混入するが、本発明では
仮焼原料と粘土鉱物質原料の混合泥漿の最終篩を４４μ
ｍとしているので、磁器の焼成過程にて溶融し磁器中に
は４０μｍより大きな異物が残留しない、又、気孔の大
きさは磁器製造法によって決り、本発明の製造法で製造
した磁器中の気孔の大きさは４０μ鋼以下である。磁器
中の異物、気孔の大きさは光学顕微鏡、走査型電子顕微
鏡により４０μ鴇以下であることをｆＩｗ認している。

無釉曲げ強度を１４００ｋｇ／−以上に限定した理由は
、長石質磁器の強度を増大させるため化学組成、結晶相
、結晶量、微構造組織を制限する必要があり、上述の限
定理由で説明した磁器を構成する主成分の化学組成が重
量で、Ｓｉｎｇ　：　２２〜８５％、Ａｌｔｏｓ　　：
１ｏ　〜７３％、Ｋ２ＯとＮａ２Ｏの何れか１種又は２
種：１．５〜６．５％％より成り、結晶相がコランダム
、ムライト、クリストバライト、石英から成るグループ
から選ばれた少なくとも１種の結晶であって、結晶量が
重量で、コランダム：６０％以下、ムライト：５〜５０
％、クリストバライト：４０％以下、石英：１０％以下
であり、全結晶量が４０％以上、結晶の大きさが２０μ
ｍ以下であって、４０μｍを超える欠陥を有さないとい
う条件を総て満たした時に長石質磁器を無釉曲げ強度が
１４００ｋｒ／ｃｍ２以上になるためである０本発明に
おける無釉曲げ強度とは、１２ＩＩＩＩＩｌφ無釉テス
トピースを用い、スパン１００１１００ｌの３点曲げに
て荷重試験機のクロスヘッドスピードが０．５ｍｍ／ｗ
ｉｎで破壊する曲げ応力である。

１８００　ｋｇ　／　ｃ！Ａ以上の高強度を有し、磁器
を構成する主成分の化学組成が重量で、５ｉｆｔ　：　
３０〜６０％、八１ｚＯｓ：３０〜７３％、ＦｅｚＯ５
：１．５％以下、Ｔｉ（ｈ：１．５％以下、ＣａＯ：０
．７％以下、ＭｇＯ：０．５％以下、Ｋ、ＯとＮａ２Ｏ
の何れか１種又は２種：１．５〜６．５χ、及び結晶相
の内コランダムを重量で、２０〜６０％に限定した理由
は、大型の高圧碍子のように電気絶縁性を必要とする磁
器では、成形性向上のために５ｉ（ｈ　：　３０〜６０
％、ＡＩ２Ｏ３：３０〜７３％が好ましく、電気絶縁性
のためにＦｅｔＯｓ：Ｌ、５％以下、また大型製品の焼
成を容易にするためにＴｉＯ２：１．５％以下、ＣａＯ
：０．７％以下、ＭｇＯ：０．５％以下が好ましい、　
）［２０−とＮａｚＯの何れか１種又は２種：１，５〜
６．５χに限定した理由は、前述の通りである。又、コ
ランダムが２０％未満では１２ｍｍφ無釉テストピース
３点曲げ強度が１８００に＋ｒ／−以下となり、６０％
を超えると焼成が困難となるためである。

主としてＳｉＯ２、ＡｌｔＯｔ、Ｆｅ、０．、Ｔｉ（ｈ
、ＣａＯ１Ｍｇ０１Ｋ、０　、Ｎａ、０から成る化学組
成の他にＴｉ１ｔ、ＢａＯ１ＺｒＯ□、Ｂ２０１、Ｚｎ
Ｏから成るグループから選ばれた少なくとも１種の組成
を２０重重量まで含むと限定した理由は、目標とする磁
器性能を得るためであって、石英質原料、長石質原料、
アルミナ質原料、及び粘土鉱物質原料の他にＴｉ０ｚ、
ＢａＯ、Ｚｒ０ｚ、Ｂ２０１、ＺｎＯを含有する原料、
又は試薬を通用するものであり２０％を超えると押出し
、成形、焼成が困難となるためである。

出発原料が石英質原料、長石質原料、及びアルミナ質原
料から成るグループから選ばれた少なくとも１種の原料
と限定した理由は、使用する原料を選択し目的とする性
能を有する磁器を得るためであり、また出発原料の粒度
を１０μｍ以下の有効径を有する粒子が８５〜９５％含
有すると限定した理由は、１０μ彌以下の有効径を有す
る粒子が８５％未満では高強度磁器を得ることができず
、９５％を超えると粉砕時間を要するだけで磁器強度の
増大がないためである。

仮焼原料である石英質原料、長石質原料、及びアルミナ
質原料の配合割合の範囲を石英質原料８５重量％以下、
長石質原料１５〜７５重量％、アルミナ質原料８５重量
％以下に限定した理由は、長石質原料の配合量にあり、
長石質原料が１５％未満であると仮焼原料と粘土鉱物質
原料を混合し、焼成しても焼締った磁器が得られず、長
石質原料が７５％より多いと焼成中に磁器が軟化し易く
、とりわけ大型の高圧碍子を安定して製造することがで
きないためである。また坏土の可塑性に十分な量の粘土
鉱物質原料を仮焼原料の粉砕物と混合するならば、１０
μｍ以下の有効径を有する粒子が８５％以上となる粒度
分布を有する粘土鉱物質原料、及び他の化学物質、例え
ばＴｔＯｔｓ　ＢａＯ、Ｚｒ０ｔ、　Ｂｔｕｓ、ＺｎＯ
等を仮焼原料に加えても磁器の微構造の均質性を損なわ
ない限り問題はない。

仮焼温度を９００〜１４００℃に限定した理由は、９０
０℃より低いと焼縛りが悪く均質な微構造を有する仮焼
原料が得られず、１４００℃より高いと発泡が認められ
るだけで微細、均質な微構造を存する仮焼原料が得られ
ないためである。

仮焼原料の粉砕物と粘土鉱物質原料の配合割合を仮焼原
料４５〜８０重量％、粘土鉱物質原料２０〜５５重量％
に限定した理由は、粘土鉱物質原料の配合量にあり、粘
土鉱物質原料が２０％未満あるいは５５％より多いと押
出し成形する時の坏土の可塑性が十分でなく、成形性が
悪くなるためである。

仮焼原料の粉砕物と粘土鉱物質原料の混合物の焼成温度
を１１００〜１４００℃に限定した理由は、１１００℃
より低いと焼締まった磁器が得られず、１４００℃より
高いと発泡し磁器を安定して製造できないためである。

（実施例） 以下本発明の実施例について説明する。

天施炭１ 石英質原料として珪砂、長石質原料としてカリ長石、ア
ルミナ質原料としてα−ＡＬｉＯｓ系アルミナ、及びボ
ーキサイト、粘土鉱物質原料として蛙目粘土を使用し、
珪砂、カリ長石、α−ＡＬｉＯｓ系アルミナ、及びボー
キサイトを各々ボールミルにて湿式粉砕した。尚、蛙目
粘土は水ひ物であり、１０μＩ以下の有効径を有する粒
子が９５％であるので粉砕を必要としない、粉砕した原
料の粒度分布曲線を第３図に示し、粒度分布を第２表に
示す。

これら粉砕原料を第４図のアルミナ質原料、石英質原料
、長石質原料の仮焼原料配合割合を示す斜線内のＡ〜■
までの９組成点について調合し、ボールミルにて湿式混
合して電気乾燥機にて乾燥後、エレマ電気炉にて１１５
０〜１３００℃の温度で仮焼した。

尚、サンプルＣ°は、サンプルＣの仮焼原料配合割合に
ＺｎＯを外挿で５％添加し、仮焼した磁器である。

第２表 前記仮焼原料と粘土鉱物質原料である蛙目粘土を後述す
る第３表に示す磁器配合割合で調合し、１０μ鞘以下の
有効径を有する粒子が８０％になるようボールミルにて
湿式粉砕した。この仮焼原料と蛙目粘土の混合泥漿をフ
ェロフィルターにて脱鉄し、４４μｍ篩へ通して、フィ
ルタープレスで脱水後、真空土練機で土練、押出しを行
なった。土練後、１２ｍｍφテストピースを成形、乾燥
し、連続焼成窯にて１３００〜１３５０℃の温度で焼成
して第３表に示す特性を存するＡ−１の１０種類の磁器
を製造した。

第３表に示したサンプルＪ、にの磁器は、第２図および
第４図に示す本発明の仮焼原料配合割合範囲外の組成で
あり、使用した原料、製造設備、及び製造条件はサンプ
ルＡ〜■と同一であって本発明の製造法に従い製造した
。また第３表に示した比較サンプルＬ−Ｎ、３種類の磁
器は従来製造法で製造したものであり、使用した原料は
石英質原料として珪砂、長石質原料としてソーダ長石、
アルミナ質原料としてα−＾Ｉ２Ｏ３系アルミナ、粘土
鉱物質原料として水ひ蛙目粘土であり、蛙目粘土を除く
珪砂、ソーダ長石、α−Ａ１．０３系アルミナを第３表
に示す磁器配合割合にて調合し、ボールミルにて湿式粉
砕して、蛙目粘土混合時に１０μ戴以下の有効径を有す
る粒子が７０〜８０％になるようボールミルにて湿式粉
砕した。該粉砕物と蛙目粘土とをボールミルで湿式混合
し、フェロフィルターにて脱鉄した。篩は８８μ謡を用
い、フィルタープレスで脱水後、真空土練機にて土練、
押出しを行い１２ｍｍφテストピースを成形、乾燥し、
連続焼成窯にて１３００〜１３５０℃の温度で焼成した
。

第３表に示した特性の試験方法として、結晶量の測定は
定量Ｘ線回折法により行い、化学組成の測定は湿式化学
定量分析法により行った。結晶及び欠陥の大きさは光学
顕微鏡、走査型電子顕微鏡にて観察し、１２１φ無釉テ
ストピース曲げ強度は荷重試験機を用い、荷重速度とし
てクロスヘアトスピード０．５ｍｍ／ｌ１ｌｉｎでスパ
ン１００ｍｍの３点曲げ法にて測定した。熱膨張率は光
でこの原理を応用したミラ一式熱膨張計を用い、試料形
状４ｍ＋ｏφＸ５０．００ｍ＋ｍにて測定した。電気特
性の内、体積固有抵抗、誘電率、誘電正接はＪＩＳ　Ｃ
２１４１、絶縁耐力はＶＤＥ−０３３５に従い測定した
。耐酸度はＪＩＳ　Ｒ１５０３のＪＩＳ粉末法で測定し
た。

第３表において認められるように本発明の製造法で製造
したサンプルＡ−１は、結晶の大きさが１５〜１８μｍ
、欠陥の大きさが２６〜３８μｍであり、化学組成が、
ＳｉＯ□：３３〜８０％、ＡｈＯｉ：１６〜６３％、Ｋ
、０とＮａ２Ｏの何れか１種又は２種：２．２〜５．１
χ、結晶量が、コランダム：５０％以下、ムライト：８
〜３５％、クリストバライト：３２％以下、石英＝９％
以下、全結晶量：４２〜６６％であった。又、曲げ強度
は１４２０〜２９４０ｋｇ／　ａｄであり、コランダム
を１８．８％含有するサンプルＥの曲げ強度が１９５０
に＋ｒ／ｃｏ！、コランダムを４９．２％含有するサン
プルＩの曲げ強度が２９４０ｋｇ／ｃｄであって、コラ
ンダム含有量が同量の従来製造法で製造した磁気と比較
して３０〜４０％の強度増大を示した。

本発明の仮焼原料配合割合範囲外の組成である比較サン
プルＪは、仮焼原料のカリ長石配合量が１０％のため磁
気中のに、ＯとＮａｚＯの何れか１種又は２種が１．２
χとなり、焼締り状態が悪く、欠陥の大きさが５５μ鞘
であって、曲げ強度が５７０ｋｇ／ｃｄであった。また
比較サンプルには、仮焼原料のカリ長石配合量が８０％
のため磁器中のＫｔＯとＮａｔＯの何れか１種又は２種
が７．３χ、全結晶量が１６．１％となり、曲げ強度が
１２１０ｋｇ／ｃ＋ｊであった。

従来製造法で製造したサンプルＬ−Ｎは、結晶の大きさ
が２５〜５０μｍ、全結晶量が３４〜３８％、欠陥の大
きさが５２〜８６μ鰯であり、曲げ強度が９５０〜１３
８０ｋｓｒ／−であった。

本発明の製造法で製造したサンプルＣ°は仮焼原料であ
る石英質原料、長石質原料、及びアルミナ質原料の他に
高強度、低熱膨張を狙いＺｎＯを５χ外挿添加して仮焼
した磁器であり、ＺｎＯの添加により曲げ強度が１００
ｋｇ／ｃｄ増大し、６５０℃における熱膨張率が０．０
９％低下した。

本発明の製造法で製造したサンプルＡ〜■の電気特性、
耐酸性は、従来製造法で製造したサンプルＬ−Ｎより優
れていた。

第５図（ａｌに本発明の製造法により製造したサンプル
Ｆの微細粒子構造を透過式光学顕微鏡写真で示す、第５
図（ｂ）に従来製造法で製造した比較サンプルＭの微細
粒子構造を透過式光学顕微鏡写真で示す、第５図の（ａ
ｌと（ｂｌを比較して認められるように、本発明の製造
法により製造された磁器の微細粒子構造は、従来の製造
法により製造された磁器の微細粒子構造より均質である
。

スｍ影 本発明は、とりわけ大型高圧碍子製造への適用に特徴が
あるため、第６図に示す胴径１４５ｍｍφ、等径２３０
ｍ＊φ、全長１１５０＋ｎｍの等位中実碍子と胴径１６
５ｍ＋ｍφ、全長１１５０＋＊ｓ＋、及び胴径１８５１
ＩｌｌＩｌφ、全長１１５０ＩＩｍの丸棒中実碍子製造
の実施例を以下に述べる。

適用した磁気は実施例１のサンプルＦであり、使用した
原料は石英質原料として珪砂、長石質原料としてカリ長
石、アルミナ質原料としてα−ＡＩｔ０３系アルミナ、
粘土鉱物質原料として水ひ蛙目粘土であり、珪砂、カリ
長石、α−ＡｂＯｉ系アルミナを第３表に示すサンプル
Ｆの仮焼原料配合割合にて調合し、１０μｍ以下のを動
径を有する粒子が９０％になるよう、トロンメルにて湿
式粉砕した。該粉砕物をフェロフィルターにて脱鉄し、
４４μ閘篩へ通して、フィルタープレスで脱水後、蒸気
乾燥機で乾燥した。該乾燥機をロールクラッシャーにて
１０μｍ以下になるよう解砕し、タイル焼成窯ローラー
ハースキルンで１１５０℃の温度で連続的に仮焼して、
ロールクラッシャーにて２ＩＩＩｌｌ以下となるよう粗
粉砕した。第３表に示す磁気配合割合に従い仮焼原料を
６９％と蛙目粘土３１％の内１５％を調合してトロンメ
ルへ仕込み、残りの蛙目粘土を混合した時の粒度が１０
μ麟以下の有効径を有する粒子が８０％になるよう湿式
粉砕し、粉砕後、残りの蛙目粘土１６％をトロンメルへ
仕込んで混合した。仮焼原料と蛙目粘土の混合泥漿をフ
ェロフィルターにて脱鉄し、４４μｍ篩へ通して、フィ
ルタープレスで脱水後、径が２９０〜３１０　ｍａ＋φ
、全長１８００ｍｍの素材を真空土練機で押出し、胴径
１４５Ｒ１１Ｉｌφ、等径２３０ｍｍ＋φ、全長１１５
０ｍｍの等位中実碍子と胴径１６５ｍｍφ、全長１１５
０＋＋＋ｍ、及び胴径１８５！ａｌｌφ、全長１１５０
ｍｍの丸棒中実碍子を各々３０本成形し、乾燥した。乾
燥後の全数観察において、胴部、蓋部の乾燥切れが全く
発生していないことを確認した。乾燥後、釉薬を施釉し
、連続焼成窯にて１３００〜１３５０℃の温度で焼成し
た。焼成した等位中実碍子、丸棒中実碍子の総てが焼成
切れを生じることなく、焼締り状態が良好であることを
確認した。尚、乾燥切れの観察は肉眼による外観検査、
焼成切れの観察は肉眼による外観検査とＸ線透過による
内部検出法、そして焼締り状態は中心部切出し品の吸湿
テストにて評価した。

本発明の製造にて製造した大型の高圧碍子である胴径１
４５ＩＩＩＩＩＩφ笠付中実碍子、胴径１６５ｍｍφ丸
棒中実碍子、及び胴径１８５■φ丸棒中実碍子は、従来
製造法と同様、乾燥切れ、焼成切れを生じることなく安
定して製造することができた。

（発明の効果） 以上詳細に説明したところから明らかなように、本発明
の高強度長石質磁器及びその製造法によれば、微細原料
の使用によりｒＩＩｉ器の微構造を均質にし、磁器の機
械的強度を増大せしめることができる。又、磁器原料の
うち石英質原料、長石質原料、及びアルミナ質原料の微
粉砕物の混合物を仮焼して均質な微構造を有する仮焼原
料とし、粘土鉱吻譬原料を加えて適当な粒度に調整する
ことにより磁気の製造工程である土練、押出し、成形、
乾燥、焼成の各製造工程にて製造可能な成形性を坏土に
もたせ、乾燥、焼成工程における切れの発生を防止する
ことができる。とりわけ本発明は大型高圧碍子用いると
一層その特徴を発揮し、高強度でコンパクト、且つ耐ア
ーク性能等の電気的特性に優れた高圧碍子を提供するこ
とができ、更に耐酸性等の耐薬品性に優れた磁器を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明における原料の粒度分布と比較のため
、従来の普通磁器、及びアルミナ含有磁器の原料として
使用されている石英質原料の粒度分布を示した図、 第２図は、石英質原料、長石質原料、及びアルミナ質原
料の配合割合を示す組成図、 第３図は、本発明の磁器に使用した石英質原料、長石質
原料、及びアルミナ質原料粒度分布を示した図、 第４図は、石英質原料、長石質原料、及びアルミナ質原
料の配合割合を示す組成図、 第５図ｆａ）は、本発明の製造法により製造した実施例
１のサンプルＦの粒子構造を示す透過式光学顕微鏡写真
、 第５図（ｂｌは、従来製造法で製造した実施例１のサン
プルＭの粒子構造を示す透過式光学顕微鏡写真・ 第６図は、蓋付中実碍子の概略図、 第７図は、石英質原料、長石質原料、及び粘土質原料か
ら成る普通磁器における原料調合物の粒度とテストピー
ス曲げ強度の関係を示した図である。 ◆−￥ｌＤ電兼（試） 第３図 ｔＪＪｊ１任（声→ 第４図 アルξす質原料 征−ｆｉｌｔｌ　　′３′＃　　５′６０　　″　８°
９０″長モｆ厘＃ 第５図 、ａ） ／Ｎ３゛ 主に二 第６図 第７図 ＩＯμｖｂｘＦｖ４交力９ト２膚す３メ立壬の豊量百介
草（％）手続補正書 昭和６０年　２月２５日 特許庁長官　志　　賀　　　　　学　殿１、事件の表示 昭和６０年特許　願第７１３９号 ２、発明の名称 ３、＋ｆａ正をする者 事件との関係　特許出願人 ４、代理人 ７、補正の内容（別紙の通り） １、明細書第２１頁第１θ行及び第１２行の１’−ＡＬ
、Ｏ，Ｊをｒ　Ａ４，０．　Ｊ　ニそれぞれ訂正する。 ＆同第２６頁第１７行の「磁気」を「磁器」に訂正する
。 δ同第２７頁第１行の「磁気」を「磁器」に訂正する。 転回第３９頁第１Ｓ、１フ、１９〜２０行の「微細粒子
構造」を「微構造組織」にそれぞれ訂正する。 ５、同第８０頁第１行の「微細粒子構造」を「微構造組
織」に訂正し、 同頁第９行の「磁気」を「磁器」に訂正する。 ６、同第８０頁第２０行〜第δ１頁ＷＥ１行の「タイル
焼ａ窯ロー？−ハースキルンＪ　ヲｒ＊イル焼成用ロー
ラーハースキルン」に訂正する。 ７、同第δ１頁第８行の「磁気」な「磁器」に訂正する
。 ８、同第８２頁第６行の「本発明の製造」を「本発明の
製造法」に訂正する。 ９、同第８８頁第４行の「碍子用いる」を「碍子に用い
る」に訂正する。 １０、同第８４頁第２行及び第５行の「粒子構造」を「
微構造組織」にそれぞれ訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁器を構成する主成分の化学組成が重量で、ＳｉＯ
   ＿２：２２〜８５％、Ａｌ＿２Ｏ＿３：１０〜７３％、
   Ｋ＿２ＯとＮａ＿２Ｏの何れか１種又は２種：１．５〜
   ６．５％％より成り、結晶相がコランダム、ムライト、
   クリストバライト、石英から成るグループから選ばれた
   少なくとも１種の結晶であって、結晶量が重量で、コラ
   ンダム：６０％以下、ムライト：５〜５０％、クリスト
   バライト：４０％以下、石英：１０％以下、全結晶量が
   ４０％以上であり、結晶の大きさが２０μｍ以下であっ
   て４０μｍを超える欠陥を有さず、無釉曲げ強度が１４
   ００ｋｇ／ｃｍ＾２以上であることを特徴とする高強度
   長石質磁器。 ２、磁器を構成する主成分の化学組成が重量で、ＳｉＯ
   ＿２：３０〜６０％、Ａｌ＿２Ｏ＿３：３０〜７３％、
   Ｆｅ＿２Ｏ＿３：１．５％以下、ＴｉＯ＿２：１．５％
   以下、ＣａＯ：０．７％以下、ＭｇＯ：０．５％以下、
   Ｋ＿２ＯとＮａ＿２Ｏの何れか１種又は２種：１．５〜
   ６．５％であり、結晶相の内コランダムが重量で２０〜
   ６０％であって、無釉曲げ強度が１８００ｋｇ／ｃｍ＾
   ２以上である特許請求の範囲第１項記載の高強度長石質
   磁器。 ３、主としてＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、Ｆｅ＿２Ｏ
   ＿３、ＴｉＯ＿２、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｋ＿２Ｏ、Ｎａ＿
   ２Ｏから成る化学組成の他にＴｉＯ＿２、ＢａＯ、Ｚｒ
   Ｏ＿２、Ｂ＿２Ｏ＿３、ＺｎＯから成るグループから選
   ばれた少なくとも１種の組成を２０重量％まで含む特許
   請求の範囲第２項記載の高強度長石質磁器。 ４、該磁器が碍子用磁器である特許請求の範囲第１項乃
   至第３項のいずれかに記載の高強度長石質磁器。 ５、該磁器が耐酸磁器である特許請求の範囲第１項乃至
   第３項のいずれかに記載の高強度長石質磁器。 ６、出発原料が石英質原料、長石質原料及びアルミナ質
   原料から成るグループから選ばれた少なくとも１種の原
   料を調合および／または粉砕して、１０μｍ以下の有効
   径を有する粒子が８５〜９５重量％含有する粒度分布と
   し、該粉砕物を９００〜１４００℃の温度で仮焼した原
   料と粘土鉱物質原料とを調合および／または粉砕して、
   １０μｍ以下の有効径を有する粒子が８５重量％以下と
   なるよう調整し、成形、乾燥後１０００〜１４００℃の
   温度で焼成することにより、結晶相が、コランダム、ム
   ライト、クリストバライト、石英から成るグループから
   選ばれた少なくとも１種の結晶を含有し、結晶の大きさ
   が２０μｍ以下であり、全結晶量が４０重量％以上であ
   って、４０μｍを超える欠陥を有さず、無釉曲げ強度が
   １４００ｋｇ／ｃｍ＾２以上の磁器を得ることを特徴と
   する高強度長石質磁器の製造法。 ７、前記仮焼原料の配合割合が石英質原料８５重量％以
   下、長石質原料１５〜７５重量％、アルミナ質原料８５
   重量％以下から成る特許請求の範囲第６項記載の高強度
   長石質磁器の製造法。 ８、前記仮焼原料４５〜８０重量％と前記粘土鉱物質原
   料２０〜５５重量％とを配合する特許請求の範囲第６項
   記載の高強度長石質磁器の製造法。 ９、該磁器が碍子用磁器である特許請求の範囲第６項乃
   至第８項のいずれかに記載の高強度長石質磁器の製造法
   。 １０、該磁器が耐酸磁器である特許請求の範囲第６項乃
   至第８項のいずれかに記載の高強度長石質磁器の製造法
   。