JPH0542925B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） この発明は陶磁器用坏土の製造方法に関し、詳
しくは原料の微粉砕及び均一混合手法に特徴を有
する坏土の製造方法に関する。 （従来の技術） 従来より行われている坏土の一般的な製造方法
は、原石質原料をクラツシヤー等にて粗砕した
後、更にこれをボールミルを用いて湿式で微粉砕
して懸濁液状とし、これを同じ懸濁液状化した粘
土質原料と混合した後に、一定の操作を加えて坏
土と為すものであつた。第９図はその製造工程の
流れを示したものである。この図に示す工程を具
体的に説明すると、先ず原石質原料またはシヤモ
ツト等をクラツシヤーにて粗砕し、次いでこれを
ボールミルを用いて湿式微粉砕して懸濁液状とす
る。 一方これとは別に粘土質原料を懸濁液状化して
おいて、これを前記原石質原料の懸濁液とともに
均一に混合する。次にその混合液をフイルタープ
レスにかけてケーキを造り、そしてそのケーキか
らデシン造粒機によつて含水率７〜８％のデシン
粉を作成し、乾式成形用の坏土と為す。 或いは上記懸濁液を混合したものをスプレード
ライヤーにて乾燥・造粒し、含水率７〜８％の程
度のスプレー粉を造る。これを同じく乾式成形用
の坏土となす。 或いはまた、これとは別にフイルタープレスに
かけた原料を乾燥・含水調整して、含水率20〜25
％程度の湿式成形用坏土を得る。 （発明が解決しようとする課題） しかしながらこの方法は、原料微粉砕に際して
大型のボールミルを用い、また脱水、乾燥等のた
めにフイルタープレス或はスプレードライヤを用
いるために、それら装置によりスペースが広く占
有されるのみならず、一度の処理量が大量であつ
て、多品種、少量生産に対しては十分に対応でき
ない不具合があつた。 また得られる坏土について見た場合、どの工程
を通つた場合にも、坏土の反応性及び流動性の何
れの特性も十分であるものが得難い問題があつ
た。例えばデシン造粒機を用いて乾式成形用坏土
を製造した場合、デシン造粒の特性から、得られ
る二次粒子（デシン粉）の形状は、第８図Ａに示
すように凹凸の激しい不規則形状のものであつ
て、坏土粉末をプレス成形する際の粉の流動性が
悪く、このために成形体における原料粒子の充填
密度が不均一となつて、焼成の際の収縮量及び各
製品毎の寸法のばらつきが大きくなつてしまう。 一方スプレー粉の場合には、第８図Ｂに示すよ
うにその形状は球形に近いものがあつて、乾式成
形の際の流動性は良好であるが、デシン粉の場合
と同様に粉を構成する一次粒子の表面積が小さい
（ボールミルによる粉砕にて一次粒子が形成され
ることに基づく）ために、焼成時の粉の反応性に
おいて未だ不十分である。 （問題を解決するための第一の手段） 本発明はこのような課題を解決するためになさ
れたものであり、その要旨は、陶磁器用原料を粗
砕及び微粉砕した上均一混合して坏土を製造する
に際し、該粗砕した原料を、粒子を乾いた状態で
互いに高速で衝突させることによつて粉砕する形
式の乾式粉砕機を用いて微粉砕し、その後の該微
粉砕した原料を、回転する容器及びその内部に配
設され且つ該容器とは逆方向に高速回転する撹拌
回転子を備えた反転動式ミキサーを用いて均一に
分散・混合せしめることにある。 即ち本発明では、陶磁器用原料、一般的には長
石、陶石、蝋石等原石質原料或はシヤモツト等を
粉砕し、そしてこれを乾式粉砕機を用いて微粉砕
する。ここで乾式粉砕機とは、エアー等をキヤリ
ヤとして原料粒子を高速で互いに衝突させて砕
き、以て微細粒子化するもので、このような乾式
粉砕機の一例としてMineral Mining
Technology GmbH社製のエアーインパクトミ
ルが知られている。 この乾式粉砕機は、粒子同士を衝突させて割
り、或いは砕くものであるために、得られた粒子
の表面は、微少且つ小刻みな凹凸のあるギザギザ
状表面となる。即ち従来のボールミルによる粉砕
の場合には、第２図に示すように得られる粒子の
形状は、全体形状が丸く且つ表面も滑らかな表面
となるのに対し、かかる乾式粉砕機により微粉化
された粒子は、第１図に示すように全体として丸
形状であるが、表面状態はギザギザ状の凹凸表面
となるのである。尚、乾式粉砕機にて原料を粉砕
する際、粘土質原料を混合して、その混合状態で
原料粉砕を行うことも勿論可能である。 本発明では、上記操作で微粉化した原料を、反
転動式ミキサー（逆流式ミキサー。以下同じ）を
用いて均一に分散・混合する。ここで反転動式ミ
キサーとは、回転する容器とその内部に配設され
た撹拌回転子とを備え、その容器をゆつくりと回
転させるとともに、内部の撹拌回転子を容器とは
逆方向に高速で回転させることによつて、原料粒
子を混合するもので、そのような反転動式ミキサ
ーとしては、例えばEirich社製のＲタイプミキサ
ーが知られている。 このように、本発明では乾式粉砕機及び反転動
式ミキサーを用いて原料の微粉砕から均一混合ま
でを行うために、原料の粉砕・混合用として従来
用いられているボールミルを必要としない。而し
てこれら乾式粉砕機、反転動式ミキサーは、従来
のボールミルに比べて少容量且つ小型であるため
に、装置全体の設置スペースは少なくて済み、ま
た少量ずつの処理が可能であるために、多品種、
少量生産の要請に対しても十分に対応することが
できる。 また本発明では原料を乾式で処理するために、
給排水設備、配管等も必要でなくなる。のみなら
ず、品種切替えの際の段取り時間も短縮化される
利点が生ずる。 従来の方法の場合、品種切替えに当つてボール
ミルを長時間かけて洗浄する必要があつたのであ
るが、本発明では原料を乾式で処理し、且つ一度
の処理量も少ないために、品種切替えのための段
取り時間が大幅に短縮され、ひいては生産能率も
高められる効果が生ずるのである。 以上の外に、本発明の特徴として、得られる坏
土粒子の焼結反応性が優れていることが挙げられ
る。上述したように本発明において得られる一次
粒子は表面がギザギザ状の小刻みな凹凸のあるも
のであるために、従来のボールミルにて得られる
一次粒子に比べて表面積が大きくなる。このこと
は本発明者の行つた実験の結果を示す第３図に明
瞭に現われている。この図は従来のボールミルを
用いて原料を微粉砕した場合と、本発明に従つて
乾式微粉砕した場合との各一次粉末粒子の表面積
を比較して示したものであるが、図示の如く後者
の場合には、一次粒子の表面積が前者のボールミ
ルによる場合のそれに比べて大幅に大きくなつて
いる。このために本発明では坏土、またその坏土
を使用した成形体の反応性が高くなつて、焼結性
能が向上するのである。 而してこのように焼結性能が向上すれば、従来
よりも低温での焼成が可能となるのであり、或い
は焼成温度を従来と同じとすれば、一次粒子の粉
度を従来のそれよりも粗くすることが可能とな
る。例えば従来の方法では20μｍまで原料を擦り
込まなければならなかつたとすると、本発明では
30μｍ程度で一次粒子の微粉化を止めることがで
きるようになるのである。この場合、得られた粉
体は一定の粒度分布幅をもつていて、中には粗い
粒子に混じつて細かい粒子も当然に含まれている
から、このような粒子から坏土を得てこれを成形
したとき、坏土粒子の充填がより緻密となり、こ
れにより焼成時の成形体の収縮が小さくなる効果
が生ずる。 （課題を解決するための第二の手段の） 次に本願の第二の発明は、上記反転動式ミキサ
ーを高速度回転して原料粉を均一に分散・混合し
た後これを低速回転させることにより、該混合し
た原料を所定の水分状態の下で造粒化することを
特徴とするものである。即ち反転動式ミキサーと
して上例のＲタイプミキサーを用いた場合、例え
ばこれを1800rpm程度の高速で回転させて先ず原
料粉を混合した後、これに所定量の水分を加えて
400rpm程度の低速で回転させ、先の操作で微粉
化した一次粒子を数十μｍ程度の二次粒子に造粒
化するのである。而してこのような反転動式ミキ
サーにて造粒化した粉（二次粒子）は、全体形状
が丸形状であることが実験により確認されてい
る。そしてこのように二次粒子の形状、つまり坏
土粉末の形状が丸形状であることから、坏土を乾
式成形したときの粉の流動性が良好となる。即ち
第二の発明によれば、焼結反応性と流動性との二
つの特性を具備した粉が得られるのであり、そし
てその良好な流動性に基づいて、坏土を成形した
時の成形体における原料の充填密度が高く且つ均
一となり、以て焼成時の収縮、焼成品の寸法のば
らつきが更に小さくなるのである。 また本願の第二の発明では、原料の混合と造粒
とを同じ反転動式ミキサーを用いて行うために、
従来のデシン造粒機、スプレードライヤー等の設
備も不要となり、全体としての装置の設置スペー
スが更に節減される外、原料の微粉化から造粒に
至るまで、少量づつ処理することが可能となる。 （課題を解決するための第三の手段） 本願の第三の発明は、前記反転動式ミキサーの
高速回転により均一に分散・混合した混合原料
を、凝集造粒手法により造粒化することを特徴と
するものである。 混合原料を凝集造粒するための装置としては、
例えばLodige社製のCBタイプミキサーがあり、
而してこのような手法にて得られる粉（二次粒
子）は、従来のスプレードライヤーにて得られる
粉と遜色ない程度に優れた流動性を示す。のみな
らず本法にて得られる粉は柔らかく、従つてこれ
をプレス成形すると、該粉は良くこなれて成形キ
ヤビテイ内に万遍なく充填される。このため成形
体における原料密度はより均一且つ緻密となつて
焼成収縮が更に小となり、これに伴つて製品寸法
のばらつきも小さくなる。 尚、本法の場合においても、坏土粉末を構成す
る一次粒子は前述の乾式粉砕によつて得られたも
のであつて、焼結反応性に富んだものである。こ
のことは前記第二の発明及び後述の第四の発明に
おいても同様である。 尚本法の場合、第二の発明に比べて凝集造粒の
ための装置が必要となるが、従来の造粒機（デシ
ン造粒機、スペレードライヤー）に比べれば装置
の設置スペースは少く、また少量ずつの処理が可
能であるため、多品種、少量生産の要請に対して
も十分に対応できる。 （課題を解決するための第三の手段） 本願の第四の発明は、前記反転動式ミキサーの
高速回転により均一に分散・混合した混合原料に
所定量の水分を添加した上、これを混練すること
を特徴とするものである。 ここで原料の混練は、上記混合操作を行つた同
じ反転動式ミキサーを用いて行うことができる。
尚、本発明は湿式成形用の坏土を製造するもので
あり、坏土の最終の含水率は湿式成形に適した水
分量・例えば20〜25％の含水量にコントロールさ
れる。 本発明にて得られる坏土は上記のように湿式成
形用のものであつて、乾式成形の場合のように坏
土粉末の流動性は特に問題とされないが、従来方
法にて得られる湿式坏土に比べれば、坏土を構成
する粒子の反応性が良く、またこれを成形したと
き、成形体における原料の充填密度が高くなるな
どの特長を有している。 （実施例） 次に本発明をより具体化すべく、以下にその実
施例を説明する。 第４図、第６図及び第７図は実施例において用
いた乾式粉砕機１５（Mineral Mining
Technolgy GmbH社製のエアーインパクトミ
ル）、反転動式ミキサー２５（Eirich社製のＲタ
イプミキサー）及び凝集造粒機３５（Lo¨dige社
製のCBタイプミキサー）を示したものである。
先ずこれら装置の構成について簡単に説明する。
第４図において、１０はスクリューフイーダであ
つて、ホツパ１２より供給された原料はこのスク
リューフイーダ１０により送られた後、二股の分
岐路１４，１６に分れ、更にコンプレツサ３４よ
り供給される高圧エアーにより逆方向に高速で運
ばれ、そして粉砕ゾーン１８で互いに衝突させら
れて細かく砕かれる。微粉化した粒子は通路２０
に沿つて上昇し、次いで分級室２２内に入り込
む。分級室２２内に入つた粒子は、ブロア２４か
ら吹き出されたエアーの流れに乗つて上昇させら
れ、更にエアー分級機２６、通路２８を経てタン
ク３０に集められる。 次に第６図において、３６は回転容器であつて
内部に回転羽根３８が偏芯配置されている。而し
て容器３６が矢印Ｐの方向に回転させられる一
方、羽根３８がこれとは逆方向に高速回転させら
れると、内部に収容ざれた原料が矢印で示す方向
に流動し、その過程で均一に混合される。 第７図に示す凝集造粒機３５において、４０は
容器であつて内部に回転軸４２と羽根４４とが設
けられており、その羽根４４が軸４２と一体で回
転させられるとともに、羽根４４の先端部から所
定量の水分が供給されることによつて、容器４０
内に収容された原料粒子が凝集・造粒する。 実施例 ０

【表】 さて、本実施例では第１表に示す組成の原料を
第４図の乾式粉砕機１５を用いて粉砕し（粉砕圧
力７Kg／cm²、含水率０％に完全乾燥）、そしてこ
れを第６図に示す反転動式ミキサー２５（Ｒタイ
プミキサー：容量80）を用いて混合及び造粒試
験を行つた。その際の試験条件は第２表に示す如
くである。即ち上記乾式粉砕機１５で粉砕した原
料36.6Kgと蛙目粘土5.1Kg（含水率35〜40％）を
反転動式ミキサー２５内に入れ、そして回転羽根
３８を回転数1800rpmで15分間回転させて混合し
た後（ここまでの操作をＡとする）、水分を加え
て含水率12％、即ち水分が固形分に対して外割り
で12％となるようにコントロールした。次いで羽
根３８を回転数400rpmで４分間回転させて、分
散させた原料粒子を造粒した後、更に羽根３８を
1800rpmで２分間回転させて解砕した。尚この解
砕工程は、先の低速回転操作、つまり造粒操作で
２次粒子が所望径よりも大きくなるため、再びこ
れを所望径まで解砕するためのものである。 この解砕がすんだら次にこれを第５図に示す如
き流動層乾燥４５を用いて乾燥（100℃）し、最
終的に含水率が７％の乾燥成形用坏土を得た。得
られた試料の特性を調査したところ、第３表〜第
５表の如くであつた。

【表】 実施例 ２ 実施例１と同じ原料を同じ量だけ用いて上記Ａ
までの操作を行い、次に混合した原料を反転動式
ミキサー２５から取り出して、第７図に示す凝集
造粒機３５に入れ、1800rpm、入口から出口まで
の所要時間４秒の条件で凝集造粒を行つた（この
時の含水量は上記と同じ12％）。次にこれを凝集
造粒機３５より取り出して流動層乾燥を行い、乾
式成形用坏土を得た。得られた坏土の特性を調査
したところ、第３表の如くであつた。 尚、比較のために同じ組成の原料を用いて従来
の手法により乾式成形用坏土を製造し（デシン造
粒スプレードライヤ造粒）、得られた坏土の特性
を調査して第３表〜第５表に示した。 乾式粉砕機１５を用いて原料を微粉砕し且つ反
転動式ミキサー２５を用いて混合且つ造粒した坏
土（反転動造粒坏土）及び凝集造粒機３５を用い
て造粒した坏土（凝集造粒坏土）は、何れも従来
のデシン粉に比べて流動性が良好であつた。特に
後者の坏土は、スプレー粉の流動性に近い値が得
られる外、粉の硬さも軟らかく、このため成形体
における原料密度が高く且つ均一化して、ばちの
程度が少なくなり、また焼成品の寸法のばらつき
も少なくなつている。尚第４表、第５表中は焼
成品の平均寸法であり、ｓはばらつきの程度を示
す数値である。 実施例 ３ 第１、第２の実施例と同様の組成の原料を乾式
粉砕したものと蛙目粘土とを夫々60％、40％の割
合で用い、これを１、２の実施例と同じく容量80
のＲタイプミキサーに40Kg投入して

【表】

【表】

【表】 高速で分散・混合を行い、次いで回転数を
1000rpmに落して６分間運転して混練するととも
に最終の含水率を21％となるようにコントロール
し、湿式成形用坏土を得た。得られた坏土は、こ
れを構成する一次粒子の表面積が大であることか
ら、良好な焼成反応性を示した。 以上本発明の実施例を詳述したが、本発明は原
料として粘土を用いない場合においても適用可能
であるし、また乾式粉砕機、反転動式ミキサー、
凝集造粒機として上記例示したもの以外のものを
用いることも可能であるなど、その趣旨を逸脱し
ない範囲において、様々な態様において実施する
ことが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は原料を乾式粉砕機により粉砕したとき
に得られる一次粒子の形状を示す図であり、第２
図は従来のボールミルにて原料を粉砕したときに
得られる一次粒子の形状を示す図である。第３図
は第１図の一次粒子と第２図の一次粒子との表面
積を比較して示す図であり、第４図、第５図、第
６図及び第７図は夫々本発明の実施例にて用いた
乾式粉砕機、流動層乾燥機、反転動式ミキサー及
び凝集造粒機の原理を説明するための説明図であ
る。第８図は従来の手法にて造粒されたデシン粉
及びスプレー粉の形状を示す図であり、第９図は
従来一般に行われている坏土の製造方法の各工程
を説明するための説明図である。 １５：乾式粉砕機、２５：反転動式ミキサー、
３５：凝集造粒機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 陶磁器用原料を粗砕及び微粉砕した上均一混
   合して坏土を製造するに際し、該粗砕した原料
   を、粒子を乾いた状態で互いに高速で衝突させる
   ことによつて粉砕する形式の乾式粉砕機を用いて
   微粉砕し、その後に該微粉砕した原料を、回転す
   る容器及びその内部に配設され且つ該容器とは逆
   方向に高速回転する撹拌回転子を備えた反転動式
   ミキサーを用いて均一に分散・混合せしめること
   を特徴とする坏土の製造方法。 ２ 前記反転動式ミキサーを高速回転して原料粉
   を均一に分散・混合した後、これを低速回転させ
   ることにより、該混合した原料を所定水分状態の
   下で造粒化することを特徴とする乾式成形用坏土
   の製造方法。 ３ 前記反転動式ミキサーを高速回転することに
   より均一に分散・混合した混合原料を、凝集造粒
   手法により造粒化することを特徴とする乾式成形
   用坏土の製造方法。 ４ 前記反転動式ミキサーを高速回転することに
   より均一に分散・混合した混合原料に対して、所
   定量の水分を添加した上、混練することを特徴と
   する湿式成形用坏土の製造方法。