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公開番号2024079509
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-11
出願番号2022192490
出願日2022-11-30
発明の名称耐熱粘土原料および耐熱陶磁器
出願人株式会社ウイテン
代理人個人
主分類C04B 33/13 20060101AFI20240604BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】実用上十分な耐久性を備える耐熱陶磁器の原料となる耐熱粘土原料、および、この耐熱粘土原料の焼成体として得られる耐熱陶磁器を提供する。
【解決手段】耐熱粘土原料は、粘土、溶融石英、および強度向上材を含み、強度向上材は、鉄供給源となる物質およびマグネシウム供給源となる物質の少なくともいずれかであり、耐熱粘土原料の焼成体の曲げ強度が、強度向上材を含まないこと以外は同じ構成の耐熱粘土原料の焼成体の曲げ強度よりも10%以上大きく、耐熱粘土原料は、強度向上材を耐熱粘土原料全体に対して0.1～80質量%含み、耐熱粘土原料の焼成体は、室温から700℃における線膨張係数が0.1～5.0×10^-6/Kである。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
粘土、溶融石英、および強度向上材を含む耐熱粘土原料であって、
前記強度向上材は、鉄供給源となる物質およびマグネシウム供給源となる物質の少なくともいずれかであり、
前記耐熱粘土原料の焼成体の曲げ強度が、前記強度向上材を含まないこと以外は同じ構成の前記耐熱粘土原料の焼成体の曲げ強度よりも１０％以上大きいことを特徴とする耐熱粘土原料。
続きを表示（約 430 文字）【請求項２】
前記耐熱粘土原料は、前記強度向上材を前記耐熱粘土原料全体に対して０．１～８０質量％含むことを特徴とする請求項１記載の耐熱粘土原料。
【請求項３】
前記耐熱粘土原料は、前記鉄供給源となる物質として酸化鉄を前記耐熱粘土原料全体に対して０．１～３０質量％含むことを特徴とする請求項１記載の耐熱粘土原料。
【請求項４】
前記耐熱粘土原料の焼成体は、室温から７００℃における線膨張係数が０．１～５．０×１０
-6
／Ｋであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の耐熱粘土原料。
【請求項５】
前記溶融石英の粒子径が、０．０１～５．００ｍｍであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の耐熱粘土原料。
【請求項６】
耐熱粘土原料の焼成体である耐熱陶磁器であって、
前記耐熱粘土原料が、請求項１または請求項２記載の耐熱粘土原料であることを特徴とする耐熱陶磁器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐久性に優れる工業素材や家庭用素材などの原料として用いられる耐熱粘土原料に関するものである。特に、直火用などの食器または調理器として使用可能な耐熱陶磁器に用いられる耐熱粘土原料に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
コージライトや、ペタライト、アルミナ、ユークリプタイトを用いた低膨張のセラミックス焼結体は、陶磁器製品や低膨張を特徴とするセラミックとして工業的に利用されている。これらは、曲げ強度などの機械的強度に優れるとともに、線膨張係数が小さく、耐熱衝撃性に優れていることが知られている。
【０００３】
従来の直火用の耐熱素材は、土鍋のような耐熱陶器製調理器や食器に使用されてきた。他にも瓦やレンガなどの低膨張性能を必要としている製品にも含まれている。日本国内での直火用の耐熱素材は、主流は、低膨張のセラミックス原料であった。陶磁器などが熱衝撃により割れる理由は、機械的強度不足や、加熱・冷却に伴う体積変化による破壊である。低膨張のセラミックス原料を粘土と混合することにより、耐熱性能を向上させることができる。
【０００４】
このように、低膨張のセラミックス原料は粘土と混合した混合粘土として利用され、この混合粘土を焼結したものは耐熱陶磁器として広く普及している。例えば、特許文献１では、粘土を２０～８０重量％、所定メッシュサイズのペタライトを８０～２０重量％の割合で混練した混錬体とし、これを炭素粒子と珪酸化合物の混練体と混練した後、所定の温度で焼成することを特徴とする耐熱材の製造方法が提案されている。
【０００５】
ここで、ペタライトなどの鉱物は多くを輸入に頼っていることから、資源情勢などの変化により入手が困難となるおそれがある。そのため、安定的に入手可能な原料を用いた耐熱陶磁器用の新たな組成の開発が行われている。
【０００６】
例えば、特許文献２には、粘土および溶融石英を主成分とする耐熱粘土原料が記載されている。特許文献２に記載の耐熱粘土原料は、ペタライトに依存することなく低コストで製造可能であり、かつ、焼成条件に関わらず低膨張で高い耐熱性を備える耐熱陶磁器の原料となる旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１１－５７５１７号公報
特開２０１９－１３７６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に記載の耐熱粘土原料を用いた耐熱陶磁器の場合、高い耐熱衝撃耐性を備えるものの、用途や形状によっては物理的な衝撃に対する強さ（特に、靭性など機械的強度）が求められる。用途や市場拡大のためには、薄厚の製品や、荷重のかかる大型の製品に適用しても割れないように、実用上十分に高い耐久性を有することが望ましい。
【０００９】
本発明はこのような背景に鑑みてなされたものであり、実用上十分な耐久性を備える耐熱陶磁器の原料となる耐熱粘土原料、および、この耐熱粘土原料の焼成体として得られる耐熱陶磁器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】
【００１０】
本発明の耐熱粘土原料は、粘土、溶融石英、および強度向上材を含む耐熱粘土原料であって、上記強度向上材は、鉄供給源となる物質およびマグネシウム供給源となる物質の少なくともいずれかであり、上記耐熱粘土原料の焼成体の曲げ強度が、上記強度向上材を含まないこと以外は同じ構成の上記耐熱粘土原料の焼成体の曲げ強度よりも１０％以上大きいことを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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