説明

着色陶器製品

【課題】従来の陶器製品の廃材を利用した色種の豊富なものは、焼成工程を必要としているものが多く、焼成工程が不要なものでは、色種が豊富でなかった。
【解決手段】陶器製廃材の破砕片に、着色材と合成樹脂とを混合した着色液を付着させたことを特徴とする着色陶器製品を提供する。前記の着色液は、アクリル系、シリコン系、ウレタン系等の合成樹脂と、無機顔料又はカーボン及び/又は天然鉱物や金属粉末等を混合し、必要に応じて石膏ボードの粉末を添加して得られる。破砕片と着色液を混合、乾燥させ、それをもう一度繰り返して、2回の着色により、色の鮮やかさや、まだら模様などの複雑な色の表現が可能になる。また、焼成工程を不要としたので製造効率がよい。なお、本発明の陶器製品は、着色が施されているにも関わらず高い吸水性を誇るので、植物の生育にも一定の効果が確認できた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、陶器製品の製造工程や施工現場等から発生する廃材に着色を施した着色陶器製品に関するものである。
【背景技術】
【0002】
遊歩道の舗装や園芸用土に用いられる既製品の砂利には、天然の岩石の粉砕物や、陶器廃材、ガラスなどを粉砕した再利用品がよく使用されている。これらの砂利の色は、天然由来の色や、陶磁器又はガラスの素材を生かした色など多くの種類が存在している。
【0003】
陶器製品の一例として、廃瓦の再利用を記載した特許文献1発明がある。この発明によると、図5に示すように加水してどろどろの状態まで混練した窯業用粘土液9bと、焼成加工してなる粘土かわらの廃材を粉砕した粘土かわらの粉砕片9aとを混合して、該粘土かわらの各粉砕片周りに前記窯業用粘土液をコーティングさせることにより、該コーティングした窯業用粘土をバインダーとして粘土かわらの各粉砕片を粘着接合可能な状態に構成し、しかる後、前記窯業用粘土をコーティングした粘土かわらの粉砕片を所望形態の型内に収容して加圧成形することにより所望形態のブロックを形成し、該形成ブロックを乾燥させた後、焼成することによって得られる廃瓦再利用製品がある。これにより、廃棄物として処分されている廃瓦をリサイクル製品として再生できるうえ、それ自体の色の劣化がなく均質性に優れているといった効果を発揮する。
【0004】
同様の例として、特許文献2に記載の発明がある。この発明によると、廃ガラスや廃瓦(陶磁器類)の再利用方法として、ガラス又は陶磁器の細破砕粒を合成樹脂製バインダー及び合成樹脂製硬化剤に混合したことを特徴とし、さらに前記細破砕粒は着色されたカラー舗装材がある。これにより、舗装面にガラス又は陶磁器の細破砕粒の色を舗装面にそのまま顕現せしめることができるという効果を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2005−35862号公報
【特許文献2】特開平9−228304号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記特許文献1又は2に記載の発明では以下の問題点があった。つまり、天然由来や陶器またはガラスなどの素材の色は限定的であり、しかも色幅に偏りがあるため色種には富んでいなかった。したがって、これら従来技術では、自然色(素材又は原料そのものの色)での生産は可能であるが、所望の色を揃えることができないという問題点があった。
【0007】
以上のことをかんがみ、本発明の課題は、一般的な廃棄物である陶器製品の廃材を使用し、着色手段により所望の色、パターンを有した着色陶器製品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の課題を解決するために、本発明は陶器製廃材の破砕片に、着色材と合成樹脂とを混合した着色液を付着させた構成を採用する。この構成を採用することにより、適切な着色材の種類及び配合を選択することで、所望の色の設定をすることが可能であり、しかも合成樹脂をバインダーとして破砕片に着色したので、不焼成で形成することができる。
【0009】
上記の発明をより効果的に発揮するために、以下の構成も採用する。
【0010】
前記した着色液を、前記破砕片に対し2度付着させる構成としたので、例えば1度目と同じ着色材を用いれば着色させた色がより鮮やかになるとともに、ムラが生じにくくなる。また、2度目に付着させる着色材を1度目とは違った着色材に変更すれば、斑点模様やグラデーションを効かせたような多種多様な色も出すことができる。さらに、着色のいかんによっては色合いの微調整が容易にできる。
【0011】
また、前記破砕片の粒径が5〜20mmである構成とすることにより、特に廃瓦の場合は、排出されたものを単純に粉砕するだけでよいので、粉砕に対する手間が最低限で済む。特に粘土瓦の場合、一般的な厚みは12〜16mmであり、一般部より肉厚になっている部位でも20mm程度となっているため、一回の破砕工程を経れば容易に生産でき、取扱いが容易で製造工程においても問題がない。
【0012】
さらに、前記合成樹脂は、アクリル系樹脂、アクリル−シリコン樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ABS樹脂、PET樹脂、PS樹脂等の合成樹脂のうち少なくとも一つ以上含まれる構成とすることにより、破砕片と着色材とを固着する一種のバインダーとして働いて、着色材の破砕片への付着が容易かつ確実に行える。しかも、合成樹脂と着色材との混合させた着色液を付着させているだけであるから、焼成が不要である。
【0013】
そして、前記着色液を付着させた後の破砕片が、多孔質であることにより、破砕片に着色をしても高い吸水性を維持することができるので、例えば観葉植物の植木鉢の表面に敷くと、高い保水性を有することができる。
【発明の効果】
【0014】
本発明の着色陶器製品により、不焼成でありながら陶器製廃材に所望の色を着色させることができるとともに、高い保水性を有する製品を提供できるという効果を発揮する。素地色を問わず陶器製品を提供することができ、しかも所望の色を有しながら高い保水性を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の製造工程のフロー図を示す。
【図2】本発明の着色陶器製品の断面模式図である
【図3】本発明にかかる陶器製品を利用していない植木鉢の断面図を示す。
【図4】本発明にかかる陶器製品を利用した植木鉢の断面図を示す。
【図5】従来技術を示す。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明における実施例について詳述する。まず、本発明の着色陶器製品を構成する破砕片10、合成樹脂31及び着色材32について詳述する。
【0017】
本発明で用いる破砕片10は、粘土などの土を原料として焼いた陶器製品を細かく砕いたものであり、本発明の着色陶器製品1の基材となるものである。これらは、一般的に粘土瓦製造工場や陶器製植木鉢の工場、レンガ工場などから排出される、いわゆるロス製品や、粘土瓦やレンガの施工現場から排出される端材、瓦屋根の葺き替え等により不要となった粘土瓦などが挙げられる。前記のように不要となった陶器製廃材Xは、製造工場からの排出量だけでも膨大な量があるため、本発明の破砕片10は、環境負荷も考慮してこれら廃材を原料として利用することが望ましい。一方、これら破砕片10は、基本的に粘土が主原料であり、成形、乾燥、焼成の各工程を経てできたものの廃材であるから、それ自身が多孔質であり単体で高い吸水性を有する特徴がある。なお、釉薬を塗布し焼成した陶器瓦や植木鉢では、釉薬面がガラス質で構成されているためその部分のみ吸水率が低くなっていることから、高い吸水率を確保するために前記釉薬面を除去しておくことも可能である。
【0018】
破砕片の粒径について、粘土瓦を例に挙げると、愛知県陶器瓦工業組合でのシャモット(粉砕物)の製造上の定義では、粉状のシャモットは0.5mm以下、特殊シャモットは2mm以下、5mm以下、10mm以下にそれぞれ粒度調整されたもの、ビットは粒径が40mm以下の不揃いなもの、などとなっている。これらのうち、ビットの使用量が最も少なく、再利用化があまり進んでいないとされる。これらも考慮して、本発明の破砕片には、着色するのに適した粒径として2〜40mm程度のものを採用することが可能である。この点についてさらに詳述すると、破砕片の粒子径が5mmより小さくなると、見た目が砂状となるうえ、陶器製品(砂利)としての形状が保てないため望ましくない。また、20mmを超えるような大きさのものでは、取扱いがしにくく、製品としての意匠性に優れないという懸念がある。したがって、これらの点や、着色後の見栄えなども考慮すると、本発明の着色陶器製品1で用いる破砕片10は、その大きさが5〜20mm程度であることが望ましい。廃瓦の場合、基の粘土瓦の厚みが12〜16mmであり、最も肉厚部分でも20mm程度であるから、一回の破砕だけで概ね前記の粒径を確保することができる。なお、自然な状態を醸し出させることができるよう、前記粒径は、その範囲で不均一である方が好ましいが、これには限定されない。
【0019】
本発明で用いる合成樹脂31は、アクリル系樹脂、アクリル−シリコン樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ABS樹脂、PET樹脂、PS樹脂等の合成樹脂が用いられる。これら合成樹脂の中では、ウレタン樹脂が最も破砕片に対する接着性は強いが、対してコストが割高になる。よって、この中では汎用性に富むアクリル樹脂を用いることが望ましい。アクリル樹脂は、世間一般で最も汎用的な樹脂の一つであるため特に好ましい。これらのほかでも、合成樹脂単体で無色透明又はそれに近い様態、もしくは耐水性、耐候性、耐酸性、耐アルカリ性に優れたものであるならば、着色材による着色において望ましいし、安価なものであればなお良い。これら合成樹脂31は、着色材32と混合して着色液3となり、上記の破砕片10に付着させるいわゆるバインダーの役割をしている。一方で、酢酸ビニルやポリビニルアルコールなどは、親水性があるため本発明のような着色陶器製品では用途、使用環境を考慮すると不適であり、耐候性についても安定に欠けるため、好ましくない。参考までに、発明者が合成樹脂31の種類として好適な例を検討した結果を表1に示す。
【表1】

【0020】
また、合成樹脂31への添加剤として、JISA6901等に規定されている石膏ボードの粉末を使用すると効果的である。石膏ボードには、少量ながらも「のり」の成分が含まれており、合成樹脂31の破砕片10への接着を補助するほか、一度破砕片10を覆った着色液3(皮膜)を離れにくくすることがあるなど、効果的な働きがある。さらには、着色液3にて着色し乾燥させた後の合成樹脂31の光沢を押さえ、つや消し状の仕上がりにする効果がある。つや消し状にすることにより、屋外に使用した場合において自然の景観と調和させることができるなど落ち着いた雰囲気を表現することができる。つや消し状の仕上がりにするには、石膏ボードの粉末のほかにも、珪砂の粉末、ガラスの粉末などの窯業用原料があるが、前記のような「のり」の成分が含まれていないため、それら単独での接着性はない。したがって、合成樹脂への添加剤として石膏ボードの粉末を使用することが最も好適である。
【0021】
本発明の着色材32は、クロム、マンガン、鉄、コバルト、チタンなどの無機顔料や、カーボン(炭素)などで構成される。例えば、本発明の着色陶器製品を緑色に着色したい場合は、クロムを主とした顔料、赤茶色に着色したい場合は鉄を主とした顔料、青色に着色させたい場合は、コバルト、クロムなどを主とした顔料をそれぞれ使用すればよい。ここで、黒色に着色したい場合は、カーボン以外に、無機顔料であるクロム、マンガン、鉄、コバルトなどを主としたものを用いればよいが、最も汎用的でコストの安いカーボンの採用が望ましい。上記の合成樹脂31にこれら着色材32を適宜混合させて着色液3とし、これを破砕片10に付着させることで着色できる。前記に挙げたような着色材32を適宜、分量調整し配合することで、完成時の着色陶器製品1に所望の色をさまざまなパターンで付着させることができる。従来は、岩石破砕物や陶器製品の廃材の色など、原料が有している地の色を分類して色付きの製品としている例は多かったが、地の色のみでは色種が少なかったり色が薄かったり、しかも色幅に偏りがあったりした。したがって、着色材32の成分の選択や分量などを変更することで、色種は数多く設定することができ、草木、空、土などの自然の景観に調和できる形で破砕片10を着色することが可能になる。
【0022】
着色材32の他の例として、上記の顔料以外にも、アルミニウムなどの金属粉や色ガラス粉末、天然鉱物粉(雲母等)の採用、もしくは、それらと前記顔料との併用も可能である。金属粉には、それ自身で銀系色を有するものが多く、その他にも白(白金)、赤(銅)、黄(金、真鍮)の色を有するものもある。これらを適当な顔料に添加するだけで、きらきらとした着色を施すことができ、高級感を出すことができる。添加の量を調整することで、「きらきら」の風合いを調整することも容易であり、添加量を多くすると、金属粉等による太陽光の反射がなされ、着色陶器製品1自身の蓄熱を防止する効果も有する。
【0023】
本発明の着色陶器製品1の効果として、前記の着色材32は、上述した合成樹脂31と混合して着色液3を構成し、上記の破砕片10に付着させることで本発明の着色陶器製品1を得られるが、着色液3を付着させても前記陶器製品は高い吸水率を有するという点がある。廃瓦を例とした場合、廃瓦そのものの吸水率は、通常5〜7%程度(一般的な粘土瓦の吸水率とほぼ等しい値)となっているが、着色液3により着色を施しても吸水率が廃瓦そのものと比べてわずかに下がる程度となっている。これは、着色材32と混合させる合成樹脂31そのものがいくらか吸水すること、樹脂の厚みが均一でないこと、破砕片を覆っている着色液の層が0.3mm程度と非常に薄いこと、破砕片の表面が完全に着色液で覆われていないため、隙間から破砕片が直接吸水することなどが挙げられる。本発明で用いる合成樹脂31は、種類にもよるが、固体状態で1〜6%程度の吸水率を有することが確認されている。また、着色液の厚みについては、破砕片が複雑な形状をしていることや、角礫部分(後述)などに着色液が付着しにくいことなどによって均一にはなっていない。それにより、着色液の厚みが薄いところでは、着色液がしっかりと付着している箇所と比べ吸水しやすい。前記の着色液の層は、その厚さが概ね0.3mm程度になっていればよく、吸水面で好ましくは0.1mm程度の薄さになっていればなお良い。さらに、破砕片10の表面を完全に着色液3で覆われていない点について詳述すると、本発明の着色陶器製品1は、それを製造する際に破砕片10に着色液3で着色させた後、20〜150mm程度の厚さに重ねて乾燥機53により乾燥させている。その際、破砕片10(一次又は二次着色品)同士の接触点(接触面)は、着色液3の層が薄くなるか、ほとんどない状態になる。この状態で乾燥させた後、着色させた破砕片10同士がくっついているため、それをバラバラにすると破砕片10を覆っていた一部の着色液3の層が剥げており、破砕片10の素地の部分がむき出しになっている。その素地面より、水分を吸収するため、着色液3を付着させても吸水率が大きく変わらない。つまり、水分が破砕片を覆った着色液の隙間から浸入するが、破砕片自体が多孔質で構成されているため、着色後の破砕片であっても多孔質と同等とみなすことができ、着色前の破砕片と大差なく吸水する。したがって、破砕片に着色液で着色を施しても、吸水率が大きく変わらないのである。なお、破砕片10同士のくっつきがほぼ点当たりであるため、着色液3の剥がれによる素地の露出は、破砕片10の表面積全体からすればわずかな面積であり、色の見栄えにはほとんど影響を与えない。
【0024】
ここで、本発明の着色陶器製品1の製造工程を図1に示しながら詳述する。まず、陶器製廃材Xを収集し、破砕機51に投入して破砕し、水洗機52にて水洗いを行い余分な粉塵などを取り除いて乾燥機53を経由させてから、破砕片10を得る。続いて、合成樹脂31aと着色の素となる着色材32aを混合させ(必要により石膏ボード粉末も混合させる)、一次着色液3aを得、それを前工程で得た破砕片10とともに混合機54aに投入し、所定時間混合して一次着色を行う(一次着色工程A)。一次着色を行った後、一次着色液3aが固まるまで乾燥機53にて乾燥させて一次着色品10aを得る。さらに続いて、二次着色工程Bは、一次着色工程Aとほぼ同様であるが、一次着色工程Aの破砕片10に取って代わって一次着色工程で得た一次着色品10aを用いる。一次着色品10aを二次着色液3bとともに混合機54bに投入し、所定時間混合して、二次着色を行う(二次着色工程B)。二次着色を施せば、後は二次着色液3bが固まるまで乾燥機53で乾燥させ、二次着色品10b表面に付着した不純物を取り除くため水洗機52で水洗いし、再度乾燥機53にて水分を飛ばして着色陶器製品1を得る。最後に梱包して製造完了となる。
【0025】
前記において、陶器製廃材Xを破砕機51で破砕したあとは角礫状態(端部が尖鋭になっている状態)であるため、そのままでは手で直接触れたときに切ったり、製造工程中に角礫部分が欠けてしまったりする可能性もある。そこで、必要に応じて破砕片10全体に若干の丸みを帯びさせる工程を経ても良い。この工程を経ることにより、破砕直後の陶器製廃材Xに存在する尖鋭部分や薄板状になった部分が着色工程中にかける恐れがなくなるので、着色陶器製品1として製造された後の欠けの心配がなくなり、取扱いも安全に行える。また、混合機54a(54b)は、一例としてドラム缶に投入し回転させる方法を挙げるが、要は破砕片10を回転させて表面全体が着色液とまんべんなく絡むような方法であればよい。例として、着色工程(特に二次着色工程)において、混合時間の長短を変更してやることで、色の風味を調整することができる。その他にも、乾燥機53の手段は、天日干しなどの自然乾燥や、陶器瓦製造工場の排熱や電気、ガス、灯油、重油などで発生させられる人工的な熱源による強制乾燥を行っても良いし、乾燥方法として一次又は二次着色品をネットコンベアに載せて上下より熱風を吹きかけて乾燥させても良い。これらは適宜最適な方法を採用できる。
【0026】
[製造方法実施例]
ここで、前記製造工程を、具体的な実施例に基づいて詳述する。なお、本実施例では破砕片として廃瓦を用い、一次着色を黒色、二次着色を緑色で行ったものとする。
1)まず、陶器瓦工場より排出される陶器製廃材(製造ロス品)Xを収集し、ジョークラッシャーやロールクラッシャーなどの破砕機51を用いて、概ね5〜20mmの粒径にした破砕片10を得る。
2)一次着色剤3aを設ける。一次着色剤3aは、シリコン系の合成樹脂31aを60重量部〜74重量部、着色材32aを2重量部〜20重量部、石膏ボード粉末(図示なし)を20重量部〜24重量部、それぞれミルに投入して10分程度混合させてできたものである。
3)破砕片10を95重量部〜96重量部、前記工程で得た一次着色剤3aを4重量部〜5重量部、それぞれミル54aに投入し、10分程度混合させて一次着色させる。
4)混合が完了したら、ミル54aより取り出し20〜150mm程の厚さに重ねて、強制乾燥機53に通し、一次着色液3aが固化するまで乾燥させて一次着色品10aを得る。
5)一次着色品10aができたら、二次着色剤3bを調整する。二次着色液3bは、合成樹脂31aを70重量部〜99.9重量部、着色材32aとしてロシアクロム0.1重量部〜30重量部、それぞれ混合させて得る。
6)前記4)工程で得た一次着色品3aを99重量部〜99.8重量部、前記5)工程で得た二次着色剤3bを0.2重量部〜1重量部、それぞれミル54bに投入し、10分程度混合させて二次着色させる。
7)混合が完了したら、ミル54bより取り出し、前記4)の工程と同様に20〜150mm程の厚さに重ねて強制乾燥機53を経由させ、二次着色液が固化するまで乾燥させて二次着色品10bを得る。
8)仕上げとして、二次着色品10bの表面の粉塵などを取り除くため水洗機52にて水洗いをし、再度強制乾燥機53を経由させて水分を飛ばして、着色陶器製品1を完成させる。なお、この仕上げ工程は、二次着色品10bを得た時点で必要がなければ除外することができる。
9)最後に、前記着色陶器製品1を所定重量に計量して梱包する。
【0027】
以上の工程により、本発明の着色陶器製品1が製造される。本発明の陶器製品の着色において、1回目の着色はベースとなる着色をするのみであり、その周りを2回目の着色が行われるので、基本は着色に対する精度はそこまで要求されない。
【0028】
[植物への好影響]
本発明の陶器製品は、上述のように吸水率が高いことが確認されているので、以下にその効果を示す。2種類の植木鉢6を二つ用意し、一方には図3に示すように基盤層61、土壌層62を下から順にそれぞれ敷き詰め土壌層62に植物(図示なし)の根の部分が位置するように植栽する構成とする。他方には、図4に示すように基盤層61、土壌層62に加え、表層63を敷き詰め、土壌層62に植物(図示なし)の根が位置するように植栽する構成とした。ここで、前記表層63には本発明の着色陶器製品1を使用し、土壌層62が見えない程度の厚さまで敷き詰めた。これら2種類の植木鉢6の構成を6組用意し、植物の生育状況を観察した。条件は、設置箇所を同じとして、同時期に適量ずつ水遣りを行った。その結果、6組すべてにおいて一方の植木鉢の構成とした植物よりも、他方の植木鉢の構成とした植物の方が、少なくとも同等以上に大きく、しかもみずみずしく生育していることが確認できた。これは、土壌中の水分を過放出させないことはもとより、土壌が乾燥しても陶器製品が水遣り時に多量の水を吸収していて、時間をかけながら微量ずつ放出するため、植木鉢内を常時湿らせた状態にでき植物の生育環境に好適な状態を創り出したためである。したがって、本発明の陶器製品は、所望の色によって着色されているにも関わらず、保水性に優れた性能を有していることにより前述の結果が確認できたため、植物の生育にも効果があると判断できる。
【0029】
本発明の陶器製品の構造及び製造方法、実施例について詳述したが、本発明は上記の好例に限定されるものではなく、その根本的技術思想を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。例えば、破砕片を陶器製品の廃材に取って代わって石、コンクリート、木材チップとすることができる。また、本発明では、着色工程は最も効率的な2回としたが、用途や質に合わせて3回、4回の着色工程を経て陶器製品を製造することもできるし、粒度の大きい破砕片を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【0030】
本発明は、窯業製品などの廃材の再利用品に、所望の色を着色させた色種に富んだ商品として幅広く活用できる。
【符号の説明】
【0031】
1 着色陶器製品
10 破砕片
10a 一次着色品
10b 二次着色品
3 着色液
31 合成樹脂
32 着色材
51 破砕機
52 水洗機
53 乾燥機
54 混合機
6 植木鉢
61 基盤層
62 土壌層
63 表層
9 廃瓦再利用製品
9a 窯業用粘土液
9b 粉砕片
A 一次着色工程
B 二次着色工程
X 陶器製品の廃棄物

【特許請求の範囲】
【請求項1】
陶器製廃材の破砕片に、着色材と合成樹脂とを混合した着色液を付着させたことを特徴とする着色陶器製品。
【請求項2】
前記着色液を、前記破砕片に対し2度付着させた請求項1記載の着色陶器製品。
【請求項3】
前記破砕片の粒径が5〜20mmである請求項1記載の着色陶器製品。
【請求項4】
前記合成樹脂は、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ABS樹脂、PET樹脂、PS樹脂等の合成樹脂のうち少なくとも一つ以上含まれる請求項1記載の着色陶器製品。
【請求項5】
前記着色液の層が、0.3mm以下であり、吸水性を有する請求項1又は2記載の着色陶器製品。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2012−46220(P2012−46220A)
【公開日】平成24年3月8日(2012.3.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−190228(P2010−190228)
【出願日】平成22年8月27日(2010.8.27)
【出願人】(391060661)株式会社鶴弥 (39)
【Fターム(参考)】