陶磁材料加工方法の概要
陶磁の原材料は通常、素地用原料と釉薬用原料に分けられます。陶磁の生産では、原材料の消費量のうち、素地用原料の消費量は釉薬用原料の7～12倍に達します。そのため、素地用原料の保有量、質、及びそれに必要な加工条件は陶磁工場にとって非常に重要な役割を果たします。陶磁の主な原料は、粘土、長石、石英、及びその他の天然岩石です。
陶器と磁器は外観と内在的な品質に違いはありますが、製造原理は同じで、生産工程も基本的に一致しています。大きく分けると、素地の準備、成形、乾燥、釉薬の施用（施用しないこともあります）、焼成、及び装飾（装飾しないこともあります）の6つの過程に分かれます。各過程にはさらにいくつかの工程が含まれます。
素地の準備（陶磁器の原料参照）は、主に原料の浄化、配合、粉砕、練り土などの工程を含みます。天然鉱物原料には不純物が多く含まれているため、選別、洗浄、強磁除鉄などの方法で浄化し、配合の均一性と予定された組成を確保する必要があります。原料は一定の割合で配合され、粉砕して水を混ぜます。水分が多すぎる場合は、圧搾して余分な水分を取り除き、挟まった気泡を除去し、素地の水分を均一にします。これにより、可塑性を高めます。一般的に、熟成、練り、真空練土などの方法が使われます。特に真空練土は効果が高く、効率的です。
陶磁器の成形は主に可塑法と注漿法が用いられます。湿圧法や等静圧法も使用されます。可塑法による成形はさらに、旋圧、転圧、印素地、彫刻、古典的な轆轤などに分けられます。これらの方法の選択は、器形（例えば扁平なものや深いもの）、素地の質（密度など）や生産効率によって決まります。
陶磁器の器形設計は、製品の芸術的効果と実用価値を満たすだけでなく、生産技術の要求も考慮する必要があります。したがって、設計者は高い審美的素質を持つだけでなく、生産工程や材料の性質についても熟知している必要があります。例えば、器形の曲線部分を90度の角度で設計すると、乾燥や焼成中に亀裂が生じやすくなります。また、器形設計は使用要求と合わせて、洗浄、保管、包装、運搬などの過程での損失を減らすことも考慮する必要があります。
陶磁器の焼成は、陶磁器生産の中で重要な工程です。焼成中は、正確な温度制度（昇温速度、最高温度、保温時間、冷却速度など）と雰囲気制度（酸化、還元、中性の温度範囲と強度など）を設定する必要があります。これらの制度は、素地が温度変化に伴って起こす物理的、化学的変化を基に設定されるべきであり、同時に窯の形式、構造、装窯方法などの影響も考慮しなければなりません。
陶磁器の原料
- 粘土
粘土は微細な粒子を含む水和アルミニウムシリケート鉱物の混合物であり、水を加えると可塑性を持ち、乾燥すると一定の硬度を持ち、高温で焼成すると強度のある硬い塊になります。粘土にはカオリン、ベントナイト、多水カオリン、イライト、磁器石などが含まれます。
粘土は、長石や長石を含む岩石が特定の地質条件で風化し分解することによって生成されます。この地質条件には、地下水、氷雪、空気中の二酸化炭素などによる風化作用や変質作用が含まれます。長石が風化してその場に留まったものを一次粘土と呼び、風化した長石が風や洪水によって運ばれ低地に堆積したものを二次粘土と呼びます。中国の南方の粘土は主に一次粘土であり、北方の粘土は多くが二次粘土です。
純粋な粘土は白色ですが、長い風化過程で様々な不純物が混入し、粘土の色は異なります。鉄分が少し混入すると黄色に、鉄分が多く混入すると赤色に、少量の有機物が混入すると灰色に、多量の有機物が混入すると黒色になります。
純粋な粘土の焼成温度は通常1500℃〜1700℃ですが、雲母、長石、白雲石、菱鎂鉱などのフラックス鉱物を含む場合は焼成温度が下がります。
一般に、深層に埋まっている粘土は有機物が少なく、フラックス鉱物が多く含まれます。一方、浅い層にある粘土は有機物が多く含まれ、フラックス鉱物が少ないです。
南方の粘土は一次粘土が多く、残留石英や長石を含み可塑性が低いですが、北方の粘土は二次粘土が多く、有機物を多く含み可塑性が高いです。
粘土の結合性と可塑性は、粘土鉱物が層状構造を持つ片状鉱物であることに起因します。粘土が水で湿ると、片と片の間に大きな引力が働きますが、平行方向には簡単に滑り動くことができ、これが粘土の結合性と可塑性を生み出します。例えば、2枚のガラスの間に少量の水があると、直接引き離すことは難しいですが、滑らせることで簡単に分けることができるのと同じ原理です。
- 長石およびその他のフラックス
陶磁器の原料の中でフラックスとして使われるものは、アルカリ金属やアルカリ土類金属のアルミニウムシリケートや炭酸塩などです。よく使われるものには長石、石灰石、白雲石、滑石があります。これらの原料は粘土の焼成温度を下げる効果があります。また、可塑性がなく、粘土の粘度を下げ、乾燥収縮を減少させます。焼成過程では、これらの原料はまず低温で溶融し、液相を生成して粘土内部の孔を埋め、焼結を促進します。冷却時には液相の粘度が急激に増し、粘土体の変形や割れを防ぎます。中国古代では、最初に石灰石や滑石などのフラックスが使用され、長石を多く含む花崗岩も使われていました。石灰石や滑石を主成分とするフラックスは焼成範囲が狭いですが、長石を使用することで焼成範囲が広がります。
- 石英
石英は自然界で石英岩、シリカ砂、砂岩などに含まれます。石英は陶磁器の重要な原料で、融点は1685℃です。加熱過程では573℃付近で体積が膨張しますが、それ以外の温度では安定しています。石英が液相に溶融すると液体の粘度が大幅に上がり、製品の耐熱ショック性能を向上させます。
石英は粘土の粘度を顕著に下げ、乾燥収縮と割れを減少させます。したがって、石英は陶磁器の骨材として使用されます。原始人も粘土を使う際に石英を添加していたことが分かっています。
- 磁器石
磁器石は複数の鉱物が集まって形成された岩石で、硬質粘土の一種です。石英、絹雲母、カオリン、長石などが含まれています。絹雲母や水雲母質粘土、石英、長石、カオリン、炭酸塩、黄鉄鉱などの不純物が結合して形成されています。したがって、鉱物組成や化学成分は複雑で、性質も大きく異なります。磁器石の主な鉱物成分は石英と絹雲母で、次いで長石、少量のカオリンを含みます。ほとんどカオリンを含まないものもあります。すべての磁器石は炭酸塩を含みます。主な化学成分は二酸化ケイ素、三酸化二アルミニウム、酸化カリウム、酸化ナトリウムです。
磁器石は粉砕して水を加えると可塑性を持ちます。高温磁器石（例：南港磁器石）を使って作られた製品は、約1200℃で焼成され、良好な磁器化特性を持ち、変形しません。
- 釉薬およびその成分
釉薬は陶磁器の表面に覆われたガラス質の層です。多孔質の粘土体に釉薬を施すことで水の浸透を防ぎ、緻密な粘土体に施すことで表面の光沢を増し、美観が向上します。また、釉薬は粘土体の表面の微細なひび割れを封じ、製品の強度を高めます。釉薬の性質は、その成分と焼成条件に大きく関係しています。
釉薬は陶磁器の表面に覆われたガラス質の層です。多孔質の粘土体に釉薬を施すことで水の浸透を防ぎ、緻密な粘土体に施すことで表面の光沢を増し、美観が向上します。また、釉薬は粘土体の表面の微細なひび割れを封じ、製品の強度を高めます。釉薬の性質は、その成分と焼成条件に大きく関係しています。
釉薬の古い表記は混乱していました。例えば、光沢を示すために「油」と書かれたり、石を材料として使用することを示すために「礎」と書かれたりしました。また、複雑な処方を持つことから「釉薬」と呼ばれることもありました。
釉薬の種類（製造方法による）：
(1) 生釉：水に溶けない原料を調合して作られる釉薬。
(2) フリット釉：水に溶けるか毒性のある原料を石英などとともにフリットにしてから、他の原料と調合して作られる釉薬。
(3) 食塩釉：焼成の終わりに食塩を炉口から投入し、窯内で食塩蒸気を形成させ、その蒸気が冷却後に素地表面に付着する釉薬。
釉薬は焼成温度によっても分類される：低温釉（≤1120℃）、中温釉（1120℃～1200℃）および高温釉（≤1300℃）。
高温釉には多くの種類があり、一般的には石灰釉、石灰-アルカリ釉、長石釉、食塩釉などがある。中国の歴代の高温釉は、特別な例を除いて、基本的に石灰釉である。この現象の主な原因は以下の点である：
(1) 中国には長石鉱が不足していないにもかかわらず、その資源の分布が薪灰ほど各窯場に豊富ではなく、長石鉱は硬度が高いため粉砕して使用する必要があり、薪灰ほど便利ではなかった。
(2) 食塩釉は12世紀から14世紀にかけてヨーロッパで発明され、主に耐火器具に使用されたが、中国古代にはこの釉薬は存在しなかった。
(3) 中国古代で最初に発明された釉薬は薪灰釉で、その後改良され、石灰釉や石灰-アルカリ釉へと発展した。これらの釉薬は、材料が豊富で、製造工程が簡単で、コストも安く、品質も良いという多くの利点があり、発明されて以来、全国各地の窯場で広く採用され、その後も代々伝えられてきた。
ご質問や食器のカスタマイズについてのご要望がございましたら、info@gcporcelain.com までお気軽にお問い合わせください。最善のサポートを提供いたします！
