研 究 報 告2007
平成 19 年 6 月 第 14 号

Journal of
Local Independent Administrative Agency
Iwate Industrial Research Institute2007 June Vol.14

地方独立行政法人
岩手県工業技術センター

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◆ 掲載内容の写真紹介（一部）です

ナンブコムギのアップルパイ

人工股関節試作品

紫外線センサモジュール

靴ベラ試作品（漆焼付塗装）

廃棄物溶融スラグをコンクリート骨材に利用

地方独立行政法人岩手県工業技術センター研究報告
平成 19 年 6 月 第 14 号
－
◆

目

次

－

食品加工・醸造系
１

岩手県産酒米育種系統の醸造適性評価(Ⅶ)（主要研究：「吟ぎんが」「ぎんおとめ」ブランド支援研究推進事業）
高橋 亨、中山 繁喜、櫻井 廣 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

7

２

低グルテリン米を用いた低精白純米酒の開発（主要研究：「吟ぎんが」「ぎんおとめ」ブランド支援研究推進事業）
中山 繁喜、高橋 亨、櫻井 廣 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 10３篩い下米米粉を用いた冷麺の検討（主要研究：先端技術を活用した農林水産研究高度化事業研究）
武山 進一、遠山 良 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 13

４篩い下米を用いた発芽玄米の検討【投稿論文再掲】（主要研究：先端技術を活用した農林水産研究高度化事業研究）
武山 進一、遠山 良、齊藤 博之 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 17

５

ナンブコムギのアップルパイ開発（主要研究：県産小麦使用加工品開発事業）
島津 裕子、遠山 良 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 22６

介護予防のための煮魚製品開発（Ⅰ）（主要研究：産学官連携研究プロジェクト事業（新夢県土））
武山 進一、遠山 良、小野 昭男 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 28

７

優良清酒酵母の開発（基盤的・先導的技術研究開発事業）
高橋 亨、山口 佑子、畑山 誠、米倉 裕一、中山 繁喜、櫻井 廣 ・・・ 32

８ビール及び発泡酒の蒸留とその評価（基盤的・先導的技術研究開発事業）
米倉 裕一、山口 佑子、櫻井 廣 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 35

９尿素の葉面散布がリンゴ果汁の窒素量とワイン発酵へ及ぼす影響（基盤的・先導的技術研究開発事業）
米倉 裕一、山口 佑子、中山 繁喜、櫻井 廣 ・・・・・・・・・・・・・ 37

1

◆

10

赤ワイン用ぶどう品種の醸造適性試験（Ⅲ）（基盤的・先導的技術研究開発事業）
山口 佑子、米倉 裕一、大野 浩、田村 博明、櫻井 廣 ・・・・・・・・・ 40

11

豆腐の堅さ簡易測定法の提案（基盤的・先導的技術研究開発事業）
伊藤 良仁 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 44

12

ヒエを原料とした麺の製法（基盤的・先導的技術研究開発事業）
前田 穣、遠山 良 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 47

13

The Formation Mechanism by Yeast of
4-Hydroxy-2(or5)-ethyl-5(or2)-methyl-3(2H)-furanone in Miso
【投稿論文再掲】（基盤的・先導的技術研究開発事業）
OHATA Motoko, KOHAMA Keiko, MORIMITSU Yasujiro, KUBOTA Kikue and
SUGAWARA Etsuko ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 53

材料・電子・機械系
１

超小型 ZnO 単結晶紫外線センサに関する研究【投稿論文要旨】（重点研究：地域新生コンソーシアム事業）
遠藤 治之、長谷川 辰雄、米倉 勇雄、杉渕 真世、高橋 広祐、
後藤 俊介、柏葉 安兵衛 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 60

２

非接触法による３次元形状高精度測定技術の開発（主要研究：地域新生コンソーシアム事業）
和合 健、米倉 勇雄 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 61

３

球状黒鉛鋳鉄溶湯を用いたチル試験片の作製（主要研究：NEDO 産業技術研究助成事業）
池 浩之，高川 貫仁，岩清水 康二 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 64

４溶射およびプラズマ粉体肉盛溶接による Co-Cr-Mo 合金の複合化（主要研究：都市エリア産学官連携促進事業 いわて県央・釜石エリア）
小野 元、桑嶋 孝幸、齋藤 貴、飯村 崇、千葉晶彦 ・・・・・・・・・ 68

５

鋳鉄溶湯から取り除きやすい脱マンガンスラグの開発（主要研究：JST ｻﾃﾗｲﾄ岩手実用化のための可能性試験、日本鋳造工学会若手研究奨
励基金）
高川 貫仁、池 浩之、岩清水 康二、瀬川 晃児 ・・・・・・・・・・・ 76

2

◆

６

アルミニウム溶湯清浄度評価基準策定のための溶湯調査（主要研究：東北経済産業局委託事業）
岩清水 康二**、池 浩之**、高川 貫仁・・・・・・・・・・・・・・・ 80

７

創成電極工具を用いた微細放電加工（基盤的・先導的技術研究開発事業）
和合 健、飯村 崇、鄭 鋼、藤村 和彦・・・・・・・・・・・・・・・・ 83

８

CoCrMo 合金のエンドミル側面切削加工特性に関する研究（技術者受入型開発支援事業）
大石 敦彦、和合 健・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 88

９2 次元パターン測定による画像測定機の性能評価（産業技術連携推進会議知的基盤部会計測分科会形状計測研究会共同実験）
大石 敦彦、和合 健・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 93

環境・デザイン系
１

岩手県産漆の焼付塗装強度（主要研究：財団法人いわて産業振興センター 平成 18 年度研究開発支援事業）
小林 正信・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 97

２

岩手・青森県境不法投棄物を溶融したスラグの骨材としての特性【投稿論文再掲】（主要研究：産業廃棄物再資源化技術開発事業）
佐々木 秀幸、藤原 忠司、小山田 哲也、平野 高広、菅原 龍江、
白藤 裕久、八重樫 貴宗・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・100

３

未利用木材を活用した緑化用環境資材の開発Ⅱ（主要研究：支援研究活動活性化事業）
有賀 康弘、白藤 裕久、浪崎 安治、八重樫 貴宗・・・・・・・・・・・106４微小化した未利用木材資源の吸水性評価と資材の開発（主要研究：企業ニーズ型共同研究事業）
白藤 裕久、浪崎 安治、遠藤 保仁・・・・・・・・・・・・・・・・・110

５

工業塗装における水性塗料の塗装前処理と塗膜性能に関する研究（基盤的・先導的技術研究開発事業）
穴沢 靖、佐藤 隆洋・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・114

６

溶融スラグの市場化準備（製品ニーズ調査）（基盤的・先導的技術研究開発事業）
菅原 龍江・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・120

3

Journal of Local Independent Administrative Agency
Iwate Industrial Research Institute2007 June Vol.14－ Contents －◆ Food Processing & Brewing
1. Evaluation of New Rice Bred in Iwate Prefecture for Sake Brewing(VII)
TAKAHASHI Tohru, NAKAYAMA Shigeki and SAKURAI Hiroshi.................... 7
2. Sake Brewing from Low-Glutelin Rice
NAKAYAMA Shigeki, TAKAHASHI Tohru and SAKURAI Hiroshi.................... 10
3. Application of Furuishita-mai Rice Powder for "Reimen" Production
TAKEYAMA Shinichi, TOYAMA Ryo............................................ 13
4. Application of None-Standard Furuishita-mai for Germinated Rice Production
TAKEYAMA Shinichi, TOYAMA Ryo, SAITO Hiroyuki............................ 17
5. Developing an Apple Pie with Nanbukomugi Wheat FlourSHIMAZU Hiroko, TOYAMA Ryo............................................... 22
6. Development of Boiled Fish Products as a Preventive Food of Nursing Care
TAKEYAMA Shinichi, TOYAMA Ryo and ONO Akio............................... 28
7. Selection of Good Sake Yeast
TAKAHASHI Tohru, YAMAGUCHI Yuko, HATAKEYAMA Makoto, YONEKURA Yuichi,
NAKAYAMA Shigeki and SAKURAI Hiroshi..................................... 32
8. Evaluation of the Distilled Beer or “Happoshu”
YONEKURA Yuichi, YAMAGUCHI Yuko and SAKURAI Hiroshi...................... 35
9. Influence of the Foliar Spray of Urea Solution to the Amount of Nitrogen in an
Apple Juice and the Fermentation of Apple WineYONEKURA Yuichi, YAMAGUCHI Yuko, NAKAYAMA Shigeki and SAKURAI Hiroshi.... 37
10. Brewing Test of Red Wine-Grape Vines
YAMAGUCHI Yuko, YONEKURA Yuichi, ONO Hiroshi,
TAMURA Hiroaki and SAKURAI Hiroshi....................................... 40
11. Easy Measurement Method of“Tofu”Hardness
ITO Yoshihito............................................................ 444

12. Processing Method of Noodles from Japanese Barnyard Millet
MAEDA Yutaka, TOYAMA Ryo.................................................. 47
13. The Formation Mechanism by Yeast of
4-Hydroxy-2(or5)-ethyl-5(or2)-methyl-3(2H)-furanone in Miso
OHATA Motoko, KOHAMA Keiko, MORIMITSU Yasujiro,
KUBOTA Kikue and SUGAWARA Etsuko.......................................... 53◆ Material & Electronics & Mechanics
1. Study on ZnO Ultraviolet Sensor
ENDO Haruyuki, HASEGAWA Tatsuo, YONEKURA Isao, SUGIBUCHI Mayo,
TAKAHASHI Kohsuke, GOTO Shunsuke and KASHIWABA Yasube..................... 60
2. Development of High Accuracy Measurement Method for 3 Dimension Feature
by Non-contact Prove
WAGO Takeshi and YONEKURA Isao............................................ 61
3. The chill specimen made by using molten metal of spheroidal graphite cast iron
IKE Hiroyuki, TAKAGAWA Takahito and IWASHIMIZU Kouji...................... 64
4. Development of Composite Materials from Co-Cr-Mo alloy
by Thermal Spraying and Plasma Transferred Arc Welding
ONO Tsukasa, KUWASHIMA Takayuki, SAITO Takashi,
IIMURA Takashi and CHIBA Akihiko.......................................... 68
5. Development of the Manganese Removal Slag to Easily Remove
from Molten Cast Iron
TAKAGAWA Takahito, IKE Hiroyuki, IWASHIMIZU Kouji and SEGAWA kouji........ 76
6. Examination of Purity Standard of Aluminum Casting
IWASHIMIZU Koji, IKE Hiroyuki and TAKAGAWA Takahito....................... 80
7. Study of Micro-EDM Processing using Electrode Tool Formed by EDM
WAGO Takeshi, IIMURA Takashi, ZHENG Gang and FUJIMURA Kazuhiko............ 83
8. Study on Milling Characteristic of CoCrMo Alloy
OISHI Atsuhiko, WAGO Takeshi.............................................. 88
9. Evaluation of Performance on Video Measuring Machine by 2 Dimension Pattern Gauge
WAGO Takeshi, YONEKURA Isao............................................... 935◆ Environment & Design
1. Strength of Lacquer in Iwate Prefecture by Baking Finish
KOBAYSHI Masanobu......................................................... 97
2. A Characteristic as Aggregate of the Slag Which Melted Illegally Dumped Wastes
in the Area Bordering Iwate and Aomori Prefectures
SASAKI Hideyuki,FUJIWARA Tadashi,OYAMADA Tetsuya,HIRANO Takahiro,
SUGAWARA Ryukou,SHIRAFUJI Yasuhisa and YAEGASHI Takamune..................100
3. Development of the Materials for Revegetation Made from Unused Lumber
ARUGA Yasuhiro, SHIRAFUJI Yasuhisa, NAMIZAKI Yasuji and YAEGASHI Takamune 106
4. Evaluation of the water absorbability and Development of materials
made from unused lumber
SHIRAFUJI Yasuhisa, NAMIZAKI Yasuji.......................................110
5. Coating Preprocessing and Coating Film Properties of Waterborne Paint
in the Industrial Coating
ANAZAWA Yasushi, SATOH Takahiro...........................................114
6. Preparation of Making to Market of Molten Slag (Product Needs Investigation)
SUGAWARA Ryukou...........................................................120

6岩手県産酒米育種系統の醸造適性評価(Ⅶ)＊
高橋 亨**、中山繁喜***、櫻井 廣****「吟ぎんが」を上回り「山田錦」並の酒造適性を有する酒造好適米を開発するため、岩手県
農業研究センターが育種している 4 系統について酒造用原料米全国統一分析法に基づく原料米分析、見掛精米歩合 40%精米試験を行い、2 系統について総米 30kg の清酒醸造試験を行った。
原料米分析の結果、酒造適性基準値を満たしているものは「岩酒 854 号」と「岩酒 855 号」であった。また、精米試験では良好なものから「岩酒 855 号」、「岩酒 854 号」、「岩酒 853 号」の順であった。醸造試験の結果、「岩酒 852 号」、「岩酒 855 号」とも対照の「山田錦」より酒質が劣った。
キーワード：岩手県産酒米、岩酒 852 号、岩酒 853 号、岩酒 854 号、岩酒 855 号、醸造適性

Evaluation of New Rice Bred in Iwate Prefecture for Sake Brewing（Ⅶ）
TAKAHASHI Tohru, NAKAYAMA Shigeki and SAKURAI Hiroshi
The brewing aptitude of the four varieties of sake rice that were newly bred in Iwate prefecture, wasevaluated. As a result of the analysis of the raw material rice, it was found that Iwasake 854 and Iwasake
855 fit the standard values of rice suitable for sake brewing. That the polishing properties of these threevarieties were in order of merit Iwasake 855,Iwasake 854, Iiwasake 853. Iwasake 852 and Iwasake 855
were inferior to the control Yamadanishiki because of the tasting of the sake produced.
key words : brewer's rice, Iwasake 852, Iwasake 853, Iwasake 854, Iwasake 855,
brewing aptitude
1

緒

た、対照には平成 18 年兵庫県産「山田錦」を用いた。

言1),2),3)

岩手県には現在、「吟ぎんが」

4)

2-2

と「ぎんおとめ」

原料米分析

原料米は酒造用原料米全国統一分析法 5) に準じて分析の 2 種類のオリジナル酒造好適米がある。県内酒造会社
において「吟ぎんが」は主に精米歩合 50%以下に精米しした。

吟醸酒、純米吟醸酒の原料米として、「ぎんおとめ」は主に精米歩合 55～60%に精米し特別純米酒、特別本醸造酒

表1

供試原料米の系統名及び組み合わせに使用されている。しかし、精米歩合 40%以下の大吟醸
岩酒 852 号
岩酒 853 号
岩酒 854 号
岩酒 855 号

酒のほとんどは県外産の「山田錦」に依存している。
現在、岩手県農業研究センターでは「山田錦」並の醸造適性を目指した酒造好適米の育種を行っている。今回、交配組み合わせ華想い／ぎんおとめ
吟ぎんが／越南 181 号
吟ぎんが／越南 181 号
吟ぎんが／越南 181 号

我々はこの育成過程の 4 系統について、清酒醸造試験を含む醸造適性評価を行い酒米開発に取り組んだので報告

2-3

する。

40%精米試験㈱チヨダエンジニアリング製 HS-4 試験精米機を使用し、玄米 100g を張り込み、ロール回転数 1,500rpm で見掛精

2

実験方法

米歩合 40%を目標に精米した。

2-1

供試原料米

2-4

清酒醸造試験

岩手県農業研究センター水稲育種研究室で育成された

原料米分析および 40%精米試験で成績の良い 2 系統を

4 系統を試験した。その系統名と交配組み合わせを表 1選び、総米 30kg で清酒醸造試験を行った。2 系統およに示した。岩酒 852 号は「山田錦」を片親に持つ「華想び対照の「山田錦」は、新中野工業㈱製ミニ精米機で見い」の酒造適性と登熟の早さがあり、岩酒 853～855 号は掛精米歩合 40%に精米し掛米とした。麹米はすべて岩手「吟ぎんが」にいもち病耐性を付与した系統である。ま

県酒造協同組合から購入した精米歩合 40%の「山田錦」*「吟ぎんが」「ぎんおとめ」ブランド支援研究推進事業**
醸造技術部（現 財団法人いわて産業振興センター）***
醸造技術部（現 食品醸造技術部）**** 醸造技術部（現 顧問）

7岩手県工業技術センター研究報告第 14 号（2007）を使用した。洗米は MJP 式洗米機（白垣産業㈱製）を用

玄米千粒重、20 分吸水値、蒸米吸水値、消化性直接還元

い 2 分間洗米し、蒸きょうは、OH 式二重蒸気槽付き甑（増糖、粗タンパク質量の 5 項目で評価できること、そして

田商事㈱製）を用い 60 分蒸しを行い、終了前 10 分間は

これら 5 項目に基準値を設定し、その範囲内であれば酒加熱した乾燥蒸気を通じた。種麹は㈱秋田今野商店の「特造に適すると評価できるとしている7),8),9)。当時と測定法

別吟醸用 No.5 菌」を白米 100kg 当たり 30g 用い、薄盛が異なる項目もあるが、今回試験した 4 系統の原料米に三段式製麹機（ハクヨウ㈱製）により添、仲、留麹をまついて、おおよそこの基準に基づいて酒造適性を評価しとめて製麹した。酵母は「岩手吟醸２号」を用い、酒母た。今回試験した 4 系統及び「山田錦」の原料米分析結を用いない酵母仕込みとし、仕込み配合は表 2 のとおり

果を表 3 に、40%精米試験結果は表 4 に示した。

とした。留添時の温度は 6℃、最高温度 11.0℃、日本酒

表 3 の結果から、「岩酒 854 号」、「岩酒 855 号」はすべ

度-4～-3 で醸造アルコールを添加し上槽した。

ての項目で基準を満たしていた。「岩酒 852 号」は 20 分

製成酒の一般成分は国税庁所定分析法 6) に基づいて分吸水の基準を満たしていなかった。ただし昨年度の試験

析し、香気成分はHEWLETT PACKARD製ヘッドスペースガス(データ未掲載)ではすべての基準を満たしていた。平成クロマトグラフ 5890 SERIES 2 により分析した。酒質は

18 年は梅雨時期の低温、日照不足のため作況指数が 98

平成 18 酒造年度岩手県新酒鑑評会審査員 16 名により評であった。「岩酒 852 号」は天候不順に弱い可能性がある価を得た。

と考えられた。「岩酒 853 号」は玄米千粒重、20 分吸水 2
項目で基準を満たしておらず、酒造適性は低いと考えら
表2れた。

清酒醸造試験仕込配合

初添
総米
4.8
蒸米
3.1
麹米
1.7
汲水
6.0
30%アルコール(1)

仲添
9.6
7.7
1.9
12.0

留添
15.6
13.2
2.4
24.0

計
30.0
24.0
6.0
42.0
10.0

今回の供試試料の交配組み合わせは表 1 で示したように 2 タイプである。岩手県農業研究センターと協議し、組み合わせの異なる 2 タイプを醸造試験に供することにした。「岩酒 852 号」は唯一「華想い/ぎんおとめ」の組
み合わせであり醸造試験を行うこととした。「吟ぎんが／
越南 181 号」の組み合わせは 3 系統あり 40％精米試験結・単位は kg
・酵母仕込(岩手吟醸 2 号)による 3 段仕込果で選抜した。表 4 の結果から、無効精米歩合と砕米混入率の和が最も小さく精米特性が良好と判断したのは
「岩

3
3-1

酒 855 号」であった。前述のとおり酒造用原料米全国統実験結果および考察

一分析で問題ないことから、もう 1 系統は「岩酒 855 号」

原料米分析及び 40%精米試験

について醸造試験を行うこととした。

少数検体の酒造用米の適性評価法として、斉藤らは過去 17 年間（1976～1993 年）の酒造用原料米全国統一分
析法に基づく分析データを解析し、原料米の酒造適性は
表3
系統名

山田錦(対照)岩酒 852 号
岩酒 853 号
岩酒 854 号
岩酒 855 号

玄米
千粒重
(g)
27.2
26.0
28.3
27.7
26.6

20 分
吸水
(%)
28.2
24.5
24.4
29.0
28.2

120 分
吸水
(%)
30.1
27.6
29.8
30.1
29.3

原料米分析結果
蒸米
吸水率
(%)
36.3
33.6
36.2
35.3
34.8

糖度
Brix
(°)
10.3
10.0
11.1
11.2
11.7

ｱﾐﾉ酸度

粗蛋白質

(mℓ )
0.7
0.7
0.8
0.8
0.9

(%)
4.5
5.1
5.2
5.0
5.1

無効精米
歩合
(%)
5.5
3.3
7.1
5.7
3.6

砕米
混入率
(%)
17.0
4.9
9.3
6.6
9.5

下線部：適性の劣る項目
表4
系統名
岩酒 853 号
岩酒 854 号
岩酒 855 号

見掛精米歩合
(%)
37.2
41.7
39.9

40％精米試験結果

真精米歩合
(%)
43.8
45.9
42.9

無効精米歩合
(%)
6.6
4.2
3.0

・2 回繰り返しの平均値

8

砕米混入率
(%)
20.7
14.2
9.0

精米時間
(時間)
3.0
2.8
3.3

岩手県産酒米育種系統の醸造適性評価(Ⅶ)

表5
系統名

もろみ日数
(日)
30
26
27

山田錦(対照)岩酒 852 号
岩酒 855 号

表6

ｱﾙｺｰﾙ濃度
(%)
16.6
16.0
16.8

清酒製造事績及び製成酒成分
日本酒度

滴定酸度
(mℓ )
1.9
2.2
1.9

+4
+1
+4

ｱﾐﾉ酸度
(mℓ )
1.0
1.4
1.0

ｱﾙｺｰﾙ収得率
(%)
32.4
27.7
32.7

粕歩合
(%)
49.6
66.6
54.6

審査員による酒質の評価

系統名
山田錦(対照)岩酒 852 号
岩酒 855 号

評点*
3.0
3.3
3.6

コメント
スッキリ、旨味
酸味、雑味
味薄、雑味

*:5 点法で採点、数字の低い方が良好

4

結

言

岩手県農業研究センター水稲育種研究室が育種している 4 系統について醸造適性を評価した。
酒造用原料米全国統一分析において、「岩酒 854 号」

パネラー14 名「岩酒 855 号」はすべての項目で酒造適性基準値の範囲内であり、酒造適性が高いと考えられた。「岩酒 852 号」
は 20 分吸水、「岩酒 853 号」は玄米千粒重、20 分吸水
3-2

で基準を満たしていなかった。また、見掛精米歩合 40%

清酒醸造試験

もろみ経過は 3 本とも前半はボーメが残り、遅れ気味

精米試験結果では「岩酒 855 号」の成績が良かった。

であったが、ボーメ 3 以下になってからキレが速く、「岩醸造試験では、「岩酒 852 号」、「岩酒 855 号」とも発

酒 852 号」「岩酒 855 号」はもろみ日数が 30 日に満たず

酵経過に大きな問題はなかった。しかし、官能評価ではに上槽となった。対照である「山田錦」の最高ボーメは「岩酒 852 号」、「岩酒 855 号」とも対照の「山田錦」に

8.0（6,8 日目）であったのに対し、「岩酒 852 号」は 7.6

劣った。

（6 日目）、「岩酒 855 号」は 8.6（6 日目）であった。こ文

れは表 3 の原料米分析結果の Brix と同様、「山田錦」に献

1) 高橋 亨, 櫻井 廣：岩手県工業技術センター研究報

比べ「岩酒 852 号」はやや溶けにくい傾向、「岩酒 855

告, 6, 81（1999）号」はやや溶けやすい傾向を示した。
製造事績及び製成酒の分析結果を表 5 に示した。
「岩酒

2) 荻内 謙吾, 尾形 茂, 神山 芳典：酒造好適米新品種

852 号」はアルコール収得率が低く、粕歩合が高いこと「吟ぎんが」の玄米品質特性, 東北農業研究,から「山田錦」に比べて溶解性が低く、硬い米質である

52,9-10(1999)と思われた。一方「岩酒 855 号」は粕歩合が高いものの

3) 小田中 浩哉, 扇良 明, 高橋 亨, 中野 央子, 佐藤

アルコール収得率は「山田錦」並みであり、「山田錦」に

喬, 高橋 正樹, 照井 儀明, 神山 芳典, 櫻井 廣：

近い軟らかめの米であると考えられた。

1999.水稲新品種「吟ぎんが」の特性, 東北農業研
究, 52,7-8(1999)

審査員による酒質の評価を表 6 に示した。「岩酒 852
号」は評点の平均は 3.3、「岩酒 855 号」は 3.6 とどちら

4) 畠山 均, 菅原 浩視, 佐々木 力, 高橋 亨, 漆原 昌

も「山田錦」に劣った。「岩酒 852 号」は酸味や雑味、「岩二, 小綿 寿志, 中西 商量, 仲條 眞介, 櫻井 廣: 酒

酒 855 号」は味薄や雑味の指摘があり、２系統とも山田造好適米新品種「ぎんおとめ」の育成経緯及び特性,

錦のような旨味を出すことができなかった。

東北農業研究, 53,3-4(2000)

データは示していないが、今回醸造試験を行った 4 系

5) 酒米研究会：酒造用原料米全国統一分析法（1996）

統の他に 47 系統について理化学分析を行い、酒造適性

6) 注解編集委員会編：第 4 回改正 国税庁所定分析法
注解，日本醸造協会（1993）を評価した結果、醸造適性に優れたものが 24 系統あった。これら系統のなかから次年度の醸造試験系統が誕生

7) 斉藤 博之, 谷口 肇：醸協, 90, 387（1995）

する。
「華想い」や「山田錦」が母本として用いられてい8) 斉藤 博之, 西澤 直行：醸協, 91, 123（1996）

る系統が多く、山田錦の様な旨みのある酒造好適米が期

9) 斉藤 博之, 西澤 直行：醸協, 91, 737（1996）

待される。

9

低グルテリン米を用いた低精白純米酒の開発＊
中山 繁喜**、高橋 亨***、櫻井 廣****低グルテリン米「岩手 79 号」を原料米に、味薄に感じない製成酒を造るため、1.麹の使用割合を増やす、2.麹米に低グルテリン米以外を用いる、3.精米歩合を昨年の 80%から 90%に上げる製造法を検討した。その結果、麹米に低グルテリン米以外を使うと昨年指摘された香りの欠点が改善され、対照より良い評価の酒を造ることができた。アミノ酸度が低い特徴は変わらなかったが、企業の方は酸味が際立つ酒質に興味を持つ人が多く、低グルテリン米は酒質の多様化に貢献できると思われた。
キーワード：低精白米、純米酒、低グルテリン米

Sake Brewing from Low-Glutelin Rice
NAKAYAMA Shigeki, TAKAHASHI Tohru and SAKURAI Hiroshi
Sake brewing from low glutelin rice iwatesake 79 was examined. They were made by the method ofusing more koji, of using ordinary rice for koji, and of using 90% polished rice. As a result, we could
brewe sake of evaluation better than contrast, using rice except for low-glutelin rice. However, it has notbeen improved by the lowness of the degree of amino acid. It seemed that there are many people who
get interested in the taste of sake featured by the acidity and expect to low-glutelin rice.
key words : low polished rice, junmai-shu, low-glutelin rice
1

緒

表1

言

平成 17 年年度に、低グルテリン米「岩手 79 号」を原料に低精白純米酒の試験醸造を行ったところ、旨みが少なく酸味が目立つ酒質になった１）。そこで平成 18 年度
は旨みの供給源である米麹を通常の 2 倍使用する方法、

試験区
A
B
C
D

試験区

麹歩合(%)
20
40
20
20

麹米
岩手 79 号
岩手 79 号
ぎんおとめ
岩手 79 号

精米歩合(%)
80
80
80
90

米麹だけは消化性タンパク質を持つ酒米で米麹を造る方
法、平成 17 年度使用した精米歩合 80％白米ではなく精表2

米歩合 90%白米を使用する方法で、製成酒の味の薄さを解消する事をねらい検討したので報告する。
2

実験方法

2-1

試験区

仕込配合(麹歩合 20%)
添
1.5
－
3.3

米麹(kg)
掛米(kg)
水(ℓ )

留
－
5.5
5.8

計
1.5
5.5
9.1

使用酵母：協会 701 号

原料米に低グルテリン米の「岩手酒 79 号」を使い、
表3

精米歩合 80％、麹歩合 20％の製造法を対照（試験区 A）に、麹歩合を 40％に増やした試験区 B、麹米に酒米である精米歩合 80%の「ぎんおとめ」を用いた試験区 C、掛米と麹米とも精米歩合 90％の白米を用いた試験区 D を

米麹(kg)
掛米(kg)水(ℓ )

仕込配合(麹歩合 40%)
添
2.8
－
3.5

留
－
4.2
5.6

計
2.8
4.2
9.1

設定した。
試験区 B～C は製成酒のアミノ酸を増し、味が薄い酒

イム(株)製）溶液に浸漬し、麹米は水道水に浸漬した。

質にならない製造法を考慮した。

蒸きょうはサンキューボイラー2 型（(株)品川工業所製）

2-2を用い、50 分間行った。

仕込方法

洗米は MJP 式洗米機（白垣産業(株)）を用いて 3 分間

仕込みは総米 7kg の二段仕込みとし、試験区 A､C､D は行った。水切り後、掛米は 0.05%リパーゼ（天野エンザ

麹歩合 20%（表 2）、試験区 B は麹歩合 40%（表 3）とし*「吟ぎんが」、「ぎんおとめ」ブランド支援と新ブランド開発事業**
醸造技術部（現 食品醸造技術部）***
醸造技術部（現 財団法人いわて産業振興センター）
10**** 醸造技術部（現 顧問）

岩手県工業技術センター研究報告第 14 号（2007）
表4

た。原料米は岩手県農業研究センターで平成 10 年に交配した低グルテリン米「岩手酒 79 号」と県産「ぎんお米品種(精米歩合)

α-ｱﾐﾗｰｾﾞ

岩手酒 79 号(80%)＊２
ぎんおとめ(80%)＊３
岩手酒 79 号(90%)＊４

(u/g)
943
1,184
1,048

とめ」を、新中野(株)製 30kg 張ミニ精米機で精米歩合80％もしくは 90%に精米して用いた。
製麹は、床用製麹機（㈱ハクヨウ製）を用い、米品
種と精米歩合別に添麹と留麹をまとめて造った。仕込

麹の酵素力価

み温度は添仕込み 16℃、留仕込み 8℃、最高温度は 13℃

注）*1

ｸﾞﾙｺ
ｱﾐﾗｰｾﾞ
(u/g)
142
200
132

ACP＊１

水分

(u/g)
9,284
5,991
9,900

(%)
20.6
22.4
18.8

ACP：酸性カルボキシペプチターゼ

を目標にした。

*2

試験区Ａ対照と試験区Ｂ麹歩合 40％に使用

2-3

*3

試験区Ｃぎんおとめ麹に使用*4

試験区Ｄ90％精米に使用

分析および製成酒の評価
２)

もろみと製成酒の分析は、国税庁所定分析法 に準じた。米麹の酵素活性はα-アミラーゼ測定キット（キッコーマン(株)製）、糖化力分別定量キット（同）、酸性カ

日目、試験区 D は 20 日目に上槽した。試験区 B、C は品

ルボキシペプチターゼ測定キット（同）を用いて測定し温を早く下げもろみ期間を延ばすべきであった。

た。

平成 17 年度懸念された発酵中の硫化臭は、試験区 B、製成酒の官能評価は醸造技術部員 5 人で行い、5 点評

C では発生せず、試験区 A、D は上槽前に消失した。昨価法（1：優、2：良、3：可、4：やや難、5：難点）とし、年より麹の破精廻りをよくした効果と考えられた。

平均値を評点とした。また、平成 18 年度岩手県新酒鑑

18

評会製造技術研究会に参加したメーカー担当者に個別に実験結果および考察
掛米の原料処理

14

図1

Ａ
対照
Ｂ
麹 40%
Ｃ
ぎんおとめ
Ｄ
90%精米
3-2

16

Ｄ(90%精米)

21

19

17

15

13

9

もろみ品温経過

掛米の原料処理結果
浸漬時間
(分)
60

3-4

製成酒の成分および製成事績

浸漬吸水率

蒸米吸水率

(%)

(%)

表 6 に製造事績および製成酒成分を示す。麹歩合 40%37.6の試験区Ｂは、粕歩合が低く純アルコール収得量が高く

24.7古川ら４)の報告どおり米の溶解効果が認められた。もろ
16

60

25.6

38.4

16

60

25.8

38.0

16

120

26.2

36.9

み期間を一般的な 20 日程度に伸ばすようにもろみ管理
すれば、米が溶けて日本酒度が目標の±0 付近になったと思われる。しかし、麹量を増やしても製成酒のアミノ酸度は対照より低かった。
麹米のみ「ぎんおとめ」を使った 試験区 C も米の溶解効果が認められた。しかし、試験区 B と同様にもろみ製麹

期間を延ばすような管理が必要であり、製成酒のアミノ

製麹時間は 52 時間、最高温度 40～42℃で 14 時間保持

酸度を高める効果はなかった。

した。出麹の状貌は 3 区分とも破精廻りが良く、「ぎんお精米歩合 90%に高めた試験区 D はアルコール収得量がとめ」は柔らかめで麹の成長が早く見えた。

少なく、製成酒のアミノ酸度は対照より低かった。

酵素活性を表 4 に示す。「岩手酒 79 号」の麹 2 種はα3-4－アミラーゼが標準力価３）に近く、グルコアミラーゼが製成酒の評価製成酒の官能評価結果を表 4 に示す。全般的に旨みが低くて酸性カルボキシペプチターゼが標準力価の約 2 倍

少なく酸味が目立つ酒質であったが、試験区 C は、「ぎと高かった。「ぎんおとめ」麹は標準力価に近かった。
3-3

〃

日順

38.4%とやや固めになった。

水温
(℃)

11

添

7

米歩合 90%白米は 2 時間浸漬した。蒸米吸水率は 36.9～

5

8

3

おとめ」の精米歩合 80%白米は 1 時間、岩手酒 79 号の精試験区

Ｂ(麹40％)Ｃ(ぎんおとめ)

10

原料処理結果を表 4 に示す。「岩手酒 79 号」と「ぎん

表4

〃
〃

12

留

3-1

品温(℃)

3

試験区Ａ(対照)

16

聞き取り調査を行った。

んおとめ」の旨みが感じられ評価が最も良かった。試験もろみ経過

区 D は精米歩合 90%白米を使用したため糠臭が感じられ

図 1 にもろみ品温経過を示す。温度経過は 4 試験区とたが評価は試験区 C に次いで良かった。試験区 B は麹のもほぼ同様であった。しかし、ボーメの減少度が異なり風味が強く現れ対照より評価が悪かった。

試験区 B は 14 日目、試験区 C は 15 日目、試験区 A は 19

11

低グルテリン米を用いた低精白純米酒の開発
表6
試験区

Ａ

もろみ日
数（日）
製成数量
（ℓ ）
純ｱﾙｺｰﾙ収得量（ℓ /t）
粕歩合（%）
ｱﾙｺｰﾙ濃度
（%）
酸度
（mℓ ）
アミノ酸
度（mℓ ）
日本酒度4

清酒製造事績及び製成酒成分
Ｂ

Ｃ

14

15

20

7.9

9.4

8.9

8.9

163

234

209

184

68.5

50.0

58.8

55.7

言

県が品種登録を進めている低グルテリン米岩手酒 79

Ｄ

19

結

号を用いた純米酒の試験醸造を行った。精米歩合 80％
白米を原料に麹歩合 20%の製造法を対照に、1)麹歩合を増やす、2)麹米に低グルテリン米以外を使う、3)精米歩合を 80%から 90%に上げる方法で、味の濃さを求めることを検討した。試験醸造の結果、どの方法も製成酒のア
ミノ酸度を高められず、狙いどおりの酒質にならなかったが、麹米に「ぎんおとめ」を使うとアルコール収得量

14.4

17.4

16.4

14.5

2.4

2.7

2.4

2.5

0.8

0.7

0.6

0.5

-1

+5

+5

-2

が増え、特有のクセ香が解消され酒質評価が上がることが分かった。低グルテリン米は、酸味が多いが雑味が無くすっきりした酒質になるので酸味酒等特徴ある酒造りに活用できると考えられる。
文献1) 中山 繁喜,畑山 誠,高橋 亨：岩手県工業技術センタ－研究報告, 13,49 （2006）

企業の方は、酸味の強さに驚き敬遠する人もいたが、

2) 注解編集委員会：第 4 回改訂 国税庁所定分析法注解，

後に残らない酸味に興味を持つ人の方が多かった。低グ

日本醸造協会,7（1993）

ルテリン米は、雑味が出にくいので酸味等がきれいに映3) 佐藤 信,川嶋 宏,梅田 紀彦,斎藤 富男,蓼沼 誠,古えるので、一般米と併用し酒質の多様化を図る材料とし市て使用するのが得策と考えられる。
表74) 古川幸子, 水間智哉, 清川良文, 飯田修一, 松下景,

製成酒の評価

試験区

評価値

コメント

Ａ

3.2

すっきり、旨味少ない、酸味浮く、
香りクセ

Ｂ

3.4

麹臭、酢エチ臭、老香味、色多いＣ

2.4

この中では無難、味細い

Ｄ

3.0

酸味、後味が渋い、糠臭

明紀:増補改訂酒造講本, 日本醸造協会 ,101(1996)
前田英郎, 春原嘉弘, 若井芳則：日本生物工学会，3，84（2004）12篩い下米の米粉を用いた冷麺の検討*
武山

＊＊

進一

、遠山

＊＊

良

篩い下米は炊いた場合に"粘りが少なく"、"ぱさつく"等の特徴がある。このデンプンの特徴に着目し、品質特性調査を行うとともに、篩い下米の新用途開発の一環として、篩い下米の米粉を盛岡冷麺に配合することを検討した。篩い下米の米粉を30%配合した場合、押出法ではソフ
トな食感の麺を、蒸練法では本来の冷麺に近い食感の冷麺が試作出来た。
キーワード：篩い下米、冷麺

Application of Furuishita-mai Rice Powder
for “Reimen” Production
TAKEYAMA Shinichi, TOYAMA Ryo
Cooked Furuishita-mai has the characteristics of a little glutinous and crumbling. We
took notice of these properties of rice starch, and investigated the properties of several kindsof rice powder, and examined Furuishita-mai rice powder to apply to ingredient of Reimen
as a part of new usages development. As a result, we made 2 kinds of Reimen both of thesemixed 30% Furuishita-mai rice powder for trial purpose, the one made by extrusion methd
had soft texture and the other made by kneading with steam blowing method had nearlynormal Reimen’s texture.
key words： Furuishita-mai (non-standard rice), Reimen (Korean noodle)

１緒篩い下米の新たな用途開発に繋がると期待された。

言

麺に関しては、麺の物性としてその独特の強い弾力が篩い下米と称される一定基準の大きさに満たない米は、価値の低い米として扱われ、その発生量は平年作時で収特徴とされている盛岡冷麺が他の麺に較べ米粉配合割合

穫量の約6%もあり（H16年度岩手県産）、冷害年にはそのの許容範囲が広いと考えられた。そこで、篩い下米の米割合が増加する。H15年の大冷害を受けて計画された冷害

粉の盛岡冷麺への配合用途を検討することにした。

対策事業（H16-H18）の取り組みとして、この篩い下米の

２

実験方法

新用途開発を行うこととなった。篩い下米はタンパク量

２－１

試料

が多いという特徴があり、機能性成分GABAを含む遊離ア

H15年及びH17年に岩手県花巻地区で収穫されたひとめ

ミノ酸量も多いと考え、発芽玄米用途への利用を検討し、ぼれ、あきたこまちを試料とし、粒厚の異なる３規格の報告している1-2)。

玄米を供試した。粒厚1.9mm以上の玄米を篩い上、この粒篩い下米は、炊いた場合には“粘りが少なく”、“ぱ厚に満たない篩い下玄米のうち、粒厚1.9～1.8mmを篩いさついた”食味になることが知られており、麺に米粉を

下１、粒厚1.8mm未満を篩い下２と、標記する（表１）。

入れて利用しようとするような場合には、篩い下米は配H15年産に関しては、脱酸素剤入りの長期保存用の袋に入合し易いと考えた。このように、篩下米のデンプンの特れ冷蔵保管していたものを用い、使用にあたり品質の低徴に着目し、価格的にも安価な麺が作ることが出来れば、下がないことを予め確認した。

─────────────────────────────────────────────────────
＊平成１８年度先端技術を活用した農林水産研究高度化事業研究＊＊食品技術部（現 食品醸造技術部）

13

岩手県工業技術センター研究報告

表１

第１４号（２００７）
み約1時間放置。放置後、製麺機で製麺（切刃角12番)

粒厚区分

した。
粒厚

粒厚区分

蒸練は小型蒸練機（団子郎・型式BKS型、㈱品川工業

1.9mm以上

篩い上所）を、製麺はフッ素樹脂コーティング処理を施した大1.9－1.8mm

篩い下１

竹式製麺機（150mm試験機、㈱大竹製麺機）を用いた。

1.8mm未満

篩い下２

２－４

測定条件

官能評価のための米粉入り麺の試作には、市販規格外

２－４－１ アミロース量測定
簡易ヨード比色法を測定原理とした、オートアナライ

米である“中米(上)”(㈱北日本製袋製、粒厚ザー（Auto Analyzer３、ビーエルテック㈱）による測1.85-1.75mm)を試験区に加えた。“中米(上)”は、篩い定。検量線はアミロース含量既知の標準米試料で作成し下米から良質な部分を選別し更に乳白粒等を除いたもた。

ので、米の品種表示は行われてない。ただし、今回入手した“中米(上)”の品種は、ひとめぼれであることを確

２－４－２ アミログラフ測定
ブラベンダービスコグラフ(VS/PT100)で測定した。米認している。

粉40g（乾物）に加水して450gに調整後、30℃→1.5℃/

冷麺の原料粉については、馬鈴薯デンプン（南十勝農分昇温→93℃（10分）→1.5℃/分冷却→30℃（6分）の工連澱粉工場製、南十勝）、小麦粉（㈱府金製粉製、オ

測定条件で行った。

リンピック1号）、重炭酸ナトリウム（㈱旭硝子製）および食塩を用いた。

２－４－３ 官能試験
官能試験は、評価項目を外観、香り、味、かたさ、粘２－２

弾性についての好き嫌いと、かたさ、粘弾性についての処理条件

２－２－１ 精米および製粉処理
精米は、家庭用精米機（BR-EA35HH、㈱象印）を用い

強弱、及び総合評価の８項目とし、対照品(3点)を基準

精米率約90%の白米に調整した。

ター職員19名とした。

とする７段階(0～6点)評価で実施した。パネラーはセン

製粉は、高速度粉砕機（HS-10、㈱名濃）を用いて行った。米粉の粒度は約80メッシュに調整した（スクリー

２－４－４ 物性測定㈲タケトモ電機製テンシプレッサー My Boy Systemを

ン0.3使用時の基準メッシュ）。

用いて、麺のかたさを１バイト法で測定（巾1mm×長さ

２－３20mmプレート型プランジャー使用）した。測定用の冷麺

冷麺試作

試料の調整については、遠山ら3)の方法に従った。テン

２－３－１ 配合
デンプン60%、小麦粉40%、加水50%(対粉)、重曹1%(対シプレッサーでの測定条件を表２に示す。

粉)、食塩2%(対粉)を基本配合とし、押出法で製麺した

表２

ものを対照品とした。米粉入り冷麺は、デンプンと小麦粉の配合比率を６：４に保ちながら、原料粉中の米粉配合割合を30%に設定し、押出法および蒸練法で製麺した。

１バイト法での測定条件

Distance
Clearance

15mm
0.05mmBite speed(mm/sec) 2
Loadcell
10 kg

Thickness1

4mm

Plunger area (cm^2) 1.000

２－３－２ 押出法による製麺
原料粉1kgに重曹と食塩を溶かした熱水を加えてミキThickness2

7mm

Selector

Repeat time1

Mode check2

シング（2.5分前後）し、出来上がった麺生地を油圧式

Static time

0 sec

Deformation

95%

99

押出型冷麺機（三上製麺機製）で製麺した。ミキシング
は、多用途対応ミキサー（マイティ２５、㈱愛工舎製作

３所）を用い、中速(180rpm)で1分間、低速(118rpm)で1

３－１～2分間（生地の状態により適宜調整）行った。

３－１－１ 米粉の品質特性調査
篩い下米を米粉に調整し麺に配合する場合、米粉中の麺生地のミキシング方法の検討として、米粉を半分に実験結果及び考察篩い下米の米粉に関する試験

分け、一方をデンプンと小麦粉に混合しミキシングを開デンプンの特性が重要と考え、作柄による違いを調べた。

始し、30後に残りの米粉を少しずつ混合することを行っ

H15年産（冷害年次）及びH17年産（平年作年次）の篩いた。このミキシング方法は、生地に米粉を生粉の状態で下米の米粉のデンプンの品質特性として、アミロース量、練り込むことから、生粉練り込み方式と称した。

アミログラムの測定結果を表３に示す。アミログラムで２－３－３ 蒸練法による製麺
原料粉3kgに食塩水(対粉2%）1.5kgを加え2分間ミキシの糊化開始温度とアミロース量は作柄の影響を受ける4)

ングし、蒸練機で13分間蒸練。糊化した生地を熱い状態と糊化開始温度の測定結果を図１に示す。H15年産（冷のまま製麺機で圧延（ロール間隙1.2mm）し麺帯とし、害年）とH17年産（平年作）の糊化開始温度比較では、

広げた状態で放冷。その後、麺棒に巻き取りポリ袋で包両品種ともH15年産の方が高値であったが、アミロース

ことが知られている。篩い下１についてのアミロース量14篩い下米の米粉を用いた冷麺の検討
量に関しては、ひとめぼれではH15年産の方が高値であ３－２ったものの、あきたこまちでは両年に差はみられなかった。このように、アミロース量と糊化開始温度の間には

３－２－１ 押出法による製麺
篩い下米の米粉および篩い上米の米粉（対照品）を30%

明確な比例関係は認められなかった。

配合させて押出法で製麺を行った冷麺の物性測定結果

1885を図３に示す。米粉を配合することで冷麺の物性は低下

80する傾向とあった。配合割合を多くしたり、米の粒厚が75大きい程その傾向が高くなり、軟らかくなり過ぎて麺線

16

70

14

65
60

12
10
H15年産

H17年産

H15年産

ひとめぼれ

糊化開始温度(℃)

アミロース(% D.W.)

20

米粉入り冷麺の検討のつながりが不良になる場合もあった。その原因として
麺生地のミキシングが強すぎることを確認し、検討の結果、適切なミキシング加減をつかんだ。この様にしてミ55

キシング加減を調整したところ、米粉を30%配合した場

50

合でも、軟らかめながら製麺することが出来た。

H17年産

あきたこまち
2.5

アミロース

2

篩い下１の、年度、品種別アミロース含量とかたさ [N]

図１

糊化開始温度糊化開始温度1.5
1

H17年産についての粒厚別のアミロース量と糊化開始

0.5

温度の測定結果を図２に示す。

0篩い上

結果より、篩い下米は篩い上米よりもアミロース量が図３低い傾向に、糊化開始温度は高い傾向にあったものの、粒厚と糊化開始温度、粒厚とアミロース量の間には、比麺の物性の差を解消することが出来た。また、米粉をミ

85
80

キシング時に添加する方法（生粉練込）を検討したとこ

75

ろ、麺の物性が向上した。この場合、篩い上米で効果が

16

70

14

65
60

12
10

糊化開始温度(℃)

18

アミロース(% D.W.)

篩い上（生粉練込）

麺生地のミキシング加減を調整することで粒厚による20

高く、かたさは約15%増加した。
食味に関しては、篩い下米を配合した麺の食味は、渋味やえぐ味が強く感じられるものであったことから、無55

選別状態での篩い下米の利用を断念し、市販の規格外米50である“中米(上)”を用いることにした。 “中米(上)”篩い上 篩い下１ 篩い下２ 篩い上 篩い下１ 篩い下２

アミロース

篩い下２

米の粒厚と麺の物性（かたさ）との関連については、

例的な関係は認められなかった。

ひとめぼれ

篩い下１

30%米粉入り冷麺のかたさ（押出法）

あきたこまちの米粉30%配合冷麺を押出法で試作したところ、通常の糊化開始温度

冷麺と比べてソフトな食感の麺（約62%のかたさ）とな
り、「冷麺らしさに欠ける」が「ご飯の味がして美味し

図２

品種および粒度別アミロース含量とい」との評価を得た。

糊化開始温度

表３
年度

品種

粒厚区分
篩い上

ひとめぼれ 篩い下１

H17

篩い下２
篩い上
あきたこまち 篩い下１
篩い下２

中米(上)
中米
篩い下１
ひとめぼれ
篩い下２
H15
篩い下１
あきたこまち篩い下２

H17

米粉のアミロース量、アミログラム測定結果
精米割合 アミロース 糊化温度 最高粘度 Breakdown Setback(%)（% D.W.)
(℃)
(BU)
(BU)
(BU)
1.9mm上
93
18.1
66.9
586
200
467
1.8-1.9mm
91
17.2
75.7
482
157
467
1.8mm以下
78
17.6
71.2
498
175
457
1.9mm上
92
16.8
68.9
596
200
496
1.8-1.9mm
90
16.2
72.1
545
172
491
1.8mm以下
85
16.3
73.6
509
163
523
1.75-1.85mm
93
16.1
77.5
421
118
419
1.75-1.85mm
92
16.3
79.2
425
121
423
1.8-1.9mm
93
18.4
78.3
406
92
444
1.8mm以下
85
18.9
81.6
398
95
450
1.8-1.9mm
93
16.2
83.0
362
66
414
1.8mm以下
88
16.9
81.1
368
68
417
粒厚

15

岩手県工業技術センター研究報告

３－２－２

第１４号（２００７）

４

蒸練法による製麺

結言

蒸練法による製麺の検討として、原料生地を蒸練機で篩い下米は炊いた場合に“粘りが少なく”、“ぱさつアルファ化（写真１）後、ロール式製麺機で圧延、冷却く”等の特徴がある。このデンプンの特徴に着目し、品（老化）、切り出し製麺し、“中米(上)”米粉を30%配合

質特性調査を行うとともに、篩い下米の新用途開発の一した冷麺を試作した。“中米(上)”米粉を30%配合し蒸練環として、篩い下米の米粉を盛岡冷麺に配合することを法及び押出法で製麺した冷麺と、対照としての米粉を配検討した。その結果、次に示すことがわかった。
(1) H15年産（冷害被害米）及び17年産の篩い下米につ合しない通常の冷麺の物性測定結果を図４に示す。

いて、デンプンの品質特性を調査した。粒厚と糊

かたさ [N]

4

化開始温度、粒厚とアミロース量の間には、比例

3的な関係は認められなかった。

2(2) 篩い下米の米粉の冷麺への用途開発では、米粉入

1

り冷麺（30%配合）への利用を検討した。押出法ではソフトな食感の麺を、蒸練法では本来の冷麺に

0
中米(上)

中米(上)

蒸練法

図４

対照

近い食感の麺が試作出来た。

押出法

蒸練法と押出法のかたさ比較

本研究は、平成１８年度先端技術を活用した農林水産

蒸練法による冷麺は、対照との比較では、麺の物性で研究高度化事業研究「やませ気象下の水稲生育・被害予は“かたさ”が約16%高くなった。切り出し製麺時に麺測モデルと冷害回避技術の開発」の一課題として行われ線の太さ変えることで（切刃角12番）、冷麺の特徴であた。

る“かたく”て“弾力のある”麺に調整することが可能

本研究を進めるにあたり、アミロース含量測定に協力となり、本来の冷麺に近い食感の麺にすることが出来た。

して頂いた岩手県農業研究センター農産部水稲育種研究

食味に関しては、押出法による通常の冷麺を対照品と室の阿部陽専門研究員、中野央子主任専門研究員に感謝致します。

して、ひとめぼれ篩い上米粉30%配合および“中米(上)”米粉30%配合の冷麺を官能評価した。評価は、対照品を3点とする0-6点評価で高値ほど“好き”もしくは“強い”

文側とするもので、その結果を図５に示す。“中米(上)”1)

は“味”（2.7点）、“総合評価”(2.4点)となり、ほぼ

献

武山進一,遠山良,齊藤博之:岩手工技セ研
報,13,21(2006)

満足出来る結果であった。
“篩い上”との比較では、“味”

2)の評価が下回っていたものの、他の評価項目では有為差

武山進一,遠山良,齊藤博之:日調科誌,40,99(2007)がなかった（危険率5%）。
試食後の感想としては「麺にご飯の味がしていて美味
しい」、「冷麺の独特の食感に味わいが加わって良い」

3)

遠山良,種谷真一:食科工,46,155(1999)4)

石谷孝佑,大坪研一編:米の科学,p.51,p.88-92,
朝倉書店(1995)

等の評価が得られており、篩い下米の米粉30%配合冷麺
は新しい麺製品として有望と考えられた。

4

篩い上

中米(上)

評点

3
2
1
0
色

写真１

麺生地の蒸練工程（左：蒸練処理中、右：蒸練後の糊化した生地）

外観

図５

味

かたさ(強弱) 粘弾性(強弱) かたさ(嗜好) 粘弾性(嗜好)総合

蒸練法による米粉入り冷麺の官能試験結果(n=19)

７点評価法で調査。「普通」(0 点)を基準とし、高い値ほど「好き」、もしくは「強い」側評価。

16

【投稿論文再掲】 ※本論文は、許可を得て日本調理科学会誌Vol.40,No.2,99-103(2007)から転載しました。

17

18

19

20

21

ナンブコムギのアップルパイ開発 ＊島津 裕子**、遠山 良**
本県の主力品種であるナンブコムギについて、平成 14～17 年度はパンへの加工利用を検討してきた。製パン性を向上させる原料配合や製造工程を見出し、ナンブコムギの風味や、ゆきち
からの食感を活かしたパンを開発し提案してきたところである。今年度は県産小麦の更なる用途拡大のため、パイへの加工利用を検討した。パイは一般的に外麦の強力粉と薄力粉のブレンドで造られている。これらとナンブコムギを比較した結果、ナンブコムギはこれらに匹敵する
パイ加工適性を有することが認められた。
さらに、ナンブコムギと県産りんごのアップルパイの開発に取り組み、原料配合やデザイン等検討し、その結果を県内企業へ情報提供した。
キーワード：ナンブコムギ、パイ、アップルパイ

Developing an Apple Pie with Nanbukomugi Wheat FlourSHIMAZU Hiroko, TOYAMA Ryo
Applying Nanbukomugi, one of the major wheat breeds in Iwate Prefecture, to make bread was
examined in fiscal 2002 - 2005.

Combination of ingredients which improves bread making andprocess of bread making were found and a variety of bread which takes advantages of the flavor of

Nanbukomugi wheat and the touch of Yukichikara were developed and proposed. This year, in order toexpand the use of Iwate wheat, applying Nanbukomugi to make pie was examined. Pie is generally madeby blending strong flour and weak flour of foreign wheat. Comparing with these flour, Nanbukomugi has
as good aptitude for pie as foreign flour has.
Furthermore, development of apple pie with Nanbukomugi and Iwate apples was started, andcombination of ingredients and its design were examined. This result is proposed to enterprises in Iwate.
key words : Nanbukomugi, pie, apple pie
1緒

言

そして、平成 18 年度は県産小麦の新用途開発を目的にパイへの加工利用を検討した。ナンブコムギのパイ加工適性

県産小麦の需要の拡大を目的に、平成 14 年から県産を調べると共に、県産りんごを使用したアップルパイの開発

小麦使用加工品開発事業がスタートした。
平成 14 年度は関村ら1)が、ナンブコムギの製パン性をにも取り組んだので、その結果を報告する。

2)

把握し、平成 15 年度は著者ら が、ナンブコムギの特性に配慮した製パン方法並びに原料配合等を検討し、ナンブコムギの個性を活かしたパンを開発した。

2

実験方法

2-1

小麦粉分析

平成 16 度には前年に岩手県の奨励品種となったパン

水分の分析は､135℃１時間乾燥、灰分は 550℃で恒量用硬質小麦ゆきちからをブレンドして、ナンブコムギのに達するまで灰化、粗蛋白質はケルダール法にて分析し、風味とゆきちからの食感を活かした県産小麦 100％パン

蛋白換算係数 5.7 を乗じて算出した。ビスコグラムにつ3)

いてはブラベンダー社製を用いて測定した。

を開発し、加工業者の方々へ情報提供した 。

2-2 パイ生地調整

翌平成 17 年度はナンブコムギのビーアシュタンゲン
開発に取り組んだ。ビーアシュタンゲンはビールに合うパイ生地の調整はアメリカンタイプ（バターを練り込

棒状のパンで、乾燥状態まで焼きあげる。ナンブコムギむ）またはフレンチタイプ（シート状のバターを折り込で造るとサクサク食感が好まれる。分割･成形の省力化やむ）の何れかにより調整した。

多様性について検討し、5 種類のビーアシュタンゲンを

アメリカンタイプ原料配合：ナンブコムギ 400g、塩開発提案した4) 。

* 県産小麦使用加工品開発事業** 食品技術部（現食品醸造技術部）

8g、無塩バター300g、水 150ml。

22

岩手県工業技術センター研究報告第 14 号（2007）

フレンチタイプ原料配合：ナンブコムギ 1kg、水 400ml、食感、総合等について、良い 5、やや良い 4、普通 3、や酢 50ml、塩 22.5g、溶かし無塩バター150g、無塩発酵シや劣る 2、劣る 1 の 5 段階評価による官能試験を実施しートバター500g。

た。

2-3

パイ生地特性把握

パイに使用される小麦粉は、一般的に強力粉と薄力粉

3を 7 対３から 5 対 5 程度混合したものが用いられている。

3-1

結果および考察
供試小麦の分析結果試験に供した県産小麦５点の分析結果を表１に示した。

そこで、ナンブコムギのパイ加工適性を調べるため、もっともシンプルなパイであるリーフパイを焼き、外麦と5 点とも県内の製粉会社から購入した平成 17 年産の小麦比較検討した。

である。ナンブコムギ C 以外は最高粘度が 300BU 前後で2-4

やや低めであった。蛋白質含量はナンブコムギ 4 点の平ナンブコムギのアップルパイの開発

均が 9.9％、ゆきちからは 10.1％でほぼ同程度であった。

パイの形や大きさ、そしてまた副原料の配合等について検討を加えた。これらの評価には、外観、味、香り、

表 1 供試小麦の分析結果
小麦粉

ナンブコムギＡ

3-2

水分

灰分

蛋白質

アミログラフ結果
最高粘度

最高粘度時温度

（％）

（％）

（％）

（ＢＵ）

（℃）

14.1

0.44

9.7

272

87.9

ナンブコムギＢ

13.4

0.51

10.3

297

85.4

ナンブコムギＣ

12.9

0.47

9.9

729

92.5

ナンブコムギＤ

15.2

0.47

9.7

366

90.1

ゆきちから

13.4

0.47

10.1

305

77.4

厚さも写真４に示したように、ほぼ同じであった。シビ

ナンブコムギのパイ加工適性

ナンブコムギのパイ加工適性を調べるため、リーフパ

アにみれば若干薄めかとも思えるが、ほとんど気づかなイを焼き、通常使用されている強力粉と薄力粉のブレン

いレベルである。なお、参考までに、強力粉 100％で作

ドと比較検討した。なお、リーフパイの焼成では、どうったものは、最もボリュームが出た。

しても焼きムラが生じてしまうことから、データの信頼次にこれらリーフパイの官能試験結果を図１～３に示性を高めるため、焼成並びに 20 名以上のパネラーによるした。良い：５、やや良い：４、ふつう：３、やや劣る：

官能試験を３回繰り返した。

２、劣る：１の５段階評価で、３回実施し、その評価の平均値を図示した。

外観を写真１～３に示した。

ナンブコムギのリーフパイは強力粉や薄力粉のブレン
ドのものと比較し、決して劣らず、ほぼ同程度の評価を得ている。香りについては、各回の評価がバラついているものの、食感や総合は安定して、外麦に勝るとも劣らない評価であった。
写真１①強力粉:薄力粉

写真２②強力粉:薄力粉（50：50）（70：30）5
1強:薄（50：50）

２強:薄（70：30）

３ナン ブコムギ

官能評価点数4

写真３ ③ナンブコムギ

2

写真４ パイの厚さ
（左から①

②

3

③の順）
1
焼き色

これら写真からもわかるように、ナンブコムギのリー
フパイは、強力粉と薄力粉をブレンドして造ったものと比較し、外観的にほとんど遜色が無い。また、パイの

味

香り

食感

総合

パネラー

25 名

図１ １回目官能試験結果

23ナンブコムギのアップルパイ開発

55
1強：薄（50：50）

2強：薄（70：30）

１強：薄（50：50）

３ナンブコムギ

3ナンブコムギ

4
官能評価点数

官能評価点数4

２強：薄（70：30）

3

2

3

2

1

1
焼き色

味

香り

食感

総合

パネラー

25 名

焼き色

味

香り

食感

総合

パネラー

26 名

図２ ２回目官能試験結果

図３ ３回目官能試験結果

これらの結果から、ナンブコムギはパイ加工適性があの、すべて普通評価の３以上であった。このことからも、ることが認められた。

ナンブコムギのパイ加工適性が認められた。

3-3

3-4

ナンブコムギ銘柄間の比較

ナンブコムギとゆきちからの比較

次に購入したナンブコムギ３銘柄について、リーフパ

さらに、パン用小麦ゆきちからについてもパイ加工適イ焼成試験を実施し、ナンブコムギ間の比較を試みた。

性を検討した。リーフパイを焼成し、その官能試験結果

その結果を図４、５に示した。

を図６、７に示した。なお、粉の蛋白質含量はナンブコ
ムギ 9.7％、ゆきちから 10.1％である。

２回の繰り返し試験の結果、３点の中で、A は全般的に評価が高めで、B は低めの傾向を示した。なお、小麦２回の試験結果で、両者の官能評価点数は、非常に接粉の蛋白質含量は A から順に 9.7％、10.3％、9.9％であ近している。平均点では、ナンブコムギとゆきちからは、る。粉により、リーフパイの品質に差は認められたもの

ほぼ同レベルのパイ加工適性であった。

5

5

B

C

A

4
3

C

3

2

2

1

1
焼き色

味

香り

食感

総合

パネラー

22 名

焼き色

図４ １回目ナンブコムギ 3 点比較

香り

食感

総合

パネラー

20 名

5

ナン ブコムギ

ゆきち からナンブコムギ
官能評価点数

4
3
2

図６
1

味

図５ ２回目ナンブコムギ 3 点比較

5

官能評価点数B

4

官能評価点数

官能評価点数A

１回目ゆきちからとの比較
焼き色

味

香り

ゆきちから

4
3
2
1

食感

パネラー

総合

焼き色

32 名

図６ 1 回目ゆきちからとの比較

味

香り

食感

総合

パネラー

34 名

図７ ２回目ゆきちからとの比較

24

岩手県工業技術センター研究報告第 14 号（2007）

表２ リーフパイの硬さに対する評価
リーフパイ
1 回目
ナンブコムギ
2 回目
ゆきちから

硬い

やや硬い

適当

0

2

21

やや軟らかい
9

軟らかい

計

0

32

1

2

24

6

1

34

0

32

1

34

1 回目

0

7

22

3

2 回目

1

14

18

0

食感の評価は平均値で見る限り、ナンブコムギもゆき

食べやすい。味が良い等評価が良かった。なお、パイ生

ちからもほぼ同じである。しかし、硬さについては表２

地の食感については、下の生地がりんごの水分を吸ってに示したように、若干異なってくる。ナンブコムギ、ゆサクサク感がなくなってしまったのが残念との評価もあきちからともに硬さを「適当」と評価した人が最も多い。

り、りんごの更なる水分対策が必要と思われた。また、

しかし、次に多いのが、ナンブコムギは「やや軟らかい」

りんごプリザーブ 19ｇでは星型が浮いて離れてしまい

ゆきちからは｢やや硬い｣という評価である。つまり、ナやすかったが、17ｇに減らすことで、解決できた。

ンブコムギとゆきちからともに同程度のパイ加工適性で5あるが、パイ生地の硬さはナンブコムギの方がゆきちか

3-5-1

官能 評価点数

らよりやや軟らかめであることがわかった。
3-5

ナンブコムギのアップルパイ開発
ミニアップルパイの開発（直径５cm）

カットして食べるアップルパイは、カット段階での崩れ防止が課題となる。そこで、切らずにそのまま食べる

4
3
2

ミニアップルパイの開発に取り組んだ。製造工程を写真
合
総

感
食
ｺﾞ

感
食
地

ｲ生
ﾊﾟ

ﾘﾝ

り
香

味

焼

き
色

形

1

５に示した。

パネラー

23 名

図８ ミニアップルパイ官能試験結果
3-5-2

アップルパイの開発（直径 7cm）

ミニアップルパイでは、量的にやや物足りなさを感じる人もいることから、直径７cm のアップルパイも開発してみた（写真６）。
厚さ３mm の生地を直径 9cm の型でくり抜き、7cm の型に敷いて、これにりんごプリザーブ 30ｇを入れ、1.3ｍｍ厚さの星型をかぶせ焼成した。焼き上がり重量は約54g であった。

写真５ ミニアップルパイ製造工程

写真６ ７cm アップルパイ

ナンブコムギを使用し、アメリカンタイプのパイ生地

24 名のパネラーによる官能試験結果は図９のとおりを調整、3 つ折を 3 回。4mm の厚さの生地を直径 6cm の丸で、概ね好評であった。なお、パイ生地の食感について

型でくり抜き、直径 5cm の型に敷く。これに脱水したりは、焼いた当日官能試験した人はサクサクして良いと評

んごプリザーブを 19ｇ入れ、上に厚さ３mm の星型をかぶ価したが、翌日食べた人からはパイ生地のサクサク感なせ焼成した。焼き上がり重量は約 36ｇである。

いとコメントされた。翌日までサクサク感を保つには、
りんごプリザーブの水分移動を如何に抑えるかが課題とこのミニアップルパイについて、23 名のパネラーによなる。

る官能試験を実施し、その結果を図８に示した。小さく25

ナンブコムギのアップルパイ開発

5

5

官能評価点数

官能評価点数

4
3
2

4
3
2

図９ ７cm アップルパイ官能試験結果

合
総

食
ｺﾞ

食

ﾘﾝ

地
ｲ生

パネラー

ﾊﾟ

24 名

感

感

り

味

色
き

パネラー

ﾊﾟ

香

合

感

総

焼

ｲ生

ﾘﾝ

地

1

ｺﾞ

食

食

感

り
香

味

形

焼

き
色

1

13 名

図 11 ﾎﾜｲﾄﾁｮｺﾚｰﾄ使用パイ官能試験

3-3-3 アップルパイの副原料配合検討○

小倉あん使用アップルパイの風味向上ならびにりんごプリザーブとりんごプリザーブに同量の小倉あんをミックスし 10

パイ生地の間の緩衝用にカスタードクリーム、サワーク㎝四方のパイ生地に約 26ｇ包んだ。4 隅をまとめた正方

リーム、ホワイトチョコレート、小倉あん等の配合を検形と三つ折りの長方形の２種類成形した（写真８）。

討した。その結果を写真７～８、図 10～12 に示した。
○クリーム使用
クリームはりんごプリザーブ 250ｇに対し、いずれも60ｇずつ使用した。クリームの風味をほのかに感じられる程度である。ともに味、パイ生地食感の評価が良好であった。
写真８ りんご＆小倉あん外観
5

ｶｽﾀｰﾄﾞｸﾘｰﾑ

官能評価点数

正方形

ｻﾜｰｸﾘｰﾑ

写真７ クリーム配合パイ外観
5

4
3
2

合
総

感
食
ｺﾞ

食
地
ｲ生

ﾊﾟ

2

ﾘﾝ

感

り
香

味

3

き
色

1
形

ｻﾜｰｸﾘｰﾑ

4

焼

官能評価点数

ｶｽﾀｰﾄﾞｸﾘｰﾑ

長方形

パネラー

9名

図 12 りんご＆小倉あん成形比較
合
総

感
食
ｺﾞ

食
地
ｲ生
ﾊﾟ

これらの官能試験結果を図 12 に示した。
りんごと小倉あんの組み合わせは、はじめてというこ

ﾘﾝ

感

り
香

味

焼

き
色

1

パネラー

17 名

とで驚かれたが、半数の人が意外においしいと評価した。
勿論中には、別々の方が良いとのコメントもあった。ま図 10 クリーム使用パイ官能試験

た、成形としては、長方形の方が食べやすいためか、評○

価が良かった。

ホワイトチョコレート使用

1 個にホワイトチョコレート約５ｇ使用した。味は隠

3-3-4

デザインの検討

し味程度で、パネラーでチョコレートの味を指摘した人

写真９のように種々のデザインでアップルパイ試作した。

はなかった。ホワイトチョコレートの香料のせいか、香単純なデザインやネット状のものが好まれる傾向にあっりの評価は 3.5 であった。

た。

26

岩手県工業技術センター研究報告4

第 14 号（2007）
結言

県産小麦の新用途開発を目的に、パイへの加工利用を検討した。パイは一般に外麦の強力粉と薄力粉のブレンドで造られている。そこで、これらと本県の主力品種であるナンブコムギでリーフパイを焼き、比較検討した。
その結果、ナンブコムギで、これら外麦に匹敵するリー
フパイを焼き上げることができた。これにより、ナンブ
コムギにはパイ加工適性があることが認められた。
写真９

さらに、ナンブコムギと県産りんごを組み合わせたア

アップルパイのデザイン

ップルパイの開発に取り組み、副原料やデザインに検討を加え、数種類を開発し提案した。これらについては、

3-3-5 アップルパイ試食アンケート調査

概ね好評であった。県産小麦を使用したパイの新製品開

平成 19 年 1 月 19 日に開催された岩手麦づくり懇談会発の一助となれば幸いである。

において、参加者にナンブコムギと県産りんごのアップ
ルパイ 3 種類の試食アンケートに協力頂いた。５段階評

最後に、官能試験にご協力いただいた皆様に心より感価の平均値は表３に示したとおりで、概ね好評であった。
表３

文

試食アンケート調査結果
パネラ ー

総合

食感

香り

味

外観

パイの種類

謝いたします。
献1）関村 照吉他 1 名：岩工技報, 10, 85（2003）
2）島津 裕子他 2 名：岩工技報, 11, 27（2004）
3）島津 裕子他 2 名：岩工技報, 12, 26（2005）
4）島津 裕子他 2 名：岩工技報, 13（2006）

標準ｶｯﾄﾀｲﾌﾟ

3.9

3.9

3.7

3.9

3.9

15 名

ネットﾀｲﾌﾟ＊

4.3

4.2

3.8

4.0

4.2

58 名

りんご＆小倉あん

4.1

4.0

3.7

4.0

4.2

58 名

5）及川太平：フルーツ菓子の秘訣,旭屋出版（2005）＊：ｶｽﾀｰﾄﾞｸﾘｰﾑ配合

27

介護予防のための煮魚製品開発（Ⅰ）*
武山

＊＊

進一

、遠山

良

＊＊

、小野

＊＊＊

昭男

介護予防食品として、魚本来の形を保ちながらやわらかさを調節した煮魚製品を開発することになった。現行の煮魚製品のかたさを測定したところ、ユニバーサルデザインフード1-3)区分1の規格値5×105N/m2をほぼ満足していた。レトルト調理条件と煮魚のかたさとの関連を調査し、レトルト処理を過度に行っても煮魚が軟らかくならないことを確認した。煮魚の保水性の維持が課題となった。
キーワード：介護予防食品、煮魚製品、レトルト調理

Development of Boiled Fish Products
as a Preventive Food of Nursing Care
TAKEYAMA Shinichi, TOYAMA Ryo and ONO Akio
For the development of preventive food of nursing care, we have been trying to make theboiled fish products, which keep original shape of fish, whereas which has soft texture. The
hardness of the boiled fish products in present mostly satisfied the standard value of
universal design food (UDF) classification 1 (under 5×105N/m2). We studied correlation
between retort cooking condition and the hardness of the boiled fishes, and found that theexcessive retort cooking condition had not the effect of tenderer the boiled fishes. How it
could be improved water retentivity of the boiled fishes became the problem to be solved.
key words： Preventive food of nursing care, Boiled fish products, Retort cooking

１ 緒
言
急速に進行する高齢化社会への対応として、高齢者向との関連を調査した。また、別途実施された酢添加効果

けの食品開発が求められている。しかし、咀嚼・嚥下機

２

実験方法

能が低下した高齢者や要介護者を対象とする食品の多

２－１

試料

くは、刻み食や流動食が中心で、これらは食の楽しみを感じさせるものではない。三陸沿岸で収穫される新鮮な

２－１－１ レトルト試験用試料
原料の魚は、イワシ、サバ、サンマを冷凍状態で小野魚を対象に、魚本来の形を保ちながら軟らかさを調節し、食品より入手した。下処理として、イワシとサンマは半

尚かつ機能性成分を多く含む高齢者向け食品を“介護予解凍した状態で頭、尾、ワタを除去し、サンマはさらに防食品”と位置づけ、産学官連携で開発を始めた。

二つに分割。サバは二枚におろした半身をさらに等分のの調査結果にも触れ、得られた知見について報告する。

厚生労働省が示す高齢者用食品の測定法4)に従い煮魚

切り身に加工した。これらをブランチング処理し、更に製品の“かたさ”測定を検討後、現行煮魚製品（酢浸漬

個別急速冷凍処理（IQF）した。レトルト処理を行う場

処理と２段階のレトルト加熱調理による製法）のかたさ

合には、冷凍魚試料を半解凍状態にしてイワシは二尾、を調査した。また、やわらかさ調整技術開発における基

サンマは二切れ、サバは一切ずつを、レトルト処理条件

礎試験として、レトルト加熱処理条件と煮魚の“かたさ”に応じて㈱メイワパックス製R-5フィルム(160×250mm─────────────────────────────────────────────────────
＊平成１８年度産学官連携研究プロジェクト事業（新夢県土）＊＊食品技術部（現 食品醸造技術部）＊＊＊小野食品株式会社（釜石市両石町4-24-7）
28岩手県工業技術センター研究報告第１４号（２００７）

三方袋、NY25/ドライ/レトルトCP70)、もしくはH-2フィ測定が困難と言える。ただし、高齢者用食品かたさ測定

ルム(160×220mm三方袋、PET12/ドライ/Al9/ドライレト

は、測定時のプランジャーの圧縮速度が10mm/秒と高速

ルトCP70)に入れ、真空包装した。

であるように、実際の咀嚼を模しているとされている。

２－１－２ 現行品のかたさ測定調査用試料
現行煮魚製品として、小野食品製冷凍食品「イワシ生このことから、煮魚を実際に食べる状況を想定した測定

姜煮」、「サンマ生姜煮」、「サバ味噌煮」をかたさ測ットし（写真１参照）、その中央部分を測定した。この

定用試料とした。この製品の製法の特徴は、レトルト調

とき、筋肉組織の間隙部分は避ける様にし、かたさが得

理加熱を２段階に分けている点と、調味液に酢を用いてられる部分での測定を行うこととした。

として、煮魚を口に入れられる程度の大きさに包丁でカ測定の一例として、サンマ生姜煮でのかたさ測定例をいる点にある。酢浸漬処理後のレトルト加熱により、魚示す。サンマ(2尾)を測定のためにカットした状態を写

は骨まで軟らかな状態になるとされている。

真１に、そのかたさの測定値を表２に示す。

冷凍状態で流通されている製品であることから、試験時には水に浸して解凍後に測定に供した。
２－２

処理条件
⑥

２－２－１ レトルト処理条件
熱水式レトルト殺菌装置として、高温高圧調理殺菌試③

験器㈱日阪製作所製 RCS-40RTGNを用い、下記条件でレ

④

⑤
②

①

トルト処理した。
処理条件：回収式5)サブ方式：二段冷却=有、回転式=有、予備加熱=有写真１

予備加熱条件：98℃､5分間加熱
レトルト調理条件：

かたさ測定のためカットした状態（サンマ 2 尾）

表２115℃（1.5kg/cm2）30分,60分加熱

サンマの測定部位別のかたさ（実測値）

120℃（1.8kg/cm2）15分,30分,60分,75分加熱

サンマ生姜煮測定部位

125℃（2.1kg/cm2）30分,60分加熱
２－３

①
②
③
④
⑤
⑥

測定条件

２－３－１ かたさ測定
平成6年に厚生省（当時）が示した高齢者用食品の「かたさ」 の測 定 法 4) に従 い、 ㈱山電 クリ ー プメー ター
RE-33005を用いて測定した。測定法に従い、測定対象が固形物で不定型な塊状の試料であることから、直径3mm

［mm］
20.1
18.3
17.4
22.7
20.4
16.9

のない尾に近い部分が高かったり（測定部位⑥）、あるを試料の厚さの30%とした場合の最大力を求め、単位面

いは頭部に近い位置（測定部位①）であったりした。こ積あたりの最大力をかたさ［N/m2］とした。測定は、20のバラツキを少なくするため、１尾（サバは１切れ）に±2℃の条件の下で行った。クリープメーターでの測定

ついて2～3箇所ずつ測定してその最高値を採り、4～8

条件を、表１に示す。

ロードセル
アンプ倍率

[N/m2]
4.95E+05
2.44E+05
4.36E+05
4.20E+05
4.37E+05
5.83E+05

結果より、測定した6箇所のバラツキは大きく、厚さ

プランジャーを用い、圧縮速度10mm/sec、クリアランス

表１

かたさ （厚さ）

尾（サバは4～8切れ）での平均値を求め、「かたさ」の

高齢者用食品の「かたさ」測定条件

値とした。

2kgf
1倍

測定速度
プランジャーNO.

10mm/sec
4

格納ピッチ

0.01sec

接触面直径

3mm

測定歪率

70%

サンプル厚さ（実測値）

３－１－２ 現行煮魚製品のかたさ
現行煮魚製品である「イワシ生姜煮」、「サバ味噌煮」、「サンマ生姜煮」のかたさを測定した結果を図１に示す。
7.0E+05

３－１

6.0E+05

実験結果及び考察
かたさ[N/m2]

３

煮魚製品のかたさ測定

３－１－１ かたさ測定の検討
高齢者用食品のかたさ測定法4)では、測定対象が固形

5.0E+05
4.0E+05
3.0E+05

物である場合その大きさ別の測定方法の規定はあるが、2.0E+05

測定部位等にはきまりがない。煮魚のかたさ測定では、

1.0E+05

魚種の違い、魚の大きさのバラツキ、魚骨を測定対象に0.0E+00
イワシ生姜煮入れるか否か等の要因があり、そもそも一定かつ正確な
図１
29

サバ味噌煮

サンマ生姜煮現行煮魚製品（３種類）のかたさ測定結果

介護予防のための煮魚製品開発（Ⅰ）
1.0E+06

順に高かった。また、サバ味噌煮では、切り身の部位が8.0E+05

かたさ [N/m2 ]結果は、イワシ生姜煮、サバ味噌煮、サンマ生姜煮の一定していない為か、かたさのバラツキが大きかった。
介護用食品の規格としては、日本介護食品協議会で策1-3)

定された自主規格 （ユニバーサルデザインフード、以下「ＵＤＦ」と省略する）があり、「容易にかめる」～

6.0E+05
4.0E+05
2.0E+05
0.0E+00

イワシ「かまなくてよい」の４段階に相当する“かたさ”と“粘図２度”の規格値が制定されいる。今回の研究は、煮魚製品
具体的にはＵＤＦ規格の区分１～２の範囲に準ずるもかたさ [N/m2 ]性規格値（かたさ上限値）を表３に示す。
ＵＤＦ区分（１および２）の規格1-3)（抜粋）
区分１

区分２

区分形状

容易にかめる

歯ぐきでつぶせるかたさ上限値
２
N/ｍ

5×105

5×104

30分

60分

75分

1.0E+06のを目指している。ＵＤＦ区分１及び２の区分形状、物

表３

サンマ

120℃レトルト処理時のかたさ測定結果
15分

を高齢者用途にかたさを調整しようとするものであり、

サバ

8.0E+05
6.0E+05
4.0E+05
2.0E+05
0.0E+00
イワシ

図３

サバ

サンマ

115℃レトルト処理時のかたさ測定結果
30分

60分

1.0E+06

注) ＵＤＦ区分＝ユニバーサルデザインフード区分の略。
かたさ [N/m2]

日本介護食品協議会の自主規格1-3)。

先に示した現行煮魚製品のかたさ測定結果をＵＤＦ
規格にあてはめると、サンマ生姜煮だけがＵＤＦ区分１を僅かに上回っていたものの、イワシ生姜煮とサバ味噌

8.0E+05
6.0E+05
4.0E+05
2.0E+05
0.0E+00

煮はＵＤＦ区分１の範囲内にあった。よって、現行煮魚

イワシ

製品は概ねＵＤＦ区分１（“容易にかめる”）のかたさ

図４であるとされた。

サバ

サンマ

125℃レトルト処理時のかたさ測定結果
30分

60分

３－２ やわらかさ調整技術の検討
煮魚製品をより高齢者向け食品とする場合には、現行

一方、125℃加熱処理では、30分処理時（F値71.7～の煮魚製品を更にやわらかく、またその程度が調整可能

86.5）のかたさは、120℃加熱時よりも高いものが一部であることが望ましい。煮魚をやわらかくする調理するあり、やわらかくはなっていない状況であった。実際、方法としては、レトルト調理、食酢等の酸の添加、アル

煮魚の身を解すとパサついた状態になっていて、魚の身

コールの添加、プロテアーゼ処理等があり、現行の煮魚は締まった様な状態になっていた。これは、タンパク質製品製造でも採り入れられている方法でもある。我々はの変性に伴い保水性が低下する6)ことによるもので、旨

この中からレトルト調理をとりあげ、レトルト調理条件

味成分の流出7-8)にもつながる。レトルト加熱時の保水性と煮魚のかたさとの関連を調査することにした。また、の低下をいかに防ぐかが課題となった。
以上のことから、現状での一般的なレトルト調理法で別途行われた試作試験についても触れる。
３－２－１ レトルト処理条件の検討
レトルト調理条件として、加熱温度を120℃で処理時

は、煮魚はある程度までやわらかくなるが、それ以上の間を15分、30分、60分、75分とした場合、加熱温度を115℃、125℃として30分、60分処理した場合、での煮魚のかた

３－２－２ 酢使用量を調整した試作試験について
現行煮魚製品の製造工程において一次調理としてさの測定結果を図２～４に示す。

120℃・75分間の水煮処理が行われ、この際の調味液に

高温・長時間加熱は効果が少ないとされた。

120℃レトルト加熱では、処理時間15分(F値5.0～7.0)

酢が使用されている。この酢の使用量を0～5%に変えたと処理時間30分(F値19.0～22.7)にかたさの違いがあり、試作試験が行われ、官能試験、かたさの測定が別途実施

煮魚はこの間にやわらかくなったことがうかがえた。しされている9)。それによれば、加熱調理段階の酢の効果

かし、それ以上の処理(60分、75分)では変わらないかやとして、「骨や身の軟化には一定の効果があるが、酢のや減少する程度であった。また、115℃加熱の場合には増量と柔らかさには相関関係が認められなかった」との処理時間30分（F値4.6～5.3）でのかたさは、120℃30

結果が得られている。強い酸味が感じられるまで濃度を分加熱のかたさに近く、F値が低いながらも、やわらか高くしても、比例した効果が得られなかったとのことでくなっていると言えた。

あった。
30

岩手県工業技術センター研究報告第１４号（２００７）以上のように、現行煮魚製品を更にやわらかくするす

文る為の検討として、レトルト調理での高温・長時間調理

1)

処理の場合には離水による身の締まり、浸漬時の酢添加

献

日本介護食品協議会編：ユニバーサルデザイン
フード自主規格量増においてもその軟化効果の限界が確認されたこと2)になる。やわらかくする為の常套的な調理技術を過度に西成勝好,大越ひろ,神山かおる,山本隆:食感創
造ハンドブック,p.145,サイエンスフォーラム

行ってもその効果が期待したものでなかったが、課題が(2005)

明らかとなり、今後その克服あるいは別手法での検討を3)続けることにした。

佐々木真希:月刊フードケミカル,2004-2,44(2004)

４ 結言
厚生労働省が示す高齢者用食品の測定法に従い煮魚

4)厚生省（当時）：高齢者用食品の表示許可の取扱いについて、平成6年2月23日衛新第15号厚生のかたさ測定を検討後、小野食品で実施されている製造

省生活衛生局食品保健課新開発食品保健対策室

法（酢浸漬処理と２段階のレトルト加熱調理）による現長通知(1994)

行製品でも概ねＵＤＦ区分１（“容易にかめる”）内の5)

かたさであることを確認した。また、基礎試験としてレ

清水潮,横山理雄著:レトルト食品の基礎と応用,p.124,幸書房(2002)

トルト加熱処理条件と煮魚の“かたさ”との関連を調査
6)

し、過度の加熱条件下では、離水がおき身が締まること

横山理雄,矢野俊治監:レトルト食品入門,p.154,
日本食糧新聞社(2001)

を確認し、更なるやわらかさを調整する場合の課題が明7)らかとなった。

山中英明,田中宗彦著:水産物の利用－原料から加工調理まで－,p.78,成山堂書店(1999)

本研究は、平成１８年度産学官連携研究プロジェクト

8)

事業（新夢県土）「魚介類等地場産食材を利用した新し

相羽孝昭,西出亨,横山理雄編:これからの高齢者食品開発,p.198,幸書房(2006)

いカテゴリーの食品である介護予防食品の開発」の一部

9)として実施された。

31

小野食品㈱:H18年度社内資料(未発表)優良清酒酵母の開発＊
高橋 亨**、山口佑子***、畑山誠****

米倉裕一***、中山繁喜***、櫻井 廣*****「岩手吟醸 2 号」由来で、酸低生産性、または香気成分高生産性酵母の取得を試みた。もろみ等から 214 株の酵母を単離し、麹エキスで培養試験を行い目的に沿った株として 27 株を選抜した。
次に総米 100g で醸造試験を行い、有望株として「L-13」、「L-52」、「C-41」、「H-31」、「Y-15」の 5 株を得た。総米 7kg の醸造試験では「L-13」、「L-52」、「C-41」が対照より劣ることが分った。総米 150kg で醸造試験を行ったところ、「H-31」は対照に劣り、「Y-15」は発酵性、香気成分で対照に優れたものの、滴定酸度、官能評価で対象に劣ることが分かり、実用化のメリットは低いと考えられた。
キーワード：「岩手吟醸 2 号」、酵母、低酸性、香気成分高生産性

Selection of Good Sake Yeast
TAKAHASHI Tohru, YAMAGUCHI Yuko, HATAKEYAMA Makoto
YONEKURA Yuichi, NAKAYAMA Shigeki and SAKURAI Hiroshi
We extracted the single colony of the Iwate-Ginjou No.2 and tried acquisition of low acid productivity
or high fragrance productivity yeast. First, we isolated 214 strains of yeast from Moromi etc. We
conducted componential analysis about 214 strains of liquid culture liquid, and selected 27 good strains.
Furthermore, the brewing examination were done from 100g of the total rice, and five strains, "L-13","L-52", "C-41", "H-31", and "Y-15", were obtained as a hopeful stock. Although "L-13", "L-52", and"C-41" were done the brewing examination of 7kg of the total rice, "H-31" was inferior to Iwate-Ginjou
No. 2. When "H-31" and "Y-15" were done the brewing examination from 150kg of the total rice, they
were inferior to contrast clearly. On the other hand, although "Y-15" had excellent fermentation activity
and a fragrance component compared with contrast, it was inferior to contrast in acidity and sensory
evaluation, and was considered that the merit of practical use is low.
key words : Iwate-Ginjo No.2, sake yeast, low Acidity, high fragrance ingredient1

緒ロニーから酵母を釣菌した。

言2-2

岩手県ではオリジナル酵母として「岩手吟醸 2 号」が培養試験および醸造試験

吟醸酒用酵母として利用されている。しかし、近年の嗜取得した株は、麹エキス培地（Brix.20゜）で 30℃、1好の変化や商品の多様化から、「もっと高い香りを出す酵

晩前培養後、麹エキス培地（Brix.10゜）で 15℃、一週

母が欲しい」、「もう少し酸の低い酵母が欲しい」といっ

間静置培養した。培養液を遠心分離して酵母菌体を取りた要望が聞かれるようになった。今回「岩手吟醸 2 号」除いた上澄を成分分析し培養試験とした。

をベースに、香気成分高生産性、あるいは低酸性酵母の醸造試験は総米 100g と 7kg、150kg で行った。100g の開発を試みた。

試験は、初添を水麹とし、踊りを 1 日とり、留添に蒸米の 2 段仕込みとした。麹は徳島金長㈱製乾燥麹 T-70 を

2

実験方法

20g 使用、掛米は「山田錦」（精米歩合 40%）を 80g 用い、

2-1

酵母の単離

汲水歩合は 140％とした。初添、踊りの仕込温度は 15℃、

「岩手吟醸 2 号」麹エキス培養液、当センターで仕込

留仕込温度は 8℃にした。1 日に 1℃恒温器の温度を上げ

んだもろみ、県内酒造会社のもろみを平板培養し、単コ

10℃で発酵を行い、重量の減少が見られなくなった時点*
基盤的・先導的技術研究開発事業**
醸造技術部（現 財団法人いわて産業振興センター）***
醸造技術部（現 食品醸造技術部）**** 秋田県総合食品研究所派遣（現 食品醸造技術部）***** 醸造技術部（現 顧問）32

岩手県工業技術センター研究報告第 14 号（2007）

で遠心分離により上槽した。7kg、150kg の醸造試験では留添温度を 7℃、最高温度を 12℃とし、日本酒度-4 を目

麹米、掛米とも「吟ぎんが」（精米歩合 50%）を使用した。

安に醸造アルコールを添加し上槽した。

仕込配合は表１、表２のとおりとした。初添の温度を 16℃、

2-4

成分分析および官能評価

培養液、製成酒の一般成分は国税庁所定分析法 １)に基
表１

づいて分析した。香気成分はHEWLETT PACKARD製ヘッドス

総米 7kg 醸造試験仕込配合

初添
総米
1.2
蒸米
0.8
麹米
0.4
汲水
1.9
30%アルコール(1)

仲添
2.3
1.8
0.5
3.0

留添
3.5
3.0
0.5
4.9

計
7.0
5.6
1.4
9.8
2.5

ペースガスクロマトグラフ 5890 SERIES 2 により分析した。
製成酒は醸造技術部員 5 名で行った。対象を 3 点とする 5 点法で行った。

・単位は kg
・酵母仕込による 3 段仕込

表２

3
3-1

仲添
49
39
10
64

留添
75
63
12
113

ら 50 株、液体培養物から 114 株の計 214 株の酵母を単離

計
150
120
20
217
55

した。
これらの酵母を麹エキス培地（Brix.10°）で培養した培養液の滴定酸度、アルコール濃度を測定し、アルコー
ル濃度が平均より高く、滴定酸度が低いもの 27 株を選抜し、総米 0.1kg の醸造試験に供した。

・単位は kg
・酵母仕込による 3 段仕込

表３
酵母
H-6
H-12
H-26
H-31
H-36
L-13
L-22
L-24
L-34
L-52
L-53
C-26
C-33
C-41
C-55
C-57
C-58
Y-11
Y-15
Y-21
Y-31
Y-36
Y-37
Y-40
Y-41
Y-43
Y-47
注）

日本酒度
-10
-9
-3
-15
-2
1
-6.5
7
7
8
5
-32
-8
1
-8
-13
-3.5
-1
-3
-6
-11
-3.5
-2
-4.5
-2.5
-5
-6

アルコール
（％）
17.5
17.7
18.5
17.2
18.2
18.6
18.6
19.7
19.6
19.1
19.2
14.8
17.2
18.6
18.0
17.4
19.1
18.6
18.7
18.4
17.6
18.6
21.9
19.1
18.8
18.2

：総米 150kg 仕込み酵母、酵母の単離と試験管培養

県内酒造会社のもろみから 50 株、センターのもろみか

総米 150kg 醸造試験仕込配合

初添
総米
26
蒸米
18
麹米
8
汲水
33
30%アルコール(1)

実験結果および考察

総米 0.1kg 醸造試験結果

一般成分
酸度
（ｍｌ）

アミノ酸度
（ｍｌ）

グルコース
（％）

Ethyl
Acetate

2.6
3.2
2.4
2.4
2.4
2.8
2.9
2.9
2.7
2.9
3.0
3.1
2.8
2.9
2.6
3.0
2.4
2.4
2.3
2.5
2.3
2.8
2.6
2.6
2.4
2.7
2.5

2.3
2.3
2.1
2.1
2.3
2.0
2.1
2.0
2.1
2.0
1.8
2.6
2.4
2.4
2.4
2.3
2.2
2.2
2.3
2.2
2.2
2.3
2.1
2.2
2.3
2.3
2.3

1.9
1.6
1.5
2.5
1.5
0.9
1.4
0.6
0.6
0.5
0.7
4.3
1.5
0.9
1.9
1.9
1.0
1.3
1.4
1.7
2.0
1.6
1.4
1.6
1.4
1.6
1.6

46
45
61
52
61
65
86
59
67
70
78
45
52
88
50
39
41
60
59
63
58
60
60
63
66
65
63

：総米 7kg 仕込み酵母

33

香気成分(ppm)
i-Amyli-AmylAcetateAlcohol
3.6
4.0
5.3
4.5
5.4
5.8
7.5
4.5
5.5
5.5
6.1
5.5
4.2
7.6
5.5
3.4
2.9
5.4
5.7
6.1
6.0
5.6
5.1
6.3
6.0
6.3
6.0

140
134
158
141
151
144
143
143
147
139
147
163
126
142
148
110
127
154
152
153
150
156
153
156
150
148
143

Ethyl
Caproate
3.7
3.3
4.4
6.1
4.3
5.8
5.6
5.1
4.9
5.3
5.6
5.1
5.1
7.0
4.8
6.0
4.1
4.5
4.6
5.5
4.4
4.7
5.1
6.0
5.3
5.8
4.7

優良清酒酵母の開発
3-2

醸造試験

0.1ml 多く、酸度が低いという目標は達成されなかった。

総米 0.1kg 醸造試験結果を表３に示した。発酵性が強

カプロン酸エチルと酢酸イソアミルは、対照より高かっ

く、かつ酸度が低いあるいはカプロン酸エチル濃度が高たが、今回の結果から｢H-15｣の優位性を明らかにできな

かった 5 株を選抜した。その中から製成酒の官能評価等

いと思われた。官能評価では味うす、酸味、渋味の指摘により「H-31」、「Y-15」株を総米 150kg の醸造試験に、が多く対照に劣った。これらのことから「H-15」は実用「L-13」、「L-52」、「C-41」株を総米 7kg の醸造試験に供化のメリットが少ないと考えられた。

した。
総米 7kg の醸造試験結果を表４に示した。試験した 3

4

結

言

株の酵母はいずれも「岩手吟醸 2 号」より、もろみ日数「岩手吟醸 2 号」の改良を試みるために定法によりが長くなった。製成酒の滴定酸度が高く、「酸が少ない」

214 株を単離した。麹エキス培養によって 27 株を選抜という目標を満たさなかった。また、カプロン酸エチル

し、100g での醸造試験を行った結果、「L-13」、「L-52」、濃度も「岩手吟醸 2 号」より少なく、香気成分でのメリ「C-41」、「H-31」、「Y-15」の 5 株が有望と考えられた。

ットもなかった。官能評価においても、「L-52」株は評点「L-13」、「L-52」、「C-41」は総米 7kg で醸造試験を行っ

3 で対照並みで他の株は対照に劣ることから、実用化すたが、「岩手吟醸 2 号」を上回り実用に適した株でないるメリットはないと考えられた。

ことがわかった。「H-31」、「Y-15」は総米 150kg で醸造

総米 150kg の醸造試験結果を表５に示した。
「岩手吟醸

試験を行ったところ、「H-31」は発酵力が弱く実用化に2 号」はもろみ日数 39 日と長めになった。また、アミノ

向かないことが明らかになった。「Y-15」は発酵力が強

酸度が 1.5ml とやや多めに、カプロン酸エチルは 2.0ppm

かったものの、滴定酸度はやや高めであった。香気成分と低くく、酵母の実力が十分発揮できなかった。

は「岩手吟醸 2 号」よりやや高めであったが、今回の醸「H-31」株はもろみ日数が 40 日と長くなった。また、造試験では「岩手吟醸 2 号」の製成酒は、香気成分は通もろみ末期で滴定酸度が 3.0ml になり、上槽前に除酸処

常の仕込みに比べ低いものであったため、本当に「Y-15」

理を行う必要があったこと、もろみ末期のキレが止まり、の香気成分が優れているか判断は難しいものであった。

酵母の発酵力が弱いことが確認され、実用化は難しいと

また、官能評価では評価が低く、実用化のメリットは小判断した。

さいと考えられた。

「Y-15」株はもろみ日数 32 日と標準的であり、対照よ
り早かった。アミノ酸度も対照より 0.1ml 低く、発酵性

文が強いことが確認された。しかし、滴定酸度は対照より

献1) 注解編集委員会編：第 4 回改正 国税庁所定分析法
注解，日本醸造協会（1993）

表４

7kg 醸造試験結果
吟2
26
+2
16.9
1.8
1.2
3.2
0.4
103
3.0

もろみ日数（日）日本酒度アルコール（％）
滴定酸度（ml）
アミノ酸度（ml）
カプロン酸エチル(ppm)

酢酸イソアミル(ppm)
イソアミルアルコール(ppm)

官能評価（評点）
表５

C-41
33
+3
17.0
2.2
1.1
2.0
±
109
3.8

L-13
34
+3
17.1
2.2
1.7
2.0
0.5
111
3.9

L-52
36
+2
17.5
2.2
1.7
1.7
0.5
111
3.0

150kg 醸造試験結果

もろみ日数（日）日本酒度アルコール（％）
滴定酸度（ml）
アミノ酸度（ml）
カプロン酸エチル(ppm)

酢酸イソアミル(ppm)
イソアミルアルコール(ppm)

官能評価（評点）

吟2
39
+2.5
17.0
1.6
1.5
2.0
0.3
109
3.0

H-31
40
-1.5
17.0
1.8＊
2.0
2.4
0.7
127
4.4

Y-15
32
+3
17.1
1.7
1.4
2.1
0.6
111
3.4

＊除酸処理後の滴定酸度34[技術報告]ビール及び発泡酒の蒸留とその評価＊
米倉裕一＊＊、山口佑子＊＊、櫻井廣＊＊

ビールや発泡酒を蒸留し、その評価を行った。その結果、減圧蒸留したものよりも常圧蒸留
したものの方が、個性があり新しい蒸留酒としての可能性が高かった。
キーワード：ビール、発泡酒、蒸留

Evaluation of the distilled beer or “Happoshu”
YONEKURA Yuichi, YAMAGUCHI Yuko and SAKURAI Hiroshi
Beer or “Happoshu” kinds were distilled and their values were evaluated. The liquor
under atmospheric pressure distillation had their individuality better than the one
under decompressed distillation.
key words: beer, distillation,
１緒

言

ビールや発泡酒などのビール様飲料を醸造した場合、ポンプ（柴田科学社製 V-500）を用い、真空度 131mmHg、

残りビールと呼ばれる数パーセントの澱部分が生じる。

バス温度 60℃の条件下で、1 回の蒸留でアルコール度数

また、他の酒類に比べアルコール度数が低く、糖分やアが 45%となるまで行った。両蒸留とも初留は採取しなか

ミノ酸など有機物が多いため、商品サイクルが短く期限った。

切れとなりやすい。これらビールは、通常廃棄している

２―３

が、何か他のアルコール飲料として有効活用できないか供試した蒸留酒は、4 種類のビール及び発泡酒を常圧検討した。前報では、ビールを蒸留しリキュールの試作

蒸留（アルコール濃度 30%）及び減圧蒸留（アルコール

1)

官能評価

を行い一定の評価を得た 。本報では、ビール及び発泡

濃度 45%）したものと前報1)で同様に蒸留したバイツエン

酒を蒸留し、その蒸留酒そのものについて評価した。

の合計 10 種類について、薄めることなくストレートで行った。評価は、風味について総合的に良い 1、普通 2、悪

２
２―１

実験方法
原

い 3 の 3 段階とし、それぞれ評点の理由をコメントして料もらった。パネラーは、県内地ビールメーカーの技術者

県内 4 社の地ビールメーカーのビール及び発泡酒を原9 名とした。

料とした。
（表 1）
表1
製品名

使用原料の種類と使用部分
種

３

実験結果および考察

３－１

製造元

蒸

留

類

使用部

オイスタースタウト

発泡酒

澱部分

世嬉の一酒造(株)常圧蒸留及び減圧蒸留した結果を表 2、3 に示す。減アップルラガー

発泡酒

澱部分(株)ベアレン醸造所

圧蒸留は、常圧蒸留に比べ、温度及び真空度の制御管理

ワサビエール

発泡酒製品(株)宮守ブロイハウス

により純アルコール回収率が高かった。また、アルコー

アンバーエール

ビール

製品

平庭高原ビール

ル度数が高い原料の回収率が高かった。アンバーエール

２―２

蒸

留

を減圧蒸留したものは、炭酸ガスが十分に抜ける前に蒸蒸留方法は、常圧と減圧 2 つの方法を用いた。原料は留したため突沸を起こし回収率が低下した。オイスター

あらかじめ開放容器に移し、炭酸ガスを抜いた後に使用

スタウトを常圧蒸留したものは白濁し、ガラスフィルタ

した。常圧蒸留は、リボンヒーターを巻いた冷却塔付きー（アドバンテック東洋 GA100）でろ過しても消えなか

20L 容の釜で 1 回の蒸留でアルコール度数が 30%となるった。

まで行った。また、減圧蒸留は、10L 容ロータリーエバ

３－２

ポレーター（柴田科学社製 RE10）とダイヤフラム真空＊＊＊

蒸留酒の評価

蒸留酒の官能評価結果を表 4 に示す。昨年度蒸留した

基盤的先導的研究推進事業
醸造技術部（現 食品醸造技術部）
35

岩手県工業技術センター研究報告
表２

オイスタースタウト
アップルラガー
ワサビエールアンバーエール

オイスタースタウト
アップルラガー
ワサビエールアンバーエール

常圧蒸留結果原料の使用量及び成分
数量
アルコール 純ｱﾙｺｰﾙ
（L）
換算(L)
(%)
9.0
7.3
0.66
10.0
5.9
0.59
12.0
4.7
0.56
12.2
4.6
0.56

表３

蒸留後の生成量及び成分
数量
アルコール 純ｱﾙｺｰﾙ
（L）
換算(L)
(%)
1.70
30.4
0.52
1.37
30.0
0.41
1.03
30.1
0.31
1.10
29.8
0.33
蒸留後の生成量及び成分
数量
アルコール 純ｱﾙｺｰﾙ
（L）
換算(L)
(%)
0.50
43.0
0.22
0.71
44.8
0.32
0.71
45.2
0.32
0.54
45.3
0.24

減
圧
蒸
留

純ｱﾙｺｰ
ﾙ回収率
（％）
92.0
82.9
85.4
67.4

蒸留酒の官能評価

評点

常
圧
蒸
留

純ｱﾙｺｰ
ﾙ回収率
（％）
78.3
69.7
55.0
58.4

減圧蒸留結果原料の使用量及び成分
数量
アルコール 純ｱﾙｺｰﾙ
（L）
換算(L)
(%)
3.2
7.3
0.23
6.5
5.9
0.38
8.0
4.7
0.37
7.9
4.6
0.36

表４

第１４号（２００７）

寸評

オイスタースタウト

2.44

白濁、酵母臭、牡蠣臭、ヨ－ド香、風味独特

アップルラガー1.44

フルーティ、リンゴ香、甘香、マイルド、癖少ない、スッキリ

ワサビエール

2.33

青草臭、モルト臭、辛味、苦味、ワサビの刺激良、清涼感

アンバーエール

2.11

モルト臭、味薄、粉っぽい、甘味、香特徴、アーモンド様香

バイツエン(2005 蒸留)

1.33

スッキリ、飲易い、フルーティ、華やか、バナナ

オイスタースタウト

1.78

アップルラガー1.78

ワサビエール1.78

アンバーエール

1.89

バイツエン(2005 蒸留)

1.56

香難、牡蠣臭、深み、こく、ヨ－ド香、ユニーク、飲易い、味特
徴的
青草臭、ダイアセチル臭、スッキリ、飲易い、アップル香、甘香、香難、苦味、無難
青草臭、辛味、味薄、ワサビ香良、日本的蒸留酒、使用法次第ではおもしろい癖少、苦味、あらい、飲易い、甘香、マイルド、無難、バター様臭、カラメル臭良、コーヒーリキュール原料？
風味少、味薄、香良、フルーティ、甘み、飲易い、なめらか＊

バイツェンの評価が、常圧、減圧のどちらの蒸留におい４

評点：良い 1、普通 2、悪い 3

結言ても評価が高かった。１年間の熟成期間が大きく左右しビール及び発泡酒を常圧及び減圧蒸留し評価を行った。

ているものと思われる。また、加熱温度が低い減圧法でその結果、減圧蒸留はサンプル間での評価の差が小さく、は、加熱影響が少なく雑味の少ない無難な風味になった

無難な評価であった。それに対し常圧蒸留は、評価の良

ためか、全体的には常圧法より評価が高く、評価に差がいものは、減圧蒸留が高いなど、評価の高いものと低いでなかった。対して、常圧法は評価の良いものと悪いもものの差が大きかった。これは、個性的な蒸留酒となっのの差が大きく、
良いものは減圧法のものより良かった。

たことによると思われ、蒸留法の工夫や長期熟成するこ

常圧法では、加熱臭など様々な風味が混ざり、個性的なとにより新しい蒸留酒となる可能性が大きいと思われた。

お酒となったため、評価が高いものは個性的な新しい酒

今回、この試験に当たりサンプルを提供していただいと評価されたが、低いものは風味が強すぎるとの評価をた、世嬉の一酒造株式会社様、株式会社ベアレン醸造所受けたと思われる。評価の高い上位 2 点は常圧蒸留のも様、株式会社宮守ブロイハウス様、平庭高原ビール様にのであり、風味が特徴的でスッキリとの評がありそのこ

感謝いたします。また、官能評価していただいた県内地とを裏付けるものである。また、白濁したオイスタース

ビールメーカーの方々に感謝いたします。

タウトなど今回評点の低いもであっても、初留を採取す
文るなどの蒸留法の改善や長期貯蔵することにより、個性

献1）米倉、山口、櫻井：岩工技セ,13, 70 (2006)

があり飲み口も良い新しい蒸留酒となる可能性が示唆された。

36

尿素の葉面散布がリンゴ果汁の窒素量とワイン発酵へ及ぼす影響＊
米倉

裕一＊＊、山口佑子＊＊、中山

繁喜＊＊、櫻井廣＊＊＊

施肥が果汁中の窒素量やワインの発酵に及ぼす影響を検討した。その結果、尿素の葉面散布により窒素含量の増加が見られ、ワインの発酵が促進された。
キーワード：施肥、窒素量、ワイン

Influence of the Foliar Spray of Urea Solution to the Amount of
Nitrogen in an Apple Juice and the Fermentation of Apple WineYONEKURA Yuichi, YAMAGUCHI Yuko, NAKAYAMA Shigeki and SAKURAI Hiroshi
Influence of the fertilization to the nitrogen content and the fermentation of the apple
juice were studied. The amount of nitrogen was increased and the fermentation was
helped by the foliar spray of Urea solution.
key words: fertilization, nitrogen, wine１

緒言

面散布した「尿素散布」の 4 試験区とした。葉面散布回

リンゴやブルーベリーなどを原料としてワイン醸造

数は、果樹研で 3 回、県農研では 2 回行った。
２―２

した場合、発酵が著しく遅れる場合がある。この原因と果汁の調整

して、果汁中の窒素量が少ないことがあげられ、アンモ

リンゴは、乾いた布で拭き、電動おろし器（(株)シン

ニアやリン酸アンモニウムなどの窒素源を添加すること

ガーハッピージャパン製 RHG-16）ですりおろし、亜硫酸。しかし、こ濃度が 100ppmになるようメタ重亜硫酸カリウムを添加

れら窒素源を添加すると、果実のフレッシュ感が薄れる

し油圧圧搾機（池田機械工業（株）製 M-60）にて最高など風味へ影響を及ぼす。そこで、果汁へ窒素源を添加

圧 30Kgf/cm2で搾汁した。また、この搾汁液に、100ppm

で改善することが明らかとなっている

1)2)3)4)

することなく窒素量を高めるために、著者は 、種々のペクチナーゼ（（株）ナガセ製）および 30ppmゼラチン

リンゴやぶどう果汁の窒素含量と発酵スピードを測定し（野洲化学工業（株）製）を添加し、冷蔵庫で一晩放置

窒素量の影響を把握した。さらに、前報6)では、果汁窒後、遠心濾過し、清澄果汁とした。

素量が少ないリンゴであるメイポールを使い、栽培条件

２―３

5)

一般分析および遊離アミノ酸分析による窒素量変化と発酵や風味について検討し、葉面散

一般分析はアルコール、比重、総酸、pH、色調は国税

布が効果的と思われた。しかし、窒素含量と発酵時間に庁所定分析法に準じた7)。また、遊離アミノ酸は、JLC-300

おいて一部曖昧な点があり、本報ではこの点について再（日本電子（株）製）を用い、グリシン換算で求めた。

試験を行った。

２―４

発酵試験

清澄果汁を初期糖度が Brix.17%になるように結晶ブ２２―１ドウ糖で補糖した。この調整果汁１L に乾燥酵母 EC-

実験方法

1118（ラルマン社製）を 0.4g/L 添加し、品温 18℃で発原料果実と仕込区分

原料果実は、2006 年産の独立行政法人農業・生物系特酵を行った。発酵終了は、Brix.9%程度あるいは発酵が定産業技術研究機構果樹研究所リンゴ研究部（以下果樹

緩慢となったところとした。発酵停止は亜硫酸濃度が研または果）および岩手県農業研究センター（以下県農50ppm になるようメタ重亜硫酸カリウムを添加して行研または農）で収穫されたものを用い、それぞれ特に葉い、その後、遠心分離およびガラスフィルターGA-100

面散布を行わなかった「無処理区」と 500 倍尿素液を葉でろ過し生成酒とした。

＊
＊＊
＊＊＊

基盤的・先導的技術研究開発事業
醸造技術部（現 食品醸造技術部）
醸造技術部（現 顧問）37

第 14 号（2007）

岩手県工業技術センター研究報告
表１

無 処 理(果)尿素散布(果）無 処 理(農)尿素散布(農）
２－５

重量
(Kg)

3.47
3.41
5.13
4.99

果実の収量および果汁成分

個数

平均重量
（g/個）

比重

pH

総

遊離ｱﾐﾉ酸

420nm

530nm

(%)

(mg/l)

（×5）

（×5）

122
126
152
150

28.4
27.1
33.8
33.3

1.044
1.043
1.042
1.042

3.07
3.14
3.22
3.25

1.81
1.76
1.52
1.49

73
146
199
296

0.163
0.111
0.122
0.099

0.368
0.184
0.029
0.021

酸

官能試験

官能評価は、色調（1,2 段階）、香（1,2,3 段階）、味18（1,2,3,4,5 段階）について良いものに高い評価をした。

16

無処理
(果樹研)

14

尿素散布
(果樹研)

12

無処理
(県農研)

10

尿素散布
(県農研)

糖度(Brix.)

パネラーはワインメーカー6 人、試験研究機関 2 人の 8
名で 2007 年 2 月 8 日に行った。
３

実験結果及び考察

３－１

果実の収量および果汁成分

8

試験区の果実重量と果汁の一般成分を表 1 に示す。尿06)素散布の有無による平均果実重量は、前報 と異なり差

10

20

30

日数

はほとんど無かった。果汁の窒素含量を示す遊離アミノ酸含量は、尿素散布により明らかに高く、前報6) で曖昧

図１

りんご果汁の発酵経過であった尿素散布による果汁窒素含量の増加がはっきりと認められた。また、メイポールの特徴である赤の色調

前後のワインとなった。果樹研の無処理区は、Brix.10%

は前報 より薄く、県農研の 2 試験区では黄色の果汁色

台で発酵終了したため、アルコール度数が低く、エキスであった。この原因として表 2 に示すとおり、遊離アミ分が高いワインとなった。対して、Brix.8%台で発酵終

ノ酸含量が増加したことが一因にあげられるが、遊離ア了した県農研の尿素散布区は、アルコール度数が高く、ミノ酸含量の増加が見られない果樹研の無処理区でも、エキス分の低いワインとなった。（表 3）6)

赤の色調を示す 530nmの値が、70%弱と大幅に低下して
表３

おり、気候や土壌、その他の要因も大きく作用していると思われる。メイポール果汁の窒素含量を上げることも必要ではあるが、最大の特徴である赤い色素を引き出す

表２

エキス分

4.1
5.0
5.0
6.3

11.1
9.3
9.6
7.4

無 処 理(果)尿素散布(果）無 処 理(農)尿素散布(農)栽培法の確立がより重要と思われた。
昨年との果汁成分の比較

製成酒の成分

アルコール
(%)

(%)

色調※
(530nm)

遊離ｱﾐﾉ酸
含量※

68%

0.9 倍

次に、官能評価結果を表４に示す。色、香、味の全て

無 処 理(果)尿素散布(果）

32%

1.8 倍

において、果樹研の無処理区、尿素散布区、県農研の無無 処 理(農)

23%

2.3 倍

処理区、尿素散布区と遊離アミノ酸含量が低い順に評価

尿素散布(農)

38%

1.1 倍

が高かった。評価が一番高い果樹研の無処理区は、酸味※は強いが、フレッシュで果実の香りがあり、赤色がきれ(本年の分析値)／(昨年の分析値)

いとの評価が多かった。評価が低くなるに従い、メイポ
３―２

発酵試験及び製成酒

リンゴ果汁の発酵経過を糖（Brix.）の減少量で示す（図表４1）。各試験区が Brix.11％となった日数は、果樹研の無処理区で 28 日、尿素散布区で 13 日、県農研の無処理区
無 処 理
(果)
尿素散布
(果)
無 処 理
(県)
尿素散布
(農)

で 12 日、尿素散布区で 8 日であり、散布により発酵期間が短縮された。本試験で、尿素の葉面散布により果汁窒素含量が増加し、さらに、発酵期間が促進することができた。
３―３

生成酒と官能評価

生成酒は、アルコール度数が 5%前後、エキス分が 10%
38

官能評価

色

評
香

点
味

総合

2.0

2.1

2.6

6.7

赤色、香良、フレッシュ、酸強

1.7

1.6

2.5

5.8

朱色、フレッシュ欠、酸良、
異臭

1.2

1.4

2.0

4.6

黄色、フレッシュ欠、えぐみ、
酸ハナレ、未熟果様

1.1

1.3

1.8

4.2

黄色、フレッシュ欠、えぐみ、
異臭、薬品臭、未熟果様

寸 評

尿素の葉面散布がリンゴ果汁の窒素量とワイン発酵へ及ぼす影響ールの特徴である赤色や、フレッシュ感が減少し、果実

われることや風味の低下等の問題も生じた。

本来の香りとは異なる香りが増えるとの指摘が多かった。

今回、この試験に当たり栽培試験及びサンプルを提供

果汁にアンモニアやリン酸アンモニウム等の窒素源を添していただいた、独立行政法人農業・生物系特定産業技

加したときと同様の指摘があり、窒素源の増加は、色、術研究機構果樹研究所リンゴ研究部および岩手県農業研

風味に影響を及ぼすと思われた。メイポールは、酸味が究センターの方々に感謝いたします。

強く単独のワインにはしがたいことから、窒素量含量が文比較的高く、酸の低い他のリンゴ品種とブレンドするこ

献1）大久保,桜井,中山,野里,大森：岩醸食試,21,61-64(1987)とが実用的と思われた。

2）桜井,大久保,斉藤,大森：岩醸食試,22,110-112 (1988)
４結3）高橋,桜井,斉藤,大森：岩醸食試,23, 72-75 (1989)

言4）米倉、櫻井：岩工技セ,11, 49-52 (2004)

尿素の葉面散布により、果汁中の窒素量と発酵期間がどのように変化するか検討した。その結果、尿素の葉面

5）米倉、中山、櫻井：岩工技セ,12, 55-57 (2005)

散布により果汁窒素量が増加し、発酵が促進した。しか6）米倉、山口、中山、櫻井：岩工技セ,13, 67-69 (2006)し、前報同様、メイポールの特徴である赤い色調が損な

7) 国税庁所定分析法注解：日本醸造協会(1993)39

赤ワイン用ぶどう品種の醸造適性試験（Ⅲ）＊
山口 佑子**、米倉 裕一**、大野 浩***、田村 博明***、櫻井 廣**
寒冷地向き赤ワイン用ぶどうとして植栽された 3 系統（山梨 38 号、42 号、44 号）について、甲斐ノワールを対照として栽培試験と醸造適応試験を行った。2006 年のぶどう生育は、春先の低温の影響により遅れ気味であったが、果実成熟期の好天に恵まれ高い品質のぶどうを得られた。官能検査の結果、前報同様に山梨 38 号と 44 号の評価が高かった。
キーワード：2006 年、栽培・醸造適性試験、醸造専用ブドウ品種

Brewing Test of Red Wine-Grape Vines
YAMAGUCHI Yuko, YONEKURA Yuichi, ONO Hiroshi
TAMURA Hiroaki and SAKURAI Hiroshi
The wine was made from 3 new types of red grapes especially suited to cold climates. Kai noir wasused for reference. In 2006, growth of these grapes delayed a little because of the low temperature at theearly spring. From September to October, the temperature was higher than that of previous years, andthere was a lot of sunshine. Therefore, this year's grape crop was good. The wine produced by
Yamanashi 38 and Yamanashi 44 were evaluated highly by a sensory test, and it is suggested that thesefamilies of grapes are suitable for wine brewing in Iwate prefecture..
Key words: 2005 year, cultivation and brewing test, wine grape vine

1

緒

言

表1

現在、岩手でワイン品種として奨励されている品種は、

試 験 品 種山 梨 38 号
山 梨 42 号
山 梨 44 号
甲斐ノワール

白用品種のリースリング・リオンとS-9110 の 2 品種であり、リースリング・リオンは岩手の主要な白ワイン品種となっている1)。一方、赤用品種はメルローとカベルネ・
フランの 2 品種が奨励されているが、岩手のような寒冷交配組み合わせ交配

山梨 27 号(甲州三尺×メルロー)×メルロー
甲斐ノワール×カベルネ・ソービニオン
カベルネ・ソービニオン×ツヴァイゲルト・レーベ
ブラック・クイーン×カベルネ・ソービニオン

地では酸の抜けが悪く赤色が薄いなどの品質の低下がしばしば見られることから、岩手に合った品種の選抜が必

これらの試験樹は、平成 12 年に植栽され、植栽時樹齢要とされている。

は 1 年生である。
2-2既報２)および前報3)では、山梨県で育種選抜した赤ワ

果汁、ワインの一般分析

既報2) に従って行った。

イン用ぶどう品種の中から岩手の気候風土にあった品種2-3を選抜することを目的として、栽培およびワイン醸造適

ワインの醸造性試験を行い結果について報告した。本報では、2004 年

収穫した各系統のぶどうを除梗・破砕機にかけ、メタ

産、2005 年産に引き続き試験を行い、年度差等について

重亜硫酸カリウム 100ppm を添加後、翌日、乾燥酵母検討したので報告する。

L-2323(ラルバン社製）を 0.4g/L となるよう添加し、発酵を開始した。補糖は、結晶ブドウ糖を初期糖度が 22°

2
2-1

実験方法

となるように 1 日目に行った。かもし期間は 4 日間行い、試験樹について搾汁後マロラクティック発酵（以降 MLF）スターター（商品名「ビニフローラ

前報3)同様、岩手県農業研究センター（北上市）に植エノス」、シイベルヘグナー社製）

栽されている山梨県果樹試験場で醸造用として育成されを 0.01g/L となるように添加した。発酵終了後、メタ重た 3 系統（山梨 38 号、42 号、44 号）と、対照として甲亜硫酸カリウム 100ppm を添加し、遠心分離にて澱引きし斐ノワール（山梨県果樹試験場で育成されたの赤ワインた。その後、タンニン 10ppm、ゼラチン 10ppm、ベントナ

専用品種）を用いた。

イト 100ppm となるように添加し、-4℃で 14 日間放置し、* 赤ワイン用ぶどう品種の醸造適性試験** 醸造技術部（現在 食品醸造技術部）*** 岩手県農業研究センター

第3報

40

岩手県工業技術センター研究報告第 13 号（2006）

よった。
ぶどう活動期の 4 月から 10 月にかけての有効積算温度

気温は 1589.5.1℃（平年比 106%）、30℃以上の日数は 22 日と4.0

やや少なく、降水量 859mm（平年比 89%）、日照時間 880.6
時間（平年比 105%）であった。

2.0
(℃ )

2006 年のぶどう生育は、春先の低温の影響により、発芽期・開花期は平年に比べ１週間程度の遅れとなった。

0.0
Jan

Mar

May

Jul

Sep

Nov

その後、果実成熟期は比較的好天の日が多く、気温も高めであったため、果実の糖度は高めとなり、収穫期も平-2.0

年より数日早まった。栽培状況を表 2、3 に示す。
-4.0

表2
試験品種
山梨 38 号
山梨 42 号
山梨 44 号
甲斐ノワール

降水量200

ぶどう品種の生育状況
発芽期

開花期

収穫期

May.09
May.13
May.13
May.12

Jun.27
Jun.29Jun.29Jun.29Oct.12
Oct.12
Oct.12
Oct.12

150
(%)

表3

Jan

Mar

May

Jul

Sep

Nov

50
0

ぶどう品種の果実品質

試験品種

収量(kg)

果房重(g)

果粒重(g)

山梨 38 号
山梨 42 号
山梨 44 号
甲斐ノワール

31.3
14.1
44.9
47.6

219.8
270.2
225.8
316.0

1.8
2.3
2.0
2.1

100

3-2

原料果汁

果実の状態は、山梨 38 号が過熟気味で仕込みの時点で日照時間

裂果、カビ、酢酸臭等が見られた。他の系統の状態は良180好であった。

140

汁率は、対照の甲斐ノワールと比較してどの品種も高か仕込みに供した果汁処理および成分を表 4 に示す。搾(%)

った。糖度は、天候の影響で全体的に高い値であった。

100

特に山梨 44 号は 20％以上と高い値を示し、対照よりも

Jan

Mar

May

Jul

Sep

Nov

低い値であった山梨 38 号と山梨 42 号でも平年並みの糖60度であった。総酸は、対照と山梨 42 号が 1％以上と酸が強く、山梨 38 号と山梨 44 号は 0.7％前後と比較的少な

20
図1

く、この傾向は 2004 年産、2005 年産と同様であった。
気温、日照時間、降水量の平年値比較

表4（2006 年岩手県北上市）
山梨 38 号
山梨 42 号
山梨 44 号
甲斐ノワール

酒石酸を析出させ、その後清澄濾過を行った。
2-4

官能試験

官能評価は、色調 2 点、香り 3 点、味 5 点の 10 点満点で評価した。パネラーはワインメーカー10 人、試験研究
機関 3 人の 13 名で 2007 年 2 月 8 日に行った。
3
3-1

3-3

ぶどう品種の果汁成分

仕込量
(kg)

搾汁率
(%)

糖度
(°)

総酸
(%)

pH

14.8
17.3
16.4
14.0

77.9
82.1
76.0
73.6

18.8
17.5
22.3
20.1

0.75
1.79
0.64
1.52

3.40
3.11
3.40
3.13

ワインの醸造試験

アルコール発酵の経過を糖の減少量で示す（図 2）。発実験結果

酵開始時の品温は 25℃で、2 日目には 26℃となった。そ2006 年の気象経過およびぶどうの生育状況の後、4 日目までに 24℃程度まで下がった。発酵経過はぶどう育成試験地（北上市）における 2006 年の気温、

4 系統ともほぼ同じ経過を取り、5 日目に圧搾し MLF スタ

日照時間、降水量の平年値比較を図１に示した。なお、ーターを添加した。

平年値および日照時間の資料は、気象庁気象統計情報に

41

赤ワイン用ぶどう品種の醸造適性試験

表5

ワイン成分
アミノ
亜硫酸
酒石酸 ﾘﾝｺﾞ酸
遊離型 結合型 態窒素 (%)
(%)
530nm
(mg/ℓ ) (mg/ℓ ) (mg/ℓ )

乳酸
(%)

総フェ
ノール
(mg/ℓ )

trace

0.21

1,137

0.67

0.12

869

0.11

0.03

0.21

1,920

0.18

0.44

0.31

1,237

色調

総酸
(%)

エキス 残糖分(%)(g/ℓ )

pH

0.994

0.59

2.39

2.60

3.72

0.245 0.429

8.0

22.4

112

0.12

0.998

1.33

3.33

2.46

3.29

0.255

0.372

9.6

25.6

112

0.15

10.8

0.995

0.57

2.62

4.78

3.83

0.351

0.623

16.0

20.8

150

10.1

0.997

1.16

2.92

2.46

3.40

0.537

0.832

6.4

19.2

75

ｱﾙｺｰﾙ
(%)

比重

山梨38号

10.9

山梨42号

10.6

山梨44号
甲斐ﾉ ﾜｰﾙ

430nm

号と山梨 44 号で 0.05％以下であるのに対し、甲斐ノア

糖度（Brix．）

22
山梨38号

山梨42号

山梨44号

甲斐ノワールールでは 0.44％、山梨 42 号では 0.67％含有していた。
乳酸は、山梨 38 号と山梨 44 号が同程度、甲斐ノワール
がそれよりもやや高く、山梨 42 号は 0.1％程度と低い値

17

であった。
官能評価では、山梨 38 号と山梨 44 号が高い評価を得12た。山梨 44 号は、色が濃く、渋みは強いが味がしっかりとしているという評価を得た。山梨 38 号は、色も良好で
酸と渋みのバランスが良いという評価であった。山梨 42

7
1

2

3

4

号は、色が薄く酸が強いため評価が低かった。この傾向

日数
図2は 2005 年産、2006 年産と同様であった。

アルコール発酵の経過
表6

総酸（酒石酸換算％）

1.7
1.5
1.3

山梨38号

山梨42号

1.1

山梨44号

甲斐ノワール0.9

官能試験結果

色

香

味

総合

短

山梨 38 号

1.92

2.00

3.00

6.92

味のバランス良。

山梨 42 号

1.35

1.50

2.46

5.31

酸強い。色薄い。

山梨 44 号

1.92

1.92

3.15

7.00

ﾀﾝﾆﾝ強。色濃い。

甲斐ﾉﾜｰﾙ

1.85

1.69

2.69

6.23

やや梗臭。渋残る

4

察

考

評

2006 年産は天候に恵まれ、どの品種でも 2004 年産、
0.7

2005 年産以上に高い糖度を得られた。果汁の酸度は 2005

0.5

年産と同程度で、山梨 38 号と山梨 44 号は比較的酸の抜
1

8

4

9

けが良く、山梨 42 号は酸の抜けが悪いという傾向が確認

日数できた。また、前報同様に山梨 38 号と山梨 44 号は MLF
図3時のリンゴ酸の減少が著しく、MLF が効果的であること

マロラクティック発酵の経過が示された。一方、山梨 42 号は MLF の効果が低く、これは pH が影響していると考えられる。以上のことから、前次に、MLF の経過を総酸の減少量で示す（図 3）。品温は

報同様に山梨 38 号と山梨 44 号は岩手県の赤ワイン用ブ20～21℃で 9 日間行った。その間の総酸の減少量は、山ドウ品種として有望であるといえる。

梨 38 号、山梨 44 号、甲斐ノワールで 0.4％前後と大幅2004 年から 3 年間試験を行ってきたが、他の試験地でに減少していた。山梨 42 号については 0.3％の減少であも山梨 38 号は高い評価を得ており、これらの結果を踏ま

った。
3-4

えて山梨 38 号は品種名「ビジュノワール」として品種登

ワイン分析および官能試験

録される予定になっている（2006 年に出願済み）。また

ワインの一般成分を表 5 に、官能試験結果を表 6 に示

山梨 44 号は寒冷地で評価が高く、現在育成地である山梨す。アルコール度数 10.1～10.9、比重 0.994～0.997、エ

県で品種登録に向けて準備を進めている。山梨 42 号につキス分 4 以下、還元糖は山梨 44 号以外で 3g/l 以下とラ

いては寒冷地での評価が低いことや、現行品種との差別

イトタイプのワインに仕上がった。山梨 44 号のみ還元糖化が難しいという点から、今後の試験は中止することとが 4.5g/l とやや高めに仕上がった。ワインの pH は全てなった。

の系統で果汁よりも高くなっており、総酸でも全ての系

今後は、山梨 38 号および 44 号について、岩手県農業

統で果汁よりも低くなっていた。有機酸含有量は、酒石

研究センターを中心に県内メーカーへの普及に向けた情酸では系統間で大きな差は無いが、リンゴ酸は山梨 3842

岩手県工業技術センター研究報告
報提供を行い、岩手県の奨励品種登録を目指す予定であ
る。
5

結

言

2005 年に引き続き本県における赤ワイン用ブドウ系
統の適応性検定試験を行った結果、3 系統の中から山梨
38 号と山梨 44 号の 2 系統が有望であることが分かった。
これは、2004 年産、2005 年産と同様の傾向であった。
また、山梨 38 号は全国的に評価が高く、品種名「ビジュノワール」として品種登録される予定である。
文献1) 大澤 純也：岩醸食試, 10（1976）～17（1983）
2) 米 倉 裕 一 ： 岩 手 県 工 技 セ ン タ ー 研 報 ， 12,58-60（2005）
3) 山 口 佑 子 ： 岩 手 県 工 技 セ ン タ ー 研 報 ， 13,73-75（2006）

43

第 13 号（2006）

【研究報告】豆腐の堅さ簡易測定法の提案＊
伊藤 良仁**
豆腐の品質管理における重要な項目の一つに「堅さ」がある。これまでの評価（数値化）方法は、高価な物性測定装置を用いるものがほとんどであった。そこで、安価なプッシュプルゲージを利用し、製造現場でも気軽に測定できる手法を考案した。
キーワード： 豆腐、堅さ測定

Easy Measurement Method of“Tofu”Hardness
ITO Yoshihito“Hardness”is one of important parameters to determine the quality of tofu-gel. Usually measurementsof the hardness were carried out using a costly machine Texturometer. In this paper, the author proposes
an easy method using inexpensive push-pull gauge.
key words : tofu, hardness, measurement
1

緒

2

言

2-1

盛岡市が消費量日本一となるなど、岩手県民の豆腐へ

実験方法および結果
使用機材の関心度は高く、原料となる大豆の育種なども自治体が測定器本体には、経済性と測定範囲および分解能から中心となって進められている。一方、豆腐加工業者にお汎用型デジタルフォースゲージ：FGC-0.2B（日本電産シ

いては、年々厳しくなる消費者やバイヤーの要求に応えンポ(株)）（写真 1）を選択した。最大測定値は 200g、分るため、新製品の開発とともに、品質管理が重要度を増解能 0.1g である。計測アダプタ（プランジャー）には付している。

属部品として提供される延長棒（L:92)および出張り形状

豆腐における品質管理のための評価は、納豆の場合 1)用（山形 70°）（同社）（写真 2）を設定した。通常、テのように共通手法が提唱されておらず、学術研究の場合

クスチャーメーターによる測定では径の大きい（10～でもメーカーの場合でも各者様々な方法 ２～５) で行われ20mm）の円筒形プランジャーを用いるが、今回は経済性ているのが現状である。豆腐の品質に大きな影響を与えを優先し、付属品から選ぶこととした。また、「歯で噛む」るのが風味と物性（堅さ）である。風味については、糖ことを想定した設定でもある。

成分などの分析を行う場合もあるが、通常、官能検査によって評価することが多い。一方、物性については、官能検査とともにテクスチャーメーターによる測定を行い数値化する場合がある。サンプルをステージに乗せれば後は自動で測定を行う装置が数社から販売されており、試験研究機関や大手企業で導入されている。しかし、中小企業では、要望は高いものの高価格のため採用しているところは非常に少ない。また、測定値として採用され

写真 2 計測アダプタているのは官能評価と相関が高い「破断強度（最大応力）」５)

写真 1 デジタルフォースゲージ

であり、連続測定されている 2 次元のチャートは利用されない例がほとんどである。
そこで、入手するデータを最大応力だけに絞り込めば、測定器を固定し上下動を行うためのスタンドに、手動より安価な製造現場でも気軽に測定（数値化）できるシ

式簡易試験スタンド（レバー式）：FGS-50L(同社）を、さステムの構築が可能ではないかと考えた。本報では、工らに、クリアランスを調整するためジャッキ、ステンレ

業部品などの強度測定に使われているプッシュ･プルゲ

ストレー（汎用品）を加え、測定装置一式とした。テクージ（デジタルフォースゲージ）を転用した豆腐の簡易

スチャーメーターと比較して 1/20～1/10 の価格で購入

堅さ測定法を考案したので報告する。

することができる。

* 基盤的・先導的技術研究開発事業** 食品技術部（現 食品醸造技術部）

44

岩手県工業技術センター研究報告
2-2

第 14 号（2007）

によっては、セルの高さ（45mm）よりも薄いものがある。

手動誤差の確認

今回設定を試みた測定システムの中で、最も誤差を生

この場合は、打ち抜いた後、セル底面にサンプルが接触み出す可能性があるものは「手動によるストローク」でするように、優しく押し込み、ジャッキで台の高さを調ある。そこで、実際に豆腐測定する前に、シリコセン C-55

整することにより貫入長 30mm を順守する。

（信越ポリマー（株））をダミーとして用い、100g 程度の最大応力になるよう設定し、誤差を測定した。
500 回の測定結果、測定値平均 104.7g で標準偏差が0.901、変動係数は 0.0086 であり、100 回の測定中 99 回は±2g 以内に収まる精度であった。
2-3

測定サンプルのセットを含む測定条件

通常、テクスチャーメーターでは、サンプルの形状を円筒形とし、それよりも小さい径の円筒状プランジャーを用いて測定 ２～５) する。その場合、数値が小さいサン
プルが「柔らかいため貫入した」のか、「脆いため割れた」のかを 2 次元チャートで判断する。
今回設定したシステムでは、得られるデータが最大応
写真 4 測定装置全景

力のみであるため、この点の判断ができない。そこで、
プラスチックセル（内径 30・高さ 45mm の円筒、底に空2-4気穴（市販フィルムケース転用））で打ち抜くことにより市販豆腐の測定

充填し、そのまま測定に供する方法を採用した。従って、設定したシステムで複数の市販豆腐を測定した結果「割れ」を防ぐことにより、「割れやすさ」の評価はできを表 1 と表 2 に示した。絹ごし豆腐、木綿豆腐のそれぞなくなるが、「柔らかさ（堅さ）」を指標として多種類のれ、４メーカー（銘柄）を入手し、一部は製造日が異な豆腐を同じ尺度（条件）で比較できると考えられる。

る同じ製品も測定した（セルへの充填は豆腐表面部分を含めた）。
絹ごし豆腐の測定値は、各銘柄平均で 43.6g～66.8g であり、この数値範囲は、2-2 で求めた測定誤差よりも充分に大きいものであった。また、標準偏差は 2.1～3.0、標準偏差を平均値で割った変動係数は 0.039～0.056 であった。両方の値共に測定数 n（最低 5、最高 50）とは相関が無かった。
木綿豆腐の測定値は、各銘柄平均で 82.1g～121.6g であり（Ｅ社 292.7g は、いわゆる岩豆腐であり、通常の木

写真 3 サンプルの充填

綿豆腐とは商品的に異なる）、絹ごし豆腐と同様に、数値測定条件は、ストローク：50mm、貫入速度：50mm/1sec

範囲は、測定誤差よりも充分に大きいものであった。ま（手動）、貫入長：30mm、試料：プラスチックセルに充た、標準偏差は 10.5～17.0（Ｅ社を除く）、変動係数は

填（1 丁につき 5 点調製）、測定温度：外気温＝室温、試0.117～0.147（Ｅ社を除く）であった。両方の値共に測

料温度＝4～10℃と設定した。（写真 4）

定数 n（最低 5、最高 60）とは相関が無かったが、絹ごストローク長は、スタンドの設定（固定）に依存する。

しに比べ一丁の中でのバラツキも大きいため、実際に評貫入速度は、手動でレバーを下げる際にブレが少なく、価する場合には測定数値の平均だけではなく標準偏差もまた、歯で噛む状況に近い 1 ストローク 1 秒とした。測重要な項目となる。

定サンプルは、前述の通り、プラスチックセルで打ち抜得られた測定値をもとに、豆腐を食べ慣れている職員

くことにより調製する。堅さにバラツキが大きい木綿豆

数名で官能試験を行った結果、絹ごし豆腐でも木綿豆腐腐に対応するため、中央と四角の計 5 点をサンプリング

でも、測定値がおおむね 20ｇ以上差がある場合に官能的する。必要数のセルを準備しておけば、多数の豆腐からな差を感じることが示された。今回は、統計的な処理をサンプリングし、後でまとめて測定することも可能であ行えるほど試験を繰り返していないので、精度に欠けるる。注意点としては、木綿豆腐の場合、通常、表面が最部分があるが、実測した数値、官能的な閾値、測定誤差も堅いため、評価する目的によって、サンプル調製の際それぞれに充分な差があることから、この測定手法は品にセル上面に豆腐の表面を設置するか、削除して内部分質管理に活用できるものと思われる。

を測定するかを予め決めておく必要がある。また、製品

45

豆腐の堅さ簡易測定法の提案

表 1 市販豆腐測定結果（絹ごし豆腐）
メーカー

Ａ社

Ｂ社

Ｃ社

Ｄ社

測定日

H19.1.10

H19.1.19

H19.1.23

H19.1.10

H19.1.11

H19.1.23

H19.1.23

測定値平均(g)

59.8

43.6

52.6

61.1

66.8

46.7

57.0

標準偏差

2.4

2.4

2.1

2.6

2.9

2.6

3.0

変動係数

0.041

0.056

0.039

0.043

0.044

0.055

0.053

ｎ

5

50

10

20

10

10

10

表 2 市販豆腐測定結果（木綿豆腐）
メーカー

3

Ａ社

Ｃ社

Ｄ社

測定日

H19.1.11

H19.1.19

H19.1.23

測定値平均(g)

121.6

111.0

109.5

84.2

標準偏差

17.0

15.1

15.1

12.4

変動係数
ｎ

0.140
20

0.136
60

0.138
10

0.147
10

0.139
5

考

H19.1.23

文察

H19.1.11

Ｅ社
H19.1.23

H19.1.23

82.1

90.3

292.7

11.4

10.5

21.4

0.117
10

0.073
10

献

1) 納豆試験法研究会：納豆試験法, 12-13（1990）

豆腐の堅さを安価でかつ現場で気軽に測定できるシステム構築を目的として、プッシュ･プルゲージを転用し

2) 農産業振興奨励会：先端的技術等収集調査事業「リポた簡易測定法を考案した。経済性を優先し、機能を最小

キシゲナーゼ欠失大豆の需要開発事業実績報告書」，
33-58（1993）

限にとどめた装置を採用したため、細かいテクスチャーの解析などには利用できないが、実際に、各種の豆腐を

3) 中村善行、戸田恭子：平成 16 年度専門技術員専門研測定した結果、官能試験の感度よりも測定誤差（バラツ

修テキスト「豆腐加工適正の評価技術」（2004）

キ）が小さいことが示され、（官能試験と併用する）品質

4) 川井英雄ら：日食工, 37, 293-297（1990）

管理基準の一つとしての可能性を示すことができたもの

5) 三浦芳助、米安実：日食工, 28, 36-40（1981）

と考える。
4

結

言

詳細な官能評価との相関性や、実際に製造現場で使用した場合の有効性など、検討しなければならない部分が多いが、将来的に標準手法として採用されることになれば幸いと思っている。今後、製造業の方々との協議を進め、普及に努めたいと考えている。

46

ヒエを原料とした麺の製法＊
前田

穣**、遠山良***

従来の方法では雑穀のみの製麺は困難であった。そこで本研究では雑穀のみを原料とした麺の製造技術の確立を目的に、雑穀生地の特性把握と製麺試験を行った。製麺試験は、蒸練機、フッ素処理ローラー、ジュール加熱器を用いて行った。蒸練機及びフッ素処理ローラーを用いることにより、ヒエのみを原料とした製麺に成功した。
キーワード： ヒエ、麺、蒸練、フッ素処理ローラー、ジュール加熱器、雑穀Processing Method of Noodles from Japanese Barnyard Millet
MAEDA Yutaka, TOYAMA Ryo
Processing of noodles only from millet was difficult in earlier methods. In this study, we studied thecharacter of the dough and the procedure for noodle making only from millet as the raw materials. The
test of processing of noodles was done by using steam-mixer, fluoridation-roller and joule-heater. We
succeeded in processing of noodles only from Japanese barnyard millet.
key words : Japanese barnyard millet, noodles, steam-mixing, joule-heating, millet
1緒

2-3 雑穀粉の粒度分析

言

食物繊維、ミネラルを豊富に含む雑穀が健康に良いこ

レーザー回折式粒度分布測定装置 LA-500 （HORIとは疑いない。雑穀の消費量をさらに拡大するためには、

BA）で測定を行い、分散媒にはオクタノールを使用した。

加工特性を明らかにして美味しい加工品を開発し、安定

2-4 アミログラム

した品質の商品を提供することが重要である。

ビスコグラフ（ブラベンダー社）を用い測定した。試

現状では雑穀の消費は白米との混合炊飯が主体であ料は雑穀粉が乾重量で 40ｇ、測定試料中の水分量が 450

るが、雑穀のみを原料とした麺を商品化できれば、消費ｇとなるように調整した。測定条件は以下のとおり。

拡大に繋がるものと考えられる。しかしながら、雑穀粉

回転速度：毎分 75 回転はそば粉、小麦粉等の従来より製麺材料として用いられ

ステップ１：30℃から 95℃まで、毎分 1．5℃で昇温てきたものとは違い、単独での製麺は容易では無い。

ステップ２：10 分間 95℃保持

1）

ステップ３：95℃から 30℃まで、毎分 1．5℃で降温

本研究では昨年度の検討 に引き続き、雑穀を主原料とした製麺方法の検討を行い、蒸練機及びフッ素処理ロ

ステップ４：30℃で 6 分間保持
2-5 蒸練処理

ーラーを用いることにより、ヒエのみを原料とした製麺に成功したので報告する。

雑穀粉に加水し、多用途対応縦型ミキサー・マイティ
25（愛工舎製作所）で 1 分間混捏した生地を小型蒸練機・

2
2-1

実験方法

団五郎（品川工業所）に投入し、10 分間蒸練した。蒸練

原料部分の倒し角は 45 度とした。蒸練部分を倒すことにより、花巻産のヒエ（達磨）、ウルチアワ（虎の尾）、モチア

生地は撹拌部分に持ちあげられる、落下により叩きつけ

ワ（大槌 10）、キビ（釜石 16）を精白済みのものを購入られる、攪拌部分で押しつけられる等、十分に捏ねられし、高速粉砕機 HS-10（名濃、0.3mm スクリーン使用）でることを確認した。蒸気の生成はサンキュウボイラー2製粉し、試験に供した。

型（品川工業所）を用い、蒸練時には最大生成量の蒸気2-2を導入した。

一般成分測定2-6 押出し製麺

水分は 105℃常圧加熱乾燥法により測定した。粗タン
パク質はケルダール法で得た全窒素に定数 6.25 を乗じ

蒸練生地を油圧式押出製麺機（三上麺機製作所）で麺算定した。灰分は 550℃直接灰化法で測定した。粗脂肪

線状に成形した。押出し口の直下に沸騰した鍋を用意しはジエチルエーテルによるソックスレー法で測定した。

ておき、押し出すと同時に 1 分間の茹で調理を行った。

* 基盤的・先導的技術研究開発事業** 食品技術部（現青森県ふるさと食品研究センター）*** 食品技術部（現食品醸造技術部）

47

岩手県工業技術センター研究報告第 14 号（2007）

ビについては、押出し後の湯中において全て崩壊してし2-7 フッ素処理ローラーによる製麺
150mm 試験機（大竹麺機）のローラーをフッ素処理しまい、製麺することは出来なかった。ヒエ及びウルチア

たものを用いた。ローラー間隔 1.5mm で蒸練生地を 1 回、ワを加熱調製した生地は柔軟性が有りながらも湯中保持

伸し処理を行い、麺帯とした。結果、麺帯厚は 1.7～1.8mm性があることを昨年度の検討1）で確認しているが、そのとなった。麺線切り出しは 10 番切り刃で行い、麺線の幅特性により今回の製麺が実現できたと思われる。

は 3mm となった。
2-8 ヒエ麺の試食結果
平成 19 年 2 月 28 日に岩手県工業技術センターで開催

表１

した、「岩手の農水産物を活用した食品開発研究発表会」
において、蒸練機及びフッ素処理ローラーを用いて調製
ヒしたヒエ麺についての試食アンケートを実施した。試食

雑穀粉の一般成分水分（％）

粗タンパク質（％）

灰分（％）

粗脂肪（％）

炭水化物（％）

12.4

7.6

0.4

1.0

78.6

エ

に供した麺は、3 週間凍結保存したものを用いた。

ウルチアワ

12.6

9.2

1.0

2.2

75.0

2-9 ジュール製麺試験

モチアワ

12.3

10.0

1.2

3.0

73.5

キ

13.8

10.4

0.7

1.2

73.9

バッチ式ジュール加熱機を用い、加水混合生地 500g

ビを通電しジュール加熱生地とした。通電効率を高めるた
めに塩化ナトリウムを 2.5ｇ加えた。20℃に調整した加水混合生地をジュール加熱機に投入し、生地温度が 10で保持した。加熱後、生地をポリ塩化ビニリデン製のフ1200

ィルムで包み、自然放冷した。

1000

2-10 ジュール加熱生地の破断強度及び破断歪み
ジュール加熱生地を１辺 25mm の立方体に切り出し、
テンシプレッサー My Boy(タケトモ電機)を用い、上面中央への直径 5mm 円柱プランジャーで押し込み測定を行っ

120
温度
90

ヒエ

800

60
600
400

0

第一ピークから破断強度と破断距離を読み取った。次式

0により、破断歪みを求めた。

3

破断距離 mm
25 mm （試料高）

30

キビ

200

た。押込み速度は毎秒 2mm で行った。押し込み測定時の破断歪み（％）＝

モチアワ

ウルチアワ

温 度 （℃）

1400

粘 度 （BU)

分後に 95℃になるように昇温させ、その後 10 分間、95℃

図１

雑穀粉のアミログラム

×100
表２

雑穀粉の糊化特性

結果と考察

糊化開始

最高粘度

最高粘度

ブレイク

コンシステ

原料雑穀の特性について

温度（℃）

到達温度（℃）（BU)

ダウン（BU)

ンシー（BU)

エ

74.7

92.3

655

323

847

ログラムを図１に、アミログラムから算出した糊化特性

ウルチアワ

75.7

91.0

574

180

500

を表２に示した。ヒエ及びウルチアワは最高粘度、コン

モチアワ

74.5

87.0

265

62

149

システンシー値が大きく、モチアワ及びキビは低くなっ

キ

72.9

76.3

52

10

50

3-1

ヒ

試験に用いた雑穀粉の一般成分を表１に示した。アミビた。岩手県で栽培されている雑穀のアミロース含量については、ヒエ「達磨」が 32.9%、粳系アワ「虎の尾」が33.9％、糯系アワ「大槌 10」が 3.7%、糯系キビ「釜石16」が 2.2%との報告2）がある。
出現頻度

雑穀粉の粒度組成を図 2 に示した。ヒエがもっとも平均粒径が小さく、キビが最も大きくなった。100μm より大きい粒径の出現頻度は、ヒエが 2.3％、ウルチアワが100%

10μm 以下

80%

10～20μm60%20～30μm40%

図２

雑穀粉の粒度組成

前加水量と結果を表３に示す。ヒエ及びウルチアワにつビ

出し製麺機で成形することによる麺試作を行った。蒸練キ

それぞれの雑穀について、蒸練生地を冷麺製造用の押

モチア ワ

0%

押出し法による雑穀麺の試作について

ウ ルチア ワ3-2

30～51μm

エ

20%

ヒ0％、モチアワが 0.2％、キビが 1.5％であった。

いては蒸練機及び押出し製麺機を用いることにより製麺が可能であることが確認できた。一方、モチアワ及びキ

4851μm 以上

ヒエを原料とした麺の製法
表３

ヒエ及びウルチアワの蒸練生地を押出し成形した麺線

押し出し製麺の結果を湯中に投入することなく適当な長さに切り、生麺様に蒸練前加水量することも検討した。押し出し後、ノズルからつり下が（対雑穀粉重量）った状態の麺線に馬鈴薯デンプンを振りかけるなどの試かった。モチアワ及びキビについては蒸練による製麺方

ウルチアワ

法の原料には適さないものと判断し、以降の検討を行わなかった。押出し製麺の結果が最も良好であったヒエに

3-3

蒸練後にまとまらず、直径3センチ前後の粒状になった。（押出しは行わなかった）

60%

製麺に成功。

50%

製麺に成功。

40%

加熱ムラがあり、生地の一部が粉状になった。（押出しは行わなかった）

50%

押し出し後、湯中で崩壊。

40%

加熱ムラがあり、生地の一部が粉状になった。（押出しは行わなかった）

50%

押し出し後、湯中で崩壊。

モチアワ

ついて、更に検討を進めることにした。
フッ素処理ローラーによるヒエ麺の製法

キ ビ

押し出し法の場合、食堂等で生地調製直後に提供する

果

50%
ヒ エ

みを行ったが、生地同士の癒着を防止することはできな

結場合には適するものの、お土産など保存性を要求される商品の製法には不適である。そこで新潟県食品研究所で確立されたライスヌードルの製法3）4）（以下、新潟法と表４する）を参考として蒸練生地をフッ素処理ローラーで麺

蒸 練 前
加水量

帯とする製麺方法を検討した。

蒸練前加水量と麺帯形成性
蒸 練 後

生地水分

生地の状態

生地水分

麺帯形成の
容 易 さ

（対ヒエ粉重量）

蒸練処理を行うと生地温度が高まるまでに生地表面で

50%

42%

生地がまとまらない→ （生地がまとまらない）

蒸気が結露し、生地への加水が進行する。その影響を受

60%

46%

生地がまとまらない

→

52%

硬い

け、検討当初は蒸練生地の水分にばらつきが生じた。処

65%

47%

しっとり

→

54%

ちょうど良い理前に蒸練機に蒸気を通導し十分な暖気を行うこと、結

70%

49%

表面に水が浮く→55%

ちょうど良い露によって溜まった水を排出してから生地を投入するこ

75%

50%

流動性がある→57%

柔らかすぎる―と、投入する生地の量を一定とすること、投入生地の温度を約 20℃とすることにより、蒸練生地の水分を安定させられるようになった。

3-4

生粉添加を併用したヒエ麺の製法

蒸練前加水量と蒸練後の生地水分、フッ素処理ローラ

新潟法では蒸練後の生地に非加熱の「生粉」を添加すーでの麺帯形成の容易さを表４にまとめた。押出し製法

ることにより麺のコシを強めている。本研究でも蒸練前で採用した、蒸練前加水量が 60％の場合には生地が固く、

加水量 70％の生地に生粉を全体の 5～30％加え混合しローラーに押し込むのが困難であり、フッ素処理ローラた後に麺帯形成、切り出しを行ってみた。生粉を加える

ーを用いて製麺する場合には、蒸練前加水を 65～70％とことにより蒸練生地は柔軟となり麺帯形成は容易になっするのが適当であった。また、蒸練前加水量が適切な場たが、麺の食感はざらつきが感じられ、品質は劣化した。

合でも、蒸練後に蒸練生地の温度が下がると生地が固く

フォーやビーフンなど米粉を原料とした麺の場合、高なり、麺帯形成は困難となった。

アミロース米が適すると言われている。新潟法はアミロ

麺帯形成直後に麺線切り出しを試したところ、完全にース含量が 20％前後の通常の飯米を原料としながらコ切断することが出来なかったり、うまく切れた場合でもシの強さを実現するために、生粉添加という工夫を必要

麺線同士が癒着するといった問題が発生した。一方、調としたが、高アミロースであるヒエの場合、生粉添加は製した生地を常温で一晩おいてから切り出したところ、不要であると考えられた。

切り出しも容易であり、打ち粉を用いなくても麺線の癒3-5

着は発生しなかった。新潟法においては蒸練直後にロー

ヒエ麺についての試食アンケート結果

ラーで麺帯とし、一晩冷蔵してから麺線に切り出していアンケート結果を図 4 ～6 に示した。ヒエ麺についてる。蒸練を用いた製麺においては、蒸練直後に麺帯形成「商品として価値が有る」と回答したのは 56 人中 32 人を行い、時間をおいてからの麺線切り出しが有効である（全体の 56％）であり、参加者の半数には好意的に受けことが判った。この方法で得られた麺線を茹で調理し、止められた。価値が有ると回答した方の理由は風味や食試食したところ、ヒエの風味が感じられる麺であった。

感という嗜好性だけではなく、健康や話題性などの付加蒸練によるヒエ麺の製法は、「蒸気加熱と捏ね処理に価値を含んでの評価であった。「商品として価値が無い」

より生地をつなぎ」、「生地の柔軟性があるうちに麺帯形と回答したのは 8 人（全体の 14％）であり、回答理由は成し」、「麺帯を一晩放置して適度に澱粉を老化させてか風味と食感のみであり、食感については全員が選択してら麺線に切り出す」方法であり、ヒエなどのグルテンやいた。

付着性水溶性タンパク質を含まない穀類の製麺方法とし

今回、試食に供した麺は冷凍保存したものであり、冷て有効であると考えられた。

凍前の麺に比べ、なめらかさが劣っており、評価が低く

49

岩手県工業技術センター研究報告なったと思われた。一方で風味についての評価は低くは3-6

第 14 号（2007）
ジュール加熱器による製麺方法の検討なかった。製麺後の品質管理を適切に行い、良い食感をブロック状の加熱ヒエ生地を調製し、それを麺線状に維持できれば、ヒエ麺の商品化が可能であると思われた。

切り出すことによる製麺方法を検討した。一般的な方法
でブロック生地を加熱すれば、生地の外部から入熱する事になり、結果、生地外周部から澱粉糊化が進行、生地中の水分ムラを生じる1) 。ジュール加熱は対象物に通電し、対象物自身を発熱させる技術である。ジュール加熱

その他
19人

であれば、ブロック状生地においても加熱ムラが発生しにくいと考え、検討に用いることとした。
予備試験によって得られたジュール加熱生地は一般的

食品製造業

な加熱方法によって得られた加熱生地と異なり、周辺部

31人

流通関係
3人

が加熱不十分となった。これは外部への熱流出のためである。以降の検討では、加熱部分を断熱剤で覆うとともに、測定試料は周辺部を除去してから調製した。

製麺業
3人

加熱後 24 時間経過したジュール加熱生地の破断強度及び破断歪みを図 6 に示した。加熱部分加水量が増える
図３

に従い、破断強度は減少し、破断歪みは増大した。水分試食参加者の内訳

50％及び 55％のジュール加熱生地は脆く、65％では柔らかすぎるために包丁での麺線切出しは困難であった。
一方、水分 60％では常温で 24 時間経過すると、包丁での切出しが可能であった。以降の検討は水分 60％のジュ

普通ール加熱生地について行うこととした。

16人

有る

無い
8人

32人

水分 60％のジュール加熱生地を麺線状に切り出し、茹で調理をしてみたところ、湯中で崩壊することはなかったものの、柔らかすぎる食感であった。このことから加熱時間等の検討だけでは、ジュール加熱機による麺製造は困難であると判断し、副素材の併用を検討した。
ジュール加熱試験に先立ち、ヒエ粉の糊化特性に対する副素材の影響をアミログラムで検討した。副素材はフ

図４

アンケート結果

ォー等の製法時に物性向上効果があるとの指摘がある乳「ヒエ麺に価値はあるか」酸、鹹水として用いられる炭酸ナトリウム、炭酸カリウ
ム、うどん等製麺時に用いられる塩化ナトリウム、デン

選択頻度（％）

プンを糊化しやすくするという塩化カリウム５）、糖類の100

代表としてスクロースを選択した。糊化特性は雑穀粉に80溶液を加えた直後と溶液を加えてから常温で 24 時間経

60

過したものについて測定した。
特徴的なアミログラムを図 7 に、アミログラムを元に40算出した糊化特性を表 6 に、アミログラム測定時の試料
20

ｐＨを表 7 に示した。乳酸は最高粘度、ブレイクダウン
食感

風味

価値が有る（３２人）

話題性

健 康 に良 い

食感

風味

0

を顕著に減少させた。炭酸ナトリウム、炭酸カリウムはブレイクダウンを減少させた。その他の副素材による糊化特性の変化は少なかった。また、いずれの副素材においても溶液添加２４時間後には最高粘度、ブレイクダウ

価値が無い（８人）

ンの減少が発生したが、それはわずかであった。
糊化特性に影響が認められた乳酸と炭酸ナトリウムに
図５ついて、ジュール加熱生地の物性を測定し、結果を図 8、

評価の理由（複数回答可）

図 9 に示した。乳酸は加熱調製後の時間が長くなるにつれ破断強度が著しく大きくなることが判った。澱粉が主体である麺の場合には乳酸を添加することにより、より固い麺になることが示唆された。一方、炭酸ナトリウム50

ヒエを原料とした麺の製法
は加熱調整後の時間が長くなっても破断歪みの減少が少

表面は非常に滑らかでつるつるとした食感であること、なかった。炭酸ナトリウム等鹹水は加熱澱粉生地の柔軟

炭酸ナトリウムを用いた麺は 10 分間加熱しても湯中で性を保持することが示唆された。

崩壊しない程、つながりの良いことを確認した。今回の物性測定に用いたものと同様の処理をした生地を包丁

検討では添加物と生地特性の関係についての知見は得ら

で麺線状に切り出し、茹で調理をしてみたところ、いずれたが、ジュール加熱機での製麺には成功しなかった。

れの麺も柔らかすぎた。しかしながら乳酸を用いた麺の

表７
20

30000

15

20000

10

10000

5

破断強度
破断歪み

測 定 前

用いた溶液

溶液浸漬時間

0

蒸留水

24
0

乳酸

24
0

炭酸ナトリウム

050

ビスコグラムに240

図６

破断歪み（％）

破断強度（ｇｗ）

40000

副素材による試料ｐH の変化

55

0

炭酸カリウム65

24

生地水分（％）

060

塩化ナトリウム

24

ジュール加熱生地の破断強度と破断歪み

0塩化カリウム

24
0

スクロース

24

温度

60
600
400

１％乳酸溶液00

図７

副素材のヒエ粉アミログラムへの影響

6.3

6.4

6.3

2.2

2.4

2.5

2.5

11.4

10.9

11.7

11.1

5.3

6.2

5.7

6.1

8.3

7.9

6.4
2.5
10.5
10.8

10.6
10.8

11.0

10.8

6.2

6.2

6.2

6.0

6.2

6.1

5.9
6.0
6.3

常温７２時間保存

20000
10000
0

図８

乳酸0.5%

乳酸1%

炭酸Na
0.5%

炭酸Na
1%

副素材のジュール加熱生地破断強度への影響

副素材のヒエ粉糊化特性への影響

ビスコグラムに

測定前

用いた溶液

溶液浸漬時間

糊化開始

最高粘度

最高粘度

ブレイク

コンシステ

温度（℃） 到達温度（℃）

（BU)

0

74.7

92.3

655

323

847

24
0
24

79.2
77.0
78.7

92.0
89.1
88.9

535
443
408

191
399
369

624
45
44

0
24
0
24

84.4
84.1
83.6
82.9

91.4
90.6
90.7
89.9

446
473
463
492

176
189
175
199

607
607
616
607

0
24
0
24

82.1
81.6
82.0
83.1

93.9
93.8
93.7
94.0

572
550
528
493

213
190
196
161

721
715
674
651

0
24

79.0
76.7

92.0
91.7

557
527

223
193

749
611

20

ダウン（BU) ンシー（BU)

破断歪み（％）

表６

スクロース

7.1

30000

無添加

塩化カリウム

試料ｐH

常温２４時間保存

30200

塩化ナトリウム

測定後調製２４時間後ｐH

40000

破断強度（ｇｗ）

蒸留水

800

炭酸カリウム

雑穀粉懸濁液

調製時ｐH

90

1000

炭酸ナトリウム液

１％炭酸Na溶液

温 度 （℃）

粘 度 （BU）

1200

乳酸

溶

120

1400

蒸留水

雑穀粉懸濁液調整時ｐH

常温２４時間保存
常温７２時間保存

16
12
8
4
0
無添加

図９

※溶液濃度はすべて１％51

乳酸0.5%

乳酸1%

炭酸Na
0.5%

炭酸Na
1%

副素材のジュール加熱生地破断歪みへの影響

岩手県工業技術センター研究報告4

結言第 14 号（2007）青森県ふるさと食品研究センター及び同研究所福士奈々
子技師に謝意を表します。

蒸練機及びフッ素処理ローラーを用いることにより、ヒエのみを原料とした製麺が可能であることを明らかに文した。試食アンケートの結果、ヒエ麺について半数の回答者が「商品として価値がある」と回答した。ヒエ麺を献1) 前田穣、遠山 良：岩手県工業技術センター研究報告,

商品化するには、製麺後の品質管理が重要課題であると

13,58（2007）

思われた。

2) ヒエ、アワ、キビのでんぷん：平成 13 年度東北農業
研究成果情報謝3) ライス・ヌードル全国講習会資料

意4) 特願 53-026176「麺状食品とその製造法ならびに装ジュール加熱器を用いた試験において、ご指導、ご助置」

言を頂いた秋田県総合食品研究所及び同研究所秋山美展

5) 朝倉書店：デンプンハンドブック

所長に謝意を表します。
また、雑穀粉の粒度測定において協力していただいた、

52

【投稿論文再掲】 ※本論文は、許可を得てBiosci.Biotechnol.Biochem.,71(2),407-413,2007から転載しました。

53

54

55

56

57

58

59

超小型ZnO単結晶紫外線センサに関する研究*,**遠藤

治之A、長谷川高橋

辰雄A、米倉広祐B、後藤勇雄A、杉渕

俊介C、柏葉

真世B、安兵衛D

近年太陽光紫外線等の検知用途で、小型で安価な紫外線センサに対するニーズが増えている。
我々のグループでは、ZnO 単結晶の紫外線センサへの応用を検討し研究開発を進めている。本報
告では、太陽光紫外線検知を目指して開発した、超小型 ZnO 紫外線センサ及び紫外線センサモジ
ュールについて報告する。
キーワード：酸化亜鉛（ZnO）単結晶、ショットキーフォトダイオード、紫外線センサ、紫外線センサモジュール

Study on ZnO Ultraviolet Sensor
ENDO Haruyuki, HASEGAWA Tatsuo, YONEKURA Isao, SUGIBUCHI
Mayo, TAKAHASHI Kohsuke, GOTO Shunsuke and KASHIWABA
YasubeRecently, ultraviolet rays reaching the earth’s surface have increased due to increasingozone depletion, and they may have adverse effects on the human body. Therefore, there is aneed for a small and low-cost ultraviolet sensor. In this paper, ultraviolet sensor of a
Schottky barrier photodiode using a ZnO single crystal and ultraviolet sensor module aredescribed.
key words : zinc oxide single crystal, Schottky photodiode, ultraviolet sensor, ultraviolet
sensor module
近年オゾン層破壊が進行し、地表へ到来する紫外線量が度依存性の補正が可能である。本モジュールには、１）紫増加している。その為、太陽光紫外線が健康に及ぼす悪影

外線量の数値出力（擬似 UV インデックス表示）、２）任響が懸念されている。このような背景からパーソナルユー

意に設定した紫外線量からの減衰率表示、３）アナログ電スにおいても、手軽に紫外線量を知り、それに応じて日傘

圧出力、計３種の動作モードを設定した。これらの機能にや帽子をかぶるなどの対策をしたいというような、紫外線

より、太陽光紫外線量測定から、UV カット化粧品などのセンサに対するニーズが増えてきている。

カット率（減衰率）表示、そして紫外線照射装置等における UV 受光量の電圧出力等の用途へ対応可能である。

本研究開発では ZnO プロジェクトの一環として、ZnO
単結晶基板の高い紫外線吸収特性を活用し、紫外線センサへの応用研究を進めてきた。開発したセンサ素子は、ZnO
基板上に半透明 Pt 電極、裏面に Al オーミック電極を形成した光起電力型フォトダイオード構造を持つ。尚、本センサの詳細は、電気学会論文誌 E（IEEC Trans. SM, Vol.
127, No.3, 2007）および American Institute of Physics,
Applied Physics Letter ( Appl. Phys. Lett., 90_121906)
を参照されたい。図１には、ZnO 単結晶紫外線センサを搭載した、紫外線センサモジュールの外観写真を示す。本
モジュールは、紫外線センサと周囲温度補正用のサーミス

図１

タ出力をマイコン IC へ入力することにより、周囲温度補正等の信号処理し、液晶ディスプレイへ表示する構成となっている。また、メモリに内蔵した感度や暗電流等のセン
サ定数を適宜書き換えることにより、センサ感度や周囲温
＊
＊＊
A
B
C
D

経済産業省地域新生コンソーシアム事業
酸化亜鉛産業クラスター形成事業
電子機械技術部㈱岩手情報システム(有)ライトム岩手大学地域連携推進センター
60

紫外線センサモジュールの外観図

非接触法による３次元形状高精度測定技術の開発＊
健**、米倉和合

勇雄**

JIS B 7440-2 附属書 A 中間点検に使用するアーティファクトの要素設計と非接触 CMM に適応する測定要素の設計及び検証をした。その結果､独自設計の機構を有するアーティファク
ト及び非接触 CMM に適する測定要素球の表面改質方法を見いだした。
キーワード：CMM、アーティファクト、非接触、着脱

Development of High Accuracy Measurement Method for 3 Dimension
Feature by Non-contact Prove
WAGO Takeshi and YONEKURA Isao
The artifact which used on interim checking according to JIS B 7440-2 appendix-A was designed
for measurement elements applied to Non-contact probe CMM and was verified.

As a results,

artifact could be made to form original design and it found out that suitable surface modification
method for measurement element spheres using non-contact prove.
key words : CMM, artifact, non-contact, attachment and detachment
１

円筒形の上面に円錐形状の彫り込みをしたマグネット治

はじめに

近年､モールド成型やプレス加工において高精度な曲具を瞬間接着剤により任意に配置固定する。本体をナイ面形状測定が要求されており､そこではレーザや CCD カ

フエッジとマグネットによる構成としたことで従来のアメラを用いた非接触式による座標測定機（以下､非接触型

ーティファクト製作で要求された高度な製造技術が不要

CMM という）が使用される。非接触型 CMM は接触型 CMMとなる。マグネット治具に直径が異なる２種類のベアリと異なる測定原理のため非接触型 CMM の性能評価にはそング球を磁力で固定することで接合による球の真球度低の測定原理に適応したアーティファクトが要求される。

下を排除する。

ここでは､非接触型CMMに適応するアーティファクトを設計製作するために､以下に示す二つの目的により実験３1)を行った。一つはJIS B 7440-2 附属書A中間点検 で使用

３－１

レーザ型プローブに適する測定要素の検証実験
球の設計

するCMM測定誤差抽出の性能が高く取り扱いが容易で独測定要素は CMM の幾何学的誤差と同時にプロービング

自に製作できるアーティファクトの形状設計であり､も誤差の抽出を行うことができる球を採用した。測定要素

う一つは非接触型CMMに適用する測定要素の設計と精度

球は､接触型 CMM を使用した不確かさの小さい値を付け検証である。

るために真球度が高いこと､非接触型 CMM による測定を行うために球が適度な散乱光を生じる表面性状を有する

２

こと､プローブ原理に適合する球表面の選択とゲージ輸

アーティファクトの要素設計開発したアーティファクトはボールディメンジョン

送時に球を取り外し小さく収納するためにマグネット治

ゲージ(Ball Dimension Gauge: BDG)と呼び図１に示す。

具に固定できる磁性体であること､以上の３つの条件を寸法安定性を高める方法は､本体にナイフエッジを使用備えることが必要になる。

することで解決する。ナイフエッジの材料は JIS G 4401

３－２

標示因子の設定（炭素工具鋼鋼材）の SK5 又はこれと同等以上のものとレーザ型プローブに適応するため表面改質を行い４種

し ､ 硬 さ は 焼 入 れ し た も の で は Hv490(Hs65) ～類の表面性状として標示因子 A：表面性状を４水準設定

Hv620(Hs75)の範囲で残留応力除去のための熱処理が施した。水準は､水準１：鏡面､水準２：黒塗り､水準３：化

され､経年変化が小さく寸法安定性に優れている。開発す学研磨＋表面被膜（以下､表面被膜という）､水準４：無るアーティファクトは､ナイフエッジを使用した本体に電解ニッケルメッキ（以下､無電解メッキという）とした。

*
地 域 新 生コ ン ソ ーシ アム 研 究 開発 事業**
電子機械技術部*** (株)ニュートン

61

岩手県工業技術センター研究報告第 14 号（2007）

球の表面改質が影響するマグネット治具への取り付け取

Plane: space axis

り外しの再現性を検証するために標示因子 B：球の着脱を３水準設定した。標示因子 C：測定の繰り返しは表面性状が影響する繰り返し誤差を求めるために２水準設定
した。特性値はφ1 インチ球とφ1/2 インチ球における測2pints: rotation axis
No.2
X ,Y,Z,D,
Zero points: X,Y,Z
sphericity

定要素球の中心座標の X 座標､Y 座標､Z 座標､直径､真球度
として､標示因子毎の標準偏差の工程平均を算出し､標示

No.1
X,Y,Z,D,
sphericity

因子の影響の大きさを求めた。ここで､因子 B の球の着脱は一旦球をマグネット治具から取り外し再度取り付け後測定を行う行為を言う。因子 C の測定の繰り返しは同一状態で球に対し繰り返し測定を行う行為を言う。精度検

図２

テストピース(BDG-T)

証実験はテストピース（以下､BDG-T という）で行い､そのワーク座標系を図２に示す。

３－３

球の表面粗さフォームタリサーフ PGI1240 で各球の表面性状について表面粗さを測定した。φ1 インチ球では､鏡面がRa0.004μm､黒塗りが Ra0.071μm､表面被膜が Ra0.310μ
マグネット治具

m､無電解メッキが Ra0.353μm の結果となった。φ1/2 イ

ナイフエッジンチ球では鏡面が Ra0.021μm､黒塗りが Ra0.023μm､表ベアリング球(φ1インチ)面被膜が Ra0.299μm､無電解メッキが Ra0.309μm の結果
となった。
３－４

ベアリング球(φ1/2インチ)

実験結果及び考察

標示因子 A：表面性状の４水準の球に対して非接触式のレーザ型プローブにより測定を行った結果､鏡面と黒

傾斜台塗りの水準はφ1/2 インチ球が測定できなかった。図３と図４に示す凡例の Each set は標示因子 B：球の着脱の効果､Internal of set は標示因子 C：測定の繰り返しの
図１

効果を表す。図３と図４から表面被膜と無電解メッキのボールディメンジョンゲージ

場合に標示因子 C：測定の繰り返しでφ1 インチ球の球径
表１以外の特性値で標準偏差の平均値が 1μm 未満となり良標示因子

好な結果であった。標示因子 B：球の着脱では無電解メ

水準

因子

1

A 表面性状

鏡面B 球の着脱

1回目

2回目

3回目

－

測定の繰り
C
返し

1回目

2回目

－

－

2

3

4
無電解
黒塗り 表面被膜
メッキ

ッキの場合でφ1/2 インチ球でのＺ座標値の標準偏差の平均値は 1.13μm が最大値となり､他の特性値は 1μm 未満となった。これは接触型 CMM の場合よりも標示因子 B：
球の着脱の標準偏差は小さく良好な結果である。非接触型プローブでは利得が 0～60 ノッチまで設定できる状況において､鏡面 60､黒塗り 30､表面被膜 34､無電解メッキ
15､基準球 12 の設定が適した測定設定であり，利得設定

表２
番号

1
2

測定方式

接触型CMM
非接触型CMM

ノッチが小さい設定の方が標準偏差の小さい測定が行え

割り付け表

特性値：XYZ座標値，球径，真球度
標示因子 A1: 鏡面
B1
B2
B3
C1
C2
C1
C2
C1
C2
－

ることがわかった。
３－５

絶対座標値の検証

接触型 CMM による XYZ 座標値及び球径を標準値として､
非接触型 CMM による標示因子 A：表面性状毎の測定値と－比較した結果を図５に示す。φ1 インチ球とφ1/2 インチ

A2: 黒塗りA3: 表面被膜
A4: 無電解メッキ※)非接触型CMMでは真球度を除く球を合わせた XYZ 座標値における標準値との差の平均値
は、表面被膜で-1.33μm､無電解メッキで-3.92μm､φ1インチ球のみで黒塗り-6.62μm､鏡面-2.76μm となった。
接触型 CMM における表面被膜と無電解メッキの標示因子
B：球の着脱の効果がそれぞれ 1.45μm､2.66μm と算出された。この結果､球中心の位置誤差とマグネット治具への装着再現性の誤差が一致した。

62

非接触法による３次元形状高精度測定技術の開発
４

Variation (μm)

3.0
2.5
2.0

ァクトの要素設計と非接触型 CMM に適応する測定要素の1.5

設計及び検証をした結果以下の事項が明らかとなった。

1.0
0.5

1) 提案するアーティファクトはナイフエッジを本体とすることにより適切な熱処理が施され経時変化を小Φ1/2inch-sphere

Diameter

Z axis

Y axisX axisDiameter

Z axis

Y axisX axis

さくすることができる。

Φ1inch-sphere2) マグネット治具により測定要素球を着脱することで接触及び非接触の双方のプローブ原理に適した表面性状の球が選択できる。

Characteristics
図３3) 標示因子 A：表面性状では無電解メッキの場合にマ外側割付の標示因子：表面被膜

グネット治具への球の着脱の効果が標準偏差の平均値でφ1/2 インチの Z 座標値を除き 1μm 未満及びレ

3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0

ーザ型プローブの検出性においても最も良好な利得

Each set
Internal of setを示し､非接触プローブに適する表面改質であることがわかった。

Z axis

Y axisX axis機(CMM)の受入検査及び定期検査－第 2 部：寸法測定)､
日本規格協会(2003)

Φ1/2inch-sphere

Characteristics
図４

外側割付の標示因子：無電解メッキ

50
鏡面
黒塗り

40
30

表面被膜
無電解メッキ20
10

Z axis

Y axisX axisΦ1/2inch-sphere

DiameterΦ1inch-sphere

Diameter

Z axis

Y axis-20

X axis0-10Characteristics
図５

献1) JIS B 7440-2 (製品の幾何特性仕様(GPS)－座標測定

DiameterΦ1inch-sphere

Diameter

Z axis

Y axis文
X axisVariation (μm)

言

JIS B 7440-2 附属書 A 中間点検に使用するアーティフ

Each set
Internal of set

0.0

Difference (μm)

結接触型 CMM を標準値とした絶対値評価63球状黒鉛鋳鉄溶湯を用いたチル試験片の作製＊
池浩之**、高川貫仁**、岩清水康二**

鋳鉄内のチル判別装置の開発を目的に、鋳鉄中にチルを発生させ、その他の欠陥が無い試
験片の作製について検討した。試験片の材種は、球状黒鉛鋳鉄の FCD400 を用いた。試験片の形状は、直径がφ50 mm で、厚みが 6mm と 3mm の２種類とした。そして試験片鋳型の湯口寸法も変化させた。
その結果、厚みが 6mm の試験片では、欠陥の無いチル試験片が出来た。しかし試験片の表面で一部パーライトが生じた。また 3mm の試験片では、多量のチルが発生した。そして湯口
体積を 10 倍にすると引け巣は無くなった。
キーワード：チル、引け巣、球状黒鉛鋳鉄、湯口、非破壊試験

The chill specimen made by using molten metal of spheroidal graphite
cast iron
IKE Hiroyuki、 TAKAGAWA Takahito and IWASHIMIZU Kouji
For developing the detection device of chill in the cast iron， making the cast iron
specimens with only chill but without other defect was examined. JIS FCD400 of
spheroidal graphite cast iron was used. The thickness of the specimens were changed to
6mm and 3mm with diameter of φ50mm.
As a result， in case of the test pieces of 6mm in the thickness， the chill specimen notdefective was able to be made. However， a part of pearlite was generated on the surface ofthe test piece. Moreover， a lot of chill was generated in each material at the test piece of
3mm. And， when the volume of the down sprue was increase by a factor of 10， it has
been understood that shrinkage cavity in the material disappears.
key words : chill、 shrinkage cavity、 spheroidal graphite cast iron、 down sprue、nondestructive examination

１緒

た 3mm厚み試験片では、さらに多くのセメンタイト相言

著者らは、鋳鉄中に生じるチルの渦電流法や交流磁化が晶出した。しかし微細共晶黒鉛とミクロポアも試験片法による非破壊判別装置の共同研究を行っている。ここ

内に多く発生した。そして鋳型側と冷やし金側でセメンで著者らの担当は、装置開発のために必要な引け巣等のタイトの大きさが変化することが分かった。また試験片欠陥を含まないチル試験片の作成である。前報 1) では、上部で巣が発生し易いことから、湯口体積を大きくする

片状黒鉛鋳鉄溶湯を用いチル試験片を作成した。そこで必要があると考えられた。

は、CとSi量および冷却速度を変化させて、チル試験片

そこで、本研究では球状黒鉛鋳鉄溶湯を用いて、湯口を作成した。その結果、亜共晶組成の片状黒鉛鋳鉄を生体積の変化が及ぼす、試験片中のセメンタイト相および成する溶湯では、φ50、6mm厚の円盤状試験片で、冷や引け巣などへの影響について調べた。

し金を用いないでチルが発生することが分かった。しかし、試験片の最終凝固部であるほぼ中央部に引け巣が生２じた。そして、溶湯の保持時間を長くして、C量を減少

鋳型形状は、前報 1) で用いた原型を基本として、湯口させ、Si量を増加させると試験片表面部のパーライト相体積を基本の１倍、３倍、５倍、１０倍と相似形で大きが生じにくくなるが、試験片内部（中心部）の引け巣はく変化させた。この時の湯口体積は基本原型が 3570mm3、大きくなることなどを報告した。また、冷やし金を用い3 倍が 10710mm3、5 倍が 18322mm3そして 10 倍が*NEDO 平成 17 年度産業技術研究助成事業** 材料技術部

64

実験方法

岩手県工業技術センター研究報告第 14 号（2007）

36644mm3である。ここで作成した原型および炭酸ガス
鋳型を図１に示した。6mm厚み試験片の鋳型は、同じ湯口寸法のガス型２個をシャコ万力で固定して用いた。また 3mm厚み試験の場合は、本ガス型と冷やし金を用いて冷却速度をより高くした。これらの鋳型にFCD400 相
当の溶湯を約 1400～1450℃の温度範囲で鋳込み、試験片を作製した。球状化処理は、日下レアメタル製M-6 球状化材を用いてサンドイッチ法により行った。また、チル化を促進するために、ここでは接種処理は行わなかった。表 1 には、本溶湯の組成を示した。作製した 6mm
および 3mm厚み試験片は、切断後光学顕微鏡、電子顕微鏡による組織観察を行った。

３

実験結果

図 2 に、湯口体積を変化させた 6mm 厚試験片を示した。試験片の外観を観察した結果では、湯口体積に関係なく、試験片に引け巣等は観察されなかった。次にこれら試験片を図 3 に示したように切断して、試験片中央部（観察用切断片 M）の組織観察を行った。図 4 には、こ試験片の内部の原寸 40 倍の電子顕微鏡組織を示した。

の時の試験片表面の光学顕微鏡組織（ピクリン酸溶液でこれから分かるように試験片中心部では、湯口 1 倍の場腐食）を示した。これより湯口体積に関係なく、いずれ合、引け巣が数カ所観察された。しかし、湯口体積が３の試験片中にもセメンタイト相が晶出し、チル化が確認倍になると引け巣は減少した。そして５倍、１０倍と湯された。また球状黒鉛の周りにフェライトが析出し、そ

口体積が大きくなると引け巣は、試験片中心部で観察さの周囲にはパーライト相も観察された。図 5 にはれなかった。すなわち、球状黒鉛鋳鉄溶湯を用いた

6mm

6mm
65

球状黒鉛鋳鉄溶湯を用いたチル試験片成である球状黒鉛鋳鉄は、初晶のセメンタイトが晶出する。しかし、鋳型に接触した極表面部では、鋳型などからの熱供給によりセメンタイト相がパーライト層に変態したと考えられた。これは、片状黒鉛鋳鉄の結果 1) と同じであった。一方、試験片の中心部では、冷却速度が比較的遅いため、初晶のセメンタイトは晶出せず、共晶セ
メンタイトが晶出したと考えられた。
次に、図 7 には 3mm 試験片の腐食後の組織写真を示した。左側が冷やし金に面したところで、右側が鋳型に面した部分の組織である。この場合、冷やし金側は非常に細かいセメンタイト相と微細な黒鉛が晶出した。そしていずれの試験片も冷やし金側には、引けや湯周り不良と思われる巣は観察されなかった。しかし、鋳型側に大きな引け巣が発生した。特に湯口体積 1 倍の場合は、粗大な引け巣が鋳型側に生じた。そしてその大きさや数は、湯口体積が大きくなるほど徐々に小さくなる傾向にあった。さらに、10 倍の湯口体積になると、引け巣は全く観察されなかった。3mm 試験片の場合、6mm 試験片に比較して冷却速度が早いことや、湯口寸法も小さいために10 倍以上の湯口体積が必要になると考えられた。
４

考察

以上の結果より、球状黒鉛鋳鉄溶湯を用いた場合、6mm厚試験片および3mm厚試験片で、引け巣などの欠陥を含まないチル試験片を作成することが出来た。ただし、6mm厚試験片の場合、湯口体積を５倍以上にする必要があり、3mm厚試験片の場合は10倍以上にする必要がある。
さらに6mm厚試験片では、鋳型と接触していた極表面部
は、約0.1mmのパーライト相が生じるため、切削や研削加工などにより取り除く必要があることも分かった。
ところで前報において、片状黒鉛鋳鉄の場合、湯口体
積が1倍では引け巣等の欠陥を含まないチル試験片を作成することが出来なかった。そして、球状黒鉛鋳鉄と同じ過共晶（Sc>1）組成の場合、ほとんどチル化組織が得られず、高温保持時間を長くすると試験片内部の引け巣が大きくなることも分かった。そこで、過共晶の片状黒厚試験片では、引け巣等の欠陥を含まないチル試験片を

鉛鋳鉄溶湯を用いて、湯口体積を変化させた6mm厚試験得ることが出来た。そして湯口体積を５倍以上にすると片を作成した。なお、ここで用いた溶湯は、前報の溶湯引け巣は無くなることが分かった。これは湯口体積を大Ⅱと同じ組成に調整（炭素飽和度Sc=1.13）した。そして、きくすることにより、湯口絞りも大きくなり（図 1 参照）、鋳鉄を約1500℃で溶解したのち、約1400℃で注湯した。

原型を 5 倍以上にすることにより、押し湯効果の向上の

この場合も接種処理は行なわなかった。図8は、こうしてみでなく、湯流れ性の向上、注湯時のガス巻き込みの低得られた試験片を前回同様に切断した後、試験片中央部減などが図られたためと考えられた。

（切断片M）を観察した結果である。いずれの試験片の

図 6 は、図 4、図 5 と同じ試験片で倍率を高く(原寸

組織にも共晶セルがはっきりと観察された。そして共晶

400 倍)した光学顕微鏡組織を示した。図 6 より試験片表

セル内ではフェライトと微細黒鉛が観察され、セルとセ

面では、針状または板状のセメンタイト相が観察される

ルの間隙には、成長した黒鉛やパーライト相が観察されが、試験片中心部では共晶状の炭化物（セメンタイト相）

た。そして共晶セルの寸法は湯口体積にほとんど関係なが観察されることが分かった。これは試験片表面部と中くほぼ一定であった。しかしここで、いずれの試験片に心部の冷却速度の違いによるものと考えられた。すなわ

もセメンタイト相は全く観察されなかった。なお前報にち、試験片表面部では冷却速度が早いために、過共晶組

66岩手県工業技術センター研究報告第 14 号（2007）

鋳鉄の3mm試験片とほとんど変わらなかった。したがって球状黒鉛鋳鉄で、チル試験片が得られ、片状黒鉛鋳鉄でチル試験片が得られなかった理由は、球状黒鉛鋳鉄では、過冷度が大きくなるためであった。
なお最後に、ここでは組織観察結果等を省略したが、過共晶の片状黒鉛鋳鉄の場合、3mm試験片では多量のチルが生じた。これは、図9に結果を併示したように冷却速度および過冷度が大きいためである。さらに亜共晶の片状黒鉛鋳鉄の場合は、6mm厚試験片でもチル試験片が得られた。これは前報の結果と同じであった。
５

結論

球状黒鉛鋳鉄溶湯を用いて、鋳型の湯口体積を変化させ、引け巣等の欠陥を含まず、試験片全体にチルを発生させた試験片を鋳造により作製することを試みた。その結果以下の結論が得られた。
(1)厚さ6mmの試験片の場合、試験片表面では針状または板状のセメンタイト相が晶出した。そして試験片内部では共晶セメンタイト相が晶出した。しかし、試験片のご
く表面部はパーライト相が生じた。このとき、湯口体積を5倍以上にすると引け巣などの欠陥の無い試験片が得られた。
(2)厚さ3mm試験片では、全面チルの試験片が得られた。
しかし、湯口寸法を10倍以上にしないと、引け巣を含まない健全な試験片は得られなかった。
(3)過共晶の片状黒鉛鋳鉄の場合、チルを含む厚み6mm試
験片は作成できなかった。その理由は冷却速度および過冷度が小さいためであった。
５

参考文献

1)非破壊試験用チル試験片の作成：岩手県工業技術セン
ター研究報告，13，107（2006）．

おいて、図8の1倍の鋳型側に観察されるような、白色の組織を、「初晶セメンタイトがデンドライト状に晶出した」と説明したが、これは間違いで、再度分析を行った
ところデンドライト状に生じているのはフェライト相であることが分かった。ここで訂正する。図8において、試験片内部でも引け巣等の欠陥もほとんど観察されなかった。
そこで、この過共晶の片状黒鉛鋳鉄で、セメンタイト相が観察されなかった原因を調べるために、鋳型内での冷却曲線を測定した結果例を図9に示した。これより片状
黒鉛鋳鉄の場合、湯口体積が変化しても、冷却速度および過冷度はほとんど変わらなかった。一方球状黒鉛鋳鉄
は、冷却速度はほとんど変わらないが、過冷度が大きくなっていることが分かった。そして過冷度は、片状黒鉛

67

溶射およびプラズマ粉体肉盛溶接によるCo-Cr-Mo合金の複合化＊
小野 元**、桑嶋孝幸**、齋藤貴**、飯村崇**、千葉晶彦***
フレーム溶射、高速フレーム(HVOF)溶射、プラズマ溶射、プラズマ粉体肉盛溶接(PTA)を用いて Co-Cr-Mo 合金と鉄鋼材料との複合化を検討した。材料は Co-Cr-Mo 造粒焼結粉末、基材はステンレス鋼丸棒と炭素鋼板材を使用した。HVOF 溶射とプラズマ溶射で硬さ 450HV を示す緻密な溶射皮膜が得られた。PTA 法では微細な CoFe 化合物を含む Fe-Co-Cr-Mo 合金を肉盛層に形成することができた。この合金は硬さ 520HV を示し、一般産業分野でも幅広い応用が期待できる。
キーワード：Co 基合金、溶射、プラズマ粉体肉盛溶接

Development of Composite Materials from Co-Cr-Mo alloy by Thermal
Spraying and Plasma Transferred Arc Welding
ONO Tsukasa, KUWASHIMA Takayuki, SAITO Takashi, IIMURA Takashi, CHIBA AkihikoComposite materials from Co-Cr-Mo alloy and steel were prepared by flame spraying, HVOF
spraying, plasma spraying and plasma transferred arc welding (PTA). The Co-Cr-Mo granulated powder
were used as materials and stainless steel round bars and carbon steel plates were used as substrates.
Spray coatings by HVOF spraying and plasma spraying shows very close structures and it exhibits ahardness of about 450 HV. Fe-Co-Cr-Mo alloy including fine CoFe compound is formed in clad layer by
PTA. The alloy shows a hardness of about 520 HV, therefore it is expected to be a wide range ofindustrial applications.
key words : Co-base alloy, thermal spraying, plasma transferred arc welding1

緒言

Co基合金は機械的特性と耐食性に優れることから 1930

による CCM 合金と鉄鋼材料との複合化を検討した。溶射1)

年代に生体インプラント材料としての開発がはじまり 、法とは燃焼ガスやプラズマ等で溶射材料を加熱溶融し、現在、ASTMで鋳造用合金(F75)と鍛造用合金(F90, F562)

それをガスの勢いで基材表面に吹きつけて数百ミクロンが規格化されている。これらCo基合金には最もアレルギ

程度の皮膜を形成する技術である。一方、PTA 法とはプーを起こしやすいとされるNiが、鋳造用では 1％以下のラズマアークで基材表面を加熱溶融し、そこに PTA 材料

添加が許され、鍛造用では塑性加工性を高めるために 9を投入溶解し肉盛することで数ミリ程度の肉盛層を形成～37%と多量に添加されている。EUヨーロッパでは 1994する技術である。両者で使用した原料粉末には予め CCM

年にNiに関するEC指令が公示され、Niを含んだ製品の製合金を作製する必要がなく、原料粉末の組成を自由に設

2)造および輸入が規制されている 。このことから岩手大

計できる特徴を有する造粒焼結粉末を用いた。これらの学の千葉晶彦教授らは 2000 年頃からNiを添加しない手法により原料・加工コストの削減が期待でき、CCM 合

Co-Cr-Mo合金(以下、CCM合金)の塑性加工特性3)、摩擦摩金の医療機器分野のみならず一般産業分野への利用促進

4)5)が期待できる。

耗特性 、生体適合性 などに関する研究を精力的に行っている。それに伴い、製造プロセスも従来からある鋳造

溶射皮膜は溶射材料を加熱溶融する熱源(粒子温度)と法と鍛造法の改良に加え新たに回転水中紡糸法 6) や粉末

材料を基材に吹き飛ばす運動エネルギー(粒子速度)によ冶金法 7) が試みられ、様々な特性を有する鋳造材、展伸ってその皮膜性状が大きく異なる。そこで本研究ではフ材、焼結材が開発されている。

レーム溶射、高速フレーム(HVOF)溶射、プラズマ溶射とこのように今後も幅広い展開が期待される CCM 合金でいう 3 つの方法を用い、その皮膜性状を調査した。また、

あるが、一般産業分野で使用されている金属材料と比べ

PTA は溶接電流によって PTA 材料と基材との複合化を制ると、まだまだ原料コストが高く機械加工が難しい材料

御できることから、本研究では CCM 合金と鉄鋼材料とのであることは否めない。これらの問題点を解決するため、複合化に及ぼす溶接電流の影響を評価した。

筆者らは溶射法とプラズマ粉体肉盛溶接法(以下、PTA)* 都市エリア産学官連携促進事業 いわて県央・釜石エリア** 岩手県工業技術センター*** 岩手大学工学部(現：東北大学金属材料研究所)

68岩手県工業技術センター研究報告
2

実験方法

2-1

供試材

第 14 号（2007）

2-2

溶射方法

溶射材料、PTA 材料には粒径 1μm 程度の Co、Cr、Mo

溶射装置はすべてスルーザーメテコ製で、フレーム溶

粉末に結合材を加え混合・焼結した Co-29wt%Cr-6wt%Mo

射はガス溶射装置 5PⅡ型、HVOF 溶射は高速ガス溶射装

造粒焼結粉末(パウレックス(株)製)を用いた。粒径は溶

置 DJC 型、プラズマ溶射はプラズマ溶射装置 F4-MB 型を

射材料が 10～45μm、PTA 材料は 125～250μm である。そ用いた。表 1 にそれぞれの溶射条件と特徴を示す。

れぞれの SEM 写真を図 1 に示す。

溶射は、ターンテーブルに固定した基材を周速度

溶射基材は、アセトンで脱脂した後、粒度 840μm(#54)

470mm/s で回転させ、そこにプログラム制御 6 軸多関節のアルミナグリッドによるブラスト処理にて表面を粗面ロボットに取り付けた溶射ガンを 1500mm/min で垂直送り化した SUS304 ステンレス鋼丸棒(長さ 120mm、直径 20mm)

した。はじめに基材を 100℃前後に予熱した後、皮膜厚を用いた。PTA 基材は、機械加工により表面の酸化皮膜

さ 250～300μm になるようパス数を調整して基材外周にを除去した S20C 機械構造用炭素鋼板材(200mm×200mm×

溶射皮膜を作製した。それぞれの溶射の様子を図 2 に示15mm)を用いた。

す。

10μm
図1
表1

50μm

溶射材料および PTA 材料の SEM 写真

溶射条件と特徴

フレーム
ガス(圧力 MPa、流量 L/min)
燃焼ガス
ｱｾﾁﾚﾝ(0.1、34)
酸素 (0.2、35)
ガン冷却ガス―
粉末供給ガス―
作動ガス―
電圧(V)、電流(A)
溶射距離(mm)
粒子温度(℃)
粒子速度(m/s)
溶射材料

フレーム

ＨＶＯＦ

プラズマ

ﾌﾟﾛﾋﾟﾚﾝ(0.7、40)
酸素(1.0、44)空気(0.5、48)窒素(1.0、13)

―

―
200

―
200

―
―
ｱﾙｺﾞﾝ(0.5、55)
水素(0.3、9.5)
70～75、600140

約 3,000
約 150
金属

約 3,000
約 500
金属、ｻｰﾒｯﾄ

約 15,000
約 200
金属、ｻｰﾒｯﾄ、ｾﾗﾐｯｸｽ

―

ＨＶＯＦ

プラズマ

図2

溶射の様子

69

溶射およびプラズマ粉体肉盛溶接による Co-Cr-Mo 合金の複合化
2-3

デジタル式微小硬度計 MVK-H100A2 にてビッカース硬さ

PTA 方法試験を行った。試験条件は試験力 2.0～2.9N(200～300g)、(株)日鉄溶接工業製 高品位溶接加工システム SWPS-1

保持時間 15sec で 10 点を測定しその平均を求めた。

を用いて PTA を行った。プログラム制御 6 軸多関節ロボ
ットに取り付けた溶接トーチを基材との距離 9mm、送り速度 60mm/min、ウィビング周波数 1.0Hz、ウィビング振3

幅 12mm で動かした。パイロットガス(Ar)流量 1.5 L/min、

3-1

実験結果および考察
溶射皮膜の外観、組織、気孔率

シールドガス(Ar)流量 20L/min、粉末キャリアガス(Ar)

溶射試料の外観を図 4 に示す。フレーム溶射は黒色、

流量 1.0L/min、粉末供給速度 15g/min とし、溶接電流を

HVOF溶射は灰色、プラズマ溶射は緑色の外観を呈してい65, 87, 103, 115, 130 A の 5 条件で行った。PTA の様子る。色の違いは溶射雰囲気、粒子温度、粒子速度に起因を図 3 に示す。

する。つまり、フレーム溶射は可燃性ガスによる燃焼炎
雰囲気中を粒子が飛行する間に黒色の酸化物を生成させるが、HVOF溶射はその粒子速度が著しく速いため酸化物がほとんど形成されない。そして、プラズマ溶射は粒子温度が高くArとH2 ガスによる燃焼炎雰囲気であるため緑色の酸化物が形成されると考えられる。
溶射皮膜断面の光学顕微鏡組織を図 5 に示す。フレー
ム皮膜は金属光沢がない灰色の基地に数 10μm の金属光沢を示す粒子と大小様々な大きさの気孔(黒色)が多数観察される。HVOF 皮膜は金属光沢がある基地に 10μm 弱の気孔が多数観察される。プラズマ皮膜は扁平粒子が積み
図3

重なって形成されるラメラ(層状)構造が明瞭に観察され、PTA の様子

所々に 10μm 以下の気孔が確認できる。
2-4

表 2 に溶射皮膜の気孔率、最大気孔断面積、標準偏差

評価方法

溶射試料は精密切断機で所定の大きさに切断し埋込樹を示す。最大気孔断面積とは観察した領域内で最も大き

脂に包埋後、自動研磨機で仕上げた皮膜断面をそれぞれ

い気孔の断面積である。フレーム皮膜は気孔率が 10%以評価した。PTA 試料は精密切断機で所定の大きさに切断上と非常に高く、断面積から推測すると直径 25μm 相当

し、肉盛層の外観と断面形状を観察した後、埋込樹脂にの気孔があり、そのばらつきも多いことが分かる。一方、包埋し自動研磨機で仕上げた肉盛層断面をそれぞれ評価

HVOF 皮膜は気孔率が 10%以下となり最大でも直径 10μmした。

相当の気孔となり、プラズマ皮膜に至っては気孔率が 2%、溶射皮膜と肉盛層の組織をライカ(株)製 金属用光学

最大直径 5μm 相当であることが分かる。一般に緻密な溶顕微鏡 DMC HCにて光学顕微鏡観察し、日本電子(株)製 X

射皮膜でもその気孔率は 2～3%といわれているので、緻

線マイクロアナライザー(EPMA) JXA-8900Mを用いて観察

密さの点でプラズマ溶射は十分な皮膜が得られることがおよび分析を行った。分析条件は加速電圧 15kV、プロー

分かった。

-8

ブ電流 5×10 Aとし、プローブ径 100μmでの定性分析と120μm×90μmの領域をステージスキャンにて面分析した。
また、120μm×90μm領域の組成像 5 カ所を撮影し、その画像解析からそれぞれの気孔率等を計算した。
肉盛層の化学成分を調べるため、エダックス(株)製 エ
ネルギー分散型微小部蛍光 X 線分析装置 EagleⅡにて定性・半定量分析を行った。分析条件は X 線源 Rh、管電圧30kV、管電流 90μA、分析雰囲気 10Pa、分析径 300μm

図4

である。

溶射試料の外観（左からフレーム、ＨＶＯＦ、プラズマ）

溶射皮膜と肉盛層の合金相、化合物相を明らかにするため、(株)リガク製 X 線回折装置 RINT-2200 および同製

表2

溶射皮膜の気孔率
気孔率
最大気孔断面積
溶射皮膜
(%)
(μm2)
フレーム
12
700
ＨＶＯＦ
7
100
プラズマ
2
25

微小部 X 線回折装置 RINT-2550V を用いて X 線回折を行った。肉盛層は集中法光学系、X 線源 Cu、管電圧 40kV、管電流 30mA で行い、溶射皮膜は平行ビーム法光学系、X
線源 Cr、管電圧 40kV、管電流 200mA、コリメーター径 100μm で行った。
溶射皮膜と肉盛層の硬さを調べるため、(株)アカシ製

70

標準偏差
5
1
1

岩手県工業技術センター研究報告

フレーム

ＨＶＯＦ

プラズマ

50μm

50μm
図5

3-2

第 14 号（2007）

50μm

溶射皮膜の光学顕微鏡組織
3-3

溶射皮膜の EPMA 分析

溶射皮膜の X 線回折

溶射材料(粒子)に供給されるエネルギーは粒子温度とEPMA分析の結果から溶射皮膜は程度の差があるものの粒子速度から推測できる。供給エネルギーが低いと粒子酸化していることが分かった。また、CCM合金は 1000℃

は十分に軟化・溶融せず気孔の多い皮膜構造となり、燃付近でマルテンサイト変態を起こし、1000℃以上ではγ

焼雰囲気によっては酸化してしまう。一方、供給エネル(fcc)相、それ以下ではε(hcp)相が平衡相として形成さギーが高いと緻密な皮膜が形成されると容易に想像できれる8)。そこで、X線回折にて皮膜の合金相と化合物相をるが、溶射材料によっては粒子温度が高いと分解・蒸発同定した。

する恐れがある。今回の溶射材料は造粒粉であることか

図 7 は皮膜断面のX線回折パターンである。どの皮膜もら、溶射皮膜が緻密であることはもちろんのこと、そのγ相(●印)とε相(■印)が確認され、それらのピーク強組成分布が均一で合金化していることが望ましい。そこ

度比は溶射法によらずほぼ同じである。その他に、フレ

で、EPMA にて溶射皮膜の組成分布を調査した。

ーム皮膜はCr酸化物（▲印）とCo酸化物(▼印)のピーク

溶射皮膜の組成像と Co、Cr、Mo、O の面分析結果からが明瞭に同定され、HVOF皮膜は僅かにCr2O3(▲印)、フレ得られた Co、Cr、Mo 複合マップと Co、Cr、O 複合マップ

ーム皮膜も僅かにCoCr2O4(◆印)のピークが確認された。

を図 6 に示す。組成像の濃淡は試料を構成する元素の原

これらの結果はEPMAの面分析の結果と良い一致を示して子番号に依存し、原子番号が小さいところは暗く、大きいる。

いところは明るく表示されることから、組成分布の均一・不均一性を定性的に評価できる。また、複合マップは右3-4

溶射皮膜の硬さのカラーバーに示されている元素の分布状態が分かる。

溶射皮膜および比較として従来の CCM 鍛造合金のビッフレーム皮膜の組成像は著しく不均一な組成分布を示し、カース硬さを図 8 に示す。どの溶射皮膜でも平均 450HV

複合マップから酸化した基地中(灰色)に未溶融 Co(赤)と程度(HRC 換算で 45～46HRC)の値を示し、CCM 鍛造合金よMo(青)、酸化 Co(紫)と Cr(水色)が粗大に偏析しているこり約 100 ポイント高い。測定値のばらつきではフレーム、とが分かる。HVOF 皮膜の組成像は灰色基地中に白色、暗HVOF、プラズマの順で小さくなることから、プラズマ皮

い灰色をした粒子が点在する組成分布を示し、複合マッ

膜がより均一な皮膜構造であることが分かる。

プから CCM 合金相基地中に未溶融 Mo(青)と酸化 Cr(水色)CCM合金において硬さの増加に寄与する組織はε相とσが若干偏析していることが分かる。プラズマ皮膜の組成

相(Cr、Moリッチ相)である9)。しかし、X線回折によると像は灰色基地中に白色と暗い灰色が層状を呈する組成分

皮膜のε相はCCM鍛造合金に比べ多くはなく、σ相につい布を示し、複合マップから CCM 合金相基地中に未溶融ては定量的な評価ができなかった。また、圧縮残留応力

Cr(緑)、酸化 Co(紫)と Cr(水色)が確認できる。また、皮も硬さの上昇に寄与するが、溶射条件によって残留応力

膜の酸化状態を O-Kαのピーク強度で相対比較したとこが必ずしも圧縮に働くとは限らない。このことから、今ろ、フレーム皮膜は約 13,000cps、HVOF 皮膜は約 2,000cps、回、可能性として提示できるのは皮膜中に存在する酸化プラズマ皮膜は約 4,000cps であることが分かった。

物の寄与のみである。また、皮膜の中ではフレーム皮膜

これらの結果から、粒子温度と粒子速度による供給エが最も硬さが高くばらつきが大きい。この原因として、1ネルギーが共に低いフレーム溶射は皮膜の合金化が不十μm以下の微細な酸化物の分散による基地硬さの増加と数分で、速度による供給エネルギーが高い HVOF 溶射と温度10μmの粗大な気孔と偏析物による皮膜構造のばらつきがによる供給エネルギーが高いプラズマ溶射ではほぼ合金考えられる。

化した皮膜が得られることが分かった。しかし、プラズ
マ溶射皮膜は加熱溶融雰囲気が HVOF に比べ不活性である
ものの粒子温度が高いことからやや酸化することが分かった。

71

溶射およびプラズマ粉体肉盛溶接による Co-Cr-Mo 合金の複合化

ＨＶＯＦ

プラズマ

Co、Cr、O 複合マップ

Co、Cr、Mo 複合マップ

組成像

フレーム

図6

フレーム

溶射皮膜の組成像と複合マップ

：γ相

：ε相

：Cr-O

：Co-O

ＨＶＯＦ

700
600

プラズマ

ビッカース硬さ

Ｘ線強度(a.u.)：CoCr2O4

500
400
300
200
100

40

60

図7

80
100
2θ(°)

120

140

0

Cr-Kα

フレーム

溶射皮膜の X 線回折パターン

図8

72

HVOF

プラズマ

溶射皮膜の硬さ

CCM岩手県工業技術センター研究報告
3-5

3-6

肉盛層の外観と断面形状

第 14 号（2007）
肉盛層の化学成分と硬さ

溶接電流を変えて作製した肉盛層の外観と断面形状を溶接電流によって PTA 材料と基材との溶け込み量、つ

図 9 に示す。溶接電流 65A では PTA 材料の溶融が不十分

まり複合化を制御できるが、これはすなわち肉盛層の化でかつ基材もほとんど溶融していないため、肉盛層は島学成分が変化することを意味する。また、それによって状に形成されている。87A では、PTA 材料は溶融している

機械的特性が変化していることも考えられる。そこで、が基材がほとんど溶融していないため、基材への溶け込

肉盛層の定性・半定量分析および硬さ試験を行った。

みがほとんど確認できない肉盛層となっている。肉盛層

溶接電流(65, 87, 103, 115, 130 A)による肉盛層の組の幅は約 10mm、最大厚さは約 1mm である。103A になると成比を図 10 に示す。87A までは PTA 材料の化学成分とほ基材も溶融するため、肉盛層は基材内部に溶け込んだ形

ぼ同じ Co-29wt%Cr-6wt%Mo の組成比を示しているが、基状をしている。肉盛層の幅は約 12mm、最大厚さは約 2mm

材への溶け込みが確認される 103A からは Fe が 50wt%以である。

上検出され、一方、Co は 30wt%以下に低下する。次にビ

このように、溶接電流を制御することによって基材にッカース硬さを図 11 に示す。65～87A では約 400HV を示

ほとんど溶け込まない肉盛層を形成したり、基材に十分し、Fe が溶け込むことで一度 300HV 以下に低下するが、に溶け込ませた肉盛層を形成することができる。また、さらに溶接電流が上がり 130A になると 500HV 以上に上昇

溶接電流をより高くすると、溶け込み深さはより深くなする。

ることを確認している。

溶接電流８７Ａ

溶接電流１０３Ａ

断面形状

外観

溶接電流６５Ａ

図9

溶接電流による肉盛層の外観と断面形状の違い

80

600

70
組成比(wt%)ビッカーズ硬さ

Co

60

Fe

50
40

Cr

30
20

Mo

10

500

400

300

200

0
60

70

80

90 100 110
溶接電流(A)120

図 10

肉盛層の化学成分

130

60

140

70

80

図 11

73

90 100 110 120 130 140
溶接電流(A)

肉盛層の硬さ溶射およびプラズマ粉体肉盛溶接による Co-Cr-Mo 合金の複合化
これらの結果から、87A 以下の肉盛層は CCM 肉盛合金

に対して白くみえる生成物が比較的広い面積で観察されが形成され、その硬さは従来の CCM 鍛造合金より約 50る。つぎにEPMAにて分析した組成像を図 12(下)に示す。

ポイント高いことが分かった。また、103A 以上の肉盛層

87Aは基地中に白の生成物が多数観察され、所々に黒の生は Fe が主成分の Fe-CCM 肉盛合金が形成され、Fe の溶け成物がある。定性分析および面分析の結果、白い生成物

込み量によって硬さが低下または増加することが分かっはCr, Moリッチであることから硬くて脆いσ相(正方晶た。

Co(Cr,Mo)化合物)10)、一方、黒い生成物はCr, Oリッチであることから凝固中に残留したCr酸化物であると考えら

3-7

れる。115AはCr酸化物がほとんどなくなり、σ相もわず

肉盛層の組織溶接電流によって肉盛層の化学成分が変化し、それにかに確認できる程度である。一方、130Aは前の 2 つとは応じて硬さが増減することが分かった。その原因を明ら大きく異なり、デンドライト組織は 1μm程度の非常に微か に す る た め 、 特 徴 的 な 硬 さ を 示 す 87A(400HV),

細な組成分布を示している。

115A(270HV), 130A(520HV)の肉盛層について光学顕微鏡

以上の結果から、肉盛層はすべてデンドライト組織を観察および EPMA 分析を行った。

呈しているが、溶接電流によってσ相の析出量や基地組

図 12(上)はそれぞれの光学顕微鏡組織であり、鋳造材

織そのものが変化していることが分かった。硬さの増減で典型的なデンドライト組織である点は共通しているが、はこの微細組織の変化が大きく影響していると考えられデンドライト間に存在する生成物の形態に違いがみられる。

る。87Aは基地に対して黒くみえる生成物が多数観察され、115Aはその数が著しく低下している。一方、130Aは基地
溶接電流１１５Ａ

溶接電流１３０Ａ

組成像光学顕微鏡組織溶接電流８７Ａ

図 123-8溶接電流による肉盛層の光学顕微鏡組織(上)と組成像(下)純Coは 420℃付近でγ相とε相に相変態を起こす。そ肉盛層の X 線回折

溶接電流によって肉盛層の基地組織が 130A で大きく変して、純Coに元素添加することでその相変態温度が変化化することが分かった。そこで 87A, 115A, 130A の肉盛し、温度が上昇するとε相がより安定化し、低下すると層について、X 線回折を用いて合金相と化合物相の同定

γ相がより安定化することが報告されている11), 12)。それを行った結果を図 13 に示す。87A はγ相のピーク(●印)によると、CrとMoはε相安定化元素であるのに対し、Feと僅かにε相のピーク(■印)が確認でき、115A ではγ相はγ相安定化元素であることが分かっている。さらに、のみとなりε相は確認できない。そして、130A になるとFeはγ相Coに 100at%固溶し、相変態温度の低下率は約

γ相の他に CoFe 化合物のピーク(▲印)が同定された。こ50℃/at%とされ、γ相安定化の効果が非常に大きい元素

れらの結果から、87A の基地は CCM 鋳造合金によくみらであることが推測される。また、先にも述べたようにγ

れるγ、ε二相共存組織、115A の基地はγ単相組織、130A

相はε相およびε相と共に析出しやすいσ相より硬さがの基地はγ相と CoFe 化合物の混合微細組織であることが低い。これらのことから、今回作製した 115AのFe-CCM肉分かった。

盛合金はFe添加によって基地がγ単相となり、硬さが74岩手県工業技術センター研究報告第 14 号（2007）5) 沼田泰子, 首藤文榮, 野村直之, 千葉晶彦, 日本金属

400HVから 270HVに低下するといえる。

学会, 70, 142-145 (2006)

一方、130AのFe-CCM肉盛合金は硬さが 520HV(HRC換算
で 50～51HRC)と著しく上昇する。これは、鉄鋼材料でフ

6) A.Chiba, N.Nomura, Y.Ono, Acta Mater., 55,

ェライト(α-Fe)とセメンタイト(Fe3C)が層状微細組織に2119-2128 (2007)

なることで硬さが上昇するように、γ相とCoFe化合物の7) 野村直之, 宇津橋雅子, 阿部麻里子, 小野元, 千葉晶

混合微細組織になるためと考えられる。また、Feがγ相
Coにすべて固溶せずCoFe化合物として析出するのは、Fe彦, 日本金属学会誌, 70, 281-286 (2006)

添加量の増加に加えて溶接入熱量や冷却速度などが影響

8) 千葉晶彦, まてりあ, 46, 194-197 (2007)

していると考えられる。

9) 佐藤嘉, 野村直之, 藤沼重雄, 千葉晶彦, 日本金属学会誌, 70, 275-280 (2006)
：γ相

８７Ａ

10) 李尚学, 高橋英児, 野村直之, 千葉晶彦, 日本金属

：ε相

学会誌, 70, 260-264 (2006)：CoFe

11) 千葉晶彦, バイオマテリアル, 23, 107-113 (2005)

Ｘ線強度(a.u.)12) C.T.Sims, Superalloys II

１１５Ａ

１３０Ａ

30

40
図 13

4

結

50

60 70
2θ(°)

80

90

100 110
Cu-Kα

肉盛層の X 線回折パターン

言

溶射法による CCM 合金の複合化を検討した結果、緻密な皮膜を得るにはプラズマ溶射法、酸化を抑制するには
HVOF 溶射法が適しており、それら溶射皮膜の硬さは CCM
鍛造合金より優れていることが分かった。
PTA 法による CCM 合金と基材との複合化を検討した結果、肉盛層に積極的に Fe を溶け込ませることで硬さ 500HV以上を有するγ相と CoFe 化合物の混合微細組織が得られることが分かった。
文

献1) F.R.Morral, Cobalt alloys as implants in humans,
J.Materials, 4, 384-421 (1968)
2) 新素材技術スタッフ, 静岡県環境衛生科学研究所報告,15, 57-61 (2005)
3)

S.-H.Lee,

E.Takahashi,

N.Nomura,

A.Chiba,

Materials Transactions, 46, 1790-1793 (2005)
4) K.kumagai, N.Nomura, T.Ono, M.Hotta, A.Chiba,
Materials Transactions, 46, 1578-1587 (2005)75

鋳鉄溶湯から取り除きやすい脱マンガンスラグの開発＊
高川 貫仁**、池 浩之**、岩清水 康二**、瀬川 晃児**
酸化鉄添加による鋳鉄溶湯の脱マンガン処理において、発生するスラグの除去を容易にする
ため、シリカおよびアルミナ添加の効果を検討した。得られた結果は次のとおりである。
１）SiO2を 1.6mass%添加することによりスラグは団子状に固まり、スラグを鉄棒で除去することができた。
２）SiO2を添加した場合、脱Mn率および脱Si率が低下したため、スラグのSiO2濃度は上がりづらかった。
３）Al2O3を 1.0mass%添加することによりスラグの粘度は上がり、スラグを除去することができた。
キーワード：脱マンガン、鋳鉄、スラグ、酸化鉄、鉄スクラップ

Development of the Manganese Removal Slag to Easily Remove
from Molten Cast Iron
TAKAGAWA Takahito, IKE Hiroyuki, IWASHIMIZU Kouji and SEGAWA kouji
In the manganese removal from molten cast iron by means of FeO addition, the effect of SiO2 andAl2O3 addition on the easiness of removal of slag was examined. The following results have beenobtained;
1) The slag was formed like the dumpling by addition of SiO2 of 1.6mass%, and the slag wasremoved by an iron bar.
2) In addition of SiO2, the concentration of SiO2 in slag did not readily increase by decreaseof silicon and manganese oxidation.
3) The viscosity of slag was raised by addition of Al2O3 of 1.0mass%, and the slag wasremoved.
key words : manganese removal, cast iron, slag, iron oxide, steel scrap

1

緒③鋳鉄溶湯中の酸素含有量は、酸化鉄を添加することに言

近年、鋼材の高強度化に伴い、鉄スクラップ中のマンガより増加したが、フェロシリコン(Fe-Si 合金)を添加

ン含有量が高くなってきている。マンガンは鋳鉄を硬くもすることにより、脱マンガン処理前のレベルに戻った。

ろくする。銑鉄鋳物製造メーカーは、マンガン含有量が④脱マンガン処理後に、球化処理を行い、JIS-FCD450

高い鉄スクラップを用いて柔軟性のある銑鉄鋳物を製造しなければならない状況にある。
この状況を解決するために、著者らは、酸化鉄(FeO)
添加による鋳鉄溶湯の脱マンガン処理について平成 15
年度から取り組んできた

1),2)。すなわち、溶解量 5kgのの材質を得ることができた。
これらの結果を元に、100kg の高周波誘導炉を用いて工場実験を行ったところ、小規模実験と同様の結果が得られた。
しかし、酸化鉄添加により生成するスラグ(主な成分は、

小規模実験で、以下の結果を報告した。

酸化マンガンや酸化鉄、シリカ)は粘度が低く、除滓に時間①鋳鉄溶湯中のマンガン含有量は、試薬酸化鉄を 4％添がかかることが分かった。

加することにより、1.0％から 0.4％まで下がった(脱マンガン処理前のシリコン含有量は 1.0％)。
②試薬酸化鉄の代替として、県内で廃棄される酸化鉄(鋼材酸化皮膜)も有効であった。

一般的な除滓は、「除滓剤を適量湯面に撒きスラグと絡め、これを鉄の棒に絡めて炉外に出す」という方法で行われる。
除滓剤は、鋳鉄湯面に撒かれると熱により発泡し、その高い粘度によりスラグと絡まる。そのため、通常操業のよう* JST ｻﾃﾗｲﾄ岩手実用化のための可能性試験、日本鋳造工学会若手研究奨励基金** 材料技術部
76

岩手県工業技術センター研究報告第 13 号（2006）

状にした後、圧縮試験機により圧粉体を成形し、波長分散型蛍光Ｘ線分析装置にて簡易定量分析を行った。
3
3-1

実験結果
シリカ(SiO2)添加の効果

除滓性に及ぼすSiO 2 の効果について、SiO 2 を0，0.4，
0.8，1.6mass%の4レベルに変化させて調べた。図１は、スラグの取り除き易さについての評価結果ならびに生成したスラグ組成を、SiO2-FeO-MnO系状態図にプロットした図である。青で示したプロットは、｢計算によるスラグ組成｣であり、これは、FeOを4.0mass%添加したときのスラグ組成結果に、単純に所定量のSiO2を足したときのスラグ計算値である。その結果、SiO2 の濃度は、SiO
2添加量0.8mass%までは約50mass%で一定値を示し、図１ SiO2を添加したときの除滓性評価結果及び生成

SiO 2添加量1.6mass%でようやく増加した。次に、SiO2

スラグ組成（FeO 添加量 4.0mass%）

添加量0.8mass%と1.6mass%のときの除滓の様子を図２に示す。スラグは、SiO 2 添加量0.8mass%までは、鉄棒
な僅かな滓を取り除くには短時間で済むが、本脱マンガンに若干付着するだけで絡まなかった。SiO2添加量1.6

処理のようにスラグが発生する場合には、

mass%では、スラグは鉄棒には絡まないが、団子状の固何度も除滓剤を添加する必要があり、除滓に時間がかかる。
そこで、スラグ自体の粘度を高くした方が除滓に優位であると考えた。
本研究では、生成するスラグの粘度を変える方法として、工場で入手しやすい
シリカ(SiO2)やアルミナ(Al2O3)を溶湯に添加し、その除滓性について検討した。
2

実験方法

試験用の鋳鉄溶湯は、化学組成が4.0%C-1.0%Si-1.0%Mnになるように

a） SiO2添加量 0.8mass%b） SiO2添加量 1.6mass%

図２ SiO2を添加したスラグの鉄棒による除滓の様子（FeO添加量 4mass%）

銑鉄、電解鉄、フェロマンガン(Fe-Mn
合金)および黒鉛粒を配合し、高周波誘導炉にて溶解し作製した。鋳鉄溶解量は3kgとし、ルツボには黒鉛ルツボを用いた。
鋳鉄溶湯溶製後、元湯の分析試料を採取し、再度加熱した。溶湯温度が1450℃に達した後、試薬酸化鉄(FeO)を4.0mass%と同時に試薬シリカ(SiO2)及び試薬アルミナ(Al2O3)を所定量添加し、脱マンガン処理を行った。その後、生成したスラグについて、除滓性の評価を行った。
除滓性の評価方法は、直径15mmの鉄棒の先にス
ラグを絡ませて、全量を炉外に取り出せれば｢◎｣、９割以上取り出せれば｢○｣、取り出せなければ｢×｣という、３基準による判定とした。
除滓性評価後、脱マンガン処理後の鋳鉄の分析試料を採取し、固体発光分光分析装置により諸元素の定量分析を行った。また、鉄棒で除去したスラグ及

図３ Al2O3 を添加したときの除滓性評価結果及び生成びルツボに残ったスラグについては、鉄乳鉢で粉末

スラグ組成（FeO 添加量 4.0mass%）

77

鋳鉄溶湯から取り除きやすい脱マンガンスラグの開発

a） Al2O3添加量 0.4mass%b） Al2O3添加量 0.8mass%c） Al2O3添加量 1.0mass%

図４ Al2O3を添加したスラグの鉄棒による除滓の様子（FeO添加量 4.0mass%）

まりを形成するようになった。そのため、大きな固まり入り、これによりスラグの粘度は上がり、スラグは除去しのスラグを鉄棒に乗せて除去することにより、スラグのやすくなると考えたが、実際は、スラグ中のSiO2濃度はな

ほぼ全量を除去することが出来た。ただし、細かいスラかなか上昇せず、SiO2を1.6mass%以上添加してもSiO2 不

グは、小さく粘度も低いため、鉄棒では除去できなかっ混和域までは動かなかった。図５に脱Si率及び脱Mn率に及た。

ぼすSiO2及びAl2O3添加量の影響を示す。図より、SiO2を

3-2

アルミナ(Al2O3)添加の影響

添加した場合、0.4mass%添加しただけで脱Mn率および脱除滓性に及ぼすAl2O3の効果について、Al2O3を0.1，

Si率が大きく低下した。これより、SiO2を添加すると、溶

0.3，0.4，0.8，1.0，1.6mass%の6レベルに変化させて湯中のSiとFeOの反応により生じるSiO2の生成量は減少し、調べた。図３は、スラグの取り除き易さについての評価

結果的にスラグのSiO2の濃度が上がりづらくなるというこ

結果ならびに生成したスラグ組成を、SiO2-FeO-Al2O3とが分かった。

系状態図にプロットした図である。本来はFeO-MnO-

次に、Al2O3添加の実験において、スラグのAl2O3濃度

SiO2-Al2O3系状態図で示すべきであるが、この4元系状は、Al 2 O 3 の添加量の増加に伴い上昇し、スラグ組成は態図がないため、(FeO＋MnO)を便宜上FeOとして図に計算どおり高融点側にシフトした。これは、図６に示す示した。図中、青で示したプロットは、｢計算によるスラ

とおり、SiO2を添加したときとは違い、Al2O3添加量0.8

グ組成｣であり、これは、FeOを4.0mass%添加したとき

mass%までは、脱Mn率および脱Si率は5%以内の低下で留のスラグ組成結果に、単純に所定量のAl2O3を足したときのスラグ計算値である。その結果、Al2O3の濃度は、
Al2O3添加量の増加に伴い、ほぼ予想組成どおり上がっていった。Al2O3の1.6mass%添加で、Al2O3の濃度は約30mass%になり、スラグの組成は高融点域にシフトした。
次に、Al2O3添加量0.4mass%、0.8mass%及び1.6mass%のときの除滓の様子を図４に示す。スラグは、Al2O3添
加量0.4mass%までは、鉄棒に若干付着するだけで絡まなかった。Al2 O3 添加量0.8mass%では、粘度が上がり、鉄棒に若干絡むようになった。Al2O3添加量1.0mass%では、さらに粘度が増した。そのため、スラグのほぼ全量を除去することが出来た。ただし、若干のスラグは、ルツボの内壁にねっとりと付着し、除去できなかった。図には示さないが、Al2O3添加量1.6mass%では、スラグは粘度を保ちながら固まりを形成した。そのため、細かいスラグも、スラグ表面の粘度が高いために鉄棒に絡み、スラグの全てを除去することが出来た。
4

考察

SiO2添加の実験において、予想では、スラグ組成は、
図５ 脱Si率及び脱Mn率に及ぼすSiO2及びSiO2を0.8mass%以上添加することによりSiO2不混和域に

Al2O3添加量の影響（FeO添加量 4.0mass%）
78

岩手県工業技術センター研究報告第 13 号（2006）

まり、それほど大きく低下しなかったことが要因と考えら発生するスラグの除去を容易にするため、シリカおよびれた。

アルミナ添加の効果を検討した。得られた結果は次のとおりである。

今回の検討により、FeOと同時にSiO 2 を1.6mass%又はAl2O3を1.0mass%以上添加することにより、スラグを

１）SiO 2 を1.6mass%添加することによりスラグは固ま鉄棒で取り除くことが出来た。ただし、添加量は1.0mass%りを形成し、スラグを除去することができた。

以上必要であり、この量は除滓剤を使用した場合の除滓剤

２）SiO 2 を添加した場合、脱Mn率および脱Si率が大きく

添加量と同等量である。そのため、本方法を除滓剤添加に低下し、結果的にスラグのSiO2濃度を上げるには予想よる除滓方法と比較した場合、①発泡しない分みかけの体以上の添加が必要であった。

積が小さいので、スラグ処理コストが安くなる。②ムライ

３）Al2O3を1.0mass%以上添加することによりスラグの粘トサンドや珪砂を使用している鋳造工場においては､Al 2 O

度は上がり、ほぼ全てのスラグを除去することがで3やSiO2 の代わりに使用済み鋳物砂なども有用であると考えきた。

られ、除滓剤コストがかからない。という長所がある一方、

４）Al 2O 3を添加した場合、0.8mass%までは脱Mn率およ脱Mn率は低下するという短所を合わせもつ結果となった。

び脱Si率は大きく低下しなかったため、SiO2に比較し

ただし、SiO2の添加については、今後、添加するタイミて少量のAl2O3添加でスラグ中のAl2O3濃度は上昇した。

ングを変えて検討する必要がある。今回は、FeOと同時に添加したため、脱Si率および脱Mn率が低下し、これにより本研究を遂行するにあたり、御助言をいただいた室蘭

SiO2の濃度も上がらないという悪循環になってしまったが、工業大学 片山博名誉教授、福島製鋼(株)研究開発部 佐

FeOを添加して脱マンガン反応後にSiO2を添加することに

藤一広副部長および高橋直之氏、北芝電機(株)ﾒｶﾄﾛｼｽﾃﾑ

より、図２の青プロットのような組成に変化させられる可部 田中宏憲氏、(財)いわて産業振興センター 勝負澤善能性がある。図２によれば、スラグ組成は、SiO2を0.4

行氏に深く感謝いたします｡また、鋼材酸化皮膜をご提供

mass%添加することにより、融点1500℃の高融点域に入る。

いただいた東京製綱スチールコード(株)様に深く感謝い

この通りに行けば、脱Si率および脱Mn率を保ったまま、ス

たします。

ラグの除去も容易になると考えられる。

なお、本研究に使用した高周波溶解炉は、日本自転車

また、酸化鉄添加による脱マンガンスラグの除去には、振興会の補助金により導入したものです。

鉄棒に絡めて採る方法以外の方法も検討する必要があると考えられた。

文献1) 岩手県工業技術センター研究報告, 11（2004）132
5結2) 岩手県工業技術センター研究報告, 12（2005）87

言

酸化鉄添加による鋳鉄溶湯の脱マンガン処理において、79

アルミニウム溶湯清浄度評価基準策定のための溶湯調査＊
岩清水 康二**、池 浩之**、高川 貫仁**
岩手県内のアルミニウム合金鋳造企業を対象にアルミニウム溶湯の清浄度の調査とその評価基準の策定を試みた。その結果、溶湯の清浄度を確認はできたが、細かい評価基準の策定には至らなかった。アルミニウム溶湯の清浄度を評価するために必要な基準を策定するには、溶解条件や溶湯処理条件、合金別にそれぞれサンプル数を増やし、データを蓄積することが必要であることがわかった。
キーワード：アルミニウム合金鋳造、溶湯清浄化、Examination of Purity Standard of Aluminum Casting
IWASHIMIZU Koji, IKE Hiroyuki and TAKAGAWA Takahito
Purity of molten aluminum was investigated for aluminum alloy casting company of Iwate, andplanning of evaluation standard of molten aluminum was attempted. As a result, the purity of molten
aluminum was able to be checked, but evaluation standard was not able to be made. To plan evaluation
standard of purity of molten aluminum, it is necessary to accumulate the data of every aluminum alloy
made by varying melt conditions and treatment conditions of molten aluminum.
key words : aluminum alloy, casting,1

緒

本報では、岩手非鉄金属加工技術研究会の協力を得、

言

現状における溶湯の清浄度について調査した結果を報告

アルミニウム合金溶湯中の介在物は、溶湯成分が大気する。

中の酸素と反応して生成するMgAl 2OB4、Al2O3、MgO等の酸
化被膜、酸化物が多いと考えられる。更に介在物は合金
成分の酸化物だけではなく、溶解炉や溶解設備に使用さ2れる耐火物の混入もある。混入した介在物は大きさや形

岩手県内企業において鋳造、ダイカストで主に使われ調査方法も様々であり、切削加工時にハードスポットとして問題ているアルミニウム合金 ADC12、AC4C、AC7A の溶湯を調となる場合がある。そのような介在物を除去するため、査対象した（表 1）。ADC12 は 6 企業、AC4C は 1 企業、AC7A

一般にNaCl、KCl、NaFを主成分とするフラックスが添加

は 2 企業の溶解炉よりサンプルを採取し、2 種類の介在される。添加されたフラックスは、酸化物等の介在物と物測定と水素ガス含有量判定を行った。また、岩手県内

反応し湯面へ浮上し、垢とりなどで除去される。更に、企業での調査結果と比較のため、先端企業においても溶湯は介在物だけではなく、大気中の水分や燃焼ガス中

ADC12、AC4C について同様の調査を行った。

の水分、耐火物中の水分と反応して水素ガスが溶け込む
表 1 調査対象としたアルミニウム合金の記号、特色
記号
合金系
鋳型区分
合金の特色
ADC12 Al-Si-Cu ダイカスト
機械的性質、被削性および鋳造性がよい。
AC4C
Al-Si-Mg 金型、砂型
鋳造性がよく、靭性に優れ強度が要求される大型鋳物に用いられる。
AC7A
Al-Mg
金型、砂型
耐食性が優れ、靭性がよ
く、陽極酸化性がよい、鋳造性はよくない。

ことにより、ポロシティ（気泡）となって品質への問題となる場合がある。この脱ガスの方法としては、溶湯へアルゴン、窒素等の不活性ガスを吹き込み、気泡に水素ガスを拡散させ除去するのが一般的である。以上の方法
により現場では介在物、水素ガスの除去を行うが、清浄化された溶湯についての評価が確立されていないことか
ら、どの程度、清浄化されているかや品質に適切な溶湯となっているかについては不明な点が多い。そのため、アルミニウム合金の鋳造現場において清浄度を確認している企業は少ない。

2-1

このことから、溶湯清浄度についての評価の策定と具採取溶湯は、板状に鋳造（図 1）し、ハンマーで 5,6体的な研究開発テーマの絞り込みを目的に調査を行った。
* 東北経済産業局委託事業** 材料技術部

K モールド法

80岩手県工業技術センター研究報告第 14 号（2007）

片に破断して介在物について破面観察を目視で行った。1

実験結果を表3に示す。目視観察で確認できる介在物は種の溶湯に対して板状に鋳造したものを 3 本とり、15 片100μm程度であるが、介在物は300μmより大きくなるとについて介在物数を測定し、K 値を求め、日軽金㈱判定

機械的性質に影響を及ぼすといわれている １） 。

表（表 2）に基づき、A～E のランクに判定をした。

AC7Aは砂型鋳造用の溶湯でありK値は高めであるが、脱滓前、脱滓後を比較すると大きな差があった。ADC12は鋳・K 値＝S/n
K：1 小片に認められる介在物数（ヶ/片）

造可能なA、B判定以外の結果が多いことから脱滓の効果

S：n ヶの小片に認められた介在物数の合計（ヶ）が十分ではなく、100μm以上の介在物が残っていること

n：観察した小片の数（片）思われる。
この方法は炉前においての清浄度の確認には簡便で適しているが、目視による判断のため経験ならびに個人差が出やすいことに注意しなければならない。
表2

図1
2-2

K 値による清浄度判定基準

級
K値
A
＜0.1
B 0.1～0.5

鋳造可否の判定
鋳造しても良い
できれば処理したほうが良い
C 0.5～1.0 やや汚れている溶湯 処理の必要がある
D 1.0～10
汚れている溶湯〃E＞10 著しく汚れている溶湯〃K モールド試験片鋳型

減圧凝固法

減圧凝固法は、炉前のガス含有量測定の手段として現清浄度の判定清浄な溶湯
ほぼ清浄な溶湯場で利用可能な方法である。アルミニウム溶湯を鉄製小坩堝に約 50cc 入れ、720mmHg の減圧下で凝固させ、溶湯

表3中の溶存ガスを、気泡として放出させた。凝固した試料

番号
あを切断、研磨後、限度見本を基に目視により測定を行っ

材質
ＡＤＣ12

Ｋ値
1.5

級
Ｄ

脱滓処理
なし

ＡＤＣ12

0.4

Ｂ

あり

ＡＤＣ12

2.7

Ｄ

ＡＤＣ12

2.4

Ｄ

ＡＤＣ12

4.4

Ｄ

う

ＡＤＣ12

2.3

Ｄ

え

ＡＤＣ12

5.9

Ｄ

ＡＤＣ12

4.9

Ｄ

ＡＤＣ12

0.5

Ｂ

あり

ＡＤＣ12

0.9

Ｃ

あり

ＡＤＣ12

0.9

Ｃ

あり

ＡＤＣ12

0.7

Ｃ

あり

き

ＡＣ7Ａ

4.3

Ｄ

あり

く

ＡＣ7Ａ

24.9

Ｅ

なし

ＡＣ7Ａ

0.6

Ｃ

あり

ＡＣ4Ｃ

6.6

Ｄ

なし

ＡＣ4Ｃ

3.3

Ｄ

あり

た（図 2）。気泡の発生が少ない状態（1 級）＜多い状態（7 級）とし、気泡状態を観察して、アルミニウム溶湯

い

中のガス量を判定した。介入するガスとして多く考えられるのは水素、窒素等であるが、目視により溶湯の良否を判定するため、ガスの特定はできない。しかし、炉前
で溶湯のガス量を確認するためには有効である。

お

か

図2
2-3

試料切断面（エミリー紙♯600 研磨後）

溶湯清浄度評価装置による残渣率の測定

アルミニウム合金の溶湯をフィルターを通し、溶湯の試験前後の重量差を残渣率として清浄度を評価する方法

判定結果である。溶湯中の酸化物等の介在物が多いと残渣率が上
3-2

がり、溶湯が汚れていることが理解できる。ADC12 の場

減圧凝固法による調査結果

アルミニウム合金が凝固する際、気泡を形成しない限合は残渣率が 1.0％以上の場合、清浄化が必要であると界固溶量は、ダイカスト用合金で 0.3cc/100g、砂型用合されている。

金で 0.15cc/100gといわれている2）。材種毎の判定結果

残渣率＝（試験重量－濾過重量）/試験重量×100の割合を図 3 に示す。脱ガス処理を行っている企業は少
3
3-1

調査結果

なく、その結果、ADC12 種に関しては、5～7 級（ガスのK モールド法による調査結果

固溶量は 0.3cc/100gを越える）が多かった。このため、

81

アルミニウム溶湯清浄度評価基準の策定
脱ガスの処理が必要であると考えられる。AC4C、AC7Aは清浄度を評価する方法として、K モールド法、減圧凝砂型鋳造用の合金であり、坩堝にて十分に脱ガス処理を固法、溶湯清浄度評価装置を使用し、清浄度の測定がで行うことから、処理前後に気泡の発生に大きく差が見らきた。その結果、岩手県内の企業は、先端企業に比べ、れた。

K 値が大幅に高いことから、K 値による判定基準 B ラン
ク（ほぼ清浄な溶湯）、溶湯清浄度評価装置による残渣率は 1.0％以下を目標に脱滓処理する必要があることが
処理あり

AC4C

分かった。今後、評価基準を策定するには、溶解条件の違い、材種の違いなどにより各測定のサンプル数を増やすことが必要であり、疲労試験や引張試験などの強度試

処理あり

AC7A

験の測定結果や不良発生率と介在物測定結果との関係を含め検討していくことで信頼性の高い評価基準を策定できると考える。

処理あり

ADC12

また、介在物の形成とその除去方法や脱ガスの方法に
0%

20%

40%
1級

図3

2級

3級

60%
4級

5級

80%
6級

100%

ついても検討を進めていくことが必要である。

7級

本調査を実施するにあたり、サンプル調査で御協力を減圧凝固判定結果

頂いた岩手非鉄金属加工技術研究会会員企業様、先端企
3-3

業様、スタッフに深く感謝いたします。また、御指導・溶湯清浄度評価装置による結果

御助言をいただいた東京工業大学名誉教授

岩手県内企業で採取した溶湯の平均残渣率を表 4 に示す。ADC12 に関しては、残渣率が 1.0％を超えていること

東京都立産業技術研究所

から、介在物の混入があることが示唆される。AC7A、AC4Cます｡

神尾彰彦氏、

佐藤健二氏に深く感謝いたしは、坩堝炉で溶解を行うため、大気との接触が多く、溶
文

湯表面に酸化被膜が形成されやすいと思われる。

献１）神尾 彰彦：研究会講演「アルミニウムの溶解と溶表4

湯品質」(2006)

溶湯清浄度評価装置結果

材種

平均残渣率（％）

サンプル数（個）

ADC12

1.43

12

AC7A

2.9

3

AC4C

1.22

2

3-4

２）山田盛雄：アルミニウム鋳鍛造技術便覧（カロス出版）（1991）

先端企業における調査結果

アルミニウム合金の鋳造、ダイカストを行う先端企業にて県内企業と同じ方法で調査を行った。その結果を表5 に示す。減圧凝固法や溶湯清浄度評価装置に結果は岩手県内企業と大きな差が見られないが、K モールド法の結果に関しては、A、B ランクであり、介在物の粒子が小さいことが理解できた。先端企業の殆どは、炉前にて K
モールドにより、溶湯の清浄度を測定していた。このことにより安定した品質を保っているとのことであった。
表5
種別

先端企業調査結果
K モールド
材質

A
B
C

ADC12
ADC12
AC4C
4

結

K値
0.3
0.2
0.06

級
B
B
A

減 圧 凝
固法
級
4
7
1

溶湯清浄度
評価装置
残渣率（％）
0.56
1.06
0.78

言

82

創成電極工具を用いた微細放電加工*
和合

健**、飯村崇**、鄭鋼***、藤村和彦***

IMY 連携会議「自動車部材関連における超精密加工技術」において岩手県は放電加工原理
による微細穴加工についてプラスチック歯車金型を対象に取り組んでいる。ここではφ240±5μm 深さ 2.4mm を目標値としてパイプ電極による深穴加工を試みた。φ0.1mm の Cu パ
イプ電極を使用して２種類の加工条件 D1(電気条件 E1951)、D2(電気条件 E855)を設定して加工した結果、双方で実用的な深穴加工ができることを確認した。
キーワード：放電加工、深穴加工、パイプ電極、プラスチック歯車金型

Study of Micro-EDM Processing using
Electrode Tool Formed by EDM
WAGO Takeshi, IIMURA Takashi, ZHENG Gang and FUJIMURA Kazuhiko
Micro hole processing by electrical discharge machining principle was studied by Iwate prefecturegroup in order to manufacture die of plastic gear, and this study was positioned in IMY cooperation
meeting “Development of ultra-precision machining technology for automobile manufacturing”.
Deep holes were processed using pipe electrode tool to set nominal value as φ240±5μm depth to2.4mm. As a results, it was found that deep hole processing could be performed practically on bothconditions. Two conditions was showed below, so common setting was pipe electrode tool of Cuφ
0.1mm, difference settings were D1(electrical pack as E1951) and D2(electrical pack as E855).
key words : EDM, deep hole processing, pipe electrode tool, die of plastic gear
1

緒後に生じるスラッジ除去方法が要点になる。通常は電極

言

本テーマは宮城県、山形県、岩手県で構成する IMY 連

ジャンプ、電極揺動、加工液噴出、噴射によりスラッジ

携会議「自動車部材関連における超精密加工技術」で共除去を行っている。ここで噴出とはパイプ穴から加工液同研究として取り組んでいる。岩手県の分担課題は放電を排出する場合、噴射とは加工槽内のノズルから加工液

加工原理による微細穴加工についてプラスチック歯車金を排出する場合を指す。今回は細穴加工が対象であるの型を対象としている。プラスチック歯車は大量生産できで大面積加工で有効となる電極ジャンプ、電極揺動は効ることから製品の低コスト化が可能である。最近では情果が小さいと予想され、細穴加工で最も汎用的に使用さ

報家電分野などの精密動作を必要とする機器においてもれているパイプ電極による加工液噴出がスラッジ除去に

金属製歯車からプラスチック製歯車への置き換えが進ん最も有効であると予測して実験を進めた。

でおり、さらに微小なサイズのプラスチック歯車製作の

２－２

ためプラスチック成形金型の微細化が求められている。

放電加工によって穴径をφ0.24±0.005mm に仕上げ

本報では、パイプ電極を使用した微細軸穴を形成する

る場合、パイプ電極を使用した時の穴径は式(1)で示される。

加工方法について試みた。
２

Dia=2pp+2yd+2gp

実験方法

２－１

穴径の高精度化・・・・ (1)

目標値

プラスチック歯車のローター軸はモールドの流れ性を

ここで、Dia は穴径(mm)、pp はパイプ電極の半径、考慮した穴径の決定が必要となる。ここでは金型軸穴にyd は揺動半径、gp は放電ギャップと振れ誤差を足した

モールドが流れ込む最小穴径を経験値からφ0.24mm と余分値となる。パイプ内径により生じる放電残留片（以定義した。金型軸穴の目標値はφ0.24±0.005mm 深さ

下、へそという）除去できる最小穴径を図１で説明する。

2.4mm として穴径の高精度化と L/D 比が 10 倍の微細深中心線の交点が揺動中心であり揺動半径をパイプ電極内穴形成する。深穴加工を第一目標とした場合は放電加工

径の半径未満でへそ除去ができる。式(2)～式(4)にφ*
基 盤 的 ・先 導 的 技術 研究 開 発 事業**
電子機械技術部*** (株)ニュートン83岩手県工業技術センター研究報告pp第 14 号（2007）

が拘束ガイドと電極経の差により振れ誤差が生じ、穴径ppの高精度化のためには振れ誤差を定量化する必要がある。
３

実験その１：φ0.2mm パイプ電極（電気条件がE1952 の場合）

３－１

実験方法

外径φ0.2mmのCuパイプ電極を使用して異なる３種
類の加工条件を設定した。共通設定は加工物がSKH51(HRC60)、ツールパスは単純Ｚ下送り、パイプ内

yd

径から加工液噴出、Ｅパック（電気条件）1)はE1952 とした。E1952 はCuパイプφ0.2mmを使用する場合の一

図１

般的な推奨条件である。加工条件A1、A2、A3 の異なる

へそ除去時の最小穴径

設定は加工深さ指令値がA1 でZ-2.0mm、A2 でZ-4.0mm、A3 でZ-20.0mmのみである。ここでは加工物表面をZ=0
とした。
３－２

ホルダー

実験結果及び考察

放電加工がミーリング加工と比較して大きく異なる点
は加工物除去に伴い電極が消耗することである。表１のとおり A1 では Z-2.0 の指令値に対して実際の加工深さ

拘束ガイド

は 1.000mm、A2 では Z-4.0 の指令値に対して加工深さ
2.312mm 、 A3 で は Z-20.0 の 指 令 値 で 加 工 深 さ
13.394mm となった。電極消耗率α(%)は式(5)から算出した。

図２α=(a/t)×100

電極ホルダーと拘束ガイド

・・・・(5)0.2mm、φ0.1mm、φ0.08mmのパイプ電極径を使用しここで a は電極消耗長さ(mm)、t は加工深さ(mm)とたへそ除去最小穴径を示す。へそ除去の最小径をDiamin

なる。電極消耗率は A1 が 100.9％、A2 が 73.4％、A3とすると以下の関係式となる。ここで放電ギャップと振が 202.5%となり加工深さが大きくなるに従い電極消耗

れ誤差を合計した余分値は 0.007mmと仮定した。

率も大きくなる傾向がある。図３から加工深さの増加に伴い電極消耗長さが増大していることがわかる。これはDia(φ0.2)=2×0.1+2×0.05+2×0.007=0.314mm＜Diamin

穴深さが大きくなるほどスラッジ排出が困難になり放電

・・・・ (2)

加工効率が低下するためと思われる。パイプ電極によるDia(φ0.1)=2×0.05+2×0.025+2×0.007

深穴加工はスラッジ除去性能が高く L/D 比は最大で A2=0.164mm＜Diaminの時に 2.312/φ0.246=9.4 を得た。加工速度は 30μ

・・・・ (3)Dia(φ0.08)=2×0.04+2×0.02+2×0.007

m/min 程度であり A1～A3 では大きな差は見られない。

=0.127mm＜Diamin

パイプ電極の噴出を使用するスラッジ除去により加工す・・・・ (4)

ることで深穴加工が容易に行えることが分かったので今後はパイプ電極経の縮小、加工径精度の二つに要点を置上式で示したへそ除去最小穴径を目安にして、下線でくこととした。

示した余分値を加工条件毎に定量化することでパイプ電極により目標値φ0.24±0.005mm を達成できると推測
した。
２－３

表１
実験装置

実験その１の加工条件

加工条件
Eパック
電極(mm)
加工深さ指令値(mm)
加工時間(h:m:s)
電極消耗率(%)
加工深さ(mm)
消耗長さ(mm)
加工速度(mm/min)
加工穴径φ(mm)
径拡大量(mm)

放電加工機は三菱電機製 EDSCAN8E を使用し、図２に示すパイプ電極を固定するホルダーは菱電工機製
RCH-03LA を使用した。このホルダーはシール機能を持
ち電極保持径が 0～0.5mm に対応できるユニバーサルな保持機構を有している。パイプ電極の注意点は既存の電極をコレットで固定するため芯振れ誤差が生じる。パイプ電極が通常使用される長さ 100mm 程度の長い電極では図２に示す拘束ガイドを使用して振れ誤差を低減する

84

A1
E1952
Cuφ0.2-2
31'2''
100.9
1.000
1.009
0.032
0.240
0.040

A2
E1952
Cuφ0.2-4
43'50''
73.4
2.312
1.698
0.053
0.246
0.046

A3
E1952
Cuφ0.2-20
3h24'44''
202.5
6.614
13.3940.032-

加工深さ(mm)
消耗長さ(mm)

16
14
12
10
8
6
4
2
0

0.08
0.07
0.06
0.05
0.04
0.03
0.02
0.01
0

加工速度(mm/min)

A1

図３

A2
加工条件

噴出有り、ツールパスは Z 単純下送り Z-2.0mm とした。
異なる加工条件は表２に示すとおり電気条件において加工速度(mm/min)

長さ(mm)

創成電極工具を用いた微細放電加工

Micro-SF 回路、極間コンデンサ、電圧 Low となる３つの微細放電設定値の組み合わせを変えた。大元の電気条件となる E パックは３種類とも共通の E855 とした。
４－２

実験結果及び考察

E パックが E855 とはピーク電流 IP が 0A の設定で加工機本体をコンデンサとする浮遊容量を使用して放電加工を行う極小電気条件である。E855 に対して Micro-SF

A3回路、極間コンデンサ、電圧 Low の微細放電設定値を付加することにより目的に応じた電気加工条件を設定する

Cu パイプ電極φ0.2（E1952）の場合ことができる。B1 が最小電気条件の組み合わせとなり
表２41’18’’で加工を中断した。図４のとおり加工速度は 0.9

実験その２の加工条件

μm/min で加工深さは 0.037mm、電極消耗率は 15.1%

加工条件
B1
B2
B3
Micro-SF回路
ON
OFF
OFF
極間コンデンサ OFF
OFF
ON
電気条件
電圧Low
ON
OFF
OFF
Eパック
E855
E855
E855
電極(mm)
Cuφ0.2 Cuφ0.2 Cuφ0.2
加工深さ指令値(mm)-2-2-2
加工時間(h:m:s)
41'18'' 1h43'52'' 1h6'43''
電極消耗率(%)
15.1
68.7
135.5
加工深さ(mm)
0.037
0.687
0.442
消耗長さ(mm)
0.005
0.472
0.599
加工速度(μm/min)
0.00090.00660.0066
加工穴径φ(mm)0.21460.22100.2223
径拡大量(mm)
0.015
0.021
0.022

であった。次に弱い電気条件は B2 ですべての微細放電
設定値が OFF である。加工速度は 6.6mm/min で電極消耗率は 68.7%であった。B3 は極間コンデンサが ON で
３つの中では最も強い電気条件である。加工速度は6.6mm/min で電極消耗率は 135.5%であった。この実験で最も注目している加工穴径は B1 でφ0.2146mm、B2
でφ0.2210mm、B3 でφ0.2223mm と なり目標値 φ0.24mm を B3 で 0.0177μm 下回った。径拡大量は B1
で 0.015mm、B2 で 0.021mm、B3 で 0.022mm となりE1952 の A1 の径拡大量 0.040mm と比較して半分程度

0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0

ャップが小さくなったためと思われる。E855 を使用す

0.007
0.006
0.005
0.004
0.003
加工深さ(mm)

B1

0.002

消耗長さ(mm)0.001

加工速度(μm/min)

0.000

B2
加工条件

ることにより放電ギャップは小さくなることは分かった
加工速度(mm/min)

長さ(mm)に縮小化し、これは電気条件を小さくしたために放電ギが、加工能率を考慮した場合は E1952 の加工速度が A1
で 0.032mm/min に対して E855 の加工速度が B2 では
0.0066mm/min となり 4.8 倍異なる。加工能率と穴径の高精度化を追求するためにはさらに細いパイプ電極を使用する必要があることがわかった。
５

B3

５－１

実験その３：φ0.1mm パイプ電極
実験方法

Cu パイプ電極φ0.2（E855）の場合

表３のとおり外径φ0.1mm、内径φ0.05mm の Cu パ

実験その２：φ0.2mm パイプ電極（電気条件が E855

た。加工条件 D1 は電気条件 E パックが E1951、D2 がの場合）

E855 とした。E855 時の微細放電設定は Micro-SF 回路

図４

イプ電極を使用して２種類の加工条件 D1、D2 を設定し４
４－１

が ON、極間コンデンサが OFF、電圧 Low が ON とし

実験方法

第３項の実験その１ではメーカが推奨する通常のパイた。共通条件は加工物が SKH51(HRC60)、ツールパス

プ電極を使用した場合の電気条件 E1952 を設定した。電は単純 Z 下送り Z-0.8mm とした。加工穴の形状を測定

気条件 E1952 では放電ギャップと振れ誤差を含めた径するために２枚の平板を互いに合わせてバイスで挟み固拡大量が表１より A1 で 0.040mm、A2 で 0.046mm と定し、２枚板の接触線と加工穴中心が一致するように電なった。加工穴径は A1 で 0.246mm、A2 で 0.240mm

極中心を位置合わせして深穴加工をした。加工後に平板となり目標値φ0.24mm と比較して同等以上であるための断面を測定顕微鏡で寸法測定することにより加工穴の穴経の仕上げとへそを取り除くことが出来ない。電気条

円筒度を求めることができる。

件を弱くすることで径拡大量の低減を試みた。加工条件

５－２

実験結果及び考察

B1、B2、B3 の異なる３種類を設定した。共通条件は電φ0.1mm のパイプ電極では内径がφ0.05mm となる

極が Cu パイプφ0.2mm、加工物が SKH51(HRC60)、

ため加工液がパイプ内径を通りパイプ先端から排出され85

岩手県工業技術センター研究報告
表３

実験その３の加工条件

加工条件
Eパック
電極(mm)
加工深さ指令値(mm)
加工時間(h:m:s)
電極消耗率(%)
加工深さ(mm)
消耗長さ(mm)
加工速度(mm/min)
加工穴径φ(mm)
径拡大量(mm)D1
E1951
Cuφ0.1-0.8
9'2''
121.78
0.374
0.455
0.041
0.146
0.046

D2
E855
Cuφ0.1-0.8
41'11''
14.06
0.664
0.212
0.016
0.120
0.020

0.7

0.5mm/div

0.03

0.4
0.3

0.02

0.2

加工深さ(mm)0.01

消耗長さ(mm)0.1

加工速度(mm/min)

0.0

D1

図８

D2 の場合の軸穴断面図

0.010
0.008
へそ高さ(mm)

0.04

0.5

加工速度(mm/min)

0.05

0.6

0.00
D2

加工条件

0.006
0.004
0.002

図５

Cu パイプ電極φ0.1 の場合
0.000

0.150

D1
D2

図９

0.130
0.120

Cu パイプ電極φ0.1 の場合のへそ高さる現象が達成できるかを検証したところ雫程度の勢いではあるが加工液が噴出できることを確認した。図５のと0.110

おり電気条件を E1951 とした D1 は加工深さ 0.374mm

0.100
0

図６

D2
加工条件

D1

0.140
穴径(mm)

長さ(mm)

第 14 号（2007）-0.1-0.2 -0.3 -0.4
加工深さ(mm)-0.5

で加工を中断しその時点での電極消耗率は 121.7%、加-0.6

工速度は 0.041mm/min であった。電気条件を E855 とした D2 は加工深さ 0.664mm で加工を中断しその時点
での電極消耗率は 14.1%、加工速度は 0.016mm/min で

Cu パイプ電極φ0.1 の軸穴の円筒度あった。D2 では当初の予想を上回る大きな加工速度となり D1 と D2 の双方で実用的な深穴加工ができることを確認した。加工穴径は D1 でφ0.146mm、D2 でφ
0.120mm となり目標値φ0.24mm の穴径加工を行うた
めに D1 の場合で 0.094mm となる穴径仕上げを行うための十分な余裕寸法が得られた。径拡大量は D1 で0.046mm、D2 で 0.020mm となり両者の差 0.026mm は放電ギャップ分と思われ、加工径精度の追求時に電気条件を変更することによりオフセット機能として有効活用できると予想した。互い合わせた平板の穴断面形状を測定して円筒度を求めた。測定方法は平板上面の傾きを測

0.5mm/div

定機のチルト機構を使用して測定機の機械座標系と一致するように調整した。図６に穴深さ 0.1mm 間隔で測定

図７

した穴径の変動を示し、図７及び図８に各条件での軸穴

D1 の場合の軸穴断面図

断面図を示す。D1 では穴深さが大きくなるに従い穴径が小さくなり、加工穴の上面と底面の差は穴径で0.0136mm となった。D2 では Z-0.4mm まで穴径上面と86

創成電極工具を用いた微細放電加工の差は非常に小さいが Z-0.5mm で穴径上面との差はがある。

0.0065mm となった。D1 は D2 に比べて電気条件が強い(2) 外径φ0.2mm の Cu パイプ電極を使用し極小電気条

ため電極先端が消耗したため軸穴形状が先細りになった

件の E855 と３種類の微細放電設置値の組み合わせと思われる。D2 では軸穴形状の先細りも非常に小さくになる B1～B3 により加工した。その結果、加工穴

良好な結果が得られた。へそ高さを図９に示す。D1 で径は B1 でφ0.2146mm、B2 でφ0.2210mm、B3

0.005mm、D2 で 0.0075mm のへそが測定された。φ0.1

でφ0.2223mm となり目標値φ0.24mm を下回るこ

パイプ電極を使用することにより通常は残るへそがパイとができた。

プ内径で生じる放電加工現象により除去されていた。φ(3) Cu パイプφ0.1mm の電極を使用して２種類の加工

0.1 パイプ電極を使用することによりへそ除去が軸穴加条件 D1(電気条件 E1951)、D2(電気条件 E855)を設工と同時に行われ有効作用となった。

定して加工した。その結果、D1 は加工深さ 0.374mm
時の加工速度が 0.041mm/min、D2 は加工深さ

６

結0.664mm 時の加工速度が 0.016mm/min となり双方言で実用的な深穴加工ができることを確認した。

パイプ電極による深穴加工に取り組み以下の事項が明(4) φ0.1 パイプ電極を使用することにより通常は残る

らかとなった。
(1) 外径φ0.2mm の Cu パイプ電極を使用し電気条件はへそがパイプ内径で生じる放電加工現象により除去

通常加工で使用する E1952 により加工深さ指令値

できることがわかった。

を A1: Z-2.0mm、A2: Z-4.0mm、A3: Z-20.0mm として加工した。その結果、電極消耗率は A1 が文

100.9％、A2 が 73.4％、A3 が 202.5%となり加工深献1) 三菱電機(株)：三菱 NC 型彫放電加工機 EX シリーズ

さが大きくなるに従い電極消耗率も大きくなる傾向

取扱説明書

87

CoCrMo合金のエンドミル側面切削加工特性に関する研究*大石敦彦**、和合健***

人工関節用材料の機械加工技術蓄積を目的として、CoCrMo 合金におけるエンドミル側面加工時の切削抵抗評価を行った。その結果、相対的に、CoCrMo 合金が S45C より切削抵抗が大きいことがわかった。特に、法線分力と軸方向分力に大きな違いが見られた。また、加工面の精度には接線分力の影響が大きく、形状精度と相関関係があることがわかった。
キーワード：CoCrMo 合金、エンドミル加工

Study on Milling Characteristic of CoCrMo Alloy
OISHI Atsuhiko, WAGO Takeshi
This experiment was performed in order to accumulate for manufacturing technology of a total hip
prosthesis and performed cut resistance evaluation at the time of end mill side processing in a CoCrMo
alloy. As a result, a CoCrMo alloy relatively understood that cut resistance was big than S45C. A big
difference was seen in particular in a normal component force and an axial direction component force.
In addition, shape precision of processing side was influenced from force of tangent line component, so
it found out that to correlate between processing force and shape precision.
key words : CoCrMo alloy, endmill side processing
表１

１ 緒
言
CoCrMo 合金は、強度、耐食性、耐摩耗性に優れた性

供試合金の化学成分と機械的性質

【成分】

(wt%)
Cr
Mo
Ni
Co

質を有する材料である。その特徴を生かし、生体組織と接触して使用される材料（生体材料）としての利用が進みつつある。人工関節や人工歯根、整形用体内固定材など医療用デバイスに使用すべく開発が進められ、一部実

29
6
0.02
bal

【機械的性質】

用化されている。また、更なる高機能化、高生体適合化

引張強さ (MPa)
ビッカース硬さ (HV)
比重伸び (%)をねらった新材料 Ni レス CoCrMo 合金が岩手大学工学部千葉研究室にて開発中である。
ここでは、岩手大学工学部千葉研究室と、産学官連携

1100
400
8.5
5

のもと、人工関節用新材料 Ni レス CoCrMo 合金の機械加工技術開発について取り組んだ。CoCrMo 合金の成分と機械的性質を表１に示す。本材料は、コバルト（Co）

工条件を変えて加工実験をおこなった。各加工条件を表とクロム（Cr）を主成分としており、非常に切削が困難

２に示す。評価は、切削加工時に工具が受ける反力（以である材料と予想される。CoCrMo 合金は、全く加工経

下、切削抵抗という）と形状精度、面粗度にて実施した。

験のない材料であり、一般的にも、切削データは無く加切削抵抗は、テストピースとマシニングセンターのテー

工実験により求める必要がある。本報告は、エンドミル

ブルの間に設置された 3 成分切削動力計（9257B キスラの側面切削加工において切り込み量(mm)と一刃あたりー社製）にて測定を行った。動力計の信号は、チャージの送り量(mm/tooth、以下送り量という)が及ぼす切削抵

アンプを介し、データレコーダ（RX808WB、TEAC 社

抗(N)と加工精度(mm)の関係について明らかにした。

製）にて記録し、波形解析ソフト DADiSP にて解析を行
った。

２

実験方法

実験方法を図１に示す。25×25×100mm のブロック

３

形状のテストピースを#40 立型マシニングセンター（三３－１

井精機 VS3A）上で外径φ10 のエンドミルにより、各加*技 術 者 受入 型 開 発支 援事 業**(株)ミクニ*** 電子機械技術部

実験結果
切り込み量と切削抵抗

図２にエンドミル 2 次元加工モデルを示す。エンド88岩手県工業技術センター研究報告
表２

実験条件
テストピース・CoCrMo 合金 JIS 相当品（３種類）
・CoCrMo 合金 Ni レス品
・S45C
工具径(mm)φ10
工具種類
4 枚刃超硬エンドミル
TiAlN コーティング
ねじれ角 45°35
工具突き出し長（mm）
0.2, 0.5, 1
径方向
切り込み量 ar (mm)5
軸方向
切り込み量 aa (mm)0.05, 0.1, 0.15
工具 1 刃あたり
送り量 Sz（mm/tooth）
50
切削速度 V（m/min）
切削方式
ダウンカット
冷却方式
水溶性切削油テストピース（披加工物）

ミル加工とは、エンドミルの刃先が被加工物に進入し、切りくずを除去されることによって行われる。切りくずを除去するという仕事は、刃先の移動量と接線分力により行われる。ここで切り取り厚さとは図３のとおりエンドミル１刃が切り取る材料の一番厚い部分の長さ(mm)とする。接線分力は、除去される切りくずの切り取り厚さに依存し、切り取り厚さが最大値Hmaxとなるところで接線分力も最大値となると考えられる。このとき、3 分
力切削動力計にて測定される 3 分力（Fh,Fv,Fz）も最大値となる。そこで、3 分力切削動力計にて測定された分力Fh,Fvの最大値より、接線分力Ftと法線分力Fnの最大値を（1）式より算出した1)。

Fn = Fv × cos δ − Fh × sin δ
Ft = Fv × sin δ + Fh × cos δ
D / 2 − ar
δ = cos −1
D/2

エンドミルφ１０

工具進行方向力 Ft、軸方向分力 Fz の関係を示す。接線分力 Fｔは、3分力の中で一番大きな値を示し、切り込み量が大きくな

主分力
Fｖ

切削抵抗

るに従い比例的に大きくなり、送り量が大きくなるとその傾きが大きくなることがわかった。軸方向分力 Fz に

送り分力
Fｈ

３成分切削動力計（キスラー社製）（１）

図４に、切り込み量、送り量と法線分力 Fn、接線分

軸方向分力
Fｚ

工具回転方向

第 14 号（2007）

ついても同様な傾向を示すが、力の大きさは接線分力の40％程度低い値となっている。法線分力は、切り込み量、

切り込み量
aa

送り量に対する変化は小さく、ほぼ一定値を示すことが

切り込み量
aｒ

わかった。CoCrMo 合金の JIS 相当品と新材料 Ni レス品の比較では、法線分力については、10％程度 Ni レス

図１

実験方法

品が大きい値を示すが、接線分力、軸方向分力について
は、大きな差がないことがわかった。
代表的な鉄系材料S45Cと比較するとCoCrMo合金の工具進行方向ほうが、法線分力：約 1.5～2 倍、接線分力：約 1.2 倍、Sz送り量（工具1刃あたり）

エンドミル

φD

軸方向分力：約 2～2.2 倍程度大きい値を示した。相対的に、CoCrMo合金のほうが大きい切削抵抗となった。特Hmax
切り取り厚さに軸方向分力は、切り込み量、送り量に対する傾きに大きな違いが見られた。軸方向分力は、工具を引き抜く方

δ
V切削速度
Fｈ
Fｖ

1刃で切り取る領域（切りくず）

図２

法線力
Fn

向、被加工物を持ち上げる方向に力がかかるので、被加

切
込
み
量
a
ｒ

工物のクランプや工具の保持方法には、注意が必要である。図５に切り取り厚さの最大値Hmaxと法線分力Fn、
接線分力Ftの関係を示す。切り取り厚さの最大値Hmax

接線力Ftは、式（2）にて算出した1)。

エンドミル 2 次元加工モデル

H max = Sz × sin δ（２）

接線分力と切り取り厚さは、正比例関係となっている。
CoCrMo 合金と S45C は同様な傾向となった。接線分力

Hmax

は、切り取り厚さに依存しており、切り取り厚さが同一であれば、送り量、切り込み量による差違はないと予想

切り取り領域した。しかし、実際には、同一切り取り厚さでも送り量
図３

切り取り厚さの説明が大きいほど接線分力が小さくなる傾向が示された。法89

CoCrMo 合金のエンドミル側面切削加工特性に関する研究
送り量0.1㎜/tooth

送り量0.05㎜/tooth

法線分力Fn（N）

200

150

送り量0.15㎜/tooth

CCM_NIレス
CCM_JISS45C

CCM_NIレス
CCM_JISS45C

CCM_NIレス
CCM_JIS
S45C

100

50

0
0

0.2

500

1

1.2 0

CCM_NIレス
CCM_JIS
S45C

450
400

接線分力Ft（N）

0.4
0.6 0.8
切り込み量（㎜）

0.2

0.4
0.6
0.8
切り込み量（㎜）1

1.2 0

CCM_NIレス
CCM_JIS
S45C

0.2

0.4 0.6 0.8
切り込み量（㎜）

1

1.2

1

1.2

1

1.2

CCM_NIレス
CCM_JIS
S45C

350
300
250
200
150
100
50
0
0

0.2

0.4 0.6 0.8
切り込み量（㎜）

1

1.2 0

0.2

0.4
0.6 0.8
切り込み量（㎜）

1

1.2 0

400
CCM_NIレス
CCM_JIS
S45C

軸方向分力Fz(N）

350
300

0.2

0.4 0.6 0.8
切り込み量（㎜）CCM_NIレス
CCM_JISS45C

CCM_NIレス
CCM_JIS
S45C

250
200
150
100
50
0
0

0.2

0.4
0.6 0.8
切り込み量（㎜）1

図４

CoCrMo_Ni レス

1.2 0

0.2

0.4
0.6 0.8
切り込み量（㎜）

面粗度Ra（μm）

法線分力Fｎ（N）

0.4 0.6 0.8
切り込み量（㎜）

工具進行方向測定

3
2.5

80
60
40
送り量0.05㎜/tooth
送り量0.1㎜/tooth
送り量0.15㎜/tooth

切り込み量1㎜

切り込み量1㎜

切り込み量0.2㎜

切り込み量0.2㎜

2
1.5
1
0.5

0
0

0.1

0.2
0.3
切取厚さHmax（㎜）

0.4

0.5 0

0.1

0.2
0.3
切取厚さHmax（㎜）

0.4

0.5

0
0

500

送り量0.1㎜/tooth

送り量0.1㎜/tooth

送り量0.15㎜/tooth
送り量0.05㎜/tooth

送り量0.15㎜/tooth
送り量0.05㎜/tooth

400

接線分力Fｔ（N）

0.2

工具軸方向測定

S45C

100

1.2 0

切り込み量、送り量と切削抵抗

送り量0.05㎜/tooth
送り量0.1㎜/tooth
送り量0.15㎜/tooth

20

1

0.05
0.1
0.15
送り量（㎜/tooth）

図６

0
0.2

0.05
0.1
0.15
送り量（㎜/tooth)0.2

送り量と面粗度（CoCrMo 合金）

300
200

量の増大に伴い法線分力が増加する傾向が示された。以100上より、送り量を大きくしたほうが、切り取り厚さに対

0
0

0.1

図５

0.2
0.3
切取厚さHmax（㎜）

0.4

0.5 0

0.1

0.2
0.3
切取厚さHmax（㎜）0.4

する接線分力小さいことがわかった。この原因は工具の0.5

入射角の違いによるものと考えている。
３－２切り込み量、送り量と加工精度

切り取り厚さと法線分力、接線分力

CoCrMo 合金の送り量に対する工具軸方向及び工具進
線分力と切り取り厚さは、CoCrMo 合金と S45C で違う

行方向の面粗度測定結果を図６に示す。理論的には、面傾向が示された。CoCrMo 合金では、切り取り厚さ

粗度は、工具径と送り量で決まる。しかし、本実験では、0.2mm 程度からほぼ一定の値を示すが、S45C は、送り

送り量 0.1mm/tooth 以上となると切り込み量 0.2mm と90

岩手県工業技術センター研究報告
１mm で面粗度に違いが見られた。切り込み量１mm の第 14 号（2007）0.12
加工寸法誤差（㎜）ほうが、送り量に対して面粗度が大きく変化することがわかった。また、工具進行方向のみならず、工具軸方向についても、同様の傾向となった。これは、送り量増大に伴う、切削抵抗の増大により工具や被加工物のびびり
振動が面粗度に影響を与えているものと考えられる。図

0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0

７に、加工面の拡大画像を示す。切り込み量 0.2mm で

0

20

40

60

80

100 0

100

法線分力（N)は、送り量の増大に伴いカッタマークの巾が大きくなって い る の が わ か る 。 切 り 込 み 量 １ mm で は 、送り量

図９

200

300

400

500

接線分力（N)

切削抵抗と加工寸法誤差

0.1mm/tooth 以上になると、工具先端加工面に工具びびり振動が原因と思われる傷が発生した。図８に、送り
0.05,0.1mm/tooth における加工面形状を測定した結果を示す。切り込み量１mm では、工具先端部で実加工量が減少し、加工寸法誤差が大きくなっている。これは、切り込み量の増大に伴い、切削抵抗が増大し工具先端に逃げが生じたためである。切削抵抗と加工寸法誤差の関係を図９に示す。法線分力と加工寸法誤差の間には、相関

図１０

人工股関節

試作品

が見られない。接線分力と加工寸法誤差は、比例的な関係にあり、正の相関関係にあることがわかった。よって、加工寸法誤差は、接線分力に依存しており加工精度の良い加工面を得るには、できるだけ接線分力を小さくする必要がある。

工具進行方向４ 結
言
今回の実験より以下のことがわかった。
１㎜

工具先端側

切り込み量0.2㎜、送り量0.05㎜/tooth

1）CoCrMo 合金の切削抵抗は、S45C と比較して法線

１㎜

切り込み量１㎜、送り量0.05㎜/tooth

力：約 1.5～2 倍、接線分力：約 1.2 倍、軸方向分力：
約 2～2.2 倍程度大きい値を示す。
2）CoCrMo 合金の JIS 相当品と新材料 Ni レス品の比較では、法線分力については、10％程度 Ni レス品がキズ

大きい値を示すが、接線分力、軸方向分力については、
１㎜

工具先端側

切り込み量0.2㎜、送り量0.1㎜/tooth

大きな差がない。

１㎜

3）送り量を大きくしたほうが、切り取り厚さに対する切り込み量１㎜、送り量0.1㎜/tooth

接線分力は小さい。
4）切り込み量 0.2mm では、送り量に対して加工面の面粗度変化が小さく有利である。

キズ

切り込み量0.2㎜、送り量0.15㎜/tooth

図７

軸方向寸法（㎜）6）3）～5）より、エンドミル側面切削は、切り込み量

加工面の拡大図

加工誤差
加工面

4

は、できるだけ接線分力を小さくする必要がある。

切り込み量1㎜、送り量0.15㎜/tooth

形状精度 送り量0.05㎜/tooth5

正の相関関係にある。加工精度の良い加工面を得るに

１㎜

１㎜

工具先端側

5）加工面の工具の逃げによる寸法誤差は、接線分力と切り込み量１㎜を小さくして、送り量を大きくしたほうが、加工精度

形状精度 送り量0.1㎜/tooth
測定方向と効率のバランスがとれた条件となる。
切り込み量0.2㎜

今回の実験により得られた内容は、ある程度経験のある加工実務者であれは周知の内容である。しかし、加工3

熟練者は、経験則により加工条件を決めており、定量的

切り込み量１㎜
切り込み量0.2㎜

2

な加工データは皆無である。そこで、CoCrMo 合金という全く加工経験のない材料を加工することもあり、エン1
工具先端

ドミルの加工を定量的にとらえるべく実験を実施した。

0
0

0.02

0.04
0.06
形状寸法（㎜）

図８

0.08

0.1 0

0.02

0.04
0.06
0.08
形状寸法 （㎜）0.1

最後に、新材料 Ni レス CoCrMo 合金の人工股関節試
作品を図１０に示す。3D-CAD/CAM によるエンドミル

加工面形状測定結果

加工技術と鏡面研削技術により完成させた。

91

CoCrMo 合金のエンドミル側面切削加工特性に関する研究
文献1 ) 切削油技術研究会編フライス加工ハンドブック(1988)

92

2 次元パターン測定による画像測定機の性能評価＊
和合

健**、米倉勇雄**

ISO10360-7 として規格が審議されている画像測定機の性能評価方法を検証するために、計測 分 科 会 形 状計 測 研 究 会 の持 ち 回 り 測 定と し て 13 機 関 に よ る ２ 次元 ゲ ー ジ の 持ち 回
り 測 定 を 行 った 。実 験 の 結果 、実験項目１～４での繰り返し５回の標準偏差の最大値は1.円測定及び 2.四角測定の 0.14μm となり、この画像測定機は幾何学的誤差が小さく、測定性能が十分高いことが証明された。
キーワード：画像測定機、２次元ゲージ、性能評価

Evaluation of Performance on Video Measuring Machine by
2 Dimension Pattern Gauge
WAGO Takeshi and YONEKURA Isao
Round robin test on an evaluation of performance of Video Measuring Machine were experimented
using 2 dimension pattern gauge by 13 institutions belong to feature measurement study group inmeasurement division, this experiment was performed in order to verify evaluation of performance
method on Video Measuring Machine proposed by ISO 10360-7 standard. As a result, maximum
standard deviation of measurement was 0.14μm in case of target feature as circle and square and 5
repeat times, therefore it was proved that Video Measuring Machine had capable high measuringperformance.
key words : Video Measuring Machine, 2 dimension pattern gauge, evaluation of performance
１

緒

言

２

参加機関

測定物の微細化や低剛性化のために有接触法で寸法

持 ち 回 り 測定 の 参 加 機 関は 、NMIJ/AIST を 主 導 と測定ができない製品が多くなっており、画像処理支援にし て 岩 手 県 工業 技 術 セ ン ター 、福 島 県 ハイ テ ク プ ラ

よる測定顕微鏡（以下、画像測定機という）が多く活用

ザ 、群 馬 県 産業 技 術 セ ン ター ／ 東 毛 産 業技 術 セ ン タ

されている。非接触法による測定は照明や測定物形状のー、長野県工業総合センター、石川県工業試験場、影響から誤差の増大が予想され、定量的な誤差の算出が鳥 取 県 産 業 技術 セ ン タ ー 、広 島 県 立 東 部工 業 技 術 セ

課題になっている。当工技センターが実施している技術

ン タ ー 、山 口県 産 業 技 術 セン タ ー 、熊 本県 工 業 技 術

者受入型開発支援事業においても、工具摩耗評価が要点

セ ン タ ー 、(株)ソ キ ア 、(株 )ニ コ ン イ ン スト ル メ ン ツになっており、そこで使用する画像測定機の測定誤差を

カ ン パ ニ ー 、(株 )ミ ツ ト ヨの 全 13 機 関 で あ る 。

明らかにすることが重要となっている。
ここでは、独 立 行 政 法 人 産 業 技 術 総 合 研 究 所 計 量

３

標 準 総 合 セ ンタ ー（ 以 下 、NMIJ/AISTという）が提示

３－１

1)

実験方法及び装置
実験装置

する実験プロトコル に従い産 業 技 術 連 携 推 進 会 議 知

測定実験には図１、図２に示すミツトヨ製の的基盤部会計測分科会形状計測研究会の持ち回り

HyperQV404-PRO を使用した。測定機の主な仕様を表１に測 定 と し て 13 機 関 に よ る２ 次 元 ゲ ー ジの 持 ち 回 り示す。HyperQV はミツトヨ社における画像測定機の中で測 定 を 行 い 、 岩手県工業技術センターで保有する画像

UltraQV の次の精度等級に位置する高精度型である。両測定機の測定誤差の傾向及び大きさを求めた。照明影響者の違いは測定台移動ガイドの機構が静圧軸受けとボーと形状誤差が小さい２次元ゲージを測定することによりル軸受けの違いのようである。レンズ倍率に関する視野

画像測定機の本来性能による指示誤差を求めることがでと分解能を表２に示す。測定では（対物レンズ×１－タ

きると推測して実験を進めた。

***

産 技 連 計測 分 科 会形 状計 測 研 究会 共同 実 験
電子機械技術部93

第 14 号（2007）
表１

測定範囲

画像測定機の主な仕様

X
Y
Z

400
400
250
0.02μm
反射型リニアエンコーダ
DCサーボモータ＋ボールネジ（クルーズドループ位置決め方式）
直動式ハードベアリング
CCDカメラ方式
白色合成LED
３段階ターレット(×1, ×2, ×6)
0.8+2L/1000μm
3+2L/1000μm
1.4+3L/1000μm
30Kg
20℃

最小表示量
スケール
図１

測定機の外観図２

測定テーブル

図４

持ち回り付属品

駆動方式
ガイド方式
画像検出方式
透過照明
拡大方式
指示精度(U1) X,YZ
指示精度(U2) XY面
積載最大重量
精度保証温度表２
図３

2 次元ゲージ

対物レンズ倍率
ターレット倍率
視野(H×Vmm)
分解能(μm)

レンズ倍率に関する視野と分解能
1×
2.5×
5×
1×
2×
6×
1×
2×
6×
1×
2×
6×
6.27× 3.13× 1.04× 2.5× 1.25× 0.41× 1.25× 0.62× 0.2×
4.7
2.35 0.78 1.88 0.94 0.31 0.94 0.47 0.15
2.50 1.30 0.40 1.00 0.50 0.18 0.50 0.25 0.07

表３
測定項目
低倍率測定
高倍率測定
座標測定-0°座標測定-45°

測定中の温度変動

Avg
20.8
20.9
20.7
21.1

Max
21.0
21.0
20.8
21.3

Y axis200mm

岩手県工業技術センター研究報告

Min
20.5
20.6
20.7
20.8

（単位：℃）
Range Time(h,m)
0.5
4h39m
0.4
1h32m
0.1
15m
0.5
15m

250mm

X axis

図５

２D ゲージ（NPL 製）の模様パターン
Front

図６

ーレット×２、以下低倍率設定という）と（対物レンズ

測定台上のゲージ位置

×2.5－ターレット×２、以下高倍率設定という）の二つの倍率を使用して測定した。測定機は標準仕様機であり

表４

独自の改造は行っていない。持ち回り測定で使用した２

水準
1
2
3
4
5

次元ゲージを図３、持ち回り付属品を図４に示した。２次元ゲージは図５のとおりガラス表面にパターンが蒸着されているもので材質は合成石英、線膨張係数は 0.51×

実験項目 1.円測定の因子と水準

a)照明強度
通常
1%暗2%暗b)走査方向明から暗
暗から明c)測定項目
直径
真円度
Ｘ座標値
Ｙ座標値

d)繰り返し
1回目
2回目
3回目
4回目
5回目

10-6(/K)、大きさは 100mm×100mm×1.5mmである。測定テーブル上への固定方法は専用治具プレートを使用し３個

表５のクランプで固定する。２次元ゲージは図４に示した木

水準
1
2
3
4
5

箱に収納して輸送される。
３－２

実験方法

測定プログラムは１．円測定から４．円測定まではミツトヨから提供された二つの測定プログラムを使用した。
5．座標測定は独自にプログラミングした測定プログ

94

実験項目 2.四角測定の因子と水準

a)照明強度
通常
1%暗2%暗b)走査方向明から暗
暗から明c)測定項目
対角距離1
対角距離2d)繰り返し
1回目
2回目
3回目
4回目
5回目

2 次元パターン測定による画像測定機の性能評価
表６
水準
1
2
3

４

実験項目 3.線幅測定の因子と水準

a)照明強度
通常
1%暗2%暗b)走査方向
明から暗
暗から明

c)線色
黒
白

実験結果及び考察

プロトコルに指示された繰り返し５回の標準偏差d)ステージ移動なし
あり

を測定誤差とした。標準偏差の工程平均を因子毎に求め、要因効果図 2) に因子の効果を表した。実験項目毎の因子の水準を表４～表８に示し、要因効果図を図７

表７
水準
1
2
3
4

～図１１に示す。実験項目が 1.円測定、2.四角測定、実験項目 4.円測定の因子と水準

a)照明強度
通常
1%暗2%暗b)走査方向明から暗
暗から明c)測定項目
直径
真円度
Ｘ座標値
Ｙ座標値

d)直径
φ1mm
φ0.707mm

3.線幅測定、4.円測定、5.座標測定でのそれぞれの全標準偏差の平均値は 0.14μm、0.14μm、0.07μm、0.07
μm、0.09μmとなった。実験項目１～４において因子の 効 果 を 考 察 し た 結 果 、 4. 円 測 定 （ 視 野 1.3mm ×

表８

水準
1
2

0.95mm）で因子：照明強度において小さい設置値の場

実験項目 5.座標測定の因子と水準a)座標回転0度
45度

合で標準偏差が小さい。1.円測定の視野 3.1mm×2.3mm

b)座標軸
X軸
Y軸

では因子：照明強度の影響が表れないことから倍率の高い測定では照明の効果が測定分解能に反映した効果であると推測した。図１０から 45°回転した場合でラムを使用した。ミツトヨから提供された低倍率設定測ばらつきが大きく、座標軸ではY軸でばらつきが大き定プログラムを使用して１．円測定から３．線幅を測定い。

した。測定台のガラステーブルのチルト調整により２次

実験項目毎の標準偏差の最大値は 0.14μmとなり、2元ゲージの四隅における Z 座標の最大差を 17μm 以内とσとしても 0.28μmとなり指示誤差U 1 の初項値 0.8μmした。４．円測定は高倍率設定測定プログラムを使用しを十分に満たす。実製品測定でのエッジ抽出誤差を除た。低倍率設定では機械座標における円１と円２の Y 座

く測定機本体の幾何学的誤差が小さく、測定性能が十標差を 33μm として２次元ゲージを設置した。高倍率設

分高いことが証明された。

定では機械座標における円１と円２の Y 座標差を 21μm

0.25
標準偏差の平均値 (μm)

として２次元ゲージを設置した。５．座標測定は低倍率設定により測定を行った。回転無しのゲージ設置は高倍率設定測定の４.円測定からゲージを動かさず５.座標測定に移行したためゲージ設置の円１と円２の Y 座票差は33μm である。45°回転は円１と円４の X 座標の差を 88
μm として２次元ゲージを設置した。ゲージを置く位置

円測定 (視野3.1mm×2.3mm)

0.20
0.15
0.10
6N
6R

0.05
0.00

は、図６に示す測定台の右側中央部付近に設置した。測

1 2 3
照明強度

定中の部屋の蛍光灯照明はすべて消し、温度変動が小さ

1 2
走査方向

測定機校正に使用した参照標準

図７

測定機の校正は測定機メーカ（ミツトヨ）が行っており、

実験項目 1.円測定の要因効果図

0.25
標準偏差の平均値 (μm)

校正周期は２年である。最も近い校正日は 2005/2/15 にメーカ校正を行い、校正に使用した参照標準はメーカが社内標準としているものを使用したようである。また、
2006/7/7（持ち回り測定の３日前）に持ち回り測定を行う事前点検としてメーカが社内標準の参照標準を使用して測定機の精度確認を行った。
３－４

1 2 3 4 5繰り返し

因子

いと思われる夜間に測定した。
３－３

1 2 3 4
測定項目

四角測定 (視野3.1mm×2.3mm)

0.20
0.15
0.10

6N
6R

0.05
0.00

温度

1 2 3
照明強度

温度計はエスペック製 RS-12 のデジタル集録型を使用した。測定精度は 0.5℃であり、測定ではサンプリング
周期を 10 分として平均値により温度を算出した。温度計

図８の設置場所は持ち回り付属温度計と一緒に測定機の隣の机上に置いた。表３に各測定項目の温度と測定時間を示す。温度の変動幅は最大で 0.5℃であり温度変動による誤差は小さい。20℃からのかたよりは最大で 1.3℃みられ、熱膨張の影響を考慮する必要がある。測定時間は低倍率測定で 4 時間３９分の長時間測定となった。

95

1 2
走査方向

1 2
測定項目
因子

1

2 3 4
繰り返し

実験項目 2.四角測定の要因効果図

5

岩手県工業技術センター研究報告

0.12

線幅測定 (視野3.1mm×2.3mm)

標準偏差の平均値 (μm)

標準偏差の平均値 (μm)

0.10
0.08
0.06
0.04
6D
6S

0.02
0.00
1
2
3
照明強度

1
2
走査方向

1
2
線色

第 14 号（2007）

0.08
0.06
0.04
0.02
0.00

1
2
ステージ移動1

標準偏差の平均値 (μm)

1

2
座標軸

因子

実験項目 3.線幅測定の要因効果図

図１１
５

0.12
0.10

2
座標回転

因子

図９

座標測定(視野3.1mm×2.3mm)

0.10

実験項目 5.座標測定の要因効果図

まとめ

プロトコルに従い実験を行った結果、実験項目１～

円測定 (視野1.3mm×0.95mm)

４での繰り返し５回の標準偏差の最大値は 1.円測定

0.08

及び 2.四角測定の 0.14μm となった。従って、測定機

0.06の幾何学的誤差は小さく、測定性能が十分高いことが0.04

証明された。

6N
6R

0.02

文

0.00
1 2 3
照明強度

1 2
走査方向

1

2 3 4
測定項目

1) NMIJ/AIST： 2次 元 パ ター ン 測 定 Draft A(2006)

1 2
直径2) 矢野宏：計測管理工学入門、工業調査会(1984)

因子

図１０

献

実験項目 4.円測定の要因効果図

96岩手県産漆の焼付塗装強度 ＊
正信**

小林

岩手県産漆を塗装した金属製靴ベラの試作開発の過程で、最適な岩手県産漆の焼付塗装条件を検討した。強固な塗膜が形成される焼付温度を明らかにするため、200℃〜400℃の温度範囲で焼付した漆塗膜の剥離試験を行った。その結果、250℃での剥離強度が 6.9N/mm2と最も高く、300℃以上の高温焼付では塗膜強度が低下する恐れがあることがわかった。また、湿度硬化させた塗膜も後熱処理することにより焼付塗装同等の剥離強度になることがわかった。
キーワード：漆、焼付塗装、剥離試験

Strength of Lacquer in Iwate Prefecture by Baking Finish
KOBAYSHI Masanobu
On the process of metallic shoehorn development, the optimum painting condition of lacquer in
Iwate Prefecture was examined. The adhesion tests were examined for make strong film of lacquer bybaking finish. The conditions of baking temperature for tests were within the range of from 200 to
400 degrees. As a result, maximum adhesion strength was 6.9N/mm2 at 250 degrees, and over 300
degrees reduced strength. The strength of film that hardened with humidity and post-heat treatment at
250 degrees was same as strength of baking finish.
key words : Lacquer, Baking Finish, Adhesion Test
１

緒

焼付塗装は古くから甲冑具の塗装などに用いられており、言

平成 18 年度研究開発支援事業（㈶いわて産業振興セン

熱の力で漆を硬化させる塗装方法で、漆を高湿雰囲気でター）の委託を受けて、「鉄と漆を融合した岩手オリジナ

酸化重合させる漆器の塗装原理とは異なり、短時間で強ル製品の開発」を実施した。事例として「靴ベラ」を試

固な塗膜を得られる。
漆の焼付塗装についての報告は少ない。木下ら １）2）

作開発した（図１）。鍛造成形した試作品は、軽量化した
把手や携帯用デザインを特徴としている。

は焼付温度と硬化速度に伴う化学構造の変化を赤外線吸

靴ベラの素材には南部鉄瓶の鉉（つる）の材料にも使収スペクトル（IR）により検討し、焼付塗装の付着性やわれている炭素鋼を使用した。炭素鋼の防錆に加えて、耐候性を評価した。生漆（浄法寺産）においては、付着

塗装強度や製品付加価値を向上できる高品質塗装が必要

強度が 270℃で最も大きく、全般的に焼付塗装のほうがであったため、岩手県産漆を塗装することとした。

湿度硬化に優ると報告している。しかし、現場と実験室での結果の差異も認められ、各塗装現場の実態に即した金属へ漆を塗装する場合は焼付塗装が一般的である。

実験の必要性を指摘している。
本県を代表する伝統的工芸品の南部鉄器も漆の焼付塗装を行っている製品である。そこで、南部鉄器で行われている漆の焼付方法を試作品塗装の参考とした。しかし、焼付塗装方法は工房によって異なり、経験に基づいた技術体系であった。そこで、強い塗膜が得られる塗装方法を確立するため、様々な温度条件下で焼付塗装した漆塗膜の剥離強度を測定し、岩手産漆に適した塗装温度や塗装手順を明らかにした。
２ 実験方法２−１
図１

盛岡市内の伝統的焼型製法を行う南部鉄器製造業Ａ

試作した靴ベラ* ㈶ い わ て産 業振 興 セ ンタ ー** 企画デザイン部

焼付塗装の技術調査

平 成 18 年度研究開発支援事業

97

岩手県工業技術センター研究報告第 14 号（2007）

社に協力を依頼して作業内容を聞き取りした。また、焼付作業時の温度を放射温度計（アズワン社製

IT-314 熱電対兼用型）により測定した。
２−２

焼付漆塗膜の剥離試験

漆を焼付した試験片を作成し剥離試験を行った。焼付
温度は技術調査をもとに 200℃、250℃、300℃、350℃、400℃の５段階に設定した。試験片の基材は、試作した靴
ベラに使用した機械構造用炭素鋼 S10C（幅 30 mm、長さ90 mm、厚さ 3mm）を用いた。塗装には浄法寺町で採取された岩手県産漆（2005 年産）および中国産漆（2005 年産）の２種類の生漆を用いた（表１）。基材への塗装方法は、

図３

試験機（左）、治具（右上）、剥離試験（右下）

南部鉄器の焼付工程に倣った手順で行った（表２）。塗装
時の加熱にはホットプレートを使用した（図２）。

２−３塗装断面の SEM 観察

漆を塗装した試験片は常温で 24 時間放置した後に、引剥離試験に用いた試験片と同様の方法で作成した観察張治具を２液性エポキシ樹脂接着剤で接着した。接着剤

用試験片の塗装断面を、電界放射型電子顕微鏡（㈱エリを温度 70℃、湿度 50％RH の雰囲気で 4 時間硬化させた

オニクス社製後、引張式塗膜付着力試験機（太平理化工業㈱社製

び 5000 倍）。

エ

ERA-8800FE）で観察した（倍率 2000 倍及ルコメータモデル 106）で剥離強度を３回測定し、平均値を剥離強度とした（図３）。
表１

試験に用いた漆の組成

実験結果および考察

３−１

焼付塗装の技術調査

焼付工程は南部鉄器の製造現場では着色工程と呼ばれる。なぜならば、鋳造後には金属色を呈している鉄器が、成分（重量％）
試料３

ウルシオール

水分

ゴム質

含窒素物

岩手県産漆

75.3

14.5

8.0

2.2

中国産漆

60.4

27.6

10.3

1.7

この工程で黒色に塗装されるからである。今回は、酸化被膜を形成するための火返しと呼ばれる工程と、その後の漆塗装、さらにオハグロ塗装までを調査対象とした。
オハグロとは鉄片を茶や酢に浸した液体のことで、表面

表２の艶を調整するために漆塗装の上に塗られている。各作

塗装手順

１

予熱したホットプレートで基材を５分間加熱する。※１

２

タンポ状の綿ウェスで一定量の漆を塗布する。※２

３２を繰り返して３回重ね塗りする。

４

発煙が止まったあと、さらに５分間加熱する。

５

ホットプレートより下ろし自然冷却する。

米１

基材表面が設定温度になるように事前に調整した。

※２

南部鉄器の着色では、「クゴぼうき」という塗装具を業の調査結果および作業時の実測温度を表３に示す。
焼付の頃合いは、温度で変化する鉄器の表面色で見極めていた。加熱器具は火返し工程ではガスコンロを、他の工程では七輪を使用していた。漆の塗装面は非常に光沢があるが、オハグロ塗装後は落ち着いた艶になった。
また、漆塗装の温度が低すぎると隠ぺい力が低下し、高すぎると漆の付着が悪いことが経験的に知られていた。

用いる。実験に用いる塗装具は各種検討した結果、上表３記の方法が良好だった。
※３

南部鉄器着色工程の調査結果
作業名

発煙時間は塗装温度で異なり低温ほど長い。

作業内容

実測温度

火返し

酸化被膜を形成させる。温度

ガス炎（火色返し）に伴い金属表面色がグレー→

400〜500℃

赤色→青色→グレーに変色す鉄器る。青色が消えれば漆塗装す

約 320℃

る。一度冷却する場合もある。
漆塗装

七輪の上に製品を置きクゴぼ

鉄器

うきで漆を塗装する。塗装面

230〜260℃

は光沢がある。塗装する漆は
工房独自で調整する。
オハグロ塗装図２

冷却ホットプレートによる焼付塗装

98

光沢を調整するため漆塗装と鉄器同様の方法で塗装する。

約 140℃

塗装済製品を自然冷却する。

常温岩手県産漆の焼付塗装強度
３−２

温度は 250℃とした。

漆塗膜剥離試験① 25℃、75％RH の雰囲気で 24 時間硬化させる。

剥離試験結果を図４に示す。最大剥離強度は、岩手県産漆では焼付温度 250℃での 6.9 N/mm2であり、中国産漆② ①を 20 分間熱処理する。

2

では焼付温度 200℃での 6.7 N/mm であった。この温度域③ 常温で基材に漆塗布し、直ちに 20 分間熱処理する。

での硬化時間は５〜10 分であった。どちらの漆も 300℃

実験の結果、①は剥離強度 3.0N/mm2であった。塗装後

以上の焼付温度から剥離強度が低下した。岩手県産漆の１週間程度で試験したため、塗膜がまだ軟らかいことを2

場合では、焼付温度 300℃で 5.5 N/mm （最大剥離強度の示す結果であると考えられる。②と③については剥離強2

度 6.7N/mm2で図４の岩手産漆の 250℃焼付強度にほぼ近2400℃で 2 N/mm （最大剥離強度の約 29％）であり、中国

いものであった。以上の結果から、加熱処理では短時間

産漆も同様の傾向を示した。

で漆塗装が可能であり、湿度硬化した塗膜の重合を促進

約 80％）、350℃で 3.8 N/mm （最大剥離強度の約 55％）、する効果も期待できるため、後熱処理も有効であると考以上の結果から、今回の実験方法で塗装を行う場合はえられる。

焼付温度を 200〜250℃に設定するのが適切であるといえる。300℃を超える高温焼付は塗膜強度の低下を引き起図６は①と②の塗装断面の SEM 画像である。熱処理前こす恐れがあるので注意を要する。

にはっきりと確認できる漆成分の分散が熱処理後には減少し、250℃の塗装断面（図５）と類似した断層状態に変8化しているのが確認できた。

7
6
5
岩手県産漆
中国産漆

4
3

漆

漆

2
1

炭素鋼

炭素鋼

0
200

250

300

350

400
3

焼付温度（℃）

図４
３−３

熱処理前（①）

剥離試験結果図６

焼付温度による塗装断面の変化

４

図５は岩手県産漆の 250℃および 400℃での焼付塗装

結

熱処理後（②）

熱処理前後の岩手産漆塗膜断面
言

今回得られた知見は以下のように要約できる。

断面の SEM 画像である。250℃の塗装断面で見られる漆の⑴岩手県産漆を 250℃で焼付塗装したものが最も高い

成分分散は 400℃では見られず、塗膜内部が均質で基材強度が得られた。

とも密着しているように見える。しかし、剥離試験結果⑵塗装手順にかかわらず熱処理することで強度の向上がと照合すると、400℃の塗装断面は熱による漆塗膜の分解期待できる。

が生じてきており、熱凝集により塗膜体積が減少したこ

表３に示したように、南部鉄器の着色工程では 250℃とで密な断面に見えるのではないかと推測する。

前後で漆塗装が行われている。これは、実験結果から考えられる最適な焼付温度にほぼ一致していた。製造現場の着色工程は経験的判断で行われる場合も多いが、それ漆

漆ら伝統的技法が科学的にも理にかなっているものであることを裏付ける結果となった。

炭素鋼

炭素鋼

今回は南部鉄器の焼付技法から温度条件を設定したことで、漆の熱硬化が可能なすべての温度域の試験は行っ

焼付温度 250℃
図５ていない。時間効率は劣るが 200℃以下の温度でも漆の焼付温度 400℃焼付が可能であるため、より低温域の評価は今後の課題

焼付塗装した岩手産漆塗膜断面

としたい。
３−４

焼付方法による剥離強度の変化

２−２では熱した基材に漆を塗布したが、あらかじめ常５

温で漆を塗布してから熱処理するなどの塗装方法もある。

１）木下

このような塗装方法の違いによって塗膜強度が受ける影保存科学、37、34（1998）

響を確認するため、以下の①〜③の手順で作成した試験

２）木下

片についても剥離試験を行った。実験に用いた岩手県産

保存科学、38、82（1999）

漆と剥離試験方法は２−２と同じである。焼付塗装の設定

99

文

献
稔夫、上野
稔夫、上野

博志、中里
博志、加藤

壽克、宮田

聖子：

寛、宮田

聖子：

【投稿論文再掲】※本論文は日本コンクリート工学協会の許可を得てコンクリート工学年次論文集,Vol.28,No.1,pp107-112,2006 から転載しました

論文

岩手・青森県境不法投棄物を溶融したスラグの骨材としての特性
秀幸*1・藤原佐々木菅原龍江*4・白藤忠司*2・小山田裕久*4・八重樫哲也*3・平野

高広*4

貴宗*4

要旨：岩手・青森県境の不法投棄物の一部は，溶融処理でスラグ化されるが，不法投棄物の溶融例は少なく，得られたスラグの骨材としての特性を検討した例はほとんどない。本研究では，不法投棄物を３つの方式で溶融し，スラグの有害性と物性を明らかにした。その結果，スラグへの金属アルミニウムの残存，フッ素の溶出，密度の低い成分の含有等，通常の骨材では見られない問題が確認された。しかし，これらは適切な後処理や溶融条件の見直し等で改善でき，不法投棄物の溶融スラグを骨材として利用できる可能性は高いと考えられた。
キーワード：不法投棄物，溶融，スラグ，骨材，有害性，密度，モルタル膨張
溶融方式によって，骨材としてのスラグの品質

1. はじめに2

青森県田子町と岩手県二戸市に跨る 27 万m のが異なると推察される。本研究では，岩手県側

土地に，87.6 万ｍ3と推定される産業廃棄物が不の不法投棄物を３つの溶融方式で処理し，得ら法投棄された。この不法投棄物を減容化およびれたスラグの骨材としての品質を比較検討する

無害化する方法として溶融処理が検討され，一ことで，スラグの有効利用に向けた基礎資料を部実施されている。溶融すればスラグが発生し，得ようとした。

その有効活用が，今後の重要な課題となる。
一般廃棄物を溶融したスラグの場合，コンク

2. 実験概要
2.1 対象とする不法投棄物

リート用骨材として利用できるとの報告が多く，その品質は，溶融方式によって異なることも明

ボーリング調査のコア等を用い，62 地点の廃1)らかにされている 。一方，下水汚泥以外の産業

棄物試料の，焼却および溶融の観点から必要な廃棄物に関しては，スラグを骨材として適用し諸特性を調べた。それらは，廃棄物の水分，焼ている例が少なく，不法投棄物ともなれば，香却時の低位発熱量と焼却によって発生する灰分2)

川県豊島の例があるに過ぎない 。

および溶融時の溶流点などである。得られた分

豊島のスラグの場合，土壌に含まれる花崗岩析結果から，平均的な特性を示す地点を選定し，がアルカリ骨材反応を引き起こしたり3) ，有害金

そこの廃棄物を溶融試験試料とした。

属が基準を超過して溶出する可能性があると報2.2 溶融処理

告されている4)。岩手・青森県境不法投棄物につ焼却・溶融処理には，実機を用いることとし，

いても，有害物が含まれ，隠蔽のため土が被せ方式の異なる３つの廃棄物処理施設を選定した。

られていることもあり，豊島と同様の問題が発表－１に，各施設が有する溶融炉の概要と溶融生する恐れを否定できない。さらには，本例特試験に供した不法投棄物の量を示す。

有の問題が発生する可能性もあり，スラグを骨Ａ社は，ストーカー式併用ロータリーキルン

材として利用するには，十分な吟味を要する。

で焼却する。この際，質量で溶融試験試料の 1.5

一般廃棄物と同様に，不法投棄物の場合も，倍の廃プラスチックを助燃剤とし，燃焼温度は*1 岩手県環境保健研究センター

企画情報部

（正会員）

*2 岩手大学

工学部建設環境工学科教授

工博*3 岩手大学

工学部建設環境工学科助教

博士（工学）*4 岩手県工業技術センター

環境技術部
100

（正会員）
（正会員）

2.3 安全性評価

850℃以上を保持した。焼却によって発生する焼却灰（主灰）と，排ガス処理過程で得られる飛溶融試験試料とその焼却灰および溶融スラグ

灰を混合して，回転式表面溶融炉で溶融した。

について，環境庁告示第 46 号に基づいた溶出試

溶融助剤として石灰石（CaCO3）を混合しており，

験および第 19 号に基づいた含有試験を行い，土混合比は焼却灰:飛灰:石灰石=65:25:10 とした。

壌環境基準および土壌含有基準と比較して，安Ｂ社は，廃棄物を直接ガス化して溶融するシ

全性を評価した。また，ダイオキシン類の含有ャフト式ガス化溶融方式である。一般廃棄物に量については，ダイオキシン類に係る土壌調査

質量で 10％の溶融試験試料を混合して溶融した。

測定マニュアル（環境省平成 12 年）に基づいて溶融助剤として石灰石を加えており，混合比は測定を行い評価した。

焼却対象物:石灰石=96:4 である。

2.4 骨材の物性

Ｃ社では，Ａ社の焼却施設で発生した主灰を，一般のコンクリート用骨材と同様の物性試験

抵抗式電気溶融炉で溶融した。溶融助剤としてを行い，溶融スラグの骨材としての品質を確認

ホタテ貝殻（CaCO3）とドロマイト（CaMg(CO3)2）した。現状では，産業廃棄物を溶融処理したスを添加した。混合比は焼却灰:ホタテ貝殻:ドロマ

ラグのコンクリート用骨材としての規格はない。

イト=76:13:11 とした。

そこで，コンクリート用砕砂の日本工業規格（JISＡ社およびＢ社では，溶融物を水冷するため，

A 5005）および「一般廃棄物，下水汚泥等の溶熱衝撃によってスラグが粉砕され，砂状のスラ融固化物を用いたコンクリート用細骨材の標準グとなる。Ａ社の場合，これを磨砕して，細骨情報(TR A 0016)」等と比較し，品質を判断した。

材としての利用を検討する。Ｂ社では，磨砕の加工を施していない。Ｃ社では，保温性の鋳型

3. 実験結果に流し込んで徐冷させるため，塊状のスラグが3.1 不法投棄物の分析得られる。破砕およびふるい分けによって，寸岩手県側 62 地点の不法投棄物および溶融試験

法上は粗骨材にも細骨材にもなる。

試料の分析結果を表－２に示す。項目は，すべて焼却あるいは溶融特性に関わる。

なお，ここでは詳述しないが，焼却および溶融時の排ガス測定を行っており，いずれの施設

各項目とも，最大値と最小値は，平均値からでも，規制値を超える有害ガスは発生せず，安大きくかけ離れ，場所によって，焼却・溶融特

全に焼却・溶融処理できることを確認している。

性が著しく異なった。総体的に，水分が多く，

表－１
社名

溶融方式

処理能力

熱源

Ａ社

表面溶融

18t/日

重油

Ｂ社

シャフト式
直接ガス化溶融

Ｃ社

電気抵抗

試料

溶融炉の概要

溶融温度
対象物
(℃)
主灰
1300～1400
飛灰

助剤

細骨材

磨砕

19.5

石灰石

水冷

細骨材

なし

4.4

ホタテ貝殻
ドロマイト

徐冷

粗骨材
破砕
細骨材 ふるい分け

電気表－２

不法投棄物および溶融試験試料の分析結果

水分 灰分 可燃分 低位発熱量 溶流点（％) （％) （％) (kJ/kg) ※1 (℃) ※2
46.0
80.9
13.7
34.6

13.9
38.1
0.0
16.0

1315
14142
-1349
799

1299
>1700
1158
1302

溶融試験用
廃棄物量(t)

水冷

50t/日

ボーリング 平均値 40.2
コア
最大値 57.9(試料数62) 最小値 16.9
49.4
溶融試験試料加工方法

石灰石

50t/日 コークス 1700～1800 廃棄物
1400～1500 主灰冷却方式 用途

SiO2
40.27
60.45
0.14
40.05

CaO
8.72
42.22
0.12
10.27

灰分中の成分（％)
Al2O3 Fe2O3 P2O5
18.41 10.99
1.36
72.80 32.26 20.77
1.83
0.21
0.00
17.63 13.32
1.79

57.2

Na2O MgO
0.34
2.17
2.35 14.07
0.00
0.29
0.94
2.42

※1 焼却における熱効率計算に使われる発熱量で、熱量計で測定される発熱量から，水蒸気分の蒸発熱を引いた発熱量※2 ISO 540に定められた灰の溶融特性を表す温度で灰が溶けて流動する温度をいう
101

低位発熱量は低いため，焼却しにくく，多くのかであると考えられる。これに対し，蒸発温度場合，焼却には補助燃料が必要になると考えらの高いフッ素とホウ素は，スラグ中に比較的多れる。また，灰分が多く，両県の不法投棄物のく含まれる6)。

全てを溶融すると仮定すると，40 万トンものス

スラグの場合，基準値を超えるのは，溶出試ラグが発生すると推定される。溶流点はおしな

験におけるＣ社のフッ素のみであり，これを除べて高く，溶融にも助剤が必要となる。

けば，スラグとすることにより，無害化を図れ

溶融試験試料は，全試料の平均値に比べて，るといえる。Ｃ社のスラグについてはフッ素の水分が若干多く，灰分が少なくなっているが，溶出を抑制する何らかの対応を要する。

溶融処理で重要な溶流点は平均値にほぼ等しく，

ダイオキシン類の含有量を表－４に示す。溶

化学成分も平均値に近い。

融試験試料およびその焼却灰には，600pg-TEQ/g

3.2 安全性評価

ほどのダイオキシン類が含まれているが，スラ溶融試験試料とその焼却灰および溶融スラグ

グ中にはほとんど存在せず，溶融処理がダイオの溶出試験と含有試験の結果を表－３に示す。

キシンの分解に有効であることが確認された。

以降，基準を超過した項目は網掛け表示とした。

3.3 骨材の物性溶出試験では，溶融試験試料から，基準を超骨材試験結果を表－５に，細骨材の粒度曲線

過するフッ素やホウ素の溶出が認められ，焼却を図－１に示す。粒度分布に関しては，急冷ス

灰でも同様な結果となった。含有試験の場合，ラグであるＡ社とＢ社の細骨材が粗めとなって溶融試験試料では，鉛とフッ素が，焼却灰では，いる。コンクリート用細骨材として用いる場合，フッ素が基準値を超えた。溶融試験試料は有害

他の細骨材との混合使用が想定され，その際に物と判定され，これを焼却しても，安全性にはは，細かめの細骨材と組み合わせる必要がある。

問題が残る。

Ｃ社の細骨材には，中間粒度が少なく，組み合

溶融スラグに着目すれば，カドミウム，ヒ素

わせの際の留意点となる。

および鉛などの溶出量や含有量は，溶融試験試

JIS 規格および TR 標準情報で基準が設けられ料や焼却灰に比べ，おしなべて小さな値となっている密度や吸水率などの項目に関しては，ほた。これらは，溶融温度以下で蒸発し5)，飛灰へ

とんど問題が見られないが，中には，基準を外と移行するため，スラグ中に残留する量はわず
表－３
試料
溶融試験試料
焼却灰
溶出試験 Ａ社スラグ(mg/l)
Ｂ社スラグ
Ｃ社スラグ
環境基準値
溶融試験試料
焼却灰
含有試験 Ａ社スラグ(mg/kg)
Ｂ社スラグ
Ｃ社スラグ
含有基準値

溶融試験試料，焼却灰およびスラグの溶出・含有試験結果
Cd
0.005<0.005<0.005<0.005<0.005
≦0.01
3.3
<0.1
<0.1
<0.1
0.16
≦150

Cr6+
<0.02
<0.02
<0.02
<0.02
<0.02
≦0.05
<0.7
<0.7
<0.7
<0.7
<0.7
≦250

As
0.007
<0.005<0.005<0.005<0.005
≦0.01
1.4
1.2
<0.1
<0.1
<0.1
≦150

T-Hg
<0.0005<0.0005<0.0005<0.0005<0.0005≦0.0005
<0.1
<0.2
<0.2
<0.2
<0.2
≦15

Se
<0.002<0.002<0.002<0.002<0.002
≦0.01
0.10
<0.1
<0.1
<0.1
0.11
≦150

Pb
<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005
≦0.01
460
1.5
6.9
<5
1.5
≦150

F
5.6
1.5
0.04
0.15
1.1
≦0.8
13000
7000
1400
430
1100
≦4000

表－４ 溶融試験試料，焼却灰およびスラグのダイオキシン類含有量
溶融試験試料 焼却灰 Ａ社スラグ Ｂ社スラグ Ｃ社スラグ 含有基準値(pg-TEQ/g)
590
640
62
0.45
22
≦1000
102

B
3.8
1.6
0.15
<0.1
<0.1
≦1
120
83
350
350
770
≦4000

表－５

溶融スラグの骨材試験結果

C社スラグ
JIS
A社
B社
スラグ
スラグ 細骨材 粗骨材 A5005等
2.76
2.77
2.94
2.92
表乾密度 (g/cm3)
3
2.75
2.70
2.68
2.89
≧2.5
絶乾密度 (g/cm )
粗粒率
3.22
3.12
3.28
7.48
吸水率 (％)
0.20
2.47
1.08
1.21
≦3.0
安定性 (％)
1.1
1.4
0.3
0.5
≦10
微粒分量 (％)
1.2
1.1
4.6
0.13
≦7
単位容積質量（kg/l）
1.47
1.50
1.64
1.68
実積率 (％)
53
56
61
58
すりへり減量(％)
26≦40
65
Rc (mmol/l)
76
52
アルカリ
Rc>Sc
シリカ反応
10
Sc (mmol/l)
25
3
3
0.0
1.8
0.0
密度1.95(g/cm )の液体に浮く粒子(％)
酸化カルシウム(CaOとして）(％)
28.61
28.20
30.92
全硫黄（Sとして）(％)
0.20
0.30
0.20
三酸化硫黄(SO3として）(％)
0.30
検出せず 検出せず
金属鉄(Feとして）(％)
0.53
0.32
0.32
塩化物量(NaClとして）(％)
0.29
検出せず 検出せず
モルタルの膨張率 (％)
4.4
-1.6
-1.0
試験項目

ふるい通過質量（％）

れるものがあった。
ひとつは，Ｃ社の塩化物量である。Ａ社とＢ社の場合は，水砕処理工程で水に接するため塩化物は除去されるが，Ｃ社は徐冷方式であるため，水と接する工程がなく，飛灰に移行し切れなかった塩化物が残存していると推察される。
破砕したスラグを水洗処理すれば，塩化物を低減できる可能性があると考え，簡単な処理を施してみたところ，塩化物量は 0.01％となり，しない限り，Ａ社のスラグは使用不可能となる。
基準はないものの，Ｂ社のスラグでは，密度1.95g/cm3の液体に浮く粒子の割合の大きいこと

フッ素の溶出率（％）

基準の倍程度の膨張率を示す。この問題を解決

60
粒度範囲
Ａ社
Ｂ社
Ｃ社

40
20

0
0.15 0.3 0.6 1.2 2.5
5
ふるいの呼び寸法（ｍｍ）

1.2

Ｃ社ｽﾗｸﾞ

1.0
0.8
0.6
0.4

10

スラグ細骨材の粒度曲線

溶融試験
試料
Ｂ社ｽﾗｸﾞ
焼却灰

0.2

Ａ社ｽﾗｸﾞ

0.0

図－２が，懸念される。実用に供するためには，この

≦45
≦2.0
≦0.5
≦1.0
≦0.04
≦2.0

80

図－１

ふたつめは，Ａ社のモルタル膨張率であり，-100

基準を満たした。実用上，この問題は，無理なく解決できるといえる。

TR
A0016
≧2.5
≦3.0
≦10
≦7
-

フッ素の溶出率問題の解決も必要となる。
なお，アルカリシリカ反応はどのスラグも無超過するフッ素の溶出が認められた。水への溶3)

害と判定されており，豊島のような懸念 はない。

け易さを比較するために，溶出量／含有量を水へのフッ素の溶出率とし，図－２に示した。溶

4. 問題点の解決方法

出率は，Ｃ社のスラグのみが，溶融試験試料を4.1 フッ素の溶出（Ｃ社）

上回る高い値になっている。このことから，Ｃ

Ｃ社のスラグの溶出試験で，土壌環境基準を社のスラグは，フッ素が溶出しやすい形態であ
103

1.2

これが溶出率の高さに関連している可能性があ1.0

る。そこで，電気炉を用いてＣ社のスラグを1400℃で再溶融し，冷却速度を変えて徐令する実験を行い，スラグのフッ素の溶出量を求める

12
10
8

0.8
6

0.6

4

0.4

とともに，結晶化度をＸ線回折装置で測定した。

0.2

結果を図－３に示す。

0.0

2
0
0

溶出量は，冷却速度 3℃/min 付近を境に急激に減少している。3℃/min 以上の速度で冷却したス

4

Ｂ社と異なり，徐冷方式のため結晶化している。

●溶出量▲総積分強度

総積分強度(Counts×10 )

1.4

溶出量(mg/l)

ると考えられる。Ｃ社のスラグは，Ａ社および

2

図－３

ラグのフッ素溶出量は，水冷スラグとほとんど

4
6
8
10
冷却速度（℃/min）

水冷
12

スラグ冷却速度とフッ素溶出量
および総積分強度の関係

変わらず，3℃/min 以上の速度で冷却することで，フッ素の溶出を抑えることが可能となる。
アルミ残存率(%)

100

結晶化度を，
X 線回折の総積分強度で表した。
5℃/min までの冷却では総積分強度は一定で，結晶化度は変わらない。10℃/min で冷却すると若干総積分強度が小さくなり，水冷スラグではガ
ラス質となり，回折線は観測されない。

80
60
40
20
0
0

この実験結果により，Ｃ社のスラグの場合，フッ素の溶出を抑えて，かつ結晶が十分に成長

図－４

2

4
6
溶融時間(hr)810

溶融時間とアルミニウム残存率

する最適な冷却条件は 3℃～5℃/min であると考えられ，実際の冷却でも，この点に留意すれば，フッ素溶出の問題は解決できると期待される。
1mm

4.2 モルタルの膨張（Ａ社）
TR A 0016 に基づいてモルタルの膨張試験を写真－１

行ったところ，Ａ社のスラグが基準を超える膨

金属アルミニウムによる発泡る。そこで，膨張しないスラグに対して 10wt%

張率を示した。
写真－１は，試験後のモルタルである。表面の粒状金属アルミニウム 2g を加えて，電気炉中に発泡によると思われる孔が見受けられ，こので 1400℃まで加熱し，溶流点以上に保持された内部には，白色の物質が存在していた。分析の時間を溶融時間として，金属アルミニウムの残結果，その物質は，金属アルミニウムで，泡は存率の関係を調べた。結果を図－４に示す。

モルタル中の水酸化カルシウムと反応して発生

溶融時間が長くなるほど，残存する金属アル

した水素ガスによることが判明した。

ミニウムが減少する。Ａ社の場合，溶融した試

溶融試験試料には，0.2％程の金属アルミニウ

料が，自然落下して水砕処理されるため，溶融ムが含まれている。Ａ社のスラグにも，同じく時間が比較的短い。そのため，金属アルミニウ

0.2％程の金属アルミニウムが含まれており，こムが残存することになる。他の溶融方式は，溶の溶融処理では，金属アルミニウムが十分に酸融時間を長くすることが可能であるが，Ａ社は化されず，そのまま残存する割合が高いと推察

構造的に困難である。発泡は，金属アルミニウされた。酸化されていれば，発泡の恐れはない。

ムとセメント中のアルカリ成分の反応による。

酸化の程度には，溶融時間が関わると思われこの反応を，骨材としての使用前に済ませてお104浮く粒子(％)

けば，発泡の懸念は消える。この考えのもと，A社のプラントに消石灰の水溶液をスラグに噴霧するシャワーを設け，アルカリ処理することにした。処理したスラグを用いたモルタルの膨張率は-0.33％になったため，アルカリで事前処理を行うことの有効性が確認された。

2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
0

4.3 低密度の粒子（Ｂ社）
Ｂ社のスラグには，密度 1.95 g/cm3の液体に浮

図－５く粒子が比較的多く含まれている。低減方法と

250
500
750
回転数(rpm)1000

クラッシャー回転数と密度 1.95
(g/cm3)の液体に浮く粒子の関係

して，ハンマークラッシャーによる破砕処理の生成されるスラグでも，骨材としての適用の可効果を検討した。
結果を図－５に示すが，回転数が高いほど，能性が高いと考えられる。ただし，実用化にあ衝撃による破砕効率が高いため，軽い粒子の割たっては，スラグを用いたコンクリートの特性

合が減少しており，一定の効果が認められる。

把握が必要となる。不法投棄物の焼却・溶融特

軽い粒子が多かった原因としては，溶融処理の性は，場所によって大きく異なり，生成される

際，溶融温度低下を懸念して通常よりコークス

スラグの品質も変動すると予想されることから，

量を 30%多くしたことが考えられ，スラグ温度

これへの対処も，今後の課題である。

が高くなって，窒素などの雰囲気ガスの一部が参考文献

スラグ中へ巻き込まれたためと思われる。

1) 北辻政文，藤居宏一：ごみ溶融スラグを細骨材として用いたいコンクリートの性質のコ，

5. まとめ岩手・青森県境の不法投棄物を３つの溶融炉

農業土 木学会論文集，No.200，pp.59-67，

でスラグ化し，骨材としての特性を明らかにし1999.4たところ，いずれの溶融方式にも，それぞれに

2) 香川県豊島廃棄物等処理技術検討委員会：豊特有の問題点が見受けられたため，その解決策

島廃棄物に対する処理技術の検討，廃棄物学を検討した。具体的には，以下のとおりである。

会誌，Vol. 12，No.2，pp.117-124，2001.3(1) 徐冷方式によってスラグを結晶化させる場

3) 阿部清一ほか：豊島廃棄物等の溶融特性～回合，フッ素の溶出量が基準を上回る。この問

転式表面溶融炉の処理特性～，第 15 回廃棄

題は，スラグの冷却速度を 3～5℃/min 程度

物学会研究発表会講演論文集，pp.1516-1518，に早めることで解決できる。

2004.11(2) 直接ガス化溶融炉の場合，コークス量によっ

4) 阿部清一ほか：豊島廃棄物等の溶融特性～副ては，スラグ中に吸水率が高く，密度の低い生物の再資源化～，第 15 回廃棄物学会研究

粒子が混在するが，破砕処理によって低減は発表会講演論文集，pp.1522-1524，2004.11

可能である。

5) Yu-Ming Kuo，Ta-Chang lin，Pergy-jy Tsai：(3) 滞留時間が短い溶融方式では，スラグ中に金Metal behavior during vitrification of incinerator

属アルミニウムが残存し，モルタルの膨張を

ash in a coke bed fournace，Journal of Hazardous

引き起こす恐れがある。この問題は，骨材使

Materials，B109，pp79-84，Feb.2004

用前に，アルカリ処理することで解決できる。

6) 内山武ほか：2 段羽口式溶融還元炉による難処理金属スラッジの資源化技術の開発，鉄とこれらの問題が解決されれば，他の特性に問題はみられず，対象としたいずれの溶融方式で鋼，Vol.89，No.5，pp56-62，2003.5
105未利用木材を活用した緑化用環境資材の開発＊Ⅱ
有賀 康弘

＊＊

、白藤 裕久＊＊、浪崎 安治＊＊、八重樫 貴宗＊＊

岩手県内の未利用木材を活用する方策として、保水性ボードへの利用を提案し、製品の試作を行った。さらに、保水性ボードをポーラスコンクリートブロックに組み込んだ製品を開発し、その緑化環境資材としての効果を確認した。
キーワード：緑化、未利用木材、木材チップ、ポーラスコンクリート

Development of the Materials for Revegetation
Made from Unused Lumber
ARUGA Yasuhiro, SHIRAFUJI Yasuhisa, NAMIZAKI Yasuji and YAEGASHI Takamune
We did the experimental production development of the board made from unused lumber in Iwate area.
The board adds the function to supply moisture to porous concrete block for river revetment. It had aneffect in the plants growth. We made the boards as an experiment from the Japanese cedar, to contain alot of water. And we developed the product which incorporated the board in a porous concrete block. We
confirmed that the composite materials was effective in growth of a plant.
Key words : environment materials, wood chip, porous concrete
1

緒

2-3

言

試作製品の曲げ強度試験

JIS A1106 コンクリートの曲げ強度試験方法に準じて前報に続き、多自然型護岸等を目的としたポーラスコ
ンクリートブロック製品に緑化機能を付与する手法とし試験を行った。

て、木質ボードを保水材料として利用する緑化用環境資

2-4

緑化用環境資材の試験施工

材の開発について検討した。県内の未利用木材を活用し試作した緑化環境資材について、実際の現場施工と同て製造可能な木質ボードは、ポーラスコンクリートブロ様の方法で屋外に施工し、植物の生育を観察した。また、ックと組み合わせれば、水分を保持する機能を付与する

寒冷地での冬期間の屋外暴露を試みた。

保水性ボードとして役立つ。前報では、この考えから試作した製品を用いて予備実験を行い、植物根の伸長や活3着に貢献できる緑化環境資材が作成可能であるという結

3-1

結果および考察
保水性ボードの試作果を得た。また、保水性ボードの成形条件を明らかにし県内産スギをオガ粉製造機（東亜技研工業（株）N-VP30）

た 1) 。これらの結果に基づいて、保水性ボードを試作す

によって粒度 4mm のオガ粉とした（図１）。これを含水率るとともに、ポーラスコンクリートを組み合わせた緑化

1～4％に調整して用いた。バインダーは、生分解性のポ用環境資材の試作と試験施工を行ったので報告する。

リ乳酸系繊維（ユニチカファイバー（株）、商標テラマ

2
2-1

実験方法
保水性ボードの試作前報の結果から、スギ材を用いて、吸水率が高く、運搬などのハンドリングに対しても充分な強度のある保水性ボードの試作を行った。
2-2

緑化用環境資材の試作

実際のコンクリート製品製造工場において、保水性ボードを内部に組み込んだプレキャストタイプのポーラス
コンクリートブロック製品の試作を行った。
*
**

図１

支援研究活動活性化事業
環境技術部

106

スギ（オガ粉）岩手県工業技術センター研究報告第 14 号（2007）

コストの上昇を押さえるために、メーカーでの製造工程はできるだけ従来の既存製品と同等となるように留意した。ブロックの大きさは約 1,000 ㎜×1,000 ㎜×200 ㎜で、既存製品の金属製型枠をそのまま流用した。ポーラスコ
ンクリートの仕様も既存製品と同等とした（表２）。既往の施工事例等の調査によると、植生にとって根が伸張しやすい空隙率は 21％以上あれば良好であり、植生を重視する場合には 25％以上とされている5)。
所定の配合を用いて振動締固め台等によって型枠に打図２設した。図６～10 に試作状況を示した。

ポリ乳酸系繊維ック、2.2Dtex、長さ 5mm）を用いた（図２）。オガ粉と

表２

バインダーの配合を表１に示した。
試作方法は、オガ粉とバインダーをロータリーミキサ

ポーラスコンクリート仕様

設計基準強度

１０N/mm2

連続空隙率（目標）２５％ーを使って混合したものをアルミニウム製の型枠内にフォーミングし（図３）、型枠とともに熱板温度 175℃のホットプレス（（株）小平製作所PY-50E）に装填し 5 分間熱圧締して成形した 2) 3) 4) 。これにより仕上がり寸法 300㎜×300 ㎜×厚さ 10 ㎜の保水性ボードを作成した（図４）。
表１

保水性ボード配合

密度（g/cm3）

0.6

バインダー添加率（％）

20

樹種

スギ（４mm オガ粉状）

バインダー

生分解性ポリ乳酸系繊維

図５

図３

ポーラスコンクリートブロック

型枠へのフォーミング作業

図６

図４
3-2

ブロック金属製型枠作成した保水性ボード

緑化用環境資材の試作

試作した保水性ボードを、ポーラスコンクリート内に
図５のように組み込んで、保水機能を付与した緑化環境資材として、プレキャストのブロック製品を試作した。

図７

107

保水性ボード組み込み状況

未利用木材を活用した緑化用環境資材の開発Ⅱ
表３

曲げ強度試験

保水性ボードの有無有り

無し

最大荷重（kN）

12.5

21.15

曲げ強度（N/mm2 ）

1.24

2.17

曲げ強度の比較

57％

100％

2-4

緑化用環境資材の試験施工

保水性ボードを組み込んだポーラスコンクリートブロ
ックを充分な養生期間を経た後、アスファルト舗装され
図８た駐車場の一角に試験施工した。地盤にみたてるためにポーラスコンクリート打設状況

盛り土を行い、そこへ通常行われている施工方法と同様に、試作したブロックを敷設して覆土を施した6) 。施工
後、経過を観察した。３ヶ月後には、周辺地域に自生する植生と同様の植物の定着が確認できた。
また、寒冷地等での冬期間の凍害について検討するために、北海道恵庭市において屋外暴露試験を行ったが、製品にひび割れや表面の劣化などの被害は見られなかった。図 12～14 に試験施工の状況を、図 15 に寒冷地屋外暴露試験の状況を示した。

図９

ポーラスコンクリートブロック

図 12
図 10
2-3

試験施工

盛り土と敷設状況（平成 18 年 8 月）

ポーラスコンクリートブロック

試作製品の曲げ強度試験

試作したポーラスコンクリートブロックの曲げ強度試
験を行った（図 11）。スパンは 860mm とした。結果を表３に示した。保水性ボードを組み込んだブロックの曲げ
強度は、保水性ボード無しのブロックの曲げ強度の 57％の値だった。これは、ブロックに対する保水性ボードの面積が曲げ強度に影響していると思われる。

図 11

曲げ強度試験状況

108

図 13

試験施工

覆土状況（平成 18 年 8 月）

図 14

施工後３ヶ月の状況（平成 18 年 11 月）

岩手県工業技術センター研究報告第 14 号（2007）

重視した多くのポーラスコンクリート商品への利用が可能であろう。
（「緑化用ブロック及びその製造方法」特許出願済）
本研究を実施するにあたって、共和コンクリート工業
株式会社ならびに株式会社きら和ぎ両社の多大なご協力を得た。ご厚意に感謝いたします。
文
図 15
4

献

1)

有賀康弘，他：岩手県工業技術センター研究報告，

2)

浪崎安治，有賀康弘：岩手県工業技術センター研究

13，p133-136 (2006)

寒冷地冬期屋外暴露状況（平成 19 年 3 月）

報告，11，p137-140 (2004)

結言
3)

未利用木材を活用する方策として、保水性ボードへの浪崎安治，八重樫貴宗：岩手県工業技術センター研究報告，12，p133-136 (2005)

利用を提案した。さらに、保水性ボードをポーラスコン
クリートブロックに組み込んだ製品を開発し、緑化環境

4)

日本規格協会発行：日本工業規格パーティクルボー

5)

セメントジャーナル社：ポーラスコンクリートの製

ド JIS A5908(2003)

資材としての効果を確認した。
今後は、試作した製品の商品化をめざして、実際の現造とこれからがわかる本（2001）

場への試験的導入を実現したいと考えている。
6)

また、製品ごとに保水性ボードの形状あるいはブロッ

社団法人先端建設技術センター編：ポーラスコン
クリート河川護岸工法の手引き(2002)

ク内への配置方法等を充分に検討すれば、植生機能を109

微小化した未利用木材資源の吸水性評価と資材の開発＊
白藤 裕久

＊＊

、浪崎 安治＊＊、遠藤 保仁＊＊＊木材チップなどを二次破砕することによる吸水性の変化を評価した。破砕方法は国内において導入が容易な 2 方式を用いた。試験の結果、吸水性は 2～3 倍程度に向上し従来木材チップな
どの木質材料が使用されていた製品の差別化に有効であると分かった。
キーワード：木材チップ、吸水、破砕Evaluation of the water absorbability andDevelopment of materials made from unused lumber
SHIRAFUJI Yasuhisa, NAMIZAKI Yasuji and ENDO Yasuhito
We evaluated the change of the water absorbability that by crushing the wood chip etc. twice. As forthe crushing method, we used two easy methods which are introduced in the interior. As a result of theexamination, water absorbability improved to about 2 or 3 times. And we found it is effective in the
differentiation of the existing various kinds materials made of wood chip.
Key words : wood chip, moisture characteristic, crushing1

緒

度と吸水率の変化から歩留まりとして検討した。

言

木材チップ，チップダスト、スギバークなどの木質材

そのうえで、畜産農家に二次破砕物を持ち込み、畜産料の一部は現在、畜産敷料、きのこ用菌床、土木資材な敷料としての実際の使用感などを検討したので、それらどとして製品化され利用されている。しかし、単純に破の結果を報告する。

砕した形状で利用されるため付加価値が低く、収益性の2向上や市場の拡大を図ることができていない。

2-1

このような状況の中で、岩手県工業技術センターに寄

実験方法
木質材料の微小化（二次破砕）

せられた木材関連の技術相談の中に、木質材料の水分吸

針葉樹としてアカマツ、広葉樹としてナラ、バークと収・放出性能に着目し、吸水率を増大させたいという要

してスギバークを二次破砕の対象に選択した。形状はア望があった。これにより、主に畜産敷料としての木質材

カマツが製紙用チップ（粒度 40ｍｍ）、ナラが菌床用お料を差別化し、さらには木質材料の用途開発をすること

が粉（粒度 5ｍｍ）で、それぞれそのまま敷料としてもが目的だった。相談元企業では吸水率向上の方法として利用される形状である。スギバークは、ほぼ剥皮したま

従来の破砕に加えて、二次破砕機による木質材料の微小まの状態でおよそ長さ 150ｍｍ幅 20ｍｍのものである。

化を考えていた。

また、二次破砕方法は二次破砕機として市販されてい文献調査等からは、木質材料の二次破砕による吸水率るものの中から特徴的な破砕機構を持つものを 2 種類選

変化を材料の種類ごと、二次破砕方法ごとに直接評価検定した。1 つは 2 つのローラーで挟み圧砕する方式（ロ討している事例は認められず、堆肥化速度との関係で間ーラー式）で、もう 1 つはスクリューで圧送しながら出1）

接的に述べられているものがあるのみだった 。そこで、口に取り付けた刃物で微小化するエクストルーダー式でこの二次破砕物についての水分吸収・放出性能を簡易的ある。

に評価し、木質材料の差別化の可能性について検討した。

2-2

吸水率測定

さらに、1 本の原木から得られる二次破砕物の量と吸吸水率の測定方法はJIS Z 2101 に規定されるような木

水率が二次破砕前後でどのように変化するかを、かさ密材を対象としたものがあるが、一定の大きさの試験片を

*
**
***

企業ニーズ型共同研究事業
環境技術部
葛巻林業株式会社110

岩手県工業技術センター研究報告第 14 号（2007）

ではより細かく繊維状に解された状態となっている。ス

対象としたものであり、チップ化された状態や、バーク
2）を対象とした吸水率測定方法はない 。また、土壌を対ギバークについてはローラー式では多くは繊維状に解さ象としたものなどもあるが、これも今回の試料に適用すれた状態となっているものの、原形を留めているものもるには適当でないと思われた。そこで今回は実際に使用みられた。それに対しエクストルーダー式では、アカマ

される、二次破砕された状態での吸水率測定を試みた。

ツやナラと同様に細かく繊維状に解されているうえ、繊乾燥後の一定重量（W1）の二次破砕試料をネットに入れ、維が引きちぎられた状態になっている。

水中に 24 時間浸した後の重量（W2）を測定した。それら
二次破砕前から、重量あたりの吸水率（ｒ1）を求めた。

エクストルーダー式

アカマツ

ｒ1（％）＝（（W2－W1）/W1）×100

ローラー式・・・(1)

また、JIS Z 7302-9 を準用して、かさ密度（ｄ1）を測定し、重量あたりの吸水率から体積あたりの吸水率（ｒｒ2（％）＝ｒ1×ｄ1

ナ2）を算出した。
・・・(2)

ラ

二次破砕前の試料についても同様の測定を行い、重量ス ギバーク

あたり吸水率（R1）と体積あたりの吸水率（R2）をそれぞれ（1）式、（2）式と同様に求めた。
なお、吸水率測定前とかさ密度測定前には試料を十分に乾燥した。
2-3

残留水分の経時変化

吸水率測定後の試験体を放置し、一定時間ごとの重量変化を測定し、残留水分の経時変化を測定した。
2-4

図1

歩留まりの検討
3-2

まず、二次破砕前の一定体積（V1）の試料から得られ二次破砕方式、樹種ごと外観

吸水率測定

る二次破砕物の体積（V2）を実機処理にて測定した。2-2

吸水率測定結果を図 2 に示す。アカマツ、ナラ､スギバ

で使用した乾燥状態試料とは違い、実際の現場で二次破ークともに、2 方式いずれの二次破砕方法でも重量あた砕を行う場合には、木質材料を水槽に一昼夜浸漬する。

りの吸水率の向上は認められた。ナラをエクストルーダ

よって含水率は高く、ばらつきが大きい状態となる。そー式二次破砕したものが吸水率向上効果が最も高く、二のため実機での二次破砕による体積変化を確認しておく

次破砕前で 170%だったものが破砕後には 610％と約 3.5

ことが、製品として販売する上で重要となる。破砕方式

倍になった。全体的にエクストルーダー式の方がローラ

は、吸水率測定で良好な結果が得られたエクストルーダ

ー式より吸水率の向上効果は高かった。

ー式とし、破砕対象は 2-1 と同じ 3 種類（アカマツ、ナラ、スギバーク）とした。
700に機能を絞り込むのであれば、二次破砕による体積変化

600とともに単位体積あたりの吸水率変化も重要である。例

500
吸水率（％）

また、畜産敷料のように水分を吸収するという点のみ

えば、二次破砕前後で体積が増加し、単位体積あたり吸水率が同じ場合、敷料として性能が向上しているし、二次破砕前後で体積が同じでも、単位体積あたり吸水率が

未処理

ローラー式

アカマツ

ナラ

エクストルーダー式

400
300
200

向上していれば敷料としての性能が向上していると言え

100

る。

0

そこで、これらを勘案して歩留まりと表現し、それが二次破砕前の何％変化するかを次の式により考察した。

図2

スギバーク

樹種・処理方法ごと吸水率(重量あたり)

歩留まり変化(％)＝(V2/V1)×(r2/R2)×100

また､重量当り吸水率とかさ密度をもとに体積あたり・・・（3）の吸水率を求めた結果を図 3 に示す。体積あたり吸水率
3
3-1

結果と考察

では、アカマツ、ナラにおいて大きな変化が見られない。

木質材料の微小化（二次破砕）

しかし、スギバークでは二次破砕前で 12％だった吸水率が破砕後には 42％と約 3.5 倍に向上した。

二次破砕前後での形状変化を図 1 に示す。アカマツ、
ナラともにローラー式では押しつぶされ粗い繊維状に解アカマツ、ナラでは吸水率向上の原因が主に木繊維がされた状態となっているのに対し、エクストルーダー式

細かく解繊し、間隙水を含みやすくなったことが影響し

111

微小化した未利用木材資源の吸水性評価と資材の開発
そこで、二次破砕前後のアカマツとスギバークの状態ていると考えられるが、スギバークに関しては、別の理について、マイクロスコープで拡大して観察した 3） （図由が考えられる｡

4～図 7）。
未処理

ローラー式

エクストルーダー式

二次破砕後のアカマツは半径方向では解繊され、接線50方向では引き千切られている。しかし、細胞そのものは確認できる（図 5）。それに対し、二次破砕後のスギバー
クでは細胞状の構造が破壊されている（図 7）。このよう30な変化が体積あたりの吸水率の増大に寄与した可能性が20あると考えられる。
3-3

10

始後 72 時間後にはほとんどが 100％以下となるが、ナラ

0
アカマツ

図3

残留水分の経時変化

図 8 に結果を示す。処理前、処理後に関わらず放置開
ナラ

スギバーク

及びスギバークをエクストルーダー式二次破砕したもの

樹種・処理方法ごと吸水率(体積あたり)が残留水分は 100％以上という結果を得た。
アカマツ
アカマツ ローラー式
アカマツ エクストルーダー式
ナラ
ナラ ローラー式
ナラ エクストルーダー式
スギバーク
スギバーク ローラー式
スギバーク エクストルーダー式

600
残留水分（％）

吸水率（％）

40

0.5μm
図4

アカマツ二次破砕前

400
200
0
0

24
図8

3-4

48
経過時間（h)72

96

残留水分の経時変化

歩留まりの検討

アカマツ、ナラ、スギバークのエクストルーダー式での二次破砕前後の体積変化と（3）式より求めた歩留まり

0.5μm
図5

変化を表 1 に示す。アカマツ、ナラでは体積は増加した
が、スギバークでは減少した。しかし、歩留まり変化は

アカマツ二次破砕後

いずれの樹種も増加している。これは、スギバークでは体積の減少分を単位体積あたりの吸水率増加でカバーしているからである。よって、エクストルーダー式での二次破砕で敷料としての歩留まりは、最低でも二次破砕前の 160％に向上した。
表1

体積（ｌ）
歩留まり変化（％）
二次破砕前 二次破砕後
アカマツ
75
115
190
ナラ
75
127
160
スギバーク
75
64
290

0.5μm
図6

体積変化および歩留まり変化

スギバーク二次破砕前

3-5

敷料としての適用

エクストルーダー式で二次破砕をした微小化物を畜産農家に持ち込み意見を聴取した。それによれば、吸水率が向上することで作業性はよくなるが、二次破砕に伴って微粒分が増えており、それが家畜にとってはストレス

0.5μm
図7

源となるのでそのままでの使用は難しいとのことだった。

スギバーク二次破砕後

今後はその点の改善が必要となる。

112

岩手県工業技術センター研究報告4

結言

木質材料の吸水率は二次破砕処理によって、最大で破砕前の約 3.5 倍になる。また、ローラー式二次破砕よりもエクストルーダー式二次破砕のほうが吸水率向上効果は大きい。さらに、エクストルーダー式二次破砕処理によって歩留まりも向上する。畜産敷料を想定した場合、最低でも処理前の 160％の歩留まりが得られる。
よって、木質材料を二次破砕した場合、吸水率が高いという点で、畜産敷料として従来品と差別化を図ることができる。しかし、二次破砕の段階で微粒分が発生してしまうので、実用的にはこれを除去する必要がある。
本研究を実施するにあたって葛巻林業株式会社の多大なご協力を得た。末文ながらご厚意に感謝いたします。
文1)献
澤辺功：スギバークの利用に関する研究

共同研究

成果報告書(2000)
2)

日本木材学会編：木質科学実験マニュアル,文永堂
出版(2000）

3)

島地謙，須藤彰司，原田浩著：木材の組織,森北出版（1976）113

第 14 号（2007）

工業塗装における水性塗料の塗装前処理と塗膜性能に関する研究＊
穴沢

靖＊＊、佐藤隆洋＊＊＊

鋼板やアルミニウムダイキャスト塗装製品からの「脱クロム」、「脱 VOC」を図ることを目的として、ノンクロメート化成処理、水性塗料について各種塗膜性能から検討を行った。その結果、塗料の種類によって異なった性能を示すものの、溶剤型塗料で得られる付着性能や防食性能は得られず、溶剤型塗料の代替え塗料としての利用については課題が多いことが確認できた。
キーワード：水性塗料、ノンクロメート化成処理、SAICAS 法

Coating Preprocessing and Coating Film Properties of Waterborne
Paint in the Industrial Coating
ANAZAWA Yasushi, SATOH Takahiro
For the purpose of attempting Chromium-free and lowering VOC from the iron sheet and thealuminum die-casting coating products, the examinations were done about non-chromatic
treatment and the waterborne paint from coating film properties.

As a result, neither theadhesive property nor the anti-corrosion property obtained with the solvent type coatings wereobtained, and it was able to be confirmed that there were a lot of problems about use as thesubstitution coatings of the solvent type coatings though a different property depending on thekind of coatings was shown.
key words : waterborne paint, non-chromatic treatment, SAICAS method

1 緒

言

多様化の観点から水性塗料が注目されている。一方、世界的

地球温暖化などの環境問題意識の高まりから、世界的に環には欧州の六価クロム等重金属の使用規制（RoHS 規制等）が境負荷低減の意識が高まっている。国内においても、2006 年

2006 年 7 月に始まったことから、塗装前処理分野においても、

4 月より大気汚染防止法の改正が行われ、揮発性有機化合物

その代替え品の開発がここ 4、5 年精力的に行われている。

排出規制（VOC 規制）が始まっている。これにより事業者が本研究は、工業塗装製品として多く利用される鋼板（SPCC）

排出する VOC の総量は 2010 年までに 2000 年対比で 30％削減

やアルミニウムダイキャスト（ADC12）塗装製品から「脱クロすることが求められており、塗料から排出される VOC の低減

ム」、「脱 VOC」を図ることを目的に、ノンクロメート化成処

化及び削減化対策は急務となっている。現在、一般工業用塗理や水溶性塗料の塗膜物性等について検討を行ったので、以装市場において、VOC を削減するための環境対応型塗料とし下に報告する。

て、「水溶性塗料」、「粉体塗料」、「ハイソリッド塗料」があり、

＊
＊＊
＊＊＊

基盤的・先導的技術研究開発事業
環境技術部
美和ロック（株）盛岡工場
114

岩手県工業技術センター研究報告第 14 号（2007）

表 1 塗料の種類
記号
MG-AW
MG-AW
I-115
SO-150

下塗り塗料
熱硬化型エポキシプライマー（灰色）
熱硬化型エポキシプライマー（黒色）
水溶性エポキシプライマー
水性エポキシプライマー

乾燥温度
120℃×20 分
120℃×20 分
135℃×20 分
80℃×30 分

2 実験方法上塗り塗料
水性アクリルウレタン樹脂
水性アクリルウレタン樹脂
水性アクリル樹脂
水性 2 液型ウレタン樹脂

乾燥温度
120℃×20 分
120℃×20 分
135℃×20 分
80℃×30 分て行い、塗膜の付着性を評価した。なお、クロスカットは、

2-1 供試材料

すき間間隔１mm カッターガイドを用いて行った。

塗装素材として、1×70×150mm の鋼板（SPCC）及び 5×70

2-3-4 表面界面解析装置（SAICAS 法）による付着強度の測定

×75mm のアルミニウムダイキャスト（ADC12）を用いた。塗試験機は、サイカス AN 型（大日本プラスチック（株）製）

装前処理として、アルミニウムダイキャストにはノンクロメを用いた。測定条件として、塗膜の切削速度は 240/μｍ/min、ート化成処理剤（マグボンド-M53）を用い、鋼板にはリン酸

荷重は 0.35kg により行った。なお、試験室の温度は 25℃で亜鉛化成皮膜処理剤（パルボンド N144）を用いた。また、ある。

供試塗料として、現在市販されている 3 種類の水溶性塗料を

2-3-5 キャス（CASS）試験用いた。
表 1 にそれぞれ塗料名及び乾燥条件を示す。
（以下、脱脂処理及び化成処理を行い、塗装した後、膜厚測定及び塗料については、記号で記す。
）

試験片中央部にクロスカットをカッターで入れ、2-2 試験片の作成

JIS-H-8502(1988) めっきの耐食性試験方法 7.キャス試験方

それぞれの塗装素材上部にハンガー用の直径 5mm の穴をあ法に準じて耐食性の比較を行った。

け塗装前処理を行った。塗装前処理の条件としては、脱脂処理が 60℃、5 分、化成処理が 50℃、1 分でどちらも浸漬処理

3 結果および考察で行った。なお、アルミニウムダイキャスト材は、直径 0.3

3-1 鉛筆硬度試験結果～0.6mm のステンレスショットブラストで処理したものを供4 種類の塗料の塗膜硬さを評価した結果を表 2 に示す。評した。塗装前処理した試験片に、それぞれ専用プライマーを

価は、目視により塗膜のすり傷が残らない鉛筆の濃度記号を塗布し、焼き付け乾燥を行い、上塗り塗料を 1 回塗布した後、用いた。どちらの素材においても、MG-AW、MB-AW では B、I-115

焼き付け乾燥を行う 2 コート 2 べーク（2C1B）により試験片

は H、SO-150 は F となった。一般的に金属塗装における溶剤を作成した。使用した塗装機は、手吹き用エアスプレーガン型塗料では実用硬さとして、H～2H の硬さが求められているである。なお、MG-AW、MB-AW の下塗り塗料は色調が異なるがのに対し、かなり軟らかい塗膜となっている。

同じ塗料であり、水溶性の下塗り塗料がまだ開発されていな
表 2 鉛筆硬度試験結果

いため、塗料メーカー推奨の溶剤型塗料を用いた。
塗料
素材
ADC12
SPCC

2-3 塗膜物性試験
2-3-1 鉛筆硬度試験
JIS-K-5400(1990)8.4 鉛筆引っかき値（手かき法）に準じ

MG-AW

MB-AW

I-115

SO-150

B
B

B
B

H
H

F
F

て行い、それぞれ塗膜の硬さを評価した。
3-2 衝撃試験結果

2-3-2 衝撃試験

おもり高さ 50cm からの衝撃による変形で塗膜表面に割JIS-K-5400(1990)8.3.2 デュポン式に準じて行い、塗膜面

れ・はがれができないかを評価した結果を表 3 に示す。また、の割れ、剥がれ等の損傷について評価した。なお、撃ち型は試験後の衝撃痕の拡大写真を図 1 に示す。評価は、○、×評

半径 6.35±0.03mm、おもりは質量 500±1g を使用した。

価である。
（○：割れ剥がれができない、×：割れ・剥がれが2-3-3 付着性試験（ゴバン目テープ法）

発生）いずれの塗料でも衝撃に対し割れや剥がれは見られな

JIS-K-5600(1999) 5-6 付着性（クロスカット法）に準じ

いが、衝撃痕周辺に撃ち型によるしわが発生し、既存の溶剤

115

工業塗装における水性塗料の塗装前処理と塗膜性能に関する研究

型塗料では見られないような柔軟性のある塗膜となっている。

SO-150 は 1.26kN/m の付着強度となり、ADC12 のノンクロメー

この JIS 規格試験は衝撃に対する塗膜の付着性や硬さなどのト処理が SPCC のリン酸亜鉛化成皮膜処理よりも高い値を示

塗膜物性を総合的に評価する試験であり、これまでの溶剤型

す傾向となった。どちらの処理においても、SO-150 が最も高塗料のように、ある一定以上の硬さを備えた塗膜に適合する

い付着強度を示し、MB-AW よりも MG-AW が高い付着強度とな試験である。今回の水溶性塗料のように柔軟性のある塗膜をった。これまで、ADC12 のノンクロメート化成皮膜処理やク評価するためには、割れ、剥がれの他に新たにしわの発生程

ロメート化成皮膜処理の溶剤型塗料において 1.5～1.8kN/m

度の項目について加える検討が今後必要と思われる。

の付着強度が得られていることから、同じ前処理を行っても明らかに水溶性塗料は溶剤型塗料よりも付着性能が低い結果

表 3 衝撃試験結果（おもり高さ 50cm）
塗料
素材
ADC12
SPCC

となった。

MG-AW

MB-AW

I-115

SO-150

○
○

○
○

○
○

○
○

3-5 CASS 試験結果
4 種類の水溶性塗料の防錆性能を評価するため、48H の CASS試験を行った。表 5 に塗料ごとのクロスカット部周辺のブリ

3-3 付着性試験（クロスカット法）結果

スター発生状況について評価した結果を示す。評価は、試験

JIS-K5600(1999)8.3 試験結果の分類表により、クロスカッ

後のクロスカット部をテープ剥離した際の剥離部の片側最大

ト部分の表面の状態を評価した結果を表 4 に示す。なお、表剥がれ幅（mm）である。図 6 に塗料ごとのクロスカット部、中に示す数字は分類番号である。また、試験後のクロスカッ及び試験後にテープ剥離を行った拡大写真を示す。

ト部の表面の拡大写真を図 2 に示す。
（分類 1：カットの交差点における塗膜の小さな剥がれがある状態、分類 2：カット

MG-AWの縁に沿って剥れる状態、分類 3：カットの縁に沿って部分
MB-AW

的または全面的に剥がれる状態）いずれの塗料においても剥がれの程度には差があるものの全て剥がれを生じ、また、どI-115

ちらの素材においても同じような剥がれ方を示し、付着力はSO-150溶剤型塗料に比べ非常に弱い結果となった。剥がれ部の拡大

0

写真を図 3 に示す。いずれの剥がれも、下塗り塗料は残存し0.5ており、上塗り塗料と下塗り塗料との層間剥離となっている
ことがわかる。上塗り塗料の下塗り塗料に対する付着性の改付着強度の測定結果

表 4 付着性試験(クロスカット法)結果
素材
ADC12
SPCC

2

図 4 ADC12（ノンクロメート化成皮膜処理）における善が課題であると思われる。

塗料

1
1.5
付着強度（kN/m）

MG-AW

MG-AW

MB-AW

I-115

SO-150

2
2

2
2

3
3

2
1

MB-AW
I-115
SO-1503-4 SAICAS法1-4)による測定結果
サイカス付着強度の測定結果を図 4、5 に示す。ADC12 のノ

0

ンクロメート化成処理においては、MG-AW は 1.32kN/m、MB-AW

0.5

1
1.5
付着強度（kN/m）

は 1.16kN/m、I-115 は 0.97kN/m、SO-150 は 1.48kN/m の付着
図 5 SPCC（リン酸亜鉛化成皮膜処理）における強度となった。また、SPCC のリン酸亜鉛化成皮膜処理においては、
MG-AW は 1.05kN/m、
MB-AW は 0.93kN/m、
I-115 は 1.10kN/m、

116

付着強度の測定結果

2

岩手県工業技術センター研究報告

MG-AW

MB-AW

第 14 号（2007）

I-115

SO-150

ADC12

SPCC

図１

衝撃試験における衝撃痕の観察結果（×50）

MG-AW

MB-AW

I-115

SO-150

ADC12

SPCC

図2

付着力試験におけるクロスカット痕の観察結果（×50）

MG-AW

MB-AW

I-115

×175

×500

図3

付着力試験における剥がれ部の観察結果

117

SO-150工業塗装における水性塗料の塗装前処理と塗膜性能に関する研究

ADC12
CASS後

SPCC
テープ剥離後

CASS後テープ剥離後

MG-AW

MB-AW

I-115

SO-150

図6 CASS試験（48時間）におけるクロスカット部拡大写真

ADC12 の素材における剥がれ幅は、MG-AW、MB-AW で 2mm、また、その剥がれ場所は、付着性試験と同様にすべての塗料

I-115、SO-150 で 1mm となった。しかし、MG-AW、MB-AW ではで下塗り塗料と上塗り塗料の層間剥離であり、ノンクロメー

クロスカット線に沿い帯状に剥がれたのに対し、I-115、

ト化成皮膜と全ての下塗り塗料の付着性は良く、防食性能のSO-150 では点状の剥がれとなり、剥がれ面積は少なかった。

評価よりも上塗り塗料の耐水性能の評価となった。

118

岩手県工業技術センター研究報告第 14 号（2007）

SPCC の素材における剥がれ幅は、
MG-AW、
MB-AW で 2mm、
I-115

(4) サイカス付着強度の測定の結果、0.93～1.48kN/m の付で 1mm、SO-150 で 0.5mm となった。しかし、MG-AW、MB-AW で着強度となり、前報で報告した溶剤型塗料の付着強度（1.5はクロスカット線に沿い帯状に素材面から剥がれ、リン酸亜～1.8kN/m）よりも低い値となったが、どちらの素材におい

鉛化成被膜への下塗り塗料の付着性は劣る結果となった。

ても SO-150 が最も高い値を示した。

I-115、 SO-150 でもクロスカット線に沿った剥がれであるが、(5) CASS 試験（テープ剥離）の結果、下塗り塗膜と上塗り塗

下塗りと上塗り塗料の層間剥離であり、剥がれ面積は少なく、膜の間で膨れが発生し、上塗り塗料の耐水性や下塗り塗料

特に SO-150 ではわずかな剥がれとなり、下塗り塗料とリン酸に対する付着性が劣る傾向であった。また、溶剤型下塗り

亜鉛被膜の付着性は良好であった。

塗料は、リン酸亜鉛被膜処理よりもノンクロメート化成皮膜処理で安定した防食性能を示した。

表 5 CASS 試験における片側最大剥がれ幅（mm）
塗料
素材
ADC12
SPCC

以上のことから、現在使用されている溶剤型塗料の代替え

MG-AW

MB-AW

I-115

SO-150塗料として、水溶性塗料を利用するには課題が多いことが判

2
2

2
2

1
1

1
0.5

明した。特に、上塗り塗料に実用性のある硬さや下塗り塗料に対する付着性の改善、耐水性の付与等が望まれる。
また、今後、VOC の低減化を図るための検討内容としては、

4 まとめ

下塗り塗料として水溶性塗料である電着塗料や微粒子粉体塗鋼板（SPCC）及びアルミニウムダイキャスト（ADC12）に対料の利用について検討する予定である。

する水溶性塗料の塗膜性能について検討を行った結果、以下の知見を得た。

5 参考文献(1) 鉛筆硬度試験の結果、塗膜硬さは B～H を示し、軟らか

1) 半田隆夫、斉藤博之、高沢壽佳：「第 42 回腐食防食討論

い塗膜である。

会講演集」,p403,腐食防食協会 (1995)(2) 衝撃試験の結果、割れ剥がれは発生しないが、衝撃によ

2) 半 田 隆 夫 、 野 路 文 男 、 高 沢 壽 佳 ： 塗 装 工 学 ,る塗膜のしわが発生し、柔軟性のある塗膜である。

Vol.31,No3,p105 (1996)(3) 付着性試験（クロスカット法）の結果、塗膜の剥がれが

3) 西山逸雄、島本幸三：塗装工学,Vol.24,No3,ｐ101 (1989)

発生し、剥がれ程度には差があるものの、いずれも下塗り

4) 西山逸雄：塗装技術,No4,ｐ112 (1995)

塗料と上塗り塗料の層間剥離である。

119

溶融スラグの市場化準備（製品ニーズ調査）＊菅原 龍江**
溶融スラグの市場化を図るため、製品ニーズ調査を行った結果、新規用途として根固めブロックへの応用の可能性が高いことが分かった。そこで、基礎試験を実施したところ、十分な強度を得ることができ、根固めブロックへの応用が有望であることが分かった。
キーワード：溶融スラグ、市場化、根固めブロック

Preparation of Making to Market of Molten Slag
(Product Needs Investigation)
SUGAWARA Ryukou
As a result of having performed product needs investigation to plan a market of molten slag, a thing
very likely to be application to a root hardening block shared it as a new use. Therefore I could getenough strength when it carried out basics examination, and it shared it that application to a root
hardening block was promising.
key words : molten slag, a market, a root hardening block
1

緒

また、検討したスラグ利用方法により必要な強度が得

言

岩手県内では、廃棄物処理施設として溶融炉の導入がられるか調べるため、各種の供試体を作成し強度試験に進み、発生する溶融スラグが増加してきている。そのた供した。そして、選定したターゲットへ応用可能かどう

め、これらの新規用途の開発・製品化等、その有効活用か検討を加えた。

が求められている。
3

岩手県工業技術センターでは、産業廃棄物再資源化技

新規用途のターゲット選定

術開発事業（Ｈ15～Ｈ16、Ｈ17～Ｈ18）を進めており、

外部有識者の意見を踏まえ、溶融スラグ新規用途のタ

岩手・青森県境不法投棄物の試験溶融スラグを建設材料

ーゲットとして魚礁の錘、及び根固めブロックについてへ利用する実証試験を行い、溶融スラグの特性や問題点検討を行った。

を明らかにしてきている

1,2）

3-1

。また、溶融スラグを多角

魚礁の錘

既存のコンクリート製の箱型マスに溶融スラグを詰め的に有効活用するため、試験研究機能強化推進事業（Ｈてフタをし、魚礁の錘として使おうとするもの。

17）として、他県先進地における活用事例等について広く調査を行った3） 。

持ち運びが容易な軽量（50kg 以内）のものを試験的に今回、これらの知見を基に、具体的にどのような製品試作できるか検討したが、コンクリート製品は概して重であれば市場化できるかニーズ調査を行い、出口となる

く、それに溶融スラグを入れるとすぐ 100kg 以上になっターゲットの詳細を固めるための試験等を行ったので、てしまうことから、既製品のコンクリート製マスでは軽その結果について報告する。

量な製品は作れないことが分かった。
また、試作製造した場合の錘の強度測定等の試験も困2難であり、データを示して業界に提案できるターゲット

調査研究方法とはなりにくい、と思われた。

外部有識者３名（東京都内Ａ氏、仙台市内Ｂ氏、岩手
県内Ｃ氏）と個別に、これまでの研究成果を示した上で、

3-2

具体的な溶融スラグ新規用途のターゲットを検討し、そ根固めブロック

消波用あるいは河川で使う根固めブロックにコンクリートのためのスラグ活用手法、業界に提案可能なターゲット

骨材の代替として溶融スラグを使おうとするもの。

を選定した。

根固めブロックは、重量があることが大切なので、強度は選定したターゲットに溶融スラグを活用するにあたっ

あまり問題にならない。しかし、大型製品のため、密度の異ては、利用しやすい使い方にするために、どのような利なる骨材（特に砂状の天然細骨材と水砕スラグ）を同一場所用方法にすべきかについて検討した。

に固定することは難しく、重い骨材や溶融スラグは凝固前に* 基盤的・先導的技術研究開発事業** 環境技術部

120

岩手県工業技術センター研究報告第 14 号（2007）
表1

下方へ移動し、製品を均一化できなくなる可能性が高い。
したがって、溶融スラグをある程度の大きさの固まりにす

配合量（この配合量で 3 回作成）

れば移動しにくくなり、製品均一化に寄与することになることから、その方法を確立できれば、新規用途として有望であ
スラグ 75％
モルタル
ブロック
スラグ 60％モルタル
ブロック

る。また、供試体を作成すれば強度試験データも得やすい
ことから、ターゲットとして選定することとした。
4根固めブロック基礎試験

4-1

溶融スラグ利用方法の検討

スラグモルタルブロックの配合量等
作成
個数

平均
質量

水

セメント

スラグ

合計

90ｇ

110ｇ

600ｇ

800ｇ

63 個

33.4
ｇ

120ｇ

200ｇ

480ｇ

800ｇ

63 個

33.4
ｇ

ターゲットとして選定した根固めブロックに溶融スラグを利用するため、スラグをある程度の大きさの固まりにする効
果的な方法について検討することとし、以下の各種サンプルを作成した。
①紙、②ポリ塩化ビニリデンフィルム、③不織布、④綿布を用いて、溶融スラグ 50ｇ及び 100ｇを各々包んだサンプル。
⑤セメント 12.5％、水 12.5％、スラグ 75％を練り混ぜて作ったスラグモルタルブロック。
これらのサンプルを、外部有識者（Ｃ氏）に提示して意見を聴取。その結果、スラグモルタルのブロック化の方法が良い、ということで、スラグ比率を変えたスラグ
モルタルブロックを作成し、供試体を作って圧縮強度試験に
供した。

図２
4-2-2

スラグモルタルブロックの作成

供試体作成及び強度試験方法

供試体は粗骨材は使わず、細骨材主体のモルタル状で作成した。その理由は、①使用した溶融スラグは砂状であるため、細骨材主体の方が対比しやすいこと、②供試体（直径 100mm×高さ 200mm）の中に、１辺が 20mm 前後のスラグモルタルブロックを 10～25 個入れた上に、さらに粗骨材を入れると、均等に混合できなくなる可能性が高いこと、のためである。
溶融スラグの置換率は、0％、10％、20％とし、置換方法として、スラグモルタルブロックの形で置換する場合と、ブロック化を行わず溶融スラグのまま（単体）で置換する場合とで、それぞれ供試体を作成した。
図１ スラグモルタルブロック

混和剤は、変性リグニンスルホン酸化合物を主成分とする AE 減水剤（商品名ポゾリス 78S）を使用した。

4-2
4-2-1

スラグモルタルブロック試験

供試体の打設は、岩手県工業技術センターで実施し、スラグモルタルブロックの作成

標準養生（20±2℃の水中養生）とした。

家庭用製氷皿を用いて溶融スラグ 75％配合または溶

圧縮強度試験は、共和コンクリート工業(株)水沢工場

融スラグ 60％配合のモルタルブロックを表 1 の配合によにおいて材齢 14 日で実施した。試験機は、(株)森試験機

り作成した。２日後に脱型し、ヤスリで角取りをしたも製作所製の圧縮試験機（アムスラー型）を用いた（図３）。

のを、供試体に入れるブロックとした（図１）。表１に示す平均質量は角取り後の質量である。
使用した溶融スラグは 2 種類で、１つは回転式表面溶
融炉の水砕スラグで、溶融温度は 1300～1400℃程度、もう１つはシャフト式ガス化溶融炉の水砕スラグで、溶融
温度は 1700～1800℃程度である。いずれも形状は砂状で、性状は非晶質である。

図３

121

圧縮強度試験

溶融スラグの市場化準備（製品ニーズ調査）
配合量については、溶融スラグをモルタルへ適用した

なお、スラグモルタルブロックそのものの供試体の圧4）場合のモルタル計量表 を参考にしながら、県内におけ縮強度は、スラグ置換の供試体圧縮強度より大幅に低く、る配合状況を考慮して設定した。

9.55Ｎ/mm2～18.6Ｎ/mm2の範囲の値であった。

圧縮強度試験は、最初に回転式表面溶融炉スラグを用いた供試体について実施したが、モルタルブロックその

4-4

ものの圧縮強度は、スラグ 75％含有のモルタルブロック

4-4-1

考察
スラグモルタルブロックの密着性に比べて、スラグ 60％含有のブロックの方が約 2 倍の強スラグモルタルブロック入り供試体おける強度試験時度を示すと共に、スラグ置換による圧縮強度試験においの破断状況を確認するため、圧縮強度試験実施後に供試てもスラグ 60％含有のブロックの方が高い強度を得ら

体に横方向に圧力をかけて縦割りにし、その破断面を観れたことから（10％スラグ置換時）、シャフト式ガス化溶察した。回転式表面溶融炉スラグ 60％含有モルタルブロ

融炉スラグを用いた試験では、スラグ 60％含有のブロッックによるスラグ 20％置換の供試体の破断面を図５にクのみとした。

示す。

4-3

強度試験結果両スラグのモルタルブロックの圧縮強度（表１の配合により供試体を作成して測定）を表２に示す。
また、両スラグのスラグ置換率 0％。10％、20％の圧縮強度試験結果を図４に示す。
これらの試験の結果、スラグモルタルブロックによるスラグ置換及びブロック化しないスラグ（単体）による

図５

供試体の破断面スラグ置換とでは、後者の圧縮強度が高くなる傾向が見られたが、いずれの場合でも、27.9Ｎ/mm2以上の値であ

その結果、スラグモルタルブロックの破断面は供試体った。

の破断面とほぼ連続しており、スラグモルタルブロック

また、回転式表面溶融炉スラグを用いた場合とシャフの界面で破断している箇所は少なかった。

ト式ガス化溶融炉スラグを用いた場合とでは、スラグモ

当初はスラグモルタルブロック界面での破断が多く、ルタルブロックによるスラグ置換ではシャフト式ガス化

圧縮強度も大幅に低下するのではないかと予想していた

溶融炉スラグの方が、またブロック化しないスラグ（単が、実際にはそうではなく、スラグモルタルブロックと体）によるスラグ置換では回転式表面溶融炉スラグの方供試体モルタルとの密着性は高いことが分かった。このが、各々圧縮強度が高いことが分かった。

密着性の高さにより、圧縮強度も高いレベルを維持できたのではないか、と思われる。

表２ スラグモルタルブロックの圧縮強度
スラグモルタルブロックの種類
圧縮強度
回転式表面溶融炉スラグ 75％含有モ
9.55 N/mm2
ルタルブロック
回転式表面溶融炉スラグ 60％含有モ
18.6 N/mm2
ルタルブロック
シャフト式ガス化溶融炉スラグ 60％
16.7 N/mm2
含有モルタルブロック

4-4-2

根固めブロックへの応用の可能性

一般的な根固めブロックの設計基準強度（呼び強度）
は、18Ｎ/mm2以上となっている5）。
今回実施した 2 種類のスラグによるモルタルブロック
入りの供試体における圧縮強度試験では、27.9Ｎ/mm 2～
35.1Ｎ/mm2のデータが得られている。したがって、スラグモルタルブロックを根固めブロックに応用するには、
少なくとも溶融スラグ 20％置換相当の範囲までは、圧縮

表面スラグ75％
ブロック置換

圧縮強度（N/mm2）38

強度としては問題ないと考えられる。

36

ただし、今回は砂状の溶融スラグを固まりにするため
表面スラグ60％
ブロック置換34に、モルタルブロック化の作業を行い、これを骨材のよう扱って供試体を作ったが、骨材をそのままの形で利用

32
表面スラグ
単体置換

30
28

する場合に比べて工程が増えるほか、スラグモルタルブ
ロックそのものの圧縮強度が、スラグ置換の圧縮強度よシャフトスラグ60％
ブロック置換

26
0

10

20

スラグ置換率（％）

り大幅に低いという問題点がある。
また、ブロック化しない溶融スラグ（単体）で置換しシャフトスラグ
単体置換

た供試体の方が、スラグモルタルブロック入り供試体よ
りも圧縮強度が高く、溶融スラグ単体利用の方が強度的

図４

スラグ置換による圧縮強度には有利であることも分かった。

122岩手県工業技術センター研究報告第 14 号（2007）

溶融スラグを根固めブロックへ応用する際に課題となの応用を図るため、2 種類の溶融スラグをモルタルで固る製品の均一化を図るために溶融スラグのモルタルブロ

めてブロック化し、そのスラグモルタルブロックを用いック化を試みたものであるが、問題点も明らかになってて供試体を作成し、圧縮強度試験を実施した。

きたことから、本技術の実用化のためには、モルタルブ

その結果、一般的な根固めブロックの設計基準強度（呼ロック化の方法等について、さらに検討を加えることがび強度）を満たす圧縮強度が得られ、スラグモルタルブ必要と思われる。

ロックを根固めブロックに応用するには、少なくとも溶融スラグ 20％置換相当の範囲までは、圧縮強度としては

4-4-3

問題ないと考えられた。

根固めブロック応用のための現場的考察

通常、根固めブロックを製造する場合、当該ブロック

今後の課題としては、モルタルブロック化の作業を行の設置場所付近に型枠を作っておき、生コンプラントでうことで工程が増えること、ブロック化しない溶融スラ製造された生コンクリートを専用の生コン車で現地に運グ（単体）の利用の方が高い圧縮強度を得られることをび、型枠に流し込んでいる。

踏まえて、モルタルブロック化の方法等について、例えばインターロキングブロックのように定型化するなど、この生コンプラントでの製造時に砂状スラグを入れる

さらに検討を加えることが必要と思われる。

ことは可能ではあるが、同じ生コンプラントにおいて、各方面の生コンクリートを供給しているので、特定の場

なお、本研究の実施にあたり、ニーズ調査にご協力頂

所向けにスラグ入り生コンクリートを作ろうとすると、

いた外部有識者の方々、また圧縮強度試験を快くお引き

製造後にそのプラントに残ったスラグを洗い直す必要が受け頂いた共和コンクリート（株）岩手支店、同水沢工

生じ作業量が大幅に増大する。したがって、よほど大量場の関係者の方々に感謝いたします。

のスラグ入り生コンクリートを連続して製造する場合でない限り、プラント側でスラグ入り生コンクリートを作

文

るのは現実的ではない。

献1) 佐々木秀幸、平野高広、藤原智徳、藤原忠司、小山

一方、設置場所では、砂状スラグは飛散の恐れがある

田哲也、安部隆司、中南真理子：岩手・青森県境不ため保管できないが、ある程度の大きさのものなら保管

法投棄物の焼却及び溶融特性、廃棄物学会論文誌
Vol.16 No.6,492-500（2005）

は可能であり、生コンクリート投入後に別途型枠に入れることは可能である。特に定形的なもの（例えばインタ2）菅原龍江、平野高広、佐々木秀幸、藤原忠司、小山ーロッキングブロック）であれば数量管理等も容易であ田哲也：岩手・青森県境不法投棄物の分析と溶融処

り、発注者側でスラグ使用を仕様に盛り込んだ場合、ス

理 、 第 16 回 廃 棄 物 学 会 研 究 発 表 会 講 演 論 文

ラグのブロック化は極めて有効な方法になりうる。

集,639-641（2005）

また、インターロッキングブロックのような形なら、

3) 菅原龍江：溶融スラグの多角的有効活用について、既存の設備が活用でき、大量生産が可能で作り溜めも容

地方独立行政法人岩手県工業技術センター研究報告

易なことから、根固めブロックのように大量の骨材を短VOL13,152-155（2006）4) 鈴木大介、中田善久、永尾弘孝、田辺英男、伊藤学、

時間に調達する必要がある場合は、スラグの大量使用に菅田雅裕、松井勇、大塚秀三：溶融スラグ細骨材を有効であるとも考えられる。

用いた左官モルタルへの適用に関する実験的研究、
5

結第 17 回廃棄物学会研究発表会講演論文集,641-643

言（2006）

溶融スラグの市場化を図るため、製品ニーズ調査を行

5) JIS A5308(2004)推奨仕様 4-1 積みブロック、宮城県った結果、新規用途として根固めブロックへの応用の可

土木設計マニュアルⅡ（設計施工編）ほか

能性が高いことが分かった。そこで、根固めブロックへ

123

地方独立行政法人岩手県工業技術センター研究報告
平成 19 年 6 月 第 14 号
Journal of Local Independent Administrative Agency
Iwate Industrial Research Institute2007 June Vol.14
発行

平成 19 年 6 月 7 日

ISSN 1348-7779

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