研究報告№10（２０２０）

２ D/ ３ D 技術応用による伝統産業に適したデザイン開発手法の研究開発と普及事業（第２報）
その１〜「３ D プリントモデルの陶磁器製造型への活用の検討」
比嘉松原

デザインチーム

要明子，木戸 雅史，竹浪 祐介，剛，松田なつみ，沖田実嘉子

旨
本研究は，京都の伝統産業分野の製造工程を対象に２Ｄ及び３Ｄの総合的なデジタル技術の活用を検討することにより新商品開発の効率化につなげ，業界の活性化を目指すことを目的とする。今年度は，陶磁器製造型への３Ｄプリントモデルの活用に向けて，昨年度の継続課題である３Ｄプリントモデルの「押型」活用における離型方法と，型板を用いた装飾模様の作成手法について検討した。
前者については，３Ｄプリントモデルの「押型」の離型について複数の離型剤を使用し比較した結果，油性の離型剤を使用することで，型離れが良好になる可能性が示唆された。
また，後者については，型板の厚みや粘土の条件を考慮すれば，装飾模様が作成可能であることが確認できた。その上で，市内事業者にコースターの作成を依頼した。その結果，意図したデザインは表現でき，今後の商品開発に活用できる可能性が見出せた。

１．はじめに場合，高度な手技による造形技術が必要である。これに京都の伝統産業分野は生活様式の多様化などにより従対して，原型を３ D‑CAD ソフトで造形し３ D プリント

来品の需要減少が深刻な状況にあり，時代の潮流に合っする技術の導入により，手作業の工程が省力化できるとた新商品開発の強化や新規受注に対応できる量産力が求ともに，デジタルならではの造形形状の実現並びに形状められている。しかし，製造工程が手仕事中心で製作にをデジタルデータ化して保存することが可能となると時間がかかることや手戻りが多く製造コストが高いこといった効果を確認した1）。今回は，３ D プリントモデルが課題となっている。の「押型」活用における離型方法と，型板を用いた製造工程の省力化について検討した。

本研究では，これらの課題を解決するために，デジタル技術を取り入れた伝統産業に適したデザイン開発手法

2．３ D プリントモデルの「押型」活用における離型方の構築及び業界普及に取り組み，伝統産業における新商法の検討

品開発能力の向上と開発コストの低減を目指す。伝統産

2.1 離型に関する課題

業における製作工程に対する業界ニーズを講習会やヒアリングによって調査を行い，デジタル技術導入による試前報2）で，陶磁胎漆器「箸置き」の製作を想定し「押作工程の短時間化・省力化が可能な工程の設計やデジタ型成形技法」により陶磁器部分を作成する工程の省力化

ル化によりこれまでにないデザイン提案を可能にする手を検討した。押型成形技法とは，型に粘土を押込んで成法を設計し，実務者による試作・検証を行い，事例を蓄形した後，取り出して素地を得る技法である。３ D‑CAD積し業界普及に取り組むものである。

ソフト上で造形した原型データを外型である「押型」に今年度は，デジタル技術を活用した製造工程の効率化変換して３ D プリントし，これを直接「押型」として用提案として，３ D プリントモデルの陶磁器製造型への活いる成形テストを行った。しかし，３ D プリントモデル用を検討した。の「押型」では粘土の型離れが悪く形状が変形するなど陶磁器の製造工程にはろくろ成形や手びねりに代表さ課題が残った。

れる手づくりを中心とする手法と，押型成形，鋳込みなこの課題を再度検討するため，離型剤について情報収

ど主に石膏の製造型を用いる手法がある。石膏の製造型集したところ，紙粘土等によるフィギュア製作においては原型を基に作成するが，原型作成の際に粘土を用いるは，樹脂製の型に油分を塗布し離型させることがわかっ−53−

京都市産業技術研究所た3）。そこで，離型方法として，従来から石膏型で使用樹脂溶解堆積式（ABS)される片栗粉との比較とともに，油性の離型剤の活用を検証した。

光造形式（光硬化性樹脂)a:
離型剤なし

2.2 ３ D プリントの押型による試作
押型は，産技研が保有する３ D プリンタのうち，樹脂溶解堆積式（Stratasys F370 Stratasys 社製）と光造形式。
（Form2 Formlabs 社製）の２種類で作成した（図１）
離型剤の検証は，a：離型剤なし，b：片栗粉，c：食用オリーブ油，d：市販潤滑油（KURE5-56）の３つの離b:型剤使用を含む４条件とした。粘土は，磁土を用いた。

c:

工程は一般的な押型による素地制作と同様に「粘土を押片栗粉

食用オリ-ブ油型に押し込む」，「押型から粘土を取り出す」を手順として，陶磁器事業者（大前史氏）に試作を依頼した。

d:
市販潤滑油

図２

３種の離型剤を用いた試作の結果（離型後21時間経過）る。「貼付け（はりつけ）」又は「貼花（ちょうか）」と呼ばれ4），京焼・清水焼の伝統的工芸品指定の技術項目
図１ ３ D プリントによる試作用押型
左：樹脂溶解堆積式（ABS），右：光造形式（光硬化性樹脂）でもある。類似の方法としてはジャスパーウェア（英ウェッジウッド社）が有名で，表面に別色のレリーフ装飾が施された製品が生産されている。

2.3 結果と考察

貼付け技法におけるレリーフの装飾模様は，手びねり

各種離型剤を用いて得られた粘土素地を図２に示す。などの手作業あるいは型取りで作成される。型取りの場離型剤なしでは，形状の破壊が見られ，離型が不良であ合，押型（石膏型）に粘土を押し込み，針金などで離型り，片栗粉では一部に傷が見られた。食用オリーブ油及して装飾模様を作成し，それを一つ一つ素地に貼付けてび市販潤滑油は，形状に破壊はなく良好に離型すること装飾を構成する。押型（石膏型）を使用することで手びができた。

ねりよりも装飾模様が量産できるが，装飾模様をパーツ油性の離型剤を塗布することで粘土素地には油分が残として一つ一つ作成し本体へ付着させるため，時間と根るが，その後700〜1200度の焼成を行うため，素地に油気が必要な手作業となる。

分が残ることはなく，影響はないと考えられる。以上の3.2 型板を用いた装飾手法の検討

ことから，今回は焼成工程を経ていないものの，油性の離型剤を使用することにより３ D プリントモデルを陶前述の「貼付け」技法において，装飾模様の作成作業磁器の押型に活用出来る可能性が見出せた。今後は３の省力化や効率化を図るために，装飾模様を彫り抜いた

D‑CAD データの作成から成形，焼成まで一連の工程の型板を用いて，素地本体にまとめて一気に模様の粘土を実施可能性について引き続き検証を行う。

接着し装飾する工程を検討した。型板には製図用テンプレートで代用し，テストを行った。

３．型板を用いた装飾模様の作成手法の検討

製図用テンプレートを粘土素地の表面に直にあて，装3.1 従来の手法「貼付け」とその課題

飾用の粘土を押し込んだ後にはみ出た不要分を取除く

陶磁器の表面にレリーフ状の装飾を施す技法として，と，レリーフ状の装飾模様を作成できた（図３）。この本体とは別に粘土で作った模様を貼り付ける技法があことから，実際に装飾模様を掘り抜いた型板を用いた工−54−

研究報告№10（２０２０）程を設計し，製作を行った。

3.3 型板を用いた工程による作製テスト
3.3.1 条件型板を用いた装飾手法の工程を検証するため，以下の条件で作製テストを行った。
・装飾模様（図４上）
装飾模様を２Ｄ描画ソフトで作成した。円形や方形を含む大小の幾何学模様28点で構成し手作業では作成困難なデザインとした。
・型板（図４下）２㎜厚と５㎜厚のアクリル板２種類を用いて，レーザー加工機（Trotec 社製 Speedy300 60W）で，装図３ 製図用テンプレートによる貼付けのテスト（①粘土を押し込む ②不要分を取除く ③模様ができる）飾模様を彫り抜く加工を行った。
・粘土（図５）（日本陶料）という，京磁土 A：「上石（じょうせき）」
焼・清水焼業界で一般的に使用されている磁土を使用した。
磁土 A １：色土（上石3000ｇに色材として，酸化コバ）
ルト30ｇを混練したもの。
・素地本体の作成方法
ベースとなる素地本体は，パネルやタイルへの応用を想定して平板とし，たたら成形（粘土の塊を均一の厚みに切り分け板状にして成形する技法）により作製した。

3.3.2 作製テストとその評価方法
素地本体と装飾模様について，粘土材質の組合せはA/A，A/A1，A1/A，A1/A1でテストピースを作成した（図６，図７）。テストピースは各組合せにつき，４個を作成し，乾燥後に素焼きし透明釉を施して本焼きした。接着の良否は装飾模様（図８に示した枠線内）の個

図４ 上：装飾模様（２ D 描画ソフトで作成）
下：アクリル板の型板（左：２㎜厚 右：５㎜厚）数の平均値で評価した。

3.4 結果と考察
装飾模様の接着個数の平均を図９に示す。２㎜厚の型板では，土の組合せで見ると，A/A が27.3と最も接着が良いが，A/A1（25.3）と A1/A（25.8）とはほとんど差がない。一方，A1/A1では9.3となり不良である。その理由としては粘土の乾燥収縮などの要因も考えられるが，色材の添加により素地本体と装飾模様間の界面の接着力
図５が下がったのではないかと推察する。

たたら成形で作成した素地本体（磁土の板）
左：磁土 A1，右：磁土 A

また，５㎜厚の型板は２㎜厚に比較して全体的に接着−55−京都市産業技術研究所

２㎜

図６ 型板で装飾模様を作製する様子
本体：磁土 A 装飾模様：磁土 A1

図９５㎜

装飾模様（28点）の接着個数（平均）性が悪い（図９）。両型板の素地本体に対する面積は同じであるが，型板と装飾模様用粘土とが接する面積は，型板の厚みが増すほど大きくなり，型板と装飾模様用粘土との接着性が強くなる。装飾模様用粘土を素地本体に押し付けて接着させ，型板を上方に引き上げて離型するが，その時には装飾模様用粘土には上向きの力が強く働く。
この力は素地本体と装飾模様用粘土を剥がす方向の力であり，厚みのある５㎜厚の型板では，素地本体と装飾模様の間の接着性が下がったのではないかと推察する。
今回，実施した試作結果から，型板の厚みが２㎜，使用土が A/A，A/A1，A1/A の組合せであれば，製作において本工程の導入の可能性が見い出せた。
図７

3.5 陶磁器事業者による実作テスト
3.5.1 実作工程

素地本体と装飾模様の土の組合せ（焼成済テストピース）

市内陶磁器事業者の高地佐代子氏5）に，これまでの試作工程を用いたコースター（図10）の実作を依頼し，この工程に実用性があるかを検証していただいた。コース
ターのモチーフは「ビスケット」で高地氏のオリジナルである。材料は「並信楽（なみしがらき）」（日本陶料）という陶土を用い，これをベースに顔料を混練して作製した赤土を用いている（表１）。
型板はレーザー加工機によりアクリル板で作成した（図11）。型板の厚みは，装飾模様の「ビスケット」部分の表現効果を考慮した結果，試作時より１㎜厚い３㎜で実施した。工程は図12に示す。

3.5.2 実作の評価

図８ テストピース上の装飾模様の配置
左：型板２㎜厚，右：型板５㎜厚「ビスケット」を装飾模様として試作していただいた

−56−

研究報告

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が，本物のビスケットを整然と並べたような独特のデザインが実現できた（図13）。使用する土の色違いによる効果や，釉薬との組合せにより商品のバリエーション展開が期待できる。一方で，高地氏にヒアリングしたところ，製作上の課題として，型板の離型をよりスムーズにすることで作業の効率化が図れることが指摘された。
以上のように，高地氏に試作していただいた結果，型

図10 コースターのアイデアスケッチ（高地氏による）
表１
素地本体板を用いた装飾模様の実作は可能であったが，より作業効率を上げるためには型板の離型の向上が必要であるこ

使用した材料とがわかった。型の離型については，２で検討した油性「並信楽」でたたら成形により作成（７㎜厚程度）

・ビスケット：「並信楽」(80％）赤土（20％）＊赤土＝「並信楽」に黄色の顔料（「並信楽」
装飾模様20に対して３％）を加えて作成( ビスケット )・チョコビスケット：赤土＋チョコ色顔料（全体の４％）

図11 左：型板の図面⑨

図13 完成品

右：アクリル板で作成した型板⑩

図12 型板を用いた装飾模様（ビスケットのモチーフ）の成形工程−57−京都市産業技術研究所
離型剤の使用の検討や素地の製作方法も含めて引き続き

４）鈴田：やきものコラムセラミック九州，やきものの（2002）
技法ＶＯＬ .16 貼付け（はりつけ）

検討していく。

https://www.umakato.jp/column̲ceramic/a̲vol16.
html

４．結論
今回は３ D プリントモデルの陶磁器の製造型への活用として，３ D プリントモデルの「押型」活用における離注型方法と，型板を用いた装飾模様の作成工程について検

５）京もの担い手プラットフォームメンバー討した。
前者では３ D プリントモデルの「押型」に複数の離型剤を塗布し，離型の比較を行ったところ，油性の離型剤を使用することで型離れが良好になった。
後者の装飾模様を型板で作成する工程については，レーザー加工機によりアクリル板で作成した型板（２㎜と５㎜）を用いて試作を行った。今回実施した工程においては，２㎜厚の型板を使用し，色土のみの組合せ以外であれば，装飾模様の作成は可能であった。今回は，京焼・清水焼業界で一般的に使用されている磁土「上石」で試作を行ったが，これを使用する範囲に限れば，型板の厚みや材料（「上石」とそれをベースにした色土）の条件を考慮することで，装飾模様の接着は可能であり，実作の可能性が確認できた。
この試作に加えて，市内陶磁器事業者にコースターの実作を依頼した結果，意図したデザインは表現でき，今後の商品開発に活用できる可能性が見出せた。しかし，より作業効率を上げるためには型板の離型を向上させる必要があることがわかった。型の離型については，２で検討した油性離型剤の使用の検討や素地の製作方法も含めて引き続き検討していく。
謝釈

辞

本事業の実施においては，橋田章三様に多大なご協力とアドバイスをいただきました。この場を借りてお礼申し上げます。
参考文献
１）市川，比嘉，岡本：京都市工業試験場研究報告，No.28，49-53（2000）
２）比嘉，木戸，竹浪，松原，松田，沖田：京都市産業技術研究所研究報告，No.9，20-26（2019）（株式会社タミ３）「タミヤ離型剤粘土はがしの達人」
ヤ）

https://www.tamiya.com/japan/products/76638/
index.html−58−