コーティング技術を応用したセラミックス表面の高機能化
桑田和文

日本人のライフスタイルの変化により、陶磁器に従来なかったナイフ等の金属摩擦汚れ（メタルマーク）による著しい品質の低下等が最近報告されるようになってきた。県内で生産されている食器に関しても例外ではなく大きな問題となっている。本研究では、このようなメタルマーク付着問題等をセラミックスのコーティング技術を応用し解決することを目的に、産地の特色・雰囲気を壊すことなく新しい機能性を陶磁器製品に付与し付加価値を高める技術の開発・改良を行っている。さらに、他産地のものと差別化が図れるように特許制度を活用し当県の製品が優位にたつことができるよう業界への技術の普及を行っている。

1. はじめになっている。内容は、セラミックスコーティングに最近の日本人のめまぐるしいライフスタイルの変よる陶磁器表面の高機能化を目的とするものであり、化とともに、陶磁器の使用される環境も変化してい新しい付加価値をつけた商品開発に必要な技術指導る。例えば、ナイフ・フォークに見られる洋食風のを平成 12 年度中に県内陶磁器製造業等の企業を対食事スタイルや食器洗浄器の普及等である。このよ

象に 12 社に対して行った。今後も同様の目的を持うな状況に伴い、陶磁器にもった県内企業に対して積極的に指導を行なっていく

しにくいメタルマークが付着等の新しい機能が要求されるようになっ予定である。てきている。
このような新しいライフスタイルにマッチする陶磁器製品に技術面からアプローチすることを目的に

2. 実験方法
2.１貫入内の汚れ防止

本研究を行っている。具体的にはセラミックスのコ

陶磁器製品には、貫入を加飾として積極的に取りーティング技術を応用することによりメタルマーク入れたものがある。製品の使用とともに貫入の中に付着問題等を解決し従来の製品に今までにない新し汚れが滲入して商品価値の低下を招く場合も多い。

い機能性を付与するというものである。

そこで、コーティング技術を応用し、汚れの滲入をファインセラミックスの技術であるコーティング防止できないかを検討した。貫入の中には経時変化を陶磁器に施すという従来にない新しい差別化技術が著しいものもあるが、今回の実験では貫入がコーは、付加価値を高めた特徴付けを行う上で非常に重ティング後、進展しない釉を対象に検討を行った。

要である。そのことは消費者に陶磁器製品へのイメ

なお、本実験で用いた釉薬等は次のものである。

ージアップを引き起こさせ、新商品への買い替え需

サンプル名 ：F-MYB

要を掘り起こし、優位性向上により他産地の競合品

焼 成 条 件：1300℃との競争力を同時に高めることも期待できる。

釉

その優位性を保持することも重要になってくるが、

薬：貫入釉のゼーゲル式
0.20Na2O・0.64Al2O3・4.16SiO2特許制度を積極的に活用し他産地の類似技術による0.40K2O競合の回避を行なっている。

0.40CaO

さらに、技術指導制度を活用して技術の普及も行RF使用した貫入を生じる釉薬は、上のゼーゲル式を満たすように増田長石、ベントナイト、石灰石を原器に適した食器へのニーズが高まりつつある。
高台取り付け内側部分の水切れが悪いと食中毒の料に調製したものである。
0.1moldm-3 オキシ塩化ジルコニウム八水和物溶原因菌が乾燥加温時に増殖し、さらに、配膳時の食液に貫入釉タイルを浸漬後、乾燥、500℃30 分焼成

器の積み重ねにより汚染が広がる危険性があり衛生し FAS(パーフルオロアルキルシラン、信越化学製上問題が出てくる可能性がある。そのため、食器洗KBM7803)を塗布、200℃で乾燥させた。室温まで浄器のメーカーでは洗浄しやすい形状の食器、例え冷却した後、コーティング処理したものと未処理のば、高台のない食器の導入をすすめている場合もあものとを水性染料系黒インクをそれぞれ表面に約る。現状では、伝統的形状を有する食器は食器洗浄0.1g たらして貫入に滲入していく様子を観察した。

器に対する適応性は決して良いとは言えないため排除されてしまう可能性がある。しかしながら、当産

2.2 メタルマーク付着防止膜用溶液の安定化

地の伝統的食器の形状として高台は特徴的なものでオキシ塩化ジルコニウム水溶液は、時間が経つとあり形状の変化で対応するには限界があり困難であ変質する傾向がある。溶液のゲル化防止に塩酸等をる。そこで従来の伝統的食器の高台部分の形状は変加えておく方法もある。しかし、保存条件によってえずにコーティングの技術を応用することで食器洗は数日後に白濁が始まり、塗布方法によっては均一浄器によりマッチしたものにできないかを検討した。に塗布するのが困難な場合もある。
一度に使用するコーティング用溶液の塗布量を正確に把握し、必要な量だけ調製することはコストを３．結果と考察
3.１貫入内の汚れ防止抑える上で重要なことである。しかし、実際の塗布

図 1 は、貫入釉の表面にコーティング処理を施し工程において、一般陶磁器の施釉工程と同様、塗布たものに水性染料系インクを表面にたらしたときの方法や陶磁器の形状によっては塗布量よりかなり多写真である。

くの溶液を必要とする場合もあり必要量を正確に把

写真中央より左がコーティング処理した領域であ握するのが困難な場合も多い。
溶液の安定化は、薬剤の有効活用､調製時間短縮等でコスト削減に非常に有利になる。そこで実際の生産現場で十分対応可能な簡便な方法を見出すためコスト削減に有効なオキシ塩化ジルコニウム溶液の安定化を検討した。

2.3 陶磁器製品の食器洗浄器への適応性の向上
釉薬の施されたやきもの

は本来、従来からある他の材質に比較すると汚れ落ちのよい材質の範疇に入る。しかしながら、近年の生活様式の変化により食器洗浄器が普及し、陶磁器製品が食器洗浄器により洗浄される機会が増加した現在、より食器洗浄

図１

陶磁器表面貫入内の汚れ防止コーティング（左：コーティング処理

右：未処理）

り、右が未処理の領域である。この結果より、オキ

3.3 陶磁器製品の食器洗浄器への適応性の向上

シ塩化ジルコニウム八水和物と FAS を複合的に用

0.1moldm-3 オキシ塩化ジルコニウム八水和物溶液

いて表面に薄膜を作成する方法 1)が陶磁器製品の貫を高台を有する皿の高台裏内側部分塗布、乾燥後、入内の汚れ防止に応用でき有効であることが分かっ

500℃30 分焼成した。室温まで冷却後、FAS（パーた。

フルオロアルキルシラン、信越化学製 KBM7803）

3.2 メタルマーク付着防止膜用溶液の安定化を塗布、200℃で乾燥させた。コーティング処理し

図２は、メタルマーク付着防止膜作成時に使用すたものと未処理のものに水をそれぞれ表面にたらしるオキシ塩化ジルコニウム八水和物について溶媒のたあと、高台を下にして水をきり、室温で天秤に載違いによる安定性を比較したものである。左は、せ乾燥していく様子を重量を観察することによって0.1moldm-3 オ キ シ 塩 化 ジ ル コ ニ ウ ム 八 水 和 物行った。コーティング処理したものは、FAS の効果

EtOH 溶液であり、右は、0.1moldm-3 同水溶液ににより、高台を下にした時点で表面からポロリと水EtOH を 20%添加した溶液である。いずれも調製後、滴が落ちるほど水切れがよく、ほとんど表面には残１ヶ月経過したものである。っていなく乾燥は５分程度で完全に完了した。コー

これより、調製時に水を使用しないで溶媒のみでティングを行っていないものは、高台を下にした時調製すると溶液の安定化をはかることができ使用可

点では目視で表面がうっすらと濡れているのが観察能期間を大幅に延ばすことができることが分かる。

され、完全に乾燥するのに 25 分を要した。

しかし、オキシ塩化ジルコニウム八水和物は、一般に等の溶媒には難溶性であり実際のコーティングの４．まとめ

現場でスムーズに溶液を調製することは困難である。

今年度は、生活様式の変化によって要求される機しかし、処理を施すことにより、スムーズに調製す能として、食器洗浄器への適応性の向上、加飾としることができる。この方法で調製した溶液は、数ヶて用いられた貫入の汚れ防止を検討したが、オキシ月以上保存が可能であり、必要な標準濃度より濃い

塩化ジルコニウム八水和物と FAS を複合的に用い濃度で調製し、使用の際、所定の濃度まで希釈混合て表面に薄膜を作成する方法 1)を応用することで、して使用することも可能であった。

効果的に目的を達することができた。

この調製法は、薬剤の有効活用の他に、調製時間また、コーティング膜作成時のコスト削減も溶等の手間（人件費）のカットも可能な実際の現場で液を安定化させることによって可能となった。今後、十分対応可能な簡便な方法でありコスト削減に有利生産者がより容易に利用できるようにコーティングな方法でもある。

技術の容易化、コスト削減のための技術的改良を加え、さらに普及しやすい技術にし、同時に県内製品が他産地の製品と差別化がはかられ優位にたつことが可能になるようようさらなる普及を進めていく予定である。

図２

オキシ塩化ジルコニウム溶液の安定性

参考文献
1) 白石敦則、平成 11 年度佐賀県窯業技術センター
業務報告書 p122
2) 白石敦則、平成 8 年度佐賀県窯業技術センター
業務報告書 p63