ISSN 2432-2628

令和3年度 研究報告書・⽀援事業報告書佐賀県窯業技術センター
令和 3 年度 研究報告書・支援事業報告書
目次

戦略的試験研究
光彩上絵の高度化研究 ·····································································································································1

経常研究
新規陶磁器素材の用途開発に関する研究 ································································································7
釉薬性状の制御に関する研究 ························································································································17
NC ローラーマシンによる高精度成形及び特殊形状成形に関する研究 ········································22

共同研究
産業技術連携推進会議知的基盤部会分析分科会·················································································37
第 64 回分析技術共同研究 無機分析（リチウム電池正極材料）への参加

支援事業
陶石利用技術支援事業 ·····································································································································42
酸処理陶土による泥しょう調製追試験及び天草酸処理陶石の品質調査

伊万里・有田焼のものづくりを考えるイベントの開催 ···············································································47
NEXTRAD 1st Exhibition 「Go Forward –磁器のものづくりに関する“13P”の挑戦- 」の企画立案および運営支援

その他 令和 3 年度に取り組んだ事業の概要 ································································ 53

戦略的試験研究

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光彩上絵の高度化研究
白石 敦則、中溝 祐志
佐賀県窯業技術センター
光彩上絵の技術を基に、(1)光彩上絵の光彩感の多様化・多色化 (2)銀色光彩上絵の開発 (3)光彩
ほうろう上釉加飾材の開発を行った。(1)顔料の粒径を変化させることで光彩感を制御することができ、光彩顔料の種類や他原料との組み合わせによって多色化が可能であった。(2)銀色光彩上絵は、黒色顔料と光彩顔料の添加により光沢がある上絵を得ることができた。(3)光彩ほうろうフリットを開発することで、陶磁器用上絵と同等な光彩ほうろう用加飾材を開発することができた。

Research to improve the Metallic style GlassSHIRAISHI Atsunori, NAKAMIZO Yushi
Saga Ceramics Research Laboratory
Based on the technique of Metallic style overglaze, (1) diverse and multicolored of the Metallic styleoverglaze, (2) silver Metallic style overglaze, and (3) Metallic style enamel upper glaze decoration material
were developed. (1) The brilliance could be controlled by changing the particle size of the pigment. It waspossible to increase the number of colors depending on the type of brilliant pigment and the combination
with other color pigments. (2) As for the silver Metallic style overglaze, a glossy top painting could beobtained by adding a black pigment and brilliant pigment.
(3) By developing the enamel frit, it was possible to develop Metallic style enamel upper glaze decorationmaterial that is equivalent to the Metallic style overglaze.
1. はじめに当センターでは、これまでに、陶磁器製品では今まで表現できなかった塗装製品のいわゆる「メタリック」調の様な 光彩性を 持つ 全く 新し い 光彩上絵 (Metallic Style
Glass ;MSG)について報告１）している（図 1）。これは、雲母
基材の表面が酸化チタン等でコーティングされた市販の光彩顔料を熔融することなく上絵層に分散可能とする光
彩上絵用の新しいガラス開発によって可能になった技術

図 1 開発した光彩上絵.

２）であり、2019 年に特許を取得している 。
また、その後の研究では、光彩上絵断面の SEM 像において上絵ガラス中に光彩顔料が分散されている様子を捉えることができており（図 2）、この光彩上絵の一部を拡
大した元素マップ像（EDS）においては、光彩顔料基材の成分である Al、Mg、K の表面に薄い Ti の膜があることを確認している（図 3）。これは光彩顔料及びその表面にコーティングされた酸化チタン膜が焼成後も上絵ガラス中で熔けることなく分散できていることを裏付けるものであっ

図 2 光彩上絵断面の SEM 像.

た。

1

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い用途での利用が期待できる。
そこで、本研究では①光彩上絵の光彩感の多様化・多色化 ②銀色光彩上絵の開発 ③本技術を応用した光彩
ほうろう上釉加飾材の開発を行った。

2. 実験方法
2.1 光彩上絵の光彩感の多様化・多色化
2.1.1 光彩上絵の光彩感の多様化
図 4 に光彩顔料のモデルを示す。光彩顔料は、雲母などの板状結晶表面に数十 nm の TiO2 膜が形成された板状の顔料で、厚みは 1µm 程度であり、様々な粒径（X）の光彩顔料が市販化されている。従来の光彩上絵では、粒図 3 光彩上絵断面の元素マップ像.

径が 180～500µｍの光彩顔料を使用し、光彩感（キラキラ
この新しい上絵に対する県内陶磁器業界の関心は大き感）を強調した質感を表現していたが、今回はこれより粒く、これまでに多くの県内企業と特許実施許諾契約を結

径が小さい 5µm～180µm の白色光彩顔料（5 種）を用いた。

び、技術移転を進めており、一部は既に商品化され市場

なお、フリットは前回の報告１）で開発した光彩上絵用フに流通している。

リットを用い、テスト用の陶板は石灰釉を施釉した磁器を一方、商品化が進む中で、業界からは光彩上絵に関す用いた。まず、フリットに白色光彩顔料を 0.25～5.0mass%

る新たな要望が出されている。具体的には、「開発光彩上添加して光彩上絵具を作製し、これに水を適量添加し液

絵はキラキラしすぎているので、光彩感を抑えてほしい」

状にしたものを陶板表面に筆で塗布した。塗布された陶という光彩感の変化に関するものや、「様々な表現が可能

板は乾燥後に 800℃で焼成（昇温速度：100℃／hr、10minになるように光彩上絵の色合いを増やしてほしい」という保持）し、これを光彩上絵のテストピースとした。また加飾

光彩絵具の多色化に関する要望であり、更なる課題とな

方法の違いとして同じ光彩上絵具を用いた転写紙を作製っている。

し、これを陶板に転写印刷したものについても同様に乾また、表面状態がマットで汚れやすい従来の雲母銀上

燥、焼成 して光彩上絵のテストピースとした。

絵に代わる、表面光沢がある銀色の光彩上絵開発に関する要望も高い。しかしながら、これまでの光彩上絵技術では、市販の銀色光彩顔料を用いて銀色光彩上絵を作製しても茶色に変色し銀色光彩上絵にはならないため、異なるアプローチが必要である。
さらに、この光彩上絵技術は、陶磁器以外のガラス製

図 4 光彩顔料のモデル.

品へ応用できると考えられ、特に陶磁器上絵と焼成温度や熱膨張係数等の特性が近い、ほうろうの上釉への応用

2.1.2 光彩上絵の多色化が期待できる。ほうろう（琺瑯、ホーロー）製品にはシステ

前項と同じフリットに、様々な色合い の市販光彩顔料

ムキッチン、システムバス、看板、調理器具（鍋、ポット、コ

を 0.25～5.0mass% 添加して光彩上絵具を作製した。また、ップ等）様々な製品があり、陶磁器同様色鮮やかな加飾

一部試料においては、光彩上絵用フリットに CoO や（上釉）が施されているものも多い。また、ほうろう製品にも、

Cr2O3 等の酸化金属や市販の各種顔料を加え、これに粒

従来の陶磁器製品同様にこれまでメタリック調の光彩加径や呈色が異なる市販の光彩顔料を 0.25～5.0mass%添

飾は無く、ほうろう用の光彩材料が開発できれば、より広加し、光彩上絵具を作製した。なお、テストピースの作製
2

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手順は前項と同じとしたが、多色化を目的として一部陶板には色釉陶板または様々な色の市販上絵陶板を用いた。

2.2 銀色光彩上絵の開発
フリットは前回の報告１）で開発した光彩上絵用フリットを用いた。これに市販の黒色顔料を 0.1～1.0mass％添加し、更に粒径が異なる市販の光彩顔料（白色）を 1.0 ～図 5 ほうろうと陶磁器の構造モデル（断面）.

3.0mass%添加して銀色光彩上絵具を作製した。テストピー
スの作製は前項（2.1.1）の方法と同じく、筆による塗布と転3. 結果と考察

写印刷で行い、焼成後の銀色感の評価は、目視による官

3.1 光彩上絵の光彩感の多様化・多色化

能評価で行った。

3.1.1 光彩上絵の光彩感の多様化
粒径が 5µm～180µm の白色光彩顔料（5 種）のうち、5～

2.3 光彩ほうろう上釉の開発

25µｍの光彩顔料を用いた場合は、顔料粒子のキラキラ

ほうろうの断面構造は、図 5 の構造モデルに示すように感はあまり目立たず、パール状の質感となった。ただし、陶磁器の断面構造と似通っており、陶磁器の上絵がほうパール状の質感は示していることから、光彩顔料は上絵

ろう上釉に相当する。ほうろう上釉は熱膨張係数が 6～8

ガラス中で溶融せずに残っているものと推察される。また-6×10 ／K で陶磁器上絵と近いが、焼成温度が陶磁器上

粒径が 40µm 以上の光彩顔料を用いて光彩上絵を作製し絵よりやや低く、焼成時間も短いため、ほうろうの製造条

た場合は、光彩顔料粒子のキラキラ感を有したまま、その件に合わせるためには陶磁器上絵より融点を低くする必

強さを抑えることができていた。図 6 に光彩顔料の粒径を要がある。今回は、一般的なほうろう上釉の焼成温度であ変化させたテストピースの代表的な4種類の外観を示す。

る 760～800℃に対応できるようにするため、光彩ほうろう

粒径 180µm の光彩顔料を用いたサンプルではキラキラし上釉用フリットの焼成温度 760℃を目標に調合を試みた。

た光彩感が非常に強いが、顔料の粒径が小さくなるほど

１）

前報 で開発した光彩上絵用フリットをベースとし、添加す

光彩感が抑えられていることがわかる。一方、25µm 以下

るアルカリ成分などの量や種類を変化させ原料を調合し、の光彩顔料を用いたサンプルでは顔料粒子のキラキラ感

十分に混合して耐火るつぼに入れ、電気炉で 1300℃にが目立たずパール状の質感となっていることがわかる。

加熱して熔融後、急冷してガラスとした。このガラスをポッ

このように、使用する光彩顔料の粒径を変化させること

トミルおよび自動乳鉢で粉砕することで光彩ほうろう上釉で、光彩上絵の光彩感の強さや質感を自由に変化させる

用フリットとした。これに粒径や呈色が異なる市販の光彩ことができることがわかった。

顔料を 0.25～5.0mass%添加し、光彩ほうろう上釉加飾材を作製した。
これら各種の光彩ほうろう上釉加飾材に水を適量添加し、これを市販のほうろう板の下釉表面または上釉表面に筆で塗布した。塗布されたほうろう板は乾燥後に 760℃で焼成（昇温速度：200℃／h、10min 保持）し、これを光彩ほ

図 6 光彩顔料粒径の光彩特性への影響.

うろう上釉のテストピースとした。また、光彩ほうろう上釉加

3.1.2 光彩上絵の多色化

飾材を用いた転写紙を前項と同様に作製し、これを市販のほうろう板の下釉表面または上釉表面、または様々な前報１）では白色、赤色、緑色、青色の4種の光彩顔料を色のほうろうの上釉上に転写印刷し、乾燥後、同じく用い、下地の色によって様々な発色の光彩上絵を表現で760℃で焼成して光彩ほうろう上釉のテストピースとした。

きることを報告した。しかしながら、市販の光彩顔料はこの
3

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4 種以外にも様々な発色を呈するものがあり、これらを用

光彩上絵＋色ガラスや光彩上絵＋下地色（色上絵）によっいることで、光彩上絵の更なる多色化が期待できる。

て、数多くの色合いの光彩上絵を作製できることが確認で

今回は、それ以外の色合いを示す市販の様々な光彩きた。

顔料を用い、光彩上絵の多色化の検討を行った。
その結果、赤色系 6 種、緑色系１種、青色系 4 種、金色
系 4 種、オレンジ色系 1 種の計 16 種の光彩顔料が、いわゆる「メタリック調」の光彩特性をもつ光彩上絵の着色に用いることができることがわかった。図 7 に、これら 16 種類の光彩顔料で作製した光彩上絵を、黒色釉陶板上にそれぞれ施したテストピースを示す。光彩顔料の種類によって、それぞれ特徴ある光彩感や呈色を示すことが観察された。
図 8 酸化金属などの着色剤を用いた光彩上絵.

図 7 新たに開発した着色系の光彩上絵（黒色陶板上）.

図 9 各色上絵上に形成した光彩上絵.

また、光彩上絵用フリットに CoO や Cr2O3 等の酸化金

3.2 銀色光彩上絵の開発

属やプラセオジム黄などの市販の各種顔料を添加して着市販の銀雲母上絵は上絵フリットに黒色顔料を少量添色し、これに光彩顔料を添加して、光彩上絵の着色を試加し、白色の雲母添加量などを調整して作製されている。

みた。この場合、上絵ガラス（色ガラス）の色が濃いと光彩

光彩上絵においても同様な方法で銀色光彩上絵を作製

感が損なわれてしまうので、発色が薄めの色の方が光彩できると考え、まず、白色光彩上絵具（粒径 180µm、感をより生じ、特徴ある有色光彩上絵になることがわかっ

2.0mass%添加試料）に黒色顔料を添加する試験を行った。

た（図 8）。

図 10 に黒色顔料を 0～1.0mass％添加した時の銀色光彩

さらに、市販の様々な色の上絵（層）の上に光彩上絵層感の 変化を示す 。 目視に よる 官能試験に お い て 、を形成する（焼成する）ことによって、さらに多くの光彩上0.2mass％黒色顔料添加試料が最も銀色に近いことが確

絵のカラーバリエーションを作り出すことができることを確認できた。したがって、以後は、0.2mass％黒色顔料添加認した（図 9）。

試料を標準とし、試験を行うこととした。

以上のように、光彩上絵自体の多色化の他に、これら
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組成を基に、添加するアルカリ成分などの量や種類を変化させ 760℃で焼成可能なフリットの調整を試みた。その結果、アルカリ金属である Li 成分を添加し、融点調整のため Ba 成分を減らし、さらに熱膨張の調整のため SiO2 添

図 10 銀色光彩感に及ぼす黒色顔料添加量の影響.

加量の再検討などを行うことによって、従来より 40℃低い
次に、光彩顔料の各粒径違いによる銀色光彩感の試験

焼成温度に対応可能なほうろう光彩上釉用フリットを作製を行った。図 11 にその結果を示す。粒径が 25µm 以下のすることができた。これに光彩顔料を添加することで、ほう光彩顔料を用いた場合は、光彩感が小さいためか、銀色

ろう光彩上釉用加飾材を開発した。このほうろう光彩上釉

より灰色の印象が大きかった。また 100µm 以上の比較的用加飾材を用いることで、陶磁器光彩上絵と同様に光彩

大きい粒径の光彩顔料を用いた場合は、光彩顔料が上顔料がキラキラとラメ状に光り、且つ、表面光沢があるほう

絵ガラス中でキラキラと光を反射し、より銀色感を示した。

ろう製品が作製できた。その試作品を図13に示す。また、

また、光彩顔料の添加量の検討を行った結果、2mass%添

このほうろう光彩上釉用加飾材は、陶磁器用光彩上絵同加の試料が光彩感は良好であった。

様、光彩顔料の粒径や色合いの種類を変えることで、光これらの結果から、 光彩上絵用フリットに黒色顔料

彩の強さの調整や、様々な色への着色が可能であること

0.2mass%添加し、粒径が約 180µm 及び約 100µm 光彩材がわかった。

を 2.0mass%添加し、銀色光彩上絵試料を作製した。その結果を図 12 に示す。
開発した銀色光彩上絵は、従来の銀雲母上絵とは全く異なった質感であり、キラキラと光る表面光沢を有する上絵であり、今までにない銀色上絵加飾材を得ることができた。

図 13 ほうろう下釉上及び上釉上へ用いた光彩ほうろう上釉加飾材試料.

4. まとめ図 11 銀色光彩感に及ぼす光彩顔料粒径の影響.

「メタリック」調の光彩性を持つ光彩上絵(Metallic Style
Glass ;MSG)の技術を基に、①光彩上絵の光彩感の多様化・多色化 ②銀色光彩上絵の開発 ③光彩ほうろう上釉
加飾材の開発を行った。
その結果、①光彩上絵の光彩感の多様化・多色化においては、40µm 以上の粒径の光彩顔料を用いて光彩上絵
粒径：100µmを作製した場合は、光彩感を有したまま光彩感を抑えるこ

粒径：180µmとができ、光彩顔料の粒径を変化させることで、光彩上絵の光彩感の強度変化を自由に変えることができた。また、

図 12 開発した銀色光彩上絵.

16 種の光彩顔料が光彩上絵に用いることができることが3.3 光彩ほうろう上釉の開発

わかり、それぞれ特徴ある光彩感や呈色を示した。また、

陶磁器上絵より焼成温度がやや低く、焼成時間も短いほ

光彩上絵自体の多色化の他に、これら光彩上絵＋色ガラ

うろう上釉に適合させるため、陶磁器用光彩上絵フリットのスや光彩上絵＋下地色（色上絵）によって、数多くの色合
5戦略的試験研究

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いの光彩上絵を作製できることが確認できた。
②銀色光彩上絵の開発においては光彩上絵用フリットに黒色顔料を添加し、粒径が大きめの光彩材を添加することで、銀色光彩上絵試料を作製した。黒色顔料の添加量が 0.2mass%、光彩顔料の粒径を 100～180µm とすること
で、 表面光沢があり、従来の銀雲母上絵とは全く異なった質感の、今までにない銀色上絵になった。
③光彩ほうろう上釉加飾材の開発においては、光彩上絵技術を基に焼成温度を約 40℃低下させたフリットを新たに開発することで、ほうろう用の光彩上釉用加飾材を開発できた。このほうろう光彩上釉用加飾材を用いることで、
陶磁器光彩上絵と同様に光彩顔料がキラキラとラメ状に光り且つ、表面光沢があるほうろう製品の作製が可能にな
った。

参考文献
１） 白石敦則, 佐賀県窯業技術センター令和元年度研究報告書・支援事業報告書, 31-36 (2019).
２） 特許第 6635610 号 (2019).

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新規陶磁器材料の用途開発に関する研究嘉村 翔太郎佐賀県窯業技術センター

平成 28 年度に当センターで開発した世界最高強度磁器、高精度陶磁器という今までにない性質を持つ新しい材料について、食器の分野だけでなく、工業用製品など他分野への応用の可能性を調べるため、機械的特性、熱的特性、化学的特性等の各種物性評価を行った。また、高精度陶磁器について、原料や製造条件が気孔特性に充てる影響を調べ、1200℃付近の低温焼成でも十分な気孔容積が得られる条件を見出した。

Research on the development of new ceramic material applications
KAMURA Shotaro
Saga Ceramics Research Laboratory

In order to investigate the applicability of new materials such as most strengthened porcelain and highprecision ceramics, which Saga Ceramics Research Laboratory developed in 2016, to other fields such asindustrial products as well as tableware, various properties like mechanical, thermal and chemical
properties were evaluated. We also investigated the effects of raw materials and preparing conditions on
the porous characteristics of high precision ceramics, and found the conditions under which a high porevolume can be obtained even by low temperature firing at around 1200℃.
1. はじめにる必要が無いことも利点として挙げられる。しかしながら、

平成 28 年度に当センターで開発した世界最高強度磁

これらの新規陶磁器材料は物性が未評価であったため、器及び高精度陶磁器 1) は、県内外の消費者、商社、窯元

工業用製品に要求される機械的特性、熱的特性、耐食性などから高い関心を集め、商品化が進んでいる。世界最などの各物性を把握することが必要である。

高強度磁器はアルミナに匹敵する高い曲げ強度を持つこ本研究では、世界最高強度磁器及び高精度陶磁器のとが明らかとなっており、アルミナ代替材料として期待され材料について、食器だけでなく幅広い用途への利用を促る。また、高精度陶磁器は焼成変形や焼成収縮がほとん

進するため、基礎的な物性を評価し、成形方法の確認やどない全く新しい陶磁器である。そのため、高精度の製品

工業用製品としての用途開発及び更なる高機能化のための製造が可能であり、さらに多孔質であるという特性を生の指針を得ることを目的とした。

かした新たな製品の開発が期待される。
二つの新しい陶磁器は、一般の有田焼と同じプロセス

2. 実験方法

で製造が可能であるという特徴を有する。このため、一般

2.1 世界最高強度磁器の物性試験

的に高純度原料や厳密な製造条件の管理、1400℃以上

世界最高強度磁器（以降、強化磁器と表記）についての高温焼成が必要なファインセラミックス材料と比較し、低はアルミナやジルコニアのようなファインセラミックス材料

コスト、省エネルギーでの製造が可能である。また、一般と比較するため、機械的特性を主として評価した。また、的なファインセラミックス材料に比べると可塑性が高いた

その他の物性についても一部評価を行った。 物性試験

め、成形性や加工性に優れ、バインダーや可塑剤を用いにおいて、強化磁器は、まず強化磁器陶土に適量の蒸留
7

経常研究

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水及び分散剤としてアクリル系ポリマー（A6012, 東亜合・ヤング率、ポアソン比測定成製）を 0.2mass％添加して含水率 25％の強化磁器泥漿焼成体を20mm×100mm×厚さ 2mm（面平行度0.01）にを調製した。これを石膏型に流し込んで鋳込み成形し、加工した試料を、一般財団法人ファインセラミックスセンタ

乾燥後に 1300℃で焼成（昇温速度：100℃／h、1 時間保ーに依頼して、共振法（曲げ、ねじり）による測定を行った。

持）して得られた焼成体をテストピースとした。なお、得ら・破壊靭性試験れたテストピースは各物性試験ごとに適正な形状に成形

焼成体を 3mm×4mm×（厚さ 36～40mm）に加工した試

あるいは試料切断機（MARUTO 製 MC-171）で加工して料を、一般財団法人ファインセラミックスセンターに依頼し、試験を行った。

SEPB 法による測定を行った。

2.1.1 機械的特性

2.1.2 熱的性質

・ビッカース硬さ試験

・熱膨張率試験焼成体 5 つを 5mm×5mm×厚さ 3mm（±0.5mm）以下

焼成体を丸棒状（5mmφ×約 20mm）に加工した試料を、のサイズに加工したのち、測定面を鏡面研磨機（ムサシノ

熱機械分析装置（NETZSCH製 TMA4000SE）を用いて50

電子株式会社製 MA-150）で研磨処理を行った。その後、～900℃の温度範囲で線熱膨張係数を測定した。

ビッカース硬さ試験機（島津製作所製 HMV MICRO・熱伝導率試験

HARDNESS TESTER）を用いて硬度を測定し、平均値を焼成体を 10mm×10mm×厚さ 1mm の角形板状に加工算出した。

して測定試料とした。 なお、安定した測定値を得るため

・曲げ強度試験(JCRS 203, JIS R 1601)に、前処理として板状試料の上下面に卓上スパッタ装置

試験は JCRS 203（食器用強化磁器の曲げ強さ試験方（サンユー電子製

2）法） 及び JIS R 1601(ファインセラミックスの曲げ強さ試験

ADVANCE）を用いて金(Au)コート、及びスプレーによる方法)3） の規格に基づいた二種類の方法で行った。

カーボンコートを行った。試料は、レーザーフラッシュ法

JCRS 203 では、原料を鋳込み成形した生の試料をQuick Coater SC-701Mk Ⅱ

熱伝導率測定装置（NETZSCH 製 LFA457）を用いて熱伝900℃で素焼き（昇温速度：150℃／h）し、強化磁器用タル

導率及び比熱容量を測定した。

ク釉（線熱膨張係数 6.57×10-6 ／K）を施釉したのち1300℃で焼成したものをテストピースとした。また、JIS R

2.1.3 耐薬品性

1601 では、原料を鋳込み成形した試料を無釉のまま

JIS R 1503（化学工業耐酸磁器の試験方法）4） に基づき1300℃で焼成したものをテストピースとした。試料は、そ試験を行った。試料は焼成体をアルミナ製乳鉢で粉砕し、れぞれの規格2）3）に準じた形状に成形又は加工したもの

500μm の標準網ふるいを用いてふるい分け、超音波洗を測定試料とし、試験は卓上精密万能試験機（島津製作

浄で表面の微粉末を除去した後、99.5%エタノール（富士所製 autograph AG-X 10kN）を用いて、クロスヘッドスピ

フィルム和光純薬 特級）で洗浄し、105℃の空気浴中で 1

ード 5mm/min の条件で測定を行った。 得られた破壊荷

時間乾燥させた。この試料について耐酸、耐アルカリ性

重データと試料サイズから曲げ強度を算出し、それぞれ試験を行い、得られた結果から耐薬品性を表す指標とし

10 サンプル試験による平均を測定値とした。

て質量減少率（%）を算出した。

・圧縮強度試験

耐酸（アルカリ）度 （質量減少率）（%） ＝焼成体を 10mm×10mm×厚さ 10mm 以下のサイズに(加工し たのち、万能材料試験機（島津製作所 UH1000kNC）を用いて圧縮試験を行った。 得られた破壊荷

m1 ：処理前の試料の質量

重から圧縮強さを算出し、5 サンプル試験による平均を測

m2 ：処理後の試料の質量定値とした。
8

)

×100

経常研究

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・耐酸性試験

・細孔分布測定

粉砕処理した試料を 10ｇ秤量し、塩酸（36％）、硝酸

自動水銀ポロシメータ （Micrometritics 製 AutoPoreⅣ）（61％）、硫酸（95％）（すべて富士フィルム和光純薬製）のを用いて水銀圧入法で測定した。

各 10 mass %の等量混液 100mL に加え、30 分おきに振と・比表面積測定

うし、90℃の水浴中で 5 時間加熱した。その後、上澄み液

ガス吸着アナライザー

を静かに流出させ、その残渣を温水とともに傾斜法で pH(Quantachrome 製

QUADRASORB SI)を用いてガス吸着法で行った。

試験紙を利用しながら中性となるまで反復洗浄し、99.5%
エタノールで洗浄したのち 105℃の空気浴中で 1 時間乾2.2.2 機械的特性

燥させ秤量した。

・曲げ強度試験・耐アルカリ性試験

無釉で、JCRS 203 の方法で行った。

アルカリ溶液として水酸化カリウム（和光純薬工業製）で・圧縮強度試験

10 mass%の KOH溶液を調製し、耐酸性試験と同様の手順

強化磁器と同様の方法で行った。

で耐アルカリ試験についても行った。
2.2.3 熱的性質
2.1.4 その他の物理的性質

・熱膨張率試験：強化磁器と同様の方法で行った。

・真密度測定・熱伝導率試験焼成体をアルミナ乳鉢で微粉砕し、ゲーリュサック型比

多孔質材料はレーザーフラッシュ法では測定が難しい

重瓶を用いてピクノメーター法で測定を行った。

ため、熱線法による測定とし、迅速熱伝導率計（京都電子

・吸水率、嵩密度測定

工業製 Kemtherm QTM-D3）を用いて行った。なお試料試験は水中重量法（アルキメデス法）を用いた。重量のは、測定プローブのヒータ線が試料と十分に接触するよう変化がみられなくなるまで乾燥させた焼成体を 3 個用意に 48mm×129mm×厚さ 20mm に加工したものを用いた。

し、それらを 3 時間煮沸して室温まで冷却後、乾燥重量、
飽水重量、水中重量の値から吸水率と嵩密度を算出した。

2.2.4 化学的性質
耐酸、耐アルカリ性試験について強化磁器と同様の方

2.2 高精度陶磁器の物性試験法で行った。

高精度陶磁器（以降、多孔質陶器と表記）は多孔質材料であるため、気孔特性及びその他の物性について評2.2.5 その他物理的性質

価を行うこととした。 物性試験において、多孔質陶器は、

真密度、吸水率、嵩密度試験について強化磁器と同様

まず原料粉末に適量の蒸留水及び分散剤として珪酸ナトの方法で行った。

リウム（水ガラス 3 号, 日本化学工業製）を 0.2mass％添加
して含水率 27％の多孔質陶器泥漿を調製した。これを石2.3 高精度陶磁器の改良試験

膏型に流し込んで鋳込み成形し、乾燥後に 1300℃で焼・気孔特性のコントロール

成（昇温速度：100℃／h、1 時間保持）して得られた焼成体

多孔質陶器の気孔特性をコントロールすることができをテストピースとした。なお、得られたテストピースは各物

れば、さまざまな用途へ応用できる可能性がある。一般的性試験ごとに適正な形状に加工して試験を行った。

に、多孔質セラミックスの気孔をコントロールする際にはいくつかの方法があるが、有田で作られているような一般

2.2.1 気孔特性的な磁器と同じ工程で製造すること考慮して、原料を変更

焼成体を乳鉢で 5～10mm 程度に粉砕し、以下の測定することで気孔サイズの調整ができないか検討を行った。

を行った。

多孔質陶器陶土の原料は天草陶土、蛙目粘土、石灰、ア
9

経常研究

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ルミナを使用しているが、今回はアルミナ及びその粒子での焼成では中央細孔径が小さく 1300℃焼成のものと比径に注目し、試験を行った。試験する陶土は、原料として、較してディフューザーとしての吸い上げ特性が低下する。

天草陶土、蛙目粘土及び石灰石に、粒径が異なる 8 種類

そこで、低温域での焼成でもディフューザーとしても十分のアルミナ（表１を参照。AES-11, A20（住友化学製）、に使用できるように改良試験を行った。ここでは既存の原SA31, SA32, SA34 (日本軽金属製)、AL13KT, AL43A,

料を用いて天草陶土を35～55%、蛙目粘土を5～20％、石AL170 (昭和電工製)） をそれぞれ混合することとし、これ灰を 20～35％、アルミナを 10～20％の範囲で調合割合をに適量の蒸留水及び分散剤として珪酸ナトリウム（水ガラ

変化させテストピースを作成することとした。既存の原料

ス 3 号, 日本化学工業製）を 0.2mass％添加して含水率に珪酸ナトリウム（水ガラス 3 号）を 0.2mass％添加し、含水28％の泥漿を調製した。これを石膏型に流し込んで鋳込率 27％の泥漿でテストピースを鋳込み成形し、電気炉をみ成形し、乾燥後に各温度（1200℃, 1250℃, 1300℃）で用いて各温度（1200℃、1225℃、1250℃）、で焼成（昇温

焼成（昇温速度：100℃／h、1 時間保持）して得られた焼成

速度：100℃／h、1 時間保持）した。得られた焼成体のア体をテストピースとした。

ルミナの粒子径の違いによる気孔特性を自動水銀圧ポロシメーター(2.2 を参照)で評価した。また一部の材料にお表 1 使用したアルミナの中心粒径．
アルミナ

中心粒径（μm）

AL13KT

97

AL43A

50

A20

29.5

SA31

5

SA34

4

AL170

1.8

SA32

1.7

AES-110.43

いては、電解放出型走査電子顕微鏡（JEOL 製 JSM7500f）を用いて組織構造の表面観察を行い、また生成物については全自動多目的 X 線回折装置（Rigaku 製
SmartLab）を用いて結晶層の同定を行った。

2.4 世界最高強度磁器と高精度陶磁器の成形試験
強化磁器と多孔質陶器を利用した製品は、現在、主に鋳込み成形やローラーマシン成形が行われているが、これらの素材の食器以外の分野への応用の可能性を探る
ためには、他の成形方法による成形性の評価を行う必要がある。そこで、以下の方法を用いて成形試験を行った。

・焼成条件について・プレス成型

多孔質陶器の気孔特性と、焼成温度や昇温速度等のはじめに、強化磁器と多孔質陶器の陶土を乾燥させ、焼成条件との関連性ははっきりとわかっていないため、そから粉末になるまで磁器製乳鉢で粉砕した。その後、約 10g

Anorthite（CaO・Al2O3・2SiO2）の生成がガラスの生成より早ずつ 15mm×60mm の金型に入れ、ハンディ油圧プレス

ければ変形しにくいことが分かっている。このことから、昇機（ENERPAC 製 SEFW-20）を用いて約2ton の荷重で30温速度の違いによる変形量の変化について試験した。試

秒間プレス成型を行い、成形性について評価した。

料は、多孔質陶器の原料である天草陶土、蛙目粘土、石・押出成形の条件について検討した。過去の研究結果

5)

灰、アルミナの４種類の原料割合を変化させ、珪酸ナトリ

強化磁器陶土（含水率20％）と多孔質陶器陶土（含水率

ウム（水ガラス 3 号）を 0.2mass%添加した含水率 27%の泥19％）で、混錬一体押出成形機（宮崎鉄工製 FM-P30H）

漿で鋳込成形を行い、複数のテストピースを作成した。そを用いて押出成形を行った。成形に使用した押出用金型の後、ベンディング用架台にそれらのテストピースを乗せ、は、角柱状（8mm×8mm）、円柱状（φ3mm、φ10mm）、パ

電気炉を用いて 1300℃まで各昇温速度（50℃／h、100℃

イプ（外形φ10mm、内径φ1mm）、ハニカム（24mm×／h、200℃／h、300℃／h）の条件で焼成を行い、焼成変24mm、ピッチ径 2mm×2mm、壁厚 1mm）の 5 種類を使用

形の量を確認した。

し、成形のしやすさについて評価した。

多孔質陶器は 1200℃台前半のような比較的低温領域
10

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3. 結果と考察を要求しない用途への利用については十分に代替として

3.1 世界最高強度磁器の物性試験結果利用できる可能性があると考えられる。また、熱伝導率以2.1 の強化磁器に関する物性試験で得られた結果を表外の熱的性質、化学的性質、物理的性質について本強2 に示す。また、強化磁器と当初の比較対象であったアル化磁器は比較的アルミナに近い値であった。このことから、

ミナの物性

6) 7) 8)と、ジルコニアの物性

7) 8)9)について合わせ特にアルミナの代替材料として利用の可能性が示唆されて表記した。機械的特性について注目すると、多くの評た。

価項目で強化磁器はアルミナとジルコニアに比べて値が低い傾向があったが、曲げ強度に関してはアルミナに匹

3.2 高精度陶磁器の物性試験

敵することがわかった。アルミナやジルコニアのようなファ細孔分布測定で得られた分析結果を図 1 に示す。このインセラミックス材料は一般的に 1500℃以上の高い温度

結果から多孔質陶器は細孔径が約 8μm の非常にシャーで焼成され、製造に多くのエネルギーを必要とする。また、

プな細孔分布を有することが明らかとなった。また、2.2 の原料自身に可塑性が無いためバインダーを添加する必

多孔質陶器に関する物性試験で得られた結果を表3に示要があり、製造における工程数が多く、硬い材料であるたす。現在、この材料の用途としてはアロマディフューザー

め加工コストもかかる。これと比較し、強化磁器は通常のが多いが、多孔質材料は気孔サイズによって適した用途

磁器と同じ 1300℃で焼成が可能で、原料自体に可塑性があるため、材料の各種物性が明らかになったことで酵があるためバインダーも不要である。また、製造工程が少母や触媒の担体やフィルター、散気材等、ディフューザ

なく、アルミナやジルコニアに比べると切削加工が容易でー以外の用途への応用につながると考えられる。また、あるなど、エネルギーや製造コストの面でメリットがある。

化学的性質について見ると、酸にとても弱く、アルカリにもこのため、アルミナやジルコニアのような高い機械的特性

注意が必要な結果となった。これは、材料成分中には

表 2 強化磁器（1300℃酸化焼成、昇温速度 100℃／h、保持時間 1h）とアルミナ、ジルコニアの物性表.．
材質
試験項目

単位
強化磁器

アルミナ

ジルコニア

ビッカース硬さ

GPa

7.86

18.6

10.7～12.7

曲げ強度（JCRS203）

MPa

351

-

-

曲げ強度（JISR1601）

MPa

281

294～392900～1500

圧縮強度

MPa

531

2700～3000

-

ヤング率

GPa

153

350～400

210

ポアソン比

-

0.22

0.25

0.31

破壊靭性

MPa・m1/2

1.8

4.5

8～12

平均線熱膨張係数

×10-6/K

7.0

8.0

9.2～9.8

熱伝導率（室温）

W/(m･K)

5.3

25～31

3.3

比熱容量

J/(g･K)

0.69

0.79～0.84

0.46

化学的

耐酸度

%

0.03

0.03～0.65

0～0.04

性質耐アルカリ度%

0.49

0.03～0.91

0.08

真密度

g/cm3

3.1

3.6～3.9

6.05

吸水率

%

0.02

0

0

嵩密度

g/cm3

3.1

3.9

6.0～6.1

機械的
性質

熱的
性質

物理的
性質

11

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CaO 成分が多いためであると考えられ、強い酸やアルカが小さかったテストピース（SA31, SA32, SA34, AL170,

リ条件中で使用する場合は注意が必要であることがわか

AES-11）の全細孔容積及び中央細孔直径を図 3、図 4 に

った。

示す。

図 2 異なる粒径のアルミナと焼成変形の関係（焼成温度 1300℃、酸化焼成、昇温速度 100℃／h、保持時間 1h）．
図 1 多孔質陶器の最高分布（焼成温度 1300℃、酸化焼成、昇温速度 100℃／h、保持時間 1h）．
表3 多孔質陶器（1300℃焼成、昇温速度100℃／h、保持時
間 1h）の物性表．
試験項目

単位

結果

気孔率

%

33

全細孔容積

cm3/g

0.19

中央細孔径

μm

8.2

機械的

曲げ強度（JCRS 203）

MPa

48

性質

圧縮強度

MPa

17

熱的

平均線熱膨張係数

10-6/K

5.4

性質

熱伝導率

W/(m･K)

1.9

化学的

耐酸度

%

47

性質

耐アルカリ度

%

0.97

真密度

g/cm3

2.8

吸水率

%

18

嵩密度

g/cm3

1.7

気孔
特性

図 3 異なる粒径のアルミナと焼成温度、全細孔容積の関係（酸化焼成、昇温速度100℃／h、保持時間1h）．

物理的性質

3.3 高精度陶磁器の改良試験
・気孔特性のコントロールについて

図 4 異なる粒径のアルミナと焼成温度、中央細孔径の関係（酸化焼成、昇温速度 100℃／h、保持時間 1h）．

異なる粒径のアルミナを用いた焼成試験結果を図 2 に示す。この結果から、中心粒径が 29.5μm 以上のような大全細孔容積の結果からはアルミナの粒径、焼成温度ときい粒形では焼成変形が大きく、それ以下の粒径を持つの明確な関連性はみられなかったが、中央細孔直径にアルミナを用いた試料ではほとんど焼成変形をしないとついては 1200℃～1300℃の焼成温度の範囲では大きくいう結果が得られた。これは、粒径が小さいものは表面積なる傾向が確認でき、さらに粒子の大きなアルミナの方が、が大きいことから反応性が高く、早い段階で Anorthite が細孔径が大きくなる傾向が明らかとなった。このことから、生成したことが要因となったと考えられる。また、焼成変形原料を変更することによって一定の範囲内ではあるが気
12

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孔特性のコントロールが可能であることが示唆された。こ焼成変形が大きなテストピースは昇温速度にかかわらずれらの中で SA32（中心径 1.7μm）と AL170（中心径 1.8μ

変形してしまい、今回試験を行った昇温速度の範囲m）では中心径の差が 0.1μm しかないにもかかわらず、（50℃／h～300℃／h）では焼成変形量と昇温速度の関連

温度依存性が大きく異なる。これらの違いについて詳しく性は小さいという結果が得られた。

確認するため、それぞれのアルミナについて粒度分布測

次に低温域での焼成について 1200℃、1225℃、定装置（セイシン企業製 LMS-2000e）を用いて粒度の測

1250℃の焼成で焼曲がほとんどなかったものについて４定を行い、その結果を図 5 に示す。

つピックアップした。その調合割合(%)を表 4 に示す。
表 4 改良した高精度陶磁器の調合割合表．
原料

試料 1

試料 2

試料 3

試料 4

天草

35

32

40

40

蛙目

20

18

10

18

石灰

25

30

30

24

アルミナ

20

20

20

18

これらの調合割合で作成した焼成後の試料について全細孔容積及び中央細孔直径を図 7、図 8 に示す。

図 5 アルミナ（SA32 と AL170）の粒度分布．

粒度分布の測定結果では、粒子径に大きな違いはな
かったが、AL170 は低い焼結温度でも焼結しやすいという特性を持つため、1300℃の焼成温度では焼結が進むことでガラス化が早まり、全細孔容積が減少し、結晶の成長により中央細孔径が大きくなったのではないかと考えられる。
・焼成条件について
焼成体の中では焼成変形が小さいテストピースもあったため、比較しやすいように変形量が大きかった試料 A

図 7 試料 1～4 の全細孔容積と焼成温度の関係（酸化焼成、昇温速度 100℃／h、保持時間 1h）．

（天草陶土 40％、蛙目粘土 10％、石灰 30％、アルミナ（SA34） 20％）、試料 B（天草陶土 40％、蛙目粘土 18％、
石灰 24％、アルミナ(SA34) 18％）について焼曲試験を行った結果を図 6 に示す。

図 8 試料 1～4 の中央細孔径と焼成温度の関係（酸化焼成、昇温速度 100℃／h、保持時間1h）．

図 6 昇温速度と焼成体 A,B の焼成変形量の関係（1300℃酸化焼成、昇温速度は図中記載、保持なし）．

全細孔容積について、1200℃ではばらつきがみられたが、1250℃ではその差が小さい結果であった。また、中
13

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央細孔直径については焼成温度依存性が強く、焼成温た。また、高倍率の SEM 像からは焼成温度からは焼成温度が高くなるにつれて細孔径も大きくなることが明らかと度が高くなるにつれて Anorthite と思われる結晶（図中矢なった。

印箇所）が晶出していることを確認できた。次に図 11 に X得られた試料 1、2、3、4 の SEM 像を図 9（低倍率）及び線回折パターンの焼成温度による変化を示す。試料の主図 10（高倍率）に示す。250 倍の SEM 像を見ると、焼成温な結晶相は Quartz、Corundum、Gehlenite、Anorthite であ

度が高くなるにつれてすべての試料で気孔径が大きくなった。以前の研究 5)により、多孔質陶器陶土の焼成反応でっている傾向がみられ、細孔分布測定による細孔径の結は原料中の Quartz や Corundum、Lime 等が反応し果と一致した。低倍率の SEM 像では、焼成温度が高くな

Gehlenite から Anorthite が晶出し、成長すると考えられてるにつれてすべての試料で気孔径が大きくなっている傾いる。そこで、X 線回折パターンの中で特に強く表れてい向が見られ、細孔分布測定による細孔径の結果と一致しる Quartz（26.6°）、Corundum(35.2°)、Gehlenite(31.4°)、

図 9 試料 1～4 の各焼成温度における SEM 像（エッチング処理無、250 倍）．

図 10 試料 1～4 の各焼成温度における SEM 像（エッチング処理無、2000 倍）．

14

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図 11 試料 1～4 の各焼成温度における XRD 測定結果 (〇：Quartz、◇：Corundum、×：Gehlenite、▼：Anorthite)．

Anorthite(28°) の第一ピークに着目し、ピーク強度の変温度帯で大きな気孔容積を有する焼成体を得るには化を表 5 に示す。Quartz、Corundum についてはすべて

Gehlenite 結晶の晶出が重要ではないかと考えられる。

の試料で焼成温度が高くなるにつれてピーク強度が減少

Gehlenite が既に多く成長していた試料 2、3 では試料 1、し、Anorthite のピーク強度が強くなっていることがわかり

4 に比べ 1200℃焼成での Quartz と Anorthite のピーク強

Anorthite の成長が確認された。しかし、Gehlenite の強度度が比較的低かった。このことから Gehlenite と Anorthiteについては、試料 1、試料 4 は焼成温度が高くなるにつが成長するために十分な量の Quartz が存在していればれて減少しているが試料 2、試料 3 については減少してより Gehlenite が増加するのではないかと考えられ、さらないなかった。このことから、1200℃付近で Gehlenite 結晶

る改良の余地が示唆された。

が十分晶出していると、図 7 で示したように全細孔容積が大きくなるのではないかと考えられる。よって、低い焼成

3.4 世界最高強度磁器と高精度陶磁器の成形試験結果

表 5 試料 1～4 の各焼成温度におけるピーク強度．（CPS）

・プレス成型
強化磁器、多孔質陶器共に乾粉は水やバインダーを用いずに成型が可能で、焼成前の成形体はハンドリングが可能な強度であった。成形体を電気炉で 1300℃、昇温
速度 200℃／h の条件で焼成したものを図 12 に示す。

図12 プレス成形のテストピース（1300℃酸化焼成、昇温速度 200℃／h、保持時間 1h）．

15

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焼成体について、多孔質陶器はほとんど収縮がなかっ

参考文献

たが、強化磁器では焼成前のサイズから 26％小さくなっ

1) 蒲地伸明 他, 佐賀県窯業技術センター平成 29 年度ていた。このため、強化磁器を用いる際は特に焼成収縮研究報告書, 1-3(2017).

について注意する必要がある。

2) JCRS 203:1996.

・押出成形

3) JIS R 1601:2008.

成形体を電気炉で 1300℃、昇温速度 200℃／h の条件

4) JIS R 1503:1991.

で焼成したものを図 13 に示す。

5) 蒲地伸明, 山﨑加奈 佐賀県窯業技術センター令和
元年度研究報告書, 40-44(2020).
6) 檜垣寅雄(1983). エンジニアリングセラミックス,176210.
7) 日本セラミックス協会(1989). セラミック工学ハンドブッ
ク, 2006-2009.
8) KYOCERA FINE CERAMICS 材料特性表

図 13 押出成形のテストピース（1300℃酸化焼成、昇温速度 200℃／
h、保持時間 1h）．

（ https://kyocera.co.jp/prdct/fc/material/property/material/comparison/index.html）

強化磁器、多孔質陶器共に、角柱、円柱、パイプにつ9) 宗宮重行(1983). ジルコニアセラミックス 1,175.

いてはバインダーを添加せずに問題なく成形が可能であった。しかしながら、ハニカムについては陶土が押し出されたのち裂けてしまい成形することができなかった。したがって、ハニカムのような複雑な形状を成形するには、強化磁器及び多孔質陶器についてそれぞれ適したバイン
ダーを検討し、可塑性の増加及び原料粒子同士の密着性の向上をはかる必要があると考えられる。

4. まとめ
世界最高強度磁器と高精度陶磁器について物性表を作成した。これらの材料の詳細な物性が判明したことにより、他分野への応用の可能性が広がった。
多孔質陶器ついて改良試験を行うことで原料と気孔特性の関係性や焼成温度の影響について知見を得ることができた。また、1200℃周辺の低温領域の焼成でも高い気孔容積が得られる条件を発見し、更なる改良の余地が見いだされた。
強化磁器と多孔質陶器について、食器以外の分野での応用の可能性を探るため、プレス成型と押出成形について実施した。ハニカムのような複雑な形状については課題が残ったが、円柱、角柱、パイプについては問題なく成形が可能であることがわかった。

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釉薬性状の制御に関する研究
蒲地 伸明
佐賀県窯業技術センター
施釉時間、釉薬の濃度が施釉に与える影響を改めて確認するとともに、添加剤による施釉特性の改善を試みた。素地が飽和するまでは施釉時間と釉薬の付着量は比例すること、施釉時間に対する施釉重量の変化率は重ボーメ度の影響をほとんど受けないことが確認できた。消泡剤や撥水剤の添加試験では、わずかな添加でも施釉体表面の状態が大きく変化することが明らかとなった。

An attempt to improve glazing properties.
KAMOCHI Nobuaki
Saga Ceramics Research Laboratory
The purpose of this study is confirmation how the glazing time and glaze density affect the workability
and the glazed surface state. The glaze adhesion weight was directly proportional to glazing time until
water saturating the body. The glaze density didn’t affect on the glaze adhesion weight changing ratio
to the glazing time. On the defoaming agent or water repellent agent additive test, a small amountagent gave large influence on the glazed surface state.

1. はじめに施釉装置は 60～90°に角度調整可能な釉タンクとワイヤ

陶磁器に使用される釉薬は目的の雰囲気や熱膨張等ー支持の釉ばさみから構成されており、最小限の釉薬量を得るために様々な原料を用いて調合される。当センタ

で施釉試験が可能である。

ーでも多様化する加飾ニーズに応えるために様々な釉薬開発を行ってきた 1）。他に、釉薬原料の変化に対応するために釉調合支援ソフトを開発し配布も行っている２）。
一方で、焼成後の雰囲気や熱膨張を優先した釉薬によっては施釉時の作業性の低下や、乾燥後の釉薬表面の脆さ等が問題となることがある。主な原因として、粘土鉱物の過多や過少、凝集・分散作用の強い原料の使用があり、原料の煆焼や釉薬の粒度調整などで対策するが限界もある３）。
そこで、本研究では施釉時間、釉薬の濃度が施釉に与える影響を改めて確認するとともに、添加剤による施釉特性の改善を試みた。

2. 実験方法
2.1 施釉装置
施釉特性の確認には安定して施釉を行う必要があるた

図 1 施釉装置．
（左：釉タンク，右上：釉ばさみ上面，右下：釉ばさみ下面）．

め施釉装置を製作した。図 1 に施釉装置の写真を示す。

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2.2 基礎試験用釉薬

2.4 重ボーメ度、釉比重－含水率換算グラフ試験に使用した釉の調合を表１に、粒度分布を図 2 に示

本稿は釉薬の含水率を施釉現場の現状に合わせ重ボす。またゼーゲル式は以下のとおりである。

ーメ度で示す。一方で、重ボーメ度になじみがない場合
内容が判り難くなることが懸念されるため、参考として釉0.46 𝑅2 𝑂
0.44 𝑅𝑂 }0.10 𝑍𝑛𝑂

0.5 𝐴𝑙2 𝑂3 }薬原料の真密度を 2.6 と仮定して作成した重ボーメ度、釉4.4 𝑆𝑖𝑂2
0.1 𝑃2 𝑂5

比重－含水率の換算グラフを図 3 に示す。2.2 により調合した釉薬で確認したところ、重ボーメ度と含水率の関係は釉薬の粘度は B 型回転粘度計（DVH-BII,トキメック製）

グラフの実線とよく一致した。

で測定した。
60.0

1.70

58.0

表１ 基礎試験用釉薬の調合割合．

重ボーメ度
釉比重

56.0

益田長石

46

インドソーダ長石

19

焼タルク

6

52.0
50.0
46.0
42.0

マレーシアカオリン

5

40.0

亜鉛華

2

1.40

44.0

7

15

1.50

48.0

骨灰

珪石

1.60

54.0

釉比重

調合割合 ％

重ボーメ度

原料

1.30

38.0

36.0

1.20

34.0
32.0
30.0

1.10
40

100
体積 / %

80

45

50
55
含水率 / %

60

65

図 3 重ボーメ度、釉比重-釉含水率換算グラフ．

60
40

3. 結果と考察

20

3.1 施釉時間、ボーメ度と施釉重量の関係
施釉試験に先立ち施釉装置の試験精度を確認した。釉

0
0.1

1

10

100

1000

薬の代わりに水道水を用い浸漬時間を 1，3，5 秒と変化さ

粒子径 / μm

せた時の素焼き素地 3 枚の平均吸水重量を図 4 に示す。

図 2 基礎試験釉の粒度分布． （中心粒径 7.0μm）

エラーバーは各条件の最大・最小値を示す。図から明らかなように浸漬時間ごとの吸水重量の最大値と最小値の2.3 施釉試験
2.2 に示した基礎釉のボーメ度を 38～44 まで変化させ

幅は、浸漬時間による変化に比べ小さく施釉装置を用い施釉装置を用いて 5 寸皿へ施釉試験を行った。施釉前のて精度よく施釉試験ができることが確認できた。なお、素素焼き素地重量を計量後、1，3，5 秒と浸漬時間を変えて焼き素地を水中に放置したのち測定した飽和吸水重量は施釉を実施し、乾燥後の試料重量から素地重量を差し引

3 枚の平均が 20.4g であった。

いて各条件で付着した釉薬重量を求めた。試験には、ロ釉薬の含水率を変化させ、ボーメ度を 38，40，42，44 とーラーマシン成形で作製した 5 寸皿をランダムに 12 枚抜

し、4 番ローターを用いてローター回転数 1rpm と 20rpm

き出し試料として用いた。それらの試料は平均重量がで測定した粘度変化を図5 に示す。いずれの回転数にお131.3ｇ、標準偏差が 1.77 であった。

いても重ボーメ度が高くなるに従い粘度が増加する傾向
18

経常研究

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21.00

飽和吸水重量 20.40ｇ

19.00

素地上釉薬含水率 (%)＝
(𝑊𝑑𝑔 /(1 − 𝑢𝑔 ) − 𝑊𝑑𝑔 ) − 𝑊
𝑊𝑑𝑔 /(1 − 𝑢𝑔 )吸水重量 / g

17.00
15.00

× 100

Wdg ： 釉乾燥重量13.00

ug： : 釉薬含水率

11.00

W ： 素地飽和水分量（20.4g）

9.00

施釉は 1 条件につき 3 枚ずつを予定していたが、乾燥が7.00

遅く作業が困難であった条件では試験数を減じた。表中
5.00
0

2

の水重量の部分で背景が薄いグレーの部分は試料 2 個

4

浸漬時間 /sの平均、濃いグレーは試料 1 個のデータである。表から

図 4 浸漬時間と吸水重量の関係．（5 寸皿 素焼き重量平均 131ｇ）

明らかなようにグレーで示した部分における施釉後の釉薬の含水率が 20％近くになると、施釉後の釉薬面に触れることができなくなり作業性が低下することが判る。
表2 において素地の水分飽和の影響を受けていないと

8

粘度 / Pa・ｓ6

1rpm

考えられる重ボーメ度38 の 1 秒及び 3 秒施釉試料とボー

20rpm

メ度40，42 の 1 秒施釉試料について、釉乾燥重量における施釉時間と重ボーメ度の関係を確認した。図 4 に示した
浸漬時間と吸水重量の関係から逆算した施釉時間が１秒

4

から 3 秒に変化したときに期待される施釉重量の増加率
は 1.28 であるが、実際の増加率は 15.3/10.5＝1.46 と期

2

待値の 1.14 倍であった。一方、ボーメ度が 38 から 40，42に変化したときに期待される施釉重量の増加率はそれぞ
0
36

38

40

42

44

れ 1.1，1.2 であるが、実際の増加率は 16.5/10.5＝1.42、

46

重ボーメ度

16.5/10.5＝1.57 でありそれぞれ期待値の1.29倍、1.30倍

図 5 重ボーメ度と粘度の関係．

となった。したがって、施釉量への影響は施釉時間よりも重ボーメ度のほうが大きいと考えられる。

が確認できたが、1rpm と比較して 20rpm の測定値の変化
表 2 施釉時間と釉薬の付着重量の関係、及び施釉直後の釉薬含水率．

量は非常に小さい。
施釉時に素地が釉薬中を移動している際には、素地周

重
ボ
ー
メ
度

りの釉薬には 4 番ローター20rpm 以上のずり速度が発生→していると考えられるので、ボーメ度に関わらず施釉中の素地上釉薬
含水率 /％

釉乾燥重量 /g

1s

釉薬のボーメ度を 38，40，42，44 とし施釉時間を 1，3，5

44

23.4

31.0

35.6

13

26

31

秒として5 寸皿に施釉したときの施釉時間と釉薬の付着重

42

16.5

21.7

27.5

0

15

27

40

14.9

19.8

24.9

0

16

29

38

10.5

15.3

20.5

0

1

25

釉薬の粘度はほぼ一定と考えられる。

量の関係を表 2 に示す。合わせて釉薬の付着量から次式により算出した施釉後素地の吸水が飽和したときの素地
上の釉薬の含水率を示す。
19

3s

5s

1s

3s

5s

経常研究

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1.30に固化できずに半乾きの釉面に垂れてきたものである。

乾燥施釉重量／素地重量

右の重ボーメ度 44 施釉時間 1 秒の試料には縁部からの

38
40
42
44

1.25

釉だれはほとんどない。一方で、高台部からの釉だれが目立つ。高台部から余剰の釉薬が垂れてきたときにすで

1.20に高台付近の釉面は半乾きの状態になっているため、垂れてきた釉薬が周りとなじむことができずに段差になった

1.15

ものである。施釉時間が長い右の試料では高台部からの釉だれは周りとなじみ、ほとんど目立たない。このように釉1.10層から素地への水分移動は速すぎても遅すぎても釉ムラ
1.05
0.00

が発生することが改めて確認できた。
1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

施釉時間 /s

3.2 釉薬への消泡剤、撥水剤添加試験
図 6 施釉時間と釉薬付着割合の重ボーメ度による変化．

釉層から素地への水分移動の速度を制御するための

表 2 の乾燥施釉重量を素地重量に対する乾燥施釉素

様々な方法が知られている 4）。代表的なものとして釉薬の地の重量増加率としてグラフ化したものを図 6 に示す。エ

粒度分布を変えたり、釉層の保水力に強く影響する粘土

ラーバーはそれぞれの条件における最大最長値を示し鉱物の一部を仮焼する等がある。これらの調整は釉組成ているが、図から明らかなように素地の飽和吸水重量を超によっては難しい場合もあるので、本研究では新たな試える釉薬が付着した場合、施釉重量のばらつきが大きくみとして水の表面張力を変化させることを試みた。

なることが判る。一方で、施釉時間ごとの施釉重量の増加

表面張力を低下させるためにシリコーン消泡剤（KM-は直線的であり、素地飽和時素地上釉薬含水率が 30％

73：信越化学工業）を重ボーメ度 42 の釉中の水分量に対程度までは施釉時間に比例して施釉重量が増加することして 0.05％添加し 3 秒施釉した時の釉薬面を図 8 に示す。

が確認できる。また、グラフの傾きも重ボーメ度による差図から判るように消泡剤を添加した釉薬を用いた施釉体はほとんどなく、施釉時間に対する施釉重量の変化率は

表面は、独特な釉ムラが発生した。釉ムラの発生の様子

重ボーメ度の影響をほとんど受けないことが判った。

を確認したところ、施釉時に素地に吸われた水に押し出さ

図 7 に施釉試験時に発生した釉ムラの写真を示す。左れた素地中の空気が釉層の固化が始まる前に勢いよく弾は重ボーメ度 38 施釉時間 5 秒の条件のもので、施釉時

け釉層の薄い部分を形成していると考えられた。釉層表間が長いために薄い縁部が水で飽和し縁部の釉が迅速

面の乾燥は消泡剤無添加の釉薬に比べ速く水の表面張

図 7 釉ムラの発生状況．
（左：重ボーメ度 38－施釉時間 5 秒、右：重ボーメ度 44－施釉時間 1 秒）

図 8 消泡剤 0.05％添加釉薬の施釉体表面．

20

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力が低下した結果、素地中への水分移動が速くなったこ

4. まとめとが独特な釉ムラ発生の原因と推察される。製品によって少量の釉薬で精度よく試験ができる施釉装置を製作しは釉ムラを意図的に出したいという場合もあり、特殊な釉施釉時間、釉薬の濃度が施釉に与える影響を改めて確認

組成を作ることなく釉ムラを出せるこの方法は新しい釉加した。結果、素地が飽和するまでは施釉時間と釉薬の付飾の技法としての可能性がある。

着量は比例すること、施釉時間に対する施釉重量の変化

水の表面張力を低下させる消泡剤の添加で釉ムラが発率は重ボーメ度の影響をほとんど受けないこと等が確認

生したことから、逆に水の表面張力を高くすることで釉ムできた。

ラが軽減できないか検討した。しかしながら、釉組成に影

また、消泡剤や撥水剤の添加試験では、わずかな添加

響を与えずに表面張力を高くすることは難しいため、素地でも施釉体表面の状態が大きく変化することが明らかとなの濡れ性を低下させることで同様の効果が得られると考った。本研究では釉ムラを低減する添加剤を見出すことえ、釉薬中へのフッ素系撥水撥油剤（AG-E080：明成化学ができなかったが、消泡剤や撥水剤の種類が変われば工業株式会社）の添加を試みた。重ボーメ度 42 の釉中の釉ムラやピンホールの発生状態は変化しており、今後も水分量に対して 0.05％添加し 3 秒施釉した時の釉薬面を種類をふやして試験を続けていく予定である。また、釉ム図9 に示す。図から明らかなように多数のピンホールが釉ラについては新しい加飾技法として提案するとともに、釉薬面に発生した。理由は不明であるが素地中から出てく

ムラの制御方法について検討していきたい。

る空気が撥水剤の影響によりピンホールを形成できるほどの大きな塊となったと推察される。施釉後の釉層表面の乾きは撥水剤無添加の施釉体に比べ遅くなった。

参考文献

なお、消泡剤、撥水剤ともに添加量を増やしてもあまり

1）志波雄三他, 佐賀県窯業技術センター令和元年度研

釉薬面の状態に変化はなかった。また、同時に添加した究報告書・支援事業報告書, 1-18 (2020).

場合は消泡剤の影響による釉ムラが発生した。

2）蒲地伸明, セラミックス, 48, No11, 879-884 (2013).
3）蒲地伸明, 佐賀県窯業技術センター平成 13 年度業務報告書, 33-37 (2002).
4）素木洋一, 釉とその顔料, 技報堂, 392-424 (1968).

図 9 撥水剤 0.05％添加釉薬の施釉体表面．

21

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NC ローラーマシンによる高精度成形及び特殊形状成形に関する研究
蒲地 伸明、関戸 正信
佐賀県窯業技術センター
NC ローラーマシンの内ゴテ成形、外ゴテ成形それぞれの成形因子が製品性状に与える影響について実験計画法を用い確認を行った。その結果、NC ローラーマシン特有の成形因子が製品性状に大きな影響を与えることがあることを確認できた。また、解析結果をもとに薄肉製品や、ヤエン付き袋物の成形試験を行い必要な成形条件を明らかにした。

Optimization in NC roller-machine forming process to achieve thespecific shape products.
KAMOCHI Nobuaki, SEKIDO Masanobu
Saga Ceramics Research Laboratory
Numerical control (NC) roller machine forming process was studied using experimental design method.
Some NC roller machine specific parameter deeply affected the properties of fired body. The very thin bowl
and tea pot body with gallery could be achieve based on these results.
1. はじめにンの制御因子が製品性状に与える影響については明ら

ローラーマシンは高精度の回転体を短時間で量産可かにされていない。

能であるため、肥前地区においても多く利用されている。

そこで、本研究では NC ローラーマシン（URM-125 型：

ローラーマシン成形は金属製の上型（ヘッド）と石膏製の高浜工業株式会社製：図1）を対象に、NC ローラーマシン

下型を用い、石膏型の上に乗せた陶土を上型の下降動の制御因子が製品性状に与える影響について実験計画

作と上型下型の回転差により延ばし生地を作る。成形力法を用いて解析するとともに、従来型のカム式ローラーマが強いために成形直後の生地形状は一定であるが、生シンでは成形困難な形状について成形試験を実施した。

地中の組織は成形条件の影響を受けており、乾燥や焼成工程で形状が変化する。過去に、著者はヘッドの上下運動をカム機構で行う従来型のローラーマシン（UR-50 型：
高浜工業株式会社製）の成形に関し、成形条件が最終製品に与える影響について実験計画法により解析し報告した 1,2）。一方で、ローラーマシンの挙動を数値制御する NC
ローラーマシンの導入が肥前地区でも進みつつある。NC
ローラーマシンはヘッド角度、位置、成形時間等が数値入力により細かく設定できるため、従来型と比べ製品の切り替えに要する時間が大幅に短縮され、セッティングの精度や再現性も飛躍的に向上した。上記の利点に加え NC

図 1 NC ローラーマシン（URM-125 型：高浜工業株式会社製）．

制御のローラーマシンは各制御項目を独立して動作させることが出来ることから、従来のローラーマシンでは成形

2. 実験方法が出来なかった特殊な形状も成形できるという特徴がある。

2.1 内ゴテ成形解析

しかし、カム式ローラーマシンと異なる NC ローラーマシ

直径 8 ㎝、硬度 10～10.5（NGK 硬度計）の市販天草撰

22

経常研究

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上陶土を用い、型寸法が直径 154 ㎜高さ 62 ㎜のボウル

転数”とロクロ軸とヘッド軸の“回転差”の 2 制御因子を加を成形した。図 2 に使用したヘッド及び型の図面を示す。

えた 8 制御因子について実験を行った。なお、制御因子

図 3 に内ゴテ成形におけるヘッドの軌道及び制御因子をの表記は URM-125 型の制御ソフトウェアの表記方法を採示す。成形時に NC ローラーマシンのヘッドは“X 軸セリ用している。表 1 に各制御因子と設定した 3 つの水準値込み量”だけ石膏型中心から成形機正面（図 2 におけるを示す。なお、それぞれの制御因子における水準値の決

型中心の左側）へ移動した位置から鉛直方向へ下降を開定は予備試験により最も厳しい条件でも生地に割れが発始する。鉛直方向へ向かう直線と、最終的な生地形状を生しない範囲で決定した。表１に示した制御因子をL27 直決める仕上げ位置からセリ込角で指定した角度で延ばし

交表に割り付け、27 種の成形条件でそれぞれ 7 個ずつた直線の交点にヘッド位置が到達すると“セリ込角”でヘ成形を行った。ローラーマシン成形で安定した成形を行う

ッドは型中心に向かって斜めに下降し、“仕上げ時間”停ためには 15％程度の余剰土が必要であることから 1）、1 回

止後、“逃げ角”に従って上昇し成形が完了する。ヘッドの成形における陶土使用量は 200g とした。この時の成形の下降速度は“セリ込ミ時間”によって、ならし時の上昇速

直後の成形体重量は約 170g であった。また、ヘッド温度

度は“ナラシ時間”で決定される。内ゴテ成形の解析ではは 105℃に設定した。使用した石膏型は 63 個であり成形これらの 6 制御因子に石膏型の回転数である“ロクロ軸回

後28℃に調温した室内で自然乾燥した。乾燥後脱型を行
い縁部の削り仕上げを行った。得られた 27（種）×7（個）=189（個）の成形体は 0.3m3 強制対流式ガス炉（高砂工業製）で 1300℃、10 時間の還元焼成を行った。焼成は 3 回に分けて実施したが、炉内 12 か所（戸前、右、左、奥×上、中、下）で測定したリファサーモ（JFCC 製：type M）の指
示温度は 1294～1285℃と 10℃未満の範囲であった。なお、釉による重量や軟化変形への影響を避けるため、施釉は実施せず締め焼きとした。
得られた焼成体の、重量、直径（（短径＋長径）/2）、底落（高台最下部から裏面碗中央部までの距離をディプス

図 2 内ゴテ成形に使用したヘッド及び型の図面．

ゲージで計測後、焼成後の高台高さ 4.0mm から除算したヘッドの軌道値）、内側（ヘッド面）の表面状態（ヘッド跡の有無、粗さ）、X 軸セリ込み量

縁形状の 6 項目について分散分析を行い各制御因子のセリ込角影響について確認した。

逃げ角
表 1 内ゴテ成形における各制御因子と水準値．
制御因子

水準１

水準２

水準３

X 軸セリ込み量

/mm

0.5

2.5

4.5

セリ込角

/ °

30

45

60

仕上げ時間

逃げ角

/ °

0.5

30

60

ナラシ時間

ロクロ軸回転数/ r.p.m..

450

550

650

回転差

/ r.p.m..

50

100

150

セリ込ミ時間/ sec.

1.0

2.0

3.0

仕上げ時間

/ sec.

0.2

0.4

0.6

ナラシ時間

/ sec.

0.2

0.4

0.6

セリ込ミ時間図 3 内ゴテ成形におけるローラーマシンヘッドの軌道と制御因子．

23

経常研究

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2.2 外ゴテ成形解析
直径 15cm、硬度 10.5～11.0 の市販天草撰上陶土を用
い 9 インチ洋皿を成形した。図 4 に使用したヘッド及び型の図面を示す。表 2 に各制御因子と設定した 3 つの水準値を示す。
外ゴテ成形の場合、ヘッド面で高台部を成形するため、内ゴテ成形のような大きなセリ込角や逃げ角の設定はできない。そこで、内ゴテ成形で検証した X 軸セリ込み量や逃げ角、逃げ角に関連した設定項目であるナラシ時間を除き、代わりに成形機正面に向かってヘッドセンターを左

図 4 外ゴテ成形に使用した９インチ皿の型図面．

右に移動させる“センター位置”を制御因子として追加した。表 2 に示した制御因子を L27 直交表に割り付け、27
表 2 外ゴテ成形における各制御因子と水準値．

種の成形条件でそれぞれ 8 個ずつ成形を行った。1 回の制御因子

成形で陶土は 670g 使用し、成形直後の成形体重量は約

水準１

水準２

水準３

590g であった。また、ヘッド温度は 110℃に設定した。使

セリ込角

/ °

2.5

6.5

10.5

用した石膏型は 60 個であり成形後 28℃に調温した室内

ヘッド軸回転数/ r.p.m..

200

240

280

で自然乾燥した。乾燥後脱型を行い縁部の削り仕上げを

回転差/ r.p.m..

40

80

120

行った。なお、乾燥時に 2 個の試料が破損した。得られたセリ込ミ時間/ sec.

5.0

6.0

7.0

27（種）×8（個）-2（個）=214（個）の成形体は内ゴテ成形体

仕上げ時間/ sec.

0.3

0.6

0.9

と同様に締め焼きを 0.3m3 強制対流式ガス炉で 1300℃、センター位置

/ mm

-0.5

0.0

0.5

10 時間の還元焼成で行った。焼成は 5 回に分けて実施
し、炉内 12 か所で測定したリファサーモ指示温度は 1296

2.4 袋物成形試験～1289℃であった。

図 5 にヤエン付ポット胴体部分とヘッドの図面を示す。

得られた焼成体の重量、底落（高台最下部から裏面皿

カム式ローラーマシンではスライドカムによってヘッド中央部までの距離をディプスゲージで計測後、焼成後のの前後位置を成形途中に移動させることが可能であるが、高台高さ 4.5mm から除算したのち突き上げ量を足した値）、動作範囲はスライドカムにより決定され細かなスライド量

突き上げ（ディプスゲージを裏面皿中央に当てた時の値）、の制御は困難であり動作範囲も限られる。一方、NC ロー

高台成形性（内傷、外傷）、裏面（ヘッド面）の表面状態（粗さ、ヘッド跡の有無）、縁形状の 8 項目について分散分析を行い各制御因子の影響について確認した。
ヤエン部

2.3 薄肉成形試験
NC ローラーマシンは一度設定が完了、保存すれば同じ設定を精度よく再現できるため、カム式ローラーマシン
では形状交換時に設定の再現に時間を要する量産が困難な形状でも安定した製品化が可能である。そこで、図 2に示したボウルのヘッドと型を用い、厚さ 1mm 未満の成形体の成形試験を実施し薄肉成形時に必要な成形条件の検討を行った。

図 5 ヤエン付ポット胴体とヘッド図面．

24

経常研究

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ラーマシンではヘッドの前後位置を大きく動かせる上に、

図 6-1,2 に重量、直径、底落、ヘッド跡、表面状態、縁セリ込角、逃げ角も自在に設定できるために従来成形困

切状態について分散分析を行った結果を示す。図中の難な形状であっても成形が可能となる。ヤエン付袋物とし“○”マーカー及び実線で示した因子は有意水準 0.01（危てポットの胴体部分の成形の検討を行った。

険率１％）で有意であったことを示し、“×”マーカー及び破線で示した因子は有意水準0.05（危険率5％）で有意で3. 結果と考察あったことを示している。なお、マーカーのない制御因子

3.1 内ゴテ成形試験結果

は有意水準 0.05 で有意でなかったことを示している。

図 6-1 内ゴテ成形分散分析解析結果． (上から順に、重量：直径：底落)

25

経常研究

佐賀県窯業技術センター 令和 3 年度 研究報告書・支援事業報告書

図 6-2 内ゴテ成形分散分析解析結果． (上から順に、ヘッド跡：表面状態：縁切)3.1.1 製品重量

成形時間が長くなるにつれて切り捨てられる陶土量が増

製品重量に最も影響を与えたのは、セリ込ミ時間で寄

え製品重量が軽くなっている。また、成形に寄与する時間

与率は 45％であった。続いて仕上げ時間 30％、ナラシ時の順に寄与率も高くなっている。他に、回転差、ロクロ軸

間 6％の寄与率で、これらの因子が有意水準 0.01 で有意

回転数、セリ込角が有意水準 0.05 で有意であったが寄与となった。3 因子は成形時間であり成形時間が長くなるほ率は 5％未満であった。回転差は大きくなると陶土を延ばど重量が軽くなる結果となった。今回の成形条件では成す力が大きくなり、ロクロ軸回転数は速くなることで生地に形終了まで余剰陶土が排出されている状態であったので、かかる遠心力が大きくなる。これらにより陶土の移動速度

26

経常研究

佐賀県窯業技術センター 令和 3 年度 研究報告書・支援事業報告書が速くなり、結果製品重量が軽くなったと考えられる。セリることができることが明らかになった。

込角は NC ローラーマシン独特の制御因子である。今回の成形体の胴部の開き角は約 116°であるが、開き角に3.1.3 底落

ヘッドを寄せていく角度で製品重量が変化することが明ら底落に最も影響を与えたのは X 軸セリ込み量であり、かとなった。

寄与率は 17％であった。仕上げ時間が寄与率 16％であり、有意水準 0.05 で有意であった。底落についても製品

3.1.2 製品直径

直径と同様に製品底部の生地の締りが大きく影響し生地

製品直径に最も影響を与えたのは、仕上げ時間で寄与の締りが良いほうが小さいと考えられる。しかし、今回有率は 28％であった。続いて逃げ角 17％、回転差 16％、X意となった 2 つの制御因子の底落に与える影響は製品直軸セリ込み量 14％、ロクロ軸回転数 9％の寄与率であり、径とは逆のものとなった。X 軸セリ込み量については小さこれらの因子が有意水準 0.01 で有意となった。焼成温度

いほうの底落が少ないが、製品直径は小さい。仕上げ時はほぼ一定であることから、製品直径の違いは成形条件間についても短いほうの底落が小さく、製品直径から推察

による生地密度の違いを示している。つまり、直径が大きされる生地密度とは逆の結果となっている。ローラーマシ

いものは生地密度が高く、小さいものは生地密度が低い

ンの内ゴテ成形において、陶土直径は高台直径と合わせと考えられる。セリ込み終了、すなわち生地形状が完成しることが多い。したがって、陶土の移動によってのみ成形てからの押さえ時間である仕上げ時間は今回の水準値のされる側面と、あらかじめ置かれた陶土が延びていく高台

範囲では長いほど直径が大きくなっており、仕上げ時間

内側では生地の締りが異なると考えられる。今回の結果が長いほど生地密度が高くなることを示している。成形終からは、X 軸セリ込み量が大きくなると側面の生地密度は了後のヘッド退避方向である逃げ角に関しては胴部の傾高くなるが逆に底面の生地密度は低下し、仕上げ時間にきに対して垂直方向に移動したほうの直径が大きく、胴部関しても長くなると側面の生地密度は高くなるが、新たなに対して垂直に近い角度で退避させると小さくなった。こ

陶土が供給されず延びていくだけで底面の生地密度がれは後述する縁形状の解析とも関係するが、ヘッドがほ低くなると推察された。筆者は以前に強化磁器のカム式ロ

ぼ垂直に上昇する水準値 0.5°が胴部の開き角度に対しーラーマシン成形の解析において底落に影響を最も与えて約 26°で退避するのに対して水準値“60°”は胴部のる因子は回転差であることを報告した 2）。この時に、生地開き角度に対してほぼ垂直方向への退避となり、ヘッドがの気孔率の違いから回転差が大きいと生地全体の密度

生地に接触している時間が短くなった影響と考えられる。

が低下し、特にヘッド側の生地密度が低下するために上

なお、ヘッドの退避時間であるナラシ時間は今回の検定

面下面の焼成収縮の違いにより底落が大きくなることを明では有意とならなかったが、ナラシ時間が長くなるほど直らかにしている。一方で、今回の試験では回転差は有意

径が大きくなる傾向は認められた。回転差については小とならなかった。今回、最も影響の大きかった、X 軸セリ込

さいほうの直径が大きく、回転差を小さくしゆっくりと成形み量に相当するものをカム式ローラーマシンによって実したほうが生地密度を高くすることができることが示唆され現するためにはスライドカムを利用する必要があるが、前た。ロクロ軸回転数については速いほうの直径が大きく、回の解析では因子として取り上げておらず、スライドカム

生地の外側に石膏型がある内ゴテ成形では生地密度がを利用していなかったために、任意の X 軸セリ込み量は

遠心力の影響を受けていることが明らかとなった。また、X

0 ㎜であり、今回の底落の小さかった 0.5 ㎜に近い。従っ

軸セリ込み量に関してはヘッドをほぼ垂直に落とす水準て、ロクロとヘッドの回転軸がほぼ同じ場合は回転差の影

値“0.5ｍｍ”が小さくなったので、側面に向けて対してヘ

響が強く表れるが、セリ込みによりロクロとヘッドの回転軸

ッドをスライドさせたほうが生地の締まりが良くなることががずれていくことで、底部においては回転差の影響が小示唆された。以上の結果から、仕上げ時間とロクロ軸回転

さくなることが推察された。

数に関しては製品重量を軽減しながら生地密度を高くす
27

経常研究

佐賀県窯業技術センター 令和 3 年度 研究報告書・支援事業報告書

3.1.4 ヘッド跡

昇する水準値0.5°は胴部の角度に対して約26°で退避

成形終了時にヘッドが生地から離れた時の痕跡をヘッするのに対して、水平な底面では垂直方向のヘッド退避

ド跡として評価した。成形が十分に進まない状態でヘッドとなることから、底面にヘッドが接触している時間が短くなが生地から離れると、離れる瞬間にヘッドが触れていたりヘッド跡が残りやすくなったと考えられる。

部分と触れる直前だった部分に成形体の厚みの差が生じ段差となって成形体に現れる。ヘッド跡は製品の見た目

3.1.5 表面状態を損なうだけでなく、ヘッド跡の部分で厚さが変わることか

ヘッド面に現れる皺を表面状態として評価した。皺はヘ

ら製品歪の原因となる。ヘッド跡がはっきりを現れた例をッドと接触している時間が長いうえに陶土の動きが少ない

成形条件とともに図 7 に示す。写真では中央から縁部ま中心部付近に発生しやすい。皺の例を図 8 に示す。皺がではっきりとした段差が生じているが、軽微な場合は底中明らかに認められるものを“3”、わずかに認められるもの

央付近にのみ現れる。今回ははっきりとわかるものを“3” 、を“2”、皺がなく滑らかな表面となっているものを“１”としわずかに認められるものを“2”、認められないものを“1“とて目視により評価し、分析を行った。表面状態に最も影響

して目視により評価し、分析をおこなった。ヘッド跡に強くを与えたのは回転差で寄与率は 59％であった。回転差

影響を与えたのは仕上げ時間とセリ込ミ時間が有意水準が小さくなると皺が発生しやすくなる傾向が認められた。

0.01 で有意、寄与率は共に 24％であった。逃げ角は寄与

次いでセリ込ミ時間が寄与率 16％であり、セリ込ミ時間が率13％であり有意水準0.05 で有意であった。仕上げ時間

１秒のとき表面状態が滑らかとなった。これら 2 因子は有が短い場合、X 軸セリ込み量は小さい場合にヘッド跡が意水準 0.01 で有意であった。これらの結果から、できるだ

残りやすいという結果になった。製品直径から推察された

け陶土を速く動かす条件で表面が滑らかに仕上がること

生地の締りにおいて、この条件は生地が十分に締まってが明らかとなった。

いないことを示唆しており、十分に成形か進まないままヘッドが離れているためヘッドの接触の前後で生地の厚みの差が大きくなりヘッド跡が残りやすくなっていることが明らかとなった。一方、逃げ角については生地の締りの良いはずである 0.5°が、ヘッド跡がつきやすいという結果になっている。ヘッド跡のつきやすい底面においては直径に大きな影響を与える胴部ではヘッドがほぼ垂直に上

図 8 ヘッド成形面皺発生例．（ロクロ軸回転数 650r.p.m.；回転差 50r.p.m.；
X 軸セリ込み量 0.5mm；セリ込角 30°；逃げ角 30°；
セリ込ミ時間 2s；仕上げ時間 0.6s；ナラシ時間 0.4s）

3.1.6 縁形状
今回の 27 種の成形条件においてヘッド位置、土切の入切のタイミングはすべて同じ条件で成形を実施しているが、縁形状に明らかな違いが現れたので分散分析を行っ

図 7 ヘッド跡発生例．（ロクロ軸回転数 450r.p.m.；回転差 50r.p.m.；
X 軸セリ込み量 0.5mm；セリ込角 30°；逃げ角 0.5°；
セリ込ミ時間 1s；仕上げ時間 0.2s；ナラシ時間 0.2s）た。図 9 に縁状態の違いを示す。図 9 上の写真は正常に成形が終了したもので、図 2 に示した図面の通り陶土が
28

経常研究

佐賀県窯業技術センター 令和 3 年度 研究報告書・支援事業報告書

排出されるヘッドと石膏型の隙間の部分で成形体の縁切状が影響を受けることが明らかとなった。製品直径のとこが行われている。一方、図 9 下の写真は本来ヘッドの曲

ろでも記述した通り逃げ角 0.5°の場合、胴部の開き角に面に沿って成形されるべき部分まで縁切が行われている。

対してヘッドが約 26°で退避するが、退避の際にも縁のそこで、全周にわたり正常な成形ができた状態を“１”、わ成形が継続し本来の仕上げ位置から縁部曲面形状が上ずかに本来の曲面に縁切が触れている状態を“2”、明ら部に移動したと推察された。そこで、正常な状態である評

かに曲面に縁切が認められる状態を“3”、90°にわたり

価“1“の試料と全周にわたって曲面に縁切が確認された

曲面に縁切が認められる状態を“4”、180°を“5“、270°評価”7“の試料の縁部の厚さを計測したところ、評価 1 のを“6“、全周にわたり曲面に縁切が認められる状態を“7”試料で 2.5～2.6mm、評価 7 の試料で 2.7～2.8mm と若干として目視により縁形状を評価し、分散分析を行った。

の厚さの増加が認められ、成形体内側のラインが変化し縁切に最も影響を与えたのは逃げ角であり寄与率はていることが確認できた。X 軸セリ込み量に関しては52％であった。次いで X 軸セリ込み量が 11％であり有意

0.5mm のときに縁形状が良好になることが判った。

水準 0.01 で有意であった。逃げ角 60°の 9 成形条件では全く縁形状の異常は見られなかった。一方で、逃げ角

3.1.7 内ゴテ成形まとめ0.5°では 1 成形条件の成形個数である 7 個すべてが正内ゴテ成形における各制御因子が成形体に与える傾常となった成形条件は無く、ヘッドの逃げ角によって縁形

向を表 3 にまとめた。仕上げ時間が最も多くの項目に影響を与えることが判る。また、NC ローラーマシン固有の成形条件である逃げ角も様々な項目で影響を与えることが明らかとなった。

3.2 外ゴテ成形試験結果
図 10 に乾燥重量、底落、突き上げ、高台えぐれ、高台
傷、縁折れ、表面状態、ヘッド跡について分散分析を行った結果を示す。図中の“○”マーカー及び実線で示した因子は有意水準 0.01（危険率１％）で有意であったことを示し、“×”マーカー及び破線で示した因子は有意水準
0.05（危険率 5％）で有意であったことを示している。また、マーカーのない制御因子は有意水準 0.05 で有意でなか
図 9 縁形状の違いの様子．
（上：正常、下：異常（土切が内側Ｒをつぶしている））

ったことを示している。

表 3 内ゴテ成形における各制御因子が成形体に与える傾向．

因子

ロクロ軸
回転数

回転差

X軸
セリ込み量

セリ込角

逃げ角

セリ込ミ時間

仕上げ時間

ナラシ時間

遅

速

小

大

小

大

小

大

小

大

短

長

短

長

短

長

重量

大

小

大

小

-

-

大

小

-

-

大

小

大

小

大

小

直径

小

大

大

小

-

-

-

-

大

小

-

-

小

大

-

-

底落

-

-

-

-

小

大

-

-

-

-

-

-

小

大

-

-

ヘッド跡

-

-

悪

良

-

-

-

-

悪

良

悪

良

悪

良

-

-

表面状態

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

良

悪

良

悪

-

-

縁切

-

-

-

-

良

悪

-

-

悪

良

-

-

-

-

-

-

29

無← 高台えぐれ →有

6.5
10.5
5

6
7

0.3
0.6

0.9

10.5

5

6

7

0.3

0.6

0.9

0.0

0.0

6.5

-0.5

-0.5

2.5

120

120

2.5

80

80

0.5

40

40

0.5

280

1

240

2

280

3

200

0

240

30

0

図 10-1 外ゴテ成形分散分析解析結果 ．(上から順に、乾燥重量：底落：突き上げ：高台えぐれ)
0.9

0.6

0.3

7

6

5

10.5

6.5

2.5

0.5

0.0

-0.5

120

80

40

280

240

200

底落 /mm

0.9

0.6

0.3

7

6

5

10.5

6.5

2.5

0.5

0.0

-0.5

120

80

40

280

240

200

460

200

突き上げ /mm

乾燥重量 /g

経常研究
佐賀県窯業技術センター 令和 3 年度 研究報告書・支援事業報告書

480

475

470

465

455

1.5

1

0.5

0.3

0.2

0.1

無← ヘッド跡 →有良← 表面状態 →悪無← 縁折れ →有

2.5
6.5
10.5

5
6
7

0.3
0.6
0.9

2.5
6.5
10.5

5
6
7

0.3
0.6
0.9

2.5
6.5
10.5

5
6
7

0.3
0.6
0.9

2.5

6.5

10.5

5

6

7

0.3

0.6

0.9

0.0

0.0

0.0

0.0

0.5

-0.5

-0.5

-0.5

-0.5

0.5

120

120

120

120

0.5

80

80

80

80

0.5

40

40

40

40

1

280

2

280

3

280

0

280

1

240

2

240

3

240

0

240

1

200

2

200

3

200

0

200

無← 高台傷 →有経常研究
佐賀県窯業技術センター 令和 3 年度 研究報告書・支援事業報告書

3

2

1

0

図 10-2 外ゴテ成形分散分析解析結果． (上から順に、高台傷：縁折れ：表面状態：ヘッド跡)

31

経常研究

佐賀県窯業技術センター 令和 3 年度 研究報告書・支援事業報告書

3.2.1 乾燥重量

上げに最も影響を与えたのはセンター位置であり、寄与

外ゴテ成形試験では重量を製品重量ではなく、乾燥重率は 49％であった。次いで回転差が寄与率 13％で、い量で評価した。乾燥重量に最も影響を与えたのは回転差

ずれも有意水準0.01 で有意であった。突き上げの傾向はであり寄与率は 71％であった。続いて仕上げ時間が 12％、底落と相反する関係になっており底落の小さい条件が、ヘッド回転数は 6％の寄与率で、これらの因子が有意水

突き上げが大きくなる傾向があった。

準 0.01 で有意であった。センター位置は寄与率 2％で、有意水準 0.05 で有意であった。回転差、仕上げ時間、ヘ3.2.4 高台えぐれ

ッド回転数（内ゴテ試験ではロクロ軸回転数）の水準値と成形条件によって図 11 の写真に示すような溝が高台内

重量の関係は内ゴテ成形と同様の傾向であった。一方、側に発生したため、これを高台えぐれとして評価した。高

内ゴテ成形試験で寄与率の最も高かったセリ込ミ時間は

台えぐれは 22 個の試料で発生し発生率は 10％であった。

外ゴテ成形の試験では有意となっていないが、内ゴテ成

はっきりと溝が認められるものを“3”、わずかに認められる

形のセリ込ミ時間の水準値が 1，2，3 秒と水準間の変化率

ものを“2”、認められないものを“1”として目視により評価が高かったのに対し、外ゴテ成形は 5，6，7 秒と変化率がし、分析を行った。高台えぐれで有意（有意水準 0.05）とな

小さいために水準間での違いが表れにくくなったためとったのは回転差で寄与率は 16％であり、回転差 40r.p.m.

考えられる。内ゴテ成形では因子として取り上げていなかの条件では全く発生しなかった。有意な因子が 1 つであったセンター位置に関しては、左にずらしたときに軽くなり寄与率も低かったため分散分析によって原因を明らか

り右にずらしたときに重くなる傾向が現れた。これは以前にすることは難しいと考え、高台えぐれの発生した成形のに示した左のときに重くなるという報告と逆の結果になっ様子を観察した。高台はヘッドにある溝部で成形されるが、ているが、前回の報告書では水準値のプラスマイナスと高台えぐれが発生したときはヘッド溝の外側から高台の1）

左右の関係を取り違えているものでありここで修正する 。

成形が始まり高台内側へ巻き込むように陶土が移動してなお、水準値と結果の関係は合致している。

いることが判った。この時、陶土が一瞬石膏型から浮き上がり不安定な状態になっており、石膏型で形作られる製

3.2.2 底落

品上面に図 12 で示すような傷が発生していた。また、成底落に最も影響を与えたのはセンター位置であり、寄形重量も正常なものと比べて 3～4％程度軽くなっている

与率 38％であった。続いて回転差が寄与率 18％でここまことが確認できた。高台えぐれに関しては過去の成形ででが有意水準 0.01 で有意であった。セリ込ミ時間は寄与率 7％、有意水準 0.05 で有意であった。センター位置は右にずらしたときに底落が小さくなり、左で大きくなった。
回転差は水準値の中央である 80r.p.m.のときに底落が最も小さくなり、回転差が小さいときと大きいときでは底落が大きくなった。以前の報告では回転差の水準値 30，60，
90r.p.m.で試験を行い 90r.p.m.が最も底落が小さくなったが、回転差が大きすぎても底落が大きくなることが示唆された。セリ込ミ時間に関しては中央値の 6 秒のときに最も底落が小さい結果となった。
図 11 高台えぐれ発生例．（高台内側根本に溝が確認できる）（ヘッド軸回転数 200r.p.m.；回転差 80r.p.m.；
センター位置 0.5mm；セリ込角 2.5°；
セリ込ミ時間 5s；仕上げ時間 0.9s）．

3.2.3 突き上げ
プレートにおいて中央部の突き上げが目立つと見込み
部分が波打ち平滑さを失うために小さいほうが良い。突き
32

経常研究

佐賀県窯業技術センター 令和 3 年度 研究報告書・支援事業報告書は発生したことがなく原因解明のため分散分析を行ってが発生し高台傷となることが明らかとなった。センター位

みたが、今回の実験条件では高台えぐれの発生しやす

置に関しては右にシフトしたときに傷が発生しやすくなっい成形条件を明確にすることはできなかった。上記観察た。この条件では乾燥重量が高くなることから判るように結果を踏まえ、水準値を見直して再試験を行う必要がある。

陶土の移動が遅くなるので、高台部分の陶土も動きにくく
高台部の乾燥が進みやすくなった影響と考えられる。な
お、今回は制御因子として取り上げなかったが生地表面の乾燥に関してはヘッド温度の影響が大きいため、高台傷が発生した場合は最初にヘッド温度に注意する必要がある。

3.2.6 縁折れ
リム部に現れた段差を図 14 に示す。このような段差はリ
ム部の変形原因となる。段差の発生原因は成形時の陶土の伸びむらであり、皿の縁先端を形作る型の段差に陶土図 12 高台えぐれのある試料で確認される型面側の成形傷．

の到達するタイミングが大きくずれた時に発生する 1）。縁折れに関しても、はっきりと認められるものを“3”、わずか

3.2.5 高台傷に認められるものを“2”、認められないものを“1”として目高台に発生する細かなヒビ割れを高台傷として評価した。

視により評価し、分析を行った。分散分析の結果、縁折れ

高台傷の様子を図 13 に示す。高台傷は深くなると乾燥時で有意（有意水準 0.05）となったのは回転差のみであり、に生地割れの原因となり、今回の試験でも高台傷が原因寄与率は 23％であった。回転差が 120r.p.m.の場合は縁で 2 個の成形体で乾燥割れが生じた。高台傷に最も影響

折れの発生は 68 個中 1 個であり、少なくとも回転差が大を与えたのは回転差で、有意水準0.01 で有意、寄与率はきいときには縁折れが発生しにくいことが判った。

28％であった。次いでセンター位置で、有意水準 0.05 で有意、寄与率 13％となった。回転差は大きいと高台傷は3.2.7 表面状態

発生しやすい。高台部分はとがった形状から成形時に乾図 14 に示した縁折れの写真にはヘッド側で成形した表燥が進みやすく、陶土水分率の低下により可塑性が低下したところで無理に陶土を延ばそうとすることでひび割れ

図 14 縁折れとヘッド成形面の荒れ発生例．
（ヘッド軸回転数 280r.p.m.；回転差 40r.p.m.；
センター位置 0.0mm；セリ込角 10.5°；
セリ込ミ時間 7s；仕上げ時間 0.9s）．

図 13 高台傷発生例． （下記の条件で 8 個中 2 個乾燥割れ）（ヘッド軸回転数 200r.p.m.；回転差 120r.p.m.；
センター位置 0.5mm；セリ込角 6.5°；
セリ込ミ時間 7s；仕上げ時間 0.9s）

33

経常研究

佐賀県窯業技術センター 令和 3 年度 研究報告書・支援事業報告書

面に皺が確認できる。皺が明らかに認められるものを“3”、見られたような極端なものが発生することはなかった。ヘ

わずかに認められるものを“2”、皺がなく滑らかな表面とッド回転数が低い場合にヘッド跡が発生しやすいという結なっているものを“１”として目視により評価し、分析を行っ果になっているが、ヘッド回転数が低い場合は生地の乾た。表面状態に有意（有意水準 0.01）な影響を与えたのは燥重量も重くなっていることから、成形完了までに時間を回転差のみで寄与率は 95％であった。回転差が最も小さ要することが原因と考えられる。しかしながら、乾燥重量

い水準値で皺が発生することが認められ、内ゴテ成形とにより大きな影響を与えた回転差や仕上げ時間はヘッド同様の結果となった。一方で、内ゴテ成形では回転差が跡に関しては有意となっておらず条件を変えて追試を行大きくなるに従い皺が徐々に減少したが、外ゴテ成形にう必要がある。

おいては 80r.p.m.、120r.p.m.では滑らかな表面となっており、直径の大きい外ゴテ成形では角速度が大きくなるた
めに極端に回転差が小さい場合以外では皺が発生しにくいことが明らかとなった。

3.2.8 ヘッド跡
内ゴテ成形と同様に成形終了時にヘッドが生地から離れた時の痕跡をヘッド跡として評価した。外ゴテ成形におけるヘッド跡の例を成形条件とともに図15 に示す。外ゴテ
成形におけるヘッド跡もはっきりとわかるものを“3” 、わ図 15 外ゴテ成形におけるヘッド跡の発生例．
（ヘッド軸回転数 280r.p.m.；回転差 40r.p.m.；
センター位置 0.0mm；セリ込角 10.5°；
セリ込ミ時間 7s；仕上げ時間 0.9s）．

ずかに認められるものを“2”、認められないものを“１“として目視により評価し、分析をおこなった。外ゴテ成形におけるヘッド跡に有意な影響を与えたのは、ヘッド回転数のみで寄与率は 28％であった。内ゴテ成形で有意な制御因子であったセリ込ミ時間や仕上げ時間は有意となって

3.2.9 外ゴテ成形まとめ

いないが、外ゴテ成形試験における成形時間に関する因外ゴテ成形における各制御因子が成形体に与える傾子の水準値が内ゴテ成形に比べ長くなっていることで、向を表 4 にまとめた。回転差やセンター位置が評価を行

成形が不十分なままヘッドが生地から離れることがほとんった多くの項目に影響を与えることが明らかとなった。

どなかったことが原因と考えられる。段差も内ゴテ成形で
表 4 外ゴテ成形における各制御因子が成形体に与える傾向
ヘッド軸回転数

回転差

センター位置セリ込角

セリ込ミ時間

仕上げ時間

因子
遅

速

小

大

左

右

小

大

短

長

短

長

乾燥重量

大

小

大

小

小

大

-

-

-

-

大

小

底落

-

-

中間で少

大

少

-

-

少

大

-

-

突き上げ

-

-

大

少

少

大

-

-

-

-

-

-

高台えぐれ

-

-

少

多

-

-

-

-

-

-

-

-

高台傷

-

-

少

多

少

多

-

-

-

-

-

-

縁折

-

-

多

少

-

-

-

-

-

-

-

-

ヘッド跡

有

無

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

表面状態

-

-

悪

良

-

-

-

-

-

-

-

-

34

経常研究

佐賀県窯業技術センター 令和 3 年度 研究報告書・支援事業報告書

3.3 薄肉成形試験の結果が解消し良好な成形体を得ることができ、乾燥割れ等も発

図 2 に示した碗の型及びヘッドを用いて厚さ１mm 未満

生しなかった。焼成後の試作品を図 16 に示す。焼成後のの試作を実施した。設計時の位置合わせである内ゴテ成

施釉体で玉縁下の厚みが 0.99mm、無釉では 0.80mm の形試験時に比較して、ヘッド位置の調整はセンターダブリ

製品を破損なく得ることができた。

を 0.5mm から－2.37mm に変更しヘッドを型に近づけるとともに、陶土の逃げを確保するために底厚を 1.88mm から

3.4 袋物の成形試験

2.33mm へ変更した。薄い生地となるために、生地の締ま

図 5 に示したポット胴体の型ヘッドを用いてヤエン付きりを優先し成形条件を設定した。内ゴテ成形の分析の結

袋物の成形試験を行った。ヘッドの X 軸セリ込み量は果から回転差は 50r.p.m.とし、ロクロ軸回転数は 600r.p.m.、

17.5mm でセリ込角は 30°とした。ヘッドの逃げ角はヘッ

ヘッド軸回転数 550r.p.m.とした。また、生地厚さが薄いこ

ドの退避時にヤエン部に触れることのないように 88°としとでヘッド跡の影響を強く受けることが予想されたため、た。一般的な形状のローラーマシン成形ではヘッド軸のヘッド跡が発生しにくい成形条件も優先順位が高いと考

回転数はロクロ軸よりも遅くし石膏型状の陶土をヘッドでえ、セリ込ミ時間は 2s、仕上げ時間は 0.4s、逃げ角は引き延ばしていくが、ヤエン付きの形状を成形した場合ヤ30°とした。薄く成形時の脱水が速いことが予想されたた

エン部の充填不足や切れ等の成形不良が発生した。ヤめヘッド温度は低めの 100℃で試作を開始したが、縁部エン部は遠心力に逆らった方向への成形であり、陶土をに皺が生じた。本製品は玉縁であるために 1mm 未満の引き延ばす成形条件では陶土を、ヤエン部を形成するヘ胴部が成形されたのちに玉縁が成形されるが、ヘッドと生ッドの溝に十分に押し込むことができないことが明らかと地の滑りが悪いとヘッド側から石膏型側に陶土が回り込なった。そこで、ヘッド軸の回転数をロクロ軸よりも速くし、みながら縁が成形されるようになり回り込みの跡が皺とな

陶土を押し延ばす条件で成形を行った。その結果、ヘッっていた。そこで、ヘッド温度を 105℃まで上げたところ皺

ド軸回転数 360r.p.m.、ロクロ軸回転数 300r.p.m.の条件でヤエン切れもなく良好な成形体を得ることができた。成形体の写真を図 17 に示す。
ヘッドの溝によって形成されるヤエン部の成形はヘッド
軸とロクロ軸の回転数を通常とは逆の関係にすることで良好な結果を得られたことから、同じくヘッドの溝によって形成される外ゴテ成形における高台の成形性もヘッド軸の回転数をロクロ軸よりも速くしたほうが良好になる可能性があると考え、ロクロ軸回転数 300r.p.m.に対してヘッド軸

図 16 薄造り試験結果．（上：施釉体厚さ，下：透けの様子）

図 17 ヤエン付き成形体の断面．

35

経常研究

佐賀県窯業技術センター 令和 3 年度 研究報告書・支援事業報告書

回転数を 250r.p.m.（回転差（ロクロ軸－ヘッド軸）50r.p.m.、

参考文献

一般的な条件）、350r.p.m.（回転差-50r.p.m.）、400r.p.m.

1）蒲地伸明，佐賀県窯業技術センター平成 11 年度業務

（回転差-100r.p.m.）、450r.p.m.（回転差-150r.p.m.）と変化

報告書，25-32(2000).

させ成形試験を行った。回転差と生地乾燥重量の関係を

2）蒲地伸明，『強化磁器食器の衝撃強さ評価方法と製品

図 18 に示す。一般的なヘッド軸回転数がロクロ軸回転数

強さ向上に関する研究』佐賀大学工学系研究科（エネよりも遅い場合と比較してヘッド軸回転数を高くした場合、ルギー物質科学専攻）博士論文，85-102(2010).

生地重量は増加する傾向が確認でき、陶土を押し延ばす
形の成形により生地の締まりはよくなることが明らかとなった。しかしその一方で、成形時の陶土の延びが不安定であり、重量がばらつき安定した成形が難しくなることも確認された。また、図 13 で示したような高台傷は発生しなかったが、回転差－150r.p.m.では高台の外側の付け根部分に割れが発生した。よって、ヘッド軸の回転数をロクロ軸より速くする条件は、一般的な外ゴテ成形においてはメリットよりもデメリットのほうが多いと考えられる。
550

生地乾燥重量 /g

540
530
520
510
500
490
480
-200

-150

-100

-50

0

50

100

回転差 （ろくろ軸－ヘッド軸） /r.p.m.

図 18 9 インチプレート成形における回転差と生地乾燥重量の関係．
（プロット上の誤差範囲は最大、最小値）

4. まとめNC ローラーマシンの内ゴテ成形、外ゴテ成形それぞれの成形因子が製品性状に与える影響について実験計画法を用い確認を行った。その結果、NC ローラーマシン
特有の成形因子が製品性状に大きな影響を与えることがあることを確認できた。また、解析結果をもとに薄肉製品
や、ヤエン付き袋物の成形試験を行い必要な成形条件を明らかにした。ただし、今回の水準値では解析できなかった項目もあり、より詳細な成形条件については今後、改めて解析を進めていく予定である。

36

共同研究

佐賀県窯業技術センター 令和 3 年度 研究報告書・支援事業報告書

産業技術連携推進会議知的基盤部会分析分科会
第６４回分析技術共同研究 無機分析（リチウム電池正極材料）への参加

大竹亜紗美、志波雄三
佐賀県窯業技術センター
産業技術連携推進会議知的基盤部会分析分科会が主催する分析技術共同研究に参加し、本年度の共同分析試料である二次電池材料の「リチウム電池正極材料」の分析を行った。当センターの依頼試験で通常行っている手法（JIS M 8853）で溶液化を行い、ICP 発光分析法により測定を実施した。報告した値は事務局が定める z スコアにおいて「満足」の範囲内と判定され認定証を受領し、当センターの分析技術は妥当性があるとの評価を受けた。

Industrial Technology Cooperation Promotion Council Intellectual
Infrastructure Committee Chemical Analysis Subcommittee
Participation in the 64th Joint Research on Chemical Analysis Technology, Inorganic Analysis(LITHIUM NICKEL COBALT ALUMINIUM OXIDE for Lithium Battery)OTAKE Asami, SHIWA Yuzo
Saga Ceramics Research Laboratory
We participated in the joint research on chemical analysis technology held by the chemical analysis
subcommittee of industrial technology cooperation promotion council. This year's joint analysis sample
was "LITHIUM NICKEL COBALT ALUMINIUM OXIDE for Lithium Battery," a secondary battery
material. The sample was dissolved in solution using the method (JIS M 8853) that is usually used inrequested tests at our laboratory, and measured by the ICP emission spectrometry. The reported value wasjudged to be within the "satisfactory" range in the z-score determined by the secretariat, and we received acertificate of approval. The analytical technique of our center was judged to be generally valid.

1. はじめに

分析方法及び分析値が本分科会の定める指標内にあれ

国立研究開発法人産業技術総合研究所が主管する産ば認定証が交付されている。本年度は、「リチウム電池正業技術連携推進会議は、全国の公設試と連携して機関相極材料」が共同分析試料として選定された。

互の試験研究の推進、企業等への技術開発支援を通じこれまで当センターでは、依頼試験で取り扱うことの多て、我が国の産業技術力の強化を図ることを目的とした会

い酸化物系天然鉱物等が共同分析試料として選定された

1)

議 である。その技術部会の一つである知的基盤部会分

ときに本共同研究に参加してきた。本年度の分析試料で析分科会は、化学分析に係わる共通の課題について、情ある「リチウム電池正極材料」についても、今後、定量分析

報交換や研究に取り組み、時代の要求に沿った国際的にの対象として県内企業から依頼試験のニーズがあると考通用する分析技術の確立を図ることを分科会の目的としえ、今回の共同研究に参加することとした。分析手法としている 2)。

ては、当センターの依頼試験で通常用いている JIS M

分析分科会では、毎年、機関相互の分析技術の情報

8853（セラミックス用アルミノけい酸塩質原料の化学分析

交換の場として、無機分析の共通試料を設定し、参加を方法）に準じた前処理及び ICP 発光分析装置による測定

希望する全国の公設試験研究機関が分析を行う分析技を行い、現行の分析方法がリチウム電池正極材料に対し術共同研究が実施されている。各公設試で得られた分析ても妥当な分析結果を示すかについて検証した。その取結果は統計的処理により数値の妥当性などが評価され、組みと結果について報告する。
37

共同研究

佐賀県窯業技術センター 令和 3 年度 研究報告書・支援事業報告書

2. 実験方法
2.1 共同分析試料について
共同分析試料は、「リチウム電池正極材料」の粉末で約40g が配布された。試料の化学式は Li(Ni0.88Co 0.09Al0.05)O2であり、粒径は 150 ㎛以下に調整されている。分析項目
はリチウム、ニッケル、コバルト、アルミニウム の元素換算
での定量分析値（重量%）であり、分析対象元素が化学組
成通り で あ れ ば 、 リ チ ウ ム ： 7.145mass% 、 ニ ッ ケ ル ：53.42mass% 、 コ バ ル ト ： 5.484mass% 、 ア ル ミ ニ ウ ム ：0.8369mass%となる。

2.2 共同分析試料の前処理（溶液化）について
本共同研究での試料の分析方法については、JIS M
8126（鉱石中のニッケル定量方法）、JIS M 8129（鉱石中のコバルト定量方法）、JIS M 8239（マンガン鉱石－アルミニ
ウム定量方法）などが主催者側より提示されたが、今後当センターにおける依頼試験へ迅速に適用することを想定して、設備面や試薬等の環境を変えずに作業が可能な

図 1 試料の前処理（溶液化）フロー．

JIS M 8853（セラミックス用アルミノけい酸塩質原料の化学
表 1 ICP 発光分光分析装置の測定条件．

分析方法）に準じた方法で前処理（溶液化）を行った。前処理のフローを図1 に示す。まず、試料を白金皿に0.1mg

項目

条件等

単位で約 0.2g 秤量し、これに融剤として炭酸ナトリウム 2g

方式

ツインシーケンシャル

及びホウ酸 0.5g を加えて混合したものを 900℃の電気炉

高周波出力

1.2 ｋW

プラズマガス流量

14 L／min

補助ガス流量1.2 L／min

キャリアガス流量

0.7 L／minについては再び融解処理を行い、最終的に試料を完全ネブライザー

同軸型に溶液化した。得られた溶液は薄い緑色の透明な溶液でチャンバ―

サイクロンチャンバ―

あり、200mL メスフラスコで定容を行い、希釈倍率 10 倍に

測光方向

横方向

で約 10 分加熱融解した。次に濃塩酸を蒸留水で体積比2 倍に希釈した溶液（以下、「塩酸（1+1）」と表記）を加えてウォーターバスで蒸発乾固を行った。この乾固物に塩酸（1+1）と熱水を添加して溶液化させるが、ろ過による残渣

調製したものを測定用の実試料溶液とした。
表 2 元素の分析線波長と種類．

2.3 測定方法
元素の測定には ICP 発光分析装置（ICP-8100CL、島

元素

波長 nm

波長の種類

津製作所製）を用いた。装置の測定条件を表 1 に、元素Li670.785中性原子線の分析波長及び波長の種類を表 2 に示す。定量分析は

Ni

231.604

中性原子線

各元素の市販標準液から表 3 に示す各濃度の検量線用

Co

228.616中性原子線

標準溶液を調製し、検量線法により実試料溶液の各元素

Al

396.153

中性原子線

濃度を測定した。なお、この場合の標準溶液は、マトリック
38

共同研究

佐賀県窯業技術センター 令和 3 年度 研究報告書・支援事業報告書にあることから、平成 15 年度より「満足」判定された報告値

表 3 検量線標準溶液の元素各濃度(mg/L)．

元素

a

b

C

に対して認定証を発行している。

Li

0

5

10

Ni

30

50

70

3. 結果と考察

Co

0

5

10

3.1 報告値と z スコアについて

Al

0

1

2

分析分科会事務局に報告した当センターの分析報告
値は表 4 のとおりである。事務局によると本年度は参加機

ス（共存元素）を合わせるために塩酸（1+1）及び炭酸ナトリ

関 31、報告者数 58 名、延べ報告データ数は 63 件であっウムとホウ酸を同様に添加したものを用いた。

た。 当センターの報告値はすべて|z|は 1.0 以下となり「満足」の範囲内であったことから、当センターは今回認定証（図 2）を受領することができ、リチウム電池正極材料に対2.4 分析結果の評価についてする当センターの分析手法が妥当であることが確認され得られた定量分析の結果は、報告書として分析分科会

た。

に提出し、その評価をお願いした。分析分科会における報告値の解析は全報告値の中から極端な値の影響を受けにくいように考慮した統計手法（ロバストな方法）が用いられ、そのような値は各元素で棄却されている。中央値は各参加機関から報告された値を昇順に並べたときの 50％の順位に相当する値（メディアン）である。分散指数は報告値から棄却値を除いて求めた標準偏差である。各機関からの報告値が満足できるものか判定する基準としては、(1)式で算出される z スコアというものが用いられている 3,4）。

z スコア＝

測定値 ― 付与値
ばらつきの標準値(1)

この z スコアの判定の目安は|z|が 2.0 以下を「満足」、
2.0 を超え 3.0 未満は「疑わしい」、3.0 以上を「不満足」とされている。表 4 に分析分科会事務局に報告した当センタ
ーの分析値及び事務局集計による発表値を示すが、(1)式の測定値は表 4 の分析報告値、付与値は中央値、ばらつきの標準値は分散指標にあたる。なお、分析分科会では、共同研究の参加者（公設研究機関）は指導的な立場
表 4 リチウム電池正極材料の分析報告値および事務局集計による
発表値．

元素

分析報告値
(mass%)

図 2 分析分科会発行の認定証.．

事務局発表値
中央値(mass%)

分散指標

ｚ スコア

3.2 溶液化及び測定方法に関する考察
2.2 で述べたように本共同研究での試料の溶液化は JIS

Li

7.174

7.174

0.189

0.0

Ni

52.36

53.29

1.24

-0.8

Co

5.214

5.277

0.1111-0.6

Al0.84820.83570.02830.4

M 8853（セラミックス用アルミノけい酸塩質原料の化学分析方法）に準じた方法で行った。事務局から報告されたデータをもとに、参加機関の中で測定方法としてICP発光分析法を用いた件数を表 5 に、及び、試料前処理（溶液
39

共同研究

佐賀県窯業技術センター 令和 3 年度 研究報告書・支援事業報告書化）方法ごとの件数をまとめたものを表6 に示す。ここではが、依頼者からの分析精度の要求度合いよっては分析手棄却されたデータ分の機関数も省かず含めている。まず法を検討することも必要と思われる。

ICP 発光分析による測定を行った機関の割合は 65～86％

そのほか留意したい点としては、ICP 発光分析法ではア程度で当センターも含め多数を占めた。その中で溶液化

ルカリ元素の分析感度が低い傾向にあることが挙げられの方法はいずれの元素においても酸分解が最も多く、る。若干プラズマの温度を下げることで発光強度をアルカ

80％程度であった。一方、アルカリ融解を採用したのは当リ元素では上げることができる。今回の分析試料においてセンターのみであったが、試料は完全に溶解し、残渣のはアルカリ元素であるリチウムについても含有量がない透明な測定溶液を得ることができた。報告値は z スコ

7.174mass%と比較的多かったためにプロファイルが明確アを満足する範囲内であったので、前処理方法として問に確認でき分析には問題なかったが、より低濃度のアル題はないと思われる。

カリ元素を分析する場合には、高周波出力を下げたとき

本報告値のなかでニッケルは z スコアが最も大きく 0.8の分析値への影響、また比較のため原子吸光光度法によであった。「満足」の範囲内ではあったが、ニッケルは主る測定結果も確認する必要があると考えられる。今後、最成分元素であるため機器分析法である ICP発光分析法は適な分析条件を検討していく予定である。

5)

重量法分析に比べ精度が劣るといわれている 。事務局
報告の解説資料 6)においても、重量分析法あるいは重量

4. まとめ分析法を併用した方法は ICP 発光分析法に比べ RSD（相産業技術連携推進会議知的基盤部会分析分科会が主

対標準偏差）が小さかった。しかしながら、ICP 発光分析

催する分析技術共同研究に参加した。 当センターが通法には測定の迅速性、簡便性といったメリットがあり、その常依頼試験で行っている手法（JIS M 8853）で溶液化を行ために本共同研究においても ICP 発光分析法を採用した

い、ICP 発光分析法により測定を実施した。報告値は分析

機関が多かったものと思われる。当センターでも依頼試分科会事務局が定める z スコアが「満足」の範囲内で判定

験における化学分析には ICP 発光分析法を使用している

され認定証を受領することができ、今回の「リチウム電池
正極材料」の分析においては、当センターの分析技術は

表 5 ICP 発光分析法を行った機関の件数．

元素

全件数

妥当性があると評価された。

ICP 発光
分析件数

ICP 発光分析
利用の割合(％)

当センターの化学分析業務については県内企業を中心に高純度試料の微量分析など、今後あらゆるニーズが

Li

61

50

82.0

求められていくと思われる。今後も引き続き本分科会の共

Ni

61

40

65.6

同研究に参加し、情報収集、分析技術の向上に努めてい

Co

61

50

82.0

きたい。

Al

58

50

86.2
参考文献
1) 産業技術連携推進会議運営規程

表 6 ICP 発光分析法における試料前処理方法の件数．

https://regcol.aist.go.jp/file/sgr/1612493123486.pdf.

前処理（溶液化）方法
酸
分解

加圧
分解

酸分解・
アルカリ
融解併用

アルカリ
融解

その他
の方法

Li

42

2

1

1

4

Ni

33

2

0

1

4

Co

41

2

2

1

4

Al

41

1

2

1

5

元素

2) 知的基盤部会分析分科会ウェブサイト
https://unit.aist.go.jp/nmij/collab/bb_kai/.
3) 分析技術共同研究の z スコアよる解析, 産業技術連携推進会議知的基盤部会分析分科会, 2021 年度分析分
科会年会総合資料, pp160-166(2021).
4) 城野克広, 津越敬寿, ぶんせき 2014 [4], pp152-160(2014).
40

共同研究

佐賀県窯業技術センター 令和 3 年度 研究報告書・支援事業報告書

5) 森川久, 上蓑義則,柘植明, 日本セラミックス協会, 第
15 回セラミックス関係分析技術者研究発表会講演予稿
集, pp1-4 (2012).
6) 令和 3 年度分析分科会年会 第 64 回分析技術共同研
究検討会 無機解説資料, pp17-20(2021).

41

支援事業

佐賀県窯業技術センター 令和 3 年度 研究報告書・支援事業報告書

陶石利用技術支援事業
酸処理陶土による泥しょう調製追試験及び天草酸処理陶石の品質調査

志波 雄三、寺﨑 信、嘉村翔太郎
佐賀県窯業技術センター
酸処理 100%陶土の泥しょう特性を確認し、その結果をもとに泥しょう重量 100kg スケールで圧力鋳込成形試験を行った。泥しょう含水率を 24.3%とし、解膠材としてディーフ 0.005mass%、水ガラスを0.25mass%を添加した条件で良好な泥しょうを調製することができ、成形性も良好であることが確認できた。また、今後の天草陶石利用技術支援に資することを目的に現状の酸処理陶石の品質調査を行った。その結果、塩素濃度は酸処理陶石・陶土とも無処理物よりやや高く、pH も酸性側であることが確認された。

Support for The Porcelain stone utilization
Supplementary examination of preparation of the slurry using the acid-treated clay and Investigation of
the quality of amakusa acid-treated stone

SHIWA Yuzo, TERASAKI Makoto, KAMURA Shotaro
Saga Ceramics Research Laboratory
The properties of a slurry of 100% Amakusa acid-treated porcelain clay were confirmed. Based on the
results, the pressure casting test was operated using a slurry approximately 100 kg. The good slurry wasproduced under the following conditions: 24.3% moisture, 0.005 mass% deflocculant, and 0.25 mass%
sodium silicate, and it could be formed without problems. In addition, a quality investigation of the current
acid-treated porcelain stone was conducted in order to contribute to future support for the utilization of
Amakusa stone. The results showed that the chlorine concentration of both acid-treated porcelain stone andclay tended to be slightly higher than that of the untreated material, and the pH value was also acid side.
1. はじめに石と比較すると、酸処理陶石は白く数 cm 程度の塊状にな

近年、天草陶石は採掘状況の悪化、採掘現場の人手っている。しかしながら、酸処理陶石は流通初期に酸の不足の現状から特に高品位陶石の入手が難しい状況が洗浄不足による陶土の使いづらさの問題が発生し、現在続いている。天草特上・撰上陶土の安定した製造には、でも利用者に酸処理陶石のマイナスイメージが残ってい

塩酸処理により陶石中の鉄分の含有量を低下させた酸処る。こうした状況から、当センターは陶磁器業界の各組合

理陶石の利用拡大が望まれる。低品位陶石から鉄分を少等の協力を得ながら平成 29 年度から現在まで酸処理陶1）なくする塩酸処理は 1970 年頃から実用化 されている化石を使用した陶土の利用拡大のための支援事業を行っ学処理法である。図 1 に示すように、処理前の低品位陶てきた 2～4） 。平成 29～30 年度に実施した、酸処理陶石を配合した細工用試験陶土を陶磁器業界関係者に試用してもらった評価においては、現行陶土と変わりなく使えるとの評価を受けた。また、平成 30～令和元年度に実施した泥しょう特性の検討においては、鋳込用陶土では酸処理陶石の配合割合に応じて泥しょう特性が変化することがわかり、有田焼量産の主要な成形方法である圧力鋳込成形においては、酸処理陶石の配合割合に応じた適切な泥しょう調製が必要なことを明らかにした 4） 。この時、酸処

図 1 低品位天草陶石①及び酸処理後陶石②の外観.．

42

支援事業

佐賀県窯業技術センター 令和 3 年度 研究報告書・支援事業報告書

理陶石 50%、70%配合の陶土から調製した泥しょうでは、成の粘度は、Ｂ型回転粘度計（DVH-BII、トキメック製）を用

形性及びその後の焼成体の収縮率等も通常の天草陶土

いて測定し、解膠剤添加率の変化による粘度変化を観察と同程度で量産性に問題はなかったが、酸処理陶石 90%した。

配合の泥しょうでは石膏型からの離型性が悪く、生地が乾きにくいという指摘があった。これらの指摘は泥しょうが過2.1.3 圧力鋳込試験について

解膠の状態のときに発生するものである。そこで本年度

圧力鋳込装置（今泉鉄工所製）を用いて総重量 100 kg

は、泥しょう調製条件の再検討と成形試験を行ったので、程度の泥しょうを調製した。石こう型は既報 4）と同じ型を用

その結果を報告する。

いて成形圧 1.6～1.7kg/cm2 で生地を成形した。状態観察
として離型性、着肉性、生地の乾きなどを前回試験 4)と比また、今後も天草陶石の利用を支援し、白磁の需要に応じていくには、酸処理陶石利用の重要性を伝えていく

較した。

ことが必要であり、そのためには酸処理陶石の性状確認を長期的に実施していく必要がある。本報告では定期検査方法の確立を目的とし、化学組成及び耐火度、酸処理

2.2 天草酸処理陶石の性状調査

陶石を蒸留水に浸漬したときの塩素濃度及び pH につい2.2.1 調査原料についてて調査した。

調査原料は、肥前陶土工業協同組合ほか陶土製造企業の協力を得て 2021 年 12 月にサンプリングした現在流

2. 実験方法

通している天草酸処理陶石を用いた。サンプリングしたの

2.1 酸処理陶石を用いた鋳込用泥しょうの調製と成形は皿山系の酸処理陶石及び低火度酸処理陶石、海岸脈

試験系の木山酸処理陶石及び低火度酸処理陶石である。比2.1.1 陶土及び泥しょうの調製較物として、酸処理を行っていない陶石である海岸脈系

既報 4） における泥しょう調製試験では、酸処理陶石のの共立マテリアル 4 等陶石及び浜平低火度 4 等陶石、ま割合が 100%の陶土を使用し、これに通常の陶土を混ぜ合た陶土として 2.1 で用いた酸処理 100%陶土と市販天草撰

わせることで酸処理陶石の最も高い配合を 90%の泥しょう

上陶土（鋳込用）の性状も調べた。

を調製したが、今回は酸処理 100%の陶土であれば配合
率 90%の性状を推察できると考え、酸処理 100%陶土によ

2.2.2 調査項目

る泥しょうを用いた試験を行った。また、その結果をもとに、原料物性として、耐火度及び化学組成について調査し

圧力鋳込試験用として総重量100kg 程度の泥しょうを調製た。耐火度は耐火度測定装置（戸田超耐火物製、TODA’

した。

S ミニファーネス）により行い、化学組成は蛍光Ｘ線分析装置（Rigaku 製、ZSX PrimusII）を用いてガラスビードによ2.1.2 鋳込用泥しょうの調製及び粘度測定

る検量線法で定量分析を行った。

鋳込み用泥しょうは、解膠剤として水ガラス（富士フィル

次に原料試料を蒸留水に浸漬させた上澄み液の pH 及ム和光純薬工業製）及びディーフ（太平化学産業株式会

び塩素濃度の調査を行った。まず原料陶石を小型スタン社製）を用いて調製した。既報

3,4）

では水ガラスの添加率

プミル（日陶科学製、ANS143 型）により粒子が 1mm 以下

を 0.2mass％に固定し、ディーフ添加率を増加することで程度になるまで粉砕し、粉砕粉末 30g を測り採ってビーカ

最適条件を検討したが、結果として得られた泥しょうは過ーに入れ、300g の蒸留水を加えて 30 分間撹拌した後、解膠の状態であったと考えられた。そこで、今回はディー

一昼夜程度静置させて上澄み液を採取した。陶土についフ添加率を固定し、水ガラス添加率を増加させることで粘ても粉末30g を測り採り同様の操作によって上澄み液を採度を調整することにした。 固定したディーフの添加率は取した。静置させた上澄み液は約 200mL 分取し、冷却高0.005mass%、0.01mass%、0.02mass%とした。なお、泥しょう

速遠心機（コクサン製、H-2000A2）により回転数 10000rpm
43

支援事業

佐賀県窯業技術センター 令和 3 年度 研究報告書・支援事業報告書

で 20 分間遠心分離を行い、これを測定用溶液とした。
塩素濃度は ICP 発光分光分析装置(島津製作所製、
ICPS-8100CL)を用いて検量線法により、pH は pH メータ（東亜ディーケーケー製、HM-30R）により測定した。

3. 結果と考察
3.1 酸処理陶土を用いた泥しょう調製及び圧力鋳込試験
3.1.1 酸処理陶石 100%陶土及び 90%陶土泥しょうの粘度
特性
図 2 に、ディーフ添加率を 0.005mass% 、0.01mass%、
0.02mass%と固定した時の水ガラス添加率と各泥しょうの粘度曲線を示す。なお、比較として酸処理割合 90%陶土で水ガラスのみ添加の 粘度曲線 3）を併せて記している。ディーフ添加率が高いほど水ガラス添加率が同じでも粘度が低く、ディーフ添加率 0.02 mass%の泥しょうは、水ガラス
添加率が 0.2mass％以下の領域からでも約 350mPa･s と低粘度となることが分かった。ディーフ 0.005mass%においても粘度は最終的には約 370 mPa･s となり他の 2 条件と大差はなかった。酸処理 90%ディーフ無しの最小粘度は約

図 2 酸処理陶石 100％陶土及び 90%陶土泥しょうの粘度曲線.

750 mPa･s であり、本試験で行ったわずか 0.005mass％のディーフ添加で粘度を半減できることが明らかとなった。
同時にディーフが泥しょうの解膠状態に与える影響は極このように、酸処理陶石100％の陶土でも解膠剤の適切めて大きく使用に関しては繊細な管理が必要であり、泥しな使用により実用性のある鋳込泥しょうが調製できること

ょう特性が過解膠となる危険性に十分注意しなければながわかった。

らないことも判った。
3.2 天草酸処理陶石の性状3.1.2 泥しょう調製と圧力鋳込試験

表 1 に各原料上澄み液の塩素濃度及び pH の結果を4）

既報 における酸処理陶石 90%の泥しょう調製では、水示す。塩素濃度は比較として当センターの水道水及び蒸ガラス 0.2mass％にディーフ 0.02mass％を加えて調製した留水も調べた。

結果、過解膠の現象が見られたので、本試験においては、

塩素濃度は最も高いのが水道水で 8.6ppm であった。

3.1.1 の試験結果からディーフの添加率を 0.005mass%に各原料の値はこの値よりも低く 0.2～3.7ppm であった。酸

固定し水ガラスを順次加えて泥しょうを調製することとした。

処理陶石では皿山陶石の 2 種は 0.7ppm、木山陶石は酸処理陶石 100%の陶土を使用し、泥しょう含水率 24.3%で1.3ppm、3.7ppm と皿山陶石より高い数値であった。酸処

ディーフ 0.005mass%に水ガラスを 0.25mass%を添加した条

理無しの陶石の 2 種はいずれも 1ppm 未満で酸処理陶石

件で、総重量 100 ㎏の良好な圧力鋳込用の泥しょうを作

より低い値であった。陶土においても市販天草撰上陶土製することができた。成形性に関わる生地の離型性・着肉が酸処理 100％陶土より低い値であった。結果として、塩4）性・乾燥状態は既報 で指摘された状態より改善され前回

素濃度は酸処理をした陶石・陶土とも高くなる傾向を示し

試験の酸処理陶石 50％及び 70％の泥しょうと同等であっ

たが成形には問題はないと考えられる。表 2 に、2012 年た。

に実施された同様な調査報告 5)の一部を示した。酸処理
44

支援事業

佐賀県窯業技術センター 令和 3 年度 研究報告書・支援事業報告書

表 2 2012 年調査時 5)の塩素濃度及び pH．

表 1 各原料上澄み液の塩素濃度及び pH．
塩素濃度
(ppm)

pH

皿山酸処理陶石

0.7

6.1

皿山低火度酸処理陶石

0.7

6.4

木山酸処理陶石

1.3

6.8

木山低火度酸処理陶石

3.7

6.4

共立 4 等陶石

0.2

7.8

浜平低火度 4 等陶石

0.6

7.3

酸処理 100%陶土

1.6

6.4

市販天草撰上陶土

0.5

7.1

処理陶石ではないが化学組成値が近い試料で SK20 程

水道水

8.6

---

度のデータもあり本データの結果も妥当であると思われる。

蒸留水

0.3

---

陶土の 2 種は SK27 と問題ない通常の耐火度であった。

原料名

塩素濃度
(ppm)

pH

皿山陶石(2012.3)

0.4

8.0

皿山酸処理陶石(2012.3)

3.1

6.0

木山陶石(2012.3)

0.2

8.1

2.0

6.7

17.3

---

原料名(採取時期)

木山酸処理陶石(2012.3)
皿山酸処理陶石(採取時期不明)

4. まとめ

陶石上澄み液の塩素濃度は 2.0、3.1、17.3ppm であり、一部酸処理陶石で水道水よりも高い値が計測されていた。

本事業では、これまで問題となっていた酸処理 100%陶今回の調査分では塩素濃度が高い酸処理陶石はなかっ

土で泥しょう特性調査をあらためて行い、その結果をもとたが、傾向を探るには一定期間ごとのサンプリング数が必に総重量 100kg 程度の泥しょうを調製し圧力鋳込試験を要と思われる。

行った。泥しょう含水率 24.3%、ディーフ 0.005mass%に水

一方、pH は酸処理した陶石・陶土は 6.1～6.8 であり、ガラスを 0.25mass%を添加した条件で良好な圧力鋳込用

無処理の陶石・陶土はややアルカリ性側の 7.1～7.8 と若の泥しょうを作製することができ、生地の離型性・着肉性・干の差が見られた。酸処理 100%陶土は 6.4 とやや酸性側

乾燥状態は改善された。
また、今後の天草陶石の利用技術の支援に資することにあり、泥しょう調製において水ガラスのみでは粘度低下を目的に、現状の酸処理陶石の性状を調査した。結果、し難いこととの関連性が推察された。
表 3 に原料陶石及び陶土 2 種の化学組成値、及び耐塩素濃度は酸処理陶石・陶土とも無処理陶石・陶土よりも火度の結果を示す。低火度でない陶石の皿山酸処理と木高く、それにともない pH も酸性側にシフトする傾向が見ら

山酸処理においては耐火度がどちらも SK20 程度であり、れたが、この程度の値の変化は陶土の性質に大きな影響予想した耐火度よりも低かった。しかしながら、天草陶石を及ぼさないと考えられる。今後、陶石のサンプリング数6）や地点（産出脈など）の精度を高めてデータ蓄積を行う予性状データベース に掲載されている陶石データで、酸表 3 原料陶石等の化学組成（mass%）及び耐火度．
原料名

L.O.I

SiO2

Al2O3

Fe2O3

TiO2

CaO

MgO

Na2O

K2O

耐火度

皿山酸処理陶石

2.37

80.27

13.43

0.33

tr.

0.04

0.03

0.07

3.16

SK20－

皿山低火度酸処理陶石

2.41

78.42

14.57

0.37

0.01

0.04

0.04

0.72

3.14

SK16+

木山酸処理陶石

3.16

79.02

14.32

0.33

0.01

0.05

0.03

0.07

2.64

SK20+

木山低火度酸処理陶石

2.51

77.92

14.67

0.32

0.01

0.03

0.04

1.03

3.11

SK16+

酸処理 100%陶土

3.38

76.52

15.95

0.41

0.01

0.05

0.05

0.22

3.12

SK27

市販天草撰上陶土

3.49

75.61

16.68

0.44

0.01

0.06

0.06

0.01

3.32

SK27

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支援事業

佐賀県窯業技術センター 令和 3 年度 研究報告書・支援事業報告書

定である。

謝辞
本事業にご協力いただいた肥前陶土工業協同組合の皆様、ならびに協力いただいた方々に深く感謝申し上げ
ます。

参考文献
1) 林文雄, 永田正典, セラミックス 14, No.4, 333-338(1979).
2) 志波雄三, 寺﨑信, 佐賀県窯業技術センター平成 29年度研究報告書・支援事業報告書, 8-11 (2018).
3) 志波雄三, 寺﨑信, 佐賀県窯業技術センター平成 30
年度研究報告書・支援事業報告書, 19-22 (2019).
4) 志波雄三, 寺﨑信, 嘉村翔太郎, 佐賀県窯業技術センター令和元年度研究報告書・支援事業報告書, 5155 (2020).
5) 寺﨑信, 天草陶石研究開発推進協議会「天草陶石に関する意見交換会」, 講演資料, (2013).
6) 木村邦夫, 天草陶石のデータベース, ウェブサイトア
ドレス:http://www.kumin.ne.jp/vsi/pspdb/, 2004 年8 月
作成, 2016 年 3 月改訂.

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支援事業

佐賀県窯業技術センター 令和 3 年度 研究報告書・支援事業報告書

伊万里・有田焼のものづくりを考えるイベントの開催
NEXTRAD 1st Exhibition 「Go Forward －磁器のものづくりに関する“13P”の挑戦－」の企画立案および運営支援

浜野 貴晴
promoduction（プロモダクション） 代表 ／ 佐賀県窯業技術センター 外部アドバイザー
国立大学法人 佐賀大学 肥前セラミックセンター 客員研究員
有田町 クリエイティブアドバイザー

1. はじめに

2. 目的と経緯

伊万里・有田焼の窯元の若手有志 13 名(13 Person）で構

日本初の磁器として誕生以来、400 年の歴史を誇る有田成される「NEXTRAD/ネクストラッド」は、2021 年 10 月 22焼。しかしながら、現在、有田焼産業は「受注減」「利益率日(金)、23 日(土)の 2 日間、佐賀県有田にて初の展示・体減」「後継者・人材不足」「原料や燃料の高騰」など多岐に験イベント「Go Forward -磁器のものづくりに関する“13P”

わたる課題を抱えている。これらの問題は産地内で度々の挑戦-」を開催した。NEXTRAD は、有田焼産業におけ議論されるものの、具体的な解決策の実施には至っている持続可能な未来を考え発信することを目的に活動するない。

集団として、2017 年に設立。メンバーは、窯元の若手経

もの余り時代と言われる様々な商品がひしめく市場に対営者および後継者として、それぞれに特色あるものづくり

し、多様化するライフスタイルに即した商品開発・ブランデを行なっているが、月例で開催している勉強会にて各社

ィングを行うための情報収集や分析そして企画力、有田の取り組みや産地の抱える課題・方向性などを議論して焼のものづくりや魅力を伝える情報発信力の重要性はよいる。私はファウンダー、アドバイザーとして参画している。

り高まっている。

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支援事業

佐賀県窯業技術センター 令和 3 年度 研究報告書・支援事業報告書

その窯元若手有志 13 社の集まりである NEXTRAD/ネク
ストラッドでは、今後も永く有田焼産業に携わっていくつく
り手として、日々取り組んでいること、そしてこれからの産地でのものづくりのあり方について、自分たちの将来を見つめ議論を重ねてきたことを、窯業関係者から一般消費者まで広く多くの方々と共有したいという想いから、産地に人を招き入れる展示・体験イベントを企画した。
イベント内容としては、メイン会場にて、磁器の製造工程
から、各社の様々な技や美などの特徴を紹介する展示、原材料や道具など、製造工程を紹介した展示会場風景

SDGs への取り組みに関するパネル展示と産学連携による応援型チャリティとして規格外品の社会実験販売、金継さらに、今回のイベントのタイトルにもなっている、有田ぎ体験ワークショップを計画。さらに人数限定の予約制に焼をより深く理解していただくために導き出した“Ｐ”を頭て、2 つの窯元の工場や作業風景を見学できるオープン

文字とする 13 のキーワード（Porcelain 磁器 / Process 工

ファクトリーを 2 日間にわたり実施することとした。

程 / Polyethism 分業制 / Professionalism 専門性 /Peculiarity 独自性 / Planning 企画 / Prototype 試作 /3. イベント実施概要

Production 生産 / Pricing 価格設定 / Path 流通 /3.1 展示イベント（製造工程）

Promotion 販売促進 / Purchaser 顧客 / Partnership 協

会場となった佐賀県陶磁器工業協同組合のショールー働）を紹介した印刷物を配布し、展示物とともに窯元が有ム「ARITA MONONOSU」では、メイン展示として、実際に田焼のものづくりについて自ら説明。参加者とつくり手が使用する材料や道具とともに作業風景のパネルなど、原産地の現状や課題を共有し、これからの磁器のものづくり

料となる陶石から順を追って磁器の製造工程を紹介した。

を一緒になって考えていくことを目指した。

窯元が自ら、展示物や工程について説明を行う

3.2 展示イベント（各社の特徴）
メイン展示を取り囲むように、13 の窯元もそれぞれが自社ブースを設けたが、自らの強みや得意な技術 1 つに展
示テーマを絞り、自社のものづくりの特徴を紹介した。

徳永 弘幸氏（徳幸）は、自社の転写技術をテーマに選定。器を埋め尽くすような華やかな加飾が特徴の有田焼らしい伝統的な多色の絵柄を表現するために、20 数版ま
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支援事業

佐賀県窯業技術センター 令和 3 年度 研究報告書・支援事業報告書で刷り重ねた細かいパーツが並ぶ転写シールのシートをル消毒液を入れて使用することもできる、現代のニーズを展示するとともに、その技法を紹介。長らく転写に対する的確にとらえた商品でもある。

市場の認識は、安価に量産するための技法とされてきた。
しかし、手描きでは困難な極微・精密なグラフィックなどシルクスクリーン印刷だからこそできる表現の可能性を探る。

「香り」をテーマに新商品の企画やストーリーを紹介した「畑萬陶苑」の展示

各窯元の展示テーマは以下の通り。
転写紙に印刷された様々なパーツの現物を実際に貼り付けた器を用いて、転写の技法について紹介した「徳幸」の展示

川副 史郎氏（川副青山）「成形、焼成変形を塾考し、複雑な形状を焼き上げる。」

原田 吉泰氏（吉右ヱ門製陶所）は、割れてしまったり廃徳永 弘幸氏（徳幸窯）

番品となり、これまで廃棄してきた素焼き生地を再利用で「転写技法を駆使して、加飾の可能性を探る。」

きないかと考え、粉砕した素焼き粉を釉薬として再調合し北川 朝行氏（北川美宣窯）

た「泡化粧」の加飾技法について紹介。限りある天然資源「代々受け継ぐ彫刻の技、多様な形状を削り出す。」

である陶土の有効活用という、SDGs（持続可能な開発目

前田 洋介氏（皓洋窯）標）に通ずる取り組みでもある。

「形×絵柄で構成する器のマトリックス。」
藤本 和孝氏（貝山製陶所）「大物づくりと彫り文様、自社完結のものづくり。」
藤本 浩輔氏（藤巻製陶）「深みある青白磁の可能性、引き算の美学。」
下村 耕司氏（福泉窯）「絵の具、釉薬、泥しょう、筆使いの表現を極める。」
森田 文一郎氏（文翔窯）「成形されたものに手を加え、無限に広がるかたちの世界。」

粉砕した素焼きの実物や釉薬の製造工程をパネルにて紹介した「吉右ヱ門製陶所」の展示

原田 吉泰氏（吉右ヱ門製陶所）

畑石 修嗣氏（畑萬陶苑）は、調香師とコラボし、香水との福田 雄介氏（福珠窯）「大切な原料の有効利用が、新しい表現へと昇華する。」

セット販売を企画した鍋島の伝統的絵付けを施した新作「伝統の絵付けの技、伝統に留まらない新しい表現。」の携帯式のアトマイザー香水瓶を紹介。金属製のスプレ

田中 克幸氏（田森陶園）

ー部品とねじ切り部分を噛み合わせる高い精度の瓶の製「陶土の持つ味わい、柔らかさを感じる磁器。」

造技術とともに、中身となる香水の原料と絵柄を合わせた

畑石 修嗣氏（畑萬陶苑）

商品企画をものづくりのストーリーとして伝える。アルコー「香りのうつわ 企画を伝えるものづくり。」
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支援事業

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山本 晃平氏（やま平窯元）に努めてきた。また、パートナーシップを結ぶ陶土、型、「独自に改良した透光性陶土、薄さと白さへのこだわり。」

生地製造事業者との連携、さらに、販売を託す商社とも意見交換を行い、不具合への対応策を検討していることを消費地で行われる一般的な展示会では、商品の紹介が紹介した。

中心となるのに対し、今回のイベントでは、産地で開催す
るからこそ、商品だけの展示に終わらせず、つくり手自らがその背景やストーリーを伝えるため、完成品でなく、工程や素材を展示紹介する窯元も多く見られた。

3.3 SDGs への取り組みに関するパネル展示
SDGs への取り組みに関するパネル展示では、磁器のものづくりが抱える課題として、予防措置が困難な瑕疵が現出してしまう実情と検品基準のあり方、産業廃棄物、CO2の排出について NEXTRAD としての見解を紹介した。

13 枚のパネルにて SDGs への NEXTRAD としての取り組みや提言について紹介SDGs に関する展示パネルの一部

天然原料を用い、分業制による多くの職人の手を経て製また、近年複雑かつ精密な形状への要望が多くなったこ造される磁器において、例えば「鉄粉」や「ピンホール」ととに伴い、焼成時の変形防止のため、「ハマ」と呼ばれる呼ばれる焼成品の生地や釉薬の表面に現れる小さな黒専用の窯道具の必要性も高くなるが、一度焼成したハマ

点や異物、突起や凹みをなくすことは困難を極める。しかは再利用できず、廃棄処分する以外の処理方法はない。

しながら、鉄粉やピンホールなどは極小であってもすべ量産品を製造する産地であるが故、生地の成形には石て欠陥とみなされ、そのほとんどは、規格外品として扱わ膏型が多く用いられるが、この石膏型も消耗品であるため、れ、陶器市などを通じたセール品販売、もしくは産業廃棄

摩耗した型は廃棄される。しかしながら、石膏型も再資源物として処分されている。

化が難しく、ハマ同様、現状埋め立て処理されている。こ

昨今の SDGs への意識向上、環境負荷軽減の社会情勢、

うした産業廃棄物の軽減および再資源、再活用化のため来たる将来の脱炭素社会を目指していく上で、こうした規の研究も今後の課題である。

格外品の扱いをそのままにしておくことに向けられる世間

さらに、脱炭素社会に向けて社会活動の見直しが進む

からの目はより厳しくなっている。

昨今であるが、磁器を製造する上で、焼成という工程は欠つくり手として、納得できる商品をお客さまの元に届けた

かすことができない。現在、有田焼を製造する多くの窯元

いという想いから、窯元は、日々、技術の向上や生産管理

は、その焼成に化石燃料を用いたガス窯を用いており、
50

支援事業

佐賀県窯業技術センター 令和 3 年度 研究報告書・支援事業報告書

結果多くの CO2 を排出しているものの、その実情につい環境負荷の軽減につながり、産地の持続性が担保されるて産地内にて把握した例はこれまでみられないことから、可能性が高くなる。しかし、磁器は陶器と異なり、歪みや今回どの程度の CO2 を排出しているのか算出を試みた。

ピンホール、鉄粉、釉ムラなどを「景色」として愛でる慣習

NEXTRAD のメンバー13 社の１年間の燃料ガスの総使がなく、特に有田焼は、昔から白さを追い求め、その繊細用料 ： 約 214.1 トンから推計した、13 社の窯焚きによるな技と端正な美を讃えられてきた歴史的経緯がある。こうCO2 の総排出量は、約 642.4 トンになる。

した固定観念の中で、「本当に小さな鉄粉一つでも良品とCO2 の吸収源とされる森林だが、642.4 トンの CO2 を吸収して認識いただくことはできないのだろうか」という疑問かするためには、約 73 ヘクタール ※1 が必要となり、これはら始まったこの実証実験販売は、価値観の転換を図る一東京ドームに換算して、約 15.5 個分の広さとなる。

種の「攻め」の試みであると同時に、長い歴史を持つ有田の次世代を担う若手たちが、新たな歴史を紡いでいくた

貴重な天然資源である陶石を用い、CO2 を多く排出する

めの、真摯な覚悟に基づく挑戦の第一歩と言えよう。

焼成という工程が必須な陶磁器産業であるからこそ、今回のパネル展示を通じて、環境負荷軽減のための対策が必要であることを広く伝えるとともに、産地内および市場において有田焼産業の持続可能性のための収益率の向上
や産業廃棄物などの課題について考え、行動する機運を高めることを目指した。

3.4 応援型チャリティによる規格外品の社会実験販売
現在、伊万里・有田焼の陶磁器産業は、受注減少、原料社会実験販売のコーナー

や燃料・人件費の高騰による利益率の減少、後継者や人材の不足、CO2 排出や産業廃棄物の問題など、さまざま

3.5 オープンファクトリー

な課題を抱えている。この状況を鑑み、パネル展示説明

オープンファクトリーは、藤巻製陶と福泉窯にて実施した。

による SDGs への NEXTRAD の考えや取り組みをしっか

2 日間、午前午後に約 1 時間、日頃公開していないそれりと伝えた上で、持続可能な産業の構築に向けての試み

ぞれの工場を、窯元自らが案内した。実際の職人の作業のひとつとして企画されたのが、規格外品の実証実験販の様子が見学できるとあって、多くの事前予約があった。

売である。産地の実情を研究している長崎県立大学に協力いただき、学生に説明要員として参画してもらった。

藤本 浩輔氏が案内した藤巻製陶は、絵付けが一般的

磁器は、道具としての機能に問題のない安全な商品でな有田では珍しく、白磁や青白磁など絵を施さない磁器あっても、ほんの小さな鉄粉やピンホールひとつで規格を製造している窯元である。

外品として廃棄されたり価格を下げて販売されたりしてい分業制が一般的な有田焼産地での生産体制であるが、る。今回の実証実験販売の目的は、これらの規格外品が成形から焼成までを自社で手掛け、厳正な品質管理のも一般にどれほど受け入れられるものであるかを検証すると生産を行なっている。「機械を使った量産体制ですが、ことにある。

完成するまでには、かなり多くの人の手がかかっているん

規格外品を Re-BIRTH 品（リ・バース品）と名付け、定価です」と説明しながら、参加者に焼きあがった器の窯出しで販売し、その収益の一部を森林保全活動に充てることや釉掛けも体験してもらった。職人たちの実作業を近くでで、その価値の社会的評価を探るというものである。規格

見ること、さらに体験することで、何気ない職人の手さばき

外品の定価販売が可能になれば、収益率の増加や窯焚が一朝一夕には真似できない経験に裏打ちされたものでき回数減少による CO2 削減、産業廃棄物削減による地球

あるか、実感を伴って参加者の理解を促した。
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4. イベントへの参加者の反応と今後の展開
有田焼とは？それぞれの窯元の個性とは？持続可能な磁器のものづくりとは？どのようなものか。参加者がそれらをより深く理解し、産地が抱えるさまざまな課題についてともに考え、つくり手と問題意識を共有する機会の提供を試みた今回のイベント。これからの産地のものづくりを見据えた若手窯元たちの取り組みは、参加者からのアン
ケートやヒヤリング結果を見ても好意的に捉えられた。
展示を見学した産地商社からは、常態的に今回の詳細
な工程展示が産地内で見られることを望む声や、持続可能な産業とするために、販売を担う立場として何ができるか考えたいという前向きな意見も聞こえた。
このイベントは、今回限りに終わらせず、ブラッシュアッ
プしながら継続的に毎年実施していくことを検討しており、産地への来訪動機となる新しいコンテンツに育てていきたい。400 年続いてきた伊万里・有田の磁器のものづくり
を次世代へ継承していくため、NEXTRAD の“13P”の挑戦
はこれからも続く。
藤巻製陶でのオープンファクトリーの様子

福泉窯を案内したのは下村 耕司氏。まず約 4,000 種に

5. 特筆すべき成果もおよぶという商品ラインナップの豊富さに参加者一同を⚫ 同業者が集まり、産地の課題や今後の取り組みに関し驚かせた。有田ならではの絵付け技術を紹介しながら、て、意見交換や情報共有する場の創出「デザインは伝統的でなくても良い。しかし、工程には伝⚫ 産地だからこそできるイベント企画により、産地に訪問統を残したい。技術は一度失うと簡単には取り戻せませする機会と目的の創出んから」と話し、筆仕事を残していきたいという強い想いを⚫ 展示を通じた情報発信と体験による実感を伴う理解の伝えていた。

促進⚫ 製造から販売に至る様々な事業者および同業者組合、有田町他支援組織などを横断した連携構築
脚注※1 林野庁 HP「地球温暖化防止に向けて」、国立研究開発法人 森林研究・整備機構 森林総合研究所 HP「森林による炭素吸収量をどのように捉えるか」を参考に算出
福泉窯でのオープンファクトリーの様子

オープンファクトリーは、有田に訪問しなくては体験する

参考資料ことができない、産地ならではの価値あるイベントコンテ「NEXTRAD」 公式 WEB サイト

ンツであることを関係者一同、再認識した。

https://nextrad.jp/52その他 令和 3 年度に取り組んだ事業の概要
経常研究① 複雑形状陶磁器成形技術の開発（令和元年度～令和 4 年度）
事業デザイン課

副島 潔、 江口 佳孝

中子を利用した袋形状生地の成型法について、前年度の研究でパラフィンワックスによる中子を利用した石膏型による圧力鋳込成型に成功したが、中子の離型と表面の気泡が問題であり、添加剤を利用することで改善がみられた。

② 転写技術を用いた質感表現技法の研究（令和元年度～令和 3 年度）
事業デザイン課

松本 奈緒子

濃淡表現や厚盛のスクリーン印刷のための版加工方法について、加工条件をまとめた。また、濃淡のある実際のパターンデータを作成、印刷し、サンプルの作成を行った。技法の内容について、特許出願の準備を行っている。

③ 異素材を組み合わせた食器外製品の研究（令和 2 年度～令和 4 年度）
事業デザイン課

江口 佳孝

異素材と陶磁器の接合方法、接着剤の調査を行い、主に木材について塗装方法等の調査を行った。木材との接合試作のためのサンプル製作において、CAD によりデジタルの型データ作製を行った。また、エクステリア製品への展開のため研究会をとおし、アイテムの検証を行った。

④ 上絵の耐アルカリ性に関する研究（令和 3 年度）
技術開発課

中溝 祐志

JIS S 2403「ボーンチャイナ製食器の洗浄に対する化学的耐久性試験」が制定されたことを踏まえ、
当センターでも安定的に結果を得るための環境整備を行った。これにより従来の食器洗浄機を用いた耐アルカリ性試験に比べ、より簡便にかつ迅速に試験が行えるようになった。

⑤ 高機能性光触媒シートの研究（令和 3 年度～令和 5 年度）
技術開発課

大竹 亜紗美無機 EL を実際に作成し、単純な蛍光体が光ったことを確認した。一方で、エネルギーがより必要な色（紫、紫外）は確認できなかった。現在、有機 EL を専門とする大学の先生とのアドバイスをもらいな
がら、紫外線放射無機 EL の作製を行っている。酸化チタンの塗布については、無機 EL の進展が見え始めてから検討予定である。

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その他 令和 3 年度に取り組んだ事業の概要
共同研究⑥ SOFC 型ポータブル発電機用セルの開発（令和元年度～令和 4 年度）
古田 祥知子
技術開発課

釘島 裕洋、 秋山 将人

県内事業者（1 社）及び県外事業者（1 社）と共同で、アウトドア電源、災害等非常時電源として有用
な、ポータブル発電機に適した燃料電池セル開発を目指した。市販カセットボンベを燃料源として迅
速な発電を可能にするためのセル構造の構築を目標に、電極及び電解質材料の選定、製造プロセスの検討とセルの試作・物性評価を行った。

⑦ セラミックスを基材とした次世代二次電池の開発（令和 3 年度～令和 5 年度）
技術開発課

釘島 裕洋、志波 雄三

次世代二次電池として高性能な全固体リチウムイオン電池の開発が望まれているが、実用化のためには固体電解質のイオン導電率向上、電極活物質/固体電解質界面におけるイオン・電子輸送特性の改善などが必要とされている。本研究では、九州大学と共同で、優れた電池特性を有する酸化物
系全固体二次電池の開発を目指した。イオン導電率向上のため、固体電解質粉末の調製条件について検討するとともに、得られた粉末を用いた焼結体の作製と評価を行った。検討の結果、相対密度90%以上の焼結体の作製が可能となり、10-4 S/cm オーダーのイオン導電率が得られた。

支援事業⑧ 現代の磁器製造工程における技術・技能の集積事業（令和 3 年度）
事業デザイン課

江口 佳孝

有田焼産地での分業化された業種の中には、後継者不在、就業者不足等により現世代で廃業を決めている事業者が現在も増えつつある。佐賀県内で消滅を危惧する業種も視られ、これらが有する技術・技能を継承することが困難になっている。
このことにより動画を伴う技術・技能資料の編纂が必要であり、令和 3 年度は、機械ろくろ内ゴテ成形用の型製作の資料の構築に取り組んだ。

54

佐賀県窯業技術センター
令和 3 年度

研究報告書・支援事業報告書

令和 4 年 ( 2022 年 ) 7 月 1 日発行
ISSN 2 4 3 2 -2 6 2 8
発行：〒844-0022 佐賀県西松浦郡有田町黒牟田丙3037-7
TEL : 0955-43-2185 FAX : 0955-41-1003
URL : https://www.scrl.gr.jp/
印刷： 株式会社

三光