6) 陶磁器の洗浄性向上に関する研究
食洗機による洗浄耐久試験

桑田 和文
本研究は、陶磁器の洗浄性を向上させることを目的に実施した。本年度は、撥水コーティングのうちフッ素樹脂を用いる技術について試作品にて耐久試験を実施し、撥水コーティング剤等についても検討を行った。前年度、陶磁器表面に凹凸を加え、さらに撥水性を付加することで洗浄性を向上させる技術の特許を出願している。食器を製造している県内企業に対し、その技術を用いた新しい商品開発のための技術指導を行った。また、洗浄耐久性試験において業務用食器洗浄機で 500 回の耐久性があることが確認できた。

1.はじめに
本研究は、佐賀県産陶磁器が他産地商品との競争に験を業務用食器洗浄機および家庭用食器洗い乾燥機を用いて実施した。

おいて優位性を増し、売れる商品作りを可能にする技術として陶磁器の洗浄性を向上させる技術を開発することを

2.実験方法目的に行った。

2.1 業務用食器洗浄機における耐久性試験

平成 22 年度に報告された伊万里・有田地区の事業調

この耐久試験で用いた試作飯碗は、天草撰中陶土を査 1）によれば、商社は、「食洗機対応など生活スタイルに用い実際の量産時に想定される圧力鋳込みにより成形、あった製品」を望んでおり、また、13.1％の消費者は、今珪灰石釉を施釉したものである。形状は、図１に示すよう後、機能性が高くなれば伊万里・有田焼を購入すると回に直径 11.7cm、高さ 5.0cm とした。容量は、ご飯が栄養学答している。さらに、25.9％の売り手側の百貨店は、売り的に 2 単位(160kcal)に相当する 95ｇ入る大きさとした 3）。ま上げの低下への対応策として産地・メーカーとの高付加た、高台の直径および高さは、それぞれ 3.8cm、0.5cm で価値商品開発が有効とする回答をしている。このようなデある。碗の内側には、最終的に最もご飯粒汚れ残りが尐ータから、陶磁器産業活性化の方向として、ライフスタイなくなる実験結果を得た 断面直径が 2mm となる 1/3 球がルの変化による需要構造に対応することが必要であり、具その中心間距離が 2～4mm の範囲をとる格子状パターン

体的には、食器洗浄機等の家電製品の普及によって“変を採用した 2)。また、撥水剤には、フッ素樹脂系のシランカ化し続けている 求められている食器”を提案し、付加価ップリング剤(信越化学工業株式会社製 X-24-7890) を用値の高い新商品を開発することが必要であるという報告がなされている。
このような、窯業界をとりまく課題に技術面から対応するため、当センターでは陶磁器の表面に最適な形状・大き11.7cmさと配列を持つ凸部を作成し撥水コーティングを施すこと
で家庭用の食器洗い乾燥機（洗剤なしモード）において5.0cm

ご飯粒のでんぷん汚れが面積ベースで通常のものより約4 倍落ちやすくなることを見出し 2）、平成 21 年度に特許申請を行っている。
この技術を用いて実際に商品化を進めるためには、その耐久性が重要になってくる。そこで、本年度は、試作した米飯汚れが付きにくく落ちやすい飯碗の洗浄耐久性試

図１ 試験で用いた飯碗の形状.

い、耐久性を向上させるための中間層のセラミックス膜に3.結果と考察は、オキシ塩化ジルコニウム八水和物（和光純薬株式会

3.1 業務用食器洗い機における耐久性試験

社製 特級）0.10mol/L 溶液を塗布乾燥後 500℃で焼成し

図3 に業務用食器洗浄機による 500 回洗浄耐久性試験たものを採用した 4）。製品重量は業務用食器洗浄機で洗の結果を示す。凸部加工のみの飯碗は凹部にでんぷん浄することを考慮し、洗浄時の水圧で移動し破損することの汚れが多数確認できた。凸の部分には見られなかった。のないよう 165g とした。洗浄には、実際に外食産業で用撥水加工のみの飯碗は、わずかにでんぷん汚れを確認

いら れ てい る業務用食器洗浄機（ ホシザ キ 製できた。一方、凸部加工と撥水加工の両方を行ったもの

JW-450SUD3 形）を用いた。洗剤は、業務用食器洗浄機は、汚れを肉眼では認識できなかった。このことは、両方用洗剤（ニイタカ製リキッド PA）を、リンス剤は、業務用食の加工を行ったものは、500 回の耐久性を持ち合わせて器洗浄機用乾燥仕上剤（ニイタカ製リンス P）を用いた。濃いるということができる。なお、サンプルの数を 18 個に増度は、それぞれ 0.1～0.2％、0.005～0.01％となるよう洗やして実施した結果も同様であった。

浄機の自動投入を設定した。洗浄モードは、１サイクル 2

図2 は評価の際の家庭用食器洗い乾燥機の洗浄モード分の標準コースを採用した。なお、洗浄中の溶液の pH は、を洗剤なしの予洗いモード（洗い 7 分のみ、水温10±5℃）11、洗浄水の温度は 55℃であった。と穏やかな条件で洗浄したものである。なお、表記上、縦業務用食器洗浄機による耐久試験は、500 回洗浄後、軸の 50 回を超えたところは 50 回のところへプロットしていご飯を所定の量入れ 1 時間放置後取り出し 3 時間放置後る。グラフの横軸の洗浄回数の 100 回までのところを比較家庭用食器洗い乾燥機の洗剤なしモード（洗い 25 分＋すると凸部加工のみのものは、すでに 50 回を越えており、すすぎ 2 回・加熱すすぎ 1 回 34 分＋乾燥 30 分）で洗浄急激に汚れが落ちるまでの回数が増加しているということしたものをヨウ素でんぷん反応を用いて染色することによが分かる。撥水加工のみのものは 12 回と穏やかに増加し、り評価を行った。ここで、耐久性に関して、技術指導を行凸部加工と撥水加工の両方を行ったものは4回とさらに穏っている企業の取引商社より耐久性は 500 回あるというこやかに増加している。ここで、100 回洗浄時のそれぞれのとを示せればよいというご意見をいただいていたため今接触角は、13.7、86.8、88.4 度で、250 回洗浄時のそれは回は、500 回を耐久性の目安とした。

13.5、74.8、85.9 であった。業務用食器洗浄機による洗浄
では、洗剤溶液が pH11 の熱アルカリとなり直接釉薬表面

2.2 家庭用食器洗い乾燥機における耐久性試験
この耐久試験では、前項と同様の飯碗を用いた。家庭での使用も考慮し、家庭用食器洗い乾燥機のラックに収納したときに洗浄水が内側面に当たる渕と側面が接しないような図 1 のような平茶碗の形状を採用した。洗浄には、実際に家庭で用いられている家庭用食器洗い乾燥機（ナショナル製 NP-60SS5 型）を用い、標準コース（ミスト 8 分＋洗い 16 分＋すすぎ 3 回・加熱すすぎ 1 回38 分＋乾燥30 分）にて洗浄を行った。給水温度は、10±5℃、洗浄時およびすすぎ時の水温は、それぞれ 35℃、60℃であった。洗剤は、食器洗い乾燥機専用洗剤（レキットベンキー
ザ・ジャパン製 フィニッシュジェル中性）を用いた。家庭用食器洗い乾燥機による耐久試験は、前項と同様の条件で実施した。

図 2 業務用食器洗浄機による耐久試験.

を侵すため、コーティングのない釉薬表面を持つ凸部加久性が大幅に向上していることが分かる。これは、撥水加工のみのものが急激に耐久性が低下しているものと考え工時につけたフッ素樹脂および中間層のジルコニウムをられる。凸部加工のみのものと凸部加工に撥水加工を加含んだ膜が存在するため釉薬と洗剤のアルカリ溶液が直えたものを比較すると、後者は、グラフの傾きが小さく耐接接しないようになっているため耐久性が向上したものと普通の飯碗考えられる。撥水加工のみのものと撥水加工に凸部加工を加えたものを比較するとこちらも後者が、グラフの傾き1が小さく耐久性が向上していることが分かる。また、洗浄耐久性に関して凸部加工、撥水加工、両方の加工を施したものについて、新品（図 2 の横軸 0）のとき、100 回洗浄後、250 回洗浄後と業務用食器洗浄機による洗浄回数が増えるにつれて汚れが落ちるまでの回数の差も大きくな
×ご飯粒の跡が確認できる
2

撥水のみ加工飯碗っていく傾向がみられることから、両方の加工をすることで、ご飯粒汚れを付きにくく落としやすくする効果だけでなく、その洗浄耐久性も同時に向上させる効果があるということが分かった。

3.2 家庭用食器洗い乾燥機における耐久性試験
家庭用食器洗い乾燥機で洗浄後前項と同様の評価を行った結果、いずれの場合も、でんぷんの汚れを認めることはできなかった。これにより、家庭用食器洗い乾燥機
3△ご飯粒の跡をわずかに確認できるでの 500 回の洗浄耐久性を持ち合わせているということが凸部のみ加工飯碗できる。なお、サンプルの数を 10 個に増やして実施した結果も同様であった。
ここで、前項と同様に、評価の際の家庭用食器洗い乾燥機の洗浄モードを洗剤なしの予洗いモード（洗い 7 分のみ）と穏やかな条件で洗浄したところ、凸部加工と撥水加工の両方を行ったものは 100 回洗浄後も 1 回ででんぷん汚れが認められなく、250回洗浄後も3回ででんぷん汚4×でんぷん汚れの跡が凹部に確認できるれが完全に落ちた。 このように、業務用食器洗浄機に比凸部加工＋撥水加工

べさらに穏やかに増加するのは、業務用の場合、洗剤の液性が pH11 と高いアルカリ性を示すのに対し家庭用食器洗い乾燥機における洗浄の場合は、中性（ｐＨ7）のためコーティング膜がさらに侵されにくい条件になっているためと考えられる。

4.まとめ○汚れを認識できない
図 3 業務用食器洗浄機による耐久試験（500 回洗浄時）.

本研究は、陶磁器の洗浄性を向上させることを目的に実施した。本年度は、撥水コーティングのうちフッ素樹脂を用いる技術について試作品にて洗浄耐久試験を実施

し、業務用食器洗浄機、家庭用食器洗い乾燥機いずれにの研究の発展により、釉薬という特殊な表面の汚れのメカおいても 500 回の耐久性があることが確認できた。

ニズムが明らかになることで解明されるであろう。

ご飯粒のでんぷん汚れに関して、親水のコーティングのみを施した市販の飯碗を同様の条件により汚れ落ちの参考文献効果を見る試験を行った。このとき、ご飯を所定の量入れ

1)たとえば農林水産商工本部商工課, 平成 22 年度伊万

1 時間放置後取り出した時点で、ご飯粒と接している表面

里・有田焼産地市場創出等調査事業報告, 328 （2011）.

が乾燥しており、3 時間放置すると、硬化し飯碗表面に接2)桑田和文, 佐賀県窯業技術センター平成 21 年度業務着していた。このような現象は、図 3 の 1 の未加工の通常

報告書, 6-9 (2010).の飯碗でも同様の傾向が見られている。それに対して撥

3)文部科学省科学技術庁資源調査会編, 五訂日本食品

水のコーティングを行った表面は、ご飯粒と飯碗表面に標準成分表.

水分が保持され指で押すとご飯粒の移動が容易であるよ

4)白石敦則, 佐賀県窯業技術センター平成 11 年度業務

うな状態であった。

報告書, 122-124 (2000).

また、凸部のみが釉薬、凹部が無釉の市販の飯碗に関しては、凸部に関しては、ミリメートルオーダーのご飯粒は、未加工の飯碗より取れやすい傾向があるが、凹部に集まるでんぷんを含んだ水の汚れは図3 の 3 の凸部のみ加工した飯碗よりも取れにくい傾向がみられた。それに対して図3 の 4 の凸部加工に撥水のコーティングを行ったものは凹面のでんぷん汚れも落ちやすい傾向がみられている。
前年度、陶磁器表面に凹凸を加え、さらに撥水性を付加することで洗浄性を向上させる技術の特許の出願を行った。今年度、食器を製造している県内企業に対し、その技術を用いた新しい商品開発のための技術指導を行った。この中の企業の取引先の商社で行った求評では、ご飯粒のでんぷん汚れをつきにくく落としやすくする新しい機能を陶磁器に付加し商品価値をあげる技術として注目された。今までは、撥水製品と従来の製品との差が目に見えずらかったものが凹凸があることで消費者が分かりやすくなるという意見も見受けられた。現在まで生産されている従来の撥水性を付与した製品に加え、バリエーションが広がり、機能性食器の認知も今後いっそう広がっていくと思われる。
洗浄耐久性試験の際、図2 のグラフの傾きがコーティン
グなしのものが急な理由について、陶磁器特有の釉薬表面の細かい気泡等の表面状態が関連しているのではないかと考えられる。使用頻度の高い業務用の器で急に食べ物の汚れや油がつき易く、落ちにくくなるという相談を受けることがあるが、そのような現象も今後の陶磁器表面