釉薬及び釉薬表面の改質によるメタルマーク抵抗性の改善に関する研究
吉田秀治
有田焼に使用されている透明釉について、メタルマーク抵抗性と釉の硬度や化学組成との関係を検討した。その結果、硬度とメタルマーク抵抗性には関係はなく、釉表面の摩擦抵抗(引掻き抵抗)と大きく関係していることが明らかとなった。また、釉薬の化学組成において、唯一酸化亜鉛の含有量がメタルマーク抵抗性に影響を及ぼすことが明らかとなった。

1. はじめにくなる釉薬表面の改質方法を渇望して近年の不況のため有田焼製造業界は、いる。そこで本研究は、有田焼の風合和食器のみの生産から脱皮し、水周りいを持ちつつナイフやフォークによる製品、エクステリア製品及びノベルテ傷やメタルマークがつきにくい釉薬のィー製品など新分野の製品開発を精力開発を含め、釉薬表面の改質方法を開的に行っている。最近、業界では洋食発することを目的として行った。特に、器風有田焼の開発が活発化してきた。

本年度は、有田で一般に流通している特に、洋皿の開発が精力的に行われて市販の透明釉についてメタルマーク抵いる。しかし、有田焼の風合いを残し抗性に関係すると考えられる物性を測たまま洋皿を製造しようとすると、釉定し、メタルマーク抵抗性との関係に薬が石灰釉や灰釉を使用しなければなついて検討を行った。

らない。その場合、タルク釉を使用し２．試料釉薬及び比較試料ている洋食器に比べ、釉薬表面にナイ試料として用いた釉薬は、20 種類の有フやフォークによる傷やメタルマーク

田で一般に流通している市販の透明釉がつきやすくなり、製品の価値が大幅を用いた。これらの釉薬の熱的性質をに減少してしまう問題が生じる。従っ種類別に表１に示した。また、比較試て、有田焼の陶磁器製造業界ではナイ料として、珪灰石釉の上にメタルマーフやフォークによる傷やメタルマーク

クが付きづらいと言われているジルコがつきにくく、しかも有田焼の風合いニア及びアルミナの薄膜をコーティンを持った釉薬の開発やナイフやフォーグした試料を用いた。

クによる傷やメタルマークがつきにく
表 １

釉 薬 の 熱 的 性 質釉 の 種 類

試 料 名

熱 膨 張 係 数 （１/℃ ）ガ ラ ス 転 移 点 （℃ ）ガ ラ ス 軟 化 点 （℃ ）石 灰 釉

L-15 .7 4 × 1 0 - 6735

811

石 灰 釉

L-26 .2 7 × 1 0 - 6747838

石 灰 釉

L-3

6 .0 3 × 1 0 - 6733

810

石 灰 釉

L-4

5 .9 3 × 1 0 - 6731

822

石 灰 釉

L-55 .8 3 × 1 0 - 6730

829

石 灰 ・タ ル ク 釉
石 灰 ・タ ル ク 釉

LT-1LT-25 .7 5 × 1 0 - 65 .8 8 × 1 0 - 6729723

828
815

石 灰 ・タ ル ク 釉

LT-3

6 .0 9 × 1 0 - 6732813

石 灰 ・タ ル ク 釉

LT-4

5 .8 9 × 1 0 - 6745862

石 灰 ・タ ル ク 釉

LT-55 .9 8 × 1 0 - 6719822

石 灰 ・タ ル ク 釉

LT-6

6 .1 9 × 1 0 - 6722840

タ ル ク 釉T-1

5 .9 7 × 1 0 - 6746871

タ ル ク 釉珪 灰 石 釉T-2
W -1

5 .2 5 × 1 0 - 6
5 .8 0 × 1 0 - 6771
744

905
842

珪 灰 石 釉W -25 .8 5 × 1 0 - 6748

850

珪 灰 石 釉W -3

5 .8 9 × 1 0 - 6751846

ド ロ マ イ ト釉

D-16 .3 9 × 1 0 - 6716814

柞 灰 釉

Y-15 .6 8 × 1 0 - 6742850

柞 灰 釉
柞 灰 釉

Y-2Y-35 .5 7 × 1 0 - 65 .7 2 × 1 0 - 6750736824833

３．実験方法（３）引掻き硬度の測定（１）試料の作製

引掻き硬度は、新東科学（株）製

表

試料用陶板には、天草撰中陶土を圧面性測定器により 50g の荷重をかけ力鋳込み法によって成形した成形体

付属のダイヤモンド針により釉表面を 900℃で素焼きしたものを用い、濃を引掻き、その時に釉表面についた度調整を行った釉薬を施釉してガス引掻き跡の幅を KEYENCE 社製デ炉により還元雰囲気において最高温ジタルマイクロスコープによって計度 1300℃で焼成した施釉焼成体を試測し測定を行った。

料とした。

（４）ビッカース硬度（２）釉表面の引掻き抵抗の測定

ビッカース硬度は、明石電子（株）

釉表面の引掻き抵抗は、新東科学

製マイクロビッカース硬度計を用い、（株）製

表面性測定器に図１に示

荷重 500g、荷重付加時間５秒間の条した特注のステンレス製引掻き針を件で測定し、10 点のデータの平均を装着して分銅により所定の荷重を負硬度とした。

荷し測定した。さらに、その値より（５）メタルマーク試験

最小二乗法によって近似式を算出し、メタルマーク試験は、新東科学（株）近似式の傾き（荷重１g 当りの抵抗製値）を求めた。

テンレス製引掻き針を装着し、分銅表面性測定器に図１に示したスにより所定の荷重をかけて試料を150mm/min.の速度で一定距離を移0.3mmφ
試料接触面動させ、５往復した後に釉表面にメタルマークが付着しているかを目視により確認して、メタルマークが付いた最低荷重（メタルマーク限界荷1mm重）を計測し、その値でメタルマーク抵抗の度合いとした。
４.結果及び考察
試料釉薬及びアルミナまたはジルコニ
アをコーティングした試料の機械的性
質とメタルマークに関する物性を表 2に示した。また、引掻き硬度測定により試料表面についた傷跡とメタルマーク試験によって試料表面に付いたメタルマークの写真を代表的な試料につい

図１ 引掻き硬度計用ステンレス製引掻きピン先寸法図て図２から図５に示した。

表2 釉薬の機械的性質
試 料 名 引 掻き硬度 （引 掻 き幅 μ m） ビッカー ス硬 度 (kg/mm2 )

L-1
L-2
L-3L-4L-5LT-1LT-2LT-3LT-4LT-5LT-6T-1T-2W-1W-2W-3D-1Y-1Y-2Y-3Zｒ-CoAl-Co

図211010510010511598110
110
115
100
105
102
68
117
120
120
115
95
122
122
103
107

681
610
631
622
597
648
650
650
668
665
632
614
649
615
657
667
661
626
602
650
594
586

L‑１釉についたメタルマーク(荷重 300ｇ)

引 掻き抵抗 近 似線 傾 き(gf/g) メタル マー ク 限 界荷 重 （g）

0.14680.10490.08720.1096
0.16380.13100.12780.13500.10980.11660.12290.12380.11630.13370.13030.13970.15730.13260.08600.13300.06740.0940

図４

300
250
250
200
100
400
350
250
150
150
150
50
100
300
350
250
150
300
300
200
800
650

Zr コーティングについたメタルマーク(荷重８００ｇ)

図3

L‑1 釉についた引掻き傷跡

図５

Zr コーティングについた引掻き傷跡

（１） アルミナ及びジルコニアコーティ（３） ビッカース硬度とメタルマーク抵

ングと各釉薬におけるメタルマー抗性の関係

ク抵抗性の比較

ビッカース硬度とメタルマーク抵抗性

表２から、各釉薬のメタルマーク限界の関係について図７に示した。この散荷重は、アルミナコーティングをした布図からビッカース硬度とメタルマーものに対し、最高で 60％、最低で 7％ク抵抗性に相関性は認められないこと程度しか示さなかった。また、ジルコが明らかとなった。

ニアコーティングをしたものに対しても最高で 50％、最低で 6％程度しか示さなかった。以上のように、各釉薬の700

メタルマーク抵抗性は、アルミナ及びジルコニアコーティングを行ったもの
2

ビッカース硬度（kg/mm ）に対し、極めて小さいことが明らかと680なった。
（２） 引掻き硬度とメタルマーク抵抗性の関係
引掻き硬度とメタルマーク抵抗性の関係について図６に示した。この散布図
から引掻き硬度とメタルマーク抵抗性

660

640620600に相関性は認められないことが明らかとなった。

5800200400600800
メタルマーク限界荷重(g)1000

図７ メタルマーク限界荷重とビッカース硬度の関係

130（４） 引掻き抵抗近似線傾きとメタルマ

120

引掻き硬度（μm）

ーク抵抗性の関係
110

引掻き抵抗近似線傾きとメタルマーク

100

抵抗性の関係について図８に示した。
この散布図から、引掻き抵抗近似線傾

90

きが小さくなるに伴いメタルマーク抵抗性が大きくなる傾向が明らかとなっ80た。このことにより、釉表面の引掻き70

抵抗を小さくすることによりメタルマーク抵抗性を改善することが出来るこ

600200400600800
メタルマーク限界荷重(g)図６ メタルマーク限界荷重と引掻き硬度の関係

1000とが推測された。

②Al2O ３ 成分とメタルマーク抵抗性

0.18

引掻き抵抗近似線傾き(gf/g）の関係
0.16

Al2O ３ 成分とメタルマーク抵抗性の関係について図１０に示した。こ0.14の図から顕著ではないが、釉薬のAl2O３成分が 12wt%前後の組成で0.12

比較的メタルマーク抵抗性が大き0.10くなる傾向を示した。

0.080.06
0200400
600800
メタルマーク限界荷重（ｇ）

1000450400

図8 メタルマーク限界荷重と引掻き抵抗近似線傾きの関係（５） 釉薬の化学組成とメタルマーク抵抗性の関係① SiO ２ 成分とメタルマーク抵抗性の関係
SiO２成分とメタルマーク抵抗性のメタルマーク限界荷重（ｇ）

350
300
250200150

関係について図９に示した。この図100から顕著ではないが、釉薬の SiO２50

成分が 70〜73wt%で比較的メタル0マーク抵抗性が大きくなる傾向を1112示した。

13
Al2O3(wt.%)14

図10 Al2O3メタルマーク限界荷重の関係

メタルマーク限界荷重（ｇ）

450③RO 成分とメタルマーク抵抗性の400

関係

350

RO 成分とメタルマーク抵抗性の300関係について図１1 に示した。この250図から顕著ではないが、釉薬の RO200

成分が 9wt%程度の組成で比較的150

メタルマーク抵抗性が大きくなる

100

傾向を示した。

500687072SiO2(wt.%)74

図9 SiO２とメタルマーク限界荷重の関係

7615⑤ZnO 成分とメタルマーク抵抗性のZnO 成分とメタルマーク抵抗性の400関係について図１3 に示した。この350図から、釉薬の ZnO 成分が 1wt%300程度の組成で比較的メタルマーク250

抵抗性が大きくなる傾向を示した。

20015010045050400
350002

46RO(wt.%)

81012

図１１ ROとメタルマーク限界荷重の関係④R2O 成分とメタルマーク抵抗性の関係

メタルマーク限界荷重(g)メタルマーク限界荷重（ｇ）

関係
450300250200150100

R2O 成分とメタルマーク抵抗性の関係

50について図１2 に示した。この図から

0

顕著ではないが、釉薬の R2O 成分が 400.5

1〜６wt%の組成で比較的メタルマーク抵抗性が大きくなる傾向を示した。

1.5ZnO(wt.%)2

図１３ ＺｎＯとメタルマーク限界荷重の関係

5.まとめ
有田で一般に流通している市販の透明釉についてメタルマーク抵抗性に関係する

メタルマーク限界荷重（ｇ）と考えられる物性を測定し、メタルマー
450

ク抵抗性との関係について検討を行った400

結果、以下のことが明らかとなった。

350
300

（１） 有田で一般に流通している市販の透250

明釉は、釉薬表面にアルミナやジル200コニアの薄膜をコーティングしたも150のに比べ、メタルマーク抵抗性が非100常に劣る。
（２） 引掻き硬度とメタルマーク抵抗性に50は相関性がない。

03456R2O(wt.%)7

図１２ R2Ｏとメタルマーク限界荷重の関係

89（３） ビッカース硬度メタルマーク抵抗性には相関性がない。
（４） 引掻き抵抗近似線傾き（荷重１g 当りの抵抗値）とメタルマーク抵抗性に2.5

は、引掻き抵抗近似線傾きが小さいほどメタルマーク抵抗性が大きいという相関性が認められた。
（５） 釉薬の組成とメタルマーク抵抗性に顕著な相関性は認められないものの、それぞれの成分である一定の組成においてメタルマーク抵抗性が大きい組成領域が認められた。特に、ZnO
成分ではその傾向が他の成分に比べ明らかであった。