環境に対応した抗菌性食器の開発
陶磁器製造技術を活用した機能性食器・照明具の開発（地域資源活用型研究開発事業：経済産業省）

堤 靖幸・寺﨑 信・佐藤 彰
共同研究機関：（財）佐賀県地域産業支援センター（管理法人）
長崎県窯業技術センター、熊本県産業技術センター（同）文八工房、（株）中善、上田陶石（資）佐賀県、長崎県および熊本県の三県の公設試と企業らが連携し、良質の天草陶石の安定供給のため低火度陶石活用と陶磁器新製品の開発による陶磁器産地振興を目的として共同研究を行った。当センターは分担課題として「環境に対応した抗菌性食器の開発」を文八工房と共同で担当した。天草低火度陶石を使った低温焼成素地を用いて抗菌性食器を開発し、試作品を展示会で公開した。

1.はじめに

表 1 乳白釉の原料組成

低温焼成は製造工程における二酸化炭素排出量削減という環境面への配慮と燃料消費量削減によるコスト軽減という利点がある。抗菌性は衛生面での安心安全を消費者に与える。平成 19 年度の研究では実用可能な低温焼成用陶土の配合組成を見いだした。また、抗菌釉薬と抗菌コーティングでの抗菌効果も確認した。本年度は抗菌釉薬と抗菌コーティングの改良を行い、特に抗菌コーティングについては着色や光沢など外観上の改善を行った。また日常の使用における抗菌効果の持続性を洗浄試験などを実施して確認した。これらの結果に基づき、実用化スケールで調製された陶土を使調合割合（％）

益田長石

25亜鉛華10

マレーシアカオリン

2ジルコン

5

合成藁灰33

合成土灰5

無鉛フリット20

合計100

Ｂを用い、その２種のフリットを適量混合した抗菌コ用した磁器に抗菌処理を施した試作品を製作した。

ーティング用のフリットＣを調製した。フリットＣは抗菌剤と混合し試験片に筆塗りし、８００℃酸化焼成

2.実験方法を電気炉で行った。焼成試験体を抗菌性試験に供した。

2.1 抗菌釉薬の調製
抗菌釉薬は表 1 に示した組成となるように調合し、2.3 抗菌効果の持続性試験

外割りで 5ｗｔ％の抗菌剤1）を加えて、ライカイ機で湿抗菌釉薬や抗菌コーティングによる抗菌効果の持続式混合して調製した。その後、低温焼成用素地の素焼性を確認するために洗浄試験、耐塩性試験および耐酸きに施釉した。この施釉試験体を電気炉で保持温度試験を行った。試験体は抗菌釉薬ＴＮ３８釉を施釉し1160℃の条件で酸化焼成し抗菌性試験に供した。

た１１６０℃酸化焼成体とフリットＣによる抗菌コー

2.2 上絵フリットによる抗菌コーティング

ティング処理をした８００℃酸化焼成体を用いた。洗フリットは抗菌剤による発色を示さない市販の無鉛

浄試験は業務用の食器洗浄器を用いて５００回洗浄をフリットＡと低い温度で熔融する市販の無鉛フリット行った。耐塩性試験は生理食塩水に８時間浸漬した。

1
佐賀県窯業技術センター 平成20年度 研究報告書

原料名耐酸試験は 4％酢酸に２４時間浸漬した。
なお耐塩性試験体の抗菌活性値は大腸菌に対して 5.09、黄色ブドウ験、耐酸試験の前後に各２００回食器洗浄器による洗球菌に対して 3.46 と十分な抗菌効果を持続していた。

浄を行い、耐酸試験は抗菌コーティング試験体のみ行耐塩性試験後の抗菌性試験結果を表 3 に示した。耐塩った。これらの試験体を抗菌性試験に供した。

性試験後の試験体の抗菌活性値は大腸菌に対して 5.22、黄色ブドウ球菌に対して 2.37 であり、抗菌効果の持続2.4 抗菌性試験性が確認された。

抗菌性試験はＪＮＬＡ（試験所認定機関連絡会）認定試験機関に依頼した。試験方法は JIS Z 2801 抗菌加

3.2 抗菌コーティング工製品-抗菌性試験方法・抗菌効果 5.2 項による方法

持続性試験を経た抗菌コーティング試験体の抗菌性試で行った。試験に用いる細菌は大腸菌と黄色ブドウ球

験結果を表 4 に示した。500 回洗浄、耐酸、耐塩性それ菌で菌株の保存機関はＮＢＲＣ（独立行政法人 製品

ぞれの試験後の抗菌性試験において、ほとんどの試験評価技術基盤機構）である。方法の詳細は試験片上に体で生菌数の確認が難しいほど減少しており、顕著な試験菌液を接種しフィルムで被覆し、これを温度 35±抗菌効果が認められた。図 1 に実際の抗菌性試験に用１℃、相対湿度 90％以上で 24±1 時間培養する。そのいた寒天培地を示した。上の写真が抗菌加工をしてい後、試験菌液を洗い出し寒天培地で温度 35±１℃で 40ない試験体に接種した菌液を培養した寒天培地、下の〜48 時間培養し、菌の集落数を測定して、それから生写真が抗菌コーティングを施した試験体に接種した菌菌数を算出する。抗菌加工品３個と無加工品３個で同液を培養した寒天培地である。白く見える点が菌のコ様の試験を行い、３個の試験片の生菌数対数値の平均ロニーである。無加工品では菌のコロニーが無数に観値から無加工品と比較した抗菌加工品の抗菌活性値を測されるが、抗菌加工品では全く菌が見当たらないこ算出し、抗菌活性値が 2.0 以上で抗菌効果があると判とがわかった。

定される。
2.5 抗菌性食器の試作

3.3 抗菌性食器

上田陶石において実用化スケールで調製された低温抗菌釉薬を用いた試作品を図 2 に示した。抗菌釉薬

3）

焼成用陶土 を使い、文八工房で試作品の成形を行っについては乳白釉を用いることで 1160℃酸化焼成におた。成形は本事業で購入した小型圧力鋳込み装置を使いても表面の白さを向上させることができた。抗菌コ用した圧力鋳込み成形と排泥鋳込み成形で行った。泥ーティングを施した試作品を図 3 に示した。上部のみ

漿の調製条件は 1 ロット 100ｋｇとし含水率が圧力鋳コーティングしているが、境目は判別が難しいほどに込みは 25ｗｔ％、排泥鋳込みは 28ｗｔ％、解膠剤としきれいに焼きあがっていた。これらの試作品は２月にて水ガラス 0.25ｗｔ％とした。試作品は乾燥仕上げ後東京国際展示場で開催された国際ホテルレストランシ900℃で素焼きした。
抗菌釉薬はＴＮ38 釉を施釉して電ョー等に出品した。

気炉で 1160℃酸化焼成を行った。抗菌コーティング用は低温焼成用釉薬 276 釉4）を施釉してガス炉で 1200℃還元焼成し、その焼成品に抗菌フリットＣを筆塗りでコーティングし 800℃で焼き付けた。

3.結果と考察
3.1 抗菌釉薬
食器洗浄器により 500 回洗浄した後の抗菌釉薬試験
体の抗菌性試験結果を表 2 に示した。
500 回洗浄後の試2
佐賀県窯業技術センター 平成20年度 研究報告書

表 2 抗菌釉薬の洗浄試験後の抗菌性試験

菌種：大腸菌無加工試験片の２４時間後の生菌数

抗菌加工試験片の２４時間後の生菌数
菌種：黄色ぶどう球菌
無加工試験片の２４時間後の生菌数

抗菌加工試験片の２４時間後の生菌数

No.

生菌数

平均生菌数

生菌数対数値

抗菌活性値

1.7×1077.24

基準

1.4×102

2.155.09

平均生菌数

生菌数対数値

抗菌活性値

2.2×1055.34

基準771.88

3.46

平均生菌数

生菌数対数値

抗菌活性値

1.2×1077.09

基準731.87

5.22

平均生菌数

生菌数対数値

抗菌活性値

1.4×105

5.14

基準

5.9×102

2.77

2.37

7

11.6×102

2.3×1073

1.3×107

115

2

3.9×102

320

No.

生菌数

12.1×1052

2.5×1043

1.8×1051

2.1×1022<103<10

表 3 抗菌釉薬の耐塩性試験後の抗菌性試験

菌種：大腸菌無加工試験片の２４時間後の生菌数

抗菌加工試験片の２４時間後の生菌数
菌種：黄色ぶどう球菌
無加工試験片の２４時間後の生菌数

抗菌加工試験片の２４時間後の生菌数

No.

生菌数
711.3×102

1.1×1073

1.3×10712.0×1022

103<10No.

生菌数

11.5×1052

1.6×1053

1.0×105

19.2×1022

2.2×1023

26.3×103
佐賀県窯業技術センター 平成20年度 研究報告書

表 4 抗菌コーティングの抗菌性試験結果

菌種：大腸菌No.

生菌数

無加工試験片の２４時間後の生菌数11.3×102

1.1×1073

1.3×107

５００回洗浄試験片の２４時間後の生菌数

1<102<103<10耐酸試験試験片の２４時間後の生菌数

1<102<103<10耐塩性試験試験片の２４時間後の生菌数

1902<103<10菌種：黄色ぶどう球菌No.

生菌数

無加工試験片の２４時間後の生菌数11.5×105

21.6×105

31.0×10

5

５００回洗浄試験片の２４時間後の生菌数

1<102<10310耐酸試験試験片の２４時間後の生菌数

1<102<103<10耐塩性試験試験片の２４時間後の生菌数

1<102<103<104
佐賀県窯業技術センター 平成20年度 研究報告書

平均生菌数

生菌数対数値

抗菌活性値

1.2×1077.09

基準101.006.09

101.00

6.09

37

1.56

5.59

平均生菌数

生菌数対数値

抗菌活性値

1.4×1055.14

基準101.004.14

101.004.14

101.004.14

7図 2 抗菌釉薬を使った試作品

図 3 抗菌コーティングを施した試作品
研究報告書 5-92）堤 靖幸、寺﨑 信 佐賀県窯業技術センター 平

図 1 試験菌液を培養した寒天培地
上：無加工品成 19 年度 研究報告書 40-43

下：抗菌加工品

3）平成 19 年度地域資源活用型研究開発事業「陶磁器4.まとめ製造技術を活用した機能性食器・照明具の研究開発」

抗菌釉薬、抗菌コーティングとも持続性試験後にお成果報告書

いても抗菌効果が認められ、日常の使用における抗菌4）寺﨑 信 佐賀県窯業技術センター 平成 14 年度効果の持続性が確認された。抗菌コーティングはコー

業務報告書 33-37

ティング技法の変更とフリットの配合により無色透明で十分な光沢を有するものができた。本事業で調製された低温焼成用陶土を使った試作では圧力鋳込み成形および排泥鋳込み成形とも作業性に問題ないことが確認できた。焼成後の欠点もなく、製品製造において大きな問題はなく、本製品の普及が期待される。今後は企業による商品開発に技術協力を行っていく。

参考文献
1）堤 靖幸 佐賀県窯業技術センター 平成 17 年度

5佐賀県窯業技術センター 平成20年度 研究報告書