●窯業【ようぎょう】

元来は粘土などの天然原料を火で焼いたものという語義であったが，現在では窯を利用しての焼結や溶融などの高温操作の入る工業や製品の総称として用いられる。陶磁器，煉瓦，瓦をはじめとして研削材，セメント，ガラス，フェライト，炭素製品，合成宝石，断熱材，原子炉材料など，多くの無機質固体材料の製造も含まれる。日本の窯業協会は，主構成物質が無機・非金属である材料，あるいは製品の製造および利用に関する技術と化学および芸術と定義しているが，定義は国によって相違があり，ヨーロッパでは限定的に解釈 (ガラス，セメントなどは除外) している。近年は，耐熱，耐食，絶縁性などの機能を高めた高精度のセラミックス (ニューセラミックス) が金属に代る新世代の材料として注目され，電子産業を中心として広く使用され始めている。

粘土などの鉱物質原料を窯(かま)や炉で高熱処理をして、陶磁器・瓦(かわら)やガラス・セメント・耐火物などを製造する工業。

無機質固体原料を高温で熱処理することによって改質させ有用な材料(これを窯業製品あるいはセラミック製品と呼ぶ)として供給する工業をいう。ここで無機質固体原料とは，物質的にみるとケイ酸塩を主体とする天然原料である鉱物の場合と，高度に精選された人工原料の場合とがある。鉱物質天然原料を用いる窯業製品の代表が陶磁器，ガラス，セメントであり，高純度人工原料から作られるものは電磁気材料，精密機械材料などに使われるファインセラミックスである。

窯炉（キルンkiln）を用いて1000℃以上の高温で粘土その他の非金属原料を焼成処理してセラミックスceramics製品を製造する化学工業。製造時に窯を使用するために窯業とよばれる。

　セラミックスは、古代ギリシア語のケラモスkeramos（焼き物）に由来することばで、製造工程で高温処理をしてつくられた非金属無機材料の総称であり、耐熱性、耐食性、電気絶縁性に優れている。鉱物質天然原料の陶石、長石、粘土などを用いてつくられる陶磁器、ガラス、セメント等の伝統的セラミックスと、高純度に精製した天然原料や人工原料から精密に制御した成形・焼結加工法によってつくられるファイン・セラミックスfine ceramics（ニューセラミックスともいう）とに大別できる。

　日本におけるセラミックスの歴史は、土器として縄文時代から始まるが、古墳時代後期に大陸から1000℃以上の高温で長時間焼くことのできる穴窯とろくろの技術が伝わり、形のよい硬い陶器（須恵器(すえき)）がつくられるようになった。平安時代には高火度のうわぐすりをかけた焼き物がみられるようになり、備前(びぜん)（岡山県）、美濃(みの)（岐阜県）、瀬戸(せと)（愛知県）、常滑(とこなめ)（愛知県）、信楽(しがらき)（滋賀県）等の焼き物の生産地ができてきた。鎌倉・室町時代には、宋(そう)からの技術の移植とともに産地独自の技術の発展もみられるようになった。粘土に長石を混ぜて焼く緻密(ちみつ)な焼き物である磁器の技術は約400年前の安土桃山(あづちももやま)時代に朝鮮半島から伝わった。磁器は1300℃ほどの高温で焼くために薄手でも陶器より硬く耐久性がある。有田(ありた)（佐賀県）で磁器の生産が始まり、その技法は九谷(くたに)（石川県）、清水(きよみず)（京都府）、多治見(たじみ)（岐阜県）、瀬戸などにも伝わっていった。19世紀になると陶磁器は日常の食器として生活必需品化し、明治初期にドイツ人のG・ワグネルによって石炭窯の焼成、酸化コバルトによる着彩技術など欧州の窯業技術が導入された。1904年（明治37）には日本で初めて純白洋磁器が日本陶器（現、ノリタケカンパニーリミテド）によって製造されている。

　伝統的セラミックス製品は、陶磁器、ガラス食器などの飲食器・台所用品、花瓶、ブローチ、ボタンなどの装飾・趣味用品、洗面器、便器、浴槽などの衛生用品などに使われている。また、陶磁器で培われた造形技術と電気絶縁性、耐食性などの特性とによって、送電線や家庭電気製品の絶縁材料としても広く使われるようになった。耐熱性や機械的強度の特性により煉瓦(れんが)、セメント、タイル、ガラス繊維、窯業系サイディング材などの建築土木材料としても広く利用されている。防耐火性に優れた窯業系サイディング材はリフォーム需要などもあり戸建て住宅の外壁のシェアの7割を占めている。

　ファイン・セラミックスとは、精選した原料粉末を用い化学組成、微細組織、形状を精密に調整して、厳密に管理・制御した工程で製造された高機能セラミックスをさしている。一般的な製造工程では、(1)原料を調合・混合・粉砕し粉体をつくり、(2)加圧・押出し・射出・鋳込み等の方法で成形し、(3)融点以下の高温で焼成して、(4)研削・接合して製品とする。ファイン・セラミックスには、アルミナ（Al₂O₃）、ジルコニア（ZrO₂）、炭化ケイ素（SiC）、窒化アルミニウム（AlN）、窒化ケイ素（Si₃N₄）などの種類がある。用途や目的にあわせ原料の種類や粒子の調整と焼結方法を制御することによって、さまざまな電磁気的、光学的、機械的、化学的、生体的機能特性をもたせた素材を製造することができる。

　電磁気的機能をもつ素材としては、集積回路（IC）基板や配線基板などの絶縁材料、水晶振動子や圧電火花素子などの圧電体材料、サーミスターや太陽電池などの半導体材料、フェライト磁石などがあり、絶縁性、圧電性、半導体性、磁性等の特性を生かして広範囲の用途に利用されている。光学的機能としては、透光性、集光性、導光性等の特性をもたせた素材が、高圧ナトリウムランプ、レーザー用材料、光メモリー素子、光シャッター、発光ダイオード（LED）、太陽電池素材などで利用されている。ファイン・セラミックスの3分の2はこれら電磁気・光学用のものが占めている。機械的機能素材としては硬度や強度、耐熱性等を生かしたセラミック工具や焼結ダイヤモンドなどの切削材料、エンジン部品やセラミック・ガスタービンなどの耐熱・耐摩耗材料などがある。金属に比較して軽量のために航空機、人工衛星、宇宙ロケットなどの機体材料としても利用されている。化学的機能素材としては、ガスセンサー、温度センサー、自動車排気ガス浄化用触媒担体、固定化酵素の担体などに利用されている。生体的機能素材として人工骨、人工関節、人工歯などの生体適合性を満たした素材が開発されている。

　ファイン・セラミックス製造企業には、ファイン・セラミックス製造を目的に設立された京セラ（1959年設立時の社名は京都セラミツク）や新規のベンチャー企業等のほか、江戸時代から有田焼の磁器製造を行っている香蘭社(こうらんしゃ)、洋食器の製造を目的に設立されたノリタケカンパニーリミテド、日本陶器（ノリタケカンパニーリミテドの旧社名）の碍子(がいし)製造部門を分離して設立された日本ガイシ（1919年設立時の社名は日本碍子）などの伝統的セラミック製造企業もみられる。

［山本恭裕］

『日本セラミックス協会編『トコトンやさしいセラミックスの本』（2009・日刊工業新聞社）』

[別用語参照]セラミックス