融剤（ゆうざい）は、陶磁器製造において物質を融解しやすくするために添加される重要な物質です。英語では「フラックス（flux）」とも呼ばれ、陶磁器の世界では高温での焼成過程において、ケイ酸塩などの難溶性成分を溶かし、適切な焼結反応を促す働きをします。融剤の最も重要な特性は融点降下作用であり、陶磁器の主原料である粘土や珪石は非常に高い融点を持っていますが、融剤を添加することで全体の融点を下げることができます。これにより、より低い温度で焼成が可能となり、エネルギー消費の削減やコスト効率の向上につながります。
参考）融剤 - Wikipedia
化学分析や冶金、窯業などの分野でも広く使用されており、氷晶石や炭酸ナトリウムなどが代表的な融剤として知られています。陶磁器製造における融剤の役割は多岐にわたり、焼成温度を下げることに加えて、滑らかで美しい釉面を実現し、光沢や質感を調整できます。適切な融剤選択により素地との密着性を高め、釉薬の剥離を防止する効果もあります。
参考）「融剤」の意味や使い方 わかりやすく解説 Weblio辞書
歴史的には、古来より蛍石（フッ化カルシウム）が融剤として使用されてきました。興味深いことに、「フッ素」という名称は、蛍石が融剤として使われた際に不要部分が「流れ出す」様子から名付けられたとされており、英語の「fluorine」は「flow（流れる）」と同語源です。現代の陶磁器製造では、より精密な温度管理と品質制御が求められるため、融剤の選択と配合は製品の品質を左右する重要な要素となっています。
参考）融剤と陶磁器の焼成における役割と効果的な活用法
融剤が溶解を促進する作用は、化学反応や塩の交換反応に基づいて液相を形成する場合が多く、セラミックスの焼結反応や結晶化を促進する目的でも使用されます。多成分系の融点降下により溶けやすくする原理は、融雪剤にも応用されており、この原理は化学変化ではなく多相系の束一的性質によるものです。
陶磁器の主原料である粘土や珪石（ケイ石）は単独では1,700度以上の非常に高い融点を持っていますが、融剤を添加することで1,000〜1,300度程度まで融点を下げることが可能です。この融点降下作用により、エネルギーコストの削減だけでなく、窯や設備への負担も軽減されます。さらに、融剤の種類と配合比率によって、最終的な製品の質感、色彩、強度などを細かくコントロールできるのです。
ケイ酸は2,000℃の高温で融解しても流動しにくい性質を持っています。これはケイ素原子の4本の結合手がすべて二本の結合手を持つ酸素原子と結合し、共有結合による三次元網目状になっているためです。融剤はこの網目構造を破壊することで、ケイ酸の溶融性を増し、粘性を下げる効果を発揮します。
融剤は英語で「flux（フラックス）」と呼ばれ、様々な工業分野で使用される概念です。フラックスという言葉は「流れる」を意味するラテン語の「fluxus」に由来しており、物質を流動しやすくするという融剤の本質的な機能を表しています。
参考）融剤(ユウザイ)とは？ 意味や使い方 - コトバンク
陶磁器分野では融剤という用語が一般的ですが、金属工学の分野ではフラックスという呼称が主流です。ろう付けやはんだ付けの際に使用されるホウ砂や塩化亜鉛飽和水溶液もフラックスと呼ばれ、金属表面の酸化物を除去して接合材である金属ろうでよくぬれるようにする役割を果たします。電気・電子部品向けには松脂（ロジン）が使用されることもあります。
分析化学の分野でも融剤は重要な役割を担っています。中和や塩の交換反応により、酸や水溶液に溶けない物質を可溶性塩で添加する際に融剤が使用されます。塩基性の金属酸化物に対しては硫酸水素ナトリウムなど、ケイ酸塩に対しては炭酸ナトリウムや四ホウ酸リチウムなどが利用されます。
参考）https://www.jsac.or.jp/bunseki/pdf/bunseki2008/200802nyuumon.PDF
融剤の使用は人類の金属加工技術の発展と密接に関係しています。各種鉱石中の母岩由来の岩石成分は製錬に際して無用のものであり、高温での精錬過程で生成した金属から除去する必要がありました。岩石中の主成分である二酸化ケイ素の結晶（石英）やケイ酸塩鉱物は、2,000℃の高温で融解してもなお流動しにくい性質を持っていたため、融剤の添加が不可欠でした。
古来より蛍石（フッ化カルシウム）が融剤として用いられ、鉱石を還元剤とともに加熱する過程で蛍石を投入すると、不要部分が融けて流れ出しました。このとき蛍石は赤紫色の光を発し、これが蛍光（fluorescence）という語の語源となりました。製鉄ではケイ酸の除去のために石灰石を融剤として使用し、ケイ酸と結合してケイ酸カルシウムを生成させます。銅の製錬では鉄分の除去のためにケイ酸と石灰石を組み合わせて使用し、ケイ酸鉄がケイ酸カルシウムに融け込みやすい性質を利用しています。
アルミニウムの電解製錬（ホール・エルー法）では、酸化アルミニウムの融点が非常に高く単独では融解しがたいため、氷晶石に酸化アルミニウムを融かし込むことで800℃前後まで融解点を下げることが可能になりました。これも酸化アルミニウムの共有結合性の高い三次元網目構造に、1本の結合手しかないフッ素原子が入り込むことによる効果です。
陶磁器の釉薬における融剤の役割は、単に焼成温度を下げるだけでなく、釉薬の美観と機能性を高める多面的な効果があります。釉薬は陶磁器の表面を覆うガラス質材料で、様々な色や質感によって装飾性を高め、耐水性などの機能性や機械的強度を向上させる役割を担っています。
参考）https://geidai.repo.nii.ac.jp/record/1085/files/hakubi613_full.pdf
融剤は釉薬の流動性を調整し、表面の滑らかさや光沢度に大きく影響します。適切な融剤配合により、高光沢釉からマット釉、結晶釉まで幅広い質感表現が可能になります。アルカリ系融剤は釉の流動性を増し、顔料の発色を促進する重要な働きも持っており、カリはソーダより融けやすい釉となり光沢も優れています。
参考）https://blog.goo.ne.jp/meisogama-ita/e/ca502b4866e7b1abd9e1f94da326c5c0
研究によれば、焼タルクを融剤とする試料ではマグネシウムを含む複数の結晶のピークが見られ、融剤濃度が増すと結晶化が促進されることが確認されています。融剤の種類によって釉薬の発色にも及ぼす影響が異なり、遷移金属との組み合わせで多彩な色彩表現が実現します。
参考）釉薬の発色に及ぼす融剤および遷移金属の効果
釉薬の基本構成は、ガラス形成成分（シリカ＝石英）、融剤（長石やホウ酸塩など）、安定剤（アルミナなど）の三要素から成り立っています。融剤は焼成温度で釉薬を溶かす役割を担い、融点を下げることで低温焼成を可能にします。草木の灰を主原料とした灰釉では、灰に含まれるカルシウムやカリウムなどの成分が高温焼成で融剤として働き、陶器表面をガラス質の釉層で覆います。
参考）釉薬の基本と応用｜色の出方と重ね掛けのテクニック｜亀井俊哉｜…
融剤配合における失敗例を知ることは、ブランド陶器の品質を理解する上で重要です。過剰な融剤配合は製品の変形や釉薬の流れすぎなどの問題を引き起こす可能性があります。特に低火度陶器では融剤配合比率が30〜40%と高くなるため、配合バランスの微妙な調整が求められます。
陶器と磁器では焼成温度が異なり、陶器は800〜1,200度前後、磁器は1,200〜1,400度前後の高温で焼成されます。この温度差により、使用できる融剤の種類や配合比率も変わってきます。陶器は粘土を主原料とし、磁器は陶石を主原料とするため、それぞれに適した融剤選択が必要です。
参考）陶器と磁器の違いとは？【陶磁器の豆知識】｜骨董品に関するコラ…
半磁器の場合、素地の原料は陶土に長石や珪石などフラックス（融剤）の含有量を多くしたもので、1,200〜1,250℃程度で焼成されます。融剤の配合量が不足すると焼結が不十分となり、吸水率が高くなってしまいます。一方で融剤が多すぎると、焼成時に変形したり釉薬が流れ落ちたりする問題が発生します。
参考）陶磁器の素材や土について
媒融剤は一種類よりも数種類混合して使った方が融点を下げることができ、最低でも三種類は必要とされています。この共融現象を適切に活用することが、高品質な陶磁器製造の鍵となります。失敗を避けるには、小規模なテストを行い焼成結果を確認しながら、少しずつ配合を調整していく慎重なアプローチが重要です。
参考）https://blog.goo.ne.jp/meisogama-ita/e/e70a36bf86a0230102ac6cb1c9b5bbc1
陶磁器製造で使用される融剤は、その化学組成や作用機序によっていくつかのタイプに分類されます。それぞれの融剤は釉薬に異なる特性をもたらし、目標とする焼成温度、釉薬の質感（光沢、マット、結晶など）、色彩効果、そして素地との相性を考慮して選択されます。
アルカリ系融剤は、ナトリウム、カリウム、リチウムなどのアルカリ金属を含み、最も強力な融点降下作用を持ちます。炭酸ナトリウム（ソーダ灰）や炭酸カリウムなどが代表的で、低火度釉薬の製造に適しています。アルカリ系融剤は釉の流動性を増し、顔料の発色を促進する重要な働きも持っています。カリはソーダより融けやすい釉となり、光沢も優れた特性を示します。
アルカリ土類系融剤には、カルシウム、マグネシウム、バリウムなどを含む融剤が含まれます。石灰石（炭酸カルシウム）は1,200℃前後で効果を発揮し、釉薬に安定性と硬度を与えます。タルク（ケイ酸マグネシウム）はマグネシウムを含み、マット質感の釉薬製造に使用されます。
金属酸化物系融剤として、様々な金属酸化物が機能します。酸化鉛は古くから使用されてきた強力な融剤ですが、環境や健康への懸念から現代では使用が制限されつつあります。酸化亜鉛は結晶釉の製造に使用され、美しい結晶パターンを生み出します。
参考）驥芽脈 - Wikipedia
**フリット（ガラスフリット）**は、あらかじめ溶融させて急冷したガラス質の材料で、様々な組成のものがあります。水溶性成分を不溶化する目的でも使用され、低火度陶器の釉薬製造に特に適しています。
長石は陶磁器製造において最も基本的かつ重要な融剤の一つです。長石はアルミノケイ酸塩鉱物の一群で、主にカリ長石（K₂O・Al₂O₃・6SiO₂）、ソーダ長石（Na₂O・Al₂O₃・6SiO₂）、石灰長石（CaO・Al₂O₃・2SiO₂）などがあります。
陶磁器製造における長石の一般的な配合比率は、素地では25〜35%、釉薬では40〜60%程度です。特に益田長石は日本の陶磁器製造で広く使用されており、その特性は多くの伝統的な釉薬の基礎となっています。長石は比較的高い温度（1,200〜1,250℃）で溶融を開始し、透明で光沢のある釉面を形成する特性があります。
長石の融点降下作用は、その中に含まれるアルカリ成分（Na₂O、K₂O）によるものです。これらの成分がケイ酸の三次元網目構造を破壊し、溶融温度を下げるとともに、釉薬の流動性を改善します。長石は単独で使用することもできますが、他の融剤と組み合わせることで、より複雑で美しい釉薬効果を得ることができます。
カリ長石は約1,170℃で溶融を開始し、ソーダ長石はそれよりやや低い温度で溶け始めます。このため、焼成温度に応じて適切な長石を選択することが重要です。長石を融剤として使用する利点は、融点降下作用だけでなく、アルミナ成分を同時に供給できる点にあります。アルミナは釉薬の安定剤として働き、釉薬が流れすぎるのを防ぐ効果があります。
石灰石（炭酸カルシウム、CaCO₃）は、陶磁器製造において重要な役割を果たす融剤です。石灰石は焼成過程で約825℃で分解し、酸化カルシウムと二酸化炭素に分かれます。この分解過程で発生するガスが適切に排出されないと釉薬の気泡の原因となることがあるため、焼成プログラムの設計が重要です。
石灰石の融剤としての主な効果は以下の通りです。まず、釉薬に優れた硬度と耐久性を付与します。カルシウムを含む釉薬は、擦り傷に強く、日常使いの食器に適した特性を持ちます。次に、釉薬の透明度を高める効果があり、下絵や素地の色を美しく見せることができます。さらに、釉薬の表面張力を適度に調整し、滑らかな釉面を形成します。
石灰石は製鉄の分野でも融剤として使用されており、ケイ酸の除去のためにケイ酸と結合してケイ酸カルシウムになる性質を利用しています。ケイ酸は酸性酸化物であり、石灰石が分解して生じる酸化カルシウムは塩基性酸化物であるため、塩を作りやすいことに起因します。生じたケイ酸イオンは二次元高分子のイオンであり、ある程度の高温（700℃）で流動しやすくなります。
伝統的な透明釉の基本配合では、長石が約50%、石灰石が約15%、珪石が約35%という比率がよく使用されます。この配合は約1,250℃で良好な透明釉を形成します。結晶釉では長石の比率を高め（約60%）、石灰石を少なめ（約10%）にし、さらに酸化亜鉛を添加することで、冷却過程で美しい結晶が成長する条件を作り出します。
陶器と磁器では原料と焼成温度が異なるため、使用する融剤の種類と配合比率も大きく異なります。陶器は陶土・粘土を主原料とし、磁器より低温の1,100〜1,250℃ほどで焼かれます。一方、磁器は陶石を粉砕して水を加えて練り、1,250〜1,400℃の高温で焼成します。
参考）【意外と知らない？】陶器と磁器の違いってなんですか？
陶器の特性は吸水性・通気性に富み、長く使うほど味わいと風合いが出てくる点にあります。陶器は多様な釉薬が使えるので、食器だけではなく茶器・花器・建築用品等生活に幅広く使われています。吸水率は5〜10%程度で、比較的柔らかい硬度を持ちます。このため、陶器には融点降下作用の強い融剤を比較的多く配合し、低温でも十分な焼結が得られるようにします。
参考）フリーダイヤル
磁器の特性は硬質で吸水性がなく（吸水率ほぼ0%）、素地がきめ細かく白いため美しい色絵も映えます。磁器は永く綺麗に使うことができ、薬品に侵されにくく電気の不導体といった特性もあるため、化学・工業の分野でも利用されています。磁器の焼成には高温が必要ですが、その分融剤の配合比率は陶器より少なくても十分な効果が得られます。
参考）https://seika-dou.com/pages/toujiki
半磁器は陶器と磁器の中間的な性質を持ち、素地の原料は陶土に長石や珪石などフラックス（融剤）の含有量を多くしたもので、1,200〜1,250℃程度で焼成されます。よく焼き締まった半磁器は、陶器の温かみと磁器の実用性を兼ね備えた特性を持ちます。このように、陶器、半磁器、磁器それぞれに適した融剤配合を選択することが、高品質な陶磁器製造の鍵となります。
融剤の配合比率は陶磁器の焼成温度に直接的な影響を与え、この関係性を理解することはエネルギー効率の良い焼成と理想的な陶磁器製品の製造において非常に重要です。一般的に融剤の配合比率が高いほど焼成温度は低下しますが、単純に融剤を増やせば良いというわけではなく、過剰な融剤は製品の変形や釉薬の流れすぎなどの問題を引き起こす可能性があります。
典型的な陶磁器の焼成温度と融剤の関係は以下のようになります：
| 陶磁器タイプ | 焼成温度範囲 | 主な融剤 | 融剤配合比率（概算） |
|---|---|---|---|
| 低火度陶器 | 1,000-1,100℃ | フリット、鉛化合物、ホウ素化合物 | 30-40% |
| 中火度陶器 | 1,100-1,200℃ | 長石、石灰石、タルク | 25-35% |
| 高火度磁器 | 1,250-1,300℃ | 長石、石灰石 | 20-30% |
| 超高火度磁器 | 1,300℃以上 | 長石 | 15-25% |
陶磁器製造において特に重要なのが「共融現象」です。これは複数の物質を混合することで、それぞれの物質の融点よりも低い温度で溶融が始まる現象です。例えば長石と石灰石を適切な比率で混合すると、それぞれの単独の融点よりも低い温度で溶融が始まります。研究によれば、アルカリ長石と石灰石を約7:3の比率で混合した場合、最も効果的な共融現象が観察されることがわかっています。
陶磁器釉薬の配合を科学的に表現する方法として「ゼーゲル式」があり、釉薬の化学組成を酸化物の分子比で表現するもので、融剤の効果を予測するのに役立ちます。高光沢釉のゼーゲル式の例では、アルカリ酸化物とカルシウム、アルミナ、シリカの比率によって釉薬表面の滑らかさや光沢度が決まります。Al₂O₃係数が0.6で、SiO₂係数が4.8〜6.0の範囲では、釉薬表面は滑らかで光沢度は90前後になることが報告されています。
融剤と陶磁器の焼成における役割と効果的な活用法 - 融剤配合の科学的アプローチやゼーゲル式による配合計算方法の詳細
融剤 - Wikipedia - 融剤の基礎知識と各分野での応用について包括的に解説