JP2005089222A - 金属溶着タイルの製法 - Google Patents

Abstract

【課題】酸化鉛等を含有する釉薬に依存せず、タイル表面への金属溶射を簡便、かつ溶着性を強固にすることができ、多様な金属光沢を表現可能とする金属溶着タイルの製法を提供する。
【解決手段】タイル原料を所定形状に成形後に金属溶射する工程と、前記金属溶射後に焼成する工程と、前記焼成後に必要に応じて樹脂塗装する工程とを有する。併せて、成形後に表面温度を５０℃以上に予備加熱する工程と、金属溶射の前または後に施釉する工程と、前記施釉物を焼成する工程とを含み、さらに金属溶射を複数回に亘り繰り返して行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイル表面に金属の有する色合いを発現させる金属溶着タイルの製法に関する。

一般にタイルの彩色においては、タイル素板そのものの色を生かし、焼成後に透明化する釉薬による塗装、あるいはタイル素板に所望の色に発色する釉薬による塗装が行われてきた。現在、タイルに多様な彩色を施すことが可能となっているものの、出来上がるタイルの有する色合いは、タイル素板もしくは釉薬中の顔料の組成等に大きく影響されていた。その一方、昨今のデザイン性、装飾性に優れた住居、ホール等の屋内外を調度する場合、旧来のタイルには存在しない金属色（光沢）を帯びたタイルの要望が高まってきた。しかし、金属に特有な光沢をタイルの発色として表現することは、従来の釉薬にみられる顔料のみでは必ずしも容易ではなかった。

上記の金属光沢を表現するため、例えば、金属粉末を分散させた釉薬を塗装後に焼成したタイルが知られる。この製法によるタイルにあっては、焼成時に表面の金属粉末が酸化され、金属光沢が喪失する問題点があった。そこで、マイカ状酸化鉄を含有する釉薬による施釉物品（タイルを含む）が報告されている（特許文献１参照）。前記施釉物品において、該物品表面に釉薬内のマイカ状酸化鉄が分散されることにより、金属光沢を発色させるものである。特に、前記マイカ状酸化鉄の結晶の大きさにより、褐色、紫色等と光沢色が変化する特徴がある。

しかしながら、前出の特許文献１に係る施釉物品によると、予めマイカ状酸化鉄が含有された釉薬を調整しなければならず、調整作業が煩雑となる。また、必ずしも光沢色は、金属そのものの色とは言えず、鉄以外の金属、例えば銅等の光沢を所望することは不可能であった。

この他、金属光沢を再現するために釉薬の改良が試みられた。前記改良釉薬は、釉薬重量中に酸化鉛を２〜２０重量％程度使用し、これに酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化チタン、二酸化マンガン等の金属酸化物を必要により１〜１０重量％程度含有するものである。しかし、前記改良釉薬は、酸化鉛を必須とするため、酸化鉛の毒性に対応した厳正な生産管理が要求される。このため、前記改良釉薬の取り扱いは、必ずしも簡便ではなかった。さらに、前記改良釉薬は、焼成後に硬化したガラス質の表面は柔らかく、傷付きやすいという問題がある。

上記の釉薬の改良による施釉物品に代えて溶射の手法を用いることにより、タイル素材上に金属光沢を施した複合タイルが報告されている（特許文献２参照）。前記特許文献２における複合タイルは、セラミック製タイル素材の表面を研磨材の吹き付けにより凹凸を付した砂地状にした後、真鍮、銅等の非鉄金属を溶射後、透明樹脂による被覆、塗料による塗装が施されることにより製造される。

前出の特許文献２に係る複合タイルにおいては、タイル素材の表面をあえて砂地状に加工することにより、溶射金属の密着性を向上させようとしている。しかしながら、砂地状に加工するためタイル素材の表面は荒くなり、タイルの意匠性を損なうおそれがある。また、溶射に先立ち、砂地状に加工したタイル素材表面から研磨砂塵をほぼ完全に除去しなければならない。すなわち、当該研磨砂塵が溶射金属とタイル素材の間に入り込み、溶射金属の密着性を低下させる問題がある。そのため、一連の砂地状の加工、研磨砂塵の除去に別途の設備、経費等を要する点が指摘される。
特許第２９７４２５１号公報 特公平１−２３４３８号公報

本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、酸化鉛等を含有する釉薬に依存せず、タイル表面への金属溶射を簡便、かつ溶着性を強固にすることができ、多様な金属光沢を表現可能とする金属溶着タイルの製法を提供するものである。

すなわち、請求項１の発明は、タイル原料を所定形状に成形し、前記成形後に金属溶射する工程と、前記金属溶射後に焼成する工程と、前記焼成後に必要に応じて樹脂塗装する工程とを有することを特徴とする金属溶着タイルの製法に係る。

請求項２の発明は、タイル原料を所定形状に成形し、前記成形後に金属溶射する工程と、前記金属溶射後に施釉する工程と、前記施釉後に焼成する工程とを有することを特徴とする金属溶着タイルの製法に係る。

請求項３の発明は、タイル原料を所定形状に成形し、前記成形後に施釉する工程と、前記施釉後に金属溶射する工程と、前記金属溶射後に焼成する工程と、前記焼成後に必要に応じて樹脂塗装する工程とを有することを特徴とする金属溶着タイルの製法に係る。

請求項４の発明は、タイル原料を所定形状に成形し、前記成形後に表面温度を５０℃以上に予備加熱する工程と、前記予備加熱後に金属溶射する工程と、前記金属溶射後に焼成する工程と、前記焼成後に必要に応じて樹脂塗装する工程とを有することを特徴とする金属溶着タイルの製法に係る。

請求項５の発明は、タイル原料を所定形状に成形し、前記成形後に表面温度を５０℃以上に予備加熱する工程と、前記予備加熱後に金属溶射する工程と、前記金属溶射後に施釉する工程と、前記施釉後に焼成する工程とを有することを特徴とする金属溶着タイルの製法に係る。

請求項６の発明は、タイル原料を所定形状に成形し、前記成形後に施釉する工程と、前記施釉後に表面温度を５０℃以上に予備加熱する工程と、前記予備加熱後に金属溶射する工程と、前記金属溶射後に焼成する工程と、前記焼成後に必要に応じて樹脂塗装する工程とを有することを特徴とする金属溶着タイルの製法に係る。

請求項７の発明は、前記金属溶射する工程は複数回に亘り繰り返して行われる請求項１ないし６のいずれか１項に記載の金属溶着タイルの製法に係る。

請求項１の発明に係る金属溶着タイルの製法によれば、タイル原料を成形した後に当該成形タイルに対して金属溶射する工程と、前記金属溶射後に焼成する工程とを有するものであるので、酸化鉛等を含有する釉薬に依存せず、タイル表面への金属溶射を簡単に行うことができ、金属自体の光沢をタイル表面に表現することができる。また、金属溶射は、焼成前の柔軟な成形タイルに対して行われるため、溶射された溶融金属の一部が成形タイルに埋没することにより、溶着性を高めることができる。

請求項２に係る発明によれば、金属溶射の後に施釉する工程が含まれるため、釉薬を介して溶射された金属の光沢を表現することができる。また、形成される釉薬層により、溶射された金属が保護される効果がある。

請求項３に係る発明によれば、成形タイルに施釉する工程と、前記施釉後に金属溶射する工程が含まれるため、形成される釉薬層の上に溶射された金属の光沢に釉薬の美麗さを新たに付加することができる。

請求項４に係る発明によれば、成形タイルの表面温度を５０℃以上とした上で金属溶射する工程を含むため、溶射された金属の溶着性をさらに向上させることができる。

請求項５に係る発明によれば、金属溶射の後に施釉する工程が含まれるため、釉薬を介して溶射された金属の光沢を表現することができる。また、形成される釉薬層により、溶射された金属が保護される効果がある。加えて、成形タイルを予備加熱し、表面温度を上げてから金属溶射する工程も含まれるため、成形タイルへの金属溶着量をより増加させることができる。

請求項６に係る発明によれば、成形タイルに施釉する工程と、前記施釉後に金属溶射する工程が含まれるため、形成される釉薬層の上に溶射された金属の光沢に釉薬の美麗さを新たに付加することができる。加えて、施釉済みの成形タイルを予備加熱し、表面温度を上げてから金属溶射する工程も含まれるため、施釉済みの成形タイルへの金属溶着量をより増加させることができる。

請求項７に係る発明によれば、金属溶射する工程が複数回に亘り繰り返して行われるため、異なる金属または異なる合金を一枚のタイル内に溶射することができ、溶射模様を複雑化して新たな美観を創出することができる。

以下添付の図面に従って本発明を説明する。図１は本発明の金属溶着タイルの概略工程図、図２は金属溶射を表す概略模式図、図３は第一実施例の金属溶着タイルの斜視図、図４は図３のＡ−Ａ線における部分拡大断面図、図５は第二実施例に係る金属溶着タイルの部分拡大断面図、図６は第三実施例に係る金属溶着タイルの部分拡大断面図、図７は第四実施例に係る金属溶着タイルの斜視図、図８は他の金属溶射を表す概略模式図である。

図１の概略工程図を用い、金属溶着タイルである製品Ｐａについて、その製法を説明する。前記製品Ｐａの製法は請求項１に規定する金属溶着タイルの製法に相当する。

図１において、タイル原料Ｍは、陶石、長石、粘土及び適宜の顔料等、公知の原料からなる。前出の各原料は粉砕、混合、乾燥後、所定形状に成形され（Ｓ１）、成形タイル体となる。前記Ｓ１の成形後、成形タイルに対して金属溶射が行われる（Ｓ３）。前記Ｓ３の金属溶射後、トンネルキルン、ローラーハースキルン等の公知の焼成炉において１１００〜１３００℃で焼成が行われる（Ｓ４）。その後、必要に応じて樹脂塗装が行われ（Ｓ５）、製品Ｐａが得られる。

前記Ｓ１の成形においては、公知の成形機により成形される。前記成形に際し、湿式または乾式のいずれの成形法も選択可能であり、平板状への成形、あるいは表面に凹凸（エンボス）等の適宜の意匠形状が付される成形が行われる。なお、湿式成形とする場合、当該成形後に１００℃以上、好ましくは２００℃前後の乾燥が必要となる。

前記Ｓ３の金属溶射には、アルミニウム、錫、亜鉛、銅、チタン、ニッケル、鉄、クロム、マンガン、金、銀等の金属、もしくは真鍮、ステンレス等これら金属の合金が用いられる。金属溶射に際して用いられる溶射装置には、粉末化した金属粉末、あるいは、線状（ワイヤ状）の金属線が充填される。金属粉末を用いて金属溶射を行った場合にタイル表面に表される溶着金属は、線状（ワイヤ状）を用いて金属溶射を行った場合と比較して大きさを細かくすることができる。そこで、溶着金属の大きさが考慮され、金属粉末もしくは金属線が選択される。

金属溶射についてさらに詳しく述べると、図２に表されるように、図中成形タイル１の上表面１ｕに溶射装置５から溶融した金属が微粒子化されながら噴射され、前記上表面１ｕに溶着して溶着金属６となる。前記溶射装置５は、図中の矢印方向に移動する状態を表す。なお、図中の符号ｄｉは溶射装置５と成形タイル１の上表面１ｕとの鉛直距離を示す。また、符号ｄｔ（矢印付き破線）は溶射装置５の移動する軌跡であり、ｄｐは軌跡ｄｔ同士の間隔（ピッチ）を示す。この場合、溶射装置５の移動速度、成形タイル１上の移動回数、ピッチを広げるか狭めるか、及び上表面１ｕと溶射装置５との距離を適宜調整することにより、成形タイル１の上表面１ｕに溶着される金属の量を変化させることができる。

本発明の金属溶着タイルの製法にあっては、前記した溶融金属は、焼成される前の水分を含んだ状態の成形タイルに対して噴射されるため、噴射された溶融金属は可塑性が保たれた成形タイル表面に衝突し、当該タイル内に若干埋没するようにして固化し溶着する。このように、未焼成の成形タイルに対して金属を溶射し、当該成形タイル表面に金属を溶着させ、その後の焼成等の工程を経ることにより、タイル表面に金属片の一部が埋没した、溶着性を高めた金属溶着タイルを製造できる。また、金属溶射後に焼成を行うことにより、成形タイル表面に対して溶射された金属は再度溶融し、さらに溶着性（密着性）は向上すると考えられる。

以上の図示の各工程を経ることにより得られた製品Ｐａは、図３における金属溶着タイル１０である。溶着金属１５は、図示のとおり、焼成して得られた成形タイルである焼成タイル１１の上表面１２全体に分散されている。図４（ａ）は、図３のＡ−Ａ線における断面を模式的に表すものである。前記溶着金属１５は、図示のとおり適宜の間隔で分散されているが、前述のとおり溶射の条件を制御し、緻密に金属溶射することにより、上表面１２は完全に溶射金属により被覆される場合もある。そして特に、図４（ｃ）の拡大図に示すように、前記溶着金属１５は、焼成タイル１１の上表面１２に埋め込まれるようにして当該焼成タイル１１に付着している。

図４（ｂ）は、前記Ｓ３の金属溶射、Ｓ４の焼成後に樹脂塗装（Ｓ５）された金属溶着タイル１０Ｃを示す。図中符号１３は樹脂層である。他の箇所は図４（ａ）と同様であるため、その説明を省略する。

前記Ｓ５の樹脂塗装は、前記金属溶着タイル１０表面に溶着した金属の酸化、酸、アルカリ等による腐食等の劣化を防止するため、必要に応じて行われる。むろん、酸化や腐食に伴う金属の変化を風合いとして利用する場合は、当該樹脂塗装を必要としない。前記Ｓ５の樹脂塗装において、ポリエステル樹脂、ふっ化樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂等の適宜樹脂が選択され、前記上表面１２に塗装（コーティング）される。

次に、図１の概略工程図を用い、金属溶着タイルである製品Ｑａについて、その製法を説明する。前記製品Ｑａの製法は請求項２に規定する金属溶着タイルの製法に相当する。

図１において、前記タイル原料Ｍは、粉砕、混合、乾燥後、所定形状に成形され（Ｓ１）、成形タイル体となる。前記Ｓ１の成形後、成形タイルに対して金属溶射が行われ（Ｓ１１）、溶着金属の上に釉薬塗布による施釉が行われる（Ｓ１２）。前記Ｓ１２の施釉後、施釉量に応じて適宜時間乾燥され、前記製品Ｐａの製法と同様の公知の焼成炉において１１００〜１３００℃で焼成が行われ（Ｓ１３）、製品Ｑａが得られる。

同様に、図１の概略工程図を用い、金属溶着タイルである製品Ｒａについて、その製法を説明する。前記製品Ｒａの製法は請求項３に規定する金属溶着タイルの製法に相当する。

図１において、前記タイル原料Ｍは、粉砕、混合、乾燥後、所定形状に成形され（Ｓ１）、成形タイル体となる。前記Ｓ１の成形後、成形タイルに対して釉薬塗布による施釉が行われる（Ｓ２０）。前記Ｓ２０の施釉後、施釉量に応じて適宜時間乾燥され、釉薬の上に金属溶射が行われる（Ｓ２２）。前記Ｓ２２の金属溶射後、前記製品Ｐａの製法と同様の公知の焼成炉において１１００〜１３００℃で焼成が行われる（Ｓ２３）。その後、必要に応じて樹脂塗装が行われ（Ｓ２４）、製品Ｒａが得られる。

さらに、図１の概略工程図を用い、金属溶着タイルである製品Ｐｂ，製品Ｑｂ，製品Ｒｂについて、その製法をそれぞれ説明する。前記製品Ｐｂの製法は請求項４に規定する金属溶着タイルの製法に相当する。

図１において、前記タイル原料Ｍは、粉砕、混合、乾燥後、所定形状に成形され（Ｓ１）、成形タイル体となる。前記Ｓ１の成形後、前記成形タイル体は、バーナーにより火炎を当てながら行う加熱、電熱体による加熱、あるいは公知の焼成炉内に搬入して行う加熱、さらには焼成炉の廃熱（熱風）を誘導する等により、当該成形タイル体の表面温度が５０℃以上に予備加熱される（Ｓ２）。予備加熱を経た成形タイル体に対して金属溶射が行われ（Ｓ３）、前記製品Ｐａの製法と同様の公知の焼成炉において１１００〜１３００℃で焼成される（Ｓ４）。その後、必要に応じて樹脂塗装が行われ（Ｓ５）、製品Ｐｂが得られる。なお、製品Ｐｂの形状（断面形状）は前出の図１に図示した形状と同様である。

前記Ｓ２の予備加熱は、以降に行われる金属溶射において、溶射に伴って飛散する溶融した金属の溶着を容易にするために行われる。溶射装置からは溶融された金属が噴射されるが、溶射に伴って飛散した金属が成形タイル体の表面において、溶着が不完全なままで固体になること、すなわち、表面に溶射金属が十分に広がらずに固体になることを抑制することができる。したがって、成形タイル体の表面温度を気温以上、すなわち５０℃以上に予備加熱することが好ましい。また、発明者の検証によると、金属の種類ごと、溶着され易さに差が現れることを発見した。例えば、アルミニウムは比較的、タイルの表面に溶着されやすく、銅は若干溶着され難い点が指摘される。したがって、特に銅の溶着を所望する場合には、予備加熱を含める製法とすることが望ましい。なお、予備加熱における成形タイルの表面温度の上限は、特に定められるものではない。しかし、加熱炉の熱効率の観点から、概ね４００℃以下とすることが好ましい。

次に、製品Ｑｂの製法を説明する。前記製品Ｑｂの製法は請求項５に規定する金属溶着タイルの製法に相当する。図１において、前記タイル原料Ｍは、粉砕、混合、乾燥後、所定形状に成形され（Ｓ１）、成形タイル体となる。前記Ｓ１の成形後、前記成形タイル体は、バーナーにより火炎を当てながら行う加熱、電熱体による加熱、あるいは公知の焼成炉内に搬入して行う加熱、さらには焼成炉の廃熱（熱風）を誘導する等により、当該成形タイル体の表面温度が５０℃以上に予備加熱される（Ｓ１０）。予備加熱を経た成形タイルに対して金属溶射が行われ（Ｓ１１）、溶着金属の上に釉薬塗布による施釉が行われる（Ｓ１２）。前記Ｓ１２の施釉後、施釉量に応じて適宜時間乾燥され、前記製品Ｐａの製法と同様の公知の焼成炉において１１００〜１３００℃で焼成が行われ（Ｓ１３）、製品Ｑｂが得られる。

さらに、製品Ｒｂの製法を説明する。前記製品Ｒｂの製法は請求項６に規定する金属溶着タイルの製法に相当する。図１において、前記タイル原料Ｍは、粉砕、混合、乾燥後、所定形状に成形され（Ｓ１）、成形タイル体となる。前記成形タイル体に対して釉薬塗布による施釉が行われる（Ｓ２０）。前記施釉された成形タイル体は、バーナーにより火炎を当てながら行う加熱、電熱体による加熱、あるいは公知の焼成炉内に搬入して行う加熱、さらには焼成炉の廃熱（熱風）を誘導する等により、当該成形タイル体の表面温度が５０℃以上に予備加熱される（Ｓ２１）。予備加熱を経た施釉済み成形タイル体に対し、釉薬の上に金属溶射が行われる（Ｓ２２）。前記Ｓ２２の金属溶射後、前記製品Ｐａの製法と同様の公知の焼成炉において１１００〜１３００℃で焼成が行われる（Ｓ２３）。その後、必要に応じて樹脂塗装が行われ（Ｓ２４）、製品Ｒｂが得られる。

前記製品Ｑｂ及び製品Ｒｂにおいても、前記製品Ｐｂと同様に、Ｓ１０及びＳ２１の予備加熱が追加される。予備加熱の効果は、既に述べたとおり、溶射に伴って飛散する溶融した金属の溶着が容易になることである。

図５は前記製品Ｑａ及び製品Ｑｂの断面を模式的に表すものである。図示のとおり、焼成タイル１１の上表面１２の一面に、溶着金属１５は、分散されている。前述の製品Ｐａと同様に、焼成タイル１１に溶着する溶着金属１５は、焼成タイル１１の上表面１２に埋め込まれるようにして当該焼成タイル１１に付着している。さらに、前記上表面１２及び溶着金属１５を被覆するように釉薬が施釉され、釉薬層１６が形成される。

前記金属溶着タイル２０の特徴として、溶射された溶着金属１５が釉薬層１６により保護されていることが挙げられる。加えて、溶着金属１５の有する金属光沢は、ガラス質からなる釉薬層１６を介して間接的に発現される。さらには、加熱時に、施釉された釉薬が溶着金属１５と反応することにより、形成される釉薬層１６中の溶着金属１５の周囲では、当該釉薬層のガラス質が変色し、新たな模様が形成される場合がある。このような釉薬を介する間接的な金属光沢により、タイルの模様に新規かつ美麗な興趣が表現される。

また、図６は前記製品Ｒａ及び製品Ｒｂの断面を模式的に表すものである。図６（ａ）は前記Ｓ２４の樹脂塗装を省略した製品である金属溶着タイル３０を示す。図示のとおり、焼成タイル１１の上表面１２を被覆するように釉薬が施釉され、釉薬層１６が形成されている。前記釉薬層１６の上面に、溶着金属１５は、拡散されている構成である。また、図６（ｂ）は前記Ｓ２４の樹脂塗装を行った製品である金属溶着タイル３０Ｃを示す。金属溶着タイル３０Ｃは図示のとおり、前出の金属溶着タイル３０の溶着金属１５が分散する釉薬層１６上に、さらに、樹脂層１３が形成されたものである。

前記金属溶着タイル３０の特徴として、釉薬層１６を背景に溶射された溶着金属１５から金属光沢が発現されていることが挙げられる。さらには、加熱時に、施釉された釉薬が溶着金属１５と反応することにより、形成される釉薬層１６中の溶着金属１５の周囲では、当該釉薬層のガラス質が変色し、新たな模様が形成される場合がある。なお、加熱により、溶着金属の表面が酸化され、変色する場合もあるが、ブラシ掛け等の研磨を行うことにより、付着した金属酸化物の除去が可能である。このように金属光沢を釉薬層上あるいは釉薬層中（釉薬が溶融時に溶射金属が多少入り込む場合がある。）に発現させることにより、例えば前記製品Ｐａのようなタイル素地に金属光沢を伴ったタイルとは異なり、鮮やかな色調からなる美麗な興趣が表現される。むろん、前記金属溶着タイル３０Ｃの場合も同様である。なお、金属溶着タイル３０Ｃは、前記樹脂層１３により、その下の溶着金属１５及び釉薬層１６が保護されていることは、言うまでもない。

上述の製品Ｐｂ，製品Ｑａ，製品Ｑｂ，製品Ｒａ，製品Ｒｂに関する製法において行われる金属溶射（Ｓ１１，Ｓ２２）及び樹脂塗装（Ｓ２４）の詳細は、製品Ｐａに関する製法において行われる金属溶射（Ｓ３）及び樹脂塗装（Ｓ５）の詳細と同様であるため、その説明を省略する。また、いずれの製品の製法においても、金属溶射後に焼成を行うことにより、成形タイル表面、あるいは施釉された成形タイル表面に対して溶射された金属の溶着性（密着性）は向上すると考えられる。

さらに、上記の各製品の製法中、施釉（Ｓ１２，Ｓ２０）において、特に釉薬の施釉量を増やした厚塗り（製品時に約０．５ｍｍ前後）とする場合には、タイル素板上の施釉を均一にするため、前記施釉に先立ち予めタイル素板を１００℃前後に加熱することが望ましい。

前出の製品Ｐａ，製品Ｐｂ，製品Ｑａ，製品Ｑｂ，製品Ｒａ，Ｒｂに関する製法においては、請求項７に規定されるように、金属溶射する工程は、複数回に亘り繰り返して行われる。すなわち、前記製品Ｐａ，Ｐｂの製法において、Ｓ４の焼成の直前にＳ３の金属溶射が複数回行われることである。同様に、前記製品Ｑａ，Ｑｂの製法において、Ｓ１２の施釉の直前にＳ１１の金属溶射が複数回行われ、前記製品Ｒａ，Ｒｂの製法において、Ｓ２３の焼成の直前にＳ２２の金属溶射が複数回行われることである。

金属溶射を複数回（多段階）に亘り繰り返して行うことによって、溶射される金属の種類を増やすことが可能となる。すなわち、図７から容易に理解されるように金属溶着タイル５０にあっては、焼成タイル１１の上表面１２全体に、第１溶着金属１５１及び第２溶着金属１５２が分散されている。例えば、第１溶着金属としてアルミニウムを溶射した後（１回目）、さらに第２溶着金属として真鍮を溶射すると（２回目）、まず、成形タイル表面にアルミニウムの溶着により、銀白色の金属斑が分散される。次に真鍮の溶着により、黄金色の金属斑が分散される。この結果、タイル表面には、２種類の金属光沢の色合いによる複雑な斑紋が形成される。むろん、溶射に用いる金属、合金は、自由に選択され、溶射回数も２回に限られず、それ以上の適宜回数とすることも可能である。

加えて、金属溶射を複数回行う理由には、所望する金属を溶着させるための下塗りの意味合いがある。すなわち、発明者の検証によると、アルミニウムのタイル表面における溶着強度は、銅等の他の金属より比較的高いことを見出した。そのため、予めアルミニウムを溶射した後、銅を溶射する場合には、銅のみをタイル表面に溶射した場合よりも安定した溶着強度が得られる。

金属溶射を行うに当たり、請求項７に規定するとおり、複数回に亘り繰り返して行う以外に、図示はしないが、例えば、次の製法が検討される。前記製品Ｐａ及び製品Ｐｂの製法において、Ｓ４の焼成後、Ｓ５の必要に応じて行われる樹脂塗装前に再度金属溶射が行われる製法（製品Ｐαの製法）が挙げられる。また、前記製品Ｑａ及び製品Ｑｂの製法において、Ｓ１２の施釉後、Ｓ１３の焼成前に再度金属溶射が行われる製法（製品Ｑβの製法）、もしくはＳ１３の焼成後に再度金属溶射が行われる製法（製品Ｑγの製法）が挙げられる。さらに、前記製品Ｒａ及び製品Ｒｂの製法において、Ｓ２３の焼成後、Ｓ２４の必要に応じて行われる樹脂塗装前に再度金属溶射が行われる製法（製品Ｒδの製法）が挙げられる。むろん、金属溶射の回数は、列記の製品のとおり２回に限られるものではなく、所望とする回数が可能である。

前述の他に、溶射装置の性能次第であるが、２種類以上の金属ワイヤあるいは２種類以上の金属粉末を同時に溶射装置に装填し、１回の溶射により２種類以上の金属を溶着させる方法も検討される。例えば、溶射装置に亜鉛ワイヤと銅ワイヤとを同時に装填し、両金属を同時に溶射する方法、あるいはアルミニウム粉末と銅粉末とを予め混合し、これを溶射装置に装填して溶射する方法である。

これまでに述べた金属溶射に先立ち、タイル表面に溶射の模様を形成することも可能である。すなわち、前記金属溶射（Ｓ３，Ｓ１１，Ｓ２２）を行う直前に、前記成形タイルまたは施釉された成形タイルの表面上に、ステアリン酸、灯油等の油脂、シリコーンオイル等を筆、刷毛、スクリーン印刷等の公知の手法に基づき、適宜の模様（図柄）を形成するように添着することである。油脂、シリコーンオイル等のタイル表面の添着物により被覆された箇所では、金属溶射は阻害され、該被覆された箇所の模様は金属溶射されず、当該タイル表面に浮かび上がる。

図８に示すとおり、油脂、シリコーンオイル等を用いて模様２ａ（‘星形’の枠），２ｂ（‘Ｎ’の文字），２ｃ（‘Ｎ’の文字の枠）が成形タイルの上表面１ｕに形成される。この上から、溶射装置５により金属を溶射することにより、図形、文字等の模様が浮かび上がった金属溶着タイル１ａ，１ｂ，１ｃが得られる。前記製品Ｐａ，製品Ｑａ及び製品Ｒａの製法で詳述したように、予備加熱を含めない製法にあっては、模様形成のために灯油等の揮発性の油脂が使用可能である。一方、前記製品Ｐｂ、製品Ｑｂ及び製品Ｒｂの製法のとおり、予備加熱（Ｓ２，Ｓ１０，Ｓ２１）が含められる製法においては、成形タイルの表面温度を５０ないし２００℃未満とした上で、ステアリン酸、シリコーンオイル等の不揮発性物質が添着され、速やかに金属溶射が行われる。

タイル表面に模様を形成する他の手法として、図８に示すとおり、金網２ｄ、金属板２ｅを成形タイルの上表面１ｕに配置することができる。自明ながら金網２ｄ、金属板２ｅのある箇所では金属溶着は妨害される。その結果、金網や金属板の模様等が抜けるようにして金属溶着された金属溶着タイル１ｄ，１ｅが得られる。

上記の模様形成の手法によると、例えば、予めアルミニウムを溶射した後、模様形成を行い、さらに銅を溶射すること（複数回の金属溶射）により、アルミニウムの銀白色と、銅の赤銅色とを対比させた模様形成が可能となる。むろん、使用する金属、合金、及び溶射回数も適宜である。

前記製品Ｐａ，製品Ｐｂ，製品Ｑａ，製品Ｑｂ，製品Ｒａ，製品Ｒｂにおいては、それぞれ原料を粉砕、混合、乾燥し所定形状に成形する工程の後、直ちに予備加熱又は金属溶射あるいは施釉の工程を連続して行うことができ、その後の各工程も連続的に行うことができる。よって、一連の連続生産により生産効率を大幅に向上させることができる。

［溶射金属の溶着強度の測定］
溶射金属の溶着強度の評価に当たり、平板状に成形した成形タイルについて、ガスバーナーによる加熱、及びローラーハースキルンへの搬入により以下の表１に示す温度域に予備加熱を行い、金属溶射を行った。

金属溶射には、ＴＡＦＡモデル９０００（プラックスエアー社）の溶射装置を用い、該溶射装置にアルミニウムワイヤ（Ａｌ：９９．５％以上）を装填し、アルミニウムを溶射した。前記溶射装置における溶射条件について、成形タイル表面から溶射装置までの距離：３００ｍｍ、溶射装置の移動速度：９９９ｍｍ・ｓｅｃ^-1、溶射装置のピッチ：６０ｍｍ、溶射装置の電流：１００Ａ、溶射装置の電圧：３０Ｖとした。また、前記溶射装置による金属溶射は、外気温２３℃、室温１８℃の屋内に成形タイルを敷設して行った。

予備加熱温度に伴う溶射金属の溶着強度を評価するため、発明者は、金属溶射が行われた後、室温付近まで冷却したタイル表面に布製粘着テープを均一な力で押着し、これを引き剥がした。その後、金属溶射直後の溶着金属量（当初溶着量）と、粘着テープによる引き剥がし後のタイル表面に残存する溶着金属量（残存溶着量）とを目視にて比較し、「溶着強度（％）＝〔残存溶着量／当初溶着量〕×１００」として概算した。表１にその結果を示す。

上記表１の結果から明らかなように、粘着テープによる引き剥がし後のタイル表面に残存する溶着金属量（残存溶着量）は、予備加熱温度が高温になるほど高まる。通常、溶射時に溶融した金属が成形タイル表面との接触により急冷され、固体化する。しかしながら、予備加熱による蓄熱が存在する場合、溶融した金属が固体化するまでの時間は延びるため、溶融した金属の溶着はより進むものと考える。また、前述のとおり、一般的な未焼成の成形タイルには７％前後の水分が含有されているが、予備加熱を行うことにより、当該成形タイル中の水分が蒸発される（蒸発後の成形タイル中の水分は１％前後）。成形タイル中の水分の蒸発後は、当該成形タイル表面と金属との接着性が向上すると推測される。そのため、水分が蒸発する１００℃前後を上回る温度において、特に溶着強度が向上したものと考えられる。

加えて、前出の表１中の表面温度が１０℃の成形タイル（非予備加熱成形タイル）の全金属溶着量は、表面温度が４００℃の成形タイルの全金属溶着量と比較すると、およそ１／２であった。このような低下は、溶融した金属がタイル表面との接触により急冷されて固体化し、タイル表面に溶着する前に弾かれたものである。全金属溶着量の変化は、予備加熱温度の上昇とほぼ相関していた。

［試作例１］
平板状に成形した成形タイルをエアバキューム自動移送装置により、金属溶射用のスクリーン上に敷設し、前記成形タイル表面の埃を適宜取り除いた。次に、前出の溶射装置（ＴＡＦＡモデル９０００）にアルミニウムワイヤ（Ａｌ：９９．５％以上）を装填し、アルミニウムを溶射した。続いて、金属溶射後の成形タイルを、ローラーハースキルンにより、１２２０℃で焼成した。前記溶射装置における溶射条件について、タイル表面から溶射装置までの距離：３５０ｍｍ、溶射装置の移動速度：９９９ｍｍ・ｓｅｃ^-1、溶射装置のピッチ：６０ｍｍ、溶射装置の電流：１００Ａ、溶射装置の電圧：３０Ｖとした。以上から、製品ｐａ１を試作した。前記金属溶着タイルの製品ｐａ１は、図１に示した製品Ｐａに相当する。

［試作例２］
平板状に成形した成形タイルをエアバキューム自動移送装置により、金属溶射用のスクリーン上に敷設し、前記成形タイル表面の埃を適宜取り除いた。次に、同溶射装置に銅ワイヤ（Ｃｕ：９８．７％以上）を装填し、銅を溶射した。前記溶射装置における溶射条件について、前記試作例１と同様とした。続いて、金属溶射後の成形タイルの表面に透明釉薬による施釉を行った。次にローラーハースキルンにより、１２３０℃で焼成し、製品ｑａ１を試作した。前記金属溶着タイルの製品ｑａ１は、図１に示した製品Ｑａに相当する。

［試作例３］
平板状に成形した成形タイルをエアバキューム自動移送装置により、金属溶射用のスクリーン上に敷設し、前記成形タイル表面の埃を適宜取り除いた。次に、前記成形タイル表面に透明釉薬による施釉を行った。続いて、同溶射装置にステンレス色ワイヤ（Ｎｉ：６２．５％，Ｃｒ：２２％，Ｆｅ：１０％）を装填して溶射した。前記溶射装置における溶射条件について、溶射装置の電圧を３３Ｖとした以外は前記試作例１と同様とした。その後、ローラーハースキルンにより１２２０℃で焼成して取り出した後、溶射金属にブラシ掛けを行い酸化した金属を落とした後、シリコーン樹脂を塗布して製品ｒａ１を試作した。前記金属溶着タイルの製品ｒａ１は、図１に示した製品Ｒａに相当する。

［試作例４］
平板状に成形した成形タイルをエアバキューム自動移送装置により、金属溶射用のスクリーン上に敷設し、ローラーハースキルンの廃熱を前記成形タイル表面に当てながら予備加熱を行い、表面温度が１５０℃になった時点で、前記成形タイル表面の埃を適宜取り除き、同溶射装置にアルミニウムワイヤ（Ａｌ：９９．５％以上）を装填し、アルミニウムを溶射した。前記溶射装置における溶射条件について、前記試作例１と同様とした。続いて、金属溶射後の成形タイルを、ローラーハースキルンにより１２２０℃で焼成して取り出した後、タイル表面にエポキシ樹脂を塗装して製品ｐｂ１を試作した。前記金属溶着タイルの製品ｐｂ１は、図１に示した製品Ｐｂに相当する。

［試作例５］
平板状に成形した成形タイルをエアバキューム自動移送装置により、金属溶射用のスクリーン上に敷設し、ガスバーナーの火炎を前記成形タイル表面に当てながら予備加熱を行い、表面温度が１８０℃になった時点で、前記成形タイル表面の埃を適宜取り除き、同溶射装置に銅ワイヤ（Ｃｕ：９８．７％以上）を装填し、銅を溶射した。前記溶射装置における溶射条件について、前記試作例１と同様とした。続いて、金属溶射後の成形タイルの表面に透明釉薬による施釉を行った。次にローラーハースキルンにより、１２３０℃で焼成し、製品ｑｂ１を試作した。前記金属溶着タイルの製品ｑｂ１は、図１に示した製品Ｑｂに相当する。

［試作例６］
平板状に成形した成形タイルをエアバキューム自動移送装置により、金属溶射用のスクリーン上に敷設し、ガスバーナーの火炎を前記成形タイル表面に当てながら予備加熱を行い、表面温度が１８０℃になった時点で、前記成形タイル表面の埃を適宜取り除き、前記成形タイル表面に透明釉薬による施釉を行った。続いて、同溶射装置にステンレス色ワイヤ（Ｎｉ：６２．５％，Ｃｒ：２２％，Ｆｅ：１０％）を装填して溶射した。前記溶射装置における溶射条件について、溶射装置の電圧を３３Ｖとした以外は前記試作例１と同様とした。その後、ローラーハースキルンにより１２２０℃で焼成して取り出した後、溶射金属にブラシ掛けを行い酸化した金属を落とした後、シリコーン樹脂を塗布して製品ｒｂ１を試作した。前記金属溶着タイルの製品ｒｂ１は、図１に示した製品Ｒｂに相当する。

［試作例７］
平板状に成形した成形タイルをエアバキューム自動移送装置により、金属溶射用のスクリーン上に敷設し、ローラーハースキルンの廃熱を前記成形タイル表面に当てながら予備加熱を行い、表面温度が１５０℃になった時点で、前記成形タイル表面の埃を適宜取り除き、同溶射装置にアルミニウムワイヤ（Ａｌ：９９．５％以上）を装填して金属溶射し（１回目）、引き続き銅色ワイヤ（Ｃｕ：９２％，Ｓｎ：５％，Ｓｉ：２％）を装填して金属溶射した（２回目）。１回目の溶射条件は前記試作例１と同様であり、２回目の溶射条件は溶射装置の電圧を３３Ｖとした以外は前記試作例１と同様とした。続いて、金属溶射後の成形タイルを、ローラーハースキルンにより１２２０℃で焼成して取り出した後、タイル表面にエポキシ樹脂を塗装して製品ｐｂ２を試作した。

本発明の金属溶着タイルの概略工程図である。 金属溶射を表す概略模式図である。 第一実施例の金属溶着タイルの斜視図である。 図３のＡ−Ａ線における部分拡大断面図である。 第二実施例に係る金属溶着タイルの部分拡大断面図である。 第三実施例に係る金属溶着タイルの部分拡大断面図である。 第四実施例に係る金属溶着タイルの斜視図である。 他の金属溶射を表す概略模式図である。

符号の説明

１，１ｃ 成形タイル
１１ 焼成タイル
５ 溶射装置
６，１５ 溶着金属
１０，１０Ｃ，２０，３０，３０Ｃ，５０ 金属溶着タイル
１２ 上表面
１３ 樹脂層
１６ 釉薬層
１５１ 第１溶着金属
１５２ 第２溶着金属

Claims (7)

1. タイル原料を所定形状に成形し、前記成形後に金属溶射する工程と、前記金属溶射後に焼成する工程と、前記焼成後に必要に応じて樹脂塗装する工程とを有することを特徴とする金属溶着タイルの製法。
2. タイル原料を所定形状に成形し、前記成形後に金属溶射する工程と、前記金属溶射後に施釉する工程と、前記施釉後に焼成する工程とを有することを特徴とする金属溶着タイルの製法。
3. タイル原料を所定形状に成形し、前記成形後に施釉する工程と、前記施釉後に金属溶射する工程と、前記金属溶射後に焼成する工程と、前記焼成後に必要に応じて樹脂塗装する工程とを有することを特徴とする金属溶着タイルの製法。
4. タイル原料を所定形状に成形し、前記成形後に表面温度を５０℃以上に予備加熱する工程と、前記予備加熱後に金属溶射する工程と、前記金属溶射後に焼成する工程と、前記焼成後に必要に応じて樹脂塗装する工程とを有することを特徴とする金属溶着タイルの製法。
5. タイル原料を所定形状に成形し、前記成形後に表面温度を５０℃以上に予備加熱する工程と、前記予備加熱後に金属溶射する工程と、前記金属溶射後に施釉する工程と、前記施釉後に焼成する工程とを有することを特徴とする金属溶着タイルの製法。
6. タイル原料を所定形状に成形し、前記成形後に施釉する工程と、前記施釉後に表面温度を５０℃以上に予備加熱する工程と、前記予備加熱後に金属溶射する工程と、前記金属溶射後に焼成する工程と、前記焼成後に必要に応じて樹脂塗装する工程とを有することを特徴とする金属溶着タイルの製法。
7. 前記金属溶射する工程は複数回に亘り繰り返して行われる請求項１ないし６のいずれか１項に記載の金属溶着タイルの製法。

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