JP2005139796A

JP2005139796A - 建材

Info

Publication number: JP2005139796A
Application number: JP2003378980A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Kato; 正俊加藤; Seiji Shinkai; 誠司新開
Original assignee: Inax Corp
Current assignee: Inax Corp
Priority date: 2003-11-07
Filing date: 2003-11-07
Publication date: 2005-06-02

Abstract

【課題】十分な温感効果を発揮するとともに、相手材の破壊等を防止可能な建材を提供する。
【解決手段】建材としての床タイルは、セラミックス製の基部１１と、この基部１１の表面側で基部１１と一体に設けられ、海綿状をなす海綿層１４とを備えている。海綿層１４は、無数の中空粒子２が芯となり、各中空粒子２がマトリックスの骨格１４ａによって繋がれることにより三次元網目状又は海綿状に構成され、骨格１４ａ間にも気孔１４ｂが確保されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、人が表面に触れて冷たさや熱さを感じ難い温感効果を有するとともに、相手材からの衝撃を吸収して相手材とセラミックス製の基部との破壊等を防止できる建材に関する。

一般的な建材であるタイルは、セラミックス製の基部と、この基部の表面側で基部と一体に設けられ、釉薬が溶融することによって形成された釉薬層とからなる。このタイルはおよそ以下の製造方法によって製造される。まず、粘土等のセラミックス原料によって素地を得る。そして、この素地の表面側に釉薬によって施釉層を施釉し、施釉品とする。この後、この施釉品を焼成する。こうして得られるタイルは、基部が無機系のセラミックス製であり、釉薬層が非晶質又は結晶質のガラス質からなるため、内装材等の建材として、優れた耐熱性、耐薬品性等による優れた耐久性を発揮する。また、このタイルは釉薬層によって優れた意匠性も発揮する。

しかし、この種の一般的なタイルは、冬場にそれが日陰にあり、人がその表面に触れた場合には冷たさを感じやすく、夏場にそれが日なたにあり、人がその表面に触れた場合には熱さを感じやすいという不具合がある。

このため、上記釉薬層を多孔質にした建材が特許文献１に提案されている。この建材は多孔質の釉薬層が熱伝導率を低下させる。このため、この建材は、冬場にそれが日陰にあり、人がその表面に触れた場合にも冷たさを感じ難く、夏場にそれが日なたにあり、人がその表面に触れた場合にも熱さを感じ難いという温感効果を生じる。

特開平５−１７２７１号公報

しかし、上記特許文献１開示の建材は、釉薬層の各気孔が熱伝導率を下げているにすぎず、温感効果が十分でない。

また、この建材の上に貴重品等の相手材を落下させてしまった場合、釉薬層が緻密なガラス質であることから、釉薬層が相手材の衝撃をそのまま相手材に跳ね返し、相手材を破壊等してしまう。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、十分な温感効果を発揮するとともに、相手材の破壊等を防止可能な建材を提供することを解決すべき課題としている。

本発明の建材は、セラミックス製の基部と、該基部の表面側で該基部と一体に設けられ、海綿状をなす海綿層とを備えたことを特徴とする。

本発明の建材では、海綿層が多量の空気を確保しているため、釉薬層を多孔質にした建材と比較して、熱伝導率をより下げている。このため、この建材に人が接触した場合、冬場には体から建材への熱の移動が小さくて冷感を十分に抑えることができ、夏場には建材から体への熱の移動が小さくて熱感を十分に抑えることができ、十分な温感を付与できる。

また、この建材は、海綿層が押圧により座屈変形するため、相手材の衝撃を吸収し、相手材の破壊等を防止することができる。

したがって、この建材は、十分な温感効果を発揮するとともに、相手材の破壊等を防止することができる。

海綿層は海綿状、換言すれば三次元網目構造をなしている。海綿層の厚みは０．１ｍｍ以上であることが好ましい。０．１ｍｍ以上であれば、満足できる温感効果及び衝撃吸収性が得られる。海綿層の厚みを増減することで、温感、表面硬度、強度等を調整できる。これにより、タイル等、建材に合ったＪＩＳ規格に適合させることが容易である。

海綿層の表面側には海綿層と一体に設けられて意匠性を付与する表面層を備えていることが好ましい。この場合、表面層によって建材の意匠性を上げることができる。表面層は海綿層よりも気孔率が小さいことが好ましい。気孔率は、表面層や海綿層の一定容積中における気孔の総容積の割合をいう。二次元的に考え、表面層や海綿層の一定面積中における気孔の総面積の割合で換算することも可能である。この建材は、表面層が硬質になってキズが付き難くなるとともに、より優れた意匠性を発揮できる。表面層の気孔率を海綿層の気孔率より小さくするためには、気孔体等の気孔の数、気孔体の粒径を調整することができる。気孔体を含ませることにより海綿層に気孔を形成する場合、海綿層及び表面層がともに気孔体を含むことから、同一の気孔体を用いることにより製造工程を簡略化することができ、製造コストの低廉化を実現できる。

海綿層は、無数の粒子が芯となり、各粒子がマトリックスの骨格によって繋がれることにより海綿状に構成され、骨格間にも気孔が確保されていることが好ましい。粒子は、後述する中空粒子、多孔質粒子、中空繊維等の内部に気孔をもつ気孔体でもよく、内部に気孔をもたないアルミナ粉末等の中実体でもよい。

中空粒子とは、非吸水性の球状又は略球状の殻内に気孔をもつ粒子である。気孔内は、空気等の気体が充満していてもよく、真空であってもよい。無機系の中空粒子として、粒径が数５０μｍ程度のガラスバルーン、シリカバルーン、石英ガラスバルーン、フライアッシュ、シラスバルーン、アルミナバルーン等を採用することができる。多孔質粒子とは、内部に密閉された気孔をもつ粒子である。この多孔質粒子としては、特開平４−２６７５、特開２００２−２８５６９５等に開示された粒子を採用することができる。中空繊維とは、内部に気孔をもつ繊維である。気孔内は、空気等の気体が充満していてもよく、真空であってもよい。無機系の中空繊維として、直径が数１０μｍ程度の中空ガラス繊維、中空シリカ繊維、中空石英ガラス繊維等を採用することができる。

粒子は、非吸水性の殻内に気孔をもつ中空粒子であることが好ましい。この場合、中空粒子の気孔も熱伝導率を下げ、より十分な温感を付与できる。また、押圧によって中空粒子自体も変形し、より相手材の破壊等を防止しやすい。

海綿層は、奥側と表面側とが気孔の少ない高密度層により一体に挟まれていることが好ましい。上記表面層も高密度層であり得る。この場合、海綿層は海綿状であることからそれ自体では強度が低くならざるを得ないが、この海綿層の奥側と表面側とが気孔の少ない高密度層により挟まれていることにより、相手材との衝突前の十分な強度を発揮することができる。また、海綿層と高密度層とが一体になっているため、両者は強固に結合され、相手材との衝突前の全体の強度も向上する。

気孔率の異なる海綿層は奥側から表面側に複数あることができる。この場合、温感効果及び相手衝撃吸収性が高まる。

以下、本発明を具体化した実施例１〜６を図面を参照しつつ説明する。

実施例１では、建材として、以下の製造方法により、床タイルを製造する。まず、粘土が３５質量部、長石が３０質量部、陶石が２５質量部及び陶磁器くずが１５質量部の公知の第１セラミックス原料を用意する。

また、表１に組成を示す中空粒子Ｂ１〜４を用意する。これらの中空粒子Ｂ１〜４はフライアッシュバルーンであり、中空粒子Ｂ１、Ｂ２の融点は１６００°Ｃ程度、中空粒子Ｂ３、Ｂ４の融点は１４００°Ｃ程度である。これらの中空粒子Ｂ１〜４は、市販のフライアッシュを水に投入して浮上させたものである。

そして、長石が３６質量部、炭酸カルシウムが１３質量部、粘土が１０質量部、アルミナが１０質量部、炭酸バリウムが９質量部、珪砂が８質量部、亜鉛華が７質量部、カレットが７質量部及び中空粒子Ｂ１が５０質量部の第２セラミックス原料を用意する。なお、中空粒子Ｂ１を１００〜１５０重量部加えることもできる。

次いで、成形型内の底部に第１セラミックス原料を投入した後、この第１セラミックス原料の上に第２セラミックス原料を投入し、これら第１、２セラミックス原料を成形する。これにより、図１に示すように、素地１を得る。この素地１は、第１セラミックス原料による第１部１ａと、この第１部１ａの表面側で第１部１ａと一体に設けられ、第２セラミックス原料による第２部１ｂとからなる。第２部１ｂには、中空粒子Ｂ１からなる中空粒子２が分散されている。中空粒子２は、非吸水性の球状の殻２ａ内に気孔２ｂをもつ粒子である。気孔２ｂ内には、空気が充満している。

この後、長石が３６質量部、炭酸カルシウムが１３質量部、粘土が１０質量部、アルミナが１０質量部、炭酸バリウムが９質量部、珪砂が８質量部、亜鉛華が７質量部、カレットが７質量部、中空粒子Ｂ１が２０質量部及び適宜の水の第１釉薬を用意する。なお、水の添加量は、スプレー式の方法により施釉する場合には１４０質量部にする等、施釉方法に合わせて調整する。そして、図２に示すように、公知のスプレー式、スクリーン式、どぼづけ式等の通常の方法により、素地１の表面側にこの第１釉薬を施釉し、第１施釉層３を施釉する。第１施釉層３にも、中空粒子Ｂ１からなる中空粒子２が分散されている。

また、長石が３６質量部、炭酸カルシウムが１３質量部、粘土が１０質量部、アルミナが１０質量部、炭酸バリウムが９質量部、珪砂が８質量部、亜鉛華が７質量部、カレットが７質量部、中空粒子Ｂ１が１００質量部及び適宜の水の第２釉薬を用意する。そして、図３に示すように、第１施釉層３の表面側にこの第２釉薬を施釉し、第２施釉層４を施釉する。この際、スプレーを用い、比較的弱い圧力で第２釉薬を第１施釉層３の表面側に施釉する。このため、第２釉薬は、空気を含みながら三次元網目状又は海綿状の第２施釉層４を構成する。第２施釉層４にも、中空粒子Ｂ１からなる中空粒子２が分散されている。

さらに、長石が３６質量部、炭酸カルシウムが１３質量部、粘土が１０質量部、アルミナが１０質量部、炭酸バリウムが９質量部、珪砂が８質量部、亜鉛華が７質量部、カレットが７質量部、中空粒子Ｂ１が２０質量部及び適宜の水の第３釉薬を用意する。そして、図４に示すように、公知のスプレー式、スクリーン式、どぼづけ式等の通常の方法により、第２釉薬層４の表面側にこの第３釉薬を施釉し、第３施釉層５を施釉する。第３施釉層５にも、中空粒子Ｂ１からなる中空粒子２が分散されている。

こうして、同種の中空粒子Ｂ１を用いることにより製造工程を簡略化することができ、製造コストの低廉化を実現できる。また、中空粒子Ｂ１を用いていることから、第１〜３釉薬内で中空粒子Ｂ１が均一に分散しやすく、製造工程を簡略化することができ、製造コストの低廉化を実現できる。

こうして得られた施釉品を１２２０°Ｃで６０分間焼成し、図５に示す建材としての床タイルを得る。この床タイルは、セラミックス製の基部１１と、この基部１１の表面側で基部１１と一体に設けられた釉薬層１２とからなる。

基部１１は、第１部１ａが焼結してなる焼結部１１ａと、第２部１ｂが焼結してなる断熱層１１ｂとからなる。焼結部１１ａは、厚みが１０ｍｍ、気孔率が５％未満である。断熱層１１ｂは、厚みが０．５ｍｍ、気孔率が平均４０％である。

また、釉薬層１２は、第１施釉層３が溶融することによって形成された第１高強度層１３と、第２施釉層４が溶融することによって形成された海綿層１４と、第３施釉層５が溶融することによって形成された表面層としての第２高強度層１５とからなる。第１高強度層１３の厚みは０．１ｍｍ、海綿層１４の厚みは０．５ｍｍ、第２高強度層１５の厚みは０．２ｍｍである。釉薬層１２において、中空粒子２以外の原料は、無機バインダとして、非晶質又は結晶質のガラス質からなるマトリックスを構成している。特に、海綿層１４は、無数の中空粒子２が芯となり、各中空粒子２がマトリックスの骨格１４ａによって繋がれることにより三次元網目状又は海綿状に構成され、骨格１４ａ間にも気孔１４ｂが確保されている。第１高強度層１３の気孔率は平均２０％、海綿層１４の気孔率は平均７０％、第２高強度層１５の気孔率は平均２０％である。

この床タイルの断面写真を図６に示し、そのａ部の拡大断面写真を図７に示し、そのｂ部の拡大断面写真を図８に示す。また、第３施釉層５を形成することなく製造した床タイルの断面写真を図９及び図１０に示し、それらのａ部の拡大断面写真を図１１及び図１２に示し、それらのｂ部の拡大断面写真を図１３及び図１４に示す。

以上の構成からなるこの床タイルは、内装材等の建材として、優れた耐熱性、耐薬品性等による優れた耐久性を発揮する。また、この床タイルは第２高強度層１５によって優れた意匠性も発揮する。

また、この床タイルは、断熱層１１ｂ及び海綿層１４が無機系でありながら中空粒子２の気孔２ｂ及び気孔１４ｂを有して低い熱伝導率を実現している。特に、海綿層１４が多量の空気を確保している。また、この床タイルは、海綿層１４の表面側で人が直接触れる第２高強度層１５も中空粒子２の気孔２ｂを有していることから、第２高強度層１５に気孔が全くないものと比較して、第２高強度層１５自体も直接的な熱伝導率を下げている。このため、この床タイルに人が接触した場合、冬場には体から床タイルへの熱の移動が小さくて冷感を十分に抑えることができ、夏場には床タイルから体への熱の移動が小さくて熱感を十分に抑えることができ、十分な温感を付与できる。

さらに、この床タイルの上に貴重品等の相手材を落下させてしまった場合であっても、海綿層１４がその衝撃によって座屈変形するため、相手材の衝撃を吸収し、相手材の破壊等を防止することができる。

したがって、この床タイルは、十分な温感効果を発揮するとともに、相手材の破壊等を防止することができる。

また、この床タイルは、海綿層１４の表面側に第２高強度層１５を備えており、この第２高強度層１５によって意匠性が向上している。

さらに、この床タイルでは、海綿層１４の奥側と海綿層１４の表面側とが気孔の少ない第１、２高密度層１３、１５により一体に挟まれているため、相手材との衝突前の十分な強度を発揮することができる。また、海綿層１４と第１、２高密度層１３、１５とが一体になっているため、両者は強固に結合され、相手材との衝突前の全体の強度も向上している。

なお、中空粒子Ｂ１に変え、表１に組成を示す同様の中空粒子Ｂ２〜４を用いることも可能である。中空粒子Ｂ２は、粒度範囲が２０〜７５μｍ（７５μｍ以上が２％以下）、平均粒径が４５μｍである。中空粒子Ｂ３は、粒度範囲が１０〜１５０μｍ（１５０μｍ以上が２％以下）、平均粒径が６８μｍである。中空粒子Ｂ４は、粒度範囲が１０〜３００μｍ（３００μｍ以上が３％以下）、平均粒径が１２０μｍである。

実施例２では、第１、３釉薬として、長石が３６質量部、炭酸カルシウムが１３質量部、粘土が１０質量部、アルミナが１０質量部、炭酸バリウムが９質量部、珪砂が８質量部、亜鉛華が７質量部、カレットが７質量部が１００質量部及び適宜の水とし、中空粒子Ｂ１を含ませないこととした。これら第１、３釉薬により第１、３釉薬層を形成し、図１５に示すように、第１、２高強度層１６、１７を形成する。他の構成及び条件は実施例１と同様である。

こうして得られる床タイルにおいては、第１、２高強度層１６、１７に中空粒子２が含まれていないことから、温感効果はやや劣るものの、他の作用効果は実施例１と同様に奏することができる。

実施例３では、第２釉薬として、中空粒子２に代え、中空繊維１７を用いる。この第２釉薬により第２釉薬層を形成し、図１６に示すように、海綿層１８を形成する。他の構成及び条件は実施例２と同様である。こうして得られる床タイルにおいても、実施例２と同様の作用効果を奏することができる。

実施例４では、第２釉薬として、中空粒子２に代え、多孔質粒子１９を用いる。この第２釉薬により第２釉薬層を形成し、図１７に示すように、海綿層２０を形成する。他の構成及び条件は実施例２と同様である。こうして得られる床タイルにおいても、実施例２と同様の作用効果を奏することができる。

実施例５では、第２釉薬として、中空粒子２に代え、アルミナ粉末２１を用いる。この第２釉薬により第２釉薬層を形成し、図１８に示すように、海綿層２２を形成する。他の構成及び条件は実施例２と同様である。こうして得られる床タイルにおいても、実施例２と同様の作用効果を奏することができる。

実施例６では、第１セラミックス原料からなる素地上に実施例２の第１釉薬又は第３釉薬により第１施釉層を形成し、この第１施釉層上に実施例１の第２釉薬により第２施釉層を形成し、この第２施釉層上に再度実施例２の第１釉薬又は第３釉薬により第３施釉層を形成し、この第３施釉層上に再度実施例１の第２釉薬により第４施釉層を形成し、この第４施釉層上に再々度実施例２の第１釉薬又は第３釉薬により第５施釉層を形成する。そして、この施釉品を焼成し、図１９に示す床タイルを得る。他の構成及び条件は実施例１と同様である。

この床タイルは、素地が焼結してなる基部としての焼結部１１ａと、この焼結部１１ａの表面側で焼結部１１ａと一体に設けられた釉薬層１２とからなる。釉薬層１２は、第１施釉層が溶融することによって形成された第１高強度層１６と、第２施釉層が溶融することによって形成された第１海綿層１４と、第３施釉層が溶融することによって形成された第２高強度層１６と、第４施釉層が溶融することによって形成された第２海綿層１４と、第５施釉層が溶融することによって形成された表面層としての第３高強度層１６とからなる。この床タイルは、奥側から表面側に２層の第１、２海綿層１４、１４があるため、高い温感効果及び相手衝撃吸収性を発揮することができる。他の作用効果は実施例１と同様である。

本発明の建材は、床タイル、壁タイル等に具体化可能である。特に、建材を床タイルに具体化することが好ましい。室内のリビング、キッチン、浴室等にこの床タイルを施工すれば、人が裸足でその上に居るとしても、温感効果によってここちよく過ごすことが可能になるとともに、貴重品等の破損等を有効に防止することができる。

実施例１に係る床タイルを製造するための素地を示す模式拡大断面図である。実施例１に係る床タイルを製造するための素地及び第１施釉層を示す模式拡大断面図である。実施例１に係る床タイルを製造するための素地、第１施釉層及び第２施釉層を示す模式拡大断面図である。実施例１に係る床タイルを製造するための素地、第１施釉層、第２施釉層及び第３施釉層を示す模式拡大断面図である。実施例１に係る床タイルの模式拡大断面図である。実施例１に係る床タイルの断面を示す３５倍の顕微鏡写真である。実施例１に係り、図６のａ部を拡大して示す１００倍の顕微鏡写真である。実施例１に係り、図６のｂ部を拡大して示す１００倍の顕微鏡写真である。実施例１の変形例に係る床タイルの断面を示す３５倍の顕微鏡写真である。実施例１の変形例に係る床タイルの断面を示す１００倍の顕微鏡写真である。実施例１に係り、図９のａ部を拡大して示す１００倍の顕微鏡写真である。実施例１に係り、図１０のａ部を拡大して示す３５倍の顕微鏡写真である。実施例１に係り、図９のｂ部を拡大して示す１００倍の顕微鏡写真である。実施例１に係り、図１０のｂ部を拡大して示す１００倍の顕微鏡写真である。実施例２に係る床タイルの模式拡大断面図である。実施例３に係る床タイルの模式拡大断面図である。実施例４に係る床タイルの模式拡大断面図である。実施例５に係る床タイルの模式拡大断面図である。実施例６に係る床タイルの模式拡大断面図である。

符号の説明

１１…基部（１１ａ…焼結部）
１４、１８、２０、２２…海綿層
１５、１６…表面層
２…中空粒子
１４ａ…骨格
２ｂ、１４ｂ…気孔
２ａ…殻
１３、１５、１６…高密度層

Claims

セラミックス製の基部と、該基部の表面側で該基部と一体に設けられ、海綿状をなす海綿層とを備えたことを特徴とする建材。
前記海綿層の表面側には該海綿層と一体に設けられて意匠性を付与する表面層を備えていることを特徴とする請求項１記載の建材。
前記海綿層は、無数の粒子が芯となり、各該粒子がマトリックスの骨格によって繋がれることにより海綿状に構成され、該骨格間にも気孔が確保されていることを特徴とする請求項１記載の建材。
前記粒子は、非吸水性の殻内に気孔をもつ中空粒子であることを特徴とする請求項３記載の建材。
前記海綿層は、奥側と表面側とが気孔の少ない高密度層により一体に挟まれていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の建材。
前記海綿層は奥側から表面側に複数あることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の建材。