JP2005299281A - 温感建材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】効果的な温感効果を発揮するとともに、汚れ難く、かつ凍害を生じ難い温感建材を提供する。
【解決手段】温感建材１は、基材層２と、この基材層２上に形成された断熱層３とからなっている。この断熱層３は開気孔率が５％以下である。この温感建材１は、断熱層３に中空粒子の気孔を有していることから、十分な温感を付与できる。この断熱層３は、開気孔率が５％以下であるため、表面からの含水等を生じない。このため、汚れ難く、防汚性に優れるとともに、凍害も生じない。
【選択図】図１

Description

本発明は、人が表面に触れたときに冷たさや熱さを感じ難い温感建材及びその製造方法に関する。

一般的なタイルは、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温感建材が特開平５−１７２７１号公報（特許文献１）に提案されている。この温感建材は多孔質の釉薬層が気孔を有する無機系の機能層となり、この機能層が熱伝導率を低下させる。このため、この温感建材は、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熱さを感じ難いという温感効果を生じる。

また、焼成時に素地を発泡させつつ焼結させた温感建材も特開平４−２６７５号公報（特許文献２）に提案されている。同様に、素地に多孔質粒子を混合して焼結させた温感建材も特開２００２−２８５６９５号公報（特許文献３）に提案されている。これらの温感建材は、素地が多孔質の状態でセラミックス製の基部となるため、その多孔質の基部が気孔を有する無機系の機能層となり、この機能層が熱伝導率を低下させ、上記と同様の温感効果を生じる。
特開平５−１７２７１号公報 特開平４−２６７５号公報 特開２００２−２８５６９５号公報

しかし、上記特許文献１に開示の温感建材は、炭化珪素等のガス発生成分を含む釉薬を採用することにより釉薬層全体を多孔質にしているため、この温感建材は気孔が密閉されていない。このため、この温感建材は表面からの含水等を生じやすく、汚れやすいとともに凍害のおそれもある。

上記特許文献２、３開示の温感建材は、基部を多孔質にしているため、この温感建材は気孔が密閉されていない。このため、この温感建材は、上記特許文献１の温感建材と同様、基部表面からの含水等を生じやすく、汚れやすいとともに凍害のおそれもある。

また、上記特許文献１〜３の温感建材は、その木端面に多孔質の釉薬層（特許文献１）又は多孔質の基部（特許文献１、２）が露出している。しかし、この木端面上部は外力の影響を受け易いため破損し易く、またこの釉薬層又は基部は多孔質であって強度が低いため、温感建材が落下したり異物と衝突したりしたとき等に、特に破損し易い。

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、効果的な温感効果を発揮するとともに、汚れ難く、かつ凍害を生じ難い温感建材を得ることを目的とする。

また、本発明は、木端面が破損し難い温感建材及びこの温感建材の製造方法を提供することを別の目的とする。

本発明（請求項１）の温感建材は、基材層と、該基材層の表面側に形成された断熱層とを備えてなり、該断熱層は、内部に密閉状の気孔をもつ中空粒子を含む温感建材であって、開気孔率が５％以下であることを特徴とするものである。

請求項２の温感建材は、請求項１において、該中空粒子はガラスバルーン、シリカバルーン、石英ガラスバルーン、フライアッシュ、シラスバルーン及びアルミナバルーンの少なくとも１種であることを特徴とするものである。

本発明（請求項３）の温感建材は、基材層と、該基材層の表面側に形成された断熱層とを備えてなる板状の温感建材であって、該温感建材の周縁部近傍にあっては、周縁に近づくほど該断熱層の厚さが減少していることを特徴とするものである。

請求項４の温感建材は、請求項１ないし３のいずれか１項において、該断熱層を覆う釉薬層を有することを特徴とするものである。

本発明（請求項５）の温感建材の製造方法は、請求項３に記載の温感建材を製造する方法であって、枠状の側方型と、該側方型に嵌合する下金型及び上金型とからなる成形型を用い、該側方型内に下金型を係合させ、該下金型上に前記基材層形成用の第１の坏土を供給し、該第１の坏土の上面を平坦とし、次いで該側方型を所定距離上方に移動させ、該第１の坏土の側方型近傍が側方型との摩擦により中央側よりも厚みが大となるようにし、この第１の坏土の上に前記断熱層形成用の第２の坏土を供給し、該第２の坏土の上面を平坦とし、次いで該側方型に前記上金型を係合させてプレスすることにより板状成形体を成形し、該板状成形体を脱型後、焼成して温感建材を製造することを特徴とするものである。

請求項６の温感建材の製造方法は、請求項５において、前記第２の坏土が中空体を含有することを特徴とするものである。

請求項７の温感建材の製造方法は、請求項５又は６において、施釉した後焼成することにより断熱層の表面に釉薬層を形成することを特徴とするものである。

本発明（請求項１）の温感建材にあっては、断熱層に中空粒子の気孔を有していることから、この温感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。なお、発明者らの知見によれば、体感される温感効果は、温感建材の熱流速と相関関係がある。

この温感建材は、断熱層の気孔が中空粒子によって密閉状にされているため、断熱層に中空粒子が剥き出しになっていても、中空粒子内に水が浸入することはない。また、この温感建材は、開気孔率が５％以下であるため、表面から温感建材内への含水等を生じない。このため、この温感建材は汚れ難く、防汚性に優れるとともに、凍害も生じない。

請求項２の温感建材にあっては、中空粒子としてガラスバルーン、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使用することにより、容易かつ安価に温感建材を得ることができる。

本発明（請求項３）の温感建材にあっては、断熱層の厚さが周縁に近づくほど減少しているため、気孔を有し強度の低い断熱層が温感建材の木端面に露出する面積が小さい。このため、木端面の強度が高くなり、温感建材は破損し難いものとなる。なお、断熱層を温感建材の木端面から完全に露出しないようにすると、木端面は極めて破損し難くなる。

本発明の温感建材にあっては、断熱層を覆う釉薬層を有していてもよい（請求項４）。この場合、十分な温感を有しかつ汚れや凍害を防止するためには、釉薬層が中空粒子を含有し、且つ開気孔率が５％以下であることが好ましい。

本発明（請求項５）の温感建材の製造方法よると、側方型を所定距離上方に移動させることにより、第１の坏土の側方型近傍が中央側よりも厚みが大となるようにするため、金型の形状を特殊なものとする必要が無く、容易かつ低コストで温感建材を製造することができる。

請求項６の温感建材の製造方法によると、第２の坏土に中空体の気孔を有していることから、温感建材に十分な温感を付与できる。また、この温感建材は、断熱層の気孔が中空体によって密閉状にされているため、断熱に中空体が剥き出しになっていても、中空体内に水が浸入することはない。

請求項７の温感建の製造方法によると、施釉した後焼成することにより断熱層の表面に釉薬層を強固に固着することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図１は本発明の実施の形態に係る温感建材の断面図である。図１の温感建材１は、基材層２と、この基材層２上に形成された断熱層３とからなっている。この温感建材１は、以下の通り製造される。まず、金型内に第１の坏土を供給し、その上から中空粒子を含有する第２の坏土を供給する。次いで、これら第１、２の坏土を金型内で加圧成形し、この成形体を焼成する。この焼成により、第１の坏土よりなる層は基材層２となり、第２の坏土よりなる層は断熱層３となる。この断熱層３は、焼成により開気孔率が５％以下となる。このようにして、温感建材１が製造される。

上記第１の坏土としては、たとえば粘土が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セラミックス原料が使用される。

上記第２の坏土としては、たとえば長石が３６質量部、炭化カルシウムが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が５０質量部の第２セラミックス原料が使用される。

上記中空粒子としては、粒径が数１０μｍ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、シラスバルーン及びアルミナバルーン等が使用される。例えば、中空粒子として下記表１の組成の中空粒子Ｂ１〜Ｂ４が使用される。

これらの中空粒子Ｂ１〜Ｂ４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℃程度、中空粒子Ｂ３、Ｂ４の融点は１４００℃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、これを攪拌した後に浮上したものである。

なお、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持つ粒子である。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。

上記断熱層３の厚さは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が得られる。

本実施の形態に係る温感建材１にあっては、断熱層３内に中空粒子の気孔を有していることから、この温感建材１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。

この温感建材１は、断熱層３の気孔が中空粒子によって密閉状にされているため、断熱層３の表面に中空粒子が剥き出しになっていても、中空粒子内に水や汚れが浸入することはない。また、この断熱層３は、開気孔率が５％以下であるため、断熱層３の表面から温感建材１内への含水等を生じない。このため、この温感建材１は、汚れ難く、防汚性に優れるとともに、凍害も生じない。

本実施の形態に係る温感建材１にあっては、基材層２に中空粒子が含有されておらず、基材層２は緻密な構造となっている。このため、温感建材１は強度が強く、破損し難い。

上記図１において、断熱層３の上面に釉薬層を形成してもよい。この場合、十分な温感を得るとともに汚れや凍害を防止する観点からは、この釉薬層は内部に密閉状の気孔をもつ中空粒子を含有し、かつ開気孔率が５％以下であることが好ましい。なお、この釉薬層を用いる場合、断熱層３を省略し、基材層２上にこの釉薬層を直接形成してもよい。

図２は、本発明の別の実施の形態に係る温感建材１Ａの断面図である。図２の温感建材１Ａは、図１の温感建材１における基材層２と断熱層３との間に異なる断熱層４を形成した構成となっている。

この断熱層４は断熱層３よりも気孔率が高く、熱伝導率の低いものとなっている。この断熱層４は、多孔質であってもよく、内部に密閉状の気孔をもつ気孔粒子を含むものであってもよい。多孔質である場合、気孔は密閉されているものでも、いないものでもよい。多孔質の断熱層４を構成する場合、焼成時に素地を発泡させつつ焼結させてもよく、素地に気孔粒子を混合して焼結させてもよい。気孔粒子としては、中空粒子及び多孔質粒子の少なくとも１種を採用することができる。また、断熱層４は、気孔粒子の他に又は気孔粒子とともに中空繊維を含むものであってもよい。

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。

本実施の形態に係る温感建材１Ａは、断熱層３の下層にこの断熱層３よりも熱伝導率の低い断熱層４が形成されているため、温感建材１Ａの全体の熱伝導率がより低くなり、極めて十分な温感を得ることができる。

なお、この断熱層４の表面には断熱層３が形成されており、この断熱層３は開気孔率が５％以下と小さいため、水分がこの断熱層３を通過して下層の断熱層４まで浸入することはない。このため、水の染み込みの問題を考慮することなく断熱層４の気孔率を高くし、温感建材１Ａに極めて十分な温感を付与することができる。

上記図２において、断熱層３の上面に釉薬層を形成してもよい。この場合、十分な温感を得るとともに汚れや凍害を防止する観点からは、この釉薬層は内部に密閉状の気孔をもつ中空粒子を含有し、かつ開気孔率が５％以下であることが好ましい。なお、この釉薬層を用いる場合、断熱層３を省略し、断熱層４上にこの釉薬層を形成してもよい。

この釉薬層において、中空粒子以外のマトリックスは、無機バインダによって構成しうる。無機バインダとしては、釉薬を採用し得る他、珪酸ソーダ等の水ガラス、金属アルコキシド、コロイド状シリカ等を採用することもできる。例えば、この釉薬層の原料としては、長石が３６質量部、炭化カルシウムが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、中空粒子が２０質量部及び適宜の水よりなるものを使用できる。また、上記無機バインダにおいて、中空粒子を１００質量部に変更したもの、２００質量部に変更したもの、又は中空粒子を含まないものを使用することもできる。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１６７質量部にする等、施釉方法に合わせて調整する。そして、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施釉される。

図３は本発明の異なる実施の形態に係る温感建材の断面図であり、図５は図３の温感建材の製造方法を説明する断面図である。図５（ａ）の通り、まず枠状の側方型２１と、該側方型２１に嵌合する下金型２２及び上金型２３（図５（ｅ）参照）とからなる成形型２０を用意する。この側方型２１内に下金型２２を係合させ（図５（ａ））、この下金型２２上に基材層形成用の第１の坏土３１を供給し、この第１の坏土３１の上面を平坦とする（図５（ｂ））。

次いでこの側方型２１を所定距離上方に移動させ、この第１の坏土３１の側方型２１近傍が側方型２１との摩擦により中央側よりも厚みが大となるようにする（図５（ｃ））。

この第１の坏土３１の上に断熱層形成用の第２の坏土３２を供給し、この第２の坏土３２の上面を平坦とする（図５（ｄ））。なお、この第２の坏土３２は中空粒子を含有している。

次いでこの側方型２１に前記上金型２３を係合させてプレスすることにより板状成形体３０を成形し（図５（ｅ））、この板状成形体３０を脱型後（図５（ｆ））、焼成して断熱材１０を製造する（図３（ａ）、（ｂ））。図３（ｂ）の通り、この断熱材１０は、その側縁部が中央側よりも厚みがｔだけ大となっている。

本実施の形態に係る断熱材１０にあっては、木端面において、気孔率が高く強度の低い断熱層１２は全く露出していない。このため、木端面の強度が高く、断熱材１０は破損し難い。なお、この断熱層１２は、十分な温感を得るとともに水や汚れの染み込みを防止する観点からは、中空粒子を含有した開気孔率５％以下のものであることが好ましい。

なお、図４の通り、図３の断熱層１２の表面に釉薬層１３を設けてもよい。この釉薬層１３は、十分な温感を得るとともに水や汚れの染み込みを防止する観点からは、中空粒子を含有した開気孔率が５％以下の釉薬層であることが好ましい。なお、この釉薬層を用いる場合、断熱層１２を省略し、基材層１１上にこの釉薬層を直接形成してもよい。

第１の実施の形態に係る温感建材を示す断面図である。 第２の実施の形態に係る温感建材を示す断面図である。 第３の実施の形態に係る温感建材を示す断面図である。 第４の実施の形態に係る温感建材を示す断面図である。 第３の実施の形態に係る温感建材の製造方法を説明する図面である。

符号の説明

１，１Ａ 温感建材
２ 基材層
３，４ 断熱層
５ 釉薬層
１０，１０Ａ 断熱材
１１ 基材層
１２ 断熱層
１３ 釉薬層

Claims (7)

1. 基材層と、該基材層の表面側に形成された断熱層とを備えてなり、該断熱層は、内部に密閉状の気孔をもつ中空粒子を含む温感建材であって、開気孔率が５％以下であることを特徴とする温感建材。
2. 請求項１において、該中空粒子はガラスバルーン、シリカバルーン、石英ガラスバルーン、フライアッシュ、シラスバルーン及びアルミナバルーンの少なくとも１種であることを特徴とする温感建材。
3. 基材層と、該基材層の表面側に形成された断熱層とを備えてなる板状の温感建材であって、該温感建材の周縁部近傍にあっては、周縁に近づくほど該断熱層の厚さが減少していることを特徴とする温感建材。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項において、該断熱層を覆う釉薬層を有することを特徴とする温感建材。
5. 請求項３に記載の温感建材を製造する方法であって、枠状の側方型と、該側方型に嵌合する下金型及び上金型とからなる成形型を用い、
   該側方型内に下金型を係合させ、該下金型上に前記基材層形成用の第１の坏土を供給し、該第１の坏土の上面を平坦とし、
   次いで該側方型を所定距離上方に移動させ、該第１の坏土の側方型近傍が側方型との摩擦により中央側よりも厚みが大となるようにし、
   この第１の坏土の上に前記断熱層形成用の第２の坏土を供給し、該第２の坏土の上面を平坦とし、
   次いで該側方型に前記上金型を係合させてプレスすることにより板状成形体を成形し、
   該板状成形体を脱型後、焼成して温感建材を製造することを特徴とする温感建材の製造方法。
6. 請求項５において、前記第２の坏土が中空体を含有することを特徴とする温感建材の製造方法。
7. 請求項５又は６において、施釉した後焼成することにより断熱層の表面に釉薬層を形成することを特徴とする温感建材の製造方法。

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