JP2007039291A

JP2007039291A - タイル及びその製造方法

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Publication number: JP2007039291A
Application number: JP2005226882A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Takeuchi; 一男竹内; Osamu Watanabe; 修渡辺; Seiji Shinkai; 誠司新開; Takeshi Hibino; 毅日比野; Yuuji Kuriaki; 裕次栗秋; Shuji Sugiyama; 修司杉山; Isao Yoshinaga; 勲吉永
Original assignee: Inax Corp
Current assignee: Inax Corp
Priority date: 2005-08-04
Filing date: 2005-08-04
Publication date: 2007-02-15

Abstract

【課題】表装層と多孔質層を有し、かつこれらが強固に結合しているタイル及びその製造方法を提供する。
【解決手段】石膏型の凹部内に第１の泥しょうを流し込み、所定時間静置する。凹部の内面が泥しょう中の水分を吸収し、該内面に泥しょう中の固形分が付着する。余分な泥しょうを石膏型から排泥し、表装層２となる第１の生素地体が形成される。脱型後、該第１の生素地体内に、可燃性粒子、中空粒子及び気泡の少なくとも１種を含んだ第２の泥しょうを流し込むか又は練土を充填して多孔質層３用の第２の生素地体を形成する。次いで、乾燥後、焼成し、タイル１を得る。第２の泥しょう又は練土中の坏土成分は、前記第１の泥しょう中の坏土成分と略同一組成のものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイル及びその製造方法に係り、詳しくはタイルの少なくとも前面を構成する表装層と、該表装層と一体化された多孔質層とを有するタイル及びその製造方法に関する。

近年、タイルの断熱性の向上、軽量化等のために、内部を多孔質としたタイルが提案されている。

特開昭５５−９０４７９号公報には、タイルの表面を構成する陶磁器質よりなる表装層と、該表装層と一体化された陶磁器質を主材とする軽量基層とからなるタイルが記載されている。

このタイルを製造するためには、先ず陶磁器原料及び水よりなる泥しょうを石膏型内に流し込んで着肉させ、その後余分な泥しょうを排泥して、表装層となる付着層を形成する。次いで、発泡スチロール、おが屑、木炭等の可燃性物質、陶磁器原料及び水よりなる練土を石膏型内に充填する。その後、脱型し、乾燥後、焼成する。
特開昭５５−９０４７９号公報

上記特開昭５５−９０４７９号公報には、表装層と軽量基層との組成の異同についての記載はない。仮に両者の組成が異なるときには、両層の熱膨張係数が相違し、焼成工程（特に降温工程）において両層が剥離するおそれがある。

本発明は、表装層と多孔質層を有し、かつこれらが強固に結合しているタイル及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明（請求項１）のタイルは、タイルの少なくとも前面を構成する表装層と、該表装層と一体化された多孔質層とを有するタイルにおいて、該表装層の組成と該多孔質層の組成とが略同一であることを特徴とするものである。

請求項２のタイルは、請求項１において、前記タイルの裏面に、前記多孔質層を覆う、該多孔質層よりも気孔率が小さい薄膜が設けられていることを特徴とするものである。

請求項３のタイルは、請求項１又は２において、前記表装層は気孔を有することを特徴とするものである。

請求項４のタイルは、請求項３において、前記表装層の気孔率は前記多孔質層の気孔率よりも小さいことを特徴とするものである。

本発明（請求項５）のタイルの製造方法は、第１の泥しょう又は練土を用いて前記表装層となる第１の生素地体を形成し、次いで、第２の生素地体となる第２の泥しょうを泡立て、気泡を含ませた後、前記多孔質層となる第２の生素地体を前記第１の生素地体と一体となるように形成し、その後焼成することを特徴とするものである。

請求項６のタイルの製造方法は、請求項５において、請求項２のタイルを製造する方法であって、該第２の生素地体のうちタイル裏面となる面に泥しょうを塗布し、その後焼成することを特徴とするものである。

本発明により提供されるタイルは、表装層の組成と多孔質層の組成とが略同一であることから、両層の熱膨張係数が略同一のものとなり、焼成工程において表装層と多孔質層とが剥離し難いものとなる。

かかるタイルの裏面に多孔質層を覆う無孔層が設けられている場合（請求項２）、タイルの裏面が平坦になることから、タイルの張り付け時に、タイルの裏面と施工面との間に不陸が生じることが防止され、タイルの張付強度が高くなる。また、無孔層は多孔質層に比べて引張強度、曲げ強度等の強度が高いため、タイルの張付強度がより高くなる。

このタイルの表装層が気孔を有する場合（請求項３）、タイルの断熱性が向上すると共に、軽量化される。

なお、表装層の強度を多孔質層よりも高いものとするために、表装層の気孔率は多孔質層の気孔率よりも小さいことが好ましい（請求項４）。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。第１図は本発明の実施の形態に係るタイルの裏面側の斜視図、第２図は第１図のII−II線に沿う断面図である。

タイル１は、タイル１の前面Ｆ及び４側面Ｓを構成する表装層２と、タイル１の内部及び裏面Ｒを構成し、該表装層２と一体化された多孔質層３とからなっている。これら表装層２及び多孔質層３は、陶磁器質材料よりなっており、表装層２の組成と多孔質層３の組成とは略同一である。

なお、本発明において、表装層２及び多孔質層３の組成が略同一であることの定義を以下に説明する。

表装層２及び多孔質層３の組成を重量％で表示し、表装層２及び多孔質層３のそれぞれにおいて、タイルの性質に大きな影響を及ぼすＳｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３，ＣａＯ，ＭｇＯ，ＢａＯ，Ｌｉ_２Ｏ，Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏ，ＺｎＯ及びＢ_２Ｏ_３の計１０成分の重量％値を合計し、表装層２の合計値と多孔質層３の合計値との差を計算する。この差が５（重量％）未満の場合、表装層２及び多孔質層３の上記１０成分について、同一成分同士の差の２乗を計算し、該計算値を１０成分について合計した数値の平方根が７以下である場合、表装層２と多孔質層３の組成が略同一であるとする。

即ち、表装層２のＳｉＯ_２ないしＢ_２Ｏ_３の１０成分の含有量（重量％値）をＡ_１，Ａ_２…Ａ_１０とし、多孔質層３のＳｉＯ_２ないしＢ_２Ｏ_３の１０成分の含有量（重量％値）をＢ_１、Ｂ_２…Ｂ_１０とする。まず、
Ｓ_１＝（Ａ_１＋Ａ_２＋…Ａ_１０）
Ｓ_２＝（Ｂ_１＋Ｂ_２＋…Ｂ_１０）
を計算し、ΔＳ＝Ｓ_１−Ｓ_２を計算する。
ΔＳ＜５の場合、
Ｇ＝（Ａ_１−Ｂ_１）^２＋（Ａ_２−Ｂ_２）^２＋…＋（Ａ_１０−Ｂ_１０）^２
を計算し、√Ｇを計算する。√Ｇ≦７であれば、表装層２及び多孔質層３の組成が略同一であるとし、√Ｇ＞７であれば略同一ではないとする。

上記差が５（重量％）以上の場合、上記１０成分の総量を１００％としたときの該１０成分の含有量を重量％で表し、表装層２及び多孔質層３のこれら１０成分について、同一成分同士の差の２乗を計算し、該計算値を１０成分について合計した数値の平方根が７以下である場合、表装層２と多孔質層３の組成が略同一であるとする。

即ち、上記ΔＳ≧５の場合は、１００／（Ａ_１＋Ａ_２＋…Ａ_１０）の値をＡ_１，Ａ_２…Ａ_１０に乗じて得た値をａ_１，ａ_２…ａ_１０とする。また、１００／（Ｂ_１＋Ｂ_２＋…Ｂ_１０）の値をＢ_１，Ｂ_２…Ｂ_１０に乗じて得た値をｂ_１，ｂ_２…ｂ_１０とする。

ｇ＝（ａ_１−ｂ_１）^２＋（ａ_２−ｂ_２）^２＋…＋（ａ_１０−ｂ_１０）^２
を計算し、√ｇを計算する。√ｇ≦７であれば、表装層２及び多孔質層３の組成が略同一であるとし、√ｇ＞７であれば略同一ではないとする。

なお、上記１０成分の好ましい含有量は次の通りである。
ＳｉＯ_２：４０〜８５ｗｔ％特に５５〜７５ｗｔ％
Ａｌ_２Ｏ_３：５〜２５ｗｔ％特に１０〜２０ｗｔ％
ＣａＯ：０〜１０ｗｔ％特に０〜５ｗｔ％
ＭｇＯ：０〜２０ｗｔ％特に０〜１５ｗｔ％
ＢａＯ：０〜５ｗｔ％特に０〜５ｗｔ％
Ｌｉ_２Ｏ：０〜１０ｗｔ％特に０〜５ｗｔ％
Ｎａ_２Ｏ：０〜１５ｗｔ％特に０〜５ｗｔ％
Ｋ_２Ｏ：０〜１５ｗｔ％特に０〜１０ｗｔ％
ＺｎＯ：０〜１０ｗｔ％特に０〜５ｗｔ％
Ｂ_２Ｏ_３：０〜１０ｗｔ％特に０〜５ｗｔ％

表装層２の厚さは３〜５ｍｍであることが好ましい。３ｍｍ未満であると、成形、乾燥、焼成等のときに変形を生じ易く、またタイルの強度が低くなる。５ｍｍを超えると、熱伝導率が高くなり、断熱性能が低下する。

多孔質層３の気孔率は５０体積％以下であることが好ましい。５０体積％を超えると、成形、乾燥、焼成等のときに変形を生じ易く、またタイルの強度が低くなる。

タイルの厚みは５０ｍｍ以上であることが好ましい。

多孔質層３の熱伝導率は０．０８Ｗ／ｍ／℃以下、例えば０．０４〜０．０８Ｗ／ｍ／℃であることが好ましい。

次に、本実施の形態に係るタイルの製造方法の一例を説明する。

石膏型の上面に設けられたタイル１の形状に相当する凹部内に、第１の泥しょうを流し込み、所定時間静置する。このとき、石膏型の凹部の底面及び側面が泥しょう中の水分を吸収し、これら底面及び側面に泥しょう中の固形分（坏土）が付着（着肉）する。その後、余分な泥しょうを石膏型から排泥する。これにより、表装層２となる第１の生素地体が形成される。

なお、上記静置時間を調整することにより、該第１の生素地体を所望の厚さにすることができる。

その後、脱型し、該第１の生素地体内に、可燃性粒子、中空粒子及び気泡の少なくとも１種を含んだ第２の泥しょうを流し込むか又は練土を充填して多孔質層３用の第２の生素地体を形成する。次いで、乾燥後、焼成する。なお、第１の生素地体を脱型する前に第１の生素地体内に第２の生素地体を形成し、その後、脱型してもよい。また、焼成前に施釉してもよい。

第２の泥しょう又は練土中の坏土成分は、前記第１の泥しょう中の坏土成分と略同一組成のものである。

なお、第２の生素地体は１種類の泥しょう又は練土のみによって形成されてもよく、２種類以上の泥しょう又は練土によって形成されてもよい。後者の場合、例えば組成Ａなる泥しょうを第１の生素地体内に注入し、その後それとは異なる組成Ｂの泥しょうを注入して第２の生素地体を形成する。

また、例えば中空粒子を含んだ泥しょうＣをまず第１の生素地体内に注入し、その後、中空粒子を含まない泡立てられた泥しょうＤを注入して第２の生素地体を形成してもよい。

上記の中空粒子としては、シラスバルーン、中空アルミナなどの無機質中空粒子を用いてもよいが、後述する可燃性材料の中空粒子（例えば中空合成樹脂ビーズ）が好適である。可燃性中空粒子は燃焼により焼失するため比重を小さくできる。さらに、燃焼する体積が小さいため、燃焼によるガスの発生が少なく、閉気孔を形成し易い。

泥しょう中に気孔を生じさせるためには、泥しょうに起泡剤を添加して攪拌すればよい。起泡剤としては、起泡コンクリート製造用の起泡剤を用いることができるが、これに限定されない。

多孔質層となる第２の生素地体形成用の泥しょう又は練土は、焼成工程において燃焼し消失する可燃性粒子を含むものであってもよい。この可燃性粒子の材質としては、スチロール等の合成樹脂（特に発泡合成樹脂）、木（例えばおが屑）などが例示される。

上記実施の形態に係るタイル１の裏面Ｒには多孔質層３が露呈しているが、該裏面Ｒに該多孔質層３を覆う無孔層が設けられていてもよい。この場合、上記第２の生素地体を形成した後、該第２の生素地体の上面、即ちタイルの裏面Ｒとなる面に泥しょうを塗布し、その後焼成することにより、無孔層を形成することができる。

上記実施の形態では第１の泥しょう中に中空粒子や起泡剤が含まれていないが、含まれていてもよい。この場合、可燃性の中空粒子を用いることによって気孔１つ１つの体積を確保できるとともに焼成による寸法変形を最小限とすることができる。得られるタイルの表装層が気孔を有することになり、タイルがより軽量化されると共に断熱性が向上する。この場合、タイルの表面強度を維持するために、表装層の気孔率は多孔質層の気孔率よりも小さいことが好ましい。さらに、少なくとも前面と接する面の２面以上の表装層を有するタイルとすることにより、表装層と多孔層の接着面積を増やし、壁面に施工した際に前面と接する面が施工した際に上面となるよう施工できるので雨水が多孔層へ入りやすい上面部を覆うことにより断熱性能に優れたタイルとすることができる。

上記実施の形態では第１の生素地体を鋳込み成形によって形成したが、これに限定されるものではなく、練土を押し出し成形やプレス成形することによって形成してもよい。

第３図〜第６図を参照して別の実施の形態に係るタイルについて説明する。

側面Ｓは断熱性能を高める上で、熱橋となってしまうことからタイルとして可能な限り薄い方が好ましい。しかし、押し出し成形で形成する場合、厚みが薄いと形を保って押し出すことができない。その際には第３，４図のように施工面に接する方のみを薄くすることが好ましい。第３図のタイル１Ａは、表装層３のうち２側面Ｓを構成する部分の厚さが、タイル１Ａの前面Ｆ側ほど大きくなっている。

第４図のタイル１Ｂにあっては、表装層２のうち側面Ｓのタイル裏面側の内縁に断部２ａが設けられている。

第５図のタイル１Ｃでは、タイルの４側面のうち対向する２側面が表装層２で構成され他の２側面には多孔質層３が露呈している。このタイルを表装層２を有する２側面が施工時に上下となるよう施工した場合、雨などにさらされた場合でも水が断熱層中にたまりにくく、良好な断熱性能のタイルとすることができる。

第６図のタイル１Ｄでは、タイルの３側面が表装層２で構成され、残りの１側面に多孔質層３が露呈している。

第７，８図のタイル１Ｅでは、タイルの前面、裏面及び対向する２側面が表装層２で構成され、残りの２側面に多孔質層３が露呈している。

第９図のタイル１Ｆでは、タイルの前面、裏面及び３側面が表装層２で構成され、１側面のみに多孔質層３が露呈している。なお、第９図はタイルの第８図と同様箇所の断面を示している。

なお、第５図〜第８図に示すように一部の側面が開放している表装層２を有したタイルを製造するに際し、表装層２の内側に泥しょうを供給する場合には、開放している側面部分に当て板を当てて泥しょうを注ぎ込むようにしてもよい。

第５図のタイル１Ｃの表装層２の生素地体を石膏型で成形する場合には、石膏型の内面のうち１対の対向する側面を樹脂コーティング等によって非吸水性としておき、当該側面には泥しょうが着肉しないようにしておけばよい。

第６図のタイル１Ｄの表装層２の生素地体も同様にして成形することができる。

以下、実施例１及び比較例１を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。

＜第１の泥しょう及び第２の泥しょう＞
本実施例においては、下記組成の坏土７０重量部に対して水３０重量部を混合してなるものを第１の泥しょうとして用い、この第１の泥しょうに下記起泡剤１重量部を添加して泡立たせたものを混合し、可燃性の中空粒子として樹脂バルーンを５重量部添加したものを第２の泥しょうとして用いた。
なお、第１の泥しょうの比重は１．８、第２の泥しょうの比重は０．３であった。

坏土の組成
ＳｉＯ_２：７０．８ｗｔ％
Ａｌ_２Ｏ_３：２２．２ｗｔ％
ＣａＯ：０．４ｗｔ％
ＭｇＯ：０．２ｗｔ％
ＴｉＯ_２：０．４ｗｔ％
Ｆｅ_２Ｏ_３：０．８ｗｔ％
Ｎａ_２Ｏ：２．３ｗｔ％
Ｋ_２Ｏ：２．８ｗｔ％
起泡剤：三洋化成工業（株）製アニオン系活性剤ＳＰ−１

＜タイルの製造＞
第１の泥しょうを、石膏型に設けられた凹部（縦２００ｍｍ×横３００ｍｍ×深さ５０ｍｍ）内に注ぎ込み、１５分間静置して、凹部内面に泥しょうの固形分を着肉させた。次いで、余分な泥しょうを排泥し、表装層となる第１の生素地体を得た。該第１の生素地体の着肉厚は３．０ｍｍであった。この第１の生素地体が少し収縮した時点で石膏型から脱型した。該第１の生素地体内に第２の泥しょうを供給し、第２の生素地体を形成した。６０℃にて２４時間乾燥し、次いで、１２１０℃にて１２時間焼成することにより、タイルを得た。

＜表装層及び多孔質層の熱伝導率及び気孔率の測定＞
得られたタイルについて、表層層と多孔質層とを切り出し、熱伝導率及び気孔率を測定した。その結果、熱伝導率は、表層層では０．３５Ｗ／ｍ／℃であり、多孔質層では０．０６Ｗ／ｍ／℃であった。また、気孔率は、表層層では５０体積％、多孔質層では９０体積％であった。

実施の形態に係るタイルの裏面側の斜視図である。図１のII−II線に沿う断面図である。異なる実施の形態に係るタイルの断面図である。さらに異なる実施の形態に係るタイルの断面図である。別の実施の形態に係るタイルの裏面側の斜視図である。さらに別の実施の形態に係るタイルの裏面側の斜視図である。別の実施の形態に係るタイルの断面図である。別の実施の形態に係るタイルの断面図である。別の実施の形態に係るタイルの断面図である。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆタイル
２表装層
２ａ段部
３多孔質層
Ｆ前面
Ｒ裏面
Ｓ側面

Claims

タイルの少なくとも前面を構成する表装層と、該表装層と一体化された多孔質層とを有するタイルにおいて、
該表装層の組成と該多孔質層の組成とが略同一であることを特徴とするタイル。
請求項１において、前記タイルの裏面に、前記多孔質層を覆う、該多孔質層よりも気孔率が小さい薄膜が設けられていることを特徴とするタイル。
請求項１又は２において、前記表装層は気孔を有することを特徴とするタイル。
請求項３において、前記表装層の気孔率は前記多孔質層の気孔率よりも小さいことを特徴とするタイル。
第１の泥しょう又は練土を用いて前記表装層となる第１の生素地体を形成し、
次いで、第２の生素地体となる第２の泥しょうを泡立て、気泡を含ませた後、前記多孔質層となる第２の生素地体を前記第１の生素地体と一体となるように形成し、
その後焼成することを特徴とするタイルの製造方法。
請求項５において、請求項２のタイルを製造する方法であって、
該第２の生素地体のうちタイル裏面となる面に泥しょうを塗布し、その後焼成することを特徴とするタイルの製造方法。