JP2017065008A - 建材及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】建材本体20と、建材本体20の表面上に形成される釉薬層30及び機能層40と、を有し、釉薬層30は、複数の空隙部を有し、機能層40は、釉薬層30の空隙部に形成され、釉薬層30の厚みは、機能層40の厚みよりも大きい建材10を提供する。かかる建材10は、機能層40が釉薬層30の空隙部に形成されることで優れた機能の耐久性を有し、機能層40により発揮される抗アレルゲン性等の機能を継続して発揮できる。
【選択図】図1
Description
つまり、従来の機能性が付与された建材においては、摩耗等の外力に対する機能の耐久性と、機能材が耐熱性を有する無機材料に限定されずに使用できる点を両立させることができていないのが現状である。
本実施形態に係る建材は、焼成工程を経て製造される、例えばセラミックタイルであり、表面上に釉薬層と機能層を有する。機能層は、例えば抗アレルゲン、抗菌・抗ウィルス、撥水、撥油、芳香、消臭、防カビ等の機能を有する。従って本実施形態に係る建材は、建造物の内装材として好ましく用いられる。特に、リビング、洗面所、浴室等の内装材として用いることが好ましい。
[膜厚測定方法]SEM画像(断面)
(測定機器)JXA−8500F(日本電子株式会社製)
(測定条件)加速電圧:5kV、観察モード:二次電子像、真空モード:高真空、作動距離:10mm、倍率:200倍
この機能層40は、後段で詳述する機能材が配合された塗料を用いて形成される。
有機系材料としては、例えば有機系抗菌剤、又は抗ウィルス剤であるトリクロサン、クロロヘキシジン、ジンクピリチオン、クロロキシレノール等、又は安全性の高い芳香族複素環式ヒドロキシ化合物、キトサン、ヒノキオール、植物ポリフェノール等や、芳香性等の機能を有するマイクロカプセル等を用いることができる。
無機系材料としては、例えば無機系抗菌剤、又は抗ウィルス剤である銀、銅、亜鉛といった金属触媒、光触媒として用いられる酸化タングステンや酸化チタン等を用いることができる。
その他にも、消臭機能を有する多孔質材料等の吸着材や、防カビ剤等を用いることができる。
本実施形態に係る建材10の製造方法は、建材本体20の材料である粘土、長石、陶石等をボールミル等で粉砕し、スプレードライヤー等で含水率4〜8%に調整し造粒後、乾式プレス等で加圧成形し建材本体20の表面上に釉薬を、空隙部を有するようにスプレー塗布する釉薬塗布工程と、前記釉薬塗布工程後に、焼成を行う焼成工程と、前記焼成工程後に、機能材を表面上に塗布する機能材塗布工程と、を含む。
釉薬層30の流動性よりも機能層40の流動性が高い状態とするためには、機能層40に含まれる水等の溶媒成分を釉薬層30よりも多くし、又は機能層40の塗布時温度を釉薬層30よりも高く設定すればよい。
なお、塗料組成物塗工時の温度が高すぎると、塗料組成物が釉薬層30の空隙部に流入する前に乾燥、硬化してしまうため、釉薬層30を形成後、基材を適当な温度に冷却して上記工程を行う。
図3は、本実施形態における機能層40形成後の建材表面のSEM写真である。写真上、明度の高い箇所が釉薬層30であり、明度の低い箇所が機能層40である。図3から明らかな通り、釉薬層30の空隙部に機能層40が形成されている。
なお、SEM写真撮影は、以下の測定条件にて行った。
[SEM測定条件]
(測定機器)JXA−8500F(日本電子株式会社製)
(測定条件)加速電圧:5kV、観察モード:二次電子像、真空モード:高真空、作動距離:10mm、倍率:200倍
[EPMA測定条件]
(測定機器)JXA−8500F(日本電子株式会社製)
(測定条件)
蒸着:Au、15nm
加速電圧:10kV
照射電流:100nA
作動距離:11mm
スキャン方法:ステージスキャン
プローブ径:6μm、0μm(拡大)、3μm (補足データ)
画素サイズ:6μm、0.5μm(拡大)、3μm (補足データ)
測定領域:1800μm角、150μm角(拡大)、900μm角(補足データ)
画素数:300×300
測定時間:30ms
分光結晶:(1スキャン目)Na:1CH−TAP、(2スキャン目)F
これにより、摩耗等の外力は機能層40には直接伝わらず釉薬層30に伝わるため、機能層40の剥離による欠落を抑制できる。従って本実施形態によれば、機能層40が釉薬層30の空隙部に形成されることで優れた機能の耐久性を有し、機能層40により発揮される抗アレルゲン性等の機能を継続して発揮できる建材を提供できる。
実施例1及び比較例1の建材を、以下の方法で作製した。
粘土、長石、陶石等をボールミル等で粉砕し、スプレードライヤー等で含水率4〜8%に調整し造粒後、乾式プレス等で加圧成形し、乾燥後、釉薬を実施例1においては塗布量が36g/m2(固形分比50%)となるようにスプレーにより塗布し、比較例1においては塗布量が500g/m2(固形分比50%)となるように幕掛けにより塗布した。その後実施例1においては950℃で、比較例1においては950℃で焼成した。
実施例1及び比較例1の建材を、150×150〜300mm程度のサイズで作製した。次に建材上に、水を含ませた後硬く絞った雑巾を載せ、スポンジ越しに500gの重りで荷重をかけながら、摩耗試験装置により摺動させた。また、試験中に雑巾が乾燥することの無いよう、常に一定量の水を供給しながら試験を行った。それぞれ所定回数摩耗試験を行った実施例1及び比較例1の建材を用い、下記の抗アレルゲン性能試験を行った。
市販のダニアレルゲンの水溶液「Def2」(株式会社シバヤギ製)を建材表面に250μl滴下して、15分間放置した後、建材表面上のダニアレルゲンを回収し、ダニアレルゲンの量を酵素免疫測定法(ELISA法)に準じて測定し、抗アレルゲン性の評価を行った。
従って、実施例1の建材の方が、比較例1の建材よりも建材に付与された機能の耐久性が高いことが分かった。この結果から、釉薬層が空隙部を有するように形成され、釉薬層の空隙部に機能層が形成され、釉薬層の厚みは、前記機能層の厚みより大きいことで、機能層が有する機能の耐久性が高いことが確認された。
20 建材本体
30 釉薬層
40 機能層
Claims (3)
- 建材本体と、
前記建材本体の表面上に形成される釉薬層及び機能層と、を有し、
前記釉薬層は、複数の空隙部を有し、
前記機能層は、前記釉薬層の空隙部に形成され、
前記釉薬層の厚みは、前記機能層の厚みより大きい建材。 - 前記建材本体は、多孔質体である請求項1に記載の建材。
- 建材本体の表面上に釉薬を、空隙部を有するようにスプレー塗布する釉薬塗布工程と、
前記釉薬塗布工程後に、焼成を行う焼成工程と、
前記焼成工程後に、機能材を表面上に塗布する機能材塗布工程と、を含み、
前記機能材塗布工程は、釉薬層を形成する釉薬の塗布量よりも、機能層を形成する機能材の塗布量を少なく、かつ、前記釉薬層の流動性よりも前記機能層の流動性が高い状態で前記機能材を塗布する建材の製造方法。
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