JP2023140608A - タイル - Google Patents

Abstract

【課題】高い光輝感を有するタイルを提供する。【解決手段】タイル１には、複数の釉粒３によって表面１Ａに凹凸構造が形成されている。表面１Ａでは、平らな面８を有する複数の鉱物粒子７が、各々の平らな面８を２以上の異なる方向に向けて配置されている。【選択図】図１

Description

本開示は、タイルに関する。

例えば、特許文献１には、光輝特性を有する陶磁器製品が開示されている。

特開２０１９－１２３６５５号公報

しかし、この陶磁器製品は、光輝感が弱いという課題があった。本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、高い光輝感を有するタイルを提供することを目的とする。本開示は、以下の形態として実現することが可能である。

複数の釉粒によって表面に凹凸構造が形成され、
前記表面では、平らな面を有する複数の鉱物粒子が、各々の前記平らな面を２以上の異なる方向に向けて配置されている、タイル。

タイルを示す断面図である。 タイルを示す断面図である。 実施例（実験例３）のタイルのＳＥＭによる表面観察像である。 図３の表面観察像に、説明のための粒子の輪郭を示した図である。 比較例（実験例１）のタイルのＳＥＭによる表面観察像である。

以下、本開示を詳しく説明する。なお、数値範囲について「－」を用いた記載では、特に断りがない限り、下限値及び上限値を含むものとする。例えば、「１０－２０」という記載では、下限値である「１０」、上限値である「２０」のいずれも含むものとする。すなわち、「１０－２０」は、「１０以上２０以下」と同じ意味である。
１．タイル１
タイル１は、複数の釉粒３によって表面１Ａに凹凸構造が形成されている。表面１Ａでは、平らな面８を有する複数の鉱物粒子７が、各々の平らな面８を２以上の異なる方向に向けて配置されている。タイル１のサイズ、形状は特に限定されず、用途に応じて適宜変更することができる。例えば、タイル１は板状とすることができる。

タイル１の用途は、特に限定されない。タイル１は、例えば、住宅等の建築物における居室、玄関室、浴室、キッチン等の床材として用いられる。また、ビル、駅、公共施設、商業施設の床材としても用いられる。

（１）タイル素地９
タイル１は、美しい外観を保つ観点から、タイル素地９と、タイル素地９上に形成された釉薬層１１を備えることが好ましい。釉薬層１１を備えないタイル１であってもよい。タイル素地９の原料（タイル原料）は、焼成することによりタイル１を製造できる原料であれば特に限定されない。タイル原料は、粘土と長石を主原料とするものが一般的である。ここで、主原料とは、タイル原料を１００質量部とした場合に、５０質量部以上の原料を意味し、粘土と長石の合計が５０質量部以上であることを意味する。タイル原料は、必要に応じて陶石、石灰石、滑石を含有している。タイル原料は、顔料等の各種の添加剤を含有することができる。

（２）釉薬層１１
釉薬層１１は、例えば、タイル原料を成形した成形体の少なくとも一面に、塗布された釉薬が焼成されることで形成される。

（３）釉粒３
釉粒３は、フリット（ガラスフリット）を粉砕したものであり、粒状フリット（ガラス粒子）とも呼ばれている。釉粒３は、タイル素地９上に点在していることが好ましい。釉粒３の化学組成は特に限定されない。釉粒３に含まる酸化物としては、例えば、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、Ｐ_２Ｏ_５、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ、ＺｒＯ_２等が例示される。
釉粒３を構成する材質のガラス転移温度（Ｔｇ）は、特に限定されない。釉粒３が焼成時に変形して高さが低くなり過ぎるほど溶融すると、鉱物粒子７の平らな面８の向く方向を様々な方向へ調整することが困難になる。すなわち、釉粒３が変形して低くなり過ぎると、鉱物粒子７が釉粒３に寄り掛かっても、複数の鉱物粒子７の平らな面８の向く方向は、タイル素地９の表面や釉薬層１１の表面に略平行に略統一されてしまい、その結果、タイル１の光輝特性が十分には発揮されない。他方、釉粒３が焼成時にあまり溶融しないと、釉粒３の表面に鉱物粒子７を十分に固着（固定）できない。よって、これらの観点から、釉粒３を構成する材質のガラス転移温度（Ｔｇ）は、５００℃以上７００℃以下が好ましい。

釉粒３の粒子径は、特に限定されない。釉粒３の平均粒子径は、１０μｍ以上２５０μｍ以下が好ましく、１０μｍ以上２００μｍ以下がより好ましく、１０μｍ以上１５０μｍ以下が更に好ましい。
釉粒３の平均粒子径は、走査型電子顕微鏡による観察により特定される。具体的には、釉粒３の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、各釉粒３の最大径を釉粒３の粒子径とする。釉粒３の最大径は、画像解析ソフトを用いて自動的に求めてもよいし、得られたＳＥＭ画像から最大径を測定して求めてもよい。得られたＳＥＭの画像から最大径を測定する場合、ＳＥＭ画像における釉粒３の外周上の任意の２点を結ぶ直線を引き、その直線の長さが最大となる箇所を特定する。そして、当該箇所の直線の長さを測定し、これを釉粒３の最大径とする。
尚、釉粒３の粒子は、一部が釉薬層１１に埋まった状態となっているものが存在する（図４の符号３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｇ参照）。また、釉粒３の粒子は、一部が鉱物粒子７に覆われて隠された状態となっているものも存在する（図３の符号３Ａ，３Ｅ，３Ｆ参照）。また、釉粒３の粒子は、複数が結合した状態のものが存在する（図３の符号３Ｇ参照）。釉粒３の最大径を測る場合には、釉粒３の粒子の全体の大きさが把握可能なもの、例えば、図３の符号３Ｂ，３Ｈのように単独の粒子であり、外周がほぼ把握できる粒子を１０個選択して測定する。そして、１０個の釉粒３の粒子径の平均値を平均粒子径として採用する。

（４）鉱物粒子７
鉱物粒子７は、平らな面８を有すれば、特に限定されない。鉱物粒子７は、光輝感を高める観点から、雲母、及びヘマタイトからなる群より選ばれた少なくとも１種以上が好ましい。鉱物粒子７の平らな面８の少なくとも一部は、ガラス等に覆われずに剥き出しに露出していることが好ましい。
鉱物粒子７の平均粒子径は、特に限定されない。鉱物粒子７の平均粒子径は、１０μｍ以上４００μｍ以下が好ましく、１０μｍ以上３００μｍ以下がより好ましく、１０μｍ以上２５０μｍ以下が更に好ましい。
鉱物粒子７の平均粒子径は、走査型電子顕微鏡による観察により特定される。具体的には、鉱物粒子７の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、各鉱物粒子７の最大径を鉱物粒子７の粒子径とする。鉱物粒子７の最大径は、画像解析ソフトを用いて自動的に求めてもよいし、得られたＳＥＭ画像から最大径を測定して求めてもよい。得られたＳＥＭの画像から最大径を測定する場合、ＳＥＭ画像における鉱物粒子７の外周上の任意の２点を結ぶ直線を引き、その直線の長さが最大となる箇所を特定する。そして、当該箇所の直線の長さを測定し、これを鉱物粒子７の最大径とする。
尚、鉱物粒子７は、一部が釉薬層１１に埋まった状態となっているものが存在する（図４の符号７Ａ，７Ｂ，７Ｃ参照）。また、鉱物粒子７は、一部が釉粒３に覆われて隠された状態となっているものも存在する（図４の符号７Ｄ参照）。鉱物粒子７の最大径を測る場合には、鉱物粒子７の全体の大きさが把握可能なもの、例えば、図４の符号７Ｄのように全体の外周がほぼ把握できる粒子を１０個選択して測定する。符号７Ｄの鉱物粒子７は釉薬層１１にほとんど埋まっておらず、釉粒３に覆われて隠されている部分も小さく、露出している面積が９０％以上と考えられ、この符号７Ｄの鉱物粒子７の観察できている外周を用いて最大径を求める。そして、１０個の鉱物粒子７の粒子径の平均値を平均粒子径として採用する。

（５）釉粒３と鉱物粒子７の量
（５．１）釉粒３と鉱物粒子７との比率
釉粒３と鉱物粒子７との比率（質量比）は、特に限定されない。
十分な光輝感を得つつ、タイル１から鉱物粒子７が脱離することを抑制する観点から、釉粒３と鉱物粒子７との質量比が、１００：３－１００：１５の範囲が好ましく、１００：３－１００：６がより好ましい。

（５．２）釉粒３の量
表面１Ａの単位面積当たりの釉粒３の質量（以下単に「単位面積当たりの釉粒３の質量」ともいう。）は、特に限定されない。
十分な凹凸構造を形成する観点から、単位面積当たりの釉粒３の質量は、５ｇ／ｍ^２以上が好ましく、１０ｇ／ｍ^２以上がより好ましく、４０ｇ／ｍ^２以上が更に好ましい。単位面積当たりの釉粒３の質量の上限値は、特に限定されないが、１００ｇ／ｍ^２以下が好ましい。
よって、単位面積当たりの釉粒３の質量は、５ｇ／ｍ^２以上１００ｇ／ｍ^２以下が好ましく、１０ｇ／ｍ^２以上１００ｇ／ｍ^２以下がより好ましく、４０ｇ／ｍ^２以上１００ｇ／ｍ^２以下が更に好ましい。

（５．３）鉱物粒子７の量
表面１Ａの単位面積当たりの鉱物粒子７の質量（以下単に「単位面積当たりの鉱物粒子７の質量」ともいう。）は、特に限定されない。単位面積当たりの鉱物粒子７の質量は、光輝感を高め、かつ鉱物粒子７同士が重なって釉粒３に十分に固着されずに脱落することを抑制する観点から、０．１ｇ／ｍ^２以上１．５ｇ／ｍ^２以下が好ましく、０．２ｇ／ｍ^２以上１．０ｇ／ｍ^２以下がより好ましく、０．４ｇ／ｍ^２以上０．８ｇ／ｍ^２以下が更に好ましい。

（６）釉粒３と鉱物粒子７の存在状態
釉薬層１１を備えるタイル１の場合には、釉粒３は釉薬層１１の上に点在していることが好ましい。釉薬層１１を備えないタイル１の場合には、釉粒３はタイル素地９の上に点在していることが好ましい。複数の鉱物粒子７は、各々の平らな面８を２以上の異なる方向に向けて表面１Ａに配置されている。この要件は、異なる方向を向いた平らな面８を有する１組の（２つの）鉱物粒子７が表面１Ａに観察されれば、満たされることになる。このように配置されていることを確認するためには、例えば顕微鏡を用いて表面１Ａを観察して、２つの鉱物粒子７を選び、２つの鉱物粒子７における対比する２つの平らな面８を観察することで確認できる。２つの平らな面８が、異なる方向を向いていることは、具体的には、次のようにして確認できる。顕微鏡観察によって、２つの鉱物粒子７を選び、２つの鉱物粒子７における対比する２つの平らな面８における各法線ベクトルＶを求める。２つの法線ベクトルＶのなす角が０°よりも大きい場合（好ましくは、１０°よりも大きい場合）には２つの平らな面８が異なる方向に向いていることが確認できる。尚、２つの法線ベクトルＶのなす角は通常１８０°未満である。
図２のように、２つの鉱物粒子７を観察した場合を例として説明する。２つの鉱物粒子７は、それぞれ平らな面８Ａ，８Ｂを有する。平らな面８Ａ，８Ｂは、いずれもタイル１の表側を向いている。平らな面８Ａ，８Ｂのそれぞれ法線ベクトルＶを、法線ベクトルＶ１，Ｖ２とする。この際、法線ベクトルＶ１と、法線ベクトルＶ２とのなす角が０°よりも大きい場合に、２つの平らな面８Ａ，８Ｂが、異なる方向を向いていると判断する。

鉱物粒子７は、釉粒３の周りに存在しており、鉱物粒子７は、釉粒３に固着されていることが好ましい。このように構成されることで、鉱物粒子７がタイル１から脱離しにくくなる。
鉱物粒子７は、釉粒３に寄り掛かる形態で釉粒３に固着されていることが好ましい。鉱物粒子７が釉粒３に寄り掛かることで、鉱物粒子７が釉粒３に安定して固着される。複数の鉱物粒子７において、釉粒３への寄り掛かり方が相違することで、平らな面８の向く方向が相違する。例えば、図２では、左側の鉱物粒子７と、右側の鉱物粒子７とでは、釉粒３への寄り掛かり方が相違することで、平らな面８の向く方向が相違している様子が示されている。
尚、鉱物粒子７の平らな面８の少なくとも一部は、タイル１の表面１Ａ上に露出していることが好ましい。これにより、入射光は、平らな面８に届くまでに釉薬層１１等を透過する必要がなく、しかも反射光も釉薬層１１等を透過する必要もなくなるから、光輝感が高まる。

（７）算術平均高さＳａ
タイル１の凹凸構造が形成された部位において、算術平均高さＳａは、特に限定されない。算術平均高さＳａは、ＪＩＳ Ｂ０６８１－２：２０１８で規定される。
算術平均高さＳａは、十分な光輝感得る観点から、９μｍ以上が好ましく、１２μｍ以上がより好ましく、１５μｍ以上が更に好ましい。他方、タイル１の清掃性、及び／又はタイル１の手触りの感触を良好にする観点から、３５μｍ以下が好ましく、２５μｍ以下がより好ましく、１５μｍ以下が更に好ましい。これらの観点から、算術平均高さＳａは、９μｍ以上３５μｍ以下が好ましく、１２μｍ以上２５μｍ以下がより好ましく、１２μｍ以上１５μｍ以下が更に好ましい。

２．タイル１の製造方法
タイル１の製造方法の一例を説明する。本開示のタイル１は以下の製造方法によって好適に製造できる。まず、セラミックス原料によって素地を得る。次に、素地の表面側に、釉薬を塗布（施釉）し、施釉品を得る。釉薬の塗布（施釉）には、タイル生産において一般的に施釉で使用される幕掛け施釉、スプレー施釉、遠心施釉等を用いることができる。施釉品に対して、加飾してもよい。加飾としては、例えば、施釉品の表面に対して、接触せずにノズルの先端（ヘッド）から釉薬（インク）を吹き付けることで、意匠の基となるデータを再現してもよい。この加飾は、デジタル加飾（インクジェット加飾）とも称されている。

施釉品には、更に、粒状フリット、鉱物粒子７を含む混合液を塗布（施釉）する。混合液は、粒状フリット、鉱物粒子７を所定の水溶液で分散した液である。分散液の塗布（施釉）には、タイル生産において一般的に施釉で使用される幕掛け施釉、スプレー施釉、遠心施釉等を用いることができる。それ以外にもスピンコーティング、ロールコーティング、刷毛塗り等を適用できる。分散液が塗布された塗布品は、所定温度で焼成される。

焼成温度は、釉粒３の表面に鉱物粒子７を十分に固着させる観点から、８５０℃以上１３００℃以下が好ましい。他方、焼成温度は、次の観点から、１２００℃以下が好ましい。釉粒３が変形して低くなり過ぎると、鉱物粒子７の平らな面８の向く方向を様々な方向へ調整することが困難になる。すなわち、釉粒３が変形して低くなり過ぎると、鉱物粒子７が釉粒３に寄り掛かっても、複数の鉱物粒子７の平らな面８の向く方向は、タイル素地９の表面や釉薬層１１の表面に略平行に略統一されてしまい、その結果、タイル１の光輝特性が十分には発揮されない。よって、このような現象を抑制して、タイル１の光輝特性を十分に担保する観点から、焼成時の焼成温度の上限値は、上記の値が好ましい。
これらの観点から、焼成温度は、８５０℃以上１２００℃以下が好ましい。

以下、実施例により更に具体的に説明する。実験例２，３，５，６が実施例に相当し、実験例１，４は比較例である。

１．タイルの作製
（１）実験例
セラミックス原料によって素地を得た。素地に釉薬を幕掛けで施釉した。
続いて、インクジェットプリンターでデジタル加飾した。
続いて、ヘマタイト及び釉粒を含有する混合液を幕掛け又はスプレーで塗布した。釉粒の塗布量は、タイル表面において釉粒量が表１となるようにした。ヘマタイトの塗布量は、タイル表面においてヘマタイトが０．６ｇ／ｍ^２となるようにした。
混合液が塗布された塗布品は、ローラーハースキルン（焼成炉）を用いて、最高温度１２００℃で焼成した。

２．評価方法
（１）光輝感の評価
（１．１）評価機械による評価
以下の評価機械を用いてＳｉ／Ｓａ値を求めた。Ｓｉ／Ｓａ値は、タイルの光輝特性と相関関係があることは別途実験により確認した。すなわち、種々の光輝性を有する複数種のタイルについて、５人のモニターによる後述の官能評価値とＳｉ／Ｓａ値の相関性を確認したところ、両者に相関関係があることが確認された。Ｓｉ／Ｓａ値が高くなると、光輝感も高まることが分かった。よって、Ｓｉ／Ｓａ値をタイル表面の光輝感（キラキラ感）の代用特性値として使用可能であることを確認した。

［評価機械の概要］
・機械名：ビック－マック ｉ ２３ｍｍ（ＢＹＫ－ｍａｃ ｉ ２３ｍｍ）（マルチアングル測色器・多角度測色器）
・製造メーカ：ＢＹＫ－Ｇａｒｄｎｅｒ社
・品番：７０３０
・測定方法：測定回数は１回で、測定で得られる１５°、４５°、７５°の各Ｓｉ／Ｓａ値を平均した値を使用した。

（１．２）官能評価
５人のモニターのそれぞれが、タイル表面の光輝感を５段階で評価した。光輝感の評価は、次の５段階とした。光輝感（キラキラ感）が大きいほど、点数が高くなるようにした。
そして、５人の評価点数を平均して光輝感の評価をした。
［評価基準］
点数１：光輝感がややある。
点数２：光輝感がある。
点数３：光輝感が強い。
点数４：光輝感が大変強い
点数５：光輝感が非常に強い。

（２）密着性評価
タイル表面に粘着テープを密着させた後に、粘着テープを剥がした。タイル表面から剥離して粘着テープ側に付着したヘマタイトを目視で観察し、以下の基準で評価した。
［評価基準］
Ａ：粘着テープ側にヘマタイトが付着していない。ヘマタイトは、タイル表面に非常に良好に密着している。
Ｂ：粘着テープ側にヘマタイトがほとんど付着していない。ヘマタイトは、タイル表面に良好に密着している。
Ｃ：粘着テープ側にヘマタイトがかなり付着している。ヘマタイトのタイル表面への密着性は低い。

（３）ＳＥＭによる評価
各タイルについてＳＥＭによって表面観察をした。

２．評価結果
光輝感の評価結果が表１に併記されている。釉粒を用いた実験例２，３，５，６では、光輝感が高かった。釉粒を用いた実験例２，３，５，６についてＳＥＭによる表面観察をしたところ（図３，４参照）、複数の釉粒によって表面に凹凸構造が形成され、表面では、ヘマタイト粒子が、平らな面を２以上の異なる方向に向けて配置されていることが観察された。また、ＳＥＭ像では、ヘマタイト粒子は、釉粒の周りに存在しており、ヘマタイト粒子が、釉粒に固着されている様子も観察された。また、実験例２，３，５，６では、既述の測定方法による釉粒の平均粒子径は、５０μｍ以上１５０μｍ以下であることが観察された。また、実験例２，３，５，６では、既述の測定方法によるヘマタイト粒子の平均粒子径は、１０μｍ以上２５０μｍ以下であることが観察された。

算術平均高さＳａについては、９μｍ以上３５μｍ以下である実験例３，６は、光輝感が非常に高かった。

釉粒を用いない実験例１，４では、光輝感が低かった。釉粒を用いない実験例１，４についてＳＥＭによる表面観察をしたところ（図５参照）、表面では、ヘマタイト粒子の平らな面は同一方向を向けて配置されていることが観察された。

上記で詳述した実施形態、実施例に限定されず、様々な変形および変更が可能である。

１…タイル、１Ａ…表面、３…釉粒、７…鉱物粒子、８…面、８Ａ…面、８Ｂ…面、９…タイル素地、１１…釉薬層、Ｓａ…算術平均高さ、Ｖ…法線ベクトル、Ｖ１…法線ベクトル、Ｖ２…法線ベクトル

Claims (6)

1. 複数の釉粒によって表面に凹凸構造が形成され、
   前記表面では、平らな面を有する複数の鉱物粒子が、各々の前記平らな面を２以上の異なる方向に向けて配置されている、タイル。
2. 前記鉱物粒子は、前記釉粒の周りに存在しており、
   前記鉱物粒子は、前記釉粒に固着されている、請求項１に記載のタイル。
3. 前記釉粒と前記鉱物粒子との質量比が、１００：３－１００：１５の範囲である、請求項１及び請求項２のいずれか一項に記載のタイル。
4. 前記凹凸構造が形成された部位において、
   前記釉粒の単位面積当たりの質量は、５ｇ／ｍ^２以上である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のタイル。
5. 前記鉱物粒子は、平均粒子径が１０μｍ以上２５０μｍ以下である、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のタイル。
6. 前記凹凸構造が形成された部位において、
   算術平均高さＳａが、９μｍ以上３５μｍ以下である、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のタイル。

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