JP5029445B2 - 床タイル及び床構造 - Google Patents
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Description
本発明は、セラミックス焼結板及び裏打層の積層体を利用した床タイル及び床構造に関する。
建築物の床材としてクッションマットなどの軟質なマットを用いた場合、衝撃を吸収できる反面、表面が軟質なため、歩行感が柔らかすぎたり、家具などの物を設置するときに不安定になったりする。一方、床材としてフローリングやタイルを用いた場合、強度が高いため、家具等の物を置いたときの安定性に優れるが、衝撃吸収性が低いため、物を落下したときの音や歩行音が非常に大きく、騒音の元となる。
特開２００４−２５０２４９号に、塑性変形し易いセラミックス焼結板が記載されている。同号のセラミックス焼結板は、実質的にＡｌ２Ｏ３及びＴｉＯ２のみよりなる若しくは実質的にＡｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２及びＭｇＯのみよりなり、組成比が
Ａｌ２Ｏ３ ２６〜５７質量％、
ＴｉＯ２ ４３〜６３質量％、
ＭｇＯ １１質量％以下
である。
特開２００４−２５０２４９号
Ａｌ２Ｏ３ ２６〜５７質量％、
ＴｉＯ２ ４３〜６３質量％、
ＭｇＯ １１質量％以下
である。
本発明は、上記特開２００４−２５０２４９号のセラミックス焼結板と裏打層とを積層することにより、衝撃吸収性と静音性を有し、強度にも優れる積層体を利用した床タイル及び床構造を提供することを目的とする。
本発明（請求項１）の床タイルは、実質的にＡｌ２Ｏ３及びＴｉＯ２のみよりなる若しくは実質的にＡｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２及びＭｇＯのみよりなり、組成比が
Ａｌ２Ｏ３ ２６〜５７質量％、
ＴｉＯ２ ４３〜６３質量％、
ＭｇＯ １１質量％以下
であるセラミックス焼結板と、貯蔵弾性率が０．０５ＧＰａ以下の裏打層との積層体からなり、該セラミックス焼結板を上面にして配置される床タイルであって、該セラミックス焼結板と裏打層とが接着剤又は粘着剤で結合されており、該接着剤又は粘着剤の貯蔵弾性率が０．０５ＧＰａ以下であることを特徴とするものである。
Ａｌ２Ｏ３ ２６〜５７質量％、
ＴｉＯ２ ４３〜６３質量％、
ＭｇＯ １１質量％以下
であるセラミックス焼結板と、貯蔵弾性率が０．０５ＧＰａ以下の裏打層との積層体からなり、該セラミックス焼結板を上面にして配置される床タイルであって、該セラミックス焼結板と裏打層とが接着剤又は粘着剤で結合されており、該接着剤又は粘着剤の貯蔵弾性率が０．０５ＧＰａ以下であることを特徴とするものである。
請求項２の床タイルは、請求項１において、前記裏打層の厚さが３ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることを特徴とする。
本発明（請求項３）の床構造は、請求項１又は２の床タイルが、前記セラミックス焼結板を上面にして配置されているものである。
本発明（請求項１）の床タイルを構成する積層体は、実質的にＡｌ２Ｏ３及びＴｉＯ２のみよりなる若しくは実質的にＡｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２及びＭｇＯのみよりなり、組成比が
Ａｌ２Ｏ３ ２６〜５７質量％、
ＴｉＯ２ ４３〜６３質量％、
ＭｇＯ １１質量％以下
であるセラミックス焼結板（以下、「塑性セラミックス焼結板」と称することがある。）と、貯蔵弾性率が０．０５ＧＰａ以下の裏打層とからなるものである。
Ａｌ２Ｏ３ ２６〜５７質量％、
ＴｉＯ２ ４３〜６３質量％、
ＭｇＯ １１質量％以下
であるセラミックス焼結板（以下、「塑性セラミックス焼結板」と称することがある。）と、貯蔵弾性率が０．０５ＧＰａ以下の裏打層とからなるものである。
本発明の床タイルを構成する積層体は、塑性セラミックス焼結板を有するため、強度が高い。従って、この積層体の上に家具などの物を設置するときに、安定性に優れる。
また、本発明の床タイルを構成する積層体は、衝撃吸収性と静音性に優れる。その理由は以下の通りであると考えられる。即ち、この積層体に物を落とす等した場合、表面側の塑性セラミックス焼結板が塑性変形し、衝撃を緩和・吸収する。また、この塑性セラミックス焼結板の裏面側の裏打層は柔軟性を有するため、塑性セラミックス焼結板の変形を緩和・吸収する。その結果、衝撃吸収性と静音性が良好なものとなる。
本発明では、セラミックス焼結板と裏打層とは、接着剤又は粘着剤で結合されている。裏打層として、貯蔵弾性率が０．０５ＧＰａ以下の接着剤又は粘着剤を用いてもよい。
請求項２の通り、裏打層の厚さは、３ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることが好ましい。３ｍｍ以上であると、衝撃吸収性と静音性がより良好なものとなる。１５ｍｍ以下であると、積層体の上に家具等の物を十分に安定して設置することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は実施の形態に係る床タイルを構成する積層体１の断面図である。
本発明の床タイルを構成する積層体１は、実質的にＡｌ２Ｏ３及びＴｉＯ２のみよりなる若しくは実質的にＡｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２及びＭｇＯのみよりなり、組成比が
Ａｌ２Ｏ３ ２６〜５７質量％、
ＴｉＯ２ ４３〜６３質量％、
ＭｇＯ １１質量％以下
であるセラミックス焼結板（塑性セラミックス焼結板）２と、貯蔵弾性率が０．０５ＧＰａ以下の裏打層３とを有するものである。
Ａｌ２Ｏ３ ２６〜５７質量％、
ＴｉＯ２ ４３〜６３質量％、
ＭｇＯ １１質量％以下
であるセラミックス焼結板（塑性セラミックス焼結板）２と、貯蔵弾性率が０．０５ＧＰａ以下の裏打層３とを有するものである。
本実施の形態では、これらセラミックス焼結板２と裏打層３とが、接着剤４を介して積層されている。但し、接着剤に代えて粘着剤を用いてもよく、また、裏打層３として、貯蔵弾性率が０．０５ＧＰａ以下の接着剤又は粘着剤を用いてもよい。
「実質的に」とは、原料がＡｌ２Ｏ３分、ＴｉＯ２分及びＭｇＯ分以外に不可避のＳｉＯ２分、Ｆｅ２Ｏ３分等を含有していてもよいことを意味する。
Ａｌ２Ｏ３分を含む原料としては、Ａｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３等を採用することができる。ＴｉＯ２分を含む原料としては、ＴｉＯ２等を採用することができる。ＭｇＯ分を含む原料としては、ＭｇＣＯ３、Ｍｇ（ＯＨ）２等を採用することができる。
このセラミックス焼結板２を製造するには、上記原料を混合し、成形して成形体とし、この成形体を焼成すればよい。
焼成温度は１４００〜１６００℃が好ましい。焼成温度が１４００℃未満では柱状結晶の成長が十分でなく、歪みが小さい。他方、焼成温度が１６００℃を超えれば、曲げ強度が低くなり、好ましくない。
発明者らの考察によれば、焼成により、Ａｌ２Ｏ３及びＴｉＯ２がチタン酸アルミニウム（Ａｌ２ＴｉＯ５）の結晶を構成するとともに、ＭｇОがＡｌ２Ｏ３及び／又はＴｉＯ２とともに他の結晶を構成する。この塑性セラミックスでは、これらの結晶が固溶して柱状結晶をなしており、粒界にマイクロクラックを有して各柱状結晶が互いに絡み合い、歪みを高い値で示して大きな塑性変形を可能にしている。
このセラミックス焼結板２の室温（２０℃）における周波数１Ｈｚの貯蔵弾性率Ｅ’は、例えば０．４〜１３．５ＧＰａ、特に１．０〜６．０ＧＰａであり、損失正接ｔａｎδは、例えば０．０５〜０．２５、特に０．１２〜０．１５である。
このセラミックス焼結板２の厚さは、例えば５〜２０ｍｍ、特に９〜１５ｍｍである。５ｍｍ以上であると、衝撃の吸収・緩和が良好であると共に、実用上十分な強度をもつ。２０ｍｍ以下であると、衝撃の吸収・緩和が良好であり、実用上の強度に優れる。
このセラミックス焼結板２の圧縮強度は、例えば５５〜１１０ＭＰａ、特に６０〜７５ＭＰａ程度である。このセラミックス焼結板２の曲げ強度は、例えば１．０〜１０ＭＰａ、特に１．５〜３．０ＭＰａ程度である。
このセラミックス焼結板２の詳細は、上記の特開２００４−２５０２４９号に記載されている通りである。
この裏打層３は、室温（２０℃）における周波数１Ｈｚの貯蔵弾性率が０．０５ＧＰａ以下、特に０．０００３〜０．０２３ＧＰａであり、損失正接ｔａｎδは、例えば０．０２〜０．２７である。
貯蔵弾性率が０．０５ＧＰａ以下であると、積層体１が衝撃吸収性と静音性に優れたものとなる。
この裏打層３の材質としては、シリコーン、ポリウレタン、フェルト等の合成樹脂、ブチルゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム、飴ゴム等のゴム、フェルト、コルク、スポンジ、ウレタンフォームなどの軟質材料が挙げられる。
この裏打層３の厚さは、セラミックス焼結板２の０．３〜１．０倍であることが好ましい。この裏打層３の厚さは、例えば３〜２０ｍｍ、特に３〜１５ｍｍであることが好ましい。裏打層３の厚さがセラミックス焼結板２の０．３倍以上又は３ｍｍ以上であると、セラミックス焼結板２の変形を良好に緩和・吸収する。裏打層３の厚さがセラミックス焼結板２の１．０倍以下又は２０ｍｍ以下であると、物を置いたときの安定性がより良好なものになる。
この接着剤４としては、特に制限はなく、アクリル系、ビニル系、シリコーン系、変成シリコーン系、ゴム系、ウレタン系等の一般的な接着剤が用いられる。
この粘着剤としては、両面テープ等が挙げられる。
この接着剤又は粘着剤を用いてセラミック焼結板２と裏打層３とを接合する場合には、接着剤又は粘着剤の塗布量は、０．００５〜０．０２０ｇ／ｃｍ２程度が好ましい。
この積層体１は、床タイルに用いられる。
この積層体１よりなる床タイルを用いた床構造においては、セラミックス焼結板２を上面にして床タイルを床面に配置する。積層体１よりなる床タイルは、接着剤又は粘着剤により床面に固定される。
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
＜塑性セラミックス焼結板の作製＞
以下のＡｌ２Ｏ３原料、ＴｉＯ２原料及びＭｇＣＯ３原料を、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２及びＭｇＯに換算して３８．０質量％（Ａｌ２Ｏ３）、５５．５質量％（ＴｉＯ２）及び６．５質量％（ＭｇＯ）となる割合で混合して混合物とする。
Ａｌ２Ｏ３（昭和電工（株）製「ＡＬ−１６０ＳＧ−４」）
ＴｉＯ２（チタン工業（株）製「ＫＡ−１０Ｃ」）
ＭｇＯ（タテホ化学工業（株）製「＃５００」）
以下のＡｌ２Ｏ３原料、ＴｉＯ２原料及びＭｇＣＯ３原料を、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２及びＭｇＯに換算して３８．０質量％（Ａｌ２Ｏ３）、５５．５質量％（ＴｉＯ２）及び６．５質量％（ＭｇＯ）となる割合で混合して混合物とする。
Ａｌ２Ｏ３（昭和電工（株）製「ＡＬ−１６０ＳＧ−４」）
ＴｉＯ２（チタン工業（株）製「ＫＡ−１０Ｃ」）
ＭｇＯ（タテホ化学工業（株）製「＃５００」）
この混合物をボールミルで１時間湿式粉砕した後、１２０℃で乾燥し、目開き０．５ｍｍの篩に通して調合物とする。
この調合物を５００ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力で乾式プレス成形し、成形体とする。この成形体を電気炉に入れ、１５００℃で２時間焼成する。
このようにして、以下の２種類の寸法の塑性セラミックス焼結板を作製する。
焼結板Ａ：１００ｍｍ×１００ｍｍ×９ｍｍｔ
焼結板Ｂ：１００ｍｍ×１００ｍｍ×１５ｍｍｔ
焼結板Ｂ：１００ｍｍ×１００ｍｍ×１５ｍｍｔ
これら焼結板Ａ及び焼結板Ｂの物性を測定した結果を表１に示す。
実施例１〜１１及び比較例１〜５
上記の焼結板Ａの裏面に、接着剤を介して表２に示す各種のクッション材（裏打層）（１００ｍｍ×１００ｍｍ×３ｍｍｔ）を接合し、積層体とした。接着剤としては、セメダイン（株）製「スーパーＸ２」を用い、塗布量は０．００７３ｇ／ｃｍ２とした。
上記の焼結板Ａの裏面に、接着剤を介して表２に示す各種のクッション材（裏打層）（１００ｍｍ×１００ｍｍ×３ｍｍｔ）を接合し、積層体とした。接着剤としては、セメダイン（株）製「スーパーＸ２」を用い、塗布量は０．００７３ｇ／ｃｍ２とした。
＜貯蔵弾性率及び損失正接の測定＞
上記の積層体について、動的粘弾性測定装置（株式会社ＵＢＭ製「Ｒｈｅｏｇｅｌ−Ｅ４０００」）を用いて、非共振強制振動法による引張振動（ＪＩＳ Ｋ７２４４−４）で、室温（２０℃）における周波数１Ｈｚの貯蔵弾性率Ｅ’及び損失正接ｔａｎδを測定した。その結果を表２に示す。
上記の積層体について、動的粘弾性測定装置（株式会社ＵＢＭ製「Ｒｈｅｏｇｅｌ−Ｅ４０００」）を用いて、非共振強制振動法による引張振動（ＪＩＳ Ｋ７２４４−４）で、室温（２０℃）における周波数１Ｈｚの貯蔵弾性率Ｅ’及び損失正接ｔａｎδを測定した。その結果を表２に示す。
＜落球の跳ね量及び衝撃音の測定＞
落球の跳ね量及び衝撃音を測定した。具体的には、上記の積層体をコンクリート製の床面に置き、鉄球（半径０．８ｃｍ、重量１５ｇ）を３０ｃｍの高さから落下させて、鉄球の跳ね量を計測した。また、積層体の上方５ｃｍの高さにマイクを設置し、株式会社東洋テクニカ製ＦＦＴアナライザＯＲ３４で衝撃音を測定した。その結果を表２に示す。また、跳ね量の結果を図２に示す。
落球の跳ね量及び衝撃音を測定した。具体的には、上記の積層体をコンクリート製の床面に置き、鉄球（半径０．８ｃｍ、重量１５ｇ）を３０ｃｍの高さから落下させて、鉄球の跳ね量を計測した。また、積層体の上方５ｃｍの高さにマイクを設置し、株式会社東洋テクニカ製ＦＦＴアナライザＯＲ３４で衝撃音を測定した。その結果を表２に示す。また、跳ね量の結果を図２に示す。
実施例１２〜１９及び比較例６〜９
塑性セラミックス焼結板として焼結板Ｂを用いたことの他は実施例１〜１１と同様にして、積層体を作製した。
塑性セラミックス焼結板として焼結板Ｂを用いたことの他は実施例１〜１１と同様にして、積層体を作製した。
この積層体について、実施例１〜１１と同様にして、貯蔵弾性率、損失正接及び落球の跳ね量の測定を行った。その結果を表３及び図３に示す。
実施例２０〜２９
クッション材（裏打層）として、厚さ３ｍｍのクッション材の他に、厚さ１ｍｍ及び５ｍｍのクッション材を用いたことの他は実施例１〜１１と同様にして、積層体を作製した。
クッション材（裏打層）として、厚さ３ｍｍのクッション材の他に、厚さ１ｍｍ及び５ｍｍのクッション材を用いたことの他は実施例１〜１１と同様にして、積層体を作製した。
この積層体について、実施例１〜１１と同様にして、落球の跳ね量の測定を行った。その結果を表４及び図４に示す。
実施例３０〜５０及び比較例１０〜１１
クッション材（裏打層）として、厚さ３ｍｍのクッション材の他に、厚さ１ｍｍ及び５ｍｍのクッション材を用いたことの他は実施例１２〜１９と同様にして、積層体を作製した。
クッション材（裏打層）として、厚さ３ｍｍのクッション材の他に、厚さ１ｍｍ及び５ｍｍのクッション材を用いたことの他は実施例１２〜１９と同様にして、積層体を作製した。
この積層体について、実施例１〜１１と同様にして、落球の跳ね量及び衝撃音の測定を行った。その結果を表５及び図５に示す。
比較例１２〜２２
一般の内装床タイルとして、以下の内装床タイルを用意した。
一般内装床タイル：株式会社ＩＮＡＸ製「クロノストーン」
（寸法：１００ｍｍ×１００ｍｍ×９ｍｍｔ）
一般の内装床タイルとして、以下の内装床タイルを用意した。
一般内装床タイル：株式会社ＩＮＡＸ製「クロノストーン」
（寸法：１００ｍｍ×１００ｍｍ×９ｍｍｔ）
この一般内装床タイルの裏面に、接着剤を介して表６に示す各種のクッション材（裏打層）（１００ｍｍ×１００ｍｍ×３ｍｍｔ）を接合し、積層体とした。接着剤としては、セメダイン（株）製「スーパーＸ２」を用い、塗布量は０．００７３ｇ／ｃｍ２とした。
上記の積層体について、実施例１〜１１と同様にして、落球の跳ね量及び衝撃音の測定を行った。その結果を表６に示す。また、跳ね量の結果を図６に示す。
実施例５１〜５２及び比較例２３〜２４
上記の焼結板Ａの裏面に、接着剤を介して、フェルト（実施例５１）及び飴ゴム（実施例５２）よりなるクッション材（裏打層）（１００ｍｍ×１００ｍｍ×３ｍｍｔ）を接合し、積層体とした。
上記の焼結板Ａの裏面に、接着剤を介して、フェルト（実施例５１）及び飴ゴム（実施例５２）よりなるクッション材（裏打層）（１００ｍｍ×１００ｍｍ×３ｍｍｔ）を接合し、積層体とした。
また、上記の一般内装床タイルの裏面に、接着剤を介して、フェルト（比較例２３）及び飴ゴム（比較例２４）よりなるクッション材（１００ｍｍ×１００ｍｍ×３ｍｍｔ）を接合し、積層体とした。
接着剤としては、セメダイン（株）製「スーパーＸ２」を用い、塗布量は０．００７３ｇ／ｃｍ２とした。
＜衝撃音の測定＞
実施例１〜１１と同様にして、積層体に鉄球を落下させた。積層体の上方５ｃｍの高さにマイクを設置し、株式会社東洋テクニカ製ＦＦＴアナライザＯＲ３４で衝撃音を測定した。その結果を図７及び図８に示す。
実施例１〜１１と同様にして、積層体に鉄球を落下させた。積層体の上方５ｃｍの高さにマイクを設置し、株式会社東洋テクニカ製ＦＦＴアナライザＯＲ３４で衝撃音を測定した。その結果を図７及び図８に示す。
比較例２５〜３２
上記の実施例１〜１１で用いた裏打層の単体について、実施例１〜１１と同様にして、貯蔵弾性率、損失正接及び落球の跳ね量の測定を行った。その結果を表７に示す。
上記の実施例１〜１１で用いた裏打層の単体について、実施例１〜１１と同様にして、貯蔵弾性率、損失正接及び落球の跳ね量の測定を行った。その結果を表７に示す。
実施例５３及び比較例３３〜４０
表８に示す試料を用意した。なお、表面層の寸法は１００ｍｍ×１００ｍｍ×９ｍｍｔとし、裏打層の寸法は１００ｍｍ×１００ｍｍ×３ｍｍｔとし、表面層と裏打層とは、実施例１〜１１と同様にして接着剤で接合した。
表８に示す試料を用意した。なお、表面層の寸法は１００ｍｍ×１００ｍｍ×９ｍｍｔとし、裏打層の寸法は１００ｍｍ×１００ｍｍ×３ｍｍｔとし、表面層と裏打層とは、実施例１〜１１と同様にして接着剤で接合した。
これらの試料について、実施例１〜１１と同様にして、鉄球を落下させた。そのときの、発生音、繰り返し音及び硬さ（歩き易さ・物の設置安定性）を判定した。その結果を表８に示す。
なお、表８において、発生音の○、△及び×は以下を意味する。
○：発生音が小さい
△：発生音が中程度である
×：発生音が大きい
○：発生音が小さい
△：発生音が中程度である
×：発生音が大きい
また、繰り返し音の○、△及び×は以下を意味する。
○：繰り返し音が２回以下である
△：繰り返し音が３〜５回である
×：繰り返し音が６回以上である
○：繰り返し音が２回以下である
△：繰り返し音が３〜５回である
×：繰り返し音が６回以上である
実施例５４及び比較例４１
上記の実施例５３の試料について、上記鉄球を８０ｃｍの高さから落下させ、実施例１〜１１と同様にして発生音を測定した。
上記の実施例５３の試料について、上記鉄球を８０ｃｍの高さから落下させ、実施例１〜１１と同様にして発生音を測定した。
その結果、繰り返し音は２回であり、衝撃音は約１／１０秒で消音した。
また、上記の比較例４０の試料について、上記鉄球を２０ｃｍの高さから落下させ、実施例１〜１１と同様にして発生音を測定した。
その結果、断続的な衝撃音が２秒以上継続し、その後数秒間にわたって転がり音も計測された。
＜考察＞
実施例及び比較例から明らかな通り、本発明の床タイルを構成する積層体は、衝撃吸収性と静音性に優れている。
実施例及び比較例から明らかな通り、本発明の床タイルを構成する積層体は、衝撃吸収性と静音性に優れている。
図６から明らかな通り、一般内装床タイルにあっては、その裏面にクッション材（裏打層）を設けて積層体としても、衝撃吸収性と静音性に著しい変化は生じない。これに対し、図２から明らかな通り、塑性セラミックス焼結板にあっては、その裏面にクッション材を設けて積層体とすることにより、衝撃吸収性と静音性を著しく向上させることができる。
また、図７及び図８から明らかな通り、本発明の床タイルを構成する積層体によると、高周波数領域の耳障りな音の発生を抑えることができる。
比較例５と実施例１〜１１との比較、比較例６と実施例１２〜１９との比較、比較例１１と実施例３０〜５０との比較、比較例３９と実施例５３との比較等から明らかな通り、塑性セラミックス焼結板の単体と比べて、該塑性セラミックス焼結板と裏打層との積層体とした方が、衝撃吸収性と静音性に優れている。
１ 積層体
２ セラミックス焼結板
３ 裏打層
４ 接着剤
２ セラミックス焼結板
３ 裏打層
４ 接着剤
Claims (3)
- 実質的にＡｌ２Ｏ３及びＴｉＯ２のみよりなる若しくは実質的にＡｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２及びＭｇＯのみよりなり、組成比が
Ａｌ２Ｏ３ ２６〜５７質量％、
ＴｉＯ２ ４３〜６３質量％、
ＭｇＯ １１質量％以下
であるセラミックス焼結板と、
貯蔵弾性率が０．０５ＧＰａ以下の裏打層と
の積層体からなり、
該セラミックス焼結板を上面にして配置される床タイルであって、
該セラミックス焼結板と裏打層とが接着剤又は粘着剤で結合されており、
該接着剤又は粘着剤の貯蔵弾性率が０．０５ＧＰａ以下であることを特徴とする床タイル。 - 請求項１において、前記裏打層の厚さが３ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることを特徴とする床タイル。
- 請求項１又は２の床タイルが、前記セラミックス焼結板を上面にして配置されている床構造。
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2008
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