JP5605752B2 - タイルの成形方法および成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、凸形状のタイルの成形方法ならびに成形装置に関する。

従来のタイルの加圧成形方法は、枠型によって囲まれた充填空間内に原料である坏土を満たし、この坏土を表型とタイルの裏面を成形する裏型とで加圧成形する。

特許文献１のタイルの製造方法は、枠型と、凹凸面を有する表型と、多数の分割型によって構成される裏型と、を備え、各分割型の夫々は、作動流体を充填したシリンダー構造である成形装置を使用するものである。タイルの裏面側を成形する裏型が作動流体を充填したシリンダー構造である複数の分割型であるため、加圧圧力が高くなる部分についてはその部分に対応する分割型が他の分割型のものに較べて早く下降して加圧圧力を逃がすことができ、この逃げた圧力分については加圧圧力が低くなる部分に相当する分割型を上昇させる。そのため、結果として均一な圧力で加圧された凹凸形状のタイルが成形される。

また、特許文献２のタイルの製造方法は、枠型に形成した型穴と、型穴内に昇降可能に備えられ上面に複数の凹面を有する下型と、下型の上部に位置して昇降可能に備えた上型と、枠型の一側方の上面において型穴に対して進退可能に備えた有孔板と、有孔板の上面に型穴に対して進退可能に備えた第１原料投入箱と、枠型の他側方の上面に型穴に対して進退可能な第２原料投入箱と、を備える成形装置を使用するものである。そして、第１原料投入箱を前進させてその第1原料を原料投入穴を通じて凹面内に投入し、第２原料投入箱を型穴上に前進させて下型上に第２原料を投入し、上型を下降して投入された原料を加圧する。このような工程を経ることにより、凸形状のタイルが成形される。

実開平６−５３１０６号公報 特開平１０−１２８７２０号公報

しかしながら、特許文献１のタイルの製造方法は、凹凸面を有する表型に対応して加圧圧力が高くなる部分についてはその部分に対応する分割型が他の分割型のものに較べて早く下降して加圧圧力を逃がし、この逃げた圧力分については加圧圧力が低くなる部分に相当する分割型を上昇させる。つまり、タイル裏面の、凸部と対向する位置に、加圧調整窪みを設け、凹凸形状のタイル全体の厚みを略一定にすることにより、タイルを均一な圧力で加圧することが可能となる。しかしながら、上型の意匠面に合わせて下型を分割することは金型製作上の制約が大きく、また、意匠面の凹凸形状を変更する場合には、意匠面を形成する表型とともに、構造が複雑な分割型をも交換しなければならない。そのため、意匠変更が容易ではない。

特許文献２のタイルの製造方法も、同様に、「このタイル素地は、第２原料Ｂのみからなるタイル本体の表面に、第１原料Ｂのみからなる凸部が一体成形され、その裏面に裏足形成溝が形成されている」と記載されるように、凸形状のタイルの裏面には凸部の位置と相対する位置に加圧調整窪みが設けられる。つまり、タイル裏面の、凸部と対向する位置に凹部を設け、凸形状のタイル全体の厚みを略一定にすることにより、タイルを均一な圧力で加圧することが可能となる。しかしながら、段差の大きい凹凸形状のタイルを成形する場合には、タイルを均一な圧力で加圧することは難しい。また、意匠面の凹凸形状を変更する場合には、意匠面を形成する下型とともに、下型と対をなす上型をも交換しなければならない。そのため、意匠変更が容易ではない。

近年、タイルの裏面をモルタルではなく有機系の接着剤によって貼付ける工法が多用される。そのため、モルタルを使用する場合にはタイルの裏面にモルタルが入り込む凹部を形成させなければならないが、接着剤を使用する場合にはタイルの裏面を貼付面に対して面接触するように、タイルの裏足をなくすか、裏足を設けたとしても、その高さをどの部分においても概略一定にする必要がある。

しかしながら、特許文献１のタイルの製造方法は、明細書中に「段差が大きい凹凸形状のタイルに対しては、その裏面側にも凹凸ができることになるが、タイルの裏面側の形状は特に面一である必要はないので、製品としては特に問題とならない」と記載されるように、段差の大きい凹凸形状のタイルを成形することは可能であるが、タイルを均一な圧力で加圧するために、タイルの裏面を大きく凹ませなければならない。すなわち、段差が大きい凹凸形状のタイルを成形する場合には、タイルの裏面に加圧調整窪みを設けた部分の裏足が高くなってしまう。

同様に、特許文献２のタイルの製造方法も、段差の大きい凸形状のタイルを成形することは可能であるが、タイルを均一な圧力で加圧するためには、タイルの裏面の加圧調整窪みを、意匠面の凸部に応じて大きくしなければならない。

本発明が解決しようとする課題は、段差が大きい凸形状のタイルであっても凸部の裏側の領域に加圧調整窪みを設けることなく成形できる、容易に意匠変更が可能な、タイルの成形方法および成形装置を提供することにある。

本発明の成形方法によれば、
基部および凸部を備え、該凸部の表面が意匠面の少なくとも一部を形成してなる、凸形状
のタイルを成形する方法であって、
上型と、下型と、該上型および該下型がそれぞれ嵌合する枠型と、
第一の坏土を供給する第一のチャージャーと、
第二の坏土を供給する第二のチャージャーと、
を備えてなる加圧成形装置を用い、
前記枠型の内面と前記下型の上面とで形成された充填空間に
前記第一のチャージャーから前記第一の坏土を供給して前記充填空間内に基部用坏土を満たす工程と、
前記充填空間に充填された前記第一の坏土の上面の一部領域に、
前記基部と前記凸部の加圧圧縮比率が等しくなるように、前記第二のチャージャーから前
記第二の坏土を供給した後、前記下型を下降させて前記第二の坏土を盛る工程と、
前記上型、前記下型、および前記枠型により、前記第一の坏土および前記第二の坏土を加
圧する工程と、
を有することを特徴とする。

本発明の成形方法の好ましい一態様は、意匠面を上面に成形する、いわゆる正面成形方法である。すなわち、本態様によれば、上型には意匠面を形成するための凹凸形成面を有し、充填空間に充填された前記第一の坏土の上面の、凸部が形成される領域に、第二の坏土を供給することを特徴とする。

本発明の成形方法の他の好ましい態様は、意匠面を下面に成形する、いわゆる裏面成形方法である。すなわち、本態様によれば、下型には意匠面を形成するための凹凸形成面を有し、充填空間に充填された第一の坏土の上面の、意匠面の凸部が形成される領域と対向する領域に、第二の坏土を供給することを特徴とする。

また、本発明の成形装置は、上記成形方法に用いるタイル成形装置であって、
上型と、下型と、前記上型および前記下型がそれぞれ嵌合する枠型と、
前記枠型の内面と前記下型の上面とで形成された充填空間に、第一の坏土を供給する第一のチャージャーと、
前記充填空間に充填された前記第一の坏土の上面の一部領域に、第２の坏土を供給する第二のチャージャーと、を備えてなる。

本発明によれば、段差の大きい凸形状のタイルを成形する時において、タイルの裏面に加圧調整窪みを設けなくても、タイルを均一に加圧成形できる。したがって、タイル裏面の、凸部の裏側の領域に、凹部を設ける必要が無いため、タイル裏面の裏足をなくすか、裏足の高さをどの部分においても概略一定にすることが可能となる。そして、本発明の成形装置は、意匠面を形成するための上型および下型に分割型を用いる必要がないため、上型と、下型と、第二のチャージャーとを容易に変更することができ、よって、バラエティーに富んだ様々な凸形状のタイルを製造することが可能となる。

本発明によれば、段差が大きい凸形状のタイルであっても裏面に加圧調整窪みを設けることなく成形でき、容易に意匠変更が可能な、タイルの成形方法および成形装置を提供することができる。

本発明の実施形態である凸形状のタイルの斜視図 本発明の実施形態である成形装置の斜視図 本発明の実施形態である成形装置の断面図および成形工程の説明図 本発明の実施形態である成形装置の断面図および成形工程の説明図

以下、図１〜図４に基づいて、本発明の第一の態様における実施形態について説明する。図１は、段差の大きい凸形状のタイルの斜視図である。図２は、凸形状のタイルを成形する成形装置の斜視図である。図３および４は、成形装置の断面図および工程説明である。

図１のタイル成形品６は、裏面が平坦である基部６ａと、基部６ａの表側に形成される凸部６ｂと、を備える。タイル成形品にあっては、基部６ａと凸部６ｂとは明瞭な境界が無くても良い。本発明にあっては、タイル成形品６のサイズは、１６ｃｍ^２ 〜 ９００ｃｍ^２であることが好ましい。図１においては裏面が平坦なタイルを例示したが、本発明によって成形されるタイル成形品は、裏面に裏足があってもよい。裏足を形成する場合は、タイル裏面の裏足以外の面、すなわちタイル底面が平坦であることを特徴とする。この「平坦」とは、高低差が概略一定であって加圧調整窪みがないことを意味する。

本発明の成形方法によれば、タイル成形品の凸形状は、その部位によって高さが不均一な凸部、および、タイル成形品の辺に非平行な尾根を有する凸部の少なくともいずれかの凸形状を成形することができる。凸部６ｂの高さが３ｍｍ以上５ｃｍ以下であることが好ましく、より好ましくは６ｍｍ以上２５ｍｍ以下である。本発明にあっては、このように段差の大きい凸形状であっても、凸部と基部とが均一に加圧されるため、焼成後の割れや反りのないタイルを製造することが可能となる。

図２は、本発明の一態様における成形装置１０の全体図である。金型１は、凹形状の下面を有する上型１ａと、上面を有する下型１ｂと、上型１ａおよび下型１ｂがそれぞれ嵌合する枠型１ｃと、を備える。上型１ａの下面の凹形状は、タイル成形品６の表面の凸形状に対応させて形成されており、タイル成形品の意匠面を形成するものである。この凹形状とは、不定形または定形の溝やくぼみのことであり、「上型１ａのみ」または「上型１ａおよび枠型１ｃ」で形成される溝やくぼみも含まれる。本発明の好適な実施形態によれば、上型１ａも下型１ｂも分割型ではなく、一体型を用いる。そのため、意匠面を形成するための意匠金型（本例にあっては上型１ａ）および後述する第二のチャージャーを交換することで容易にタイル成形品の意匠面の形状変更が可能となる。

下型１ｂは枠型１ｃと嵌合することによって、下型１ｂの上面と枠型１ｃの内面とで充填空間１２が形成される。この充填空間１２は、下型１ｂの上面と枠型１ｃの内面とで囲まれた空隙を意味する（なお、後述の基部用坏土３や凸部用坏土５で満たされた後においても充填空間１２と表記する）。次いで、第一のチャージャーから、この充填空間１２に第一の坏土を供給する。なお、坏土は乾式プレス成形用に調製された顆粒であり、粘土、長石、陶石などを適宜配合してなる。本例において、第一の坏土は基部を形成するための基部用坏土３であり、第二の坏土は凸部を形成するための凸部用坏土５である。また、本例において、第一および第二のチャージャーは、坏土を供給するための原料枡、すなわち、第１の原料枡２および第２の原料枡４である。第１の原料枡２は、枠型１ｃの上面を水平に前進または後退しながら、この充填空間１２に第１の原料枡２内の基部用坏土３を満たす。そして、凸部用坏土５を供給する第２の原料枡４が充填空間１２に満たされた基部用坏土３の上面に移動した後に、第２の原料枡４内の凸部用坏土５を基部用坏土３の上面に供給する。そして、下型１ｂを枠型１ｃよりも下降させ、下型１ｂの上面にある基部用坏土３の上に盛られた凸部用坏土５の少なくとも一部を枠型１ｃの内面で囲まれた空間内に収める。そして、上型１ａを枠型１ｃに嵌合させ、上型１ａの下面と下型１ｂの上面と枠型１ｃとで基部用坏土３および凸部用坏土５を一度に加圧することでタイル成形品６が製造される。

加圧成形後、上型１ａを上昇復帰するとともに、下型１ｂの上面を枠型１ｃと同一高さになるまで上昇復帰、或いは枠型１ｃを下型１ｂと同一高さになるまで下降復帰させる等の方法で、タイル成形品６が脱型される。脱型されたタイル成形品６は、次の第１の原料枡２または第２の原料枡４により成形装置１０の外に押し出されるか、または吸盤を備えたタイル吸着装置により搬送装置へ移送されるかして施釉工程または焼成工程に移る。タイル成形品は焼成か、または施釉後焼成する工程を経て、タイルが完成する。

次に、図３および４の（Ａ）〜（Ｈ）に基づいて凸形状のタイルの成形工程について詳細説明する。

図３の（Ａ）は、下型１ｂの上面と枠型１ｃの内面とで形成された充填空間１２に基部用坏土３を供給する状態を表している。基部用坏土３を満たした第１の原料枡２が枠型１ｃの上面を充填空間１２の上方に向けて水平に前進するとともに、基部用坏土３を充填空間１２内に供給する。そして、充填空間１２内が基部用坏土３で満たされる。

図３の（Ｂ）は、第１の原料枡２が充填空間１２内に基部用坏土３を供給し終え、枠型１ｃの上面を充填空間１２の上方から水平に後退した後に、凸部用坏土５を満たした第２の原料枡４が枠型１ｃの上面を充填空間１２の上方に向けて水平に前進した状態を表している。第２の原料枡４は、凸部用坏土５を保持するためのシャッター４ａを備えており、所定のタイミングで凸部用坏土５を落下させることが可能である。

図３の（Ｃ）は、第２の原料枡４が基部用坏土３の上面に向けて下降した状態を表している。この時点においても、第２の原料枡４から基部用坏土３の上面に凸部用坏土５を落下させていない。

図３の（Ｄ）は、第２の原料枡４のシャッター４ａを開き、第２の原料枡４から基部用坏土３の上面の、凸部が形成される領域の少なくとも一部に、凸部用坏土５を供給する状態を表している。加圧成形時に基部用坏土３および凸部用坏土５の加圧密度を均一にするために、凸部用坏土５は、タイル成形品の凸部よりも高くなるように、すなわち、上型１ａの下面の凹形状よりも高くなる程度の量が、基部用坏土３の上面に供給される。このようにすることで、加圧成形時にタイル成形品の基部６ａおよび凸部６ｂの加圧圧縮比率を等しくすることが可能となる。

図４の（Ｅ）は、下型１ｂが下降した状態を示す。下型１ｂを下降させ、下型１ｂの上面にある基部用坏土３および凸部用坏土５を枠型１ｃの上面よりも低くさせる。そのため、下型１ｂの上面と枠型１ｃの内面とで囲まれた充填空間１２は下方に広がる。この（Ｄ）および（Ｅ）のステップにより、凸部用坏土５は基部用坏土３の上面の一部の領域に盛られた状態になる。図３の（Ｆ）は、基部用坏土３の上面に凸部用坏土５を供給し終えた第２の原料枡４がシャッター４ａを収納し、充填空間１２の上方に上昇した状態を表す。

図４の（Ｇ）は、上型１ａを下降させるために第２の原料枡４を当初の位置に戻した後に、上型１ａを下降させ枠型１ｃに嵌合させ、上型１ａと下型１ｂと枠型１ｃとで加圧する状態を表す。図４の（Ｈ）は、加圧成形後、下型１ｂの上面を枠型１ｃの上面と同一高さになるまで上昇復帰させる状態を表す。基部用坏土３および凸部用坏土５を加圧成形する際に、上型１ａの表面に形成される凹形状に対応させて基部用坏土３の上面に凸部用坏土５を配置させているため、従来のように、段差の大きい凹凸形状に対応させてタイルの裏側を大きく凹ませたり、段差の大きい凹凸形状に対応させてタイルの裏側の裏足成形溝を大きくしたりする必要がなくなる。したがって、タイルの厚みの差が大きい場合であっても、１回の加圧成形で、裏面に加圧調整窪みを設けることなく、タイルを均一に加圧成形でき、かつ、タイルの底面を平坦に成形できるようになる。さらには、意匠面を形成するための意匠金型（本例にあっては上型１ａ）および第２の原料枡４を交換することで容易にタイル成形品の意匠面の形状変更が可能となる。

本発明の成形方法の他の好適な態様は、タイル成形品の意匠面を下に、裏面を上に向けた状態で加圧成形する点で、第一の態様と相違する。そして、本態様によれば、第１の原料枡は凸部および基部用坏土を充填空間に供給する。充填空間に満たされた凸部および基部用坏土の上面の、凸部が下に形成される領域（すなわち、凸部が形成される領域と対向する領域）には、第２の原料枡から加圧調整用坏土が盛られる。このようにすることで、加圧成形時に、厚肉部と薄肉部との加圧密度を均一にすることが可能となる。

以上の例において、第二のチャージャーには、シャッターを備えた原料枡４を使用したが、シャッターは備えなくても良い。このような態様にあっては、シャッターのない原料枡４が基部用坏土３の上面に向けて下降した状態で直接凸部形成用坏土または加圧調整用坏土を供給する。

本発明の成形方法によれば、１回の成形で裏足のない凸形状タイルを成形することが可能となる。あるいは、本発明の成形方法によれば、加圧調整窪みを設けることなく、段差の大きい凸形状の意匠面を有するタイルを成形することができるので、タイルを背面視した状態での裏足形状を、凸部の形状の制約を受けずに自由にデザインすることができ、タイルの裏足の高さをどの部分も概略一定にすることができる。本発明の成形装置によれば、意匠面を形成するための意匠金型および第二のチャージャーを交換するだけで、容易にタイル製品の意匠変更が可能となる。

１ 金型
１ａ 上型
１ｂ 下型
１ｃ 枠型
２ 第１の原料枡
３ 基部用坏土
４ 第２の原料枡
４ａ シャッター
５ 凸部用坏土
６ タイル成形品
６ａ 基部
６ｂ 凸部
１０ 成形装置
１２ 充填空間

Claims (4)

1. 基部および凸部を備え、該凸部の表面が意匠面の少なくとも一部を形成してなる、凸形状のタイルを成形する方法であって、
   上型と、下型と、該上型および該下型がそれぞれ嵌合する枠型と、
   第一の坏土を供給する第一のチャージャーと、
   第二の坏土を供給する第二のチャージャーと、
   を備えてなる加圧成形装置を用い、
   前記枠型の内面と前記下型の上面とで形成された充填空間に
   前記第一のチャージャーから前記第一の坏土を供給して前記充填空間内に基部用坏土を満たす工程と、
   前記充填空間に充填された前記第一の坏土の上面の一部領域に、
   前記基部と前記凸部の加圧圧縮比率が等しくなるように、前記第二のチャージャーから前記第二の坏土を供給した後、前記下型を下降させて前記第二の坏土を盛る工程と、
   前記上型、前記下型、および前記枠型により、前記第一の坏土および前記第二の坏土を加圧する工程と、
   を有することを特徴とするタイルの成形方法。
2. 前記上型が意匠面を形成するための凹凸形成面を有し、
   前記充填空間に充填された前記第一の坏土の上面の、前記凸部が形成される領域に、前記第二の坏土を供給することを特徴とする、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記下型が意匠面を形成するための凹凸形成面を有し、
   前記充填空間に充填された第一の坏土の上面の、前記意匠面の前記凸部が形成される領域と対向する領域に、第二の坏土を供給することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載された方法に使用するタイル成形装置であって、
   上型と、
   下型と、
   前記上型および前記下型がそれぞれ嵌合する枠型と、
   前記枠型の内面と前記下型の上面とで形成された充填空間に、第一の坏土を供給する第一のチャージャーと、
   前記充填空間に充填された前記第一の坏土の上面の一部領域に、第二の坏土を供給する第二のチャージャーと、を備えてなる、タイルの成形装置。

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