JP7449121B2 - 陶磁器 - Google Patents
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Description
本開示は、陶磁器に関する。
従来の遮熱性能を有する陶磁器は、特許文献１で示されるように、例えば次のように製造されている。近赤外線を反射する遮熱性能のある遮熱顔料を釉薬に混合する。この釉薬を素地坏土に施釉し、施釉した素地坏土を焼成して、陶磁器を製造する。この陶磁器では、釉薬層が遮熱性能を有している。
上記の遮熱顔料は、通常使用している顔料とは発色が異なる。このため、上述の陶磁器の製造における釉薬の調整は、狙いの色合いに対し、通常顔料の過去の経験に基づく調整ではなく、遮熱顔料を用いた新たな調整とする必要がある。狙いの色合いが赤、青等の様に変更されると、使用する遮熱顔料も種類を変更する必要があり、その度に過去の通常使用顔料と違った調整が必要となり、全ての色合いに対応できる遮熱釉薬を簡単に作製できない。このように従来の遮熱性能を有する陶磁器は、色合いの調整が難しいという課題があった。
本開示は、上記課題を解決するためのものであり、遮熱性を有し、色合いの調整が容易な陶磁器を提供することを目的とする。
釉薬層と、中間層と、陶磁器素地と、をこの順に備えてなり、前記中間層の近赤外線反射率は、前記釉薬層の近赤外線反射率よりも高くなっており、前記釉薬層を透過した近赤外線は、前記中間層で反射される構成とされている、陶磁器。
１．陶磁器１
陶磁器１は、図１に示すように、釉薬層３と、中間層５と、陶磁器素地７と、をこの順に備えてなる。中間層５の近赤外線反射率は、釉薬層３の近赤外線反射率よりも高くなっている。陶磁器１では、釉薬層３を透過した近赤外線は、中間層５で反射される構成とされている。本明細書における「近赤外線」とは、７８０ｎｍ以上２５００ｎｍ以下の波長の光を意味する。陶磁器１の用途は、特に限定されない。陶磁器１は、例えば、外装壁タイル、屋外用床タイル、屋根材等に用いることができる。陶磁器１をタイルとして用いる場合には、磁器質タイル、陶器質タイル、せっき質タイル、土器質タイルのいずれのタイルであってもよい。
陶磁器１は、図１に示すように、釉薬層３と、中間層５と、陶磁器素地７と、をこの順に備えてなる。中間層５の近赤外線反射率は、釉薬層３の近赤外線反射率よりも高くなっている。陶磁器１では、釉薬層３を透過した近赤外線は、中間層５で反射される構成とされている。本明細書における「近赤外線」とは、７８０ｎｍ以上２５００ｎｍ以下の波長の光を意味する。陶磁器１の用途は、特に限定されない。陶磁器１は、例えば、外装壁タイル、屋外用床タイル、屋根材等に用いることができる。陶磁器１をタイルとして用いる場合には、磁器質タイル、陶器質タイル、せっき質タイル、土器質タイルのいずれのタイルであってもよい。
（１）釉薬層３
釉薬層３は、長石、石灰、粘土、珪砂、ドロマイト、亜鉛華、顔料等を任意に混合し、溶融したもので、一部結晶を含むガラス質からなる。釉薬層３の化学組成は、特に限定されない。釉薬層３の化学組成の一例が以下に示されている。この化学組成は、試験体を切断した断面を樹脂包埋し鏡面研磨した釉薬層３の部分に金（Ａｕ）を蒸着して、ＥＤＳ半定量分析によって測定できる。
ＳｉＯ２：５０質量％以上７０質量％以下
Ａｌ２Ｏ３：１０質量％以上２０質量％以下
ＣａＯ：６質量％以上１５質量％以下
ＭｇＯ：０．５質量％以上２．０質量％以下
Ｋ２Ｏ：２質量％以上５質量％以下
Ｎａ２Ｏ：２．０質量％以下
ＺｎＯ：１４質量％以下
Ｆｅ２Ｏ３：５．０質量％以下
ＴｉＯ２：５．０質量％以下
ＺｒＯ２：７．０質量％以下
釉薬層３は、長石、石灰、粘土、珪砂、ドロマイト、亜鉛華、顔料等を任意に混合し、溶融したもので、一部結晶を含むガラス質からなる。釉薬層３の化学組成は、特に限定されない。釉薬層３の化学組成の一例が以下に示されている。この化学組成は、試験体を切断した断面を樹脂包埋し鏡面研磨した釉薬層３の部分に金（Ａｕ）を蒸着して、ＥＤＳ半定量分析によって測定できる。
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釉薬層３の厚みは、特に限定されない。近赤外線が釉薬層３を透過し、この透過した近赤外線が中間層５で反射されるようにする観点から、釉薬層３の平均の厚みは、６０μｍ以上２１０μｍ以下が好ましく、６０μｍ以上１６０μｍ以下がより好ましく、６０μｍ以上１１０μｍ以下が更に好ましい。釉薬層３の厚みは、マイクロスコープを用いて、陶磁器１の断面を倍率５００倍で観察することによって測定できる。釉薬層３の平均の厚みは、当該断面における５点を測定し、測定された５点の厚みの平均値をとることで求めることができる。
（２）中間層５
中間層５は、近赤外線反射率が釉薬層３よりも高くなっていれば、化学組成は特に限定されない。中間層５には、近赤外線反射率を高くするために、遮熱成分としての無機化合物が含まれていることが好ましい。無機化合物は、特に限定されない。無機化合物は、ジルコン、アルミナ、酸化チタン、亜鉛華、酸化バリウム、及び酸化錫からなる群より選択される１種以上の無機化合物が含まれていることが好ましい。中間層５の近赤外線反射率を、釉薬層３の近赤外線反射率よりも高くするためには、例えば、中間層５における上記無機化合物の濃度を、釉薬層３における上記無機化合物の濃度よりも高くする。例えば、上記無機化合物の中間層５における濃度を７質量％以上１００質量％以下、好ましくは２８質量％以上１００質量％以下とし、上記無機化合物の釉薬層３における濃度を０質量％以上７．０質量％未満、好ましくは０質量％以上５質量％以下とすることで達成できる。中間層５は、例えば、上記無機化合物、長石、フリット等を混合し、溶融したものを好適に用いることができる。中間層５の化学組成のジルコンでの一例が以下に示されている。この化学組成は、試験体を切断した断面を樹脂包埋し鏡面研磨した釉薬層３の部分に金（Ａｕ）を蒸着して、ＥＤＳ半定量分析によって測定できる。
ＳｉＯ２：３０質量％以上７２質量％以下
ＺｒＯ２：５質量％以上６７質量％以下
Ａｌ２Ｏ３：２質量％以上１５質量％以下
ＣａＯ：１．０質量％以下
ＭｇＯ：１．０質量％以下
Ｋ２Ｏ：７．０質量％以下
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中間層５は、近赤外線反射率が釉薬層３よりも高くなっていれば、化学組成は特に限定されない。中間層５には、近赤外線反射率を高くするために、遮熱成分としての無機化合物が含まれていることが好ましい。無機化合物は、特に限定されない。無機化合物は、ジルコン、アルミナ、酸化チタン、亜鉛華、酸化バリウム、及び酸化錫からなる群より選択される１種以上の無機化合物が含まれていることが好ましい。中間層５の近赤外線反射率を、釉薬層３の近赤外線反射率よりも高くするためには、例えば、中間層５における上記無機化合物の濃度を、釉薬層３における上記無機化合物の濃度よりも高くする。例えば、上記無機化合物の中間層５における濃度を７質量％以上１００質量％以下、好ましくは２８質量％以上１００質量％以下とし、上記無機化合物の釉薬層３における濃度を０質量％以上７．０質量％未満、好ましくは０質量％以上５質量％以下とすることで達成できる。中間層５は、例えば、上記無機化合物、長石、フリット等を混合し、溶融したものを好適に用いることができる。中間層５の化学組成のジルコンでの一例が以下に示されている。この化学組成は、試験体を切断した断面を樹脂包埋し鏡面研磨した釉薬層３の部分に金（Ａｕ）を蒸着して、ＥＤＳ半定量分析によって測定できる。
ＳｉＯ２：３０質量％以上７２質量％以下
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中間層５の厚みは、特に限定されない。十分な遮熱性を得るという観点から、中間層の最小の厚みは、６０μｍ以上が好ましく、７５μｍ以上がより好ましく、９０μｍ以上が更に好ましい。中間層５の平均の厚みは、８０μｍ以上２１０μｍ以下が好ましく、８０μｍ以上１６０μｍ以下がより好ましく、１００μｍ以上１６０μｍ以下が更に好ましい。中間層５の厚みは、マイクロスコープを用いて、陶磁器１の断面を倍率５００倍で観察することによって測定できる。中間層５の平均の厚みは、当該断面における５点を測定し、測定された５点の厚みの平均値をとることで求めることができる。
（３）陶磁器素地７
陶磁器素地７は、長石、陶石、粘土等を主原料とし、水を加えてボールミル等で湿式粉砕して泥漿（粉体原料を水中に分散させたもの）を調製し、所望の形に成形して焼成されてなる。主原料とは、含有率（質量％）が５０質量％以上の原料をいう。陶磁器素地７の原料全体を１００質量％とした場合に、長石、陶石、及び粘土の合計は５０質量％以上である。陶磁器素地７の原料の配合例が以下に示されている。
原料名 配合量
長石：３０質量部以上５０質量部以下
陶石：５質量部以上１５質量部以下
粘土：４０質量部以上６０質量部以下
陶磁器素地７は、長石、陶石、粘土等を主原料とし、水を加えてボールミル等で湿式粉砕して泥漿（粉体原料を水中に分散させたもの）を調製し、所望の形に成形して焼成されてなる。主原料とは、含有率（質量％）が５０質量％以上の原料をいう。陶磁器素地７の原料全体を１００質量％とした場合に、長石、陶石、及び粘土の合計は５０質量％以上である。陶磁器素地７の原料の配合例が以下に示されている。
原料名 配合量
長石：３０質量部以上５０質量部以下
陶石：５質量部以上１５質量部以下
粘土：４０質量部以上６０質量部以下
陶磁器素地７の厚みは、特に限定されない。陶磁器素地７の厚みは、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下が好ましい。
２．陶磁器１の製造方法
陶磁器１の製造方法は、特に限定されない。陶磁器１は、例えば次のように製造できる。長石、陶石、粘土等からなる陶磁器素地坏土を所定の厚さで成形する。この上に中間層用釉薬を噴霧装置で施釉する。更にこの上に釉薬層用釉薬を噴霧装置で施釉する。施釉した素地坏土を焼成して、磁器タイル等の陶磁器１を作製する。
陶磁器１の製造方法は、特に限定されない。陶磁器１は、例えば次のように製造できる。長石、陶石、粘土等からなる陶磁器素地坏土を所定の厚さで成形する。この上に中間層用釉薬を噴霧装置で施釉する。更にこの上に釉薬層用釉薬を噴霧装置で施釉する。施釉した素地坏土を焼成して、磁器タイル等の陶磁器１を作製する。
３．本実施形態の陶磁器１の効果
従来の陶磁器１１と比較して、本実施形態の陶磁器１が遮熱性を有しつつも、色合いの調整が容易である推測理由を図１，２の模式図を参照して説明する。図１，２では、光の大きさは、矢印の太さで示されている。遮熱性を有する従来の陶磁器１１は、図２に示すように遮熱顔料を含む釉薬層１３を備えている。この陶磁器１１では、入射した近赤外線Ｌ１は、釉薬層１３でほとんど反射される。符号Ｌ２は反射光を示している。遮熱顔料は通常使用している顔料とは発色が異なる。このため、従来の陶磁器１１の製造における釉薬の調整は、狙いの色合いに対し、通常顔料の過去の経験に基づく調整ではなく、遮熱顔料を用いた新たな調整とする必要がある。狙いの色合いが赤、青等の様に変更されると、使用する遮熱顔料も種類を変更する必要があり、その度に過去の通常使用顔料と違った調整が必要となり、全ての色合いに対応できる遮熱釉薬を簡単に作製できない。
従来の陶磁器１１と比較して、本実施形態の陶磁器１が遮熱性を有しつつも、色合いの調整が容易である推測理由を図１，２の模式図を参照して説明する。図１，２では、光の大きさは、矢印の太さで示されている。遮熱性を有する従来の陶磁器１１は、図２に示すように遮熱顔料を含む釉薬層１３を備えている。この陶磁器１１では、入射した近赤外線Ｌ１は、釉薬層１３でほとんど反射される。符号Ｌ２は反射光を示している。遮熱顔料は通常使用している顔料とは発色が異なる。このため、従来の陶磁器１１の製造における釉薬の調整は、狙いの色合いに対し、通常顔料の過去の経験に基づく調整ではなく、遮熱顔料を用いた新たな調整とする必要がある。狙いの色合いが赤、青等の様に変更されると、使用する遮熱顔料も種類を変更する必要があり、その度に過去の通常使用顔料と違った調整が必要となり、全ての色合いに対応できる遮熱釉薬を簡単に作製できない。
これに対して、本実施形態の陶磁器１は、図１に示すように、近赤外線Ｌ１は、釉薬層３でほとんど反射されずに、釉薬層３を透過して中間層５で大きく反射される。符号Ｌ３，Ｌ４はいずれも反射光を示している。本実施形態の陶磁器１の場合には、釉薬層３に遮熱顔料を用いることが必須でなく、過去の経験を有効に利用可能な通常の顔料を用いることできるから、全ての色合いに対応できる。しかも、近赤外線Ｌ１は、中間層５で大きく反射されるから、遮熱効果も高い。
以下、実施例により更に具体的に説明する。
１．実験１
実施例１－１～１－７は、中間層と、黒釉薬の釉薬層と、を備えた磁器タイルである。実施例２－１～２－７は、中間層と、白釉薬の釉薬層と、を備えた磁器タイルである。比較例１－１は、中間層がなく、黒釉薬の釉薬層のみを備えた磁器タイルである。比較例２－１は、中間層がなく、白釉薬の釉薬層のみを備えた磁器タイルである。
実施例１－１～１－７は、中間層と、黒釉薬の釉薬層と、を備えた磁器タイルである。実施例２－１～２－７は、中間層と、白釉薬の釉薬層と、を備えた磁器タイルである。比較例１－１は、中間層がなく、黒釉薬の釉薬層のみを備えた磁器タイルである。比較例２－１は、中間層がなく、白釉薬の釉薬層のみを備えた磁器タイルである。
（１）試験体の作製（陶磁器の例としての磁器タイルの作製）
（１．１）実施例１－１～１－７，２－１～２－７
表１に示す、長石、陶石、粘土からなる一般的なタイル用の陶磁器素地坏土を、焼成後６．５～７．０ｍｍになる様な所定の厚さで成形して成形体を得た。
（１．１）実施例１－１～１－７，２－１～２－７
表１に示す、長石、陶石、粘土からなる一般的なタイル用の陶磁器素地坏土を、焼成後６．５～７．０ｍｍになる様な所定の厚さで成形して成形体を得た。
成形体の上に、下記表２の配合を有する各中間層用釉薬を調製して、エアー噴霧装置にて釉薬乾燥質量で２００ｇ／ｍ２（２．０ｇ／１００ｃｍ２）となるように施釉した。更にこの上に下記表３の配合を有する釉薬（黒釉薬、若しくは白釉薬）を、エアー噴霧装置にて釉薬乾燥質量で２００ｇ／ｍ２（２．０ｇ／１００ｃｍ２）となるように施釉したタイル素地を得た。実施例１－１～１－７では黒釉薬を用い、２－１～２－７では白釉薬を用いた。施釉したタイル素地を１２５０℃で焼成して、磁器タイルを作製した。添加した黒顔料は、Ｃｏ（コバルト）、Ｃｒ（クロム）、Ｆｅ（鉄）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｖ（バナジウム）、Ｓｉ（ケイ素）の複合酸化物よりなるＢ－７５０（日研株式会社製）であり、白顔料はファインＺ／ＫＰＳ（日陶顔料工業製のジルコン）である。表４には、表１，２の各原料の化学組成が示されている。
（１．２）比較例１－１，２－１
比較例１－１は、中間層を形成しなかったこと以外は、実施例１－１～１－７と同様に作製した磁器タイルである。比較例２－１は、中間層を形成しなかったこと以外は、実施例２－１～２－７と同様に作製した磁器タイルである。
比較例１－１は、中間層を形成しなかったこと以外は、実施例１－１～１－７と同様に作製した磁器タイルである。比較例２－１は、中間層を形成しなかったこと以外は、実施例２－１～２－７と同様に作製した磁器タイルである。
（２）評価方法
（２．１）ジルコン濃度（質量％）
試験体を切断した断面（５０ｍｍ×１０ｍｍ）を樹脂包埋し鏡面研磨した。釉薬層、中間層、陶磁器素地の部分に金（Ａｕ）を蒸着して、ＥＤＳ半定量分析を行った。測定装置及び測定条件の詳細を以下に示す。中間層の領域５０μｍ×３００μｍ程度に電子線を当て測定を行い、検出した元素を酸化物換算した。金を除いて合計が１００％になる様に規格化した時のＺｒＯ２定量値をジルコン（ＺｒＳｉＯ4）量に換算した。
＜ＳＥＭ－ＥＤＳ装置＞
ＳＥＭ：日立製作所（Ｓ－３４００）
ＥＤＳ：堀場製作所（ＥＸ－２５０）
加速電圧：１５ＫＶ
観察モード：反射電子像
倍率：３００倍
（２．１）ジルコン濃度（質量％）
試験体を切断した断面（５０ｍｍ×１０ｍｍ）を樹脂包埋し鏡面研磨した。釉薬層、中間層、陶磁器素地の部分に金（Ａｕ）を蒸着して、ＥＤＳ半定量分析を行った。測定装置及び測定条件の詳細を以下に示す。中間層の領域５０μｍ×３００μｍ程度に電子線を当て測定を行い、検出した元素を酸化物換算した。金を除いて合計が１００％になる様に規格化した時のＺｒＯ２定量値をジルコン（ＺｒＳｉＯ4）量に換算した。
＜ＳＥＭ－ＥＤＳ装置＞
ＳＥＭ：日立製作所（Ｓ－３４００）
ＥＤＳ：堀場製作所（ＥＸ－２５０）
加速電圧：１５ＫＶ
観察モード：反射電子像
倍率：３００倍
（２．２）中間層厚み（μｍ）
試験体を切断した断面（５０ｍｍ×１０ｍｍ）を樹脂包埋し鏡面研磨した釉薬層、中間層、陶磁器素地の部分をマイクロスコープで観察した。測定装置（マイクロスコープ）及び測定条件の詳細を以下に示す。釉薬層、中間層、陶磁器素地を含む５００μｍ×４００μｍ程度の領域を観察し、中間層の５か所の厚みを計測し、その平均値と最小値を求めた。
＜マイクロスコープ＞
マイクロスコープ：ＯＬＹＭＰＵＳ（ＤＳＸ５１０）
観察モード：暗視野
対物レンズ：２０倍
観察倍率：５００倍
試験体を切断した断面（５０ｍｍ×１０ｍｍ）を樹脂包埋し鏡面研磨した釉薬層、中間層、陶磁器素地の部分をマイクロスコープで観察した。測定装置（マイクロスコープ）及び測定条件の詳細を以下に示す。釉薬層、中間層、陶磁器素地を含む５００μｍ×４００μｍ程度の領域を観察し、中間層の５か所の厚みを計測し、その平均値と最小値を求めた。
＜マイクロスコープ＞
マイクロスコープ：ＯＬＹＭＰＵＳ（ＤＳＸ５１０）
観察モード：暗視野
対物レンズ：２０倍
観察倍率：５００倍
（２．３）Ｌ値
洗浄、乾燥後の試験体（５０ｍｍ×１００ｍｍ）の釉薬層の表面を色彩色差計にて測定した。色彩色差計はコニカミノルタ製ＣＲ－４００、Ｄ６５電源、測色部１１ｍｍφにて測色を３回行い、その平均値をＬ値とした。
洗浄、乾燥後の試験体（５０ｍｍ×１００ｍｍ）の釉薬層の表面を色彩色差計にて測定した。色彩色差計はコニカミノルタ製ＣＲ－４００、Ｄ６５電源、測色部１１ｍｍφにて測色を３回行い、その平均値をＬ値とした。
（２．４）近赤外線反射率（％）
塗料ＪＩＳ Ｋ ５６０２に定める塗膜の日射反射率の求め方に沿って測定した。日本分光製 Ｖ－５７０ ＵＶ／ＶＩＳ／ＮＩＲ Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒにて、可視・近赤外領域用：ハロゲンランプ（３４０～２５００ｎｍ）を使用して、試験体（５０ｍｍ×１００ｍｍ）の中心部（１０×１０ｍｍ）に光を試験体に垂直になるように照射して、反射した光を積分球で集光して検出器にて測定した。
塗料ＪＩＳ Ｋ ５６０２に定める塗膜の日射反射率の求め方に沿って測定した。日本分光製 Ｖ－５７０ ＵＶ／ＶＩＳ／ＮＩＲ Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒにて、可視・近赤外領域用：ハロゲンランプ（３４０～２５００ｎｍ）を使用して、試験体（５０ｍｍ×１００ｍｍ）の中心部（１０×１０ｍｍ）に光を試験体に垂直になるように照射して、反射した光を積分球で集光して検出器にて測定した。
（２．５）遮熱タイルの判定（表中、「遮熱タイル※１」と記載された欄における判定）
以下のように遮熱タイルか否かを判定した。Ａ判定は、遮熱性有りの判定であり、Ｂ判定は、遮熱性無しの判定である。以下の表５，６では、「近赤外線反射率差」は、次のように算出されている。
＜表５＞
近赤外線反射率差（％）
＝〔各実施例の各近赤外線反射率（％）〕－〔比較例１－１の各近赤外線反射率（％）〕
＜表６＞
近赤外線反射率差（％）
＝〔各実施例の各近赤外線反射率（％）〕－〔比較例２－１の各近赤外線反射率（％）〕
＜遮熱タイルの判定基準＞
Ａ判定：近赤外線反射率差が３％以上である。
Ｂ判定：近赤外線反射率差が３％未満である。
以下のように遮熱タイルか否かを判定した。Ａ判定は、遮熱性有りの判定であり、Ｂ判定は、遮熱性無しの判定である。以下の表５，６では、「近赤外線反射率差」は、次のように算出されている。
＜表５＞
近赤外線反射率差（％）
＝〔各実施例の各近赤外線反射率（％）〕－〔比較例１－１の各近赤外線反射率（％）〕
＜表６＞
近赤外線反射率差（％）
＝〔各実施例の各近赤外線反射率（％）〕－〔比較例２－１の各近赤外線反射率（％）〕
＜遮熱タイルの判定基準＞
Ａ判定：近赤外線反射率差が３％以上である。
Ｂ判定：近赤外線反射率差が３％未満である。
（２．６）ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｋ ５６７５）による評価（表中、「ＪＩＳ規格※２」と記載された欄における判定）
ＪＩＳ規格（塗料ＪＩＳ Ｋ ５６７５ 規格）を達成可能か否かによって評価した。具体的には、以下の評価基準を満たす場合をＡ判定とし、以下の評価基準を満たさない場合をＢ判定とした。
＜ＪＩＳ Ｋ ５６７５の評価基準＞
Ｌ値≦４０：反射率≧４０
Ｌ値４０～６０：反射率≧Ｌ値
Ｌ値≧８０：反射率≧８０
ＪＩＳ規格（塗料ＪＩＳ Ｋ ５６７５ 規格）を達成可能か否かによって評価した。具体的には、以下の評価基準を満たす場合をＡ判定とし、以下の評価基準を満たさない場合をＢ判定とした。
＜ＪＩＳ Ｋ ５６７５の評価基準＞
Ｌ値≦４０：反射率≧４０
Ｌ値４０～６０：反射率≧Ｌ値
Ｌ値≧８０：反射率≧８０
（３）結果
結果を表５，６に示す。表５の釉薬層の色が黒の場合は、ジルコンを含んだ中間層を備えた実施例１－１～１－７は、遮熱タイルの判定においてＡ判定であった。特に、ジルコン濃度が２８％以上の実施例１－２～１－７は、比較例の１－１との反射率の差が６％以上と高かった。中間層におけるジルコン濃度が６０質量％以上の実施例１－４，１－５，１－６，１－７は、ＪＩＳ Ｋ ５６７５による評価においても非常に高い遮熱性能を示した。表６の釉薬層の色が白の場合は、ジルコンを含んだ中間層を備えた実施例２－１～２－７は、遮熱タイルの判定においてＡ判定であった。中間層におけるジルコン濃度が６０質量％以上の実施例２－４，２－５，２－６，２－７は、ＪＩＳ Ｋ ５６７５による評価においても非常に高い遮熱性能を示した。
結果を表５，６に示す。表５の釉薬層の色が黒の場合は、ジルコンを含んだ中間層を備えた実施例１－１～１－７は、遮熱タイルの判定においてＡ判定であった。特に、ジルコン濃度が２８％以上の実施例１－２～１－７は、比較例の１－１との反射率の差が６％以上と高かった。中間層におけるジルコン濃度が６０質量％以上の実施例１－４，１－５，１－６，１－７は、ＪＩＳ Ｋ ５６７５による評価においても非常に高い遮熱性能を示した。表６の釉薬層の色が白の場合は、ジルコンを含んだ中間層を備えた実施例２－１～２－７は、遮熱タイルの判定においてＡ判定であった。中間層におけるジルコン濃度が６０質量％以上の実施例２－４，２－５，２－６，２－７は、ＪＩＳ Ｋ ５６７５による評価においても非常に高い遮熱性能を示した。
２．実験２（中間層の厚みの検討）
（１）試験体の作製（磁器タイルの作製）
（１．１）実施例３－１～３－４，４－１～４－４
表１に示す、長石、陶石、粘土からなる一般的なタイル用の陶磁器素地坏土を、焼成後６．５～７．０ｍｍになる様な所定の厚さで成形して成形体を得た。
（１）試験体の作製（磁器タイルの作製）
（１．１）実施例３－１～３－４，４－１～４－４
表１に示す、長石、陶石、粘土からなる一般的なタイル用の陶磁器素地坏土を、焼成後６．５～７．０ｍｍになる様な所定の厚さで成形して成形体を得た。
成形体の上に、上記表２の実施例１－６の配合を有する中間層用釉薬をエアー噴霧装置にて釉薬乾燥質量で表７に示すようになるように、すなわち、１００，２００，４００，６００（ｇ／ｍ２）（１，２，４，６ｇ／１００ｃｍ２）になるように施釉した。更にこの上に表３の配合を有する釉薬（黒釉薬、若しくは白釉薬）を、エアー噴霧装置にて釉薬乾燥質量で２００ｇ／ｍ２（２．０ｇ／１００ｃｍ２）になるように施釉し、タイル素地を得た。施釉したタイル素地を１２５０℃で焼成して、磁器タイルを作製した。添加した黒顔料、白顔料は実験１と同じである。
（１．２）比較例３－１，４－１
比較例３－１は、中間層を形成しなかったこと以外は、実施例３－１～３－４と同様に作製した磁器タイルである。比較例４－１は、中間層を形成しなかったこと以外は、実施例４－１～４－４と同様に作製した磁器タイルである。
比較例３－１は、中間層を形成しなかったこと以外は、実施例３－１～３－４と同様に作製した磁器タイルである。比較例４－１は、中間層を形成しなかったこと以外は、実施例４－１～４－４と同様に作製した磁器タイルである。
（２）評価方法
実験１と同様に評価した。
実験１と同様に評価した。
（３）結果
結果を表８，９に示す。表８の釉薬層の色が黒の場合は、中間層の最小厚みが６０μｍ以上である実施例３－１～３－４は、遮熱タイルの判定においてＡ判定であった。実施例３－１～３－４は、ＪＩＳ Ｋ ５６７５による評価においても非常に高い遮熱性能を示した。これに対して、中間層を備えない比較例３－１は、ＪＩＳ Ｋ ５６７５による評価においてＢ判定であった。表９の釉薬層の色が白の場合は、中間層の最小厚みが６０μｍ以上である実施例４－１～４－４は、遮熱タイルの判定においてＡ判定であった。実施例４－１～４－４は、ＪＩＳ Ｋ ５６７５による評価においても非常に高い遮熱性能を示した。これに対して、中間層を備えない比較例４－１は、ＪＩＳ Ｋ ５６７５による評価においてＢ判定であった。表８，９の結果から、中間層の最小厚みが６０μｍ以上の場合、塗料ＪＩＳ規格以上の性能を有することが確認された。
結果を表８，９に示す。表８の釉薬層の色が黒の場合は、中間層の最小厚みが６０μｍ以上である実施例３－１～３－４は、遮熱タイルの判定においてＡ判定であった。実施例３－１～３－４は、ＪＩＳ Ｋ ５６７５による評価においても非常に高い遮熱性能を示した。これに対して、中間層を備えない比較例３－１は、ＪＩＳ Ｋ ５６７５による評価においてＢ判定であった。表９の釉薬層の色が白の場合は、中間層の最小厚みが６０μｍ以上である実施例４－１～４－４は、遮熱タイルの判定においてＡ判定であった。実施例４－１～４－４は、ＪＩＳ Ｋ ５６７５による評価においても非常に高い遮熱性能を示した。これに対して、中間層を備えない比較例４－１は、ＪＩＳ Ｋ ５６７５による評価においてＢ判定であった。表８，９の結果から、中間層の最小厚みが６０μｍ以上の場合、塗料ＪＩＳ規格以上の性能を有することが確認された。
３．実験３（釉薬層（上釉）の色の検討）
（１）試験体の作製（磁器タイルの作製）
（１．１）実施例５－１～５－６
表１に示す、長石、陶石、粘土からなる一般的なタイル用の陶磁器素地坏土を、焼成後６．５～７．０ｍｍになる様な所定の厚さで成形して成形体を得た。
（１）試験体の作製（磁器タイルの作製）
（１．１）実施例５－１～５－６
表１に示す、長石、陶石、粘土からなる一般的なタイル用の陶磁器素地坏土を、焼成後６．５～７．０ｍｍになる様な所定の厚さで成形して成形体を得た。
成形体の上に、上記表２の実施例１－６の配合を有する中間層用釉薬をエアー噴霧装置にて釉薬乾燥質量で２００ｇ／ｍ２（２．０ｇ／１００ｃｍ２）となるように施釉した。更にこの上に下記表１０の配合を有する黒から白までの釉薬を、エアー噴霧装置にて釉薬乾燥質量で２００ｇ／ｍ２（２．０ｇ／１００ｃｍ２）となるように施釉し、タイル素地を得た。施釉したタイル素地を１２５０℃で焼成して、磁器タイルを作製した。添加した黒顔料、白顔料は実験１と同じである。
（１．２）比較例５－１～５－６
下記の表１２における比較例５－１～５－６は、中間層を形成しなかったこと以外は、それぞれ、実施例５－１～５－６と同様に作製した磁器タイルである。比較例５－１は実施例５－１に、比較例５－２は実施例５－２に、比較例５－３は実施例５－３に、比較例５－４は実施例５－４に、比較例５－５は実施例５－５に、比較例５－６は実施例５－６にそれぞれ対応する。
下記の表１２における比較例５－１～５－６は、中間層を形成しなかったこと以外は、それぞれ、実施例５－１～５－６と同様に作製した磁器タイルである。比較例５－１は実施例５－１に、比較例５－２は実施例５－２に、比較例５－３は実施例５－３に、比較例５－４は実施例５－４に、比較例５－５は実施例５－５に、比較例５－６は実施例５－６にそれぞれ対応する。
（２）評価方法
実験１と同様に評価した。
実験１と同様に評価した。
（３）結果
結果を表１１，１２に示す。表１１の中間層を備えた実施例５－１～５－６は、遮熱タイルの判定においてＡ判定であった。実施例５－１～５－６は、ＪＩＳ Ｋ ５６７５による評価においても非常に高い遮熱性能を示した。これに対して、表１２の中間層を備えない比較例５－１～５－６は、ＪＩＳ Ｋ ５６７５による評価において遮熱性能を示さなかった。以上の結果から、所定の中間層を備えた磁器タイルは、釉薬層の色が変化しても中間層を備えることで、遮熱性を発揮することが確認された。表１１，１２の結果から、ジルコンを用いた中間層では、そのタイルの釉薬層（表面釉）のＬ値により遮熱性能の向上割合に差があるものの、ジルコン濃度が９０質量％以上では反射率は１５％以上向上して、塗料のＪＩＳ規格を上回ることが確認された。
結果を表１１，１２に示す。表１１の中間層を備えた実施例５－１～５－６は、遮熱タイルの判定においてＡ判定であった。実施例５－１～５－６は、ＪＩＳ Ｋ ５６７５による評価においても非常に高い遮熱性能を示した。これに対して、表１２の中間層を備えない比較例５－１～５－６は、ＪＩＳ Ｋ ５６７５による評価において遮熱性能を示さなかった。以上の結果から、所定の中間層を備えた磁器タイルは、釉薬層の色が変化しても中間層を備えることで、遮熱性を発揮することが確認された。表１１，１２の結果から、ジルコンを用いた中間層では、そのタイルの釉薬層（表面釉）のＬ値により遮熱性能の向上割合に差があるものの、ジルコン濃度が９０質量％以上では反射率は１５％以上向上して、塗料のＪＩＳ規格を上回ることが確認された。
４．実験４（無機化合物の種類の検討）
（１）試験体の作製（磁器タイルの作製）
（１．１）実施例６－１～６－５
表１に示す、長石、陶石、粘土からなる一般的なタイル用の陶磁器素地坏土を、焼成後６．５～７．０ｍｍになる様な所定の厚さで成形して成形体を得た。
（１）試験体の作製（磁器タイルの作製）
（１．１）実施例６－１～６－５
表１に示す、長石、陶石、粘土からなる一般的なタイル用の陶磁器素地坏土を、焼成後６．５～７．０ｍｍになる様な所定の厚さで成形して成形体を得た。
成形体の上に、上記表２の実施例１－１の配合を有する中間層用釉薬における「ジルコン」を表１３にあるアルミナ、酸化チタン、亜鉛華、酸化バリウム、酸化スズにそれぞれ変更した中間層用釉薬を調製して、エアー噴霧装置にて釉薬乾燥質量で２００ｇ／ｍ２（２．０ｇ／１００ｃｍ２）となるように施釉した。更にこの上に上記表３の配合を有する白釉薬を、エアー噴霧装置にて釉薬乾燥質量で２００ｇ／ｍ２（２．０ｇ／１００ｃｍ２）となるように施釉したタイル素地を得た。施釉したタイル素地を１２５０℃で焼成して、磁器タイルを作製した。使用したアルミナ、酸化チタン、亜鉛華、酸化バリウム、酸化スズは一般的なタイル釉薬用の原材料を用いた。
（１．２）比較例６－１
比較例６－１は、中間層を形成しなかったこと以外は、実施例６－１～６－５と同様に作製した磁器タイルである。
比較例６－１は、中間層を形成しなかったこと以外は、実施例６－１～６－５と同様に作製した磁器タイルである。
（２）評価方法
実験１と同様に評価した。実験１の「（２．５）遮熱タイルの判定」の記載に従った。
実験１と同様に評価した。実験１の「（２．５）遮熱タイルの判定」の記載に従った。
（３）結果
結果を表１４に示す。遮熱成分としてのアルミナ、亜鉛華、酸化バリウム、及び酸化錫を含む中間層を備えた実施例６－１～６－５は、遮熱タイルの判定においてＡ判定であった。この結果から、ジルコン以外の遮熱成分を含む中間層を備えた磁器タイルでも、遮熱性を有することが確認された。
結果を表１４に示す。遮熱成分としてのアルミナ、亜鉛華、酸化バリウム、及び酸化錫を含む中間層を備えた実施例６－１～６－５は、遮熱タイルの判定においてＡ判定であった。この結果から、ジルコン以外の遮熱成分を含む中間層を備えた磁器タイルでも、遮熱性を有することが確認された。
１…陶磁器、３…釉薬層、５…中間層、７…陶磁器素地、１１…陶磁器、１３…釉薬層、Ｌ１…近赤外線（入射光）、Ｌ２…反射光、Ｌ３…反射光、Ｌ４…反射光
Claims (3)
- 釉薬層と、中間層と、陶磁器素地と、をこの順に備えてなり、
前記中間層は、ジルコン、アルミナ、酸化チタン、亜鉛華、酸化バリウム、及び酸化錫からなる群より選択される１種以上の無機化合物を含み、
前記無機化合物の前記中間層における濃度は、７０質量％以上１００質量％以下であり、
前記中間層の近赤外線反射率は、前記釉薬層の近赤外線反射率よりも高くなっており、
前記釉薬層を透過した近赤外線は、前記中間層で反射される構成とされている、陶磁器。 - 前記中間層の厚みは、６０μｍ以上である、請求項１に記載の陶磁器。
- 釉薬層と、中間層と、陶磁器素地と、をこの順に備えてなり、
前記中間層の厚みは、６０μｍ以上であり、
前記中間層の近赤外線反射率は、前記釉薬層の近赤外線反射率よりも高くなっており、
前記釉薬層を透過した近赤外線は、前記中間層で反射される構成とされており、
測色をＬ値とし、塗料ＪＩＳ規格Ｋ５６７５に定める評価に基づいて反射率を測定したとき、前記Ｌ値と、前記反射率と、の関係が以下となる、陶磁器。
Ｌ値≦４０では、反射率≧４０である。
Ｌ値が４０より大きく８０未満では、反射率≧Ｌ値である。
Ｌ値≧８０では、反射率≧８０である。
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| Title |
|---|
| Chiara Ferrari，Design of ceramic tiles with high solar reflectance through the development of a functional engobe，Ceramics International，2013年，vol.39，p.9583-9590 |
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