JPH0516396B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、道路舗装用等に使用される耐凍害
性、耐薬品性、耐透水性に優れた透水タイルに関
するものである。なお、道路舗装用等のタイルに
透水性を持たせるのは、雨水の流出抑制、地下水
の涵養、植物の育成等を目的とするためである。

〔従来の技術〕

従来にあつて、道路、駐車場、公園の敷地等に
使用される透水タイルに関する技術としては、例
えば特開昭61−36157号公報に記載された技術が
ある。この従来技術では、第４図に示すように、
吸水率が４％未満の非保水性粒子１と吸水率が５
％以上の保水性粒子２とをバインダー３で結合
し、各粒子１及び２の間に連続した気孔４を形成
し、該連続気孔４により製品タイル５に透水性を
持たせている。而して、各粒子１及び２はバイン
ダー３による結合部を除いてはその粒子表面が連
続気孔４に露出している。そのため、連続気孔４
を浸透して来た雨水等の一部は各保水性粒子２に
吸水され、余剰の雨水等が製品を通過して外部へ
排出されるようになつている。つまり、この従来
技術では製品タイル５に透水性及び保水性の両方
の性質を持たせている。透水性以外に保水性を持
たせる理由は、日差しが強い場合に、製品タイル
５が速やかに乾燥して表面が40〜50℃の高温にな
り、生活環境を悪化させるので、保水した雨水等
の気化熱を利用して製品タイル５の表面温度を低
下させんとするためである。

また従来にあつては、磁器質のタイル材料に、
坑火石を主成分とする発泡性ガラスを混合して焼
成し、発泡性ガラスの発泡により連続気孔を形成
するようにした透明タイルの製造技術が公知であ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、前記特開昭61−36157号公報に記載
された従来技術にあつては、製品タイル５が保水
性を有しているために、寒冷地等においてこれを
使用すると保水性粒子２に保水された雨水等が凍
結し、亀裂及び損壊を発生させるという欠点があ
つた。要するに、前記従来の製品タイル５では、
耐凍害性に欠ける問題があり、寒冷地や凍結の虞
れのある環境下では使用できないという欠点があ
つた。しかも、この製品タイル５にあつては、保
水性粒子２に雨水等を吸水させて保水性を持たせ
ることを目的としており、保水性粒子２の粒径を
大きくして保水性粒子全体の表面積を増大させる
必要がある。そのため、製品タイル５の表面性状
が悪化し、見栄えが悪くなるという欠点があつ
た。

また磁器質タイル材料に発泡性ガラスを混合し
て透水タイルを製造する従来技術にあつては、発
泡性ガラスが耐酸性に劣るという問題があつた。
そのため、最近特に問題となつている酸性雨等に
よりガラス成分が溶け、各磁器質タイル材料粒子
間の結合強度が弱くなつて透水タイル全体の強度
が脆弱になるという欠点があつた。また他の欠点
として、連続気孔の径は数10μｍ以下のものが過
半数を占め、透水性が良好ではないという欠点が
あつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、従来の前記問題点に鑑みてこれを改
良除去したものであつて、製品の全体にわたつて
均一で良好な透水性を有し且つ耐凍害性及び耐薬
品性に優れた透水タイルの製造方法を提供せんと
するものである。

而して、前記問題点を解決するために本発明が
採用した手段は、磁器質タイル材料に骨材を混合
した主原料と、フリツト、ガラス等のバインダー
に石炭粒子を混合した副原料とを調合し、該調合
材料を加圧成形した後、主原料が磁器化し、副原
料が溶融又は消失する温度で焼成することによ
り、主原料粒子どうしを溶融焼結させると共に、
前記石炭粒子を消失させて連続気孔を形成してい
る。

〔作用〕

第１図及び第２図の実施例で明らかな如く、主
原料と副原料とを調合して加圧成形した後に、主
原料が磁器化し、副原料が溶融又は消失する例え
ば1280℃等の温度で焼成することにより、主原料
粒子同士は溶融焼結する。一方、副原料のうちの
バインダー１３は、前記焼成温度で溶融して同時
に各粒子１１同士の結合を強化させる。この結合
状態にあつて各粒子１１同士の間には空隙１４が
形成される。また副原料のうちの石炭粒子は、前
記焼成温度で消失してその気体がタイル素地から
外部へ流出する。そのとき、流出する気体は、タ
イル素地中に連続気孔である透水孔１５を形成す
るそのため、焼成後の製品である透水タイル１０
は、透水性に優れたものとなり、寒冷地等におい
て道路等の舗装用として使用しても凍結により亀
裂や損壊が発生する等の事故はない。

しかも、石炭粒子は主原料粒子１１に近似した
比重を有しており、主原料と副原料との調合時に
石炭粒子が材料の全体にわたつて均一に分散す
る。そのため、該石炭粒子の消失により形成され
る透水孔１５が、製品の全体にわたつて均一に分
散して得られ、個々の透水タイル１０において部
分的に透水性が悪くなる等のことはない。つま
り、透水タイル１０としての製品精度に優れてい
る。

〔実施例〕

以下に、本発明の製造方法を図面に示す実施例
に基づいて説明すると次の通りである。

第１図及び第２図に示す本発明の透水タイル１
０は、磁器質タイル原料及び骨材を混合した主原
料と、バインダー及び石炭粒子を混合した副原料
とを調合し、これを加圧成形している。そして、
加圧成形後のタイル素地を、主原料が磁器化し、
副原料が溶融又は消失する1200〜1300℃の温度で
焼成している。この焼成により主原料は溶融して
その粒子同士が結合（焼結）し、粒子同士の間に
空隙１４を形成する。そして、副原料のうちのバ
インダー１３は、溶融して粒子１１同士の結合部
に集中し、その結合状態を強化する。尚、主原料
は、該原料が焼成により溶融しなくてもそのまま
タイルとしての性質を有する磁器質焼成体（シヤ
モツト）であつてもよい。また前記焼成により、
副原料としての石炭粒子は、消失してタイル素地
の外部へ流出し、タイル素地の内部に連続気孔で
ある透水孔１５を形成する。従つて、透水タイル
１０は、前記連続気孔である透水孔15及び空隙１
４を通じて浸入した雨水等が外部へ流出するので
透水タイル１０内に残ることがない。しかも、主
原料の各粒子１１が浸入して来た雨水等を吸水し
ないので寒冷地等において舗装用材として使用し
ても、前記各粒子１１が凍結して亀裂及び損壊等
を生じるということがない。

ところで、このような透水タイル１０を製造す
る場合には、使用する材料の選択とその配合割合
が重要である。本発明では、次の如くこれらのこ
とを限定している。すなわち、主原料は、磁器質
タイル原料と、陶石等の骨材とを混合したもので
ある。磁器質タイル原料と、骨材の配合割合は、
磁器質タイル原料が50〜100重量部に対して骨材
が０〜50重量部である。この配合割合について
は、特に限定する必要はない。但し、一般的に、
磁器質タイル原料の割合が多く、骨材の割合が少
ないと、強度的には十分な製品が得られるが、透
水係数が小さい、焼成収縮が大きい、コストが高
い等の欠点がある。また逆に磁器質タイル原料の
割合が少なく、骨材の割合が多いと目的とする強
度が得られなくなるという問題がある。磁器質タ
イル原料と骨材の配合割合とは、これらのことを
考慮して決定すればよい。

また副原料は、フリツト、ガラス等のバインダ
ーに石炭粒子を混合させたものである。石炭粒子
を選択した理由は、主原料との比重差をできるだ
け少なくし、主原料と副原料との調合時に石炭粒
子が全体において均一分散化されるようにし、透
水タイル１０の全体で透水性が均一になるように
するためである。参考までに説明すると、石炭粒
子の比重は1.4〜1.7であり、磁器質タイル材料の
比重は1.5〜2.3である。

而して、本発明の透水タイル１０は、前記主原
料と副原料とを調合するものであるが、この調合
割合は、主原料100重量部に対して副原料25〜65
重量部である。そして、そのときの全体に対する
副原料の石炭粒子の占める割合は、25〜35重量部
とし、全体に対する副原料のバインダー１３の占
める割合は０〜30重量部としている。石炭粒子の
配合割合を限定した理由は、第３図の特性曲線で
示す如く、主原料100重量部に対して25重量部未
満であると、焼成時の石炭粒子の消失により形成
される透水孔１５の平均径が小さくなつたり、透
水タイル１０の全体に対する気孔率が少なくな
り、例えば東京都の設計基準の目安となる現場透
水量400c.c.／15sを満足する透水性の目標値（透水
係数1.0×10^-2cm／Ｓ）が得られないからである。
また主原料100重量部に対して石炭粒子の配合割
合が35重量部を越えると、同図に示す如く、透水
タイル１０の全体の強度が不足し、JISで規格さ
れた床タイルとしての曲げ強度（12Kgｆ／cm）を
満足しなくなるからである。それに加えて、石炭
粒子の配合割合が前記量を越えると、焼成時に消
失しないでそのまま残ることがあり、製品に黒つ
ぽいシミを生成するからである。一方、バインダ
ー１３の配合割合を限定した理由は、主原料に対
するバインダー１３の配合割合が30重量部を越え
る場合は、焼成時に、石炭粒子の消失により形成
した透水孔１５をバインダー１３が閉塞してしま
うからである。つまり、透水性に優れた製品が得
られなくなるからである。また焼成収縮率が大き
くなり、製品の形状、寸法精度が悪くなるからで
ある。

次に、具体的な調合割合に基づいて透水タイル
１０を製造した場合の実施例について説明する。
先ず、磁器質タイル原料を70wt％、骨材として
の陶石を30wt％とする主原料を準備し、該主原
料100重量部に対して石炭粒子を30重量部、バイ
ンダーとしてのフリツトを２重量部加えて調合し
た。そして、該調合材料を加圧成形してタイル素
地を成形し、これを1280℃の温度で焼成した。こ
の焼成により、石炭粒子は800〜900℃で消失し、
磁器質タイル原料粒子は磁器化し、相互に結合し
た。またバインダー１３は、溶融して主原料粒子
間の結合を強化している。このようにして得られ
た透水タイル１０（厚さ20mm）の透水係数は、
5.8×10^-2cm／ｓであり、曲げ強度は13Kgｆ／cm
であつた。更に、透水タイル１０の耐凍害性を確
認する試験では、200回の繰り返し試験に耐える
ことができた。

なお、耐凍害性の確認試験は、ASTM法
（American Standard Testing Method）で行つ
た。この方法は、透水タイル１０を水中に２〜４
時間浸漬した状態で、−17.8℃〜＋4.4℃まで水温
を変化させ、これを１サイクルとして繰り返すも
のである。参考までに、従来の透水係数1.0×
10^-2cm／ｓを有するタイルの耐凍害性を確認した
実験では、僅か40回の繰り返し試験までしか耐凍
害性が確認されなかつた。この試験結果からも明
らかな如く、本発明に係る透水タイル１０は透水
性及び耐凍害性に優れており、また舗装用材とし
てJISに規格された曲げ強度をも十分に満足する
ものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明にあつては、焼成時
に、主原料粒子が溶融して焼結し、焼結状態の各
主原料粒子間に空隙を形成している。また焼成時
に、副原料のうちの石炭粒子が消失して連続した
気孔である透水孔を形成している。このためタイ
ル内に浸入して来た雨水等は、前記空隙及び透水
孔を通過して外部へ排出され、優れた透水性を発
現して雨水等がタイル内部に残ることがない。従
つて、耐凍害性に優れた透水タイルを提供するこ
とが可能である。しかも、石炭粒子は、タイル素
地の全体において均一に分散しており、透水タイ
ルの全体で均一な透水性を示しているので製品と
しての信頼性においても優れている。また特開昭
61−36157号公報に記載された技術のように、粒
径を大きくする必要がなく、表面性状が良好であ
るので、商品価値においても優れている。また純
然たるタイル用材料のみを使用しているので耐薬
品性においても優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の透水タイルの全体を示す縦断
面図、第２図は第１図の部分拡大図、第３図は石
炭粒子の配合割合と透水係数及び曲げ強度の特性
を示す図面、第４図は従来の透水タイルを示す縦
断面図である。 １３…バインダー、１１…主原料粒子、１５…
連続気孔（透水孔）、１０…透水タイル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 磁器質タイル原料に骨材を混合した主原料
   と、フリツト、ガラス等のバインダーに石炭粒子
   を混合した副原料とを調合し、該調合材料を加圧
   成形した後、主原料が磁器化し、副原料が溶融又
   は消失する温度で焼成することにより、主原料粒
   子同士を溶融焼結させると共に、前記石炭粒子を
   消失させて連続気孔を形成したことを特徴とする
   透水タイルの製造方法。