JPH08174762A - 調湿機能を有するセラミック板およびその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 無機発泡多孔質素材の優れた点である軽量
性、断熱性、耐火性、作業性、装飾性を生かしつつ、さ
らに調湿機能を有するセラミック板を提供する。 【構成】 発泡性無機質原料を加熱発泡せしめた基層３
と、該基層３上に積層された、連通気孔を有する化粧層
８とからなるセラミック板であって、前記基層３と化粧
層８とのあいだに、調湿機能を有する無機質粉砕粒５か
らなる調湿層６を介在させてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は調湿機能を有するセラミ
ック板およびその製法に関する。さらに詳しくは、軽量
大型板であり、断熱性、耐火性、防火性、耐候性に優
れ、装飾性豊かであり、とくに木材に優るとも劣らぬ優
れた調湿機能を有するセラミック板およびその製法に関
する。本明細書において調湿機能とは、吸湿機能および
放湿機能を意味し、たとえば本発明のセラミック板を壁
材として用いたばあいに、室内が高湿度のときは壁材が
湿気を吸収し、逆に室内が低湿度のときは壁材が湿気を
室内に放出するような機能のことをいう。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
の日本の建物は、主として木、土、紙により構成されて
おり、屋外の気候に影響され易いものの、構造物のすべ
てが呼吸作用をなしており、高湿度のときは水分を吸収
し、逆に乾燥時には水分を放出して屋内の湿度調整を行
なっていた。

【０００３】ところが、昨今の建物はコンクリート構造
に代表されるように密閉型のものが多く、通気性、呼吸
作用のない構造となっている。したがって、湿度の高い
地方ではとくに結露による弊害が大きく、建物の居住性
を低下させていた。

【０００４】そこで、従来にあっては、石膏ボードに化
粧紙を貼るとか、コンクリートの表面に吸湿シートを貼
るなどして居住性を保ってきたが、石膏ボードは水に弱
く、また装飾性や強度に劣るという問題があり、吸湿シ
ートは汚れやすく取り替えが必要であるという問題があ
る。したがって、タイルのようなセラミック板であっ
て、しかも調湿機能を有する建材が久しく望まれてい
た。

【０００５】かかる調湿機能を有するセラミック板とし
て、本発明者らは発泡体層の中間に調湿無機原料を含む
調湿層を設けることを試みたが、７００〜１０００℃程
度の低温焼成では焼結して溶着しない調湿無機原料を単
に発泡体層でサンドイッチしたばあい、この中間調湿層
の強度が弱く、したがって表層である発泡体層が脱落し
てしまうという問題があった。

【０００６】本発明は、叙上の事情に鑑み、無機発泡多
孔質素材の優れた点である軽量性、断熱性、耐火性、作
業性、装飾性を生かしつつ、さらに調湿機能を有するセ
ラミック板およびその製法を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の調湿機能を有す
るセラミック板は、発泡性無機質原料を加熱発泡せしめ
た基層と、該基層上に積層された、連通気孔を有する化
粧層とからなるセラミック板であって、前記基層と化粧
層とのあいだに、調湿機能を有する無機質粉砕粒からな
る調湿層を介在させてなることを特徴としている。

【０００８】前記基層が独立気孔または連通気孔を有し
てなるのが好ましい。

【０００９】前記無機質粉砕粒が頁岩からなるのが好ま
しい。

【００１０】前記化粧層が焼成温度で溶融しない無機質
粒からなるのが好ましい。

【００１１】また発泡性無機質原料を加熱発泡せしめた
基質と、該基層上に積層され、化粧粒と調湿機能を有す
る無機質粉砕粒との混合物を加熱せしめた、連通気孔を
有する化粧層とからなることを特徴としている。

【００１２】さらに本発明のセラミック板の製法は、発
泡性無機質原料からなる基層上に化粧層を積層し、えら
れた積層体を加熱焼成して溶化一体化させるセラミック
板であって、前記基層と化粧層とのあいだに、調湿機能
を有する無機質粉砕粒からなる調湿層を設けることを特
徴としている。

【００１３】また発泡性無機質原料からなる基層上に、
化粧粒と調湿機能を有する無機質粉砕粒との混合物から
なる化粧層を積層し、えられた積層体を加熱焼成して溶
化一体化させることを特徴としている。

【００１４】

【作用】本発明の調湿機能を有するセラミック板によれ
ば、連通気孔を有する化粧層から湿気が出入りして、無
機質粉砕粒により、吸放湿の機能がえられる。また該粉
砕粒は、粒から造粒した造粒物よりも粒強度が高いた
め、切断時に、切断面から脱落しない。その結果、機械
的強度の優れたセラミック板をうることができる。

【００１５】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の調湿機能
を有するセラミック板およびその製法について説明す
る。

【００１６】図１は本発明のセラミック板の要部断面
図、図２は本発明の製法を実施するばあいに用いられる
製造装置の一例を示す概略説明図、図３は本発明のセラ
ミック板の調湿機能を評価した吸放湿量試験を示す説明
図である。

【００１７】本発明の調湿機能を有するセラミック板
は、発泡性無機質原料を加熱発泡せしめた基層と、該基
層上に積層され、粒状無機質原料を加熱融着せしめた、
連通気孔を有する化粧層とからなる基本構成とされてい
る。

【００１８】前記基層を構成する発泡性無機質原料とし
ては、天然ガラス、人工ガラスなどの粉末に、ドロマイ
ト、炭化硅素などの発泡剤を加えたものを用いてもよい
が、ガラス粉末に代えて火山性天然原料である酸性白
土、抗火石、シラスなどにフラックス成分と発泡剤を加
配して４４μｍ −９０％以上になるように微粉砕し
（全重量の９０％以上が４４μｍのフルイを通るこ
と）、この粉体を０．２〜５ｍｍに造粒したものを用い
るのが温度の均一、均一発泡加熱によるガスの発散性な
どにおいて優れているので好ましい。さらに好ましくは
０．５〜３ｍｍがより発泡安定する。

【００１９】フラックス成分とは、他の物質に混入せし
めるとその物質の融点を下げる物質であり、たとえばＮ
ａ₂ ＣＯ₃ 、Ｎａ₂ ＳｉＯ₃ 、ＮａＮＯ₃ 、Ｎａ₂ ＨＰ
Ｏ₄、Ｐｂ₃ Ｏ₄ 、２ＰｂＣＯ₃ ・Ｐｂ（ＯＨ）₂ 、Ｂ
ａＣＯ₃ 、ＮａＢ₄ Ｏ₇ ・１０Ｈ₂ Ｏ、Ｈ₃ ＢＯ₃ 、Ｚ
ｎＯ、ガラス粉、フリットなどがある。

【００２０】基層の内部にはセラミック板の強度を保持
するためにラス網などの補強材を埋設しておくのが好ま
しい。基層は、緻密な独立気孔で構成するのが製品の強
度上好ましいが、後述する化粧層と同様に連通気孔を残
すような構造であってもよい。いずれのばあいであって
も、所望の発泡状態をうるためには、原料種類、配合割
合、ペレットの粒度などを調整する必要がある。基層の
厚さは、とくに限定はなく、セラミック板の厚さや用途
などに応じて適宜選定すればよいが、概ね０．５〜２．
０ｃｍが目安である。

【００２１】前記化粧層は、岩石、シャモットなどの粉
砕粒や、タイル顆粒粉などを６００℃以上で仮焼きした
仮焼粒などに焼成温度で溶融するフリット、ガラス、釉
薬などをコーティングした粒を化粧粒原料とし、これを
基層に積層し、焼成により粒同士を一体化し、化粧層と
する。化粧層の厚さは、とくに限定されるものではな
く、セラミック板の厚さや用途などに応じて適宜選択す
ればよいが、概ね０．２〜１．０ｃｍが目安である。ま
たコーティング量としては、適宜選択すればよいが、造
粒に対し、概ね１０〜８０重量％程度である。

【００２２】本発明では、前記基層と化粧層とのあいだ
に無機質粉砕粒からなる調湿層を介在させたことに特徴
がある。

【００２３】無機質粉砕粒としては、頁岩を好適に用い
ることができるが、本発明では、頁岩に限定されるもの
ではなく、多孔性を有するとともに、適度な空隙を有す
る無機粒子で、調湿能力があるものであれば、頁岩以外
のものを用いることができる。また、本発明において、
調湿層の原料として粉砕粒を用いる理由は、粉から造粒
した造粒物を用いると、強度が弱いため、切断したとき
に切断面の粒がつぶれたり、切断面から造粒物がはがれ
落ちたりして、基層と化粧層との付着が不安定となると
ともに、洗浄時の摩擦等により化粧層の脱落の心配があ
る。また混合〜粉砕〜造粒による工程数が多くなる問題
点があるが、これに対し、粉砕粒は粒強度が高いため、
切断面からの脱落（離脱）の心配がなく、基層と化粧層
とに強固に付着するからである。なお、粉砕粒の粒径
は、とくに限定されるものではなく、散布設備や散布量
などに応じて適宜選定すればよいが、概ね化粧層の厚さ
を薄くするためには０．１〜３ｍｍが目安である。また
散布量は、とくに限定されるものではなく、強度や調湿
能力に応じて適宜設定することができる。

【００２４】さらに本発明における無機質粉砕粒は、前
記化粧層の原料に混合して用いることもできる。その混
合比（重量比）としては、ほぼ１対１（無機質粉砕粒：
化粧層原料）程度、好ましくは３対１程度である。この
ばあい、無機質粉砕粒からなる調湿層の単独層を基層と
化粧層とのあいだに介在させたものより、調湿粒の量を
増大させることができ調湿能力を大にすることができ
る。

【００２５】つぎに本発明のセラミック板の調湿機能を
評価した一例を説明する。

【００２６】セラミック板の試作品としてタイルを用い
た。このタイルの試作方法は、稚内層の珪質頁岩と粘土
窯業原料の配合比を変えつつ、粉砕および混合を行な
い、水分約２０％の素地に調製したのち、それを成形圧
２００ｋｇｆ／ｃｍ² で大きさおよそ１１０×６６×１
０ｍｍにプレス成形し、焼成した。焼成条件は電気炉を
用い、加熱速度２００℃／ｈ、最高温度８００℃、最高
温度での保持時間１時間とした。えられた配合比別の試
作タイルは、その吸放湿変化を調べた結果、珪質頁岩を
配合することによって、極めて優れた調湿機能が発現す
ることがわかった。しかも、その機能は珪質頁岩の配合
量がふえるほど向上することがわかった。その他、えら
れたタイルは、アンモニアなどを吸収して脱臭作用も有
していることもわかった。

【００２７】つぎに本発明のセラミック板の製法を説明
する。

【００２８】図１〜２に示すように、前述した酸性白
土、シラスなどからなる発泡性無機質原料を第１ホッパ
ー１より適宜の量だけベルトコンベア２上に供給する。
ベルトコンベア２としては、耐熱メッシュベルトを用い
るのが好ましく、そうすることで発泡時の揮散成分を上
下面から均一に拡散させ、かつ、上下面とも均一な熱伝
達を行なうことができる。そののち、基層３となるべき
発泡性無機質原料層上に、散布装置４にて無機質粉砕粒
５を散布し、調湿層６となる層のうえに第２ホッパー７
より化粧層８を構成する前記粉体コーティング無機質粒
を供給する。以上のように形成された積層体を焼成炉９
内に搬入し、昇温、焼成し、しかるのちに徐冷すること
で本発明のセラミック板をうることができる。

【００２９】昇温または降温速度は、原料の種類や配合
により異なり本発明においてとくに限定されるものでは
ないが、一例を示すならば、予熱工程（常温→６００℃
とする）においては１６℃／分（したがって３６分で予
熱工程は完了することになる）、焼成工程（６００℃→
８８０℃）においては９．６℃／分、徐冷工程（８８０
℃→４００℃）においては１１．２℃／分、冷却工程
（４００℃→６０℃）においては９．４℃／分である。

【００３０】焼成温度は、配合原料のＳｉＯ₂ 、Ａｌ₂
Ｏ₃ 、フラックス成分の割合により決定されるが、メッ
シュベルト２、ロール１０などに金属部品を用いるとき
は、その保全のためにもできるだけ低温で焼成するのが
好ましく、具体的には、７５０℃〜９５０℃の範囲で焼
成を行なうのが好ましい。好ましいロール１０の数は、
セラミック板の厚さや原料の種類や表面パターンなどに
より異なり、本発明においてとくに限定されるものでは
ない。ロール急冷後徐冷帯から冷却帯へ移行させて「ひ
ずみ」応力を除去するよう順次冷却して、基層、調湿層
および化粧層とを一体化せしめることである。こうし
て、平滑であるセラミック板を製造することができる。

【００３１】急冷押圧ロールの温度は、製品表面温度よ
り２０〜７０℃低い温度のロールで押圧すれば、ロール
の融着の防止はできるが、生産性を高めるためには固化
温度まで下げるのが好ましく、したがって、たとえば表
面温度８８０℃で焼成した発泡セラミック板の表面を６
００℃まで急冷しそののち徐冷帯で固化歪除去を行なう
のが一般的な方法である。

【００３２】セラミック板は全工程を通じて２５〜２８
ｃｍ／分程度の速度で焼成炉内を搬送され、炉内に搬入
されてから約１４４分後に窯出される。

【００３３】つぎに本発明のセラミック板を実施例に基
づき説明するが、本発明はもとよりかかる実施例にのみ
限定されるものではない。

【００３４】実施例１基層原料の調製 大谷石６４．５％（重量％、以下同様）、ソーダ灰１８
％、水ガラス粉５％、三立タルク１２％およびＳｉＣ
０．５％からなる配合原料を１０ｍｍ^φのスチールボー
ルとともにポットミルに入れ４時間のあいだ乾式粉砕し
た。えられた粉末は３２５メッシュパス９６％以上の大
きさであった。この粉末に１５％糖蜜液を噴霧しながら
パンペレタイザーにて造粒し、粒径０．５〜２．５ｍｍ
の造粒物をえた。

【００３５】化粧層コーティング原料の調製 ガラス粉６２％、フリット２５％、水簸粘度５％および
ケイ酸ジルコニウム８％からなる配合原料を１０ｍｍ^φ
のスチールボールとともにポットミルに入れ５時間のあ
いだ乾式粉砕した。えられた粉末は３２５メッシュパス
９６％以上の大きさであった。

【００３６】化粧層原料の調整 福島長石を０．５〜１．５ｍｍに粉砕し、前記コーティ
ング原料３０％を粒に対し、２％ＰＶＡ液を１％スプレ
ーしたあとアイリッヒミキサーに投入、混合し、コーテ
ィング粒をえた。

【００３７】調湿層原料の調製 無機質粉砕粒として、頁岩を細かく粉砕したものを使用
した。このときの粉砕粒の平均粒径は約０．５〜３ｍｍ
であった。

【００３８】焼 成 以上のようにして調製した造粒物などを用いて積層体を
作り、これを焼成して溶化一体化せしめてセラミック板
をえた。

【００３９】焼成としては、搬送用に耐熱メッシュベル
トを架設した全長３９ｍのトンネルキルンを用いた。巾
１ｍのメッシュベルト上に離型材としてアルミナを塗布
し、その上に基層用造粒物を５ｍｍの厚さとなるように
均一にチャージし、その上に調湿層用粉砕粒を５００ｇ
／ｍ² となるようにベース基層上に散布し、さらにその
上に化粧層用造粒物を厚さ３ｍｍとなるように積層し
た。えられた積層体を予熱帯に搬送し、その後順に焼成
帯、急冷帯、徐冷帯、冷却帯と通過させて炉出口より搬
出した。

【００４０】なお、焼成温度は８５０℃であった。メッ
シュベルトの移動速度は２５ｃｍ／分であり、炉に入れ
て炉から出るまでの所要時間は約２４０分であった。

【００４１】つぎに前記実施例によりえられた本発明の
セラミック板の調湿機能を評価した吸放湿量試験を説明
する。

【００４２】図２に示すように、頁岩の粉砕粒を５００
ｇ／ｍ² 散布した調湿層から構成される本発明のセラミ
ック板（実施例１）は、板厚１０ｍｍの杉板（比較例
１）と調湿クロス貼り石こうボード（厚さ１２ｍｍ）
（比較例２）と比較して、時間の経過とともに安定した
吸湿量および放湿量がえられることがわかった。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
軽量、断熱性、耐久性などの多孔質セラミック板特有の
特長を有するのはもちろんのこと、装飾性豊かであり、
とくに木材に優るとも劣らぬ優れた調湿機能を有し、さ
らには、一体性および機械的強度の改良されたセラミッ
ク板をうることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセラミック板の要部断面図である。

【図２】本発明の製法を実施するばあいに用いられる製
造装置の一例を示す概略説明図である。

【図３】本発明のセラミック板の調湿機能を評価した吸
放湿量試験を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 第１ホッパー ２ ベルトコンベア ３ 基層 ４ 散布装置 ５ 無機質粉砕粒 ６ 調湿層 ７ 第２ホッパー ８ 化粧層 ９ 焼成炉

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永冶 良夫 岐阜県土岐市駄知町2321番地の２ 高砂工 業株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発泡性無機質原料を加熱発泡せしめた基
   層と、該基層上に積層された、連通気孔を有する化粧層
   とからなるセラミック板であって、前記基層と化粧層と
   のあいだに、調湿機能を有する無機質粉砕粒からなる調
   湿層を介在させてなることを特徴とする調湿機能を有す
   るセラミック板。
2. 【請求項２】 前記基層が独立気孔を有してなる請求項
   １記載のセラミック板。
3. 【請求項３】 前記無機質粉砕粒が頁岩からなる請求項
   １または２記載のセラミック板。
4. 【請求項４】 前記化粧層が焼成温度で溶融しない無機
   質粒からなる請求項１、２または３記載のセラミック
   板。
5. 【請求項５】 発泡性無機質原料を加熱発泡せしめた基
   質と、該基層上に積層され、化粧粒と調湿機能を有する
   無機質粉砕粒との混合物を加熱せしめた、連通気孔を有
   する化粧層とからなることを特徴とする調湿機能を有す
   るセラミック板。
6. 【請求項６】 前記基層が連通気孔を有してなる請求項
   １、３、４または５記載のセラミック板。
7. 【請求項７】 発泡性無機質原料からなる基層上に化粧
   層を積層し、えられた積層体を加熱焼成して溶化一体化
   させるセラミック板であって、前記基層と化粧層とのあ
   いだに、調湿機能を有する無機質粉砕粒からなる調湿層
   を設けることを特徴とする調湿機能を有するセラミック
   板の製法。
8. 【請求項８】 発泡性無機質原料からなる基層上に、化
   粧粒と調湿機能を有する無機質粉砕粒との混合物からな
   る化粧層を積層し、えられた積層体を加熱焼成して溶化
   一体化させることを特徴とする調湿機能を有するセラミ
   ック板の製法。