JP2001106564A - 調湿タイルの製造方法および調湿タイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タイルそのものの特性を損なうことなく、調
湿機能に優れた調湿タイルを容易に製造できるようにす
る。 【解決手段】 調湿材を含むタイル原料を成形し焼成す
る調湿タイルの製造方法であって、無機調湿材が配合さ
れたタイル原料を、湿式粉砕したあとスプレー造粒し、
含水率１３〜３０％に調整する工程(a) と、含水率が調
整されたタイル原料を用いてプレス成形を行う工程(b)
と、プレス成形された成形物を８００〜１０００℃で焼
成する工程(c) とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、住居などの施工環
境に対して調湿機能を発揮することができる調湿タイル
を製造する方法と、このような製造方法で得られる調湿
タイルとを対象にしている。

【０００２】

【従来の技術】調湿タイルは、原料に珪藻土などの吸放
湿性に優れた材料すなわち調湿材を配合しておくこと
で、施工状態で、表面から湿気を吸収したり、吸収した
水分を内部に保持しておいたり、必要に応じて吸収され
た水分を外部に放出したりする、いわゆる調湿機能を発
揮することができる。

【０００３】調湿タイルの表面には微細な空孔があいて
いて、表面が滑り難くなっているため、浴室の床面など
水濡れして滑り易くなる個所に使用するのにも適してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】調湿タイルは、通常の
タイル原料に調湿材が配合されているため、焼成条件の
設定が難しい。焼成条件が適切でないと、調湿材が有す
る調湿機能が十分に発揮されなくなったり、調湿タイル
の強度その他の特性が低下してしまう。

【０００５】また、調湿材が配合されたタイル原料は、
原料の配合処理や成形などの取扱いも難しい。本発明の
課題は、前記したような調湿タイルの製造方法におい
て、タイルそのものの特性を損なうことなく、調湿機能
に優れた調湿タイルを容易に製造できるようにすること
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる調湿タイ
ルの製造方法は、調湿材を含むタイル原料を成形し焼成
する調湿タイルの製造方法であって、無機調湿材が配合
されたタイル原料を、湿式粉砕したあとスプレー造粒
し、含水率１３〜３０％に調整する工程(a) と、含水率
が調整されたタイル原料を用いてプレス成形を行う工程
(b) と、プレス成形された成形物を８００〜１０００℃
で焼成する工程(c) とを含む。 〔タイル原料〕基本的には、粘土など通常のタイルと同
様の原料が使用できる。

【０００７】タイル原料に３〜２３重量％のガラス粉を
配合しておくと、調湿タイルの表面硬度が向上し、表面
に傷がつき難くなる。ガラス粉の配合量が適切であれ
ば、調湿機能にも悪影響を与え難い。タイル原料に顔料
などの着色材を配合しておけば、着色調湿タイルを得る
ことができる。

【０００８】タイル原料に脱鉄材を配合しておくことが
できる。タイル原料あるいは調湿材に鉄分を含む場合、
調湿タイルに鉄分の色が出てしまい、前記着色材の効果
を損なうことがあるが、タイル原料に脱鉄材を配合して
おけば、鉄分の色を消して、着色材の色を鮮やかに出す
ことができる。脱鉄材の代わりに還元剤を配合していて
も同様の効果がある。 〔調湿材〕通常の建築材料用の調湿材が使用できる。

【０００９】調湿材の形状は、タイル原料に配合可能な
粉末状および／または粒状であれば、不定形、球状、棒
状、楕円球状などいずれでも良い。調湿材は、１種類だ
けを用いてもよいし、種類の異なる調湿材を複数種組み
合わせて使用することもできる。 ＜炭＞具体的には、各種の天然木材からなる通常の炭や
活性炭その他の炭類が使用できる。炭の成分としてフェ
ライトを含むものは、静電気防止や電磁波吸収の機能を
発揮できる。例えば、切符やテレホンカード、磁気テー
プなどを焼却して得られる炭はフェライトを多量に含み
好ましい。パルプスラッジ炭も好適である。粉粒炭とし
て、粒径２mm以下のものが好ましく、０．５mm以下がよ
り好ましい。平均細孔半径が１．５〜１００Åで比表面
積が５０〜６００m²／ｇのもの、好ましくは平均細孔半
径が１０〜５０Åで比表面積が１００〜３００m²／ｇの
ものが使用される。

【００１０】調湿材として炭類を用いる場合、炭類を還
元雰囲気に維持して調湿タイルの焼成を行えば、炭類の
焼失が防げる。還元雰囲気でなくても、炭類が酸化反応
を起こさない雰囲気条件、例えば、窒素などの不活性ガ
ス雰囲気にしておいてもよい。焼成温度を比較的に低い
温度に設定することも有効である。 ＜無機調湿材＞前記炭類以外の無機調湿材として、ゼオ
ライト、セピオライトなどの多孔質鉱物や、アタバルジ
ャイト、モンモリロナイト、ゾノトライト、活性白土な
どの粘土鉱物、珪藻土、シリカゲル、アロフェン、イモ
ゴライトなどが挙げられる。珪藻土の１種である稚内珪
質頁岩（オパールＣＴ）は、調湿性能の点で優れたもの
である。

【００１１】無機調湿材の粒径は６mm以下程度のものが
用いられ、粉粒炭と同程度のものが好ましい。平均細孔
半径が２０〜１００Åで比表面積が２０〜２００m²／ｇ
のもの、好ましくは２０〜６０Åで比表面積が２０〜２
００m²／ｇのものが使用できる。 〔湿式粉砕・スプレー造粒〕タイル原料として、調湿材
を含むタイル原料を湿式粉砕したあとスプレー造粒した
造粒物を用いる。

【００１２】この方法は、調湿材などの複数の材料を均
一に配合させることができ、プレス成形が容易になり、
調湿タイルの性能にもバラツキが生じ難いなどの利点を
有する。湿式粉砕およびスプレー造粒の使用装置や処理
条件は、通常の造粒技術が適用できる。具体的には、泥
漿状態のタイル原料を湿式粉砕したあと、泥漿をスプレ
ーしながら、バーナーによる加熱乾燥などを行って、
０．５mm以下程度の顆粒状の造粒物を得る。

【００１３】このスプレー造粒の乾燥条件を適切に設定
することによって、造粒されたタイル原料の含水率を前
記条件範囲に調整することができる。スプレー造粒した
あとで、別に乾燥工程あるいは含水率調整工程を行って
もよい。さらに別の方法として、上記方法で造粒され、
含水率が調整されたタイル原料を加圧成型したあと粉砕
して、粉砕物からなるタイル原料としたものを、次の成
形工程に供給することができる。

【００１４】成形工程に供給するタイル原料の含水率
を、１３〜３０％に調整しておく。好ましくは、含水率
１５％以上に調整する。含水率が低すぎると、プレス成
形後の成形物の結合力が弱くなり、取扱い中に破損し易
くなったり、焼成後の強度不足が生じたりする。含水率
が高すぎると、成形物の表面がべとつき、乾燥クラック
が発生する問題が出やすい。成形時に型枠内にチャージ
するのが困難になる。調湿材の調湿機能も低下する。 〔成形工程〕含水率が調整された状態のタイル原料をプ
レス成形する。

【００１５】プレス成形に用いる装置や作業工程は、通
常のタイル製造の場合と同様でよい。具体的には、周囲
を囲む型枠の内部にタイル原料を堆積させたあと、堆積
したタイル原料を上下からプレスすることができる。タ
イル原料に着色剤を配合しておく場合、予めタイル原料
あるいは調湿材に着色材をコーティングしておいてか
ら、プレス成形を行うと、均一な着色が可能になる。着
色剤が配合あるいはコーティングされた造粒物からなる
タイル原料を用いることができる。 〔焼成工程〕プレス成形された成形物を８００〜１００
０℃で焼成する。より好ましくは、８００〜９００℃に
設定する。焼成装置や焼成作業は通常のタイル製造と同
様でよい。焼成温度が適切でないと、焼成された調湿タ
イルの強度が低下したり、形状精度が悪くなったり、調
湿材の調湿機能が損なわれたりする。

【００１６】調湿材としてアロフェンなど、耐熱性が比
較的に劣る材料をを用いる場合、焼成温度を８００〜８
７０℃に設定することが好ましい。 〔本体層と表層〕調湿タイルを、前記した調湿材を含む
タイル原料からなる本体層と、本体層とは異なる原料か
らなる表層との複数構造にすることができる。

【００１７】表層は、調湿タイルの表面の特性や外観、
意匠性を改善する。表層の材料としては、通常のタイル
における表層あるいは化粧層の材料が使用できる。前記
した本体層の材料であるタイル原料と同様の材料も使用
できる。但し、表層の材料は、本体層の調湿機能を阻害
しないものを用いる。表層材料として粒状原料を用いる
ことで、粒状原料同士の間に生じる隙間が、表層に透湿
性を付与し、本体層の調湿機能を損なわない。比較的に
粒径の大きな粒状原料を、成形された本体層の表面に散
布したのち、プレスすることで、粒状原料からなる表層
を本体層に強固に一体化させることができる。

【００１８】表層の材料として、ガラスや天然鉱石など
の硬質粒材を用いれば、調湿タイルの表面硬度を向上で
きる。硬質粒材の色や模様が意匠性を向上させる。表層
に配合するガラス粉は、最大１５％程度に設定できる。
本体層にもガラス粉を配合している場合、表層の配合量
のほうを少し多くしておけば、表層と本体層との一体性
を損なうことなく、表層の表面硬度などを十分に向上さ
せることができる。

【００１９】表層の材料に、釉薬材を用いることができ
る。釉薬材として焼成後に透湿性を示すものが好まし
い。表層の材料に、前記した調湿材を配合しておけば、
表層に調湿機能を付与することができる。表層は、本体
層の上に表層の材料を積層したあとプレス成形を行い、
本体層とともに焼成を行って、本体層と表層とが一体化
された調湿タイルを得ることができる。また、本体層を
成形および焼成したあと、表面に表層材料を塗工あるい
は堆積、散布などの手段で積層して、乾燥硬化させた
り、焼成硬化させたりすることもできる。

【００２０】表層材料を焼成せずに本体層と一体化させ
たり、本体層よりも低い温度で焼成できれば、表層の材
料として耐熱性に劣る材料を用いることができる。 〔酸化チタン〕タイル原料に酸化チタンを配合しておく
ことができる。調湿タイルが表層と本体層とからなる場
合は、本体層と表層の何れか一方あるいは両方に配合で
きる。調湿タイルの表面機能を向上させるには、表層に
配合しておくことが好ましい。

【００２１】酸化チタンは、光が照射されることで光触
媒反応を起こし、表面に付着した有機物を分解する機能
がある。そのために、調湿タイルの表面に付いた汚れが
除去されたり、カビや雑菌の発生および繁殖を抑制する
機能がある。

【００２２】

【発明の実施形態】図１に示す実施形態は、調湿タイル
の構造を示している。調湿タイル１０は、概略矩形板状
をなす本体層１２と、本体層１２の上面および側面を覆
う表層１４とで構成される。本体層１２は、粘土質材料
に珪藻土などの調湿材、ガラス粉などが配合されたタイ
ル原料の造粒物で形成されている。表層１４は、珪藻土
に無機顔料および酸化チタンが配合された材料で形成さ
れている。

【００２３】本体層１２と表層１４の材料を積層してプ
レス成形したあと、成形品を焼成装置に入れて８８０℃
程度で焼成し、本体層１２と表層１４とが一体化された
調湿タイルが得られる。調湿タイルは、本体層１２およ
び表層１２ともに、湿気を吸収したり保持したり放出し
たりする調湿機能を有している。したがって、調湿タイ
ル１２を建築物の内装仕上げに使用すれば、施工空間の
湿度環境を良好に調整維持することができる。特に、浴
室などの高湿環境になり易い場所に適している。しか
も、表層１２には酸化チタンが配合されているので、表
面に汚れが固着したままになり難く、カビなどが発生す
ることが防げ、長期間にわたって良好な環境を維持する
ことができる。

【００２４】

【実施例】本発明の調湿タイルを製造し、その性能を評
価した結果を示す。配合原料は、基本的には稚内珪藻土
を主体とし、成型性及び焼結性を考慮して火成岩（シラ
スなど）や堆積岩（粘土など）を適宜に選択して用い
た。また、焼結助剤は、融剤となるガラス粉を用い、調
色の為の消色剤を少量添加した。

【００２５】以下の表に示す各種条件設定で調湿タイル
を製造し、成形性および焼成条件による焼成品の性能を
測定した。製造条件は、一般的な調湿タイルの製造条件
を採用した。性能の測定は、常法にしたがって行った。

【００２６】

【表１】 ＜タイル原料の含水率と稚内珪藻土の配合量＞ ────────────────────────────── 含水率 稚内珪藻土配合量（重量％） （％） 評価項目 ３０ ５０ ７０ ８０ １００ ────────────────────────────── １０ 生強度 △ × × × × 焼成状態 △ × × × × ───────────────────────────── １５ 生強度 ○ ○ ○ △ △ 焼成状態 ○ ○ △ △ × ───────────────────────────── ２０ 生強度 ○ ○ ○ ○ ○ 焼成状態 ○ ○ ○ ○ ○ ───────────────────────────── ３０ 生強度 △ ○ ○ ○ ○ 焼成状態 × × △ ○ ○ ───────────────────────────── ３５ 生強度 × × × × × 焼成状態 × × × × × ────────────────────────────── 評価：×＝不良、△＝やや不良、○＝良好 上記表の測定結果から、タイル原料の造粒物の含水率が
適切な範囲でなければ、充分な性能の調湿タイルが得ら
れないことが判る。また、稚内珪藻土の配合量が性能に
大きな影響を与えることも判る。

【００２７】上記測定の結果をもとに、良好な成績が達
成された配合条件を選択するとともに、焼成条件を種々
に変更して、その性能を評価した。

【００２８】

【表２】 ＜焼成温度９００℃、焼成時間３時間２０分＞ ───────────────────────────────── 実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ ───────────────────────────────── 原料配合（重量％）： 稚内珪藻土 ７０ ７０ ８０ ８０ 堆積岩 １０ − １０ − 火成岩 １０ ２０ − １０ ガラス粉 １０ １０ １０ １０ 消色剤 ３ ３ ３ ３ ───────────────────────────────── 性能： 焼成収縮率 ％ １．９３ ２．１７ １．７１ ２．０７ 24時間吸水率 ％ ３５．６ ３４．７ ３９．６ ３９．１ 曲げ強度 kg/cm² ５４．４ ５７．３ ５７．４ ５１．４ ─────────────────────────────────

【００２９】

【表３】 ＜焼成温度９００℃、焼成時間３時間２０分＞ ───────────────────────────────── 実施例５ 実施例６ 実施例７ 実施例８ ───────────────────────────────── 原料配合（重量％）： 稚内珪藻土 ７０ ７０ ８０ ８０ 堆積岩 １０ − １０ − 火成岩 １０ ２０ − １０ ガラス粉 １０ １０ １０ １０ 消色剤 ５ ５ ５ ５ ───────────────────────────────── 性能： 焼成収縮率 ％ １．８１ ２．０２ １．７２ ２．００ 24時間吸水率 ％ ３６．０ ３５．６ ３９．１ ３８．９ 曲げ強度 kg/cm² ５８．１ ５２．８ ５６．５ ４９．７ ─────────────────────────────────

【００３０】

【表４】 ＜焼成温度８８０℃、焼成時間３時間２０分＞ ───────────────────────────────── 実施例10 実施例11 実施例12 実施例13 ───────────────────────────────── 原料配合（重量％）： 稚内珪藻土 ７０ ７０ ８０ ８０ 堆積岩 １０ − １０ − 火成岩 １０ ２０ − １０ ガラス粉 １０ １０ １０ １０ 消色剤 ３ ３ ３ ３ ───────────────────────────────── 性能： 焼成収縮率 ％ １．２６ １．５１ １．０８ １．４１ 曲げ強度 kg/cm² ４４．８ ４９．６ ４９．９ ４７．８ ─────────────────────────────────

【００３１】

【表５】 ＜焼成温度８８０℃、焼成時間３時間２０分＞ ───────────────────────────────── 実施例14 実施例15 実施例16 実施例17 ───────────────────────────────── 原料配合（重量％）： 稚内珪藻土 ７０ ７０ ８０ ８０ 堆積岩 １０ − １０ − 火成岩 １０ ２０ − １０ ガラス粉 １０ １０ １０ １０ 消色剤 ５ ５ ５ ５ ───────────────────────────────── 性能： 焼成収縮率 ％ １．１３ １．３１ １．０６ １．２８ 曲げ強度 kg/cm² ５０．１ ４９．４ ４４．１ ５０．８ ─────────────────────────────────

【００３２】

【発明の効果】本発明にかかる調湿タイルの製造方法お
よび調湿タイルは、プレス成形に供するタイル原料の含
水率と、成形物を焼成する際の焼成温度を適切に設定す
ることで、焼成過程で調湿材の調湿機能が損なわれるこ
とがなく、調湿機能に優れた調湿タイルを得ることがで
きる。しかも、調湿タイルとしての基本的な強度などの
特性に悪影響を与えることがない。

【００３３】その結果、各種建築物の内装仕上げなどに
好適な調湿タイルを能率的に製造することができ、調湿
タイルの需要および用途の拡大に貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態を表す調湿タイルの断面図

【符号の説明】

１０ 調湿タイル １２ 本体層 １４ 表層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小池 寿典 大阪府豊中市新千里西町１丁目１番４号 ナショナル住宅産業株式会社内 (72)発明者 斉田 公昭 岐阜県土岐市駄知町2321番地の２ 高砂工 業株式会社内 (72)発明者 山内 泰治 岐阜県土岐市駄知町2321番地の２ 高砂工 業株式会社内 Ｆターム(参考） 2E110 AA12 AA16 BA02 BA12 EA09 4D052 AA08 CE00 FA01 HA01 HA03 HA21 HA23 HA24 HA39 HB02 HB05 4G066 AA04A AA04B AA22A AA22B AA23A AA23B AA61A AA61B AA64A AA64B AA70A AA70B AA71A AA71B BA05 BA35 CA43 DA03 EA20 FA03 FA20 FA22 FA25 FA26 FA33 FA34

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】調湿材を含むタイル原料を成形し焼成する
   調湿タイルの製造方法であって、 無機調湿材が配合されたタイル原料を、湿式粉砕したあ
   とスプレー造粒し、含水率１３〜３０％に調整する工程
   (a) と、 含水率が調整されたタイル原料を用いてプレス成形を行
   う工程(b) と、 プレス成形された成形物を８００〜１０００℃で焼成す
   る工程(c) とを含む調湿タイルの製造方法。
2. 【請求項２】前記工程(a) が、無機調湿材として、粉粒
   炭、珪藻土、稚内珪質頁岩（オパールＣＴ）、ゼオライ
   ト、セピオライト、シリカゲル、アロフェン、イモゴラ
   イトからなる群から選ばれる何れか１種を用いる請求項
   １に記載の調湿タイルの製造方法。
3. 【請求項３】前記工程(a) が、無機調湿材として粉粒炭
   を用い、 前記工程(c) が、非酸化性雰囲気で焼成する請求項２に
   記載の調湿タイルの製造方法。
4. 【請求項４】前記工程(a) が、酸化チタンを含むタイル
   原料を用いる請求項３に記載の調湿タイルの製造方法。
5. 【請求項５】前記工程(b) が、無機調湿材が配合され含
   水率１３〜３０％に調整されたタイル原料からなる本体
   層と、粒状原料からなる表層とを積層し、プレス成形す
   る請求項１〜４の何れかに記載の調湿タイルの製造方
   法。
6. 【請求項６】前記工程(a) が、タイル原料に３〜２３重
   量％のガラス粉を配合しておく請求項１〜５の何れかに
   記載の調湿タイルの製造方法。
7. 【請求項７】前記工程(a) と工程(b) の間に、 含水率が調整されたタイル原料を加圧成型したあと粉砕
   する工程(a2)をさらに含む請求項１〜６の何れかに記載
   の調湿タイルの製造方法。
8. 【請求項８】前記工程(c) のあとで、調湿タイルの表面
   に、透湿性を有する表層を形成する請求項１〜７の何れ
   かに記載の調湿タイルの製造方法。
9. 【請求項９】請求項１〜８に記載の製造方法で得られ、 前記タイル原料からなる本体層と、 前記本体層の表面に配置され、透湿性を有する表層とを
   有する調湿タイル。