Stoneware tile

本発明は、特に夏期のベランダ、テラス等に太陽が長時間照りつけている状態で打ち水をしたときに表面温度が低下する状態を長く維持できるタイルに関する。

従来より、多孔質セラミックを用いた壁体などに水を掛けることで、冷却効果が得られることが知られている。 このような多孔質セラミックを得る方法として、発泡材（気孔付与材）を入れる方法（例えば、特許文献１（特開２００５−３４８６３１号）や、セラミック自体に発泡性の原料を用いる方法（例えば、特許文献２（特開２００３−１８４１９９号））が知られている。すなわち、セラミック原料に、何らかの気孔に対応する成分を加えることで多孔質セラミックを得ている。

特許文献１（特開２００５−３４８６３１号）では、例えば、発泡材（気孔付与材）として、紙製品の切断の際に生じる紙屑で、粒径が０．５〜２ｍｍ程度の微細なもの、あるいは鋸屑のような木屑、火力発電所からの廃棄物である石炭屑（フライアッシュ）等を使用し、その部分を発泡させて気孔を得ている。

特許文献２（特開２００３−１８４１９９号）では、それ自体発泡性の原料としてバーミキュライトを主体とした発泡セラミックス焼結体が利用されている。

本発明者らは、今般、焼成により得られる陶磁器質タイルの構成として、板厚方向に貫通孔を有し、貫通孔の形状は細長形状であり、前記タイルの表面で観察される前記貫通孔が作る気孔断面積よりも、タイル内部の中央の前記貫通孔が作る気孔断面積の方が大であるようにすることで、特に夏期のベランダ、テラス等に太陽が長時間照りつけている状態で打ち水時のタイル表面の温度低下を比較的長く保持できる、との知見を得た。

すなわち、本発明の目的は、特に夏期のベランダ、テラス等に太陽が長時間照りつけている状態で打ち水時のタイル表面の温度低下を比較的長く保持できるせっ器質タイルを提供することである。

そして、本発明によるせっ器質タイルは、焼成により得られる陶磁器質タイルの構成として、板厚方向に貫通孔を有し、貫通孔の形状は細長形状であり、 前記タイルの表面で観察される前記貫通孔が作る気孔断面積よりも、タイル内部の中央の前記貫通孔が作る気孔断面積の方が大であるようにした陶磁器質タイルである。

本発明によれば、特に夏期のベランダ、テラス等に太陽が長時間照りつけている状態における打ち水時のタイル表面の温度低下を比較的長く保持できるせっ器質タイルが提供される。

実施例１で得たせっ器質タイルの断面の顕微鏡写真である。

比較例１で得たせっ器質タイルの断面の顕微鏡写真である。

実施例１で得たせっ器質タイルの表面の顕微鏡写真である。

陶磁器質タイル
本発明による陶磁器質タイルは、打ち水時のタイル表面の温度低下を比較的長く保持できる。 本発明によるタイルの上述のような意外な効果が得られる理由は定かではないが、それは以下の通りと考えられる。 しかし、以下の説明はあくまで仮説であり、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。

従来の発泡タイルでは発泡ガス成分が焼成によりタイル外部へ抜けていくときに、ガス化は特定の昇温温度域で生じるために発泡材のサイズに応じた気孔が表面に向けて形成される。 その際にその逃げ道を構成する素地成分は圧縮されるために逆に逃げ道以外の部分は焼結されやすくなる。 そうしてこのようなタイルでは、表面に、発泡材に由来する孤立した大きな気孔と、焼結が進行している部分に対応する水が入り込みにくい非常に小さな気孔や閉気孔しかない緻密な部分が生じる。 このような構成だと打ち水後の気化に寄与する気孔は孤立した大きな気孔のみとなり、気孔率の大きな割には高い気化潜熱を確保できない。 また気孔の内部構造と外部構造の差がほとんどないために、比較的早く打ち水効果が消失してしまう。 それに対して、本発明によるせっ器質タイルにあっては、貫通孔を有し、焼成体内部の気孔が大きく（すなわち細孔表面積が小さい）、かつ焼成体表面の気孔は細長形状に狭くなるように構成されているので、打ち水に寄与しうる気孔の比率が増加するとともに、内部に比較的長く保水される状態を維持することが可能となる。 その結果、打ち水時のタイル表面の温度低下を比較的長く保持できるようになる。

本発明の好ましい形態によれば、前記貫通孔の細長形状の気孔の幅は、１０μｍ以上４０μｍ以下であるようにする。 気孔の幅が１０μｍ以上であることで充分な気化量を確保でき、４０μｍ以下であることで毛細管力により内部に一定時間保水される。

本発明の好ましい形態によれば、前記タイルの水銀圧入法による細孔表面積が０．１ｍ ^２ ／ｇ以上０．５ｍ ^２ ／ｇ以下である。 細孔表面積がこの範囲にあることで、打ち水効果の保持に寄与しうる気孔の比率を増加させることができる。 より具体的には、０．１ｍ ^２ ／ｇ以上であることで打ち水がタイル板厚方向下方に速やかに透水してしまう現象を有効に防止でき、０．５ｍ ^２ ／ｇ以下であることで貫通孔における焼成体内部の気孔径を十分大きな状態にできる。

本発明の好ましい形態によれば、充分な保水量を確保する観点から、前記タイルの煮沸法による吸水率は５％以上１５％以下であるようにする。

本発明の好ましい形態によれば、前記タイルに２５０Ｗの赤外線ランプを６０分照射したときの保水量（重量）を照射前後の重量変化で除した値が０．３５以上０．５０以下であるようにする。 上記値を０．３５以上とすることで、夏場に表面温度が５０℃以上まで上昇するようなベランダ床やテラス床で利用される場合に、本発明によるタイルは、その表面の温度を打ち水により低めた状態を比較的長く維持することができる。 また、上記値を０．５０以下とすることで、夏場に表面温度が５０℃以上まで上昇するようなベランダ床やテラス床で利用される場合に、本発明によるタイルは、その表面の温度を打ち水により効果的に低下させることができる。

本発明の好ましい形態によれば、表面温度２７℃の前記タイルに２５０Ｗの赤外線ランプを照射したときの、５０℃到達時間が５０分以上であるようにする。 これにより、夏場に表面温度が５０℃以上まで上昇するようなベランダ床やテラス床で利用される場合に、本発明によるタイルは、打ち水により表面温度を効果的に下げ、かつ下げた状態を比較的長く維持することができる。

本発明の好ましい形態によれば、前記タイルに２５０Ｗの赤外線ランプを６０分照射したときの、照射前に対する照射後の水保持率が０．２６以上であるようにする。 ここで、照射後の水保持率とは、照射後の保水量（重量）を照射前の保水量（重量）で除した値である。 上記値が０．２６以上であることで、夏場に表面温度が５０℃以上まで上昇するようなベランダ床やテラス床で利用される場合に、本発明によるタイルは、その表面の温度を打ち水により低めた状態を比較的長く維持できる。 また、上記値が０．４０以下であることで、夏場に表面温度が５０℃以上まで上昇するようなベランダ床やテラス床で利用される場合に、本発明によるタイルは、その表面の温度を打ち水により効果的に低下させることができる。

本発明の好ましい形態によれば、前記タイルに２５０Ｗの赤外線ランプを６０分照射後蒸発潜熱の照射前の蒸発潜熱に対する比を０．２５以上０．４０以下にする。 ここで、蒸発潜熱は、保水重量とタイル表面温度から算出した。 尚、１００℃の水の蒸発熱は５３９ｇ／ｃａｌとした。 上記値を０．２５以上とすることで、夏場に表面温度が５０℃以上まで上昇するベランダ床やテラス床で利用される場合に、本発明によるタイルは、その表面の温度を打ち水により低めた状態を比較的長く維持することができる。 また、上記値を０．２５以下とすることで、夏場に表面温度が５０℃以上まで上昇するベランダ床やテラス床で利用される場合に、本発明によるタイルは、その表面の温度を打ち水により効果的に低下させることができる。

本発明の好ましい形態によれば、水銀圧入法による気孔の小さいほうから１０％径が２．２μｍ以下、０．２μｍ以上である。 ここでいう気孔の小さいほうから１０％径とは、全気孔のうち径の小さなものから順にみたときに、気孔全体のうち体積で１０％の位置に存在する気孔の径、という意味である。 水銀圧入法による気孔の小さいほうから１０％径が２．２μｍ以下であることで、保水と気化のバランスが取れた多孔構造となり、ベランダ床やテラス床で利用されるタイル表面の温度を打ち水により効果的に低下させつつその温度を打ち水により低めた状態を比較的長く維持できる。 また、水銀圧入法による気孔の小さいほうから１０％径が０．２μｍ以上、より好ましくは０．３μｍ、最も好ましくは０．５μｍ以上であることで、上記双方の効果に寄与しない微細気孔量を最小限に止めることができる。

上述してきた本発明のタイルは、特にベランダやテラスで好適に利用できる。 特にその床タイルとして利用すると、本発明の効果をより充分に享受できる。

タイルの製法
本発明のタイルの製法は、例えば、焼成化度の異なる複数の素地（せっ器質素地と磁器質素地）を均一に混合した素地に、必要に応じてシャモットを配合した素地を成形し、焼成により焼失して気孔を生じさせる成分または焼成により発泡して気孔を生じさせる成分、例えばクリンカアッシュまたはフライアッシュ等の気孔付与剤は実質的に配合せずに焼成することで得られる。 また、上述の本発明によるタイルが好ましくは持つ物性、例えば細孔表面積が０．１ｍ ^２ ／ｇ以上０．５ｍ ^２ ／ｇ以下、焼成温度吸水率を５％以上１５％以下、水銀圧入法による気孔のメジアン径が２〜１０μｍであり、かつ水銀圧入法による気孔の小さいほうから１０％径が１μｍ以上、水銀圧入法による細孔表面積Ｓ（ｍ ^２ ／ｇ）と、前記タイルの水銀圧入法による細孔体積（ｃｃ／ｇ）との比Ｓ／Ｖの値を１０以下とすることは、それぞれ上記原料配合を調整し、または焼成条件を選定することにより達成できる。

実施例１．
せっ器質杯土４５質量部、磁器質杯土４５質量部、シャモット１０質量部からなる原料素地をプレス成型してタイル生成形体を作製後、ローラハースキルン中で１２００〜１３００℃で焼成することにより試料を得た。

比較例１．
せっ器質杯土３５質量部、磁器質杯土４０質量部、シャモット１０質量部、クリンカアッシュ１５質量部からなる原料素地をプレス成型してタイル生成形体を作製後、ローラハースキルン中で１２００〜１３００℃で焼成することにより試料を得た。

得られた試料について、ポロシメータ（水銀圧入法）により、細孔表面積Ｓ（ｍ ^２ ／ｇ）、気孔のメジアン径Ｄ５０（μｍ）、気孔の小さいほうから１０％径Ｄ１０（μｍ）、細孔体積Ｖ（ｃｃ／ｇ）、細孔表面積Ｓ（ｍ ^２ ／ｇ）と前記タイルの水銀圧入法による細孔体積（ｃｃ／ｇ）との比Ｓ／Ｖ（ｍ ^２ ／ｃｃ）を求めた。 結果を表１に示す。

さらに実施例１および比較例１の試料の断面を電子顕微鏡で観察した。 その電子顕微鏡写真は図１および図２に示されるとおりであった。 図１では、表面および内部で細長い気孔が多く観察され、かつ内部に大きな気孔が多数存在するのが観察された。 それに対して、図２では独立した大きな円い気孔も観察された。

さらに、実施例１の試料の表面を電子顕微鏡で観察した。 その電子顕微鏡写真は図３に示されるとおりであった。 図１と図３との比較により、実施例１では板部表面よりも中央部のほうが断面観察される気孔体積が増加していることがわかる。

また、実施例１について、試料表面にロートを接着し、乾燥後赤インクを８０ｍｌ注入する浸透試験を行ったところ、２日後に試料裏面から赤インクの滴下が観察され、貫通孔があることが判明した。 また、比較例１についても同様の試験を行ったが、２日後の試料裏面からの赤インクの滴下は確認されなかった。

また、実施例１および比較例１の１００角タイルを８０℃の乾燥器に入れその後３０分、水に浸漬させた。 その時のタイル表面の温度は、各々２７℃であった。

その後、浸漬させた各試料を湿度４０％の条件下で２５０Ｗの赤外線ランプで６０分照射し、それぞれの試料で表面温度を測定したところ、実施例１は４９℃であり、比較例１では５８℃となり、両者には開きが認められた。

さらに、この条件で、保水量（重量）を照射前後の重量変化で除した値は、実施例１では０．４２であり、比較例１では０．３３であった。

さらに、この条件での、６０分照射後の水保持率は、実施例１では０．３０であり、比較例１では０．２５であった。 ここで、照射後の水保持率とは、照射後の保水量（重量）を照射前の保水量（重量）で除した値である。

さらに、この条件での、２５０Ｗの赤外線ランプを６０分照射後蒸発潜熱の照射前の蒸発潜熱に対する比は、実施例１では０．２８であり、比較例１では０．２３であった。 ここで、蒸発潜熱は、保水重量とタイル表面温度から算出した。 なお、１００℃の水の蒸発熱は５３９ｇ／ｃａｌとした。

また、浸漬させた各試料を湿度４０％の条件下で２５０Ｗの赤外線ランプで１２０分照射し、それぞれの試料で表面温度を測定した場合も、実施例１は５７℃であり、比較例１では６４℃となり、両者には開きが認められた。

また、浸漬させた各試料を湿度４０％の条件下で２５０Ｗの赤外線ランプで照射し、それぞれの試料で表面温度が５０℃となる時間を測定したところ、実施例１は６５分であり、比較例１では４０分となり、両者には開きが認められた。