JPH01113237A - 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】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［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。Ｉ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。

［従来の技術および発明が解決しようとする問題点］ 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。

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。

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。

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
では焼結して溶岩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。

本発明は、前記の点に鑑み、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。

［問題点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、該基層上に形成され
た、調湿無機原料を含む調湿層と、該調湿層の上に形成
され、発泡性無機質原料を加熱発泡せしめた、連通気孔
を有する化粧層とからなり、前記調湿層が格子状の発泡
体と格子の開口部内に充填された調湿無機原料とで構成
されており、かつ、前記基層、化粧層および調湿層の格
子状の発泡体が焼成により溶化一体にされてなることを
特徴としている。また本発明の調湿機能を有するセラミ
ック板の製法は、発泡性無機質原料を積層し、えられた
層の上に格子状の金型を介して調湿無機原料を積層し、
さらに格子状の金゛型に代えて格子模様の格子の部分が
開口するよう形成された金型を介して発泡性無機質原料
を供給して調湿層を形成し、そののち該調湿層の上に加
熱発泡後に連通気孔を残すよう配合された発泡性無機質
原料を供給し、えられた積層体を加熱焼成して一体化せ
しめることを特徴としている。

［実施例コ 本発明のセラミック板は、基層、調湿層および化粧層か
らなる多層構造を有しており、該調湿層が格子模様を形
成するように積層された発泡性無機質原料の発泡体（１
１５子の部分）と調湿無機原料（格子の開口部）とから
構成されてなることを特徴としている。

基層を構成する発泡性無機質原料としては、天然ガラス
、人ニガラスなどの粉末に、ドロマイト、炭化珪素など
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４４ｕｍ−９
０％以」二となるように微粉砕（全重量の９０％以上が
４４ρのフルイを通ること）し、この粉体を０．２〜Ｉ
　ＬＩｌ／ｌｎ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。

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Ｎａ２ＣＯ３、
Ｎ　ａ　２　Ｓ　ｉ　０３、Ｎ　ａ　Ｎ　Ｏｓ、Ｎａ２
ＨＰＯ４、Ｐｂ３０ａ　、２ＰｂＣＯ３・Ｐｂ（ＯＨ）
２、ＢａＣＯ３、ＮａＢ４Ｏｙ・１ＯＨ２０ｓ　Ｈ３Ｂ
Ｏ３、ＺｎＯ、ガラス粉、フリットなどがある。

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
強度上緻密な独立気孔で構成するのが好ましいが、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０．８〜１．５８ｆｆｌが目安である。

調湿層は、調湿無機原料（調湿機能を有する無機原料の
ことをいう）と発泡性無機質原料とで構成されており、
これら二種類の原料によって格子模様が形成されている
。すなわち、調湿層は発泡性無機質原料を格子状に配置
し、この格子の開口部に調湿無機原料を充填した構造と
なっている。ただし、積層順序はどちらが先であっても
かまわない。

調湿無機原料は、以下のようにしてえられる。

まず、活性アルミナ、シリカゲル、ゼオライト、アルミ
ナゲル、シリカアルミナゲルなどの１種または２種以」
二を主成分（全体重量の概ね７０〜９０重工％を占める
のが好ましい）とし、ほかにつなぎ材として繊維状形態
を持つセピオライトなどの粘土鉱物などを加配混合して
ポットミルなどで湿式粉砕する。前記した原料のうち活
性アルミナは多孔質で大きな比表面積をもつ非晶質のア
ルミナで、吸着力が強く、またいったん吸着した気体を
放出して再び活性化するという性質を有しており、本発
明において好適に用いることができる。またゼオライト
は結晶構造が立体網目構造であり、該構造の連続空隙に
水の分子が出入りできる。その他の原料は比表面積とボ
アボリュームが大きく水分の吸排出機能に優れている。

粉砕物を乾燥固化したのちに、固化原料を２■程度の網
にてすり出すことで調湿無機原料かえられる。調湿無機
原料の粒径は、とくに限定されないが概ね１．０〜２．
５ｆｆｌａ＋が目安である。

格子模様の調湿層の格子部分に用いられる発泡性無機質
原料は、前述した基層と同じものを用いてもよいし、後
述する化粧層と同じものを用いてもよく、本発明におい
てとくに限定されるものではない。この格子部分は、焼
成によって基層および化粧層と一体化し、表層である化
粧層の脱落を防止してセラミック板の強度を向上させる
機能を果たす部分である。したがって、基層および化粧
層と溶化一体するよう原料の種類、粒度などを調製する
必要がある。

格子部分の面積と開口部部分の面積との割合は、本発明
においてとくに限定されるものではなく湿潤機能および
セラミック板の強度を考慮して設定すればよいが概ね１
１５が目安である。

調湿層の厚さは、セラミック板の用途、厚さなどにより
異なるが概ね３ｍａ＋以上が目安であり、−殻内に、厚
くすればするほど板の強度確保のために格子部分の割合
を多くして基層と化粧層との結合をしっかりとしたもの
とする必要がある。

化粧層の原料は、長石、ソーダ灰、硝酸ソーダ、ドロマ
イト、ジルコニット、亜鉛華、石灰石、ガラス粉、ジル
コンフリットなどを適宜組み合せた配合原料を用いるこ
とができる。このような組み合せの例としては、長石、
ソーダ灰、ジルコニット、亜鉛華、石灰石およびジルコ
ンフリットからなる組み合せや、長石、ソーダ灰、ジル
コニット、ジルコンフリットおよびガラス粉からなる組
み合せなどがある。かかる原料を乾式粉砕し、そののち
ペレタイザーにて０．５〜１　、５ａ＋ｍ程度に造粒し
たものを用いることができる。

化粧層の各位は溶化発泡して接置するものの、粒界に連
通気孔を残すよう焼成温度、配合などを設定することが
必要である。具体的には、発泡率を小さくすることで発
泡後に連通気孔を残すことができる。すなわち、発泡率
が小さいばあい、加熱により溶化発泡した多粒は点接着
で層を形成し、粒と粒との粒界は気孔を残している。発
泡率が大きいばあいは、粒の体積増と圧力により粒界は
潰されて連通気孔は無くなるが、発泡率が小さいときは
発泡後に連通気孔が残るのである。この化粧層に残され
ている連通気孔を通りで湿気もしくは湿分は調湿層内の
調湿無機原料に吸着され、また屋内湿度が低下したとき
は調湿無機原料より排出される湿気はこの連通気孔を通
って屋内に排出される。このようにして、室内は常に快
適な湿度状態にコントロールされるのである。調湿無機
原料は、基層、格子状の発泡体および化粧層によって包
みこまれている。

化粧層は、自由に色付けができるように基本配合が白く
なるように調整するのが好ましく、またロール抑圧によ
りレリーフ模様も施せるように軟化するのが好ましい。

化粧層の厚さも基層など他の層間様にとくに限定される
ものではないが、概ね３〜５ｆｆｌＩ１１が目安である
。

つぎに本発明のセラミック板の製法を説明する。

第１図は本発明の製法を実施するばあいに用いられる製
造装置の一実施例の概略説明図、第２〜４図はそれぞれ
本発明の製法において用いられる金型Ａ、金型Ｂおよび
金型Ｃの一実施例の概略斜視図である。

まず、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ホツパー（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、耐熱メツ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、上下面ともに均一な熱伝達を行なうことが
できる。

そののち、基層となるべき発泡性無機質原料層上に、第
２ホツパー（３）により金型Ａ（４）および金型Ｃ（５
）を介して調湿無機原料を供給する。金型の配置は、第
１図に示されるように金型Ａ（４）の」一部に金型Ｂが
くるようになっており、こうすることで格子模様の開口
部に該当する部分（第２〜３図の頭参照）にのみ調湿無
機原料が供給されることになる。調湿無機原料供給後、
金型Ｂ（５）をスライドさせて金型Ａ（４）上から移動
させ、代わりに金型Ｃ（６）を金型Ａ（４）上に配置す
る。そして、第３ホツパー（７）より発泡性無機質原料
を格子模様の格子部分（第２図のＱυ参照）に供給し、
調湿層となるべき層を形成する。この層のうえに第４ホ
ツパー（８）より化粧層を構成するペレット状の発泡性
無機質原料を供給する。

以上のようにして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ろことができる。

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、−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℃→６
０℃）においては９，４℃／分である。

焼成温度は、配合原料の５１０２、Ｍ２Ｏ３、フラック
ス成分の割合により決定されるが、メツシュベルト、ロ
ール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℃〜８５０℃の範囲で焼成を行なうのが好まし
い。

発泡後、基層、調湿層および化粧層とが一体となったセ
ラミック板は、冷却されるが、このばあいに冷却された
ロール００）により表面を急冷し、その後表面が再軟化
するよう再加熱する（たとえば焼成炉内の雰囲気温度に
より再加熱する）のが好ましい。好ましいロールの数は
、セラミック板の厚さや原料の柾類などにより異なり、
本発明においてとくに限定されるものではない。急冷後
、再軟化させることで発泡セラミック板の明度またたは
光沢（ＪＩＳ　Ｚ　８７２２により測定）を増加させる
ことができる。ロールで抑圧急冷後、再加熱するのは、
加熱溶化して光沢のあるガラス表面でも、熱間でロール
押圧すると光沢を失ない、マット表面（艶消表面）とな
るからである。そのため、再度表面を加熱して溶化させ
光沢を出してから、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のである。こうして、平滑で光沢
のあるセラミック板を製造することができる。

急冷抑圧ロールの温度は、製品表面温度より６０〜７０
℃低い温度のロールで押圧すれば、ロールの融告の防止
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６００℃まで急
冷しそのちの８５０℃程度でｆり加熱するのが一般的な
方法である。

セラミック板は全工程を通じて２５〜２８ｃｍ／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。

［発明の効果］ 以上詳述したように、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ａ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】

第１図は本発明の製法を実施するばあいに用いられる製
造装置の一実施例の概略説明図、第２〜４図はそれぞれ
本発明の製法において用いられる金型Ａ１金型Ｂおよび
金型Ｃの一実施例の概略説明図である。 （図面の主要符号） （２）：ベルトコンベア （４）：金型Ａ （５）：金型Ｂ （６）：金型Ｃ （９）：焼成炉 特許出願人　　ナショナル住宅産業株式会社ほか２名 第２図 ４＝金型Ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　発泡性無機質原料を加熱発泡せしめた基層と、該基
   層上に形成された、調湿無機原料を含む調湿層と、該調
   湿層の上に形成され、発泡性無機質原料を加熱発泡せし
   めた、連通気孔を有する化粧層とからなり、前記調湿層
   が格子状の発泡体と格子の開口部内に充填された調湿無
   機原料とで構成されており、かつ、前記基層、化粧層お
   よび調湿層の格子状の発泡体が焼成により溶化一体にさ
   れてなる調湿機能を有するセラミック板。 ２　前記基層が独立気孔で構成されてなる特許請求の範
   囲第１項記載のセラミック板。 ３　前記調湿無機原料が活性アルミナを主成分とする特
   許請求の範囲第１項記載のセラミック板。 ４　発泡性無機質原料を積層し、えられた層の上に格子
   状の金型を介して調湿無機原料を積層し、さらに格子状
   の金型に代えて格子模様の格子の部分が開口するよう形
   成された金型を介して発泡性無機質原料を供給して調湿
   層を形成し、そののち該調湿層の上に加熱発泡後に連通
   気孔を残すよう配合された発泡性無機質原料を供給し、
   えられた積層体を加熱焼成して一体化せしめることを特
   徴とする調湿機能を有するセラミック板の製法。