(57)【要約】【課題】調湿タイルの表面に色むらや局部的な白色化が生じないようにして、外観品質を向上させる。【解決手段】成形用材料からなる基材層１４の表面に、吸水性乾燥粉からなる表面層１２を積層形成する工程（ａ）と、得られた積層物１０をプレス成形してプレス成形物を得る工程（ｂ）と、プレス成形物を焼成して調湿タイルを得る工程（ｃ）とを含む。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
調湿材を含む成形用材料をプレス成形し焼成する調湿タイルの製造方法であって、
前記成形用材料からなる基材層の表面に、吸水性乾燥粉からなる表面層を積層形成する工程（ａ）と、
前工程（ａ）で得られた積層物をプレス成形してプレス成形物を得る工程（ｂ）と、
前工程（ｂ）で得られたプレス成形物を焼成して調湿タイルを得る工程（ｃ）と
を含む調湿タイルの製造方法。
【請求項２】
前記工程（ａ）が、前記吸水性乾燥粉として、亜鉛華、無機調湿材、ガラス粉、粘土、着色材からなる群から選ばれ、含水率１．５〜１０重量％、比重０．６〜１．８、平均粒径５〜１００μｍの吸水性乾燥粉を用い、厚み０．５ｍｍ以上の表面層を形成する
請求項１に記載の調湿タイルの製造方法。
【請求項３】
前記工程（ａ）が、前記吸水性乾燥粉として、顔料を含有する吸水性乾燥粉を用いる
請求項１または２に記載の調湿タイルの製造方法。
【請求項４】
前記工程（ａ）が、前記基材層となる成形用材料として、無機調湿材と水溶性融剤とを含有し、平均粒径０．３〜２ｍｍ、含水率１５〜３０重量％の含水造粒物を用い、基材層の厚みを４〜３０ｍｍに形成する
請求項１〜３の何れかに記載の調湿タイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、調湿タイルの製造方法に関し、詳しくは、環境中の湿気を吸放湿する調湿機能を有する調湿タイルの製造方法を対象にしている。
【０００２】
【従来の技術】
調湿タイルの製造方法として、珪藻土などの調湿材に、粘土などのバインダーや顔料、水などが配合された成形用材料を、プレス成形したあと焼成する方法が知られている。
前記バインダーには、焼成時の加熱によって溶融し、調湿材を融着一体化させる機能を有する成分、すなわち融剤が含まれているものが用いられる。
成形用材料として、予め、調湿材、バインダー、顔料、水などの原料を造粒してなる含水造粒物を用いる技術も知られている。含水造粒物は、プレス成形によって緻密に一体結合され、所望の立体形状を備えたプレス成形物になる。
【０００３】
プレス成形および焼成の処理過程で、調湿材が有する調湿機能が損なわれないように、成形用材料の含水率を高めておくことが提案されている。焼成工程でプレス成形物が高い温度に加熱されると、調湿材が変質して、調湿機能を失ったり大幅に低下したりすることがある。プレス成形物の含水率が高いと、調湿材にも多量の水分が保持されることになり、加熱による調湿材の変質が防がれるものと推定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、含水率の高い成形用材料をプレス成形したあとで焼成すると、焼成された調湿タイルの表面に、色のむらや局部的な白色化が生じてしまい、調湿タイルの外観品質を大きく損なうという問題がある。
その原因について種々検討したところ、以下のように推測される。
プレス成形時に成形用材料に含まれる水分が脱水される際に、バインダーに含まれる水溶性融剤成分が、水分とともにプレス成形物の表面に染み出してくる。この状態で焼成すると、調湿タイルの表面に、水溶性融剤成分の存在する個所と存在しない個所ができたり、水溶性融剤成分の存在量のばらつきが生じたりすることによって、色むらや局部的な白色化が生じるのであると推定される。このような現象は、白華あるいはスカムとも呼ばれる。
【０００５】
成形用材料に顔料などの着色成分が配合されている場合にも、調湿タイルの表面で、顔料による着色が前記水溶性融剤成分の存在によって損なわれ、目的とする着色効果が発揮できなくなったり、目的の色とは異なる色が現出したりすることになる。
また、別の問題として、含水率が高過ぎる成形用材料をプレス成形すると、プレス成形物が成形型に付着してしまうという問題もある。
本発明の課題は、前記したような調湿タイルの製造技術において、調湿タイルの表面に色むらや局部的な白色化が生じないようにして、外観品質を向上させることである。
【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、調湿材を含む成形用材料をプレス成形し焼成する調湿タイルの製造方法であって、前記成形用材料からなる基材層の表面に、吸水性乾燥粉からなる表面層を積層形成する工程（ａ）と、前工程（ａ）で得られた積層物をプレス成形してプレス成形物を得る工程（ｂ）と、前工程（ｂ）で得られたプレス成形物を焼成して調湿タイルを得る工程（ｃ）とを含む。
〔成形用材料〕
基材層を構成する材料である。基本的には、通常のタイルあるいは調湿タイルの原材料が使用できる。
【０００７】
成形用材料には、調湿材と水とを含有する。バインダーを含有することもできる。バインダーには、水溶性融剤を含むことができる。顔料などの着色材を含有する場合もある。造粒剤その他の各種添加剤を含有することもできる。
成形用材料の具体的配合は、調湿タイルの要求性能や使用目的によって変更される。
成形用材料は、配合成分を粉体および液体の状態で混合したものであってもよいが、予め調製された含水造粒物を用いることができる。含水造粒物とその他の粉体成分あるいは液体成分とを組み合わせて成形用材料を構成することもできる。
【０００８】
成形用材料の含水率は、１５〜３０重量％に設定できる。好ましくは、含水率１５〜２５重量％である。含水率が低過ぎると、プレス成形時に、成形品の生強度が低くなり、搬送などの取扱い中に破損し易くなる。機械的強度も低下する。含水率が高過ぎると、プレス成形時に、型付着を起こし易く、含有水分の移動によって変形し易い。吸水性乾燥粉を使用しても、白華や変色が抑え難くなる。
＜含水造粒物＞
含水造粒物は、成形用材料の配合成分を造粒して得られる。調湿材、バインダー、水溶性融剤、顔料などが含まれる。
【０００９】
含水造粒物の製造には、通常の造粒技術が適用できる。例えば、含水造粒物の原材料を湿式粉砕したあとスプレー造粒する技術が採用できる。より具体的には、泥漿状態の原材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ことができる。含水造粒物の平均粒径を０．３〜２ｍｍに設定できる。
また、原材料を湿式粉砕したあと、フィルタープレスし、押出し、粉砕する方法も適用できる。
＜調湿材＞
通常の調湿タイルに使用されている調湿材と同様の材料が使用できる。調湿材には、無機調湿材と有機調湿材との両方があり、何れも使用できる。焼成工程における耐熱性などの機能からは無機調湿材が好ましい。
【００１０】
無機調湿材としては、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、珪質頁岩、珪藻土、アロフェン、イモゴライトなどが使用できる。多孔質材料からなる無機調湿材は、その物理的構造によって調湿性などの性能が高くなる。多孔質材料として、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２０〜２００ｍ２／ｇのものが好ましい。珪藻土の変成岩である珪質頁岩は、耐熱性、調湿機能などの点で優れたものである。無機調湿材は、１種類だけを単独で使用してもよいし、複数種類を組み合わせて使用することもできる。
【００１１】
無機調湿材の中で、天然の珪質頁岩が特に優れる。
調湿材の粒度を、１０〜１００μｍ、好ましくは１０〜４０μｍの範囲に設定できる。
調湿材は、成形用材料あるいは含水造粒物に対して１５〜９０重量％を含有させることができる。好ましくは２０〜９０重量％である。
＜水溶性融剤＞
通常の焼成製品の製造に利用されている水溶性融剤が使用できる。焼成時に、調湿材などの材料同士を融着一体化させる機能を果たす。
【００１２】
水溶性融剤は、バインダーに含まれている成分の一つであってもよいし、バインダーとは別に配合されるものであってもよい。
具体的には、ガラス粉、亜鉛華、タルク、セピオライト、ベントナイトなどが挙げられる。複数の材料を組み合わせて使用することもできる。
バインダーは、水溶性融剤のみからなるものであってもよいし、水溶性融剤以外のバインダー成分を含んでいてもよい。
成形用材料あるいは含水造粒物に含まれる水溶性融剤の割合は、目的や要求性能、融剤の種類、焼成条件などにより、適切な範囲に設定される。
【００１３】
＜その他の成分＞
バインダーには、水溶性融剤以外に、粘結材料などを含むことができる。具体的には、粘土などの可塑性材料が挙げられる。
着色材には、通常のタイル製造における着色材料が使用できる。例えば、無機あるいは有機の顔料や染料などが挙げられる。
含水造粒物の材料には、造粒作業を容易にする造粒剤を配合しておくこともできる。
成形用材料に酸化チタンなどの光触媒機能を有する材料を配合しておくと、調湿タイルに吸着された有害な有機物を分解して無害化することができる。
【００１４】
〔吸水性乾燥粉〕
表面層を構成する材料である。成形用材料に含まれ調湿タイルの表面色や品質を損なう作用に関与する水を吸収保持して、前記有害な作用を発現させない機能を果たす。
調湿タイルの機能を損ない難い材料であって、吸水保持性に優れた材料が使用できる。具体的な材料として、珪質頁岩、珪藻土、アロフェン、セピオライト、前記調湿材、ガラス粉、粘土、顔料等の着色材などが挙げられる。複数の材料を組み合わせて使用することもできる。吸水性乾燥粉として、顔料などの着色材を含有するものを用いると、調湿タイルに対する着色効果が発揮でき、表面の色むらや局部的な白色化を覆い隠す作用もある。吸水性乾燥粉自体が着色性を有するものであってもよい。
【００１５】
吸水性乾燥粉は、含水率１．５〜１０重量％の範囲のものが使用できる。含水率が低過ぎると、基材層と表面層との積層一体化がうまく行われなかったり、プレス成形の成形性を損なったりする。含水率が高過ぎると、成形用材料から染み出す水分の吸収保持が十分に行い難く、白色化を抑制できなくなる。
吸水性乾燥粉は、比重０．６〜１．８の範囲のものが使用できる。比重が小さ過ぎると、基材層との接合性が悪くなる。比重が大き過ぎても、基材層との接合性が悪くなる。吸水性乾燥粉の粒径は、平均粒径５〜１００μｍの範囲に設定できる．好ましくは平均粒径８〜４０μｍである。粒径が小さ過ぎると、吸放湿性が低下したり、粉砕工程の負荷が過大になったりし、色ムラも生じ易くなる。粒径が大き過ぎると、プレス成形品の生強度が弱くなり、焼成後の強度も弱くなる。
【００１６】
吸水性乾燥粉の製造は、原材料を乾式で粉砕したり、湿式で粉砕したあと乾燥したりして得られる。含水造粒物に付着させる段階で、所定の乾燥状態に調整しておくこともできる。
〔積層物の形成〕
成形用材料を堆積させれば、所定の厚みを有する基材層が形成できる。成形用材料を堆積させた後、表面を均したり、厚み方向に加圧したりすることができる。プレス成形用の成形型内に成形用材料を堆積させて基材層を形成することもできる。
【００１７】
基材層の厚みは、調湿タイル全体の寸法によっても異なるが、通常、４〜３０ｍｍの厚みに設定できる。
表面層も、基材層と同様の手段で形成できる。先に形成された基材層の上で、吸水性乾燥粉による表面層を形成することができる。これとは逆に、先に表面層を形成したあと、その上に基材層を形成することもできる。例えば、基材層の上面に吸水性乾燥粉を散布することができる。吸水性乾燥粉の散布量を３０〜９００ｇ／ｍ２に設定できる。予め形成された表面層と基材層とを重ね合わせることもできる。プレス成形用の成形型に、基材層の材料および表面層の材料を順次堆積させることもできる。
【００１８】
表面層の厚みは、調湿タイルの表面における色ムラや局部的な白色化が生じない程度に、水溶性融剤等の移行を阻止できる厚みがあればよい。具体的には、０．５ｍｍ以上に設定できる。好ましくは１〜３ｍｍである。条件によっては、３ｍｍ以上でも良好な結果が得られる。
表面層を、吸水性乾燥粉の成分や配合の異なる複数種の表面層で構成することができる。色の異なる表面層を組み合わせれば、調湿タイルの表面に色分けあるいは色模様を形成することができる。
基材層と表面層とを積層した段階で、成形用材料に含まれる水分の一部が吸水性乾燥粉に移行することがある。したがって、積層工程の前の段階と後では、成形用材料および吸水性乾燥粉の含水率は変わる。
【００１９】
〔プレス成形〕
基本的には、通常のタイル製造におけるプレス成形の製造技術が適用できる。
プレス成形では、調湿タイルの形状に対応する型形状を備えた成形型を使用することができる。
プレス成形の成形条件として、プレス圧力１４７１０〜４９０３０ｋＰａ（１５０〜５００ｋｇｆ／ｃｍ２）に設定できる。好ましくは、プレス圧力１９６１３〜２９４２０ｋＰａ（２００〜３００ｋｇｆ／ｃｍ２）である。成形時間は３秒以上である。
【００２０】
プレス成形によって所定の形状に成形されたプレス成形物が得られる。プレス成形では、成形用材料が加圧されることで、成形用材料に含まれる水分が基材層の表面に染み出し、表面層の吸水性乾燥粉に吸収保持される。水分とともに水溶性融剤も基材層の表面から表面層の吸水性乾燥粉に吸収される。その結果、プレス成形物の表面に、過剰量の水分および水溶性融剤が染み出して滞留することが防止できる。水溶性融剤以外にも、含水造粒物に含まれる水溶性成分が含水造粒物から染み出してきても、表面層の吸水性乾燥粉で吸収保持されるので、当該水溶性成分がプレス成形物の表面などの一部に偏在することが生じ難くなる。
【００２１】
プレス成形物は、直ちに焼成工程に供給することもできるし、乾燥その他の工程を行ってから、焼成工程に供給することもできる。
〔焼成〕
基本的には、通常のタイル製造と共通する技術が適用できる。
焼成装置や焼成条件は、特に限定されない。例えば、焼成温度として７００〜１０００℃の範囲が採用でき、７００〜９００℃がより好ましい。焼成時間は、焼成装置によっても異なり、例えば、ローラーハースキルンを使用する場合、１〜６時間あるいはそれ以上である。トンネルキルンやシャットルキルンを使用する場合には、適切な時間条件が異なる。焼成雰囲気は、大気雰囲気のほか、不活性ガス雰囲気も採用される。
【００２２】
焼成工程では、成形用材料あるいは吸水性乾燥粉に含まれる水溶性融剤が、加熱溶融されて、成形用材料および吸水性乾燥粉の粒子同士を融着結合させる機能を発揮する。
〔調湿タイル〕
焼成工程を終えて得られる調湿タイルは、基本的には、通常のタイルと同様の形状および構造を備えている。但し、基材層と表面層との積層構造である。
調湿タイルは、調湿材が有する、優れた調湿機能を発揮できる。成形用材料に含まれていた水溶性融剤が、調湿材を含むタイル構造を強力に融着結合するので、機械的強度や耐久性にも優れたものとなる。調湿タイルの表面では、水溶性融剤の偏在による色むらや局部的な白色化が起こらず、外観品質の優れた商品価値の高いものとなる。
【００２３】
調湿タイルの形状は、基本的には、通常のタイル形状が採用され、矩形や円形などの板状をなす。調湿タイルの周辺、裏面あるいは表面に、溝や穴、突起、段差部分などの凹凸を有する場合もある。これら調湿タイルの形状は、プレス成形の際における成形型の形状によって設定される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
〔積層構造〕
図１は、調湿タイルの製造工程のうち、基材層１４と表面層１２とが積層された積層物１０の製造段階を示している。
基材層１４は、成形用材料となる含水造粒物の堆積層からなる。図では、個々の含水造粒物の形を省略して層状に表示している。
基材層１４の含水造粒物は、例えば、珪質頁岩からなる調湿材７０重量％、亜鉛華（バインダー）５重量％、顔料５重量％、粘土２０重量％を含む。さらに、外割で水２０重量％を含んでいる。原材料を湿式粉砕したあとスプレー造粒して含水率を調整することで得られたものである。含水造粒物１２の平均粒径は０．５ｍｍである。基材層１４の厚みは１５ｍｍ（造粒物チャージ量）に形成されている。
【００２５】
表面層１２を構成する吸水性乾燥粉は、珪質頁岩、顔料、ガラス粉、粘土、シリカ粉の混合物からなり、含水率３重量％、比重１．０である。吸水性乾燥粉１４の形状は、図１では、判り易くするために、断面円形あるいは球形に表示されているが、実際には、厳密な球形である必要はない。吸水性乾燥粉の平均粒径は１０μｍである。
吸水性乾燥粉を基材層１４の表面に散布することで、表面層１２が形成されている。吸水性乾燥粉の散布量は３００ｇ／ｍ２であり、表面層１２の厚みは３ｍｍである。吸水性乾燥粉は、基材層１４の表面に、ほぼ単層で付着している。図示しないが、部分的には複層で付着している場合もある。吸水性乾燥粉は隙間なく配置されている必要はなく、隙間があいている個所が存在していてもよい。
【００２６】
基材層１４に含有される水分によって、表面層１２の吸水性乾燥粉は基材層１４に付着する。
〔調湿タイルの製造〕
基材層１４と表面層１２との積層物を、調湿タイルの形状に対応するキャビティが設けられた成形型に充填し、成形型を型閉めしたあと、プレス成形してプレス成形物を得る。成形条件は、プレス圧２４５２０ｋＰａ（２５０ｋｇｆ／ｃｍ２）、成形時間１０秒である。
なお、成形型におけるキャビティの寸法形状およびプレス成形物の寸法形状は、最終的に製造する調湿タイルの寸法形状とは少し違っていてもよい。通常は、キャビティの寸法形状とプレス成形物の寸法形状は厳密には一致せず、プレス成形物を焼成する前に乾燥あるいは保管することでも寸法形状は変わり、さらに焼成工程における寸法変化もある。したがって、最終的に製造する調湿タイルの寸法形状に、製造過程における寸法変化を考慮して、キャビティあるいはプレス成形物の寸法形状を設計しておく。
【００２７】
成形型を型開きして、プレス成形物を取り出す。プレス成形物を予備乾燥したあと、焼成炉に移送し、焼成炉内で加熱焼成して、図２に示す調湿タイル２０を得る。焼成条件は、焼成温度９００℃、焼成時間１．５時間である。
〔調湿タイル〕
図２に示すように、調湿タイル２０は概略矩形板状をなしている。調湿タイル２０の寸法例として、縦横３０ｃｍ、厚み８ｍｍの正方形板状をなすものが挙げられる。
調湿タイル２０は、表面層２２と基材層２４との積層構造を有している。前記図１の積層物１０では、表面層１２を構成する吸水性乾燥粉は独立した粒子形態になっているが、焼成後の調湿タイル２０では、吸水性乾燥粉および成形用材料が焼成一体化して、個々の粒子が一体化した層形態をなしている。
【００２８】
表面層２２の厚みは１ｍｍ、基材層２４の厚みは８ｍｍである。
調湿タイル２０の表面は、吸水性乾燥粉による表面層２２で覆われていて、水溶性融剤の染み出しや偏在がないので、表面全体にわたって色むらが無くなり、局部的な白色化の発生も無くなる。その結果、外観品質の高い調湿タイル２０が得られる。
調湿タイル２０は、住宅の壁面などに貼り付けて使用される。調湿タイル２０に含有される調湿材が、施工環境の空気に含まれる湿気を吸収保持して、環境湿度が過度に高くならないようにできる。環境湿度が過剰に低下して乾燥状態になれば、調湿タイル２０の調湿材に保持された水分が放出されて、乾燥状態を解消する。調湿材は、環境中の揮発性ガス成分や臭い成分を吸収するなど、空気環境を改善する機能を発揮する。
【００２９】
上記実施形態で、表面層１２は用いず基材層１４と同じ材料で含水率２５％の造粒物だけを用いて、調湿タイルを製造したところ、表面には色むらが発生し、局部的に白色化しているところが認められた。同様に、含水率２０％の造粒物を使用した場合には、乾燥時の環境条件などの微妙な違いによって、局部的に白色化するものが認められ、工業的生産には適さないものとなった。
【００３０】
【発明の効果】
本発明にかかる調湿タイルの製造方法は、水分を含有する成形用材料からなる基材層の表面に、吸水性乾燥粉からなる表面層を設けておくことで、プレス成形および焼成で調湿タイルを製造したときに、成形用材料に含まれる水の存在によって発生する調湿タイルの表面における色むらや局部的な白色化が、吸水性乾燥粉による水などの吸収保持によって、良好に防止できる。特に、成形用材料に水とともに水溶性融剤が含まれている場合に、水に溶けた水溶性融剤によって前記問題が生じることを有効に阻止できる。
【００３１】
その結果、高含水率の成形用材料を使用して、プレス成形および焼成の過程で、調湿材が本来有する、優れた調湿機能が損なわれないようにすることができる。製造された調湿タイルは、調湿機能が極めて高く、住宅用の建材などとして有用であり、商品価値の高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を表す積層段階における模式的断面図
【図２】製造された調湿タイルの一部断面斜視図
【符号の説明】
１０　　積層物
１２　　表面層（吸水性乾燥粉）
１４　　基材層
２０　　調湿タイル
２２　　表面層
２４　　基材層
【図１】
2004122639.tif 000003
【図２】
2004122639.tif 000004