(57)【要約】【課題】製造コストの低廉化を実現しつつ、自然石に近い自然の風合いまで呈することが可能なケイ酸カルシウム系化粧材の製造方法を提供する。【解決手段】散布工程Ｓ１０において、成形型１のキャビティ１ａの底面に加飾粉末３を散布する。次いで、補水工程ｓ２０として、キャビティ１ａ内の加飾粉末３に水分を補給する。この後、成形工程Ｓ３０として、キャビティ１ａ内にセメント、シリカフューム及び水を含むモルタル５を流し込み、成形体６とする。そして、硬化工程Ｓ４０として、成形体６を養生してケイ酸カルシウム水和物を生じて硬化したタイル１０を得る。【選択図】　　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形型のキャビティの底面に加飾粉末を散布する散布工程と、
該キャビティ内の該加飾粉末に水分を補給する補水工程と、
該キャビティ内にＣａＯ分及びＳｉＯ２分と水とを含むモルタルを流し込むことにより成形体とする成形工程と、
該成形体を養生してケイ酸カルシウム水和物を生じて硬化したケイ酸カルシウム系化粧材を得る硬化工程とを有することを特徴とするケイ酸カルシウム系化粧材の製造方法。
【請求項２】
上記補水工程は、上記加飾粉末がペースト状になる量以上の水分を上記キャビティ内に補給する第１補水工程と、該加飾粉末がペースト状になる量まで該キャビティから余剰水分を取り除く第２補水工程とからなることを特徴とする請求項１記載のケイ酸カルシウム系化粧材の製造方法。
【請求項３】
上記第１補水工程では水を噴霧することを特徴とする請求項２記載のケイ酸カルシウム系化粧材の製造方法。
【請求項４】
上記第２補水工程では、成形型を反転させることを特徴とする請求項２又は３記載のケイ酸カルシウム系化粧材の製造方法。
【請求項５】
上記モルタルはセメントとシリカ微粒子とを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のケイ酸カルシウム系化粧材の製造方法。
【請求項６】
上記シリカ微粒子はシリカフュームであることを特徴とする請求項５記載のケイ酸カルシウム系化粧材の製造方法。
【請求項７】
上記モルタルは軽量化原料を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載のケイ酸カルシウム系化粧材の製造方法。
【請求項８】
上記硬化工程は水熱処理を含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載のケイ酸カルシウム系化粧材の製造方法。
【請求項９】
上記キャビティの底面には予め離型剤が付着されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載のケイ酸カルシウム系化粧材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はケイ酸カルシウム系化粧材の製造方法に関する。本発明の製造方法は、壁タイルや床タイル、サイディング等の建材、擬石、天板、浴槽、カウンタ、ルーバー、手摺等、意匠性が重視される化粧材を製造する場合に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般的なケイ酸カルシウム系化粧材はおよそ以下のような製造方法により製造されている（例えば、特許文献１参照。）。まず、ＣａＯ分及びＳｉＯ２分と水とを含むモルタルを用意し、凹凸模様を有する底面をもつキャビティにそのモルタルを流し込むことにより成形体を得る。次に、成形体を硬化することにより硬化体を得る。次いで、加飾粉末を水で溶かした水性塗料を用意し、成形型から脱型した硬化体の凹凸模様にその水性塗料を塗布する。そして、水性塗料の乾燥後、硬化体の表面をブラシを用いて水洗し、硬化体の凸部の水性塗料を擦り落とす。
【０００３】
こうして、得られた化粧材は、キャビティの凹凸模様が転写されているとともに、そうして転写された凹部に濃い着色が施される一方、凸部にはほとんど着色がないか、薄い着色しか施されないため、自然の風合いを呈することとなる。この化粧材は、内装用又は外装用の建材等として利用され得る。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−３０９６２１号公報（第２頁、「０００２」〜「０００５」段落）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の製造方法により化粧材を製造すると、得られる化粧材にブラシの跡が残り易く、それが自然石に近い自然の風合いまで呈することができない。
【０００６】
この点、予めキャビティの底面に加飾粉末を散布した後、そのキャビティ内にモルタルを流し込むことも考えられる。こうして化粧材を製造すると、得られる化粧材にはブラシの跡が付かず、自然に近い着色が得られることから、それは従来よりも自然石に近い自然の風合いを呈することができる。しかしながら、こうして化粧材を製造するとすれば、加飾粉末が乾燥した粉末状のものであるため、その加飾粉末がモルタルに付着し難く、キャビティの底面に残りやすい。このため、余分な加飾粉末を使用しなくてはならず、製造コストの低廉化を実現できない。このような化粧材の成形型としては、一般的にウレタン製のものやシリコン製のものが用いたれているが、ウレタン製の成形型を用いた場合にこの傾向が大きい。
【０００７】
他方、加飾粉末を水で溶かした水性塗料をキャビティの底面に塗布した後、そのキャビティ内にモルタルを流し込むことも考えられる。こうして化粧材を製造するのであれば、モルタルが確実に着色されて水性塗料がキャビティの底面に残りにくく、製造コストの低廉化の点では好ましい。しかしながら、こうして化粧材を製造するとすれば、加飾粉末が均一に水に分散又は溶解することとなるため、それが自然の風合いからは遠い単調な色しか呈しないものとなってしまう。
【０００８】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、製造コストの低廉化を実現しつつ、自然石に近い自然の風合いまで呈することが可能なケイ酸カルシウム系化粧材の製造方法を提供することを解決すべき課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のケイ酸カルシウム系化粧材の製造方法は、成形型のキャビティの底面に加飾粉末を散布する散布工程と、
該キャビティ内の該加飾粉末に水分を補給する補水工程と、
該キャビティ内にＣａＯ分及びＳｉＯ２分と水とを含むモルタルを流し込むことにより成形体とする成形工程と、
該成形体を養生してケイ酸カルシウム水和物を生じて硬化したケイ酸カルシウム系化粧材を得る硬化工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の製造方法では、散布工程において、成形型のキャビティの底面に加飾粉末を散布した後、補水工程において、キャビティ内の加飾粉末に水分を補給する。この後、成形工程として、キャビティ内にモルタルを流し込む。このため、加飾粉末が乾燥した粉末状のものであっても、加飾粉末は適度な粘性によってモルタルに付着しやすく、キャビティの底面に残り難い。このため、余分な加飾粉末を使用する必要がなく、製造コストの低廉化を実現できる。
【００１１】
また、この製造方法では、加飾粉末を予め水で溶かすことはしていないため、加飾粉末がキャビティ内において均一に水に分散又は溶解している訳ではなく、加飾粉末は不均一に水に分散しているだけである。また、適度な粘性を有する加飾粉末は優れた保形性も有することとなる。このため、こうして得られる化粧材は自然石に近い自然の風合いを呈することができる。
【００１２】
したがって、本発明の製造方法によれば、製造コストの低廉化を実現しつつ、自然石に近い自然の風合いまで呈することが可能な化粧材を製造することができる。
【００１３】
なお、キャビティの底面に加飾粉末を散布する手段を有する製造方法は、上記特許文献１にも開示されている。しかし、特許文献１開示の製造方法では、底面の凹凸によって離型剤の量に相違を持たせており、このような作業は面倒であることから、製品コストの高騰化に繋がってしまう。これに対し、本発明の製造方法では、離型剤の量に差異を有することとしておらず、比較的単純な作業で化粧剤を製造することができるため、製品コストの低廉化を実現できる。
【００１４】
また、同じく加飾粉末を散布する手段を有する製造方法が特開２００１−１３８３１５号公報に開示されている。しかし、同公報開示の製造方法では、ケイ酸カルシウム水和物を生じて硬化し得る成形体の表面に加飾粉末を散布しており、散布の際に加飾粉末に無駄を生じ易い。また、この製造方法では、自然の風合いがでるように加飾粉末を散布することが困難であるとともに、苦労してそのように加飾粉末を散布したとしても、その加飾粉末が好適に成形体の表面に付着し難く、結果的に自然石に近い自然の風合いを呈する化粧剤を製造し難いのが現実である。これに対し、本発明の製造方法では、比較的容易に自然石に近い自然の風合いを呈する化粧剤を製造し得るのである。
【００１５】
加飾粉末としては、ベンガラ、チタン白等といった一般的な顔料を１又は２種類以上用いることができる。また、加飾粉末に珪砂、長石粉等を混合することもできる。また、成形型としては、キャビティの底面に凹凸模様が形成されているものを用いることができる。散布工程において、ハケ等で加飾粉末をならしたりすることによって、加飾粉末を適度に散布することができる。
【００１６】
本発明の製造方法では、補水工程は、加飾粉末がペースト状になる量以上の水分をキャビティ内に補給する第１補水工程と、加飾粉末がペースト状になる量までキャビティから余剰水分を取り除く第２補水工程とからなることが好ましい。このような第１補水工程及び第２補水工程を行なえば、加飾粉末を適度な粘性にするために厳格な水分管理を行なう必要なく、本発明の効果を十分に得られるため、作業性の向上によりさらに製造コストの低廉化を実現できる。
【００１７】
その際、第１補水工程では水を噴霧することが好ましい。噴霧によれば、加飾粉末に均一に水を補水することができるからである。また、第２補水工程としては、吸水性の材料により余剰水分を吸水する手段を採用することも可能であるが、成形型を反転させる手段を採用することが好ましい。成形型を反転させることは比較的簡易でありながら、余剰水分を確実に取り除くことができるからである。なお、成形型を反転させたとしても、加飾粉末は適度な粘性によってキャビティから脱落しない。加飾粉末が少々移動したとしても、それによって却って化粧材が自然石に近い自然の風合いを呈する。
【００１８】
本発明の製造方法では、モルタルはセメントとシリカ微粒子とを含むことが好ましい。
【００１９】
セメントとしては、白色セメントの他、普通ポルトランドセメント等を用いることができる。白色セメントを採用すれば、着色が容易となり、意匠性に優れた化粧材とすることができる。
【００２０】
シリカ微粒子としては、シリカフューム、コロイダルシリカ、マイクロシリカ、アエロジル、フライアッシュ等の粒子径の小さいシリカを含むもの用いることができる。特に、一般的なセメント系構造物の製造方法では、セメントに含まれているケイ酸三カルシウム（３ＣａＯ・ＳｉＯ２）やケイ酸二カルシウム（２ＣａＯ・ＳｉＯ２）が水と反応してケイ酸カルシウム水和物を生成する際、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）を生じ、これが化粧材の表面で炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）となり、白い粉として存在することとなる（いわゆる白華現象）ため、その化粧材は極めて見栄えが悪いものとなってしまう。この点、本発明の調合物及び製造方法では、シリカ微粒子を含む調合物を採用し得るため、成形体は、シリカ微粒子がセメント粒子間の隙間に入り込んでその隙間を埋めたものとなる。そして、硬化工程において、成形体を養生し、ケイ酸カルシウム水和物を生じて硬化した化粧材を得る。この際、セメント粒子間の間隙に入り込んだシリカ微粒子は緻密なケイ酸カルシウム水和物の結晶を生成する。このため、こうして得られた化粧材は、キャビティの内面に対して極めて高い転写性を発揮するため、その表面を光沢面としたり、繊細な質感を表現したりすること等が可能であり、優れた見栄えを呈することができる。また、白華現象の原因となる水酸化カルシウムがシリカ微粒子と反応して緻密なケイ酸カルシウム水和物を生成する。このため、こうして得られた化粧材は、白華現象が生じ難く、この点においても優れた見栄えを呈することができる。発明者らの試験結果によれば、シリカ微粒子としてシリカフュームを採用することが好ましい。シリカフュームは、これらシリカ微粒子の中でも微細であり、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）との反応速度も速く、硬化時に極めて緻密な構造をなすことができるからである。
【００２１】
モルタルが軽量化原料を含めば、軽量な化粧材を製造することが可能となる。特にこの製造方法で得られる化粧材は構造が緻密であるため、モルタルに多孔質の軽量化原料を多量に含ませたとしても、ひび割れ等が発生し難い。このため、極めて軽量な化粧材を製造することができる。軽量化原料としては、天然軽量骨材や人工軽量骨材を採用することができる。天然軽量骨材としては、天然パーライト、シラスバルーン、珪藻土等を採用することができる。人工軽量骨材としては、パーライト、発泡スチレンビーズ、ＥＶＡ樹脂チップ、発泡ガラスバルーン、フライアッシュ、パルプ、有機繊維等を採用することができる。モルタルにその他の骨材として、珪石粉、川砂等の無機骨材を含ませることもできる。
【００２２】
硬化工程が水熱処理を含まなくても十分な性能が得られるが、硬化工程が水熱処理を含むことがより好ましい。水熱処理を行えば、硬化工程におけるケイ酸カルシウム水和物の生成が促進され、化粧材の構造がより緻密になる。このため、吸水率もさらに低下するとともに、機械的強度も大きくなる。水熱処理としては、加熱した水蒸気の雰囲気下で硬化工程を行うスチーム養生、オートクレーブ装置中において加熱及び加圧した水蒸気の雰囲気下で硬化工程を行うオートクレーブ養生等を採用することができる。発明者らの試験結果によれば、オートクレーブ養生の方がスチーム養生よりセメント系化粧材の構造を緻密にすることができ、機械的強度も大きくなる。なお、硬化工程を常温で行う場合には、２０°Ｃ以上で行うことが好ましい。こうであれば、硬化工程におけるケイ酸カルシウム水和物の生成がある程度促進され、化粧材の構造が緻密になる。
【００２３】
本発明の製造方法では、キャビティの底面には予め離型剤が付着されていることが好ましい。キャビティの底面に加飾粉末が残留することを防止するとともにケイ酸カルシウム系化粧材を確実に離型させることができるからである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のケイ酸カルシウム系化粧材の製造方法をタイルの製造方法に具体化した試験を図面を参照しつつ説明する。
【００２５】
まず、白セメントと、シリカ微粒子としてのシリカフュームと、軽量化原料としての２ｍｍアンダーの天然パーライト及び市販の粗粒の（発泡）パーライトを用意する。白セメントの嵩密度は１．３ｇ／ｃｍ３である。シリカフュームの嵩密度は０．４ｇ／ｃｍ３である。天然パーライトの嵩密度は１．０ｇ／ｃｍ３である。パーライトの嵩密度は０．２ｇ／ｃｍ３である。これらを白セメント１００質量部、シリカフューム２５質量部、天然パーライト１２５質量部及び（発泡）パーライト４０質量部の配合割合（質量％）で配合してアイリッヒミキサーに投入し、乾式混合を行う。得られた調合物に対し、水／セメント比が５０（質量％）及び水／固形分比が１７（質量％）になるように水を加え、湿式混合を行う。これをモルタルミキサ等に投入し、さらに混練する。こうして、モルタル５を得る。
【００２６】
また、図２に示すように、成形型１のキャビティ１ａの凹凸模様を有する底面に離型剤２を塗布する。これにより、キャビティ１ａの底面に加飾粉末３が残留することを防止するとともに、タイル１０を確実に離型できるようにする。
【００２７】
「散布工程」
そして、図１に示す散布工程Ｓ１０として、図３に示すように、キャビティ１ａの底面に加飾粉末３を散布する。このとき、ハケ等で加飾粉末をならす。
【００２８】
「補水工程」
次いで、図１に示す補水工程Ｓ２０として、キャビティ１ａ内の加飾粉末３に水分を補給する。まず、第１補水工程Ｓ２１として、図４に示すように、加飾粉末３に向かって水４を噴霧することにより、加飾粉末３がペースト状になる量以上の水分４をキャビティ１ａ内に補給する。この後、図１に示す第２補水工程Ｓ２２として、成形型１を反転させることにより、加飾粉末３がペースト状になる量までキャビティ１ａから余剰水分を取り除く。このような第１補水工程Ｓ２１及び第２補水工程Ｓ２２を行なえば、加飾粉末３を適度な粘性にするために厳格な水分管理を行なう必要がなく、優れた作業性を発揮することができる。また、成形型１を反転させたとしても、加飾粉末３は適度な粘性によってキャビティ１ａから脱落しない。加飾粉末３が少々移動したとしても、それによって却ってタイル１０が自然石に近い自然の風合いを呈する。
【００２９】
「成形工程」
次に、成形工程Ｓ３０として、図５に示すように、キャビティにモルタル５を流し込む。この際、補水工程Ｓ２０を行っているため、加飾粉末３が乾燥した粉末状のものであっても、加飾粉末３は適度な粘性によってモルタル５に付着しやすく、キャビティ１ａの底面に残り難い。このため、余分な加飾粉末３を使用する必要がなく、製造コストの低廉化を実現できる。
【００３０】
また、加飾粉末３を予め水で溶かすことはしていないため、加飾粉末３がキャビティ１ａ内において均一に水に分散又は溶解している訳ではなく、加飾粉末３は不均一に水に分散しているだけである。また、適度な粘性を有する加飾粉末３は優れた保形性も有することとなる。こうして、成形体６を得る。
【００３１】
「硬化工程」
この後、図１に示す硬化工程Ｓ４０として、飽和水蒸気圧下４０°Ｃの環境で３〜１２時間静置後、成形体６を成形型１から外し、飽和水蒸気圧下６０°Ｃの環境で１４〜２４時間静置して養生を行なう。この後、成形体６をオートクレーブ装置に入れ、飽和水蒸気圧下６０°Ｃの環境で２４時間のオートクレーブ養生を行う。このオートクレーブ養生が水熱処理である。こうして、成形体６を養生することにより、図６に示すように、ケイ酸カルシウム水和物を生じて硬化したタイル１０を得る。こうして得られたタイル１０は、キャビティ１ａの凹凸模様が転写され、かつ自然石に近い自然の風合いを呈していた。
【００３２】
したがって、この製造方法によれば、製造コストの低廉化を実現しつつ、自然石に近い自然の風合いまで呈することが可能なタイル１０を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の製造方法を示す工程図である。
【図２】実施形態に係り、成形型の断面図である。
【図３】実施形態に係り、散布工程における成形型等の断面図である。
【図４】実施形態に係り、補水工程における成形型等の断面図である。
【図５】実施形態に係り、成形工程における成形型等の断面図である。
【図６】実施形態によって得られたタイルの斜視図である。
【符号の説明】
１…成形型
１ａ…キャビティ
３…加飾粉末
Ｓ１０…散布工程
４…水
Ｓ２０…補水工程
５…モルタル
６…成形体
Ｓ３０…成形工程
１０…ケイ酸カルシウム系化粧材（タイル）
Ｓ４０…硬化工程
Ｓ２１…第１補水工程
Ｓ２２…第２補水工程
２…離型剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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