(57)【要約】【課題】室温〜４００℃の熱膨張係数が従来品よりも小さく、焼成工程後期の冷却過程において反りが発生することがなく、しかも水和膨張率も小さいタイルとその製造方法を提供する。【解決手段】ＳｉＯ２  ６３〜７３重量％  Ａｌ２Ｏ３  １６．３〜２０．３重量％  ＣａＯ  ６．５〜８．５重量％  ＭｇＯ  ２．８〜４．８重量％  Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  １重量％以下を含み、ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋ＣａＯ＋ＭｇＯが９６重量％以上であり、室温〜４００℃の熱膨張係数が５．８〜７．０×１０−６／℃であることを特徴とするタイル。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＯ２  ６３〜７３重量％
Ａｌ２Ｏ３  １６．３〜２０．３重量％
ＣａＯ  ６．５〜８．５重量％
ＭｇＯ  ２．８〜４．８重量％
Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  １重量％以下
を含み、ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋ＣａＯ＋ＭｇＯが９６重量％以上であり、
室温〜４００℃における熱膨張係数が５．８〜７．０×１０−６／℃であることを特徴とするタイル。
【請求項２】
請求項１において、１辺が３００ｍｍ以上の大形の施釉タイルであることを特徴とするタイル。
【請求項３】
タイル原料の調合物を成形し、焼成することにより、請求項１又は２に記載のタイルを製造する方法であって、該調合物は、タルク７〜１５重量部（うち少なくとも２重量部は低結晶性タルク）、ろう石３０〜４５重量部、石灰８〜１４重量部、粘土３５〜４５重量部（合計で１００重量部）を含むことを特徴とするタイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイル及びその製造方法に係り、特に施釉された大形タイルとして好適なタイルとその製造方法に関する。詳しくは、本発明は、熱膨張係数が小さく、且つ水和膨張率も低いタイルと、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、陶器質タイルは、原料を混合して成形し、１１００℃程度で焼成して素焼製品を得、その後に表面に施釉を塗布し、さらに焼成して製品化されている。このような陶器質タイルの素焼品の組成は、例えばＳｉＯ２  ７１重量％、Ａｌ２Ｏ３  １８．６重量％、Ｆｅ２Ｏ３  ０．７重量％、ＣａＯ
７．９重量％、ＭｇＯ ０．１重量％、Ｋ２Ｏ ０．７重量％、Ｎａ２Ｏ ０．１重量％、ＴｉＯ２ ０．４重量％程度となっている。
【０００３】
このような組成のタイルの水和膨張率は０．０６％程度である。かかるタイルを建物の壁面等に貼着等して施工した場合、施工後に何年か経って空中等の水分を吸収して膨張し、ひび割れ（貫入）が発生する問題があった。なお、このようなひび割れを防ぐために、２００×２００ｍｍ程度の大型タイル製品においては厚みを７ｍｍ程度の厚いものとしており、厚みを増加させることにより曲げ強度の増大を図っていた。しかし、このように厚みを厚くすれば製品の重量が増し、原料量も大となり、製品コストが大となり、重量が大であるため搬送効率が悪化してしまうという問題点があった。
【０００４】
水和膨張率の小さいタイルとして、特開平７−２４３２５２号には、ＳｉＯ２  ６８重量％、Ａｌ２Ｏ３  １８．３重量％、ＣａＯ
８．１重量％、ＭｇＯ ３．２重量％、Ｋ２Ｏ １．０重量％、Ｎａ２Ｏ ０．１重量％、ＴｉＯ２  ０．４重量％よりなるタイルが記載されている。しかしながら、このタイルは熱膨張率がやや大きく、焼成時に反りが発生し易い。しかもトンネルキルンでの素焼を前提にしているため水和膨張率が０．０５％と大きい。
【特許文献１】特開平７−２４３２５２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、室温〜４００℃の熱膨張係数が従来品よりも小さく、焼成工程後期の冷却過程において反りが発生することがなく、しかも水和膨張率も小さいタイルとその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１のタイルは、
ＳｉＯ２  ６３〜７３重量％
Ａｌ２Ｏ３  １６．３〜２０．３重量％
ＣａＯ  ６．５〜８．５重量％
ＭｇＯ  ２．８〜４．８重量％
Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  １重量％以下
を含み、ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋ＣａＯ＋ＭｇＯが９６重量％以上であり、室温〜４００℃における熱膨張係数が５．８〜７．０×１０−６／℃であることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２のタイルは、請求項１において、１辺が３００ｍｍ以上の大形の施釉タイルであることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３のタイルの製造方法は、タイル原料の調合物を成形し、焼成することにより、請求項１又は２に記載のタイルを製造する方法であって、該調合物は、タルク７〜１５重量部（うち少なくとも２重量部は低結晶性タルク）、ろう石３０〜４５重量部、石灰８〜１４重量部、粘土３５〜４５重量部（合計で１００重量部）を含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のタイルは、室温〜４００℃の熱膨張係数が５．８×１０−６〜７．４×１０−６／℃の範囲にあり、この熱膨張係数は釉の熱膨張係数と大略同等である。焼成工程後期に釉層がタイル本体の収縮と同等となり、反りの無いタイル製品を得ることができる。
【００１０】
また、本発明のタイルは、水和膨張率が低いので、タイル張り施工後の水和による貫入現象が防止される。
【００１１】
本発明のタイルは、好ましくはタルク、ろう石、石灰、粘土の調合物を成形し、焼成することにより製造されるが、このタルクの少なくとも一部として低結晶性タルクを用いることにより、熱膨張係数を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
【００１３】
本発明のタイルは、ＳｉＯ２  ６３〜７３重量％、Ａｌ２Ｏ３  １６．３〜２．３重量％、ＣａＯ  ６．５〜８．５重量％、ＭｇＯ  ２．８〜４．８重量％、ＣａＯ  ６．５〜８．５重量％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  １重量％以下を含み、ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋ＣａＯ＋ＭｇＯが９６重量％以上であり、室温〜４００℃の熱膨張係数が５．８〜７．０×１０−６／℃以下であることを特徴とするものである。なお、室温〜５００℃の熱膨張係数は６．４〜７．４×１０−６／℃であることが好ましい。
【００１４】
このタイルを製造する原料としては、タルク、ろう石、石灰、粘土が用いられ、その割合は、好ましくは、タルク  ７〜１５重量部、特に８〜１２重量部（うち低結晶性タルク少なくとも２重量部、特に好ましくは２〜１０重量部）、ろう石  ３０〜４５重量部、特に３５〜４３重量部、石灰  ８〜１４重量部、特に１０〜１４重量部、粘土３５〜４５重量部、特に３８〜４３重量部である。このように、タルクの少なくとも一部として低結晶性タルクを用いることにより熱膨張係数を小さくすることができる。なお、低結晶性タルクとは、日本フィルコン（株）製のＮＦ式摩耗試験機によるタルクの摩耗度を測定しその摩耗量が１０ｍｇ未満のタルクのことである。低結晶性タルク以外のタルクではこの値が１０〜２５ｍｇとなる。
【００１５】
なお、この低結晶性タルクは、タイルの耐火度を下げるので、成形後に焼成を行う場合、焼成時間が長いトンネル窯で焼成した場合、焼成物同士が融着するおそれがあるので、トンネル窯よりも焼成時間が短いローラーハースキルンを用いるの方が好ましい。
【００１６】
この調合物を焼成して得られるタイル本体の化学組成は、好ましくは
ＳｉＯ２  ６３〜７３重量％、特に６５〜７１重量％、
Ａｌ２Ｏ３  １６．３〜２０．３重量％、特に１７．０〜２０．０重量％、
ＣａＯ  ６．５〜８．５重量％、特に７．０〜８．０重量％、
ＭｇＯ  ２．８〜４．８重量％、特に３．５〜４．２重量％、
Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  １重量％以下、
ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋ＣａＯ＋ＭｇＯ  ９６重量％以上、特に９６．５重量％以上
であることが好ましい。この組成のタイルは、熱膨張係数が釉の熱膨張係数と略同等の小さいものとなる。また水和膨張率も小さい。
【００１７】
このタイル本体（素焼き体）に対し、施釉し、乾燥後、焼成（釉焼き）することにより、タイルが得られる。このタイルは内装用タイルとして好適である。
【００１８】
なお、釉薬は５００〜６００℃にガラス転移点を有し、このガラス転移点よりも低い温度では固体状となっている。この固体状となった釉層とタイル本体との間に熱膨張差が生じると、タイルに反りや亀裂が生じたりする。本発明のように、タイル本体と釉層との熱膨張差を小さくすることにより、かかる反りや亀裂が防止される。
【００１９】
本発明は、１辺が３００ｍｍ以上（例えば３００〜１０００ｍｍ、特に６００〜１０００ｍｍ）の大形タイルに適用するのに好適である。
【実施例】
【００２０】
実施例１
原料として次の調合物を用いた。
低結晶性タルク  ２重量部
通常タルク      ８重量部
ろう石        ３９重量部
石灰          １２重量部
粘土          ３９重量部
この調合物の化学組成を表１に示す。
【００２１】
この調合物を湿式で粉砕、混合し、乾燥後、再度粉砕した。次いで、乾式プレス成形によって３００×３００×５．５ｍｍに成形し、ローラーハースキルンにより１１００℃×２０分にて焼成（素焼き）した。焼成時間は炉内の入口〜出口の滞留時間である。次いで施釉し、ローラーハースキルンにより１１６０℃×２５分にて焼成した。
【００２２】
その結果、反り及び亀裂が無いタイルが得られた。このタイルの水和膨張率は０．０２％であり、室温〜４００℃の熱膨張率は６．７×１０−６／℃であった。
なお、タルクの結晶性は、日本フィルコン（株）製のＮＦ式摩耗試験機により判定した。
また、水和膨張率は１０気圧、１ｈ保持を１０回くり返した後の寸法の伸び率とする。
【００２３】
実施例２
実施例１において、低結晶性タルクを１０重量部配合し、通常タルクを全く配合しなかったこと、及び、成形体の寸法を４００×４００×５．５ｍｍとしたこと以外は同様にしてタイルを製造したところ、やはり反りや亀裂は生じなかった。このタイルの水和膨張率は０．０２％であり、室温〜４００℃の熱膨張係数は６．３×１０−６／℃であった。
【００２４】
比較例１
実施例１において、低結晶性タルクを配合せず、通常タルクを１０重量部配合したこと以外は同様にしてタイルを製造した。その結果、１００％のものに反りが発生した。また、室温〜４００℃の熱膨張係数は７．２×１０−６／℃であった。なお、トンネルキルンで焼成した場合の水和膨張率は０．０５％であった。
【００２５】
実施例３〜５、比較例２〜４
低結晶性タルクの配合量を表１の通りとした他は実施例１と同様にしてタイルの製造と試験を行った。その結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
以上の実施例及び比較例より、本発明例によると、反りや亀裂がなく、熱膨張係数及び水和膨張率が小さいタイルが得られることが認められた。