特許 5707908 発泡軽量タイル用原料、発泡軽量タイル及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5707908

(24)【登録日】2015年3月13日

(45)【発行日】2015年4月30日

(54)【発明の名称】発泡軽量タイル用原料、発泡軽量タイル及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C04B 38/02 20060101AFI20150409BHJP

   C04B 33/13 20060101ALI20150409BHJP

   E04F 13/14 20060101ALI20150409BHJP

【ＦＩ】

   C04B38/02 K

   C04B33/13 A

   E04F13/14 103A

【請求項の数】9

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2010-271731(P2010-271731)

(22)【出願日】2010年12月6日

(65)【公開番号】特開2011-148676(P2011-148676A)

(43)【公開日】2011年8月4日

【審査請求日】2013年9月24日

(31)【優先権主張番号】特願2009-290718(P2009-290718)

(32)【優先日】2009年12月22日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】302045705

【氏名又は名称】株式会社ＬＩＸＩＬ

(74)【代理人】

【識別番号】100086911

【弁理士】

【氏名又は名称】重野 剛

(72)【発明者】

【氏名】大橋 浩介

(72)【発明者】

【氏名】澤田 健行

(72)【発明者】

【氏名】竹田 道弘

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 修

【審査官】 小川 武

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−２４７１８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２４６３１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５０９０２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０３９２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２４７１８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１６０５７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２４６３２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３２２４６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−１９１５７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０２１１６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０４０７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０２９３５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−００２６７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２４６３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−１４７８５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０４Ｂ ３３／００−３３／３６，３８／００−３８／１０

Ｅ０４Ｆ １３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも可塑性原料及び配向性原料を含む非発泡性原料１００重量部と、
発泡剤０．０１〜１重量部と
を含んでなる発泡軽量タイル用原料であって、
該非発泡性原料は、灼熱減量を除いた成分の合計を１００重量％とした場合、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３及びＭｇＯの３成分の合計が８０〜１００重量％であり、
該非発泡性原料中のＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３及びＭｇＯの３成分の合計を１００重量％とした場合、重量組成比（ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３，ＭｇＯ）が、これら３成分の３元組成図において、
Ａ_１（６６．５，８．５，２５．０）
Ａ_２（７２．０，６．５，２１．５）
Ａ_３（７４．５，１２．０，１３．５）
Ａ_４（６６．５，２０．０，１３．５）
を結んだ四角形の領域Ａ内又は
Ｂ_１（６７．６，２４．９，７．５）
Ｂ_２（７２．２，２２．２，５．６）
Ｂ_３（７４．２，２３．８，２．０）
Ｂ_４（６８．９，２９．０，２．１）
を結んだ四角形の領域Ｂ内にあることを特徴とする発泡軽量タイル用原料。

【請求項2】

請求項１において、前記可塑性原料は粘土鉱物であることを特徴とする発泡軽量タイル用原料。

【請求項3】

請求項１又は２において、前記配向性原料が、タルク、マイカ、板状アルミナ、アンチゴライト及びリゾルダイトの少なくとも１種よりなることを特徴とする発泡軽量タイル用原料。

【請求項4】

請求項１ないし３のいずれか１項において、前記発泡性原料が、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、炭酸化合物、ドロマイト及び酸化セリウムの少なくとも１種であることを特徴とする発泡軽量タイル用原料。

【請求項5】

請求項１ないし４のいずれか１項に記載の発泡軽量タイル用原料を成形し、焼成することを特徴とする発泡軽量タイルの製造方法。

【請求項6】

請求項５において、成形方法がプレス成形又は押出成形であることを特徴とする発泡軽量タイルの製造方法。

【請求項7】

請求項５又は６において、焼成温度が１１３０〜１３１０℃であることを特徴とする発泡軽量タイルの製造方法。

【請求項8】

請求項５ないし７のいずれか１項に記載の発泡軽量タイル用原料の製造方法によって製造された発泡軽量タイル。

【請求項9】

請求項８において、比重が０．７〜２．０であることを特徴とする発泡軽量タイル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建材として壁面などに用いられるタイルに関するものであり、特に製造工程において発泡させることにより軽量化した発泡軽量タイル、その原料及びその製造方法に関する。詳しくは、本発明は、寸法精度が良好な発泡軽量タイルと、その製造方法と、この発泡軽量タイル用原料とに関する。

【背景技術】

【0002】

タイルを軽量化する方法としては、タイル原料に発泡剤、軽量骨材又は消失物を添加するものがある。このうち、発泡剤を添加する方法は、軽量骨材や消失物を添加する方法と比べて製造コストを抑えることができるという利点がある。この発泡剤を添加して焼成し、発泡させた発泡軽量タイルとしては、種々のものが知られている。

【0003】

例えば、特開２００７−２４６３２３号公報の第００１７段落には、粘土４０〜６０重量部、ガラス１０〜１５重量部、長石２５〜５０重量部及び発泡剤としてのＳｉＣ０．０１〜５重量部よりなるタイル原料を、成形及び焼成してなる軽量発泡タイルが記載されている。

【0004】

特開平４−２６７６号公報の第１頁右欄第１６行〜第２頁左上欄第１行には、粘土４０〜１０重量部、長石６０〜９０重量部及び発泡剤としての炭化珪素１重量部以下よりなる原料を、成形及び焼成してなる発泡外装材が記載されている。

【0005】

特開平７−２４７１８１号公報の第００２５段落には、粘土１０〜６０重量部、長石４０〜９０重量部、ガス発生成分０．０１〜２重量部よりなる発泡性原料に対して、さらに石灰石、ドロマイト、ガラス、滑石（タルク）等のアルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物を配合した原料を用いた発泡タイルが記載されている。

【0006】

従来の発泡軽量タイルは、焼成時における窯内の温度のばらつき等に伴う発泡度合いのばらつきにより、タイル寸法がばらつき寸法精度が低くなるという問題がある。

【0007】

発泡軽量タイルに関するものではないが、特開平６−４０７６０号公報には、吸水率２％以下の低吸水性セラミック板の製造において、成形体の乾燥及び焼成収縮を低減させるために、原料中に雲母、βワラストナイト、タルク等の異方性結晶を添加することが記載されている。

【0008】

同号公報では、セラミック板の製造用素地組成物として、ガラス及び／又はフリット粉末１５〜６０重量％、可塑性粘土１５〜４０重量％、雲母３〜４０重量％、βワラストナイト０〜４０重量％、タルク０〜２０重量％を有し、かつ雲母、βワラストナイト及びタルクの合計が３〜６０重量％となるように調製したものを用いる（請求項３）。これら雲母、βワラストナイト及びタルクは、プレス成形や押出し成形等において、厚さ方向よりも平面方向に配向し易い異方性の結晶物質である（第０００５段落）。同号公報の第０００６段落には、この原料の成形体の焼成時において、この異方性結晶物質のつっぱり効果によって平面方向への収縮を抑え、厚さ方向に収縮させることにより、セラミック板の寸法精度の向上を図ることが記載されている。

【0009】

なお、同号公報は、上記の通り吸水率２％以下の低吸水性セラミック板に関するものであり、該低吸収性セラミック板の原料中には発泡剤を有しない。同号公報の発明は、焼成収縮過程での寸法精度の向上を課題とするものであり、発泡剤の発泡度合いのばらつきにより寸法精度が低くなることを防止するという課題を有しない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２００７−２４６３２３号公報

【特許文献2】特開平４−２６７６号公報

【特許文献3】特開平７−２４７１８１号公報

【特許文献4】特開平６−４０７６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

上記の通り、特許文献１〜３のような発泡軽量タイルにあっては、焼成時における窯内の温度のばらつき等に伴う発泡度合いのばらつきにより、寸法精度が低くなるという問題がある。

【0012】

本発明は、寸法精度の良好な発泡軽量タイル及びその製造方法と、この発泡軽量タイルの製造用原料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】

【0013】

本発明（請求項１）の発泡軽量タイル用原料は、少なくとも可塑性原料及び配向性原料を含む非発泡性原料１００重量部と、発泡剤０．０１〜１重量部とを含んでなる発泡軽量タイル用原料であって、該非発泡性原料は、灼熱減量を除いた成分の合計を１００重量％とした場合、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３及びＭｇＯの３成分の合計が８０〜１００重量％であり、該非発泡性原料中のＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３及びＭｇＯの３成分の合計を１００重量％とした場合、重量組成比（ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３，ＭｇＯ）が、これら３成分の３元組成図において、Ａ_１（６６．５，８．５，２５．０）、Ａ_２（７２．０，６．５，２１．５）、Ａ_３（７４．５，１２．０，１３．５）及びＡ_４（６６．５，２０．０，１３．５）を結んだ四角形の領域Ａ内又はＢ_１（６７．６，２４．９，７．５）、Ｂ_２（７２．２，２２．２，５．６）、Ｂ_３（７４．２，２３．８，２．０）及びＢ_４（６８．９，２９．０，２．１）を結んだ四角形の領域Ｂ内にあることを特徴とするものである。

【0014】

請求項２の発泡軽量タイル用原料は、請求項１において、前記可塑性原料は粘土鉱物であることを特徴とするものである。

【0015】

請求項３の発泡軽量タイル用原料は、請求項１又は２において、前記配向性原料が、タルク、マイカ、板状アルミナ、アンチゴライト及びリゾルダイトの少なくとも１種よりなることを特徴とするものである。

【0016】

請求項４の発泡軽量タイル用原料は、請求項１ないし３のいずれか１項において、前記発泡性原料が、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、炭酸化合物、ドロマイト及び酸化セリウムの少なくとも１種であることを特徴とするものである。

【0017】

本発明（請求項５）の発泡軽量タイルの製造方法は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の発泡軽量タイル用原料を成形し、焼成することを特徴とするものである。

【0018】

請求項６の発泡軽量タイルの製造方法は、請求項５において、成形方法がプレス成形又は押出成形であることを特徴とするものである。

【0019】

請求項７の発泡軽量タイルの製造方法は、請求項５又は６において、焼成温度が１１３０〜１３１０℃であることを特徴とするものである。

【0020】

本発明（請求項８）の発泡軽量タイルは、請求項５ないし７のいずれか１項に記載の発泡軽量タイル用原料の製造方法によって製造されたものである。

【0021】

請求項９の発泡軽量タイルは、請求項８において、比重が０．７〜２．０であることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0022】

本発明によると、寸法精度の良好な発泡軽量タイルが得られる。

【0023】

すなわち、発泡軽量タイル用原料を成形し、焼成して発泡軽量タイルを製造するに際して、タイルの発泡の程度は焼成温度により変化する。そのため、従来例にあっては、炉内の温度分布等に起因して焼成温度の分布が広くなると、タイル寸法がばらつき得られる発泡軽量タイルは寸法精度が低いものとなる。

【0024】

本発明では、発泡軽量タイル用原料中に配向性原料が配合されている。この配向性原料は、２軸方向に配向した扁平形状又は１軸方向に配向した針状の粒子よりなる。かかる配向性原料を含んだ原料を板形のタイル形状に成形した場合、配向性原料粒子は板状成形体の面方向に配向する。この配向性原料は、焼成時にその配向軸方向への膨張率が小さいという特性を有している。そのため、この配向性原料を含んだ成形体を焼成した場合、焼成時にタイル面方向（タイル厚み方向と垂直方向）への発泡膨張が抑制され、タイル厚み方向に発泡膨張し易くなる。この結果、焼成温度分布が広い状況でも、面方向の膨張率のズレ（予定膨張率からの乖離）が小さくなり、寸法精度の高い発泡軽量タイルを得ることができる。

【0025】

また、本発明では、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３及びＭｇＯの３成分の重量組成比が、これら３成分の３元組成図におけるクリストバライトとムライトの共融線から離れた領域Ａ又は領域Ｂ内にあるため、焼成時に熔融粘性が急激に低下することが防止される。これによっても、得られる発泡軽量タイルの寸法精度が向上する。

【0026】

本発明において、可塑性原料としては粘土鉱物が好適である。

【0027】

配向性原料としては、タルク、マイカ、板状アルミナ、アンチゴライト及びリゾルダイトの少なくとも１種が好ましい。これらの配向性原料は扁平状であり、この配向性原料の配向軸方向（厚み方向と垂直方向）が板状成形体の面方向（厚み方向と垂直方向）となるように良好に配向する。

【0028】

発泡剤としては、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、炭酸化合物、ドロマイト及び酸化セリウムの少なくとも１種が好適である。

【0029】

この発泡軽量タイルの焼成時における焼成温度は１１３０〜１３１０℃であることが好ましい。この発泡軽量タイルの比重は０．７〜２．０であることが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の発泡軽量タイル用原料における、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３及びＭｇＯの３成分の重量組成比の範囲を示す３元組成図である。

【図2】実施例の試料Ｎｏ．１〜２８におけるＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３及びＭｇＯの３成分の重量組成比を示す図面である。

【図3】試料Ｎｏ．３，１２，１７，２７の焼成温度と長辺方向の焼成収縮率との関係を示すグラフである。

【図4】試料Ｎｏ．３，１２，１７，２７の焼成温度と体積変化率との関係を示すグラフである。

【図5】試料Ｎｏ．３，１２，１７，２７の焼成温度と長辺方向への発泡寄与率との関係を示すグラフである。

【図6】試料Ｎｏ．３，１２，１７，２７の焼成温度と厚み方向への発泡寄与率との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、本発明をさらに詳細に説明する。

【0032】

本発明の発泡軽量タイル用原料は、少なくとも可塑性原料及び配向性原料を含む非発泡性原料１００重量部と、発泡剤０．０１〜１重量部とを含んでいる。

【0033】

非発泡性原料は、可塑性原料及び配向性原料の他に、長石、珪砂、シャモット、陶石、蝋石等のタイル用原料を含むことが好ましい。

【0034】

可塑性原料としては、粘土鉱物が好適であり、具体的にはカオリン、セリサイト、木節粘土、蛙目粘土などが例示される。

【0035】

配向性原料としては、２軸方向に配向した扁平形状粒子及び１軸方向に配向した針状の粒子のいずれよりなるものであってもよいが、タルク、マイカ、板状アルミナ、アンチゴライト、リゾルダイト等の２軸方向に配向した扁平状の粒子よりなる原料が好適である。かかる扁平状の粒子よりなる配向性原料は、１軸方向にのみ配向した針状の粒子よりなる配向性原料と比べて、上述したタイル面方向への発泡膨張抑制効果が高い。配向性原料の平均粒径は１〜７５μｍ程度が好適である。この平均粒径はレーザー回折式粒度分布計によって計測された値である。

【0036】

非発泡性原料１００重量部（灼熱減量を含む。）中における長石、可塑性原料及び配向性原料の割合は、領域Ａの場合は、長石０〜４０重量部、可塑性原料２０〜６０重量部、配向性原料４０〜６０重量部（３者の合計で１００重量部）であることが好ましい。領域Ｂの場合は、長石０〜３５重量部、可塑性原料６０〜９０重量部、配向性原料５〜２０重量部（３者の合計で１００重量部）であることが好ましい。

【0037】

この非発泡性原料中におけるＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３及びＭｇＯの３成分の好ましい比率について次に説明する。

【0038】

この非発泡性原料は、灼熱減量（Ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｌｏｓｓ）を除いた成分の合計を１００重量％とした場合、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３及びＭｇＯの３成分の合計が８０〜１００重量％好ましくは９０〜９８重量％である。これらＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３及びＭｇＯの３成分の重量組成比（ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３，ＭｇＯ）が、第１図に示すこれら３成分の３元組成図において、Ａ_１（６６．５，８．５，２５．０）、Ａ_２（７２．０，６．５，２１．５）、Ａ_３（７４．５，１２．０，１３．５）及びＡ_４（６６．５，２０．０，１３．５）を結んだ四角形の領域Ａ内又はＢ_１（６７．６，２４．９，７．５）、Ｂ_２（７２．２，２２．２，５．６）、Ｂ_３（７４．２，２３．８，２．０）及びＢ_４（６８．９，２９．０，２．１）を結んだ四角形の領域Ｂ内にある。Ａ領域は、好ましくはＡ_５（６７．０，１２．０，２１．０）、Ａ_６（７０．４，８．９，２０．７）、Ａ_７（７４．１，１１．９，１４．０）、及びＡ_８（６７．２，１８．４，１４．４）を結んだ四角形の領域内にある。

【0039】

Ａ領域は、特に、Ａ_９（６８．７，１０．４，２０．９）、Ａ_１0（７２．３，１０．３，１７．４）、Ａ_１１（７４．２，１１．８，１４．０）及びＡ_１２（７０．８，１５．０，１４．２）で囲まれた領域であることが好ましい。Ｂ領域は、特に、Ｂ_５（６７．６，２４．９，７．５）、Ｂ_６（７２．２，２２．２，５．６）、Ｂ_７（６９．５，２４．８，５．７）及びＢ_８（７２．３，２３．９，３．８）で囲まれた領域であることが好ましい。

【0040】

なお、第１図において、共融線Ｌは、クリストバライトとムライトの共融線である。

【0041】

第１図のＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３及びＭｇＯの３元組成図内には、タルク、長石及び粘土の典型的な組成がプロットされると共に、これらの３点を結んだ三角形が描かれており、この三角形の領域内に、クリストバライトとムライトの共融線が存在する。ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３及びＭｇＯの３成分の重量組成比がこの共融線Ｌに近いと、焼成時に炉内温度が上昇して共融点に近づいたときに熔融粘性が急激に低下するため、被焼成体（焼成されつつあるタイル）が大きく変形してしまい、タイルの寸法精度が低下する。これに対し、本発明の発泡軽量タイル用原料は、３成分の重量組成比が領域Ａ又は領域Ｂを範囲内であり、上記共融線Ｌからある程度離隔している。これにより、焼成時における熔融粘性の急激な低下が防止され、タイルの寸法精度が高いものとなる。

【0042】

原料組成が領域Ａ，Ｂから共融線Ｌに離れる方向に逸脱したり、領域ＡからＡｌ_２Ｏ_３リッチ側に逸脱したりすると、焼成温度が過度に高いものとなる。原料組成が領域Ｂから長石リッチ側に逸脱すると、焼成温度の上昇による発泡量の増加が急激に大きくなり、寸法精度が悪化する。

【0043】

上記非発泡性原料の灼熱減量（Ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｌｏｓｓ）を除いた成分の合計を１００重量％とした場合、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３及びＭｇＯの３成分の合計が８０重量％以上であると、上記３成分以外の成分による影響が小さいものとなる。

【0044】

発泡剤としては、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、炭酸化合物、ドロマイト、酸化セリウム等が好適であり、特に炭化珪素が好適である。

【0045】

発泡剤は、灼熱減量を含む該非発泡原料の合計１００重量部に対して０．０１〜１重量部好ましくは０．０５〜０．７重量部特に好ましくは０．０７〜０．１重量部配合される。

【0046】

本発明の発泡軽量タイル用原料は、上記の原料以外に珪砂、シャモット、陶石、蝋石などを全体の２０重量％以下の範囲で含んでもよい。

【0047】

本発明の発泡軽量タイル用原料は、これらの原料を上記割合で懸濁液となるように、水を原料重量の５０〜２００％で添加し、ミル等を用いて混合することにより製造される。この発泡軽量タイル用原料の平均粒径は５〜１５μｍ程度が好適である。

【0048】

この発泡軽量タイル用原料を成形及び焼成することにより、発泡軽量タイルが製造される。成形方法は、成形時に配向性原料が成形体内で配向する任意のものを適用することができ、プレス成形、押出し成形等が好適に採用される。例えば、配向性原料が扁平状である場合、下型内に発泡軽量タイル用原料を充填し、その上から上型を型締めし、上下方向に加圧する乾式プレス成形を行うと、扁平状の配向性原料は、その偏平面方向が略水平方向に配向する。これにより、板状成形体の板面方向に該配向性原料の偏平面方向が配向した発泡軽量タイル用成形体が得られる。乾式プレス成形の場合、成形圧は５０〜５００ｋｇｆ／ｃｍ^２程度が好適である。成形体の嵩密度は、１．５〜２．０ｇ／ｃｍ^３特に１．７〜１．９ｇ／ｃｍ^３程度が好ましい。

【0049】

焼成温度は、１１３０〜１３１０℃、特に１１８０〜１２８０℃が好ましい。焼成炉としては、ＲＨＫ、ＴＫ、ＳＫ、セラミックス炉などを用いることができる。セラミックス炉を用いた場合、焼成時間（上記焼成温度に維持する時間）は１〜１０Ｈｒ程度が好適である。

【0050】

このようにして得られた発泡軽量タイルの比重は、０．７〜２特に１．２〜１．８程度が好ましい。

【0051】

本発明の発泡軽量タイル用原料は、配向性原料を有するため、これを板状に成形して焼成すると、前述の通り、面方向の寸法精度の良好な発泡軽量タイルが得られる。その理由について以下に詳細に説明する。

【0052】

一般に、発泡剤からのガス発生量は焼成温度により変化する。そのため、発泡軽量タイル用原料を成形し、焼成して発泡軽量タイルを製造するに際し、炉内の温度分布や炉制御条件の変動などにより焼成温度が窯内で大きくばらつくと、得られる発泡軽量タイルの寸法は大きくばらつく。

【0053】

配向性原料を含む発泡軽量タイル用原料を成形すると、配向性原料は成形体内で配向する。例えば、扁平状の配向性原料を含む発泡軽量タイル用原料を金型内に充填してタイル厚み方向に加圧して板状成形体を成形すると、該扁平状の配向性原料粒子は、その配向軸方向（偏平な面の方向）が板状成形体の板面方向（すなわち加圧方向と垂直方向）を指向するように配向する。この配向性原料は、焼成時に偏平面方向への膨張を抑制する作用を奏するので、この成形体を焼成した場合、被焼成物はタイルの厚み方向には容易に膨張するが、タイル面方向への発泡膨張が抑制される。これにより、焼成温度が予定温度から乖離したとしても、タイル面方向における寸法のバラツキが小さくなり、寸法精度の高い発泡軽量タイルを得ることができる。

【実施例】

【0054】

以下、実施例及び比較例を用いて本発明をより詳細に説明する。

【0055】

＜発泡軽量タイル用原料の製造＞
表１に示すタルク、蛙目粘土及び長石と、炭化珪素とを混合して発泡軽量タイル用原料を製造した。炭化珪素としては日陶産業社製炭化珪素「ＧＰ３０００」平均粒径６μｍを用いた。

【0056】

このタルク、粘土及び長石と炭化珪素とを表２に示す割合で懸濁液となるように、水を原料重量と同程度添加しミルによって混合し、発泡軽量タイル用原料Ｎｏ．１〜２８を製造した。なお、Ｎｏ．１〜３２中のＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３及びＭｇＯを１００ｗｔ％としたときのＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３及びＭｇＯの割合を表３，４に示すと共に、第２図の３元組成図にプロットした。図面を明りょうとするために、第２図では「Ｎｏ」を省略し、例えばＮｏ．１については「１」とのみ記入してある。

【0057】

【表1】

【0058】

【表2】

【0059】

＜発泡軽量タイル用原料の成形＞
上記の発泡軽量タイル用原料Ｎｏ．１〜３２を乾式プレス成形（圧力：５０〜５００ｋｇ／ｍ^２）することにより、成形体の嵩密度が１．７ｇ／ｃｍ^２程度となるように成形体（長辺１００ｍｍ×短辺３０ｍｍ×厚み約５ｍｍ）を成形した。

【0060】

＜焼成＞
この成形体を、セラミックス炉によって、図３〜６にプロットした各温度にて１時間焼成して発泡軽量タイルを製造した。以下、Ｎｏ．１の原料から製造されたタイルについては、焼成温度の如何に関わらずＮｏ．１のタイルという。Ｎｏ．２〜３２のタイルも同様である。

【0061】

＜長辺方向の比温度寸法変化率Ａ_Ｌ（％／℃）の測定＞
Ｎｏ．１〜３２のタイルについて、長辺方向の長さＬ_１を測定し、この長さＬ_１と上記成形体の長辺方向の長さＬ_０（１００ｍｍ）とを以下の計算式に代入することにより、長辺方向の寸法変化率ａ_Ｌ（％）を算出した。
長辺方向の寸法変化率ａ_Ｌ（％）＝（Ｌ_１−Ｌ_０）／Ｌ_０×１００

【0062】

焼成温度によって発泡原料の発泡度合が変化するため、この長辺方向の寸法変化率ａ_Ｌは焼成温度によって変化する。そこで、Ｎｏ．１〜３２のタイルについてＮｏ別に、第３図に例示されるように横軸を焼成温度、縦軸を該長辺方向の寸法変化率ａ_Ｌ（％）とするグラフを作成し、焼成温度に対する寸法変化率の直線の傾きから長辺方向の比温度寸法変化率Ａ_Ｌ（％／℃）を求め、表３，４に示した。この長辺方向の比温度寸法変化率Ａ_Ｌ（％／℃）は、焼成温度が１℃変化した場合に長辺方向の寸法変化率ａ_Ｌ（％）がどの程度変化するかを示す。

【0063】

＜比温度体積変化率Ｂ（％／℃）の測定＞
ＳｉＣを添加した成形体および添加していない成形体の厚みを測定し、その体積Ｖ_１、Ｖ_２を予め算出しておく。また、得られたタイルの長辺、短辺及び厚さ方向の寸法を測定し、その体積Ｖ_３、Ｖ_４を算出した。次いで、以下の計算式により、Ｎｏ．１〜３２のタイルについて、体積変化率(％)を以下の計算式によって算出した。

【0064】

体積変化率ｂ（％）＝（Ｖ_３／Ｖ_１−Ｖ_４／Ｖ_２）×１００

【0065】

焼成温度によって発泡原料の発泡度合が変化するため、この体積変化率ｂ（％）は焼成温度によって変化する。そこで、Ｎｏ．１〜３２のタイルについてＮｏ別に、第４図に例示されるように横軸を焼成温度、縦軸を該焼成収縮率ｂ（％）とするグラフを作成し、焼成温度に対する体積変化率の直線の傾きから比温度体積変化率Ｂ（％／℃）を求め、表３，４に示した。この比温度体積変化率Ｂ（％／℃）は、焼成温度が１℃変化した場合に体積変化率がどの程度変化するかを示す。

【0066】

＜長辺方向及び厚み方向への発泡寄与率（％）の測定＞
Ｎｏ．３，１２，１７，２７のタイルについて、以下の手順で長辺方向及び厚み方向への発泡寄与率（％）を求めた。なお、第２図に示す通り、Ｎｏ．１７，２７のタイルは、粘土と長石との配合比がほぼ同一であり、タルクの配合量を異ならせている。

【0067】

まず、各タイルについて、短辺方向の長さＷ_１を測定し、この長さＷ_１と上記成形体の短辺方向の長さＷ_０（３０ｍｍ）とを以下の計算式に代入することにより、短辺方向の寸法変化率ａ_Ｗ（％）を算出した。

【0068】

短辺方向の寸法変化率ａ_Ｗ（％）＝（Ｗ_１−Ｗ_０）／Ｗ_０×１００

【0069】

同様に、各タイルについて、厚みｄ_１を測定し、厚みｄ_１と上記成形体の厚みｄ_０（１００ｍｍ）とを以下の計算式に代入することにより、厚み方向の寸法変化率ａ_ｄ（％）を算出した。

【0070】

厚み方向の寸法変化率ａ_ｄ（％）＝（ｄ_１−ｄ_０）／ｄ_０×１００

【0071】

次いで、以下の計算式により、長辺方向への発泡寄与率Ｃ_Ｌ（％）及び厚み方向への発泡寄与率Ｃ_ｄ（％）を算出した。その結果を、それぞれ表５，６に示す。

【0072】

Ｃ_Ｌ（％）＝ａ_Ｌ／（ａ_Ｌ＋ａ_Ｗ＋ａ_ｄ）×１００（％）
Ｃ_ｄ（％）＝ａ_ｄ／（ａ_Ｌ＋ａ_Ｗ＋ａ_ｄ）×１００（％）

【0073】

【表3】

【0074】

【表4】

【0075】

【表5】

【0076】

【表6】

【0077】

＜考察＞
（１） 長辺方向の比温度寸法変化率Ａ_Ｌ（％／℃）についての考察
表３，４の通り、軽量発泡タイル用原料中にタルクを含まないＮｏ．２７のタイルの長辺方向の比温度寸法変化率Ａ_Ｌ（％／℃）は、０．０４８（％／℃）である。これに対して、領域Ａ及び領域Ｂ内に存在するタイルはいずれも、長辺方向の寸法変化率Ａ_Ｌ（％／℃）が０．０４８（％／℃）未満となっている。

【0078】

なお、長辺方向の比温度寸法変化率Ａ_Ｌ（％／℃）は、必ずしもタルク配合量の多い順に小さい値にはなっていない。この理由は次の通りであると推察される。

【0079】

上記の通り、Ｎｏ．３，１２，１７，２７のタイルは、粘土と長石との配合比がほぼ同一であり、タルクの配合量を異ならせている。Ｎｏ．３は領域Ａ内に存在しており、その他のタイル（Ｎｏ．１２，１７，２７）は領域Ａ及び領域Ｂの範囲外である。Ｎｏ．１２のタイルは共融線Ｌに近い組成となっている。

【0080】

タルクは配向性原料であり、タイル面方向への発泡膨張を抑制する効果を有する。そのため、発泡膨張の抑制効果は、タルク配合量の多い順に大きい。しかしながら、Ｎｏ．１２は共融線Ｌに近いため、焼成時に粘性が急激に低下する。このようなことから、これらＮｏ．３，１２，１７，２７のタイルを長辺方向の比温度寸法変化率Ａ_Ｌ（％／℃）の小さい順に並べると、必ずしもタルクの多い順にはならない。

【0081】

Ｎｏ．３（領域Ａ内）のタイルは、最もタルクの配合比が高く、かつ共融線Ｌからある程度離隔した組成となっている。そして第３図の通り、長辺方向の焼成収縮率ａ_Ｌ（％）が焼成温度によらずほぼ一定（約５〜６％）であり、焼成温度が１１００℃〜１２４０℃の間で変化しても寸法変動幅は約１％（６％−５％＝１％）と小さい。従って、焼成温度分布が多少広くなったとしても、得られるタイルの寸法誤差は小さいものとなる。

【0082】

Ｎｏ．２７は、発泡軽量タイル用原料中に配向性原料としてのタルクを全く含まないため、配向性原料によるタイル面方向への膨張抑制効果を有しない。従って、第３図に示す通り、焼成温度が１２３０℃から１３００℃まで約７０℃変化すると、長辺方向の寸法変化率ａ_Ｌ（％）が７％から４％へと著しく変化し、寸法変動幅は約３％（７％−４％＝３％）と大きな値となる。このように、Ｎｏ．２７のタイルは、焼成温度分布が広がると、得られるタイルの寸法ばらつきが大きいものとなる。

【0083】

Ｎｏ．１２，１７は、配向性原料としてのタルクを含むため、配向性原料によるタイル面方向への発泡膨張の抑制効果が期待される。しかしながら、Ｎｏ．１２は共融線Ｌに近い組成であるので、焼成時に熔融粘性が低下するため、焼成温度の変化による寸法誤差が大きくなっている。

【0084】

以上のように、領域Ａ及び領域Ｂ内に存在するタイルは、タルクの添加による寸法精度の向上が達成されている。

【0085】

（２） 長辺方向への発泡寄与率（％）及び厚み方向への発泡寄与率（％）の考察
第５，６図に示す通り、タルク（配向性原料）を含むＮｏ．３，１２，１７のタイルは、タルクを含まないＮｏ．２７のタイルと比べて、長辺方向への発泡寄与率（％）が低くかつ厚み方向への発泡寄与率（％）が高い。このことから、タルク（配向性原料）は、タイル平面方向への発泡膨張の抑制効果を有することがわかる。

【0086】

（３） 比温度体積変化率Ｂ（％／℃）についての考察
第４図の通り、Ｎｏ．３，１２，１７，２７のタイルを比温度体積変化率Ｂ（％／℃）の小さい順に並べるとＮｏ．２７，３，１７，１２の順になっている。従って、予定焼成温度と実際の焼成温度との間に乖離が生じた場合、目標としていたタイルの体積と実際のタイルの体積との間の差が小さい順に並べると、同様にＮｏ．２７，３，１７，１２の順になる。なお、上記（１）で説明した通り、長辺方向の比温度寸法変化率Ａ_Ｌ（％／℃）を小さい順に並べると、Ｎｏ．３，２７，１７，１２の順になっており、比温度体積変化率Ｂの大小の順番と比温度寸法変化率Ａ_Ｌの大小の順番とは完全には合致しない。これは、Ｎｏ．３のタイルがタルクによってタイル長辺方向への発泡膨張が抑制されたためであると考えられる。

【0087】

Ｎｏ．３，１２，１７，２７以外のＮｏのタイルにおいても、長辺方向の比温度寸法変化率Ａ_Ｌ（％／℃）の小さい順番と比温度体積変化率Ｂ（％／℃）の小さい順番とは必ずしも一致していない。これらの順番は、タルク（配向性原料）によるタイル面方向への発泡膨張の抑制効果と、３成分組成比（ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ）の共融線Ｌへの近さとに密接に関係するものと考えられる。

【0088】

（６） 領域Ａと領域Ｂの対比
表２及び表３，４に基づいて、領域Ａ，Ｂにおける、配向性原料（東大溝タルク）の配合割合（重量％）と、比温度体積変化率Ｂ（％／℃）と、長辺方向の比温度寸法変化率Ａ_Ｌ（％／℃）とを考察すると、領域Ａは、領域Ｂと比べて比温度体積変化率Ｂの値が大きいにもかかわらず（領域Ａ：０．０１２０以下、領域Ｂ：０．００８０以下）、領域Ｂと同等の長辺方向の比温度寸法変化率Ａ_Ｌ（領域Ａ，Ｂ共に０．０４８以下）を達成している。これは、領域Ａの方が領域Ｂよりも配合原料（タルク）の配合割合が高いため（領域Ａ：４０〜６０重量％、領域Ｂ：５〜２０重量％）、配向性原料（タルク）によってタイル長辺方向への発泡膨張がより抑制されたためであると考えられる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】