JPH054938B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は粘土を主成分とする原料を連続押し出
しによつて成形された押出成形体の水分を変形し
ない程度まで短時間で低減し、これを定尺に容易
にカツトし、この定尺に切断された押出成形体を
焼成炉に直接に送給して所定長さの陶板を短いラ
インで、かつ低コストで安価に、高速度で連続的
に陶板を製造できる装置に関するものである。 〔従来の技術〕 一般に、粘土を用いた内、外壁材、瓦は所定形
状で押出成形され、これを直ちに短尺、例えば10
〜30cmの長さに切断し、これを焼成炉の廃熱を利
用する構造の乾燥装置で約１〜３日間位で水分を
１〜０％まで低減し、台車式の焼成炉に供給する
構成の装置が普通であつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 この種装置においては乾燥、焼成工程に数日を
要するのと、特に、押出直後は柔らかいため短尺
でないと大きく変形等し乾燥装置まで運搬できな
いことが一定長さ、殊に長めの成形体を形成でき
ない主因となつていた。そのため、広大な乾燥用
の敷地、倉庫を必要とし、その上、焼成炉は一度
加熱すると火を消すことがコスト、生産性のため
にできず、24時間の３交替のスケジユールとなつ
ており、３倍の作業員を必要とし、かつエネルギ
ー代も生産性に比し、効率がよくなかつた。ま
た、従来装置では熱風で乾燥するため生地が表面
から乾燥し、捩じれたり、湾曲したり、クラツク
が生じたり、乾燥体は最大長さでも60cm位が限度
であつた。これは熱風に曝される表層が一番最初
に、しかも端部から乾燥し、内部の水分によつて
変形、反り、捩じれ、クラツク等が生じる不利が
あつた。特に、押出成形体の変形は水分が５〜10
％位までに大きく影響するため、この期間の乾燥
をスムーズに、かつ上記の反り、クラツク等を生
じさせずに乾燥することができなかつた。しか
も、急激な加熱は種々の不利、不都合を招来する
ものであつた。さらに、焼成時間は予熱、焼成、
冷却をその温度曲線に従つて８〜10時間で完了す
るバツヂ式の炉、またはトンネルドライヤ炉であ
り、その温度コントロールは炉が大型のため応答
も遅く、上記のように長時間を要していた。その
他、全工程のうち、一工程だけ時間を短縮してみ
てもラインにおける生産能力は従前と変わらない
ものであつた。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明はこのような欠点を除去するため、押出
成形機の次に柔らかい押出成形体の連続帯を変形
なく移送して電気的加熱機でその水分を短時間で
保形性が得られるまで低減し、この半乾燥状態の
連続押出成形体を定尺に走行カツタを介して容易
に切断し、かつ変形が少なくなつた押出成形体を
焼成炉に送給して急激に加熱し短尺から長尺ま
で、任意長さ、例えば200mm以上の陶板を短時間
で、しかも連続して製造しうる任意長さの陶板の
製造装置を提供するものである。 〔実施例〕 以下に、図面を用いて本発明に係る陶板の製造
装置の一実施例について詳細に説明する。第１図
は上記装置の代表的な一例を示す説明図であり、
１は押出成形機で粘土を主材とする原料を例えば
第２図ａ〜ｄに示す断面形状の押出成形体Ａを連
続して押し出すものであり、例えば押出速度は厚
さ、幅によつて異なるが20〜2000mm／min位であ
る。なお、粘土は天然鉱物で、各産地により成分
が異なるので、これら成分の長所、短所を相互に
相殺、相剰させ、しかもその他の鉱材を必要によ
り添加して所定の混合粘土を得るものである。そ
の具体的な１例としては陶石、長石、カオリンナ
イト、ハロサイト、メタハロサイト、木節粘土、
蛙目粘土、信楽粘土、シヤモツトなどを打ち砕
き、水を加えて練り上げたものなどである。ま
た、この粘土は必要にマグネツトで除鉄するもの
である。２は口全部で図示しないが、押出成形体
Ａに対応した形状のもの、あるいは口金部２に中
子を介在させ、中空部Ｂを有する押出成形体Ａを
押し出すもの、もしくは第３図に示すように口金
３に中子４を配し、中子４に１本、もしくは多数
本の気体の吸気あるいは排気用の管５の一端を第
４図ａ〜ｄに示すように各格子４ａに、もしくは
共通部分４ｂに接続し、この管５に他端から所要
気体を中空部Ｂに供給したり、または押出成形体
Ａの中空部Ｂ内の気体を外部へ排出したりするも
のである。なお、中空部Ｂ内の気体は水蒸気、あ
るいは水分を含んだ空気であり、管５を介してこ
の中空部Ｂにドライエア等を供給し、押出成形体
Ａの内、外表面の水分の含有度合をほぼ同じ水分
の含有率に短時間で、かつ後記する電気的加熱機
との相乗効果によつて水分を低減するのに有用な
ものである。６は搬送機で例えばフリローラ７、
あるいは押出速度に同調した駆動ベルトコンベア
８等の少なくとも１種、または２種を組み合わせ
たものからなる。特に、搬送機６は押出成形体Ａ
を押出速度のままで次工程に変形なくスムーズに
送給するためのものであり、フリローラ７は押出
成形体Ａを静摩擦抵抗なしに押し出された状態で
移送するのに役立ち、駆動ベルトコンベア８は出
口から0.5〜２ｍ位離れた位置では押出成形体Ａ
が押し出された時より幾分硬く、かつ押し出し時
の力が先に押し出された押出部の重さに抵抗しき
れずに圧縮され、縮むのを防止するために押し出
し時とほぼ同じ速度で押出成形体Ａを連続して次
工程に移送するのに役立つものである。９は電気
的加熱機、例えば第５図ａ，ｂに示すようなマイ
クロ波加熱機、もしくは図示しない超音波加熱
機、放電加熱機、レーザ加熱機、遠赤外線ヒータ
等の１種からなり、主に押出成形体Ａの内部、表
面を同時に加熱し水分を平均に低減するものであ
る。具体例としてマイクロ波加熱機を用いた際
は、押出成形体Ａの水分18〜15％を７〜10％に５
〜30分位の短時間で、半乾燥状態に水分を低減す
るものである。なお、水分の含有率を６〜10％位
に設定したのは水分が０〜２％位の乾燥状態の連
続半乾燥板A′を定尺に切断するよりも上記水分
の連続半乾燥板部A′は切断が極めて容易である。
特に、この工程では保形性を十分に維持でき、次
工程のカツタ、焼成に不具合がなければ切断しや
すい半乾燥状態が好ましいものである。ここで、
マイクロ波加熱機についてさらに説明すると、マ
イクロ波加熱機９はオーブン連続方式構造であ
り、主に押出成形体Ａの内部へ浸透して熱伝導に
ほとんど時間を要することなくマイクロ波Ｃを熱
エネルギーに変換し、数秒から数分で発熱して粘
土内の水分の1/3、例えば５〜10％（重量％）を
蒸発せしめるためのものである。なお、水分が押
出成形体Ａにおいて重量比20〜15％位含有さてお
り、そのうちの５〜10％を蒸発せしめるものであ
る。特にこの種、押出成形体Ａは水分が５〜８％
位になるまで体積が大きく収縮するが、それ以下
の水分になると体積の収縮がほとんど生じないも
のである。そこで、マイクロ波加熱機９を具体的
に第５図ａ，ｂを用いて説明すると、図示しない
マイクロ波発振器から発振さたマイクロ波Ｃを所
要箇所に案内する導波管１０と、案内されたマイ
クロ波Ｃを反射する反射板１１と、反射さたマイ
クロ波Ｃを攪拌する回転羽根１２と、押出成形体
Ａを押出速度で移動させると共に、マイクロ波Ｃ
が押出成形体Ａの裏面からも照射されるようにし
たフリローラ１３からなる搬送部１４と押出成形
体Ａの入口、出口となると共に、マイクロ波Ｃが
外部へ漏洩しないように減衰させるフイルター部
１５，１６と必要により供給するエア等Ｄを被加
熱空間１７に案内する導入口１８と、マイクロ波
Ｃが被加熱空間１７から外部へ漏洩しないように
囲んだ包囲体１９とから構成したものである。ま
た、押出成形体Ａの被加熱空間１７の大きさ目的
に応じて異なるが、例えば長さが１〜５ｍ位とし
たものである。さらに、搬送部１４は押出成形体
Ａが乾燥中に約１割程度、体積収縮するため、こ
れを無理なくフリローラ１３で吸収するものであ
る。また、導入口１８はマイクロ波Ｃの加熱によ
り水蒸気Ｅが大量に、短時間の間に放出するのを
入口、出口１５ａ，１６ａから外部へ放出し、押
出成形体Ａの表面、包囲体１９の内壁に結露が発
生しないようにして乾燥時の悪影響（クラツク、
爆裂）を防止し、かつ押出成形体Ａ表面の水蒸気
Ｅを風によつて常時、吹きとばし、より乾燥時間
を短縮するのに役立つものである。２０は走行カ
ツタで、半乾燥された連続体状の連続半乾燥板
A′を所定寸法に走行中に切断するものである。
２１は取り出し機構で、定尺に切断された定尺半
乾燥板A″を駆動ローラ、ベルト等の１種、もし
くはその組み合わせからなる機構で、押出成形機
１から送出される速度より速い速度で次工程に送
り出すものである。２２は焼成炉でローラハース
キルン、トンネル型焼成炉の１種からなり、その
構成は入口２２ａから出口２２ｂに亘つて山状の
温度分布となり、予熱領域２３、焼成領域２４、
冷却領域２５の順に一応区分して構成し、予熱領
域２３の温度は150〜400℃、焼成領域２４は400
〜1300℃、冷却領域２５は600〜100℃位までとし
たものである。勿論、粘土の種類、組成によつて
は結晶変態点も異なるものであり、各領域間の温
度設定が異なるものである。そして上記温度、搬
送速度は任意に各区間で可変できるものである。
なお、上記各領域間の温度は明確に区分するもの
ではなく連続焼成の中での一応の区分である。さ
らに焼成炉２２について説明すると、焼成炉２２
は可燃ガス、例えばLPGガスを燃焼させて定尺
半乾燥板A″を焼成するものであり、そのための
バーナ（図示せず）の配列は前記各領域に対応し
て設けるものである。また、焼成炉２２内の定尺
半乾燥板A″の搬送手段としてはメツシユベルト、
金属ローラ、セラミツクローラ、アルミナローラ
等の１種を各温度域に応じて使用するが、特に焼
成領域２４の範囲は1400℃位まで温度が上昇する
ので、例えば第６図ａ，ｂに示すように図示しな
いチエーン等で駆動された金属主軸２６，２７間
にアルミナローラ２８を載置して熱伝導を駆動源
に伝達しないようにして搬送するものである。な
お、焼成炉２２の焼成領域２４は耐火レンガ等で
炉を形成し、その中を直線的に連続して通過させ
るものであり、各機器、領域間には排気ダンパー
（図示せず）を配設しておくものである。 次に動作について説明する。 まず、信楽粘土とシヤモツトと減水剤と水から
なる粘土を原料として準備する。なお、その重量
％は例えば信楽粘土61.5％、シヤモツト18％、減
水剤0.5％（商品名：セルフロー、第一工業製薬
社製）、水20％を土練機（MP−100型宮崎鉄工社
製）で混練したものである。また、押出成形機１
としては、例えば押し出し能力100〜150／hrの
型名MV−FM−Ａ−１型（宮崎鉄工社製）を用
い、口金部２は第３図に示す形状とし、第２図ａ
に示す形状を形成するものを使用し、管５として
はドライエアを送給すると仮定する。また、搬送
機６としてはフリローラ７、駆動ベルトコンベア
８の順に配列したものである。また、マイクロ波
加熱機９としては周波数2450MHz、出力5kw、被
加熱空間１７の長さは３ｍとし、必要によりエア
等Ｄを被加熱空間１７に大量に包囲体１９の一壁
面から供給され、入、出口１５ａ，１６ａから加
熱時に発生する水蒸気Ｅを外部へ放出し、被加熱
空間１７内の水蒸気圧を低下し、被加熱物、包囲
体１９の内壁に結露水が発生するのを防止できる
構成としたものであり、搬送部１４はテフロン製
パイプからなるフリローラとした。なお、マイク
ロ波加熱機９では押出成形体Ａの水分18％（重量
％）を７％（重量％）まで蒸発させ、残りの水分
を焼成炉２２の予熱領域２３で０〜１％（重量
％）位まで蒸発させるように設定した。さらに押
出成形機１の押出速度は100〜1000mm／minであ
り、ここでは400mm／minとした。その他、押出
成形体Ａ（ここでは連続成形体状である）のパス
ラインは同一高さとし、押出成形体Ａは押出成形
機１の押出速度をそのまま搬送機６を介してマイ
クロ波加熱機９に送給し、マイクロ波加熱機９内
の搬送部１４のフリローラ１３で水分蒸発による
体積収縮による速度の差を吸収するようにしたも
のである。走行カツタ２０は押出速度に同調し、
ラインを止めずに回転刃等で連続半乾燥板A′を
定尺に切断し、これを取り出し機構２１を介して
焼成炉２２に送給する。なお、取り出し機構２１
は走行カツタ２０で切断された定尺半乾燥板
A″を走行カツタ２０から切り離すことのできる
速度、所謂押出速度より幾分速い速度で回転し、
定尺半乾燥板A″同士の木口が衝突しないように
したものである。また、焼成炉２２は予熱領域２
３が150〜800℃位までを10ｍ位間で上昇させ、焼
成領域２４が800〜1300℃まで５ｍ位で上昇させ、
冷却領域２５で1300〜300℃位まで10ｍ位で低下
する構成である。なお、その搬送速度は種々設定
できるが、例えば300〜30mm／min位である。そ
こで押出成形機１に供給された粘土はその出口か
ら第２図ａに示す断面の連続体で送出された次工
程に送給すると仮定する。そして送出された押出
成形体Ａは搬送機６を介して電気的加熱機９のマ
イクロ波加熱機に送給され、マイクロ波加熱機の
被加熱空間１７を通過中に押出成形体Ａの水分を
８％（重量％）まで10分間で平均に低減し、その
出口から走行カツタ２０に送給し、例えば600〜
3000mm位に切断した。その結果、押出成形機１の
出口から走行カツタ２０までを連続帯として押出
成形体Ａを約５〜10分位で半乾燥体として走行カ
ツタ２０に送給し、所定寸法に切断し定尺半乾燥
体A″を得る。これを取り出し機構２１によつて
焼成炉２２に送給する。焼成炉２２では予熱→焼
成→冷却して出口２２ｂから陶板Ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 粘土を主材とした原料を連続して所定形状で
   押し出す押出成形機と、該成形機の出口に押出成
   形体の押出速度に対応して次工程に押出成形体を
   変形させずに移送する搬送機と、該搬送機から送
   出された押出成形体の水分を、保形しうる含水率
   まで低減する電気的加熱機と、該加熱機から送出
   される半乾燥の連続半乾燥板を定尺に切断する走
   行カツタと、該カツタで切断された定尺半乾燥板
   を焼成炉の廃熱等で加熱し、その水分を０〜５％
   位まで低、減する予熱領域、焼成する焼成領域、
   冷却する冷却領域からなる焼成炉とから構成した
   ことを特徴とする陶板の製造装置。