JPH0729839B2

JPH0729839B2 - 長尺セラミツク板の製造方法

Info

Publication number: JPH0729839B2
Application number: JP5275987A
Authority: JP
Inventors: 隆一高橋
Original assignee: 株式会社アイジー技術研究所
Priority date: 1987-03-07
Filing date: 1987-03-07
Publication date: 1995-04-05
Anticipated expiration: 2010-04-05
Also published as: JPS63218533A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は粘土鉱物を主成分とする原料を連続して任意形
状の中空体で押し出した連続体を変形なく、かつクラッ
ク等を発生させずに迅速に乾燥させ、次に焼成した後に
定尺に切断して長尺セラミック板を約30分〜２時間の短
時間に製造する方法に関するものである。

〔従来の技術〕

瓦、タイル、等は押出成形機の出口で短尺に切断され、
これを廃熱、自然乾燥の工程に送り、約１日〜１週間位
で乾燥し、次に施釉、焼成工程へ送給する方法によって
製造していた。また、中空状の成形体はさらに乾燥工
程、焼成工程は長時間を費やしてよりゆっくり乾燥等さ
せていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

セラミック板、例えば長尺の瓦、タイル等は押し出され
た成形体が軟らかく、変形なく乾燥工程に移動すること
が短尺の場合と異なり、困難なため変形やクラックのな
い長尺の乾燥体を得ることができなかった。しかも、従
来の乾燥工程は単に押出成形体の外表面からのみ水分を
蒸発させる方法のため、急激な加熱をすれば割れたり、
変形が大きかったりし、ゆっくりと乾燥しなければなら
ず、乾燥に長時間を要し、それによるコストアップと生
産性の低さ、および広い面積の置場を必要とする等の問
題があった。

〔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、押出成形体を
連続したままで、かつ押出速度で移動中にマイクロ波と
遠赤外線ヒータの雰囲気中を通過させると共に、特に中
空体においては内部にドライエアを押出方向に平行に送
給し、かつ中空体の水蒸気を外部へ排気するように押出
成形体の裏面に排気口を穿設して水蒸気を外部へ排出さ
せ、加熱時に水蒸気が中空部内に滞留して悪影響を与え
るのを排除し、押出成形体をより迅速に変形ならびにク
ラックが生じないように同一レベルの直線ライン上で乾
燥、焼成し、その後で任意長さ、例えば0.4〜5m位の長
尺セラミック板を迅速に、高能率で、連続的に、しかも
低コストで乾燥、焼成してセラミック板を製造する方法
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長尺セラミック板の
製造方法の一実施例について詳細に説明する。第１図は
本発明の実施に供する装置の概略を示す説明図である。
図において、１は粘土で１種、または数種の原料とシャ
モット等を混練機（図示せず）を介して混合したもので
あり、これを押出成形機２、例えば真空押出成形機で口
金３から例えば第２図（ａ）〜（ｑ）に示す断面形状で
押し出すものである。また、口金３には中空体の押出成
形体用の例えば第３図（ａ）〜（ｄ）に示すような中子
４と中空体内部に気体を排気する管５を中子４の共通部
4bに１本、もしくは各格子4aに１本づつ装着した構成で
あり、格子4aの形状は根本から出口に向かって断面積を
拡大する形状とし押し出し抵抗を低減させることが好ま
しい。さらに、管５には制御バルブ６を介して所要のド
ライエア等7aの気体を送給する気体供給装置７を連結
し、中空体内部の水蒸気をドライエア等7aにより押出成
形体Ａの長手方向へ移動、圧送することによって連続状
体の押出成形体Ａの内部を迅速に乾燥させるものであ
る。なお、連続体の押出成形体Ａとは乾燥、焼成後まで
の長尺体であり、その後は任意の定尺にカットしたもの
である。なお、粘土１は天然物であり、各産地により成
分が異なるものであり、これらの特長、弱点を相互に利
用して所定の混合粘土を得る。その粘土１の一例として
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、信楽粘土などを打ち砕
き、水を加えて練り上げたものである。また、この粘土
１は必要によりマグネットによって除鉄されることもあ
る。8は穿口機で押し出された直後の押出成形体Ａの裏
面から中空部Ｂに貫通するように、かつ押し出し中に穿
設し、排気口ａを任意ピッチ、大きさ、かつ任意の分布
密度で設けるものである。なお、排気口ａは押出成形体
Ａの中空部Ｂ内の水分、水蒸気を外部へ放出させ、中空
部Ｂに供給されるドライエア等7aの除湿機能を強化する
ものである。特に、中空部Ｂ内の水蒸気は長尺体で水蒸
気が口金３から離れるに従ってドライエア等7aの圧送も
付加されて高湿度となり、この状態で後記する焼成炉に
送給されると、爆裂、クラック、不均一な加熱となり、
連続状の押出成形体Ａにとって非常に好ましくない現象
の要因を除去するのに有用なものである。さらに具体例
を示すと、例えば、第４図（ａ）、（ｂ）、第５図
（ａ）、（ｂ）に示す構成とするものである。すなわ
ち、第４図（ａ）、（ｂ）はくし刃９を設けた穿孔板10
を口金３の木口面で上下動に往復動させるように駆動源
11を介して駆動するものであり、穿孔板10にはガイド孔
10aを穿設したものである。また、第５図（ａ）、
（ｂ）は回転体12とその表面に植設した釘13とから構成
したものであり、回転速度は押出成形体Ａの押し出し速
度に対応して回転するものである。14は搬送機でフリロ
ーラ15、駆動ベルト16等の１種以上を組み合わせると共
に、口金３の出口と同一レベルで、かつ押出方向に沿っ
て直線状に配列したものであり、押出成形体Ａをそのま
まの状態でかつ、押出速度で次工程に搬送するためのも
のである。17はマイクロ波加熱装置で押出成形体Ａの内
部へマイクロ波αが浸透して熱伝導に時間を要すること
なくマイクロ波αを熱エネルギーに変換し、数秒から数
分で発熱して粘土１内の水分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において重量比で22
〜15％位含有されており、そのうち、例えば５〜10％を
蒸発する能力を有するものである。特に、この種押出成
形体Ａは水分が６〜10％位になるまで体積が収縮する
が、それ以下の水分になると体積の収縮が生じないもの
となる。そこで、マイクロ波加熱装置17を第１図および
第６図を用いて具体的に説明すると、図示しないマイク
ロ波発振器から発振されたマイクロ波αを所要個所に案
内する導波管18と、案内されたマイクロ波αを反射する
反射板19と、反射されたマイクロ波αを撹拌する回転羽
根20と、押出成形体Ａを押出速度で移動させると共に、
誘電はするがスパークしない構成のフリローラからなる
搬送部21と、押出成形体Ａの入口、出口17a、17bとエア
等βを大量に被加熱空間22から吸引したり、被加熱空間
22へ供給したりするエア供給口23と、マイクロ波αが外
部へ漏洩しないように囲んだ包囲体24とから構成したも
のである。なお、入口、出口17a、17bはマイクロ波αが
外部へ漏洩しないフィルターとしても機能する構造、長
さに形成したものである。また、押出成形体Ａを加熱す
る被加熱空間22は目的に応じて異なるが、例えば約１〜
5m位としたものである。さらに、搬送部21はマイクロ波
α、エア等βが押出成形体Ａに均一に照射もしくは送風
されることと、押出成形体Ａが乾燥する際に１割程度全
体が収縮するため、これを吸引しながら押出成形体Ａを
搬送できる構成としたものである。その一例を図示する
と第７図（ａ）、（ｂ）に示すように、固定された芯棒
25とテフロンからなるパイプ状のフリローラ26と第８図
に示すような芯棒支持具27とから構成したものである。
さらに説明すると第７図（ａ）においてフリローラ26は
幅を例えば３分割し、押出成形体Ａ通過時の抵抗をより
小さくした構成、（ｂ）図は一本で構成したフリローラ
26aである。また、芯棒支持具27はマイクロ波αが押出
成形体Ａの裏面からも照射されるように通過孔27aを穿
設したものである。また21aは遮蔽板であり、押出成形
体Ａに均一にマイクロ波αが照射されるように設けるも
のである。なお、搬送部21は搬送機14と同一レベルに対
応させ、かつ直列に配列したものである。28は遠赤外線
ヒータ装置で押出成形体Ａの中心部から表層まで短時間
に乾燥するのに有効なものであり、粘土１の水分が例え
ば８〜10％のものを１〜０％までに低減し、保形性を強
化するためのものである。その構成はフリローラの搬送
部29と複数の遠赤外線ヒータ30と包囲体31とからなり、
押出成形体Ａの特に、表層部をより加熱して水分を低減
し、乾燥体とするものである。なお、エア等βは図示し
ないファン等で撹拌し、水蒸気の押出成形体Ａの表面か
らの蒸発をより効率的に行うものである。32はローラハ
ースキルンタイプの焼成炉で入口32aから出口32bに亘っ
て山状の温度分布となり、予熱領域33、焼成領域34、冷
却領域35の順に一応区分して構成し、予熱領域33の温度
は150〜700℃、焼成領域34は800〜1300℃、冷却領域35
は600〜100℃位までとしたものである。勿論、粘土１の
種類、組成によっては各領域間の温度設定が異なるもの
であり、かつ、各領域間の温度も明確に区分するもので
はなく連続焼成の中の一応の区分である。さらに焼成炉
32について説明すると、焼成炉32は可燃ガス、例えばLP
Gガスを燃焼させて押出成形体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32内の押出
成形体Ａの搬送手段としてはメッシュベルト、金属ロー
ラ、セラミックローラ、アルミナローラ等を使用する
が、特に焼成領域34の範囲は1300℃位まで温度が上昇す
るので例えば第９図（ａ）、（ｂ）に示すように金属主
軸36、37間にアルミナローラ38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。39は走
行カッタで、焼成された押出成形体Ａを所定寸法に切断
するものであり、40は取り出し機で、定尺に切断された
長尺セラミック板Ａ′を図示しない梱包部に送給するた
めのものである。

次に本発明に係る長尺セラミック板の製造方法について
説明する。まず粘土１としては例えば信楽粘土とシャモ
ットと減水剤と水からなる原料を準備する。なお、その
重量％は信楽粘土61.5％、シャモット20％、減水剤0.5
％（商品名セルフロー：第一工業製薬社製）、水18％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２は押し出し能力100〜150l/hrの
型名MV-FM-A-1型（宮崎鉄工社製）を用いた。気体供給
装置７は2HPで送風するように設定した。また、マイク
ロ波加熱装置17は周波数が2450MHz、出力5kW、被加熱空
間22の長さは3mとし、エア等βを被加熱空間22に大量に
包囲体24のエア供給口23から送給し、入、出口17a、17b
から加熱時に発生する水蒸気を外部へ放出し、被加熱空
間22内の水蒸気圧を低下し、被加熱物、包囲体24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21はテフロン製パイプからなるフリローラと
した。なお、マイクロ波加熱は押出成形体Ａの水分18％
（重量％）を７％（重量％）まで蒸発させると仮定す
る。さらに、遠赤外線ヒータ装置28としては、遠赤外線
ヒータ30として波長４μ〜400μの遠赤外線パネルヒー
タを10メートル間に10個配列し、押出成形帯Ａ内部の水
分を表面に拡散して脱水を迅速化し、水分を０〜６％ま
で低減しうるものである。また、遠赤外線ヒータ装置28
内はファンによってエア等βが撹拌され、より押出成形
体Ａの表面部の水蒸気が拡散されやすくした。そこで、
いま第10図に示す断面のセラミック板の押出成形体Ａを
10〜1000mm/min、ここでは400mm/minで連続して厚さ20m
mの中空板で押し出すと仮定する。押し出された連続状
の押出成形体Ａは口金３から搬送機14を介して上記押出
速度で直線的に、変形やクラックが生じないようにして
搬送する。なお、この際、口金３では穿口機8から上下
動して排気口ａを一定ピッチで各中空部Ｂに押出成形体
Ａの裏面から穿設する。その大きさは中空部Ｂに応じ
て、例えば3mm角あるいは5mmφとかを50〜200mmピッチ
で種々、穿設（ここでは4mmφ）するものである。この
ように排気口ａを穿設された柔らかい押出成形体Ａはマ
イクロ波加熱装置17に送給し、押出成形体Ａの22〜18％
の水分を約５〜15分で全体の水分を10〜５％に低減し、
次に遠赤外線ヒータ装置28に連続体状で送給し、残りの
水分を約１〜10分位で蒸発させ、乾燥体とするものであ
る。この際、水蒸気はエア等βと同時にマイクロ波加熱
装置17の入、出口17a、17b、遠赤外線ヒータ装置28の
入、出口から噴射するごとく外部へ放出される。これは
押出成形体Ａの表面に出た水蒸気をふきはらうと共に、
中空部Ｂの水蒸気はドライエア等7aによって排気口ａか
ら外部へ放出されるようになり、より水蒸気の蒸発を強
化するものである。なお、エアの流れと押出成形体Ａの
進行方向への移動との相乗効果によってより蒸発が促進
される。また、比較例としてはマイクロ波加熱装置17に
エアが供給されないと、水蒸気が包囲体24内に飽和状態
となり、ドライエア等7aを供給した場合に比べ約1/3の
蒸発と、結露による不利が生ずる。次に、水分を０〜７
％位までに低減した連続帯状の押出成形体Ａを焼成炉32
に送給し、予熱→焼成→冷却して出口32bから走行カッ
タ39へ送給し、焼成された連続帯状の押出成形帯Ａを所
定寸法に切断し、例えば300〜6000mm位の長尺セラミッ
ク板Ａ′を得るものである。切断された長尺セラミック
板Ａ′は取り出し機40によって押出速度より速い速度で
搬送し、梱包工程に送給するものである。

以上、説明したのは本発明に係る長尺セラミック板の製
造方法の一実施例にすぎず、第１図において２点鎖線で
示すように遠赤外線ヒータ装置28をマイクロ波加熱装置
17の出口まで延長したり、上記両装置間に一点鎖線で示
すように施釉機を介在させて釉薬体の長尺セラミック板
を製造することもできる。また、焼成炉32から遠赤外線
ヒータ装置28に廃熱を一点鎖線で示すように供給し、乾
燥をより効率的にすることもできる。また、第11図
（ａ）に示すように各搬送機、あるいはローラ等にガイ
ド41を設けたり、図示しないが別機構で押出成形体Ａの
側面をローラ等でガイドすることもできる。さらに第11
図（ｂ）に示すように化粧面にエンボス加工を施した押
出成形体とすることもできる。さらにマイクロ波加熱装
置17と遠赤外線ヒータ装置28を第１図と逆に遠赤外線ヒ
ータ装置28、マイクロ波加熱装置17のように配置して製
造することもできる。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明に係る長尺セラミック板の製造
方法によれば、水分を20〜15％も含有する押し出しから
水分０％の焼成まで同一レベルの直線ラインで、かつ押
出速度でしかも変形なく製造するため、長尺のセラミッ
ク板を容易に形成できる特徴がある。また、長尺セラミ
ック板は直線的にしかも、押し出しから製品までを従前
に比し約1/10〜1/50位の約30〜２時間位の短時間で製造
できる特徴がある。さらに、上記した時間で製造できる
ため、製造ラインの面積が小さく、しかも乾燥置場も不
要で、その間の搬送も全く存在しないのでコスト、生産
性が大幅に向上した特徴がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る長尺セラミック板の製造方法の実
施に供する装置の概略を示す説明図、第２図（ａ）〜
（ｑ）は押出成形体の断面の一例を示す説明図、第３図
（ａ）〜（ｄ）は中子の一例を示す斜視図、第４図
（ａ）、（ｂ）、第５図（ａ）、（ｂ）は穿口機の一例
を示す説明図、第６図はマイクロ波加熱装置の断面を示
す説明図、第７図（ａ）、（ｂ）および第８図、第９図
（ａ）、（ｂ）はフリローラ、ローラ等の支持例を示す
説明図、第10図は長尺セラミック板の背面を示す斜視
図、第11図（ａ）、（ｂ）はその他の実施例を示す説明
図である。１……粘土、2……押出成形機、４……中子、8……穿口
機、17……マイクロ波加熱装置、28……遠赤外線ヒータ
装置、32……焼成炉、39……走行カッタ、Ａ……押出成
形体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０４Ｂ 33/32 Ｌ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粘土鉱物からなる原料を押出成形機の出口
から連続して口金に対応した任意形状の中空体を押し出
し、該中空状の押出成形体を乾燥、焼成等してセラミッ
ク板を製造するに当たり、上記押出成形機から押し出さ
れた押出成形体を押出−乾燥−焼成まで連続体のままで
行い、焼成後に所定長さに切断してなり、また押し出さ
れた直後の押出成形体の中空部裏面に多数の排気口を穿
設し、前記口金に内蔵された中子にドライエア等を供給
して押出成形体の中空部の水蒸気を外部へ排気しつつ乾
燥させ、約30分〜２時間位で押し出しから焼成までを完
了させるようにしたことを特徴とする長尺セラミック板
の製造方法。