JPH0141118Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は内部にセラミツクス成型体を収容して
焼成するセラミツクス成型体焼成用カプセルに関
する。

（従来技術） 一般に、セラミツクス成型体の焼成には、従来
より、トンネル炉と呼ばれる横型の電気炉やガス
炉が使用されている。

この種のトンネル炉は、第３図ａに示すよう
に、トンネル状の炉体１が水平に配置されたもの
で、炉体１の内部は予熱ゾーン１ａ、焼成ゾーン
１ｂおよび冷却ゾーン１ｃに区画され、これら予
熱ゾーン１ａ、焼成ゾーン１ｂおよび冷却ゾーン
１ｃは夫々第３図ｂに折れ線h₁で示すような温度
分布を有している。

上記のような構成を有するトンネル炉でセラミ
ツクス成型体を焼成する場合、第４図に示すよう
に焼成するセラミツクス成型体２を箱体状の焼成
匣３にたて詰め、もしくは横詰めする。この焼成
匣３を第３図ａに示すように台板４上に積載し、
図示しないプツシヤにより、先ず、炉体１の予熱
ゾーン１ａ内に矢印A₁で示すように自動的にプ
ツシユする。この予熱ゾーン１ａ内にてセラミツ
クス成型体２中のバインダ（成形助剤）を燃焼さ
せた（脱バインダ工程）後、上記台板４を炉体１
の焼成ゾーン１ｂにプツシユしてセラミツクス成
型体２を120℃〜135℃の温度で20時間ないし30時
間焼成する。この焼成が完了すると、セラミツク
ス成型体２は炉体１の冷却ゾーン１ｃにプツシユ
されて冷却された後、炉体１から矢印A₂で示す
ように引き出される。

上記焼成匣３はアルミナもしくはムライト質の
材料からなり、セラミツクス成型体２と反応性が
ある場合は、上記焼成匣３にジルコニアセツタも
しくはジルコニアパウダが敷かれ、その上にセラ
ミツクス成型体２が上記のようにたて詰め、もし
くは横詰めされる。

ところで、上記のようなセラミツクス焼成装置
では、焼成匣３内のセラミツクス成型体２は、焼
成匣３に詰め込まれたまゝの形状を保つて熱処理
されるが、焼成匣３の中心部と外周部とでは温度
差が生じ、焼成匣３の異なつた位置に詰め込まれ
たセラミツクス成型体は夫々異なつた熱履歴を受
ける。この熱履歴の差は、焼成匣３にセラミツク
ス成型体２を多段多列に詰め込んだり、焼成匣３
を多段に積み重ねて焼成する場合に顕著であり、
焼成後のセラミツクス成型体２の特性に大きなば
らつきが生じる。

（考案の目的） 本考案はセラミツクス成型体の焼成における上
記事情に鑑みてなされたものであつて、セラミツ
クス成型体の完全な焼結体を連続的に効率よく得
ることができるセラミツクス成型体焼成用カプセ
ルを提供することを目的としている。

（考案の構成） このため、本考案は、筒状のカプセル本体およ
びその両端部に設けられた蓋体のうち少なくとも
カプセル本体が多孔質のセラミツクスで形成さ
れ、カプセルが炉体の内部を移送される過程で軸
心のまわりに回転し、内部に収容されたセラミツ
クス成型体が流動しつゝ連続的に焼成されるよう
に構成したことを特徴としている。

（考案の効果） 本考案によれば、セラミツクス成型体がカプセ
ル内に収容されて流動しつゝ炉体の内部を移送さ
れる過程で多孔質セラミツクスの有する通気性に
より一種の呼吸作用が得られ、高温の雰囲気の内
部への導入やバインダの燃焼による排ガスの外部
への排出がスムースに行われ、カプセル内、外の
熱交換が活発となり、また雰囲気が万遍なく流入
出されるので、多量のセラミツクス成型体を均一
かつ連続的に効率よく焼成することができる。

（実施例） 以下、添付図面を参照して本考案の実施例を説
明する。

第１図ａおよび第１図ｂに示すように、カプセ
ル１０は、円筒状のカプセル本体８と、その前端
部および後端部の蓋体１０ａおよび１０ｂとから
なる。このカプセル本体８、蓋体１０ａおよび１
０ｂは、ムライト、アルミナ質もしくは炭化硅素
質等の材料からなる多数の気孔を有する多孔質の
ものである。

カプセル本体８は、外径が約100mm、長さが100
mmないし300mmで、その気孔率は20％ないし50％
とすることが好ましい。気孔率が20％より少ない
と意図する通気性が得られず、50％を越えるとカ
プセル強度が低下して実用に供しえない。

カプセル本体８の前端部の蓋体１０ａは、その
中心部に少くともカプセル１０内に収容されたセ
ラミツクス成型体２が通過し得る、たとえば10mm
ないし20mmの径を有する開口１０ｃを有してい
る。蓋体１０ａも20％ないし50％の気孔率を有す
る。

上記蓋体１０ａは、カプセル本体８の前端面よ
りも内側の内径が他の部分よりも大きな部分に嵌
め込まれ、セラミツクス接着剤９によりカプセル
本体８に接着されている。このセラミツクス接着
剤９は、蓋体１０ａをカプセル本体８に嵌合させ
た状態で両者の接合部分に塗布され、全体が高温
に加熱されると融解して蓋体１０ａとカプセル本
体８とを接合する。

一方、カプセル本体８のいま一つの蓋体１０ｂ
は、蓋体１０ａと同様の形状を有し、カプセル本
体８の後端面の内側にて内径が他の部分よりも大
きくなつた部分に嵌め込まれ、セラミツクス接着
剤９によりカプセル本体８に接着されている。

上記カプセル１０は、たとえばその開口１０ｅ
を上にして直立させるとともに、いま一つの開口
１０ｃを塞ぎ、図示しない漏斗等を利用して上記
開口１０ｅからセラミツクス成型体が充填され
る。このカプセル１０は、たとえば第２図ａに示
すようなセラミツクス焼成装置に供給され、内部
のセラミツクス成型体２が熱処理される。

第２図ａのセラミツクス焼成装置は、ベース１
１上に載置された炉体１２を有し、この炉体１２
には、円筒状の炉心管１３が回転可能に配置され
ている。この炉心管１３は、焼成後のセラミツク
ス成型体２への銀焼付等の低温処理用のもので
は、ステンレスもしくはインコネル等の材料から
なり、セラミツクス成型体２の本焼成のような高
温処理用のものでは、ムライトもしくはアルミナ
質、さらには炭化硅素質の材料からなるものが使
用される。

上記炉心管１３は、その一端開口１３ａの外周
部に配置された支持ローラ１４ａと、他端開口１
３ｂの外周部に配置された支持ローラ１４ｂとに
より支持されている。上記支持ローラ１４ａは、
その支軸１５に設けられたプーリ１５ａと駆動モ
ータ１６のプーリ１６ａとの間にベルト１７が張
り渡され、駆動モータ１６により回転駆動され
る。

炉体１２は、充分な断熱効果を得るため、肉厚
がたとえば150mmないし200mmのセラミツクスボー
ド等の高断熱材料をその壁材として使用してい
る。上記炉体１２の長さは、炉心管１３の長さか
ら支持ローラ１４ａ，１４ｂを設置するための長
さを差引いた長さよりもやゝ短くなつている。

炉体１２の内部には、炉心管１３を取り囲むよ
うにヒータ１８が配置されている。このヒータ１
８は、セラミツクス成型体２の熱処理のパターン
に対応し、炉心管１３がたとえば第２図ｂに示す
ような温度分布を呈するように配置されている。

既にその構造を説明したカプセル１０は、第２
図ａに示すように、プツシヤ２０により炉心管１
３内にその一端開口１３ａより順次押し込まれ
る。

本実施例では、カプセル本体８の外径が100mm
で長さが100mmないし300mm、開口１０ｃ，１０ｅ
の径が10mmないし20mmの場合、炉心管１３は内径
を140mm、外径を155mmないし160mm、長さが180mm
ないし2600mmとしている。

セラミツクス成型体２の充填量はカプセル１０
の開口１０ｃ，１０ｅからセラミツクス成型体２
が漏出するのを防止するため、カプセル１０を水
平にしたときにセラミツクス成型体２のレベルが
開口１０ｃ，１０ｅの周縁よりも、たとえば10mm
程度、下に位置していることが好ましい。

カプセル１０はその蓋体１０ａを前方に向け
て、第２図ａに示すように、プツシヤ２０によ
り、炉心管１３の一端開口１３ａより押し込ま
れ、同様に、他のカプセル１０がプツシヤ２０に
より炉心管１３に押し込まれる毎に、順次、炉心
管１３の回転に伴つて回転しつゝその他端１３ｂ
に向つて移動する。

この過程で、カプセル１０内のセラミツクス成
型体２は、カプセル１０の回転に伴つて絶えず流
動し、炉心管１３から均一に熱を受け、ほゞ等し
い熱履歴を経て炉心管１３の他端から取り出され
ることになる。カプセル１０は多孔質のセラミツ
クスにより構成されているため、カプセル１０の
回転および内部のセラミツクス成型体の流動に伴
つて、カプセル１０内にはその気孔（図示せず。）
を通して高温の雰囲気が導入され、セラミツクス
成型体２中のバインダ等の燃焼により発生した排
ガスは上記気孔を通して排出されるので、カプセ
ル１０内外での熱交換が促進され、カプセル１０
内での雰囲気の偏在がなく、セラミツクス成型体
２は均一で充分な焼結が行われる。

焼成済のセラミツクス成型体２はカプセル１０
の蓋体１０ａの開口１０ｃもしくは蓋体１０の開
口１０ｅから取り出すことができる。

カプセル１０の炉心管１３内での総滞留時間
は、焼成の完了したセラミツクス成型体２への銀
焼付では３時間ないし５時間であり、セラミツク
ス成型体２の本焼成では、そのバインダを燃焼さ
せていないときは５時間ないし10時間であり、バ
インダが既に燃焼しているときは、３時間ないし
５時間である。また、炉心管１３の回転数は
0.1rpmないし5rpmとする。

以上に説明した実施例において、カプセル本体
８および蓋体１０ａ，１０ｂを構成するセラミツ
クスの気孔率が20％未満では、カプセル１０内へ
の空気の挿入および排ガスの排出が行われない。
また、上記気孔率が50％を越えると、カプセル１
０の内面が粗くなり、カプセル１０の回転によ
り、焼成時にセラミツクス成型体２が損傷を受け
易くなり、カプセル１０の強度も小さくなる。

なお、上記セラミツクスの気孔率は、カプセル
本体８および蓋体１０ａ，１０ｂの成型時のバイ
ンダの量を調整することにより調整できる。

本考案では、セラミツク成型体２は、積層コン
デンサや肉厚の大きな板状のセラミツクスの焼成
に適しているが、炉心管１３の回転速度を調整
し、カプセル１０の開口１０ｃ，１０ｅを大きく
することにより直径が20mmφ、肉厚が0.3mm程度
のものまで熱処理可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本考案に係るセラミツクス成型体焼
成用カプセルの一実施例の縦断面図、第１図ｂは
第１図ａの−線に沿う断面図、第２図ａはセ
ラミツクス焼成装置の概略を示す説明図、第２図
ｂは第２図ａのセラミツクス焼成装置の炉心管の
温度分布図、第３図ａは従来のセラミツクス焼成
装置の説明図、第３図ｂは第３図ａのセラミツク
ス焼成装置の炉体内の温度分布図、第４図は第３
図ａのセラミツクス焼成装置に使用される焼成匣
の斜視図である。 ２……セラミツクス成型体、８……カプセル本
体、１０……カプセル、１０ａ，１０ｂ……蓋
体、１０ｃ，１０ｅ……開口、１２……炉体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 炉体の内部を移送される過程で軸心のまわりに
   回転して内部に収容されたセラミツクス成型体が
   流動しつゝ連続的に焼成されるようにした筒状の
   カプセルであつて、筒状のカプセル本体と、カプ
   セル本体の両端部に設けられ、中心部に上記セラ
   ミツクス成型体が通過可能な径を有する開口を備
   えた蓋体とからなり、少くともカプセル本体は通
   気性を有する多孔質のセラミツクスで形成された
   ことを特徴とするセラミツクス成型体焼成用カプ
   セル。