JPH07109167A - セラミック原料熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 均質かつ安定した特性を有するセラミック微
粉末を得ることができると共に、熱効率の向上をも図る
ことができる熱処理装置を提供する。 【構成】 本発明に係るセラミック原料熱処理装置は、
横向き支持されて軸心Ｐ回りに回転駆動され、かつ、セ
ラミックスラリＬが供給される円錐台形状の筒形容器１
と、該筒形容器１内に収納された多数個の転動体２とを
備えており、筒形容器１及び転動体２のうちの少なくと
も一方は導電性素材を用いて作製されたものであり、ま
た、筒形容器１の外側周囲に沿っては電磁誘導加熱用の
コイル体１０が配設されていることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミック原料と溶媒
との混合体（以下、セラミックスラリという）に対する
乾燥や仮焼などの熱処理を行って固形状のセラミック微
粉末を得る際に用いられるセラミック原料熱処理装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、この種のセラミック原料熱処理装
置（以下、熱処理装置という）としては、図２及び図３
で示すように、横向き支持されて軸心Ｐ回りに回転駆動
される円錐台形状の筒形容器１と、この筒形容器１内に
収納された多数個の転動体２とを備えており、かつ、セ
ラミックスラリ（図示していない）を筒形容器１内に供
給しながらの熱処理を行うことによって固形状のセラミ
ック微粉末Ｓを得る構成とされたものが用いられてい
る。そして、この筒形容器１における大径側端部及び小
径側端部には円筒形状の連通管３，４がそれぞれ接続さ
れており、筒形容器１は連通管３よりも連通管４の方が
低くなる傾斜状態として支持されている。

【０００３】また、筒形容器１の外側周囲は断熱材から
なるハウジング５によって囲まれており、このハウジン
グ５を貫通して外部にまで突出した連通管３，４の各々
はローラ６，７によって支持されている。そして、連通
管３を支持するローラ６には電動機８が連結されてお
り、筒形容器１は連通管３及びローラ６を介しながら電
動機８によって回転駆動されるようになっている。さら
にまた、ハウジング５内には複数本（図では、４本）の
スパイラルヒータ９が筒形容器１の軸心Ｐ方向に沿うよ
うにして設けられており、筒形容器１はスパイラルヒー
タ９によって外側から加熱されている。

【０００４】すなわち、この熱処理装置においては、連
通管３を通じての滴下などによってセラミックスラリを
筒形容器１内に少量ずつ供給することが行われており、
供給されたセラミックスラリ中の溶液分は加熱された筒
形容器１及び転動体２と接触することによって蒸発させ
られる一方、溶液分を失ったセラミックスラリ中のセラ
ミック成分は転動体２それぞれの表面上に被着して残る
ようになっている。そして、これら転動体２は筒形容器
１の回転に伴って互いに混ぜ合わされているから、セラ
ミック成分は転動体２同士が互いに衝突しながら擦り合
わされることによって細かく粉砕されてしまうことにな
り、固形状のセラミック微粉末Ｓとなったうえで連通管
４から外部へと排出されるのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来構
成とされた熱処理装置を用いての熱処理においては、セ
ラミック微粉末Ｓの組成ずれが生じたり異常凝集物の発
生が起こったりすることがあり、均質かつ安定した特性
を有するセラミック微粉末Ｓを得ることができないこと
があった。そして、このような不都合が生じるのは、従
来例の熱処理装置ではハウジング５内に配設された複数
本のスパイラルヒータ９によって筒形容器１を加熱して
いるから、スパイラルヒータ９相互間の熱的な不平衡状
態などに起因しての筒形容器１や転動体２における不均
一加熱が発生することになり、セラミックスラリに対す
る均一加熱状態下での熱処理が行われていないためであ
ると考えられる。また、この熱処理装置においては、ス
パイラルヒータ９によって加熱された筒形容器１及び転
動体２を介したうえでセラミックスラリを間接的に加熱
しているのであるから、熱効率の向上が図りにくいとい
う不都合も生じることになっていた。

【０００６】本発明は、これらの不都合に鑑みて創案さ
れたものであって、均質かつ安定した特性を有するセラ
ミック微粉末を得ることができると共に、熱効率の向上
をも図ることができる熱処理装置の提供を目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る熱処理装置
は、このような目的を達成するために、横向き支持され
て軸心回りに回転駆動され、かつ、セラミックスラリが
供給される円錐台形状の筒形容器と、該筒形容器内に収
納された多数個の転動体とを備えており、筒形容器及び
転動体のうちの少なくとも一方は導電性素材を用いて作
製されたものであり、また、筒形容器の外側周囲に沿っ
ては電磁誘導加熱用のコイル体が配設されていることを
特徴とするものである。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、コイル体への通電によって
導電性素材からなる筒形容器もしくは転動体のいずれか
一方、あるいはまた、筒形容器及び転動体の双方が共に
導電性素材からなる場合にはこれらの両者が、電磁誘導
作用に基づいて自己発熱することになって加熱されるこ
とになる。そして、このような自己発熱による加熱は筒
形容器などの全面において均一な状態で生じるから、自
己発熱によって加熱された筒形容器もしくは転動体上に
セラミックスラリを供給すると、このセラミックスラリ
に対しては均一加熱状態下での熱処理が行われることに
なる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１０】図１は、本実施例に係る熱処理装置の概略
構造を示す縦断面図である。なお、この熱処理装置の全
体構成は従来例と基本的に異ならないので、図１におい
て図２及び図３と互いに同一となる部品、部分には同一
符号を付している。

【００１１】本実施例に係る熱処理装置は、セラミック
スラリに対する乾燥や仮焼などの熱処理を行って固形状
のセラミック微粉末を得る際に用いられるものであり、
図１で示すように、横向き支持されて軸心Ｐ回りに回転
駆動される円錐台形状の筒形容器１と、メディア（玉
石）などと呼ばれて筒形容器１内に収納された多数個の
転動体２とを備えている。そして、この筒形容器１にお
ける大径側端部及び小径側端部には共に円筒形状とされ
た連通管３，４のそれぞれが筒形容器１の軸心Ｐと同一
の軸心上に位置するようにして接続されており、筒形容
器１は連通管３よりも連通管４の方が低くなる傾斜状
態、例えば、１〜３度の角度で傾いた状態となるように
して支持されている。

【００１２】また、ここでの筒形容器１及び転動体２は
アルミナなどのセラミック材料や導電性を有する耐熱金
属材料などを用いて作製されたものであり、筒形容器１
及び転動体２のうちの少なくとも一方は導電性素材、例
えば、耐熱金属材料を用いることによって作製されてい
る。すなわち、本実施例においては、筒形容器１もしく
は転動体２のいずれか一方が導電性素材を用いて作製さ
れたものであるか、あるいはまた、筒形容器１及び転動
体２の双方が導電性素材によって作製されたものとなっ
ている。そして、この際、転動体２のそれぞれは球形状
や円柱形状などの形状を有しており、筒形容器１の内容
積やセラミック微粉末Ｓの特性などを考慮したうえでの
選択に基づいて使用されている。

【００１３】さらに、多数個の転動体２を収納して回転
駆動される筒形容器１の外側周囲は断熱材からなるハウ
ジング５によって囲まれており、筒形容器１の大径側端
部に接続されてハウジング５の一端部から外部に突出し
た連通管３は電動機８が連結されたローラ６によって支
持されている。また、筒形容器１の小径側端部に接続さ
れてハウジング５の他端部から突出した連通管４は、回
転自在のローラ７によって支持されている。そこで、こ
の筒形容器１は、連通管３及びローラ６を介したうえ電
動機８によって所定の低速状態で回転駆動されることに
なる。

【００１４】一方、筒形容器１の外側周囲に沿って、す
なわち、これを囲んで配置されたハウジング５の内周面
上には、導電性素材に対して電磁誘導作用を及ぼすコイ
ル体１０が所定回数だけ巻回することによって配設され
ている。そこで、このコイル体１０への通電を行った際
には、導電性素材からなる筒形容器１もしくは転動体２
のいずれか一方が、あるいはまた、筒形容器１及び転動
体２の双方が電磁誘導作用に基づいて自己発熱しながら
加熱されることになる。

【００１５】さらにまた、この熱処理装置は、筒形容器
１内にセラミックスラリＬを供給するためのスラリ供給
装置１１と、熱処理済みとなった固形状のセラミック微
粉末Ｓを回収するための回収容器１２を備えており、ス
ラリ供給装置１１は連通管３が突出してきたハウジング
５の一端部側上方に設置される一方、上向きの開口面を
有する回収容器１２は連通管４が突出してきたハウジン
グ５の他端部側下方に設置されている。そして、スラリ
供給装置１１は、調製済みとなったセラミックスラリＬ
が溜められたスラリ貯溜槽１３と、これから延出された
スラリ供給管１４とによって構成されており、このスラ
リ供給管１４は筒形容器１の大径側端部に接続された連
通管３内を通ったうえで筒形容器１の内部にまで引き込
まれている。

【００１６】そこで、この筒形容器１内に引き込まれた
スラリ供給管１４の開放端からは、筒形容器１内の転動
体２上に対してセラミックスラリＬが滴下されることに
よって供給されることになる。なお、セラミックスラリ
Ｌの供給方法が滴下に限定されることはなく、このスラ
リ供給管１４の他端部にノズル（図示していない）など
を取り付けたうえでセラミックスラリＬを筒形容器１の
上側内面などに対して噴霧するような供給方法を採用し
てもよいことは勿論である。また、この際、スラリ供給
管１４の中途位置などには、セラミックスラリＬの供給
量などを制御するための弁（図示していない）を設けて
おくことが望ましい。

【００１７】つぎに、本実施例に係る熱処理装置を用い
ることにより、セラミックスラリＬに対する乾燥や仮焼
などの熱処理を行って固形状のセラミック微粉末Ｓを得
る際の手順について説明する。

【００１８】まず、水や有機溶媒などの溶液を加えて混
合された成分調製済みのセラミックスラリＬを用意する
一方、多数個の転動体２を収納した筒形容器１を電動機
８によって０．２〜１０ｒｐｍ程度の低速で回転させる
と共に、コイル体１０への通電を行うことによって筒形
容器１もしくは転動体２、あるいはまた、これらの両者
を自己発熱させながら所要温度となるまで加熱する。そ
して、この際、自己発熱による加熱は筒形容器１などの
全面において均一な状態で生じることになり、その加熱
状態の調整はコイル体１０への通電を制御することによ
って行われる。なお、筒形容器１のみが導電性素材を用
いて作製されたものである場合の転動体２は自己発熱し
た筒形容器１を介したうえで加熱されることになり、ま
た、転動体２のそれぞれが導電性素材からなるものであ
る場合にはこれら自身が自己発熱して加熱されているこ
とになる。

【００１９】引き続き、スラリ供給手段１１を構成する
スラリ貯溜槽１３に溜められたセラミックスラリＬをス
ラリ供給管１４の開放端から滴下することにより、予め
加熱済みとなった筒形容器１もしくは転動体２上に少量
ずつ供給する。すると、予め加熱されていた転動体２な
どと接触したセラミックスラリＬからは水などの溶液分
が速やかに蒸発させられてしまうことになり、転動体２
の表面上にはセラミックスラリＬ中のセラミック成分の
みが付着して残ることになる。なお、この供給されたセ
ラミックスラリＬが鉄系などのセラミック成分を含むも
のである場合には、このセラミックスラリＬに対しても
コイル体１０からの電磁誘導作用が及ぶことになり、セ
ラミックスラリＬ自身が自己発熱を起こすことになる。
そして、この際、多数個の転動体２は筒形容器１の回転
に伴って互いに混ぜ合わされているのであるから、転動
体２それぞれの表面上に残っていたセラミック成分は転
動体１同士が衝突し合いながら擦り合わされることによ
って粉砕されてしまう。

【００２０】そして、溶液分を失って細かく粉砕された
セラミック成分はその重量が徐々に軽くなる結果、回転
している円錐台形状の筒形容器１の傾きに沿って上側へ
と浮き上がってくる。また、新たに供給されたセラミッ
クスラリＬは、溶液分を含んで重量が重いために、転動
体２の下側へと沈み込んでいくことになり、沈み込んだ
セラミックスラリＬに対しては上記したような溶液分の
蒸発及びセラミック成分の粉砕が繰り返して行われるこ
とになる。

【００２１】その結果、転動体２を収納して回転駆動さ
れている筒形容器１内の上側には処理済みとなった固形
状のセラミック微粉末Ｓが徐々に溜まってくることとな
り、溜まったセラミック微粉末Ｓは筒形容器１に接続さ
れた連通管４から外部へと排出されてくる。そして、こ
れら排出されてきたセラミック微粉末Ｓは、連通管４の
下側に設置されていた回収容器１２内に溜まることにな
り、処理済みで固形状となったセラミック微粉末Ｓが得
られる。なお、筒形容器１内におけるセラミックスラリ
Ｌの滞留時間、すなわち、セラミックスラリＬの供給か
らセラミック微粉末Ｓの排出に至るまでに要する時間
は、筒形容器１の傾斜状態や回転速度を調整することに
よって制御されることになる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る熱処
理装置によれば、コイル体への通電によって筒形容器及
び転動体の少なくとも一方が電磁誘導作用に基づいて自
己発熱することになり、このときの自己発熱によって筒
形容器もしくは転動体のいずれか一方が全面的にほぼ均
一な状態で加熱されることになる。そこで、自己発熱に
よって加熱されている転動体上などにセラミックスラリ
を供給することにより、セラミックスラリに対する均一
加熱状態下での熱処理が行われることになる。

【００２３】その結果、セラミック微粉末の組成ずれや
異常凝集物が発生することを抑制し得ることになり、均
質かつ安定した特性を有するセラミック微粉末を得るこ
とができることになる。また、従来例のように、ハウジ
ングを構成する断熱材を加熱手段によって直接的に加熱
していることもなくなり、セラミック微粉末に対する加
熱効率の向上を図ることができるという効果も得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る熱処理装置の概略構造を示す縦
断面図である。

【図２】従来例に係る熱処理装置の概略構造を示す縦断
面図である。

【図３】従来例に係る熱処理装置の横縦断面図である。

【符号の説明】

１ 筒形容器 ２ 転動体 １０ コイル体 Ｐ 軸心 Ｌ セラミックスラリ Ｓ セラミック微粉末

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀬野 闊 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 勝部 正嘉 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 横向き支持されて軸心（Ｐ）回りに回転
   駆動され、かつ、セラミックスラリ（Ｌ）が供給される
   円錐台形状の筒形容器（１）と、該筒形容器（１）内に
   収納された多数個の転動体（２）とを備えてなるセラミ
   ック原料熱処理装置であって、 筒形容器（１）及び転動体（２）のうちの少なくとも一
   方は導電性素材を用いて作製されたものであり、また、
   筒形容器（１）の外側周囲に沿っては電磁誘導加熱用の
   コイル体（１０）が配設されていることを特徴とするセ
   ラミック原料熱処理装置。