JPH0729836B2 - 長尺陶板の製造装置 - 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っ
て成形された連続成形帯の表、裏面の少なくとも一方に
セラミックペーパーからなる被覆材を積層し、これを短
時間で乾燥、焼成し、所定長さの長尺陶板を低コストで
従来より大幅に時間を短縮し、かつ、変形なく製造する
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

瓦、タイルは成形機から送出される未乾燥状態の連続帯
を短尺に切断し、さらにプレス加工等して成形し、これ
を乾燥、焼成するか、型に材料を充填し、これをプレス
によって成形し、次に乾燥、焼成するかのいずれかの方
法によって製造していた。しかも焼成には成形された
瓦、タイル等を台車に５〜７段位に積載することによっ
て、しかも数日を要して行っていた。

〔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た
め、生産性が悪く、かつ、コストアップとなり、しか
も、広大な工場敷地、通常の３倍位の作業員（３交替）
を必要とした。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、湾曲したりクラッ
クが生じ、最大長さで60cm位が限度であった。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、変形、特に湾曲するため、長さに上記したような限
度があった。

〔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、土練機の口金
が圧力によって変形することなく、しかも所定形状に押
し出された水分20％位を含有する生地を押出成形により
所定断面形状とし、この表、裏面の少なくとも一方にア
ルミナやシリカを主成分とするセラミックペーパーから
なる被覆材を積層、被覆した後、短時間（最大でも数時
間）に所謂粘土成分に遠赤外線を照射することにより乾
燥するものである。すなわち、遠赤外線は輻射熱と加熱
された粘土成分の硅石、雲母、長石、マグネシアなどか
らの遠赤外線の放射の相乗効果によって水分を１％位ま
でに押し出された成形体の中心層から短時間に乾燥さ
せ、かつ、セラミックペーパーの遠赤外線を放射する特
性を利用することにより乾燥をムラなく、効率よく行
い、しかも連続成形帯の木口を押し出し時の初めのみの
一端とすることによって乾燥時の湾曲を防止し、長さを
例えば600〜3000mm位までに形成できるようにし、これ
を走行カッタで任意長さに切断し、この乾燥され、変形
のおそれのない長尺体を焼成炉に送給して融点効果も利
用して省エネルギーを図った構成とした長尺陶板の製造
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長尺陶板の製造装置
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る。図において、１は
粘土で１種、または数種の粘土からなり、これを原料と
して土練機2に供給するものである。土練機2は例えば口
金３から第２図（ａ）〜（ｈ）に示すような断面形状で
連続して次工程に送給するものである。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、弱点を相互に相殺させて所定の混合粘土
を得る。その粘土１の一例としては陶石、長石、カオリ
ナイト、ハロイサイト、メタハロイサイト、木節粘土、
蛙目粘土、信楽粘土、上山粘土、山形硅砂、飯豊粘土な
どを打ち砕き、次にこれに水と必要に応じてシャモッ
ト、無機繊維（アスベスト、ガラス繊維）、パルプを目
的に応じて10％以下（重量比）で添加したものを粗練機
で混合したものである。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。さらに、前記した
口金３は粘土１の押し出した力によって変形するもので
なく、かつ、必要により中子体（図示せず）を装着した
ものである。４は搬送機でフリーローラ、または図示し
ないメッシュベルト、布ベルト、スチールベルトの１種
からなり、主に口金３から送出される成形された連続成
形帯（以下、単に連続帯という）Ａを次工程に押出され
た状態のまま搬送するのと押し出し状況の観察ゾーンと
して役立つものである。５は被覆材供給機で、搬送機４
で搬送されている連続帯Ａの表面、あるいは裏面の少な
くとも一方に、アルミナやシリカを主成分とするセラミ
ックペーパーからなる被覆材αを圧着ローラ６を介して
積層するものである。この被覆材αはセラミックペーパ
ーが主であるが、これに水酸化アルミ紙、陶紙等をラミ
ネートしたものを用いることも可能である。また、被覆
材αは未乾燥状態である連続帯Ａに積層するため、連続
帯Ａの可塑性、水分によって貼着されるが、補助的に接
着剤を用いることも可能である。さらに、被覆材αは連
続帯Ａに積層し、複合連続帯Ａ′とするため、塑性物で
ある連続帯Ａの補助となり、搬送機４で搬送される際の
変形を防止するのにも役立つものである。なお、連続帯
Ａが第２図（ｃ）〜（ｈ）のような場合は、被覆材供給
機５の後に形成機を配設したり、圧着ローラ６を複数段
とすることも可能である。７は乾燥機で、18〜20％位の
水分を含有する連続帯Ａの水分を約１％位までに約５分
〜数時間の短時間で乾燥するものであり、熱源８として
は赤外線ヒータ、遠赤外線ヒータなどの１種を用いるも
のである。特に、赤外線、遠赤外線ヒータは遠赤外線を
粘土１内の１成分である石英、長石等に照射した際に、
これら自体から放射される遠赤外線などの相乗効果によ
って連続帯Ａの表層、中心層を短時間に乾燥するのに役
立つものである。しかも被覆材αとして用いたセラミッ
クペーパーからも遠赤外線が放射されるため、乾燥時の
熱効率が向上すると共に、連続帯Ａのクラック（ひび割
れ）も防止するものである。９は搬送機構で、搬送ロー
ラ、あるいは図示しないメッシュベルトなどの１種から
なり、耐熱性のあるものである。10は走行カッタで回転
刃、レーザ光、放電加工機、ワイヤカット等のいずれか
の手段によって複合連続帯Ａ′を任意長さ、例えば300
〜2000mm位に切断するものである。勿論、走行カッタ10
は連続帯Ａの押出速度に同調して切断するものである。
11は取り出し機構で、定尺に切断された定尺乾燥板Ｂを
駆動ローラ、ベルト等で切断された上記乾燥板Ｂを土練
機2から送出される速度により速い速度で次工程に送り
出すものである。12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12a
から出口12bに亘って山状の温度分布となり、予熱領域1
3、焼成領域14、冷却領域15の順に一応区分して構成
し、予熱領域13の温度は150〜700℃、焼成領域14は300
〜1300℃、冷却領域15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での一応の区
分である。さらに焼成炉12について説明すると、焼成炉
12は可燃ガス、例えばLPGガスを燃焼させて定尺乾燥板
Ｂ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12内の定尺乾燥板Ｂ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14の範囲は1300
℃位まで温度が上昇するので、例えば第３図に示すよう
に金属主軸16、17間にアルミナローラ18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12の焼成領域14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。まず信楽粘土とアスベスト
短繊維とパルプと水分からなる粘土１を準備する。な
お、その重量％は信楽粘土61.5％、アスベスト短繊維３
％、パルプ１％、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、土練機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。搬送機４としてはフリーローラを梯子状に配
列したもの、被覆材αとしては繊維状のアルミナとシリ
カに無機質系のバインダーを用いたセラミックペーパー
を用い、被覆材供給機５、および圧着ローラ６を搬送機
４の上方に設置し、また乾燥機７は遠赤外線パネルヒー
タを10メートル間に10個配列し、複合連続帯Ａ′内部の
水分を表面に拡散して脱水を迅速化し、水分を１％まで
低減しうるものである。走行カッタ10は押出速度に同調
し、ラインを止めずに回転刃で切断し、取り出し機構11
に送給するためのものである。取り出し機構11は走行カ
ッタ10で切断された定尺乾燥板Ｂを走行カッタ10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、定尺乾燥板Ｂ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12は予熱領域13が150
〜800℃までを10m間で上昇させ、焼成領域14が800〜130
0℃まで5mで上昇させ、冷却領域15で1300〜100℃まで10
mで低下する構成である。そこで、土練機2に供給された
粘土１はその口金３から例えば第２図（ａ）に示すよう
な断面で、かつ、約5m/minの速度で連続押し出しする。
この押し出し直後の連続帯Ａに被覆材供給機５より連続
的に供給される被覆材αを積層、貼着する。この複合連
続帯Ａ′を搬送機４を介して乾燥機７にすぐに抵抗によ
りねじれることなく送給する。勿論、この場合の搬送機
４は複合連続帯Ａ′を引っ張り込むものでなく、フリー
ローラ状である。乾燥機７では複合連続帯Ａ′の水分を
１％に低減し、走行カッタ10に送給し、任意長さ、例え
ば600〜3000mmの定尺に切断するものである。なお、乾
燥機７では複合連続帯Ａ′が4mm厚さでは約15分で変形
なく乾燥した。次に定尺に切断された定尺乾燥板Ｂを焼
成炉12に供給し、予熱→焼成→冷却して出口12bから長
尺陶板Ｃとして送出するものである。なお、焼成時間は
８時間で焼成時の最高温度を1150℃としたものである。

以上、説明したのは本発明に係る長尺陶板の製造装置の
一実施例にすぎず、乾燥機７を従前の熱風やマイクロ波
加熱機と遠赤外線ヒータを併用して用いたりすることも
できる。また、走行カッタ10の後に複数本の焼成ライン
を形成したり、あるいは走行カッタ10と直列でなく方向
変換機を介して焼成炉12を別途方向に設置することもで
きる。また、土練機2の口金３を２部材で出し、その出
口で分割したり、乾燥後に２分割したり、あるいは土練
機2を複数本並列に設置したラインとし、各機の移動部
の幅をこれに対応したものとすることもできる。また定
尺乾燥板Ｂの被覆材α上に施釉を行ったり、焼成後の長
尺陶板Ｃの被覆材α上に印刷を行うこともできる。この
場合、被覆材α上に施釉、印刷を行うため、容易であ
る。さらに、走行カッタ10を焼成炉12の出口12b後に配
置し、焼成まで連続して行うことも可能である。その
上、連続帯を中空状に成形した際は口金３内の中子体よ
り中空部にエア、乾燥風、熱風等を吹き込み、乾燥をよ
り助長することもできる。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明に係る長尺陶板の製造装置によ
れば、連続して押し出された成形帯の乾燥時間を遠赤
外線を用いて内部から乾燥すると共に、被覆材からも遠
赤外線が放射され、熱効率が大幅に向上し、かつ、従前
の日単位に比較して分、または時間単位に大幅に短縮で
きる。連続して押し出された成形帯は乾燥まで木口を
１つとすること、および押出成形帯の中心層から乾燥さ
せるため、押出成形帯が湾曲したり、クラックが入った
り、ねじれたりすることがなく、歩留りが高い。被覆
材が補強用として機能し、搬送中の変形を阻止すること
ができる。短時間に乾燥できるためコストが安い。
乾燥されて寸法安定な時期に走行カットするため精度高
く切断できる。前記の関係で長尺帯を容易に製造
できる。乾燥時に変形、クラックがなく、かつ、ロー
ラハースキルン等を使用するため連続的に焼成できる。
アスベスト炭酸マグネシウム、ガラス粉等の無機材は
融点を50〜100℃降下するため焼成時のエネルギー、焼
成時間を大幅に低減できる。等の特徴がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る長尺陶板の連続製造装置の代表的
な一例を示す説明図、第２図（ａ）〜（ｈ）は連続成形
帯の一例を示す説明図、第３図は焼成炉の一部を示す斜
視図である。 １……粘土、2……土練機、５……被覆材供給機、10…
…走行カッタ、12……焼成炉、Ａ……連続成形帯、Ａ′
……複合連続帯、Ｃ……長尺陶板。

───────────────────────────────────────────────────── 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 33/30 Ｌ 33/32 Ｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粘土を主材とした原料を連続して押し出す
   土練機と、該土練機から送出される連続成形帯の表、裏
   面の少なくとも一方にセラミックペーパーからなる被覆
   材を積層、被覆する被覆材供給機と、該被覆材を積層し
   た複合連続帯を短時間で連続帯のまま乾燥する乾燥機
   と、該乾燥機から送出される連続帯を定尺にカットする
   切断機と、該切断された定尺乾燥板を焼成する焼成炉と
   から構成したことを特徴とする長尺陶板の製造装置。