JPH0729845B2

JPH0729845B2 - 中空粘土成形体の迅速乾燥装置

Info

Publication number: JPH0729845B2
Application number: JP22325986A
Authority: JP
Inventors: 隆一高橋
Original assignee: 株式会社アイジー技術研究所
Priority date: 1986-09-19
Filing date: 1986-09-19
Publication date: 1995-04-05
Anticipated expiration: 2010-04-05
Also published as: JPS63185851A

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した原料を中空部を有する所定
形状で連続して押し出された粘土成形体を10分〜１時間
位の短時間にマイクロ波、遠赤外線およびエア等とを併
用してその相乗効果により反り、捩じれ、クラック、爆
裂もなく乾燥しうる中空粘土成形体の迅速乾燥装置に関
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して約１〜３日間位
で水分を１〜０％まで低減し、その後で焼成炉に供給す
る構成となっていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従前の乾燥方式では長尺状の中空体、長
尺で薄肉の中空体を乾燥することが困難であり、かつ短
尺体でも乾燥に数日を要する欠点があった。すなわち、
従前は押出成形機を出た直後に定尺（10〜30cm位）に切
断し、これを台車上にのせ乾燥機に送給し数日間で乾燥
する工程のため長尺で、かつ中空状の押し出し直後の柔
らかい押出物を長時間に亘って原形を維持して乾燥する
ことができず、成形してしまい長尺中空体を乾燥できな
い欠点があった。さらに、従前は押出機と乾燥後は上記
のような日数の関係で連続ラインの技術思想が存在せ
ず、生産性に劣り、コストアップとなっていた。また、
中空状の長尺成形体を単にマイクロ波等で乾燥し、乾燥
時間を大幅に短縮しようとした場合は、中空部の水蒸気
圧の上昇と結露の発生、中空部内壁と外表面の乾燥度合
のズレによって相当の肉厚がないと爆裂、クラックの発
生、反り、捩じれ等の変形が生じる欠点があった。しか
も、マイクロ波は押出成形体の含水分を１％以下にする
ために温度を130℃以上に上昇させる必要があるが、こ
の温度まで上昇させるのに相当の時間とエネルギーロス
があった。その他、マイクロ波の代わりに遠赤外線を用
いて乾燥する方法もあるが、押出成形体を130℃以上に
昇温するのはマイクロ波よりはるかに短時間となる反
面、乾燥時間が長くなる弱点があった。その上、上記２
装置を用いた乾燥装置では乾燥時に発生する大量の水蒸
気の結露防止処理、被乾燥物の乾燥時における搬送構造
にも種々の問題点、例えば被乾燥物とコンベアベルト間
の摩擦抵抗による変形、長尺体に対するマイクロ波の不
均一加熱等があった。

〔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、押出成形機の
次に中空押出成形体をスムーズに次工程に移送する移送
機、次に連続帯状の中空押出成形体の含水分の1/3位を
短時間（５〜30分位）で蒸発させるマイクロ波加熱機、
次にこの中空押出成形体の含水分を例えば５〜30分位の
短時間で１％以下に低減する遠赤外線ヒータ装置の順に
配列すると共に、加熱時に中空部内部に滞溜する水蒸気
を押出成形機の中子に設けた送風口から送風する風（エ
ア、ドライエア）によって吹き払い、水蒸気圧を低下
し、かつ中空部内の加熱の効率を上げると共に、中空部
内に生ずる結露を排除して中空部内と中空押出成形体表
面層の含水比率を平均化し、またマイクロ波加熱空間内
の水蒸気と中空押出成形体表面の水蒸気を外部へ吹き払
って上記表面への結露と被加熱空間内壁への結露を防止
してより一層、中空押出成形体の内外の壁面をエアで常
時、吹き払われた状態として乾燥効率、乾燥時間を従前
の1/10〜300位に短縮し、被乾燥物のクラック、反り、
捩じれ等の変形、爆裂もなく長尺中空体を従前より大幅
にコンパクト化した装置で連続して乾燥できる中空粘土
成形体の迅速乾燥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中空粘土成形体の迅
速乾燥装置の一実施例について詳細に説明する。第１図
（ａ）、（ｂ）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は押出成形機で粘土を主材とし
た原料を第２図（ａ）、（ｂ）に示すような口金２と中
子３を介して例えば第３図（ａ）〜（ｎ）に示す中空部
を有する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、例えば押出速度は押出成形体Ａの厚さ、幅に
よって異なるが200〜2000mm/min位である。さらに説明
すると、中子３は多数個の出口部４と共通部５に外部か
らエアを供給、もしくは内部からエア、水蒸気を排気す
るための連結管６とから形成したものであり、出口部４
は押出成形体Ａの中空部ａの断面形状と同じ断面となる
中空体に形成し、これを押出成形体Ａの中空部ａの配列
に対応するように共通部５と一体に形成したものであ
る。しかも、中子３は押出成形機１の押出口１′から押
し出される粘土を支障なくその口金２から所定形状の中
空部ａを有する連続体で押し出しできるように先端3aか
ら末端3bに亘って例えば流線形状に形成したものであ
る。また、中子３の中空部3cには外部に設置したポンプ
７からホース８を介してエア、ドライエア、ウェットエ
ア、温風等の１種以上を所要量供給、もしくは中空部ａ
の水蒸気を排出したりして押出成形体Ａの乾燥しにくい
中空部ａの乾燥を促進すると共に、その際の変形等の悪
影響を排除するように機能するものである。なお、前記
した粘土は天然物であり、各産地により成分が異なるも
のであり、これらの長所、短所を相互に相殺させて所定
の混合粘土を得るものである。その一具体例としては陶
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、シャモットなどを
打ち砕き、水を加えて練り上げるものである。また、こ
の粘土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。９は移送機で例えばフリローラ10、あるいは押
出速度に同調した駆動ベルト11等の少なくとも１種、ま
たは図示するようにその組合わせからなるものであり、
押出成形体Ａを押出速度のままで次工程に変形なく送給
するためのものである。12はマイクロ波加熱機でオーブ
ン連続方式構造としたものであり、主に押出成形体Ａの
内部へ浸透して熱伝達に時間を要することなくマイクロ
波Ｂ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、そのうちの例えば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
５〜８％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、
マイクロ波加熱機12を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Ｂを所要個
所に案内する導波管13と、案内されたマイクロ波Ｂを反
射する反射板14と、反射されたマイクロ波を撹拌する回
転羽根15と、押出成形体Ａを押出速度で移動させる誘電
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16と、押出成形体Ａの入口、出口17、18とエア等Ｃを
大量に被加熱空間19から、吸引したり、被加熱空間19へ
供給したりするエア出入口20とマイクロ波Ｂが外部へ漏
洩しないように囲んだ包囲体21とから構成したものであ
る。なお、入口、出口17、18はマイクロ波Ｂが外部へ漏
洩しないように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19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16はマイクロ波
Ｂ、エア等Ｃが押出成形体Ａに表面、裏面、側面からも
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
収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４図（ａ）、（ｂ）に
示すように、固定された芯棒22とテフロンからなるパイ
プ状のフリローラ23と第５図に示すような芯棒支持具24
と必要に応じて設ける遮蔽板25とから構成したものであ
る。さらに説明すると第４図（ａ）においてフリローラ
23は幅を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2
3′である。また、芯棒支持具24はマイクロ波Ｂが押出
成形体Ａの裏面からも照射されるように通過孔24aを穿
設したものである。なお、遮蔽板25は押出成形体Ａが長
尺体の場合、物理的に上部の、かつ長手方向の両側端に
マイクロ波Ｂの照射が高密度となるのを抑制して均一加
熱となるのに有用なものである。また、エア出入口20は
コンプレッサ、リングブロア等のエア（ドライエア、温
風、空気も含む）の送風、もしくは吸引可能なエアサイ
クル用のポンプ７に連結されている。26は遠赤外線ヒー
タ装置で押出成形体Ａの水分を１〜０％まで低減するた
めに押出成形体Ａを130℃以上まで昇温させるものであ
り、その構成はフリローラ、駆動ベルトの１種以上から
なる搬送機構27と遠赤外線ヒータ28と保温箱29とからな
り、加熱ゾーンは約２〜10m位である。勿論、加熱ゾー
ンは半乾燥体となった押出成形体Ａの厚さ、幅、搬送速
度によって異なるものである。30は走行カッタであり乾
燥押出成形体Ａ′を所定長さに切断するものである。

次に動作について説明する。

まず、信楽粘土とシャモッ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％、シャモット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）を用いた。ポンプ
７はリングブロアで20〜50℃に送風時の圧縮により加温
されたドライエアをホース８を介して口金２の外部へ露
出させた連結管６に連結し、もう１つのホース８（一点
鎖線で示す）をマイクロ波加熱機12のエア出入口20に連
結した構成とした。また、遠赤外線ヒータ装置26は遠赤
外線ヒータ28を10メートル間に10個配列し、押出成形体
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％以下まで低減しうるものである。さらに押出成形機
１の押出速度は200mm/minで第３図（ａ）に示す断面で
押し出すものとし、長さ900mm、3030mmに押出成形体Ａ
を切断して乾燥押出成形体Ａ′とし、かつ口金２から走
行カッタ30までのラインの直線距離は15mとした。勿
論、このラインの長さは押出成形体Ａの形状、幅、厚さ
に対応して設定するものである。なお、押出成形体Ａの
パスラインは同じ高さにあり、かつ、移送機９の移動速
度は押出速度に同調するように設定した。そこで、粘土
を主材とした原料は押出成形機１から第３図（ａ）に示
す断面で連続して移送機９上に押し出される。押し出さ
れた押出成形体Ａは前記速度でマイクロ波加熱機12に送
給され、マイクロ波加熱機12の被加熱空間19を通過中に
マイクロ波Ｂとエア等Ｃによって押出成形体Ａの中空部
ａと外表面に送給されるエア等Ｃによってマイクロ波加
熱により発生する大量の水蒸気を中空部ａの内外ともに
同時に吹き払って常に蒸発しやすい環境にし、結露の発
生を排除すると共に、柔らかい押出成形体Ａを短時間の
間に剛性を平均に上昇させ、クラック、反り、変形、オ
ーバヒートによる爆裂のないようにし、かつ押出成形体
Ａの含水分の1/3位を５〜10分位で蒸発させ、その出口
から遠赤外線ヒータ装置26に送給し、含水分を１％以下
に乾燥させ、走行カッタ30に送給し、乾燥した連続帯状
の乾燥押出成形体Ａを所定長さに切断した。そして、押
出成形体Ａは押出から切断まで約15〜30分位の短時間
に、かつ連続体のまま乾燥した。なお、単にマイクロ波
を用いて押出成形体Ａを加熱した際は短時間の間に内部
から急加熱されるため爆裂と結露による悪影響がひど
く、実用とならなかった。

以上説明したのは本発明に係る中空粘土成形体の迅速乾
燥装置の一実施例にすぎず、第１図（ａ）において、二
点鎖線で示すようにマイクロ波加熱機12にポンプ７と併
用、もしくはポンプ７の代わりにエア供給装置を独立し
て設けたり、一点鎖線で示すように遠赤外線ヒータ装置
26に温風、または熱風を送給し、より乾燥時間を短縮す
るように構成することもできる。勿論、図示しないがマ
イクロ波加熱機12に温風、熱風等の１種以上を供給する
ことも可能である。

〔発明の効果〕

上述したように本発明に係る中空粘土成形体の迅速乾燥
装置によれば、水分を22〜15％位（重量比）含有した中
空状の押出成形体を２段階の加熱と中空部に押出時にエ
ア等を送給して乾燥時の水蒸気による悪影響を押出成形
体の内外面から排除し、短時間に連続体のままでクラッ
ク、捩じれ、反り、爆裂もなく乾燥できる特徴がある。
また、生産性は従前の数日を要したスピードに対し、10
〜60分で乾燥してしまう特徴がある。さらに、押出成形
体の体積は乾燥時に押出時に比べ１割以上収縮するが、
それによる押出成形体への悪影響をフリローラ等で吸収
し製造できる利点がある。また、本発明では押出から乾
燥までを直列に配列したため、長尺体、連続体を迅速に
乾燥できる特徴がある。その上、被加熱空間内の水蒸気
を外部へ放出するようにしたため、被加熱空間内壁およ
び被加熱物表面への悪影響と結露の発生、蒸発スピード
の低下を阻止した特徴がある。その他マイクロ波を押出
成形体に対して裏面、表面および弱加熱部への集中化等
を行うことによって乾燥の均一化を図った特徴がある。

【図面の簡単な説明】第１図（ａ）、（ｂ）は本発明に係る中空粘土成形体の
迅速乾燥装置の一実施例を示す構成略図とそのイ−イ線
断面図、第２図（ａ）は押出成形機の出口部を示す説明
図、（ｂ）図は中子を抽出して示す説明図、第３図
（ａ）〜（ｎ）は押出成形体の一例を示す断面図、第４
図（ａ）、（ｂ）、および第５図はマイクロ波加熱機の
搬送部の主要構成材を示す説明図である。１……押出成形機、３……中子、７……ポンプ、９……
移送機、12……マイクロ波加熱機、26……遠赤外線ヒー
タ装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粘土を主材とした原料を中空部を有する所
定形状で連続して押し出す中子付の押出成形機と、該押
出成形機から連続して押し出される押出成形体をスムー
ズに次工程に移送する移送機と、該押出成形機から送出
される押出成形体の水分を短時間で低減するオーブン連
続方式のマイクロ波加熱機と、該マイクロ波加熱機を通
過した押出成形体の水分低減と温度上昇を図る遠赤外線
ヒータ装置とを直列に配列してなり、また前記押出成形
機の口金に設置した中子に外部から気体を押出成形体に
支障を与えることなく送給するポンプと前記マイクロ波
加熱機の出入口以外の被加熱空間内の壁体にエアを供給
するエア出入口を穿設したことを特徴とする中空粘土成
形体の迅速乾燥装置。