JPH09193133A - 粘土瓦の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉砕物の角部を丸くして加水混合機における
腕や、真空土練機におけるスクリュー、口金型等の磨耗
を低減して耐久性の向上を図ると共に、素地の内部応力
を少なくして乾燥・焼成時の収縮を小さくする。 【解決手段】 粘土瓦の製造方法において、気流式粉砕
機１の中空状のケーシング本体内に気流を旋回渦流と成
して一定容積の処理空間領域を形成し、この処理空間領
域内で原料同士を衝突させて粉砕する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する利用分野】本発明は、粘土分を主原料と
して製造する粘土瓦の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、粘土瓦は産地によって得られる残
留粘土、堆積粘土を主とする原土から製造しており、そ
して、現在にあっては製品の品質や製造工程全般への悪
影響が少ない良質な単味の原土の枯渇化にともなって粗
砕、粉砕を必要とするシルト、砂、石等の來雑物が混じ
っている低品位な原土を配合するため、主にロールクラ
ッシャによって前記配合原土を粗砕、粉砕処理した後、
スクリーンフィーダによって混練し、真空土練機によっ
て荒地を押し出している。

【０００３】ところが、前記ロールクラッシャは２つの
ロール間を通過する際の圧縮、剪断等によって砕くもの
であるため、その粉砕物の形状は、図１５に示す様に角
稜形で、ナイフエッヂを有しており、したがって、スク
リーンフィーダでの混練時や真空土練機での押し出し時
に、前者のスクリーンフィーダでは原料を混練押し出し
する腕、後者の真空土練機ではスクリュー、口金型等の
磨耗が激しく耐久性が低い欠点を有している。

【０００４】又、真空土練機にあっては、真空状態の中
でスクリューによるプロペラ作用によって一方方向への
回転だけで前方へ押し出しているに過ぎないため、前記
の様な角稜形でナイフエッヂを有する粉砕物では粒子の
配向性が劣り、荒地での内部応力が大きくなって乾燥・
焼成時に歪みが発生し易くなる欠点を有していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、粉砕物の角
部を丸くして加水混合機における腕や、真空土練機にお
けるスクリュー、口金型等の磨耗を低減し、加水混合
機、真空土練機の耐久性の向上を図ると共に、素地の内
部応力を少なくして乾燥・焼成時の収縮を小さくする粘
土瓦の製造方法を提供せんとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来技術
に基づく磨耗による耐久性や、粒子の配向性等の課題に
鑑み、原料を粉砕する際に、処理空間領域内で原料Ｗ同
士を衝突させて粉砕し、粉砕物の形状を扁平で、角部を
丸くすることを要旨とする粘土瓦の製造方法を提供して
上記欠点を解消せんとしたものである。

【０００７】配合原料を粉砕し、混練して押し出し成形
して粘土瓦素地と成す工程を有する粘土瓦の製造方法に
おいて、中空状のケーシング本体内に気流を旋回渦流と
成して一定容積の処理空間領域を形成し、この処理空間
領域内で原料同士を衝突させて粉砕したり、又処理空間
領域の気流に折線運動を与えている。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて説明すると、本発明に係る粘土瓦の製造方法
は、従来のロールクラッシャによる配合原土の粗砕、粉
砕に代えて気流式粉砕機１を用いるものであって、気流
式粉砕機１によって得られる粉砕物の粒度を所定の粒度
組成に調整し、パッグミル、スクリーンフィーダ等の加
水混合機２によって加水しながら最終的に真空土練機３
より練り土を押し出して荒地を作り、その後、プレス成
形、乾燥、施釉、焼成の各工程等を経て粘土瓦を製造す
る。

【０００９】上記気流式粉砕機１は、上部ケーシング
４、中間ケーシング５、下部ケーシング６を連通状態に
連結して中空状のケーシング本体を形成している。

【００１０】上部ケーシング４は中空筒状となし、その
上端を排気口７となすと共に、内部に上下流路の開口量
を調整するダンパ８を設け、さらに下端より下方縮径す
る中空筒状の内管９を連接しており、該内管９は中間ケ
ーシング５内方に配設されている。

【００１１】中間ケーシング５は中空筒状となし、その
外周における接線方向より空気送風装置（図示せず）に
接続された空気送気管10を接続している。

【００１２】11は主旋回渦流空間部であり、主旋回渦流
空間部11は中間ケーシング５内周面と上部ケーシング４
の内管９外周面との間に下方拡幅状となして環状に画成
されている。

【００１３】下部ケーシング６は下方にしたがって縮径
し、且つ水平断面が円状と成す中空円錐筒状に形成さ
れ、その下端を処理物排出口12となしている。

【００１４】又、下部ケーシング６は水平断面が多角状
となす中空多角錐筒状に形成しても良く、又下部ケーシ
ング６の内周面に中心側に向かって突出する突条13を上
下にわたって設けても良い。

【００１５】14は原料投入筒であり、原料投入筒14は中
空円筒状、中空角筒状に形成され、その中心をケーシン
グ本体の本体中心線ＣＬに対し、好ましくは略２０〜５
０°程度の角度αにて、その先端口を内管９より下方に
して、且つ下部ケーシング６の上方部位内に位置させる
様に、外部より上部ケーシング４および内管９内を通過
する様に設けられている。

【００１６】15は原料投入筒14の先端口のリップ片であ
り、リップ片15は本体中心線ＣＬに対して交差する角度
β、好ましくは７０〜１１０°でもって設けている。

【００１７】上記気流式粉砕機１による粉砕メカニズム
については、気流式粉砕機１内に高速旋回渦流気流によ
って形成される一定容積の処理空間領域Ｘ内での原料同
士の衝突及びケーシング本体内面と原料との衝突によっ
て原料の塊や、大きな石、砂等の鉱物を粉砕するもので
ある。

【００１８】上記処理空間領域Ｘの形成については、上
部ケーシング４のダンパ８を全閉した状態で、空気送気
管10より主旋回渦流空間部11に送気しても、かかる状態
ではケーシング本体内の静圧が上昇することにより、原
料投入筒14より空気流が排気されると共に、そのまま下
部ケーシング６内を旋回しながら処理物排出口12より送
気量のほとんどが排気されてしまい、実質的には処理空
間領域Ｘは形成されない。

【００１９】そして、ダンパ８を開けて上部ケーシング
４の排気口７の開口量を調整すると、送気量の一部が排
気口７から排気されるため、ケーシング本体内の静圧が
下がることにより、内管９と下部ケーシング６の処理物
排出口12との間に旋回しながら上昇する内側上昇流路Ｕ
が形成されると共に、該内側上昇流路Ｕと下部ケーシン
グ６内周面との間に旋回しながら下降する外側下降流路
Ｄが形成される。

【００２０】又、同時に主旋回渦流空間部11に送気され
た空気流は主旋回渦流となって下降することにより、内
管９内より下方突出している原料投入筒14およびリップ
片15に衝突し、かかる衝突個所より超高速渦流が発生す
ると共に、ダンパ８によってケーシング本体の上下静圧
が調整されるため、処理空間領域Ｘが下部ケーシング６
の上方部位にて形成されると共に、超高速渦流のエゼク
ター作用によって外部より投入された原料Ｗは原料投入
筒14の先端口より負圧吸引されて処理空間領域Ｘに投入
される。

【００２１】そして、処理空間領域Ｘに投入された原料
Ｗは、原料投入筒14およびリップ片15に衝突して発生し
た超高速渦流によって発生する高周波振動波により、原
料Ｗは自転しながら主旋回渦流にそってあらゆる方向へ
高速で移動し、相互衝突による衝撃破砕および研磨を繰
り返して細分化され、その間に付着水の撥水による乾燥
または衝撃熱、摩擦熱による乾燥等が行われる。

【００２２】尚、原料Ｗの自転軸は本体中心線ＣＬに平
行であることは確認されている。

【００２３】そして、処理空間領域Ｘの主旋回渦流に取
り込まれて一定時間処理された後、粒径の大きいものは
遠心力によって下部ケーシング６の内周面側に寄って外
側下降流路Ｄに乗って下降して排気口７へ導かれ、下向
き慣性力によって外部へ放出され、又粒径、質量の小さ
いものは中心側に寄り、内側上昇流路Ｕから排気口７を
経て回収する。

【００２４】尚、細分化された粉体の一部は内側上昇流
路Ｕに乗り、上昇しながら粒径の大きいものは旋回流に
よる遠心力によって外側下降流路Ｄまたは処理空間領域
Ｘへ戻され再処理される。

【００２５】又、処理空間領域Ｘを形成するための超高
速渦流の発生量、渦流速度は内管９内より下方突出して
いる原料投入筒14の形状、取付角度およびリップ片15の
形状取付角度によって変化させることができるため、原
料Ｗの種類により最適条件に設定することができる。

【００２６】又、上部ケーシング４のダンパ８はケーシ
ング本体の静圧そのものを調整すると共に、処理空間領
域Ｘの上下の静圧を調整する機能を持ち、下部ケーシン
グ６による処理空間領域Ｘの上下面の面積差を利用して
安定的に上下の位置を設定できると共に、上下位置をず
らすことによる処理空間領域Ｘの上下厚さ、直径を変
え、主旋回渦流による遠心力を制御することが可能であ
るため、破砕力、処理密度を調整できる。

【００２７】さらに、下部ケーシング６の水平断面を多
角状となしたり、突条13を設けることにより、下部ケー
シング６内周面での気流に折線運動が与えられ、さらに
複雑な空気流動を誘起して粉砕効率が向上する。

【００２８】又、処理空間領域Ｘは、その上面の送気圧
力と内側還流路に流れ込む空気圧力のバランスにて形成
され、処理空間領域Ｘ内に滞留できる原料Ｗの量は一定
で、その滞留時間によって破砕粒度が変化するため、投
入量を変化させることにより、粒度を調整でき、具体的
には約１００％が原料供給を受けて約１１０％になる
と、約２０〜３０％処理品を放出して約８０〜９０％と
なり、次の放出時まで原料Ｗを受け入れ続け、再び約１
１０％となると放出するメカニズムを繰り返す。

【００２９】尚、処理空間領域Ｘは下部ケーシング６の
上方部位付近に形成され、下部ケーシング６の縮径角度
が関係し、主旋回渦流の遠心加速度の上方向分加速度が
大きすぎると、処理空間領域Ｘは下部ケーシング６の上
方部位より上昇してはずれ、処理空間領域Ｘが破壊され
て機能を失うため、送気速度、ダンパ８による静圧調節
によって維持する。

【００３０】

【実施例】先ず、気流式粉砕機１によって粉砕した粉砕
物の形状については、図１４、１５に示す様に、従来の
粉砕物では、ナイフエッヂを有するものが、本発明では
扁平でナイフエッヂがなくなって、角が丸くなっている
ことが確認できた。

【００３１】次に、ＪＩＳＡ５２０８で規定される形状
の粘土瓦を、従来のロールクラッシャによって製造した
ときと、本発明に係る気流式粉砕機１によって製造した
ときとの各項目について試験比較した結果を以下に示
す。

【００３２】尚、使用した配合原料、粒度組成、含水率
や、乾燥・焼成条件、並びに加水混合機２、真空土練機
３の操作等の諸条件は当然ながら同一と成して試験して
いる。

【００３３】 パッグミル、スクリーンフィーダ等の
加水混合機の磨耗による耐久性について、 従来では、約４００時間で修理・保守等のメンテナンス
が必要であったが、本発明によると、約５００時間と成
った。 真空土練機の磨耗による耐久性について、 従来では、約３６００時間で修理・保守等のメンテナン
スが必要であったが、本発明によると、約４０００時間
と成った。 乾燥・焼成時の収縮変形（歪み）について、 従来では、乾燥時の収縮が約５．５％、焼成時の収縮が
約４．５％であったが、本発明によると、乾燥時の収縮
が約５％、焼成時の収縮が約４％と成った。 その他である吸水率および曲げ強度について、 従来では、吸水率が約５．５％、曲げ強度が約２８００
Ｎであったが、本発明によると、吸水率が約４．８％、
曲げ強度が約３０００Ｎとなった。

【００３４】上記理由としては、水分の移動に伴う粒子
移動が本発明ではスムーズに行われるため、素地内応力
が小さくなって乾燥時の自由水分、焼成時の吸着水分が
除去される際の収縮率が低下するためで、本来の粒子の
配向性の均一、不均一による粒子移動量の違いにもよる
ものと思われる。

【００３５】

【発明の効果】要するに本発明は、配合原料を粉砕し、
混練して押し出し成形して粘土瓦素地と成す工程を有す
る粘土瓦の製造方法において、気流式粉砕機１の中空状
のケーシング本体内に気流を旋回渦流と成して一定容積
の処理空間領域Ｘを形成し、この処理空間領域Ｘ内で原
料Ｗ同士を衝突させて粉砕するので、粉砕物の形状が扁
平で、角部が丸くなるため、混練時や押し出し時に発生
する加水混合機における腕や、真空土練機におけるスク
リュー、口金型等の磨耗が低減されることにより、加水
混合機２、真空土練機３の耐久性が向上でき、又粉砕物
の角部が丸いため、粒子の配向性が良好（均一）となっ
て素地の内部応力（ストレス）が少なくなって乾燥、焼
成時の収縮が小さくなり寸法精度を良好にできる。

【００３６】又、処理空間領域Ｘの気流に折線運動を与
えるので、気流が複雑になって原料Ｗの移動方向がラン
ダムになるため、原料Ｗ同士の衝突による粉砕効率が向
上出来る等その実用的効果甚だ大なるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る粘土瓦の製造方法に用いる気流式
粉砕機の断面図である。

【図２】図１のＡーＡ断面図である。

【図３】図１のＢーＢ断面図である。

【図４】同上気流式粉砕機の他の実施形態を示す断面図
である。

【図５】同上他の実施形態を示す断面図である。

【図６】同上他の実施形態を示す断面図である。

【図７】同上他の実施形態を示す断面図である。

【図８】同上他の実施形態を示す断面図である。

【図９】下部ケーシングの縮径率を可変と成した気流式
粉砕機の断面図である。

【図１０】原料投入管による高速渦流発生状態を示す模
式図である。

【図１１】処理空間領域での主旋回渦流の折線運動を示
す模式図である。

【図１２】ケーシング本体内での処理空間領域、内側上
昇流路および外側下降流路を示す概略図である。

【図１３】粘土瓦の製造方法の工程の流れ図である。

【図１４】気流式粉砕機による粉砕物の図面代用写真で
ある。

【図１５】従来のロールクラッシャによる粉砕物の図面
代用写真である。

【符号の説明】

１ 気流式粉砕機 Ｘ 処理空間領域 Ｗ 原料

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配合原料を粉砕し、混練して押出成形し
   て粘土瓦素地と成す工程を有する粘土瓦の製造方法にお
   いて、気流式粉砕機の中空状のケーシング本体内に気流
   を旋回渦流と成して一定容積の処理空間領域を形成し、
   この処理空間領域内で原料同士を衝突させて粉砕するこ
   とを特徴とする粘土瓦の製造方法。
2. 【請求項２】 処理空間領域の気流に折線運動を与える
   ことを特徴とする請求項１記載の粘土瓦の製造方法。