JPS62107B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明はセラミツクスの生地乾燥方法に関
し、特に、成形されたセラミツクスの生地に高周
波を間欠照射して、生地の誘電加熱およびこの熱
の生地内への平均的分散を繰り返すことにより、
生地各部における温度差と乾燥度差とを可及的に
小にして、生地を破損することなく短時間内に乾
燥させる方法に関する。 従来、セラミツクスの乾燥は、約20％程度の水
分を含有する成形された生地に、含有水分が約10
％程度になるまで電極乾燥を施し、さらにこれが
数％程度になるまで熱風乾燥を施す。ところが、
かかる乾燥方法によれば乾燥の開始から終了まで
多大な時間を必要とし、またこの時間の短縮を計
つて雰囲気内の温度上昇を計ると生地にクラツク
を生じる欠点がある。因みに前記従来方法による
碍子の生地の乾燥には、碍子の大きさによつても
異なるが、平均して電極乾燥に約５〜７日、熱風
乾燥に約７〜10日を要し、合計すると約12〜17日
という多大な時間を要していた。 そこでこの発明者は、高周波の誘電加熱を利用
してセラミツクスの生地を短時間内に乾燥するこ
とに着目して各種実験を試みた。この実験によれ
ば、高周波の連続照射によつては如何なる条件の
下においても生地にクラツクが生じることが判明
した。これは、連続照射によつて生地の一部に与
えられた熱が生地の各部に伝達分散される前に新
たに連続して熱が追加されて生地内の温度差が拡
大し、よつて生地内各部における乾燥度に大きな
差異が生じることに起因して、生地収縮率の不均
衡をもたらすことが原因であると考えられる。そ
こで発明者は、熱が生地の一部に集中することを
避けるために、与えられた熱を生地内に分散させ
ることにより各部の温度差を小にして、乾燥度お
よび収縮率を各部において可及的に均衡させなが
ら順次生地を加熱することが、生地にクラツクを
生じさせないで短時間乾燥をなすに好適であるこ
とを突きとめた。 而してこの発明の目的は、セラミツクスの生地
を、クラツクを生じさせることなく早期乾燥する
ことにある。 そしてここに出願された発明は、成形されたセ
ラミツクスの生地に高周波を間欠照射することに
より、生地を照射により誘電加熱した後、前記照
射停止時に前記熱を生地内に分散させることを繰
り返して生地を乾燥させることを特徴とするセラ
ミツクスの生地乾燥方法を特定発明として提供す
るとともに、その第１の併合発明として、成形さ
れたセラミツクスの生地に、雰囲気内の換気をし
ながら、前記照射と照射停止とを時間比１対３程
度ないし１対10程度の割合において高周波を間欠
照射することにより、前記照射により誘電加熱し
た後、前記照射停止時に前記熱を生地内に分散さ
せることを繰り返して生地を乾燥させることを特
徴とするセラミツクスの生地乾燥方法を提供し、
さらに第２の併合発明として、成形されたセラミ
ツクスの生地に、温度と湿度とが雰囲気内と同等
の風を当て、且つ雰囲気内の換気をしながら、前
記照射と同照射停止とを時間比１対３程度ないし
１対10程度の割合において生地に高周波を間欠照
射することにより、前記照射により誘電加熱した
後、前記照射停止時に前記熱を生地内に分散させ
ることを特徴とするセラミツクスの生地乾燥方法
を提供する。 セラミツクスの生地の成形は押出成形、圧縮成
形その他成形手段を問わない。かかる成形手段に
より一定の形状に成形された生地に高周波を照射
し、その誘電加熱により生地を乾燥する。高周波
は300〜3000MHzの周波数において使用できる。 生地に対する高周波の照射は間欠的になす。こ
の間欠照射がこの発明の重要な条件である。間欠
照射の照射時間と照射停止時間とは一定時間の前
記照射により与えられた熱が、前記照射停止時に
生地内に分散して、生地各部の温度差が減少する
ための時間の割合によつて定められる。高周波の
照射を受けた生地は全体が均一に加熱されるもの
ではなく、生地の一部が集中して加熱される。し
たがつて生地内においては温度差が生じ、これが
一定以上になると、これに比例して生地の乾燥度
差が大になつて、乾燥度に比例した収縮が生じ、
よつて全体に収縮度が不均衡になるからクラツク
が生じる。そこで、高周波の１回の照射エネルギ
ーは、生地内でクラツクが生じない程度の乾燥度
差、温度差内にとどめるよう１回の高周波照射時
間が設定される。前記照射停止時間は、前記照射
により生地の一部に与えられた熱が生地全体に分
散されて生地の各部における温度差が可及的に小
になる時間によつて決められる。ここで、温度差
が小になることは、温度差が０になることを意味
するものではなく、次回に与えられるべき熱がさ
らに加わつてもクラツクが生じないだけの温度差
になることを意味する。勿論、この生地内での温
度差は０に近いことがクラツクの防止のためには
好適であるが、この温度差を０またはこれに近く
するために前記照射停止時間を延長して十分な熱
の分散を試みることは、生地乾燥時間の延長をき
たすためこの発明の目的に沿わないから避けなけ
ればならない。 前記照射時間と照射停止時間とは、生地の大き
さ、形状、組成等によりこれらの時間およびその
割合に差異があるが、発明者の実験の結果、前者
と後者とは、毎回の照射高周波の周波数および出
力が同一な状態において時間比が１対３程度ない
し１対10程度であることが好適であつた。また、
この時間比内においては、一連の高周波間欠的照
射中、その照射時間と照射停止時間とを常に同一
に保持する必要はなく、乾燥の過程において適宜
両者のいずれかまたは一方を変化させてもよい。 前記時間比が１対３程度より小になると（例え
ば１対１になると）、生地の一部に与えられた熱
が分散する前にさらに加熱されるため、生地内各
部の温度差が大になつて生地にクラツクが生じる
から不適当であり、またこれが１対10程度より大
になると（例えば１対20になると）、生地の一部
に与えられた熱は分散して次の加熱によつても生
地内各部の温度差は大にならず、したがつてクラ
ツクは生じないが生地乾燥に要する時間が大とな
るためこの発明の目的を達し得ない。 また、この高周波間欠照射の初期の段階におい
ては、その照射時間と照射停止時間との比が１対
３ないし１対４程度のように比較的小であること
が乾燥時間の短縮化に貢献する。これは生地が常
温から40〜50℃程度に加熱されるまでの初期段階
においては、加熱されても殆ど乾燥が進んでいな
いため、生地内での乾燥度差を生じることによる
クラツクの発生が殆どないからである。したがつ
てこの初期段階では比較的急加熱が可能となる。
前記間欠照射の前記初期段階では、生地の温度は
急上昇する。即ち、常温から40〜50℃程度までは
短時間で上昇する。ついでこの初期段階を過ぎる
と温度上昇は鈍化して殆ど変化のない温度で推移
する。これは生地の乾燥が円滑に進行しているこ
とを示すものであり、高周波による加熱と潜熱と
のバランスが維持されていることを示す。この状
態を過ぎると生地の温度は緩やかに上昇する。こ
れは高周波による加熱が潜熱を上まわつたことを
示すものであり、したがつて生地乾燥の進行が鈍
化したことを示す。このことは生地の乾燥が仕上
げの段階に入つたことを意味する。そこで、この
仕上げの段階では生地の色あい、湿度の測定、前
記照射時間の経過等から適宜判断して乾燥の終了
を検知する。 かかる生地の乾燥過程においては雰囲気内の換
気をする。これは乾燥により生じた雰囲気内の水
分を除去するためになされる。これは雰囲気内の
温度および湿度を急激に変化させない程度の換気
とする。また高周波を生地の周囲から均等に照射
するためにターンテーブル等により生地の反転、
転回をなすことも効果的である。 さらに、生地の形状によつては内部から蒸発し
た水分が拡散されずに表面において結露する場合
がある。この結露が生じると、生地各部における
温度差、乾燥度差が大になつて、結露が生じた部
分にクラツクが生じる。例えば大型の碍子のよう
に、乾燥中に反転が困難な生地の場合で、鍔状の
ひだが下向きに傾斜しているとき等には、ひだの
下面基部に結露する場合がある。するとこの結露
したひだの基部にクラツクが生じて、１つのひだ
が円形のまま脱離して落下することがある。 かかる結露を防止するためには生地に風を当て
る。この風は雰囲気内と同等の温度および湿度を
有する風である。発明者が外気を生地に当てたと
ころ、結露部分にクラツクが生じた。しかる後、
温度および湿度の異なる各種の風を当てたとこ
ろ、生地は雰囲気と同等の温度および湿度を有す
る風を当てた場合にはクラツクが生じないことが
判明した。雰囲気と同等の温度および湿度を有す
る風としては、雰囲気内にその気流を生ぜしめる
ことが効果的である。したがつて、雰囲気内で
は、内部の換気と該内部の空気を循環させて生地
に向けて吹き出すことが好適である。この吹き出
しの方向は結露部分に向けてなされることが好ま
しい。 なお、前記した高周波の照射と照射停止の間欠
作動は自動および手動のいずれでもよい。雰囲気
内、生地の内部や表面の温度、湿度等を検知して
自動的に照射時間と照射停止時間、およびこれら
の割合を決定することにより間欠照射を自動制御
することもできる。 第１図および第２図はこの発明の実施に直接使
用する装置である。出入口に扉１を枢着したオー
ブン２に高周波発振器３を取り付け、該高周波発
振器３とオーブン２内に臨む給電口４との間を導
波管５で連絡し、導波管５にはアイソレータ６と
高周波分配管７とを設ける。８は反射板、９はモ
ータおよび減速機のユニツト１０に連絡された撹
拌翼である。オーブン２の上面には循環装置１１
が設けられ、吸引口１２から内部空気を吸引し、
送出管１３から吹出管１４を経てオーブン２内に
循環させる。吹出管１４はセラミツクスの生地１
５の形状に合わせた方向に空気を吹出すような構
造をもつ。１６は換気孔であり、オーブン２内に
結露しないように、その雰囲気を急激に変化させ
ることのない程度の排気をする。この排気の温度
および湿度を測定して生地１５の乾燥度、温度を
検知し、もつて高周波間欠照射の時間およびその
比を自動制御することも可能である。１７は生地
１５を載置するテーブルであり、これを回転可能
にしてもよい。また吹出管１４が生地１５の周囲
を回転するように構成することもできる。１８は
照明灯である。ここでの高周波発振器３はマグネ
トロンが使用されて４台取り付けられ夫々の出力
は1.35kW、周波数は2450MHzである。 次にこの発明の実施例を説明する。これらの実
施例は前記第１図、第２図のような構造をもつオ
ーブンにおいて、周波数2450MHz、出力2.3kWの
高周波を間欠照射した例である。セラミツクスの
生地は第３図に示す碍子の生地を使用した。乾燥
開始から終了までの間に、生地を数10回にわたつ
て反転することにより、部分的に結露することを
防止した。またオーブン内の温度および湿度を急
激に変化させない程度に換気をした。 （実施例 １） 別表１に示すように、表面温度29℃の生地に最
初の10分間は、高周波照射60秒、同照射停止３分
の間欠照射をした。この初期段階において生地の
表面温度は43〜54℃に達した。この表面温度に幅
があるのは生地表面の複数個所において温度測定
したからであり、ひだの外周は温度が低く、胴体
が高い。 10分経過後は前記照射時間30秒、照射停止時間
３分の割合で間欠照射した。この照射開始10分経
過の時点から同160分頃までは、表面温度が略50
℃前後の横ばいとなり、この160分頃以後は緩や
かに温度上昇する。この別表１における時間経過
と温度変化を表示したグラフが第４図である。 第４図のグラフによれば、初期段階(イ)の温度急
上昇が乾燥開始後約10分、つづいて本格的な乾燥
段階(ロ)が同160分頃まで、さらにその後が仕上段
階(ハ)であることが理解できる。 高周波照射の初期段階の温度急上昇時は、前記
のように、加熱されても殆ど乾燥が進んでいない
ため、生地内での乾燥度差を生じることによるク

【表】

【表】 ラツクの発生が存在しない。乾燥段階(ロ)での温度
の横ばいは、加熱と潜熱とのバランスが維持され
て円滑に乾燥が進んでいることを示す。また仕上
段階(ハ)になると潜熱が低減することによる温度上
昇がみられる。 この実施例は前記初期段階(イ)で高周波の照射時
間と照射停止時間とは１対３であつたが、乾燥段
階(ロ)および仕上段階(ハ)においてはこれを１対６と
した。そして乾燥開始前の生地は湿度が略20％程
度で青味を帯びていたものが240分後には略2.8％
程度に白く均一に乾燥され、クラツクは全く見ら
れなかつた。この乾燥所要時間は従来の約40分の
１である。生地の大きさは従来と同様に長さ寸法
が略５％縮小した。 （実施例 ２） 別表２に示すように、表面温度22℃の生地に、
高周波照射30秒、同照射停止３分の間欠照射をし
た。この実施例は間欠の時間およびその比は終始
同一としており、１対６である。初期段階の温度
急上昇は最初の37分程度経過時までに見られ、そ
の後の乾燥段階が300分経過時ごろまで続く。こ
の場合の乾燥段階は45℃前後で横ばいとなつてい
る。300分を経過すると温度は緩やかに上昇し仕
上段階に入つたことを表わしている。この別表２
における時間経過と温度変化を表示したグラフが
第５図である。第５図においても第４図と同様に
初期段階(イ)、乾燥段階(ロ)、仕上段階(ハ)を示す曲線
が表われる。 この実施例では、乾燥開始前の生地は、実施例
１と同様に湿度略20％程度であつたものが、532
分後には略4.9％程度に乾燥されクラツクは全く
見られなかつた。この乾燥所要時間は従来の約20
分の１である。生地の大きさは、長さ寸法が従来
と同様に約５％縮小した。 この第２の実施例においては初期段階、乾燥段
階、仕上段階を通して同一時間、同一時間比の間
欠照射をなした（この時間および時間比は実施例
１の乾燥段階、仕上段階と同一である。）が、初
期段階における高周波照射時間およびその照射停
止時間との比が第１実施例とは異なり、また、全

【表】 体の乾燥所要時間が異なる。これらの結果からみ
れば、前記初期段階における前記照射時間および
その照射停止時間との比が全体の乾燥所要時間の
長さに影響を与えるものと考えられる。 以上から明らかなようにこの発明によれば、セ
ラミツクスの生地に高周波を間欠照射して、生地
の誘電加熱およびこの熱の生地内への平均的分散
を繰り返すことにより、生地各部における温度差
と乾燥度差とを小にして、全体の収縮率を均衡さ
せながら生地を破損することなく、極めて短時間
内に乾燥できるため、セラミツクスの製造効率の
向上に貢献する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施に直接使用する装置の
一例を示す正面図、第２図は第１図の平面図、第
３図は実施例に使用した碍子の生地を示す断面
図、第４図は一の実施例における時間と温度の関
連を表わしたグラフ、第５図は他の実施例におけ
る時間と温度の関連を表わしたグラフである。 なお、図中１５は生地である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 成形されたセラミツクスの生地に高周波を間
   欠照射することにより、生地を前記照射により誘
   電加熱した後、前記照射停止時に前記熱を生地内
   に分散させることを繰り返して生地を乾燥させる
   ことを特徴とするセラミツクスの生地乾燥方法。 ２ 成形されたセラミツクスの生地に、雰囲気内
   の換気をしながら、前記照射と照射停止とを時間
   比１対３程度ないし１対10程度の割合において高
   周波を間欠照射することにより、前記照射により
   誘電加熱した後、照射停止時に前記熱を生地内に
   分散させることを繰り返して生地を乾燥させるこ
   とを特徴とするセラミツクスの生地乾燥方法。 ３ 成形されたセラミツクスの生地に、温度と湿
   度とが雰囲気内と同等の風を当て、且つ雰囲気内
   の換気をしながら、照射と照射停止とを時間比１
   対３程度ないし１対10程度の割合において生地に
   高周波を間欠照射することにより、前記照射によ
   り誘電加熱した後、前記照射停止時に前記熱を生
   地内に分散させることを特徴とするセラミツクス
   の生地乾燥方法。