JPS63218532A - 陶板の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
て成形された押出成形体の水分を変形しない程度まで短
時間で低減し、これを定尺に容易にカットし、この定尺
に切断された押出成形体を予熱機を経て焼成炉に送給し
て所定長さの陶板を短いラインで、かつ低コストで安価
に、高速度で連続的に陶板を製造できる装置に関するも
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１０〜３０Ｃ１ｌ
の長さに切断し、これを焼成炉の廃熱を利用する構造の
乾燥装置で約１〜３日間位で水分を１〜Ｏ％まで低減し
、台車式の焼成炉に供給する構成の装置が普通であった
。

〔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の
と、特に、押出直後は柔らかいため短尺でないと大きく
変形等し乾燥装置まで運搬できないことが一定長さ、殊
に長めの成形体を形成できない主因となっていた。その
ため、広大な乾燥用の敷地、倉庫を必要とし、その上、
焼成炉は一度加熱すると火を消すことがコスト、生産性
のためにできず、２４時間の３交替のスケジュールとな
っており、３倍の作業員を必要とし、かつエネルギー化
も生産性に比し、効率がよくなかった。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、クラックが生じたり、乾燥体は最大
長さでも６０ｃｍ位が限度であり、かつ歩留りが極めて
悪かった。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、内部の水分によって変形、反り、
捩じれ、クランク等が生じる不利があった。特に、押出
成形体の変形は水分が５〜１０％位までに大きく影響す
るため、この期間の乾燥をスムーズに、かつ上記の反り
、クランク等を生じさせずに乾燥することができなかっ
た。さらに、焼成時間は予熱、焼成、冷却をその温度曲
線に従って８〜１０時間で完了するバッヂ式の炉、また
はトンネルドライヤ炉であり、その温度コントロールは
炉が大型のため応答も遅く、上記のように長時間を要し
ていた。その他、全工程のうち、一工程だけ時間を短縮
してみてもラインにおける生産能力は従前と変わらない
ものであった。

〔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
次に柔らかい押出成形体の連続帯を変形なく移送して電
気的加熱機でその水分を短時間で保形性が得られるまで
低減し、この半乾燥状態の連続押出成形体を定尺に走行
カッタを介して容易に切断し、そして変形の少ない時期
に焼成炉の廃熱、簡易加熱機を介して焼成炉に送給して
短尺から長尺まで、任意長さの陶板を短時間で、しかも
連続して製造しうる任意長さの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り、上は押出成形機で粘土
を主材とする原料を例えば第２図（ａ）〜（ｄ）に示す
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
、例えば押出速度は厚さ、幅によって異なるが２０〜２
０００Ｉ１ｍＺＩｌｉｎ位である。なお、粘土は天然鉱
物で、各産地により成分が異なるので、これら成分の長
所、短所を相互に相殺、相刺させ、しかもその他の鉱材
を必要により添加して所定の混合粘土を得るものである
。その具体的な１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、末節粘土、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
り上げたものなどである。また、この粘土は必要により
マグネットで除鉄するものである。童は口金部で図示し
ないが、押出成形体Ａに対応した形状のもの、あるいは
口金部主に中子を介在させ、中空部Ｂを有する押出成形
体Ａを押し出すもの、もしくは第３図に示すように口金
３に中子４を配し、中子４に１本、もしくは多数本の気
体の吸気あるいは排気用の管５の一端を第４図（ａ）〜
（ｄｌに示すように各格子４ａに、もしくは共通部分４
ｂに接続し、この管５に他端から所要気体を中空部Ｂに
供給したり、または押出成形体Ａの中空部Ｂ内の気体を
外部へ排出したりするものである。なお、中空部Ｂ内の
気体は水蒸気、あるいは水分を含んだ空気であり、管５
を介してこの中空部Ｂにドライエア等を供給し、押出成
形体Ａの内、外表面の水分の含有度合をほぼ同じ水分の
含有率に短時間で、かつ後記する電気的加熱機との相乗
効果によって水分を低減するのに有用なものである。■
は搬送機で例えばフリローラ７、あるいは押出速度に同
調した駆動ベルトコンベア８等の少なくとも１種、また
は２種を組み合わせたものからなる。特に、搬送機工は
押出成形体Ａを押出速度のままで次工程に変形なくスム
ーズに送給するためのものであり、フリローラ７は押出
成形体Ａを静摩擦抵抗なしに押し出された状態で移送す
るのに役立ち、駆動ベルトコンベア８は出口から０．５
〜２ｍ位離れた位置では押出成形体Ａが押し出された時
より幾分硬く、かつ押し出し時の力が先に押し出された
押出部の重さに抵抗しきれずに圧縮され、縮むのを防止
するために押し出し時とほぼ同じ速度で押出成形体Ａを
連続して次工程に移送するのに役立つものである。■は
電気的加熱機、例えば第５図（ａ）、山）に示すような
マイクロ波加熱機、もしくは図示しない超音波加熱機、
放電加熱機、レーザ加熱機等の１種からなり、主に押出
成形体Ａの内部、表面を同時に加熱し水分を平均に低減
するものである。具体例としてマイクロ波加熱機を用い
た際は、押出成形体Ａの水分１８〜１５％を６〜１０％
に５〜３０分位の短時間で、半乾燥状態に水分を低減す
るものである。なお、水分の含有率を６〜１０％位に設
定したのは水分が０〜２％位の乾燥状態の連続半乾燥板
Ｘを定尺に切断するよりも上記水分の連続半乾燥板Ａ′
は切断が極めて容易である。特に、この工程では保形性
を十分に維持でき、次工程のカッタ、焼成に不具合がな
ければ切断しやすい半乾燥状態が好ましいものである。

ここで、マイクロ波加熱機についてさらに説明すると、
マイクロ波加熱機工はオーブン連続方式構造であり、主
に押出成形体Ａの内部へ浸透して熱伝導にほとんど時間
を要することなくマイクロ波Ｃ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の１／３、例え
ば５〜１０％（重量％）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２０〜１
５％位含有さており、そのうち５〜１０％を蒸発せしめ
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大きく収縮するが、それ以下の
水分になると体積の収縮がほとんど生じないものである
。そこで、マイクロ波加熱機工を具体的に第５図（ａ）
、（ｂ）を用いて説明すると、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Ｃを所要個所に案内する
導波管１０と、案内されたマイクロ波Ｃを反射する反射
板１）と、反射さたマイクロ波Ｃを攪拌する回転羽根１
２と、押出成形体Ａを押出速度で移動させると共に、マ
イクロ波Ｃが押出成形体Ａの裏面からも照射されるよう
にしたフリローラ１３からなる搬送部１４と押出成形体
Ａの入口、出口となると共に、マイクロ波Ｃが外部へ漏
洩しないように減衰させるフィルタ一部１５．１６と必
要により供給するエア等りを被加熱空間１７に案内する
導入口１８と、マイクロ波Ｃが被加熱空間１７から外部
へ漏洩しないように囲んだ包囲体１９とから構成したも
のである。また、押出成形体Ａの被加熱空間１７の大き
さは目的に応じて異なるが、例えば長さが１〜５ｍ位と
したものである。さらに、搬送部１４は押出成形体Ａが
乾燥中に約１割程度、体積収縮するため、これを無理な
（フリローラ１３で吸収するものである。また、導入口
１８はマイクロ波りの加熱により水蒸気Ｅが大量に、短
時間の間に放出するのを入口、出口１５ａ、　　１６ａ
から外部へ放出し、押出成形体Ａの表面、包囲体１９の
内壁に結露が発生しないようにして乾燥時の悪影＃（ク
ランク、爆裂）を防止し、かつ押出成形体Ａ表面の水蒸
気Ｅを風によって常時、吹きとばし、より乾燥時間を短
縮するのに役立つものである。

２０は走行カッタで、半乾燥された連続帯状の連続半乾
燥板Ａ′を所定寸法に走行中に切断するものである。２
１は取り出し機構で、定尺に切断された定尺半乾燥板Ｘ
′を駆動ローラ、ベルト等の１種、もしくはその組み合
わせからなる機構で、押出成形機上から送出される速度
より速い速度で次工程に送り出すものである。２２はブ
レヒータで半乾燥状態の定尺の連続半乾燥板Ａ′を焼成
炉益の廃熱を利用したヒータや、簡易な加熱機、例えば
遠赤外線ヒータを焼成炉益の前に設置したものであって
、主にエネルギーの有効活用を図ると共に、焼成時間の
短縮、急激加熱による連続半乾燥板Ａ′への不具合を排
除するものである。益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２３
ａから出口２３ｂに亘って山伏の温度分布となり、予熱
領域２４、焼成領域２５、冷却領域２６の順に一応区分
して構成し、予熱領域２４の温度は１５０〜４００℃、
焼成領域２５は４００〜１３００℃、冷却領域２６は６
００〜１００℃位までとしたものである。勿論、粘土の
種類、組成によっては結晶変態点も異なるものであり、
各領域間の温度設定が異なるものである。そして上記温
度、搬送速度は任意に各区間で可変できるものである。

なお、上記各領域間の温度は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。さらに焼成炉堕
について説明すると、焼成炉益は可燃ガス、例えばＬＰ
Ｇガスを燃焼させて定尺半乾燥板Ａ’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、焼成炉膜内の定尺半乾燥板ＩＩの搬送手段として
はメツシュベルト、金属ローラ、セラミックローラ、ア
ルミナローラ等の１種を各温度域に応じて使用するが、
特に焼成領域２５の範囲は１４００　’Ｃ位まで温度が
上昇するので、例えば第６図（ａ）、（ｂ）に示すよう
に図示しないチェーンにより駆動される金属主軸２７．
２８間にアルミナローラ２９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
成炉益の焼成領域２５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、押出成形機上としては、例えば押し出し
能力１００〜１５０ｊ２／ｈｒの型名ＭＶ−ＦＭ−Ａ−
１型（宮崎鉄工社製）を用い、口金部↓は第３図に示す
形状とし、第２図（ａ）に示す形状を形成するものを使
用し、管５としてはドライエアを送給すると仮定する。

また、搬送機工としてはフリローラ７、駆動ベルトコン
ベア８の順に配列したものである。また、マイクロ波加
熱機工としては周波数２４５０ＭＨｚ、出力５ｋｗ、被
加熱空間１７の長さは３ｍとし、必要によりエア等りを
被加熱空間１７に大量に包囲体１９の一壁面から送給さ
れ、人、出口１５ａ、１６ａから加熱時に発生する水蒸
気を外部へ放出し、被加熱空間１７内の水蒸気圧を低下
し、被加熱物、包囲体１９の内壁に結露水が発生するの
を防止できる構成としたものであり、搬送部１４はテフ
ロン製パイプからなるフリローラとした。なお、マイク
ロ波加熱機工では押出成形体Ａの水分１８％（重量％）
を７％（重量％）まで蒸発させ、残りの水分を焼成炉堕
の予熱領域２４で０〜１％（重量％）位まで蒸発させる
ように設定した。

さらに押出成形機上の押出速度は１００〜１０００ｍ／
ｗｉｎであり、ここでは４００ｍ／ｇｒｉｎとした。そ
の他、押出成形体Ａ（ここでは連続成形体状である）の
パスラインは同一高さとし、押出成形体Ａは押出成形機
上の押出速度をそのまま搬送機工を介してマイクロ波加
熱機工に送給し、マイクロ波加熱機度内の搬送部１４の
フリローラ１３で水分蒸発による体積収縮による速度の
差を吸収するようにしたものである。走行カッタ２０は
押出速度に同調し、ラインを止めずに回転刃等で連続半
乾燥板Ａ′を定尺に切断し、これを取り出し機構２１、
プレヒータ２２を経て焼成炉筒に送給する。なお、取り
出し機構２１は走行カッタ２０で切断された定尺半乾燥
板に′を走行カッタ２０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、定尺半乾燥
板Ｘ′同士の木口が衝突しないようにしたものである。

また、焼成炉筒は予熱領域２４が１５０〜８００℃位ま
でを１０ｍ位間で上昇させ、焼成領域２５が８００〜１
３００℃まで５ｍ位で上昇させ、冷却領域２６で１３０
０〜３００℃位まで１０ｍ位で低下する構成である。な
お、その搬送速度は種々設定できるが、例えば３００〜
３０鶴／ｗｉｎ位である。そこで押出成形機上に供給さ
れた粘土はその出口から第２図（ａ）に示す断面の連続
体で送出され次工程に送給すると仮定する。

そして送出された押出成形体Ａは搬送機工を介して電気
的加熱機ユのマイクロ波加熱機に送給され、マイクロ波
加熱機の被加熱空間１７を通過中に押出成形体Ａの水分
を８％（重量％）まで１０分間で平均に゛低減し、その
出口から走行カッタ２０に送給し、例えば６００〜３０
００ｗ位に切断した。その結果、押出成形機上の出口か
ら走行カッタ２０までを連続帯として押出成形体Ａを約
５〜１０分位で半乾燥体として走行カッタ２０に送給し
、所定寸法に切断し定尺の半乾燥板Ａ′を得る。これを
取り出し機構２１によってプレヒータ２２に送給し、次
に焼成炉毅に供給する。なおプレヒータ２２は焼成炉η
の廃熱を利用したものであって、約２００〜４００”Ｃ
に１〜３ｍ位を加熱するようにしたものである。なお、
プレヒータ２２の搬送手段としては一部駆動ローラを介
在したフリローラ、駆動ローラ、あるいは第６図（ａｌ
、（ｂ）に示したような構成の１種からなり、その搬送
速度は焼成炉膜のローラの回転速度と同一である。焼成
炉間は予熱−焼成−冷却して出口２３ｂから陶板Ａとし
て例えば３００１■／ｍｉｎの速度で送出するものであ
る。なお、焼成時間は４０分位であり、焼成時の最高温
度を１３００℃としたものである。

この場合、押出成形体Ａの板厚によっては１〜２時間の
焼成時間となることもある。

以上説明したのは本発明に係る陶板の製造装置の一実施
例にすぎず、焼成炉膜の廃熱を電気的加熱機主に利用し
てさらに効率よく乾燥させ、走行カッタ２０の後に複数
本の焼成炉膜を形成したり、あるいは走行カッタ２０と
直列でなく図示しない方向変換機を介して焼成炉荏を別
途方向に設置することもできる。さらに、押出成形体Ａ
は第７図（ａ）〜（ｎ）に示す形状の断面とすることも
できる。

〔発明の効果〕

上述したように本発明に係る陶板の製造装置によれば、
水分を２０〜１５％位（重量％）含有する粘土押出成形
体（短尺、長尺、連続体）の水分１／３位を電気的加熱
機によって短時間に、かつ平均に蒸発させて歪なく半乾
燥させて、半乾燥時間を従前より短縮し、かつ走行カッ
タで容易に、しかも損傷なく美しく切断できる特徴があ
る。また、押出成形体は押出後、電気的加熱機を経て走
行カッタに送給したため、ラインの長さを短く形成でき
るし、生産型が高くなる利点がある。さらに、半乾燥状
態の定尺成形体をほぼ直接的に焼成炉に送給して焼成し
ても、乾燥した状態の押出成形体とほぼ同一条件で焼成
できる特徴がある。また、押出成形体の体積は押出時に
比べ半乾燥体は１割位収縮するがそれによる搬送速度へ
の悪影響をフリローラ等で吸収して走行力フタに送給で
きる特徴がある。さらに、乾燥工程、焼成工程はローラ
を使用する構造のため長尺体でも製造できる特徴がある
。また、焼成炉は従前の窯と異なり温度、搬送速度を任
意に、かつ短時間に可変できるため、焼成時間を１／８
〜１／１０に短縮でき、全生産工程としては従前に比し
、約１）５０〜１　／４００位に短縮できる特徴がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る陶板の製造装置の一実施例を示す
構成略図、第２図（ａｌ〜（ｄｌは押出成形体の断面を
示す説明図、第３図は口金部の一例を示す説明図、第４
図（ａ）〜（ｄ）は中子の一例を示す説明図、第５図（
ａｌ、（ｂｌは電気的加熱機、例えばマイクロ波加熱機
の一例を示す説明図とイーイ線断面図、第６図（ａ）、
（ｂｌは焼成炉内のローラの構成の一例を示す説明図、
第７図（ａ）〜（ｒｌ）は押出成形体のその他の一例を
示す断面図である。 上・・・押出成形機、工・・・電気的加熱機、２０・・
・走行カッタ、２２・・・ブレヒータ、％し・・焼成炉
、Ａ・・・押出成形体、Ａ′・・・連続半乾燥板、Ａ・
・・陶板。 第１図 ↓、押上成°勢増・ ユ、電気的力０熱、桧・ ２０、えイｊそ・・り ２２．７”ＬＩ−−フ 第２図 第３図 −ｈ 第十図 僚） （ら） 第十図 （°′　　　　≦＋ （べ） ｒ十 第５図 （ａｌ　　　　　〜１ 第６図 ２．１７　　　２９ 第’Ｉ図 ａ１ ５八 、い　　　　　　　　　　　　ｆへ （（］　　　　　　　　　　　ダヘ ｒｄ）　　　　　　　　　　　　　（Ａ第７図 ｒｅ）／Ａ （ｆｊ）／Ａ （＞）　　　　　　／　Ａ （ｌｈ）／＾ ピ ｆｊ・　　　　／Ａ 第７図 （！λ 【八 （’ｇＪ（へ 〔ツノ　　　　　　　　　　　　　ダ＾Ｃ声） じ（Ａ （ｎ）ｆ八

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）粘土を主材とした原料を連続して所定形状で押し
   出す押出成形機と、該成形機の出口に押出成形体の押出
   速度に対応して次工程に押出成形体を変形させずに移送
   する搬送機と、該搬送機から送出された押出成形体の水
   分を、保形しうる含水率まで低減する電気的加熱機と、
   該加熱機から送出される半乾燥の連続半乾燥板を定尺に
   切断する走行カッタと、該カッタで切断された定尺半乾
   燥板を予熱し、その水分を６〜１０％位に低減するプレ
   ヒータと、該水分が低減された押出成形体を予熱−焼成
   −徐冷するローラハースキルンタイプの焼成炉とから構
   成したことを特徴とする陶板の製造装置。