JPS63218533A

JPS63218533A - 長尺セラミツク板の製造方法

Info

Publication number: JPS63218533A
Application number: JP5275987A
Authority: JP
Inventors: 隆一高橋
Original assignee: IG Technical Research Inc
Current assignee: IG Technical Research Inc
Priority date: 1987-03-07
Filing date: 1987-03-07
Publication date: 1988-09-12
Anticipated expiration: 2010-04-05
Also published as: JPH0729839B2

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〕本発明は粘土鉱物を主成分とする原料を連続して任意形
状の中空体で押し出した連続体を変形なく、かつクラン
ク等を発生させずに迅速に乾燥させ、次に焼成した後に
定尺に切断して長尺セラミック板を約３０分〜２時間の
短時間に製造する方法に関するものである。

〔従来の技術〕

瓦、タイル、等は押出成形機の出口で短尺に切断され、
これを廃熱、自然乾燥の工程に送り、約１日〜１週間位
で乾燥し、次に施釉、焼成工程へ送給する方法によって
製造していた。また、中空状の成形体はさらに乾燥工程
、焼成工程は長時間を費やしてよりゆっくり乾燥等させ
ていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

セラミック板、例えば長尺の瓦、タイル等は押し出され
た成形体が軟らかく、変形なく乾燥工程に移動すること
が短尺の場合と異なり、困難なため変形やクラックのな
い長尺の乾燥体を得ることができなかった。しかも、従
来の乾燥工程は単に押出成形体の外表面からのみ水分を
蒸発させる方法のため、急激な加熱をすれば割れたり、
変形が大きかったりし、ゆっくりと乾燥しなければなら
ず、乾燥に長時間を要し、それによるコストアップと生
産性の低さ、および広い面積の置場を必要とする等の問
題があった。

Ｃ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、押出成形体を
連続したままで、かつ押出速度で移動中にマイクロ波と
遠赤外線ヒータの雰囲気中を通過させると共に、特に中
空体においては内部にドライエアを押出方向に平行に送
給し、かつ中空体の水蒸気を外部へ排気するように押出
成形体の裏面に排気口を穿設して水蒸気を外部へ排出さ
せ、加熱時に水蒸気が中空部内に滞留して悪影響を与え
るのを排除し、押出成形体をより迅速に変形ならびにク
ラックが生じないように同一レベルの直線ライン上で乾
燥、焼成し、その後で任意長さ、例えば０．４〜５ｍ位
の長尺セラミック板を迅速に、高能率で、連続的に、し
かも低コストで乾燥、焼成してセラミック板を製造する
方法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セラミック板の
製造方法の一実施例について詳細に説明する。第１図は
本発明の実施に供する装置の概略を示す説明図である。

図において、１は粘土で１種、または数種の原料とシャ
モット等を混線機（図示せず）を介して混合したもので
あり、これを押出成形機２、例えば真空押出成形機で口
金３から例えば第２図（ａ）〜（ｑ）に示す断面形状で
押し出すものである。また、口金３には中空体の押出成
形体用の例えば第３図ｆａ）〜（ｄ）に示すような中子
４と中空体内部に気体を排気する管５を中子４の共通部
４ｂに１本、もしくは各格子４ａに１本づつ装着した構
成であり、格子４ａの形状は根本から出口に向かって断
面積を拡大する形状とし押し出し抵抗を低減させること
が好ましい。さらに、管５には制御パルプ６を介して所
要のドライエア等７ａの気体を送給する気体供給装置７
を連結し、中空体内部の水蒸気をドライエア等７ａによ
り押出成形体Ａの長手方向へ移動、圧送することによっ
て連続状体の押出成形体Ａの内部を迅速に乾燥させるも
のである。なお、連続体の押出成形体Ａとは乾燥、焼成
後までの長尺体であり、その後は任意の定尺にカットし
たものである。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
互に利用し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、信楽粘土などを打
ち砕き、水を加えて練り上げたものである。また、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。主は穿口機で押し出された直後の押出成形体Ａ
の裏面から中空部Ｂに貫通するように、かつ押し出し中
に穿設し、排気口ａを任意ピッチ、大きさ、かつ任意の
分布密度で設けるものである。

なお、排気口ａは押出成形体Ａの中空部Ｂ内の水分、水
蒸気を外部へ放出させ、中空部Ｂに供給されるドライエ
ア等７ａの除湿機能を強化するものである。特に、中空
部Ｂ内の水蒸気は長尺体で水蒸気が口金３から離れるに
従ってドライエア等７ａの圧送も付加されて高湿度とな
り、この状態で後記する焼成炉に送給されると、爆裂、
クラック、不均一な加熱となり、連続状の押出成形体Ａ
にとって非常に好ましくない現象の要因を除去するのに
有用なものである。さらに具体例を示すと、例えば、第
４図（ａ）、（ｂｌ、第５図（ａ）、（ｂ）に示す構成
とするものである。すなわち、第４図（ａ）、（ｂ）は
くし刃９を設けた穿孔板１０を口金３の木口面で上下動
に往復動させるように駆動源１１を介して駆動するもの
であり、穿孔板１０にはガイド孔１０ａを穿設したもの
である。また、第５図（ａｌ、（ｂ）は回転体１２とそ
の表面に植設した釘１３とから構成したものであり、回
転速度は押出成形体Ａの押し出し速度に対応して回転す
るものである。■は搬送機でフリローラ１５、駆動ベル
ト１６等の１種以上を組み合わせると共に、口金３の出
口と同一レベルで、かつ押出方向に沿って直線状に配列
したものであり、押出成形体Ａをそのままの状態でかつ
、押出速度で次工程に搬送するためのものである。Ｕは
マイクロ波加熱装置で押出成形体Ａの内部へマイクロ波
αが浸透して熱伝導に時間を要することなくマイクロ波
αを熱エネルギーに変換し、数秒から数分で発熱して粘
土１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、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６〜１０％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、マイクロ波加熱装
置Ｈを第１図および第６図を用いて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αを所要個所に案内する導波管１８と、案内されたマ
イクロ波αを反射する反射板１９と、反射されたマイク
ロ波αを撹拌する回転羽根２０と、押出成形体Ａを押出
速度で移動させると共に、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２１と、押出成形体Ａ
の入口、出口１７ａ、　　１７ｂとエア等βを大量に被
加熱空間２２から吸引したり、被加熱空間２２へ供給し
たりするエア供給口２３と、マイクロ波αが外部へ漏洩
しないように囲んだ包囲体２４とから構成したものであ
る。なお、入口、出口１７ａ、　　１７ｂはマイクロ波
αが外部へ漏洩しない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２２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２１はマイクロ波α、エア等βが押出
成形体Ａに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、
これを吸収しなから押出成形体Ａを搬送できる構成とし
たものである。

その−例を図示すると第７図（ａ）、（ｂｌに示すよう
に、固定された８棒２５とテフロンからなるパイプ状の
フリローラ２６と第８図に示すような８棒支持具２ｑと
から構成したものである。さらに説明すると第７図（ａ
ｌにおいてフリローラ２６は幅を例えば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、申）図は
一本で構成したフリローラ２６ａである。また、８棒支
持具２７はマイクロ波αが押出成形体Ａの裏面からも照
射されるように通過孔２７ａを穿設したものである。ま
た２１ａは遮蔽板であり、押出成形体Ａに均一にマイク
ロ波αが照射されるように設けるものである。なお、搬
送部２１は搬送機旦と同一レベルに対応させ、かつ直列
に配列したものである。鎚は遠赤外線ヒータ装置で押出
成形体Ａの中心部から表層まで短時間に乾燥するのに有
効なものであり、粘土１の水分が例えば８〜１０％のも
のを１〜０％までに低減し、保形性を強化するためのも
のである。その構成はフリローラの搬送部２９と複数の
遠赤外線ヒータ３０と包囲体３１とからなり、押出成形
体Ａの特に、表層部をより加熱して水分を低減し、乾燥
体とするものである。

ぴお、エア等βは図示しないファン等で攪拌し、水蒸気
の押出成形体Ａの表面からの蒸発をより効率的に行うも
のである。共はローラハースキルンタイプの焼成炉で入
口３２ａから出口３２ｂに亘って山伏の温度分布となり
、予熱領域３３、焼成領域３４、冷却領域３５の順に一
応区分して構成し、予熱領域３３の温度は１５０〜７０
０℃、焼成領域３４は８００〜１３００℃、冷却領域３
５は６００〜１００℃位までとしたちのである。勿論、
粘土ｌ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、がっ、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の一応の区分である。さら
に焼成焼皿について説明すると、焼成焼皿は可燃ガス、
例えばＬＰＧガスを燃焼させて押出成形帯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、焼成炉皿
内の押出成形体Ａ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、アルミナローラ等を使
用するが、特に焼成領域３４の範囲は１３００℃位まで
温度が上昇するので例えば第９図（ａｌ、山）に示すよ
うに金属主軸３６．３７間にアルミナローラ３８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。３９は走行力フタで、焼成された押出成形体
Ａを所定寸法に切断するものであり、４ｏは取り出し機
で、定尺に切断された長尺セラミック板Ａ′を図示しな
い梱包部に送給するためのものである。

次に本発明に係る長尺セラミック板の製造方法について
説明する。まず粘土１としては例えば信条粘土とシャモ
ットと減水剤と水からなる原料を準備する。なお、その
重量％は信条粘土６１．５％、シャモット２０％、減水
剤０．５％（商品名セルフロー二第−工業製薬社製）、
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、押出成形機２は押し出し能力
１００〜１５０１／ｈｒの型名ＭＶ−ＦＭ−Ａ−１型（
宮崎鉄工社製）を用いた。気体供給装置７は２ＨＰで送
風するように設定した。

また、マイクロ波加熱装置Ｕは周波数が２４５０ＭＨｚ
、出力５ｋＷ、被加熱空間２２の長さは３ｍとし、エア
等βを被加熱空間２２に大量に包囲体２４のエア供給口
２３から送給し、人、出口１７ａ、１７ｂ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２２内の水
蒸気圧を低下し、被加熱物、包囲体２４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２１はテフロン製パイプからなるフリローラとした。

なお、マイクロ波加熱は押出成形体Ａの水分１８％（重
量％）を７％（重量％）まで蒸発させると仮定する。さ
らに、遠赤外線ヒータ装置用としては、遠赤外線ヒータ
３０として波長４μ〜４００μの遠赤外線パネルヒータ
を１０メートル間に１０個配列し、押出成形帯Ａ内部の
水分を表面に拡散して脱水を迅速化し、水分を０〜６％
まで低減しうるものである。また、遠赤外線ヒータ装置
川内はファンによってエア等βが攪拌され、より押出成
形体Ａの表面部の水蒸気が拡散されやすくした。そこで
、いま第１０図に示す断面のセラミック板の押出成形体
Ａを１０〜１０００鰭／ｍｉｎ、ここでは４００ｍ／Ｉ
Ｉ＋ｉｎで連続して厚さ２０ｍの中空板で押し出すと仮
定する。押し出された連続状の押出成形体Ａは口金３か
ら搬送機旦を介して上記押出速度で直線的に、変形やク
ランクが生じないようにして搬送する。なお、この際、
口金３では穿口機工から上下動して排気口ａを一定ピッ
チで各中空部Ｂに押出成形体Ａの裏面から穿設する。そ
の大きさは中空部Ｂに応じて、例えば３鶴角あるいは５
ｆｉφとかを５０〜２００鶴ピツチで種々、穿設（ここ
では４ｗφ）するものである。このように排気口ａを穿
設された柔らかい押出成形体Ａはマイクロ波加熱装置Ｈ
に送給し、押出成形体Ａの２２〜１８％の水分を約５〜
１５分で全体の水分を工ｏ〜５％に低減し、次に遠赤外
線ヒータ装置用に連続体状で送給し、残りの水分を約１
〜１ｏ分位で蒸発させ、乾燥体とするものである。この
際、水蒸気はエア等βと同時にマイクロ波加熱装置１７
の人、出口１７ａ、１７ｂ、遠赤外線ヒータ装置用の人
、出口から噴射するごとく外部へ放出される。これは押
出成形体Ａの表面に出た水蒸気をふきはらうと共に、中
空部Ｂの水蒸気はドライエア等７ａによって排気口ａか
ら外部へ放出されるようばなり、より水蒸気の蒸発を強
化するものである。なお、エアの流れと押出成形体Ａの
進行方向への移動との相乗効果によってより蒸発が促進
される。また、比較例としてはマイクロ波加熱装ＷＨに
エアが供給されないと、水蒸気が包囲体２４内に飽和状
態となり、ドライエア等７ａを供給した場合に比べ約１
／３の蒸発と、結露による不利が生ずる。次に、水分を
０〜７％位までに低減した連続帯状の押出成形体Ａを焼
成炉井に送給し、予熱−焼成−冷却して出口３２ｂから
走行カンタ３９へ送給し、焼成された連続帯状の押出成
形帯Ａを所定寸法に切断し、例えば３００〜６０００　
ｔｍ位の長尺セラミック板Ａ′を得るものである。切断
された長尺セラミック板Ａ′は取り出し機４０によって
押出速度より速い速度で搬送し、梱包工程に送給するも
のである。

以上、説明したのは本発明に係る長尺セラミック板の製
造方法の一実施例にすぎず、第１図において２点鎖線で
示すように遠赤外線ヒータ装置用をマイクロ波加熱装置
、■の出口まで延長したり、上記再装置間に一点鎖線で
示すように施釉機を介在させて釉薬体の長尺セラミック
板を製造することもできる。また、焼成炉用から遠赤外
線ヒータ装置用に廃熱を一点鎖線で示すように供給し、
乾燥をより効率的にすることもできる。また、第１１図
（ａｌに示すように各搬送機、あるいはローラ等にガイ
ド４１を設けたり、図示しないが別機構で押出成形体Ａ
の側面をローラ等でガイドすることもできる。さらに第
１１図（ｂ）に示すように化粧面にエンボス加工を施し
た押出成形体とすることもできる。

さらにマイクロ波加熱装置Ｕと遠赤外線ヒータ装置益を
第１図と逆に遠赤外線ヒータ装置皿、マイクロ波加熱装
置Ｈのように配置して製造することもできる。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明に係る長尺セラミック板の製造
方法によれば、水分を２０〜１５％も含有する押し出し
から水分θ％の焼成まで同一レベルの直線ラインで、か
つ押出速度でしかも変形なく製造するため、長尺のセラ
ミック板を容易に形成できる特徴がある。また、長尺セ
ラミック板は直線的にしかも、押し出しから製品までを
従前に比し約１７１０〜１１５０位の約３０〜２時間位
の短時間で製造できる特徴がある。さらに、上記した時
間で製造できるため、製造ラインの面積が小さく、しか
も乾燥置場も不要で、その間の搬送も全く存在しないの
でコスト、生産性が大幅に向上した特徴がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る長尺セラミック板の製造方法の実
施に供する装置の概略を示す説明図、第２図（ａ）〜（
Ｑ）は押出成形体の断面の一例を示す説明図、第３図（
ａｌ〜（ｄ）は中子の一例を示す斜視図、第４図（ａ）
、（ｂ）１．第５図（ａ）、（ｂ）は穿口機の一例を示
す説明図、第６図はマイクロ波加熱装置の断面を示す説
明図、第７図（ａｌ、（ｂ）および第８図、第９図（ａ
）、（ｂ）はフリローラ、ローラ等の支持例を示す説明
図、第１０図は長尺セラミック板の背面を示す斜視図、
第１１図（ａｌ、（ｂｌはその他の実施例を示す説明図
である。１・・・粘土、２−・・押出成形機、４・・・中子、■
・・・穿口機、■・・・マイクロ波加熱装置、堕・・・
遠赤外線ヒータ装置、η・・・焼成炉、３９・・・走行
カッタ、Ａ・・・押出成形体。第２図Ｃ幻Ｓへ（１，＋　　　　　　　　　　　　　’へ（Ｏｇへｒｔｌ）　　　　　　　　　　　　、Ａ（藷＝フキ図工
那第２図ｔｅ）、−ＡＣ５ノ　　　　　　　　　　　　　、；′へ幡）　　　
　　　　　　　　／八由　　　　　／Ａ（イ、　　　　　　　　　　　　　　　　／Ａ第２図（））【八＜ｈＪｆ　Ａｃツノ　　　　　　　　　　　　　　　　　、Ａ（ト）
）　　　　　　　　　　　　／へ（ｎ）　　　　　　　
　　　　　　　／４第１図（０）ｒへらＣｆ）　　　　　　、Ａ第３図Ｃへ）（＆）第３図（°゛　　　≦＋（帽第十図（ｂ）第Ｓ図（い／且第６図１口第７図（へ）ｒ２１＜’ｂ＞第８図第′１図（幻　　　　　　ｆ栓３＋ハ第　７０　図第１／図（しン

Claims

【特許請求の範囲】

（１）粘土鉱物からなる原料を押出成形機の出口から連
続して口金に対応した任意形状の中空体を押し出し、該
中空状の押出成形体を乾燥、焼成等してセラミック板を
製造するに当たり、上記押出成形機から押し出された押
出成形体を押出−乾燥−焼成まで連続体のままで行い、
焼成後に所定長さに切断してなり、また押し出された直
後の押出成形体の中空部裏面に多数の排気口を穿設し、
前記口金に内蔵された中子にドライエア等を供給して押
出成形体の中空部の水蒸気を外部へ排気しつつ乾燥させ
、約３０分〜２時間位で押し出しから焼成までを完了さ
せるようにしたことを特徴とする長尺セラミック板の製
造方法。