JPS6325276B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセラミツク製品、特に粘土質成形品で
ある茶碗、タイル、皿、カツプ等の焼成用として
用いられる棚板に関するものである。

以下は、役物タイルを焼成する場合の実施例に
基づいて説明する。

〔従来の技術〕

第５図は、焼成炉の一例を示すスレツドキルン
１の部分縦断面図である。同図に示す如く、スレ
ツドキルン１は、焼成炉（図示せず）を貫通して
敷設された案内レール２，２上を台車３が摺動で
きるようになつている。台車３は、案内レール
２，２上にスライドプレート４，４を介して載置
された台板９と、該台板９上に敷並べられた耐火
断熱レンガ５とよりなる。このスレツドキルン１
でのタイルの焼成は、タイルが通常の平物タイル
６である場合には、前記耐火断熱レンガ５上にそ
のまま平物タイル６を載置し、炉内を通過させる
ことで行つている。またタイルが役物タイル７で
ある場合には、耐火断熱レンガ５上に棚板８を載
置し、該棚板８上に役物タイル７を載せて炉内を
通過させることで行つている。これは、役物タイ
ル７をそのまま耐火断熱レンガ５上に載置して焼
成すると、焼成時に軟化し、自重により変形する
ためである。

前記棚板８は、通常炭化珪素と窒化珪素及びア
ルミナ等の１種又は２種以上の混合物を主成分と
する耐熱原料の粉末を、板状に成形して高温で焼
成することにより製造している。また前記耐熱原
料の粉末にステンレス鋼繊維を容積率で0.5〜４
％混入して板状に成形し、焼成したものもある。
更には耐熱性のある軽量で高強度の棚板８とし
て、耐熱性無機繊維（一般にはセラミツクフアイ
バー）を無機結合剤と共に成形するものもある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、炭化珪素と窒化珪素及びアルミナ等
の１種又は２種以上の混合物を主成分とする棚板
８は、耐熱性が優れているとはいえず、焼成時に
亀裂を発生し、寿命が短いという欠点があつた。
また炭化珪素と窒化珪素及びアルミナ等の１種又
は２種以上の混合物を主成分とする耐熱原料の粉
末に、ステンレス鋼繊維を混入して焼成した棚板
８では、嵩密度が1.0ｇ／cm³以上もあり、かなり
重いので取扱い作業が不便であり、運搬装置が大
型化する等の欠点があつた。また嵩密度が大きい
ために、蓄熱量が大きくなり、焼成時にタイル裏
面７ｂ側の焼成熱を奪い、表面７ａ側との間に焼
けムラを発生させ、タイル自体に反りを発生させ
るという欠点があつた。更にまた耐熱性無機繊維
を主体とする混合物で製造した棚板８は、該棚板
８の表面はガラス化されるが、裏面はガラス化の
程度が小さいため、焼成時にその表面８ａ側と裏
面８ｂ側との熱膨張収縮する度合が大きく異な
り、反り等の大きな変形を生じ、これが軟化状態
の役物タイル７へ影響を及ぼして該役物タイル７
に反り等の変形を発生させるという欠点があつ
た。

また従来の棚板８にあつては、その上面８ａが
フラツトであるため、役物タイル７の裏面７ｂと
密着し、焼成熱が該裏面７ｂへ伝達され難いとい
う問題があつた。このため、役物タイル７の表面
７ａと裏面７ｂとの焼成温度が不均一となり、焼
けムラの発生原因となつていた。焼けムラは役物
タイル７に反り等の変形を生じさせるものであ
る。

要するに、従来の棚板８はそれ自身の焼成時の
熱膨張収縮による変形の問題と取扱い上の問題及
び役物タイル７の表面７ａ及び裏面７ｂとの間に
焼けムラを発生させるという問題があり、役物タ
イル７が反り等によつて変形する欠点があつた。

本発明は従来の棚板の上記欠点に鑑みてこれを
改良除去したものであつて、セラミツク製品の表
面と裏面との焼成温度を可及的に均一にすること
ができ、且つ棚板自身に変形の生じないものを提
供せんとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の問題点を解決するための手段は、実質
的に耐熱性無機繊維と無機結合剤とからなり嵩密
度が0.2〜0.5ｇ／cm³のポーラスな繊維質成形板で
あつて、少なくとも一つの表面にアルミナ、シリ
カ、アルミナ−シリカ、ジルコニア等を主体とす
る無機コーテイング剤を塗布すると共に複数の直
線状溝を前記耐熱性無機繊維の配向方向に対して
縦横に設けている。そして、前記溝の深さは前記
溝形成面に垂直な方向の繊維質成形板の寸法に対
して５〜50％の範囲とし、また各溝相互間の間隔
は前記耐熱性無機繊維の配向方向について20〜50
mmとし且つ耐熱性無機繊維の配向方向と直交する
方向について50〜100mmとしている。

〔作用〕

本発明の作用は、第１図乃至第４図の実施例で
明らかな如く、棚板１０の表面１０ａに直線状の
溝１１及び１２を形成することにより、焼成時に
棚板１０に発生する熱膨張収縮が耐熱性無機繊維
の配向方向及び該方向と直交する方向の双方向で
溝１１，１２により分散され、棚板１０の反り等
の変形が防止される。また棚板１０は嵩密度が低
いことから取扱いが便利であり、更には熱の通り
がよく、該棚板１０の熱伝導を通じて役物タイル
１５の裏面へ焼成熱が効率よく伝達される。しか
も、所定深さｈとした溝１１，１２を通じて役物
タイル１５の裏面１５ｂ側へ炉内雰囲気が効率よ
く伝達され、役物タイル１５の表面１５ａと裏面
１５ｂとの均一焼成が可能である。従つて、役物
タイル１５自体の焼けムラがなく、これに起因す
る反り等の変形がない。

以下に本発明の構成を図面に示す実施例に基づ
いて説明すると次の通りである。

〔実施例〕

第１図乃至第４図は、本発明に係る棚板１０の
一実施例を示すものである。この棚板１０はその
表面１０ａ側にあつて、耐熱性無機繊維の配列方
向に棚板１０の短辺方向と平行な直線状の溝１１
を４個形成し、耐熱性無機繊維の配向方向の直交
する方向に棚板１０の長辺方向と平行な直線状の
溝１２を１個形成している。

ところで、この棚板１０は役物タイル裏面１５
ｂの焼成温度を可及的に表面１５ａ側の焼成温度
と等しくするために、該役物タイル１５の原料と
溝１１，１２の形状及び間隔を下記の如く選択し
ている。すなわち、原料にあつては耐熱性無機繊
維と無機結合剤を主体とし、その嵩密度を低く抑
えてポーラスなものとしている。嵩密度の範囲
は、0.2〜0.5ｇ／cm²が適当である。耐熱性無機繊
維としては、セラミツクフアイバー、シリカフア
イバー、アルミナ、ムライト結晶質フアイバー等
が適当であり、少なくとも１種類が使用される。
無機結合剤としては、シリカゾル、アルミナゾ
ル、ベントナイト、カオリン、モンモリロナイト
等の通常用いられるものが使用可能である。

嵩密度を限定した理由は、これが0.2ｇ／cm³未
満であると、棚板１０自体の強度が弱くなり、重
量の比較的重たいタイルの載せ台としての使用に
耐え得ないからである。また嵩密度が0.5ｇ／cm³
を越えると、棚板１０自体の重量が重くなり過
ぎ、その取扱いに不便を生じ、更には棚板１０自
体の蓄熱量が大きくなつて熱効率が悪くなるから
である。

嵩密度が前記範囲にあるときは、棚板１０は強
度及び熱効率に優れたものとなり、また取扱いが
便利である。しかもポーラスなものであり、熱の
通りが良い。この結果、焼成時にあつて該棚板１
０から役物タイル１５の裏面１５ｂ側へ熱の通り
が良くなり、前記タイル表裏面の焼成温度を可及
的に均一にする働きをする。

また本実施例は、前記溝１１，１２の深さｈを
下記の如く限定している。すなわち、該溝１１，
１２の深さｈを、棚板１０の高さＨに対して５〜
50％の範囲とし、好ましくは25〜40％の範囲とし
ている。５％未満であると、本発明の直接目的と
する焼成時の棚板１０自体の熱膨張収縮による変
形を防止すること及び役物タイル１５の表面１５
ａと裏面１５ｂとの焼成温度の不均一をなくす効
果が得られないからである。このことについては
後述する。また前記深さｈの割合が50％を越える
と、棚板１０自体の強度が弱くなり、欠けや割れ
等が発生するからである。

更にまた前記直線状の各溝１１及び１２相互間
の間隔ｌ、Ｌは、耐熱性無機繊維の配向方向につ
いてのｌを20〜50mmとし、耐熱性無機繊維の配向
方向と直交する方向についてのＬを50〜100mmと
している。配向方向のものと配向方向に直交する
方向のものとにおいて、各溝１１と溝１２相互間
の間隔ｌ、Ｌを変えたのは、両方向において棚板
１０の収縮率が異なるからであり、収縮率の大き
い配向方向ではその間隔ｌを短くすることで、棚
板１０の反り等の変形を効率良く分散させて吸収
緩和している。而して、配向方向についてのｌを
20〜50mmとしたのは、20mm未満であると表面の凹
凸が軟化状態の役物タイルに影響して役物タイル
に変形を生じさせる虞れがあるからであり、また
50mmを越えると棚板１０自体の収縮を緩和できな
いからである。数値限定の理由は、配向方向と直
交する方向についてのＬも同じである。

棚板１０の製造は、上述の材料の中から適宜の
材料を選択して公知の抄造法又はプレス法等で所
定形状に成形すればよい。この場合、必要に応じ
て有機結合剤（澱粉、ラテツクス、アクリル樹脂
等）、有機繊維（パルプ等）及び増粘剤（CMC、
アルギン酸ソーダ等）を添加する。有機結合剤
は、棚板１０の成形時から焼成時までの保形性を
確保するためである。

このようにして製造された棚板１０の使用方法
は、第２図に示す如く、役物タイル１５を載置し
て焼成に備える。この載置状態は従来と変わると
ころはない。而して、この第２図に示す状態の棚
板１０をスレツドキルン１における台車３上に載
置（第５図参照）して役物タイル１５を焼成する
と、棚板１０の表面１０ａ側は炉内雰囲気に曝さ
れており、その裏面１０ｂ側は耐火断熱レンガ５
と接合しているので、表面１０ａ側と裏面１０ｂ
側との間に温度差を生じる。このため、表面１０
ａ側が裏面１０ｂ側に比較してより多く収縮し、
変形しようとする。然しながら、本棚板１０にあ
つては、両方向の各溝１１及び１２により表面１
０ａ側の収縮が分断され、更には第３図に示す如
く、該溝１１と１２自体のそれぞれの溝幅が増え
ることによつて前記収縮を吸収緩和するようにな
る。ここにおいて、収縮率の大きい耐熱性無機繊
維の配向方向では、４個の溝１１がこれを分担す
ることで、各溝１１が分担する収縮の度合と、収
縮率の小さい配向方向と直交する方向での溝１２
が分担する収縮度合とが等しくなるようにしてい
る。従つて、棚板１０の表面１０ａ側全体が収縮
する度合は従来の場合に比較して著しく減少し、
表面１０ａの平坦度は殆ど変わらない。つまり、
この棚板１０にあつては、棚板１０自体の焼成時
の変形を防止することが可能であり、軟化状態の
役物タイル１５に反り等の変形を与えることがな
い。

また前記溝１１，１２は、第４図に示す如く、
炉内雰囲気を直接役物タイル１５の裏面１５ｂ側
へ案内する通路として作用し、焼成時のタイル表
面１５ａ及び１５ｂの焼成温度を可及的に均一に
する。つまり、役物タイル１５の表面１５ａ側と
裏面１５ｂ側との焼けムラを防止することが可能
である。

このように本実施例にあつては、溝１１及び１
２を設けることで棚板１０自体の変形を防止し、
また役物タイル１５の表裏面の焼成温度を均一に
することで焼けムラに起因するタイル自体の変形
をも防止している。このことは、次に説明する実
験結果においても明らかである。実験は、先ず耐
熱性無機繊維としてのセラミツクフアイバー（商
品名：イビウール）を85wt％準備し、これに無
機結合剤としてのシリカゾルを10wt％、有機結
合剤としての澱粉を5wt％混合した。次いで、該
混合物を抄造法により大きさ200mm×100mm×30mm
で嵩密度が0.3ｇ／cm³の棚板１０を成形し、その
表面１０ａ側に市販の帯ノコで幅２mm、深さ10mm
の溝１１及び１２を成形し、1300〜1400℃の温度
で焼成した。溝１１どうしの間隔ｌは40mm、棚板
側面から溝１２までの幅（溝１２を複数個設ける
場合は各溝１２相互間の間隔となる）Ｌは50mmで
ある。このようにして製造されたセラミツク焼成
用の棚板１０を使用して役物タイル１５を1200℃
で焼成した実験では、棚板１０及び役物タイル１
５の双方に反り等の変形は全く見られなかつた。

ところで、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、適宜の変更が可能である。例えば、
溝１１及び１２は棚板１０の強度が許す範囲内に
おいてその側面及び裏面等へ形成してもよい。ま
た溝１１及び１２の数等は、棚板１０の各方向で
の収縮率を勘案して適宜に設定すればよい。更
に、上述の実施例は、役物タイル焼成用の棚板に
ついて説明したが、その他のセラミツク製品の焼
成用として使用できることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明にあつては、棚板表
面に溝を形成することにより、焼成時の棚板表裏
面の熱膨張収縮差を吸収緩和することができ、反
り等の変形を防止することができる。このため、
棚板がセラミツク焼成物に変形を与える等の悪影
響は全くない。また棚板表面の溝を通して炉内雰
囲気がセラミツク焼成物の裏面へ導入され、該溝
へ導入された炉内雰囲気及び棚板自体の熱伝導を
通じてセラミツク焼成物の裏面を加熱焼成するこ
とができるので、セラミツク焼成物表裏面の焼成
温度を可及的に均一にすることが可能である。従
つて、焼けムラの発生が皆無となり、優れた品質
のセラミツク製品を焼成できる。更には本発明の
棚板は嵩密度が低く、軽量であるため取扱いが非
常に便利であり、運搬装置の小型化が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は役物タイルを焼成する棚板
に適用した本発明の実施例を示すものであり、第
１図は溝を形成した棚板を示す斜視図、第２図は
該棚板に役物タイルを載置した状態を示す斜視
図、第３図は焼成時の棚板の熱変形を示す側面
図、第４図は焼成時の炉内雰囲気が溝を通じて役
物タイル裏面へ導入される状態を示す斜視図、第
５図はスレツドキルンの縦断面図である。 １５……役物タイル、１０……棚板、１１，１
２……溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 実質的に耐熱性無機繊維と無機結合剤とから
   なり嵩密度が0.2〜0.5ｇ／cm³のポーラスな繊維質
   成形板であつて、少なくとも一つの表面に複数の
   直線状溝を前記耐熱性無機繊維の配向方向に対し
   て縦横に設けてなり、該溝の深さは前記溝形成面
   に垂直な方向の繊維質成形板の寸法に対して５〜
   50％の範囲であり、また各溝相互間の間隔は前記
   耐熱性無機繊維の配向方向について20〜50mmとし
   且つ耐熱性無機繊維の配向方向と直交する方向に
   ついて50〜100mmとしたことを特徴とするセラミ
   ツク焼成用棚板。