JPS635669B2 - - 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７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し、軽量且つ耐
熱性に優れたものもある。

〔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、運搬速度が大
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、タイル焼成時にその表面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の裏面
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溝を設けてい
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、また溝全体の表面積は前記溝形成面の
表面積に対して１〜15％の範囲としている。

〔作 用〕

本発明の作用は、第１図乃至第６図の実施例で
明らかな如く、棚板１０の表面１０ａに溝１１を
形成することにより、焼成時に棚板１０に発生す
る熱膨張収縮が溝１１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
伝導率がよく、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、前記溝１１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１
５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図は、棚板１０の表面１０ａ側に短辺方向
と平行な溝１１を４個形成した場合の実施例を示
すものである。この棚板１０は、役物タイル裏面
１５ｂ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
料及び溝１１の形状を下記の如く選択している。
すなわち、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／cm³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、少なくとも一
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側への熱伝導
率が良くなり、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の深さｈ棚板表面
１０ａの表面積に対する各溝１１の表面積の総和
が占める割合を下記の如く限定している。すなわ
ち、該溝１１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
接続１５ａ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。

更にまた本実施例の棚板１０にあつては、その
全表面にアルミナ、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１
２を塗布している。具体的なコーテイング剤１２
としては、焼成アルミナ微粉、シリカ系のシリカ
ゾル、シリカ微粉末、アルミナ−シリカ系の合成
ムライト微粉、ジルコニア系のジルコニアゾル、
安定化ジルコニア微粉等の少なくとも１種類が適
当である。この無機コーテイング剤１２を塗布す
ることにより繊維質成形板である棚板１０の焼成
時の粉化の防止と、表面１０ａの離型性を向上さ
せるためである。

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
定形状に成形し、無機コーテイング剤１２を塗布
した後、高温で焼成する。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、成形時から焼成時までの保形性を確保するた
めのものである。尚、この有機結合剤は、焼成時
の高温度領域で消失する。有機結合剤の消失後は
無機結合剤が耐熱性無機繊維を結合することにな
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７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、各溝１１により表面１０ａ側の収縮が分断さ
れ、更には第３図に示す如く、各溝１１のそれぞ
れの間隔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。従つて、棚板１０の表面１０
ａ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１
０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１５
ａ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１
５ｂ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の表離面の焼成温度を可及的に均一に
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。

ところで、溝１１の形状は上述の実施例に限定
されるものではなく、第５図及び第６図に示す形
状のものがあつてもよい。第５図の図ａ乃至図ｈ
はそれぞれ異なる溝１１の形状を示す棚板１０の
平面図、第６図の図ａ乃至図ｈは第５図の図ａ乃
至図ｈに対応する棚板１０の縦断面図である。次
にこれらの棚板１０の製造方法について説明す
る。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％
混合する。次いで、該混合物を抄造法により大き
さ80mm×40mm×30mmで嵩密度が0.3ｇ／cm³の棚板
１０を成形し、その表面１０ａ側に無機コーテイ
ング剤１２としてのシリカゾルを刷毛塗りする。
そして、シリカゾルの乾燥後に市販の帯ノコで幅
1.5mm、深さ10mmの溝１１を成形し、1300〜1400
℃の温度で焼成した。棚板表面１０ａの表面積に
対する全ての溝１１の表面積の総和は、第５図の
図ｃに示す実施例では10％であり、第５図の図ｄ
では6.5％であつた。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自
体に反り等の変形は全く見られなかつた。また表
面１０ａ側は、無機コーテイング剤１２により硬
化し、繊維質の粉状物は全く生成されなかつた。
一方、役物タイル１５にも反り等の変形は現れな
かつた。このことからも、棚板１０の優秀性が明
らかである。

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、適宜に変更が可能である。例えば、
溝１１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。更にまた棚板の少なくとも１つの表面に、無
機コーテイング剤を塗布しており、棚板が焼成時
に粉化するのを防止することができ、長寿命化が
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６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図の図ａ乃至図ｈはそれぞれ溝の形状を変形し
た実施例を示す棚板の平面図で、第６図の図ａ乃
至図ｈは第５図の図ａ乃至図ｈに対応する棚板の
縦断面図、第７図はスレツドキルンの縦断面図で
ある。 １５……セラミツク製品（役物タイル）、１０
……棚板、１１……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溝
   を設けてなり、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、また溝全体の表面積は前記溝形成面
   の表面積に対して１〜15％の範囲であることを特
   徴とするセラミツク焼成用棚板。