JPS6369745A - 粘土成形体の迅速乾燥装置 - 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所定形状で連続して
押し出された押出成形体を１０分〜１時間位の短時間に
マイクロ波、遠赤外線とエアとを併用してその相乗効果
により乾燥しうる粘土成形体の迅速乾燥装置に関するも
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１０〜３０ｃｍの
長さに切断し、これを焼成炉の廃熱を利用して約１〜３
日間位で水分を１〜０％まで低減し、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〕

従来の粘土成形体の乾燥装置は乾燥に数日を要するばか
りでなく、特に従前より長めの粘土成形体は下敷板を用
いないと運搬することができず、生産性に劣り、かつコ
ストアンプを招くと共に、広大な敷地を必要とした。さ
らに、従前の表面から熱を付加して乾燥する乾燥装置で
乾燥時間を１日短縮した場合に、表面層が最初に乾燥し
、内部の水蒸気圧によって瓦、タイル、外壁材が捩じれ
たり、反ったり、クランクが入ったり、破壊したりする
欠点があり、乾燥時間の短縮は非常に困難なものであっ
た。また、表面からの加熱による乾燥に代わって内部加
熱による装置、例えばマイクロ波加熱機、遠赤外線ヒー
タによる乾燥も考えられるが、単に各装置を用いた場合
は前者では被乾燥物を１３０℃位まで上昇させるのが困
難で、急激な加熱は爆裂を招き、その上後者より装置、
エネルギーコストが高価なものであった。また、後者で
は被乾燥物の内部までの到達時間が前者より長くかかる
が、内部温度を上昇させるのには前者よりもはるかに有
利であるということで各乾燥装置には一長一短があった
。その上、上記２装置では乾燥時に発生する大量の水蒸
気の結露防止処理、被乾燥物の乾燥時における搬送構造
にも種々の問題点、例えば被乾燥物とコンベアベルト間
の摩擦抵抗による変形、長尺体に対するマイクロ波の不
均一加熱等があった。

〔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
次に押出成形体の内部へ浸透性がよいマイクロ波加熱機
、次に被乾燥物の温度上昇を図る赤外線（遠赤外線）を
熱源とする遠赤外線ヒータ装置の順に直線状に配列する
と共に、エアをマイクロ波加熱の被加熱空間に大量に供
給して乾燥時に発生する大量の水蒸気を上記被加熱空間
外へ供給、もしくは吸引されるエアによって放出させ押
出成形体表面への結露、加熱空間内壁への結露水の付着
を排除して粘土押出成形体の連続体を連続して約１０分
〜１時間位の短時間で乾燥でき、しかも、被乾燥物にク
ランク、反り、捩じれ、爆裂もなく迅速に乾燥できる従
前に較べ大幅にコンパクト化した粘土成形体の迅速乾燥
装置を提案するものである。

〔実施例〕

以下に、図面を用いて本発明に係る粘土成形体の迅速乾
燥装置の一実施例について詳細に説明する。第１図（ａ
）、（ｂ）は上記装置の代表的な一例を示す説明図であ
る。図において、■は押出成形機で粘土を主材とする原
料を例えば第２図（ａｌ〜（Ｊｌ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、例えば押し出
し速度は厚さ、幅によって異なるが２００〜２０００＋
＋ｎ／ｍｉｎ位である。なお、粘土は天然物であり、各
産地により成分が異なるものであり、これらの長所、短
所を相互に相殺させて所定の混合粘土を得るものである
。その具体例としては陶石、長石、カオリンナイト、ハ
ロザイト、メタハロサイト、木節粘土、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
るものである。また、この粘土に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。

２は移送機構で例えばフリローラ、あるいは図示しない
が押し出し速度に同調した駆動ベルト等の少なくとも１
種からなるものであり、押出成形体Ａを押し出し速度の
ままで次工程に変形なく送給するだめのものである。主
はマイクロ波加熱機でオーブン連続方式構造としたもの
であり、主に押出成形体Ａの内部へ浸透して熱伝導に時
間を要することなくマイクロ波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、そのうちの例
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５〜８％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、マイクロ波加熱機ユを具
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を所要個所に案内する導波管４と、
案内されたマイクロ波Ｂを反射する反射板５と、反射さ
れたマイクロ波を攪拌する回転羽根６と、押出成形体Ａ
を押し出し速度で移動させる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７と、押出成形体Ａ
の入口、出口８．９とエア等Ｃを大量に被加熱空間１２
から吸引したり、被加熱空間１２へ供給したりするエア
供給口１３と、マイクロ波Ｂが外部へ漏洩しないように
囲んだ包囲体１４とから構成したものである。なお、入
口、出口８．９はマイクロ波Ｂ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１２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７はマイクロ波Ｂ、エア等Ｃが押
出成形体Ａに均一に照射もしくは送付されることと、押
出成形体Ａが乾燥する際に１割程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３図（ａ）、（
ｂ）に示すように、固定された芯棒７ａとテフロンから
なるパイプ状のフリローラ７ｂと第４図に示すような芯
棒支持具１０と、必要に応じて設ける遮蔽板１１とから
構成したものである。さらに説明すると（ａ）図におい
てフリローラ７ｂは幅を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、ｆｂ）図は一本で構成し
たフリローラ７ｂである。また、芯棒支持具１０はマイ
クロ波Ｂが押出成形体Ａの裏面からも照射されるように
通過孔１０ａを穿設したものである。なお、遮蔽板１１
は押出成形体Ａが長尺体の場合、物理的に上部の、かつ
長手方向の両側端が高密度となるものを抑制して均一加
熱となるのに有用なものである。また、エア供給口１３
はコンプレッサ、リングブロア等のエア（ドライエア、
温風、空気も含む）の送風、もしくは吸引可能なエアサ
イクル用原動機１５に連結されている６１６は遠赤外線
ヒータ装置で赤外線、特に遠赤外線を熱源とするもので
あり、押出成形体Ａの水分を１〜０％まで低減するため
に押出成形体Ａの温度を１３０°Ｃ以上まで上昇させる
ものである。その構成はフリローラ、駆動ベルトからな
る搬送機構１７と遠赤外線ヒータ１８と保温箱１９とか
らなり、加熱ゾーンは約２〜ｌＯｍ位である。勿論、加
熱ゾーンは半乾燥体となった押出成形体Ａの厚さ、幅、
大きさ、搬送速度によって異なるものである。

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％、シャモン目８％、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１としては押し出し能力１００
〜１５０Ｉ！／ｈｒの型名ＭＶ−ＦＭ−Ａ−１型（宮崎
鉄工社製）を用いた。また、移送機構２としてはフリロ
ーラ、駆動ベルトコンベアの順に配列したもの、マイク
ロ波加熱機ユとしては周波数２４５０ＭＨｚ、出力５ｋ
ｗ、被加熱空間１２の長さは３ｍとし、必要によりエア
等Ｃを被加熱空間１２に大量に包囲体１４の一壁面から
送給され、人、出口８．９から加熱時に発生する水蒸気
Ｃ′を外部へ放出し、被加熱空間１２内の水蒸気圧を低
下し、被加熱物、包囲体１４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７はテフ
ロン製パイプからなるフリローラとした。また、遠赤外
線ヒータ装置１６は遠赤外線ヒーター８を複数個、約３
〜１０ｍのゾーン内に配列したものであり、その出力は
例えば２０に−とじた。なお、マイクロ波加熱機１では
押出成形体Ａの水分１８％（重量％）を５％（重量％）
まで蒸発させ、残りの水分を遠赤外線ヒータ装置１６で
蒸発させるように設定した。さらに押出成形機１の押し
出し速度は３００〜１０００１ｍ／ｍｉｎであり、ここ
では４００ｍｍ／ｍｉｎ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１の押し出し速度を
そのまま駆動ベルトでマイクロ波加熱機１に送給され、
マイクロ波加熱機１内の搬送部７のフリローラ上での水
分蒸発で体積が収縮するがこれによる速度の差を吸収す
るようにしたものである。そこで、押出成形機１に供給
された粘土はその出口から第２図（ｇ）に示す断面の連
続体で送出される。送出された押出成形体Ａは移送機構
２を介してマイクロ波加熱機１に送給され、マイクロ波
加熱機主の被加熱空間１２を通過中に押出成形体Ａの水
分を５％（重量比）まで５分間で低減し、その出口から
遠赤外線ヒータ装置１６へ送給し、遠赤外線ヒータ装置
１６では水分を１％（重量比）に約１０分間で蒸発させ
乾燥させた。その結果、押出成形機１の出口から遠赤外
線ヒータ装置１６までを連続帯とした押出成形体Ａを約
１５〜２０分で乾燥体として次工程に送出できた。

なお、被加熱空間１２の水蒸気Ｃ′は人、出口８．９か
ら矢印に放出することによって下記の効果が得られるも
のである。すなわち、被加熱空間１２からのエアの放出
は被加熱空間１２の水蒸気圧が増加しないように、およ
び押出成形体Ａが急激な加熱によってオーバーヒートし
破壊するのを防止し、かつエア等Ｃが加熱中の押出成形
体Ａの表、裏面近傍の空気層に流れを与えることによっ
て押出成形体Ａの露出面を冷却することと合俟ってオー
バーヒートの抑制と乾燥時間の短縮を図ると共に、押出
成形体Ａの露出面、被加熱空間１２の内壁へ結露が発生
するのを防止するものである。そして、この乾燥された
連続帯状の押出成形体Ａは走行力・ツタ２０で定尺に切
断され、図示しない施釉工程、もしくは焼成工程に送給
するものである。

以上説明したのは本発明に係る粘土成形体の迅速乾燥装
置の一実施例にすぎず、第１図（ａ）において移送機構
２部分に一点鎖線で示す位置に力・ツタを設は短尺に切
断したり、二点鎖線で示すようにマイクロ波加熱機１、
遠赤外線ヒータ装置１６（遠赤外線ヒータ装置１６の部
分にのみ図示）に温風、または熱風を送給し、より乾燥
時間を短縮するように構成することもできる。また、第
１図（ａ）においてマイクロ波ｆ＞ｏ％機主１部分一点
鎖線で示すようにエアサイクル回線をエア供給口１３の
他に、もしくは代りに設けることも可能である。

〔発明の効果〕

上述したように本発明に係る粘土成形体の迅速乾燥装置
によれば、水分を２２〜１５％位（重量比）含有した粘
土押出成形体（短尺）、その連続体を２段階の加熱工程
と加熱空間における水蒸気及びその上昇を押えることに
よってクラック、爆裂、反り、捩じれもなく、かつ乾燥
時間を従前の１／１００〜３００に短縮できる特徴があ
る。また、押出成形体の体積は押し出し時に比べ１割以
上収縮するが、それによる搬送速度が押出成形体へ及ぼ
す悪影響もなく吸収し次工程に移送できる利点がある。

さらに、本発明では押し出しから乾燥までを直列に配列
したため、長尺帯、連続帯を迅速に乾燥できる特徴があ
る。その上、被加熱空間内の水蒸気を外部へ放出するよ
うにしたため、被加熱空間内壁および被加熱物表面への
悪影響と結露の発生、蒸発スピードの低下を防止した特
徴がある。また、マイクロ波の被加熱物に対して下部か
らの照射、弱加熱部への集中化等を行うことによって乾
燥の均一化と乾燥時の悪影響を防止できる特徴がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明に係る粘土成形体の迅速
乾燥装置の一実施例を示す構成略図とそのイーイ線断面
図、第２図（ａ）〜ｆｊ）は押出成形体の断面を示す説
明図、第３図（ａ）、（ｂｌ、第４図はマイクロ波加熱
機の搬送部の構成を示す説明図である。 ■・・・押出成形機、１！・・マイクロ波加熱機、７・
・・搬送部、１３・・・エア供給口、１６・・・遠赤外
線ヒータ装置、Ａ・・・押出成形体、Ｂ・・・マイクロ
波、Ｃ・・・エア、Ｃ′・・・水蒸気。 第１図 （幻 第２図 （α）　　　　　　　　ｆ八 （ｂ）　　　、Ａ （ｃ）　　　、Ａ （ｄン （Ａ Ｃｅ） ｆへ 一二譜＝ゴ＝＝倒＝） 第１図 ｆへ ″＞）　　　　　　　〜へ 暢 （い　　　　　　　〜ハ （メ）　　　　　Ｉへ （ハ 第３図 六 ］ （ｌ：ｌ） 弓父 第十図

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、該押出成形機から送出される押出成
   形体の水分を短時間で低減するオーブン連続方式のマイ
   クロ波加熱機と、該マイクロ波加熱機を通過した押出成
   形体の主に温度上昇を図る遠赤外線ヒータ装置の順に配
   列してなり、また前記マイクロ波加熱機の出、入口以外
   の外周面にエア供給口を設けたことを特徴とする粘土成
   形体の迅速乾燥装置。