JP2001048657A - 成形品の焼成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】焼成室内の温度の均熱性を向上することにあ
る。 【解決手段】成形品１５に所定の処理を施す前処理室１
３を設ける。前処理室１３の下流側には成形品１５を焼
成する焼成室２５を設ける。焼成室２５の下流側には焼
成した成形品１５を所定温度に冷却する冷却室４５を設
ける。前処理室１３から焼成室２５に成形品１５を搬送
する時には、前処理室１３と焼成室２５とを連通させ
る。搬送しない時には前処理室１３と焼成室２５とを第
３シャッタ３２により遮断する。又、焼成室２５から冷
却室４１に成形品１５を搬送する時には、焼成室２５と
冷却室４１とを連通させる。搬送しない時には焼成室２
５と冷却室４１とを第４シャッタ３５により遮断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばセラミック
原料等からなる成形品の焼成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、この種の成形品は、ディーゼル
エンジン等の内燃機関の排気ガス中に含まれるパティキ
ュレートを燃焼除去するフィルタを構成するのに用いら
れる。成形品は、押出成形機に設けられた金型を介して
セラミック原料を連続的に押し出すことにより形成さ
れ、その後所定の長さに切断される。このような成形品
は、焼成装置を用いて焼成される。焼成装置は、成形品
が収容される収容ハウジング内の空気を真空引きする前
処理室を備えている。前処理室の下流側には、成形品を
焼成する焼成室が設けられている。更に、焼成室の下流
側には、焼成した成形品を所定温度に冷却する冷却室が
設けられている。そして、前処理室、焼成室、冷却室と
いう順で、複数の成形品が順次搬送されて連続的に焼成
される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術の
成形品の焼成方法においては、熱が焼成室から前処理室
及び冷却室に放出されるため、焼成室内の温度にばらつ
きが生じる。そのため、焼成室内の均熱性が悪く、成形
品を確実に焼成することが難しいという問題があった。

【０００４】又、焼成室からの熱の影響により、前処理
室内は高温になる。そのため、次に焼成される成形品が
焼成室からの熱の影響を受けないようにするために、成
形品を焼成室からできるだけ遠い位置に待機させておく
必要がある。従って、焼成室から成形品の待機位置まで
の距離が長くなることから、前処理室が大型化するとい
う問題があった。

【０００５】更に、冷却室についても同様に、焼成室か
らの熱の影響により、その内部は高温になる。そのた
め、焼成された成形品を焼成室からできるだけ遠ざけて
おかないと、成形品の冷却効率が悪くなる。従って、焼
成室から排出された成形品を冷却させるのに長い冷却経
路を要するので、冷却室が大型化するという問題があっ
た。

【０００６】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、第１の目的は、焼成室内の温度の均熱性を向上
することにある。又、第２の目的は、前処理室を小型化
することにある。第３の目的は、冷却室を小型化するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、成形品に所定の処理
を施す前処理室と、前記前処理室の下流側に設けられ、
成形品を焼成する焼成室とを備え、前記前処理室、焼成
室という順で前記成形品を間欠的に搬送して連続的に焼
成するようにした成形品の焼成方法において、前記成形
品の搬送時には、前記前処理室と前記焼成室とを連通さ
せ、非搬送時には前記前処理室と前記焼成室とを熱遮蔽
手段により遮断するようにしたことをその要旨とする。

【０００８】請求項２に記載の発明では、成形品を焼成
する焼成室と、前記焼成室の下流側に設けられ、焼成し
た成形品を所定温度に冷却する冷却室とを備え、前記焼
成室、冷却室という順で前記成形品を間欠的に搬送して
連続的に焼成するようにした成形品の焼成方法におい
て、前記成形品の搬送時には、前記焼成室と前記冷却室
とを連通させ、非搬送時には前記焼成室と前記冷却室と
を熱遮蔽手段により遮断するようにしたことをその要旨
とする。

【０００９】請求項３に記載の発明では、成形品に所定
の処理を施す前処理室と、前記前処理室の下流側に設け
られ、成形品を焼成する焼成室と、前記焼成室の下流側
に設けられ、焼成した成形品を所定温度に冷却する冷却
室とを備え、前記前処理室、焼成室、冷却室という順で
前記成形品を搬送して連続的に焼成するようにした成形
品の焼成方法において、前記前処理室から前記焼成室に
成形品を搬送する時には、前記前処理室と前記焼成室と
を連通させ、搬送しない時には前記前処理室と前記焼成
室とを熱遮蔽手段により遮断するとともに、前記焼成室
から前記冷却室に成形品を搬送する時には、前記焼成室
と前記冷却室とを連通させ、搬送しない時には前記焼成
室と前記冷却室とを前記熱遮蔽手段とは別の熱遮蔽手段
により遮断するようにしたことをその要旨とする。

【００１０】以下、本発明の「作用」について説明す
る。請求項１に記載の発明によると、前処理室と焼成室
とが熱遮蔽手段により遮断されるため、成形品の搬送時
を除いて焼成室内の熱が前処理室に放出されなくなる。
この結果、焼成室における温度のばらつきが少なくなる
ので、焼成室内の均熱性を向上することができる。又、
焼成室から前処理室に熱がほとんど放出されないので、
焼成室からの熱の影響を受けない。これにより、成形品
を焼成の近くに待機させることが可能になる。よって、
前処理室を長くする必要がないので、前処理室を小型化
することが可能になる。

【００１１】請求項２に記載の発明によると、焼成室と
冷却室とが熱遮蔽手段により遮断されるため、成形品の
搬送時を除いて焼成室内の熱が冷却室に放出されなくな
る。この結果、焼成室における温度のばらつきが少なく
なるので、焼成室内の均熱性を向上することができる。
又、焼成室から冷却室に熱がほとんど放出されないの
で、焼成室からの熱の影響を受けない。これにより、冷
却経路を短くすることができ、冷却室を小型化すること
が可能になる。

【００１２】請求項３に記載の発明によると、前処理室
と焼成室とが熱遮蔽手段により遮蔽されるとともに、焼
成室と冷却室とが別の熱遮蔽手段により遮蔽される。成
形品の搬送時を除いて焼成室内の熱が外部に放出されな
くなる。この結果、この結果、焼成室における温度のば
らつきが少なくなるので、焼成室内の均熱性を向上する
ことができる。又、前処理室は焼成室からの熱の影響を
受けないため、前処理室を長くする必要がない。従っ
て、前処理室を小型化することが可能になる。更に、冷
却室は焼成室からの熱の影響を受けないため、冷却室を
長くすることなく焼成された成形品を冷却すること可能
になる。従って、冷却室を小型化することが可能にな
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図面に基づき詳細に説明する。図１（ａ），
（ｂ）に示すように、基台１１上には焼成装置１２が設
けられている。この焼成装置１２の上流側には、前処理
室１３が設けられている。前処理室１３は収容ハウジン
グ１４を備えている。そして、収容ハウジング１４内の
エアは、図示しない真空ポンプにより真空引きされるよ
うになっている。

【００１４】収容ハウジング１４内には、成形品１５を
搬送するための搬送ローラ１６が設けられている。この
搬送ローラ１６には図示しないモータが駆動連結されて
いる。そして、モータが回転すると、搬送ローラ１６が
駆動し、成形品１５が後記する焼成室２５に搬送される
ようになっている。

【００１５】なお、本実施形態において、成形品１５
は、四角柱状であって、押出し成型機によって成形され
た複数の押出し材同士を接着剤で接合したものである。
成形品１５は多孔質炭化珪素（ＳｉＣ））製である。炭
化珪素以外の成形体１５の原料として、例えば窒化珪
素、サイアロン、コーディエライトを選択することも可
能である。又、押出し材を接着する接着剤は、成形品１
５が熱膨張するのを和らげる役目を担うものである。具
体的には、セラミック繊維が分散されたセラミック耐熱
接着剤が用いられている。

【００１６】収容ハウジング１４の上流側端面には、ブ
ラケット１７を介して第１エアシリンダ１８が設けられ
ている。この第１エアシリンダ１８のロッド１８ａの先
端には、シャッタ１９が設けられている。そして、第１
エアシリンダ１８の駆動により、第１シャッタ１９が上
下動される。これにより、収容ハウジング１４の上流側
端面に形成された成形品投入口１４ａが開閉されるよう
になっている。

【００１７】収容ハウジング１４の下流側端面には、取
付部２１を介して第２エアシリンダ２２が設けられてい
る。この第２エアシリンダ２２のロッド２２ａの先端に
は、第２シャッタ２３が設けられている。そして、この
第２エアシリンダ２２の駆動により、第２シャッタ２３
が上下動される。これにより、収容ハウジング１４の下
流側端面に形成された成形品排出口１４ｂが開閉される
ようになっている。

【００１８】基台１１上において前処理室１３の下流側
には、焼成室２５が設けられている。焼成室２５は内壁
面に高純度のカーボンが付設された焼成ケーシング２６
を備えている。この焼成ケーシング２６内には、上部ヒ
ータ２７と下部ヒータ２８とがそれぞれ複数個設けられ
ている。これらのヒータ２７，２８により前記成形品１
５が焼成されるようになっている。上下両ヒータ２７，
２８の間における焼成ケーシング２６内には、その長手
方向に沿って搬送装置２９が設けられている。この搬送
装置２９は、図示しないモータに連結された駆動ローラ
を備えている。そして、搬送装置２９が駆動すると、成
形品１５が後記する冷却室４１に搬送されるようになっ
ている。

【００１９】前記取付部２１には第３エアシリンダ３１
が設けられている。この第３エアシリンダ３１のロッド
３１ａの先端には、熱遮蔽手段としての第３シャッタ３
２が設けられている。この第３シャッタ３２は、高純度
のカーボン製である。そして、第３エアシリンダ３１の
駆動により、第３シャッタ３２が上下動される。これに
より、焼成ケーシング２６の上流側端面に形成された搬
入口２６ａが開閉されるようになっている。

【００２０】焼成ケーシング２６の下流側端面には、取
付部３３を介して第４エアシリンダ３４が設けられてい
る。この第４エアシリンダ３４のロッド３４ａの先端に
は、別の熱遮蔽手段としての第４シャッタ３５が設けら
れている。第４シャッタ３５は高純度のカーボン製であ
る。そして、この第４エアシリンダ３４の駆動により、
第４シャッタ３５が上下動される。これにより、焼成ケ
ーシング２６の下流側端面に形成された搬出口２６ｂが
開閉されるようになっている。

【００２１】基台１１上において焼成室２５の下流側に
は、冷却室４１が設けられている。この冷却室４１、前
記前処理室１３及び焼成室２５は同一直線上に配置され
ている。冷却室４１は冷却ケーシング４２を備えてお
り、この冷却ケーシング４２内には、その長手方向に沿
って搬送装置４３が設けられている。この搬送装置４３
は、図示しないモータに連結された駆動ローラを備えて
いる。そして、搬送装置４３が駆動すると、冷却ケーシ
ング４２内に入口４２ａから搬送された成形品１５が出
口４２ｂから排出されるようになっている。

【００２２】次に、上記のように構成された成形品の焼
成方法について説明する。予め所定の長さに切断してお
いた１組の成形品（本実施形態では２つ）１５は、成形
品投入口１４ａを介して収容ハウジング１４内に投入さ
れる。そして、第１及び第２エアシリンダ１８，２２の
ロッド１８ａ，２２ａが突出すると、第１及び第２シャ
ッタ１９，２３が下降する。これにより、収容ハウジン
グ１４の成形品投入口１４ａ及び成形品排出口１４ｂが
閉塞され、収容ハウジング１４内は密閉された空間とな
る。この状態で、収容ハウジング１４内を真空引きし、
その後に不活性ガスとしてのアルゴンを充填している。
収容ハウジング１４の内部の酸素量が少なくなり、成形
品１５が酸素によって晒されにくい雰囲気となる。

【００２３】その後、第２及び第３エアシリンダ２２，
３１のロッド２２ａ，３１ａが後退し、第２及び第３シ
ャッタ２３，３２が共に上昇する。これにより、収容ハ
ウジング１４の成形品排出口１４ｂと、焼成ケーシング
２６の搬入口２６ａとが開口される。そして、前処理室
１３と焼成室２５とが連通される。

【００２４】この状態で、搬送ローラ１６及び搬送装置
２９が駆動し、成形品１５が焼成室２５の焼成ケーシン
グ２６内に搬入口２６ａを介して搬送される。この搬送
が行われるごとに、第２及び第３エアシリンダ２２，３
１のロッド２２ａ，３１ａが駆動して、搬入口２６ａ及
び成形品排出口１４ｂが開閉される。又、前処理室１３
の収容ハウジング１４内に成形品１５が搬送された後、
前処理室１３の収容ハウジング１４内に、次に焼成する
成形品１５が上述した動作でもって繰り返し収容され
る。

【００２５】成形品１５が焼成ケーシング２６内に搬送
されたら、第３エアシリンダ３１のロッド３１ａが突出
して、第３シャッタ３２が下降し、搬入口２６ａがただ
ちに閉じられる。上下両ヒータ２７，２８の加熱によ
り、焼成室２５に搬送された成形品１５は焼成される。
このとき前処理室１３と焼成室２５との間は、第３シャ
ッタ３２によって遮断されている。そのため、焼成ケー
シング２６内の熱が搬入口２６ａを介して前処理室１３
に放出されることはない。従って、焼成室２５内の温度
が一時的に低下することがほとんどない。

【００２６】成形品１５が所定時間焼成された後、第４
エアシリンダ３４のロッド３４ａが後退し、第４エアシ
リンダ３４が上昇する。これにより、焼成ケーシング２
６の搬出口２６ｂが開口される。そして、焼成室２５と
冷却室４１とが連通される。この状態で、搬送装置２
９，４３が駆動すると、焼成し終えた成形品１５が冷却
室４１の冷却ケーシング４２に間欠的に搬送される。そ
して、この搬送が行われるごとに、第４エアシリンダ３
４のロッド３４ａが駆動して、搬出口２６ｂが開閉され
る。そして、冷却ケーシング４２に搬送された成形品１
５は、所定時間自然冷却される。冷却中において、焼成
ケーシング２６の搬出口２６ｂは、第４シャッタ３５に
よって閉じられている。そのため、焼成ケーシング２６
内の熱が搬出口２６ｂを介して冷却室４１に放出される
ことはない。このため、冷却室４１は焼成室２５からの
影響を受けにくくなる。従って、焼成された成形品１５
は、間欠的に冷却室４１に搬送される。その搬送が行わ
れるごとに第４シャッタ３５により搬出口２６ｂが開口
される。

【００２７】従って、本実施形態によれば以下のような
効果を得ることができる。 （１） 成形品１５の非搬送時には、焼成室２５内の熱
が搬入口２６ａ及び搬出口２６ｂを介して外部に放出し
ないようにした。そのため、焼成室２５内の温度にばら
つきが生じるのを防止できる。ちなみに、前処理室１
３、焼成室２５及び冷却室４１の間に、シャッタが存在
しない従来例では、焼成温度が２２００℃であるとき
に、±４５℃のばらつきがあった。本実施形態では、±
６℃に低減することが可能になった。従って、成形品１
５を効率よくかつムラなく焼成することができる。

【００２８】（２） 成形品１５の搬送時には、前処理
室１３と焼成室２５とを連通させている。又、非搬送時
には前処理室１３と焼成室２５とを第３シャッタ３２に
より遮断するようにした。そのため、前処理室１３は焼
成室２５からの熱の影響を受けにくくなり、前処理室１
３内が高温にならない。すなわち、次に焼成される成形
品１５を、焼成室２５からできるだけ遠い位置に待機さ
せておく必要がない。従って、前処理室１３の長さを短
くすることができるので、前処理室１３の小型化、及び
焼成装置１２全体の小型化を図ることができる。

【００２９】（３） 成形品１５の搬送時には、焼成室
２５と冷却室４１とを連通させている。又、非搬送時に
は焼成室２５と冷却室４１とを第４シャッタ３５により
遮断するようにした。そのため、冷却室４１は焼成室２
５からの熱の影響を受けにくくなり、冷却室４１内が高
温にならない。すなわち、焼成された成形品１５を、焼
成室２５からできるだけ遠い位置で冷却しなくてもよく
なる。従って、冷却室４１の長さを短くすることができ
るので、冷却室４１の小型化、及び焼成装置１２全体の
小型化を図ることができる。

【００３０】（４）焼成室２５からの熱の影響を受けな
いので、焼成室２５に対して前処理室１３又は冷却室４
１をずらして配置する必要がない。すなわち、前処理室
１３、焼成室２５及び冷却室４１を一直線上に配置する
ことができる。従って、焼成装置１２にデッドスペース
を少なくすることができる。これにより、焼成装置１２
のコンパクト化を図ることができる。

【００３１】なお、本発明の実施形態は以下のように変
更してもよい。 ・ 前記実施形態では、焼成室２５と冷却ケーシング４
２との間に、１つの第４シャッタ３５を設けた。これ以
外にも、２つ以上の第４シャッタ３５を設けてもよい。

【００３２】・ 前記実施形態では、前処理室１３の収
容ハウジング１４内を真空引きした後にアルゴンを充填
した。アルゴンに代えて、炭酸ガス、ヘリウムを充填し
てもよい。又、不活性ガスを充填するのをやめ、単に真
空引きするだけでもよい。更に、真空引きするのをや
め、不活性ガスを充填するだけでもよい。

【００３３】・ 前記実施形態では、焼成装置１２を前
処理室１３、焼成室２５及び冷却室４１から構成した。
これ以外にも、焼成装置１２を前処理室１３及び焼成室
２５のみから構成してもよい。又、焼成装置１２を焼成
室２５及び冷却室４１から構成してもよい。

【００３４】次に、特許請求の範囲に記載された技術的
思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技
術的思想をその効果とともに以下に列挙する。 （１） 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記前処理
室内に不活性ガスが充填されて前記成形品に処理が施さ
れることを特徴とする成形品の焼成方法。

【００３５】（２） 前記（１）において、不活性ガス
はアルゴン、炭酸ガス、又はヘリウムであることを特徴
とする成形品の焼成方法。 （３） 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記前処理
室内の空気が真空引きされて前記成形品に処理が施され
ることを特徴とする成形品の焼成方法。この構成によれ
ば、成形品の酸化するのを遅らせることができる。

【００３６】（４） 請求項１〜３、前記（１）〜
（３）のいずれかにおいて、前記焼成室内では成形品を
１８００℃〜２６００℃（好ましくは２０００℃〜２４
００℃）の範囲で加熱することを特徴とする成形品の焼
成方法。

【００３７】（５） 成形品に所定の前処理を施す前処
理室と、前記前処理室の下流側に設けられ、成形品を焼
成する焼成室とを備え、前記前処理室、焼成室という順
で前記成形品を間欠的に搬送して連続的に焼成するよう
にした成形品の焼成装置において、前記前処理室と焼成
室との間に、前記焼成室内の熱が前処理室に放出される
のを阻止する熱遮蔽手段を設けたことを特徴とする成形
品の焼成装置。

【００３８】（６） 前記（５）において、前記熱遮蔽
手段は、焼成室に設けられた成形品搬入口に配置されて
いることを特徴とする成形品の焼成装置。 （７） 成形品を焼成する焼成室と、前記焼成室の下流
側に設けられ、焼成した成形品を所定温度に冷却する冷
却室とを備え、前記焼成室、冷却室という順で前記成形
品を搬送して連続的に焼成するようにした成形品の焼成
装置において、前記焼成室と冷却室との間に、前記焼成
室内の熱が冷却室に放出されるのを阻止する熱遮蔽手段
を設けたことを特徴とする成形品の焼成装置。

【００３９】（８） 前記（７）において、前記熱遮蔽
は、焼成室に設けられた成形品搬出口に配置されている
ことを特徴とする成形品の焼成装置。 （９） 成形品に前処理を施す前処理室と、前記前処理
室の下流側に設けられ、成形品を焼成する焼成室と、前
記焼成室の下流側に設けられ、焼成した成形品を所定温
度に冷却する冷却室とを備え、前記前処理室、焼成室、
冷却室という順で前記成形品を間欠的に搬送して連続的
に焼成するようにした成形品の焼成装置において、前記
前処理室と焼成室との間に、前記焼成室内の熱が前記前
処理室に放出されるのを阻止する熱遮蔽手段を設け、前
記焼成室と冷却室との間に、前記焼成室内の熱が前記冷
却室に放出されるのを阻止する前記熱遮蔽手段とは別の
熱遮蔽手段を設けたことを特徴とする成形品の焼成装
置。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
発明によれば、前処理室は焼成室からの熱の影響を受け
にくくなるので、前処理室を小型化することができる。
それとともに、焼成室における焼成温度の均熱性を向上
することができる。

【００４１】請求項２に記載の発明によれば、冷却室は
焼成室からの熱の影響を受けにくくなるので、冷却室を
小型化することができる。それとともに、焼成室におけ
る焼成温度の均熱性を向上することができる。

【００４２】請求項３に記載の発明によれば、前処理室
及び冷却室を小型化することができるとともに、焼成室
における焼成温度の均熱性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、焼成装置の平断面図、（ｂ）は焼成
装置の側断面図。

【符号の説明】 １３…前処理室、１４…収容ハウジング、１５…成形
品、２５…焼成室、３２…第３シャッタ（遮蔽手段）、
３５…第４シャッタ（別の熱遮蔽手段）、４１…冷却
室。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形品に所定の処理を施す前処理室と、
   前記前処理室の下流側に設けられ、成形品を焼成する焼
   成室とを備え、前記前処理室、焼成室という順で前記成
   形品を間欠的に搬送して連続的に焼成するようにした成
   形品の焼成方法において、 前記成形品の搬送時には、前記前処理室と前記焼成室と
   を連通させ、非搬送時には前記前処理室と前記焼成室と
   を熱遮蔽手段により遮断するようにしたことを特徴とす
   る成形品の焼成方法。
2. 【請求項２】 成形品を焼成する焼成室と、前記焼成室
   の下流側に設けられ、焼成した成形品を所定温度に冷却
   する冷却室とを備え、前記焼成室、冷却室という順で前
   記成形品を間欠的に搬送して連続的に焼成するようにし
   た成形品の焼成方法において、 前記成形品の搬送時には、前記焼成室と前記冷却室とを
   連通させ、非搬送時には前記焼成室と前記冷却室とを熱
   遮蔽手段により遮断するようにしたことを特徴とする成
   形品の焼成方法。
3. 【請求項３】 成形品に所定の処理を施す前処理室と、
   前記前処理室の下流側に設けられ、成形品を焼成する焼
   成室と、前記焼成室の下流側に設けられ、焼成した成形
   品を所定温度に冷却する冷却室とを備え、前記前処理
   室、焼成室、冷却室という順で前記成形品を搬送して連
   続的に焼成するようにした成形品の焼成方法において、 前記前処理室から前記焼成室に成形品を搬送する時に
   は、前記前処理室と前記焼成室とを連通させ、搬送しな
   い時には前記前処理室と前記焼成室とを熱遮蔽手段によ
   り遮断するとともに、 前記焼成室から前記冷却室に成形品を搬送する時には、
   前記焼成室と前記冷却室とを連通させ、搬送しない時に
   は前記焼成室と前記冷却室とを前記熱遮蔽手段とは別の
   熱遮蔽手段により遮断するようにしたことを特徴とする
   成形品の焼成方法。