JP2647992B2 - 無機発泡体の製法およびそれに用いる焼成炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は無機発泡体の製法およびそれに用いる焼成炉
に関する。さらに詳しくは、表面に化粧が施された無機
発泡体からなる役物、すなわち建物の出隅部や入隅部に
おけるコーナーなどを一度の焼成で原料より連続製造す
ることのできる無機発泡体の製法およびそれに用いる焼
成炉に関する。

［従来の技術および発明が解決しようとする課題］ 無機発泡体は、軽量で取扱いが容易であり、保温性、
耐火性、耐久性などに優れているため、近年、プレハブ
住宅などに用いられつつある。

かかる無機発泡体は、炉内に架設されている耐火耐熱
性搬送帯上に無機造粒発泡原料を積層して、加熱発泡さ
せることで容易に製造することができる。

一方、無機発泡体を用いて実際に住宅などを構築する
ばあい、入隅部や出隅部ができるため、いわゆるコーナ
ー役物と呼ばれる略Ｌ字状の部材が必要になってくる。
建物の施工においては壁材などと同質の部材でコーナー
役割を用いるのが好ましいが、造粒原料より連続的にコ
ーナー役物を製造するのは大変困難であった。すなわ
ち、従来では、たとえば一度焼成した平板を切断して、
２枚の平板を耐火材料製の型に入れて再加熱し、発泡板
の軟化やベンディングを利用してコーナー役物を作製し
ていたが（特願平２−63772号参照）、二度の焼成であ
ると同時に、発泡板は断熱性の高い物体であるため再加
熱するに際し均一な熱の伝達ができない。このため昇温
過程においてクラックが発生し、これを防ぐために昇温
速度をゆっくりせざるをえなかった。その結果時間のロ
スが非常に多いという問題がある。

本発明は、叙上の事情に鑑み、一度の焼成でコーナー
役物を原料から連続製造することのできる無機発泡体の
製法およびそれに用いる焼成炉を提供することを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ 本発明の無機発泡体の製法は、炉内を走行する耐熱性
搬送帯上で無機発泡性造粒物を加熱、冷却して無機発泡
体を製造する方法であって、前記耐熱性搬送帯上に層状
に設けられた無機発泡性造粒物を加熱して発泡させる工
程と、上部凹ロールおよび下部凸ロールからなる成形ロ
ール間に無機発泡体を通過させて押圧成形する工程と、
山形状に成形された無機発泡体を冷却する工程からなる
ことを特徴としている。また、本発明の焼成炉は、炉内
を走行する耐熱性搬送帯上で無機発泡性造粒物を加熱、
冷却して無機発泡体を製造する連続焼成炉であって、前
記無機発泡性造粒物を加熱発泡させる加熱帯の下流側に
上部凹ロールおよび下部凸ロールからなる成形ロールが
設けられてなることを特徴としている。

［実施例］ 以下、添付図面に基づき本発明の無機発泡体の製法お
よびそれに用いる焼成炉を説明する。

第１図は本発明の焼成炉の一実施例の縦方向断面説明
図である。

第１図において、（１）は焼成炉（ｋ）内に配設され
た耐熱性のエンドレス搬送帯であり、ステンレス製メッ
シュベルト、スチールベルト、セラミックネットなどの
耐熱性を有する材料で作製されたものが用いられる。搬
送帯（１）は駆動ロール（２）によって走行させられ
る。

焼成炉（ｋ）手前の搬送帯（１）上方には加熱によっ
て焼成発泡する無機造粒物を搬送帯（１）上に供給する
ための供給ホッパー（３）が設けられている。無機造粒
物としては、一般に酸性白土、シラス、真珠岩、抗火
石、長石などのAl₂O₃−SiO₂系鉱物を主原料として、こ
れにソーダ灰、硝酸ソーダ、ガラス粉、硼酸、硼砂など
の融剤やドロマイト、SiC、炭酸バリウム、炭酸カリウ
ムなどの発泡剤などを補助的に配合したものを造粒した
造粒物などが用いられる。また、ベース層上に形成され
る表面化粧層用の粉体原料としては、たとえばフリッ
ト、長石などのガラス質系粉末などの釉薬をパン型造粒
機などによって粒径0.5〜2.0mm程度に微粒化したものが
用いられる。供給ホッパー（３）の数は無機発泡体
（４）の層数に応じて適宜選定すればよい。なお、図示
されていないが、補強用に金属ネットなどを無機造粒物
中に埋設するようにしてもよい。

焼成炉（ｋ）の側壁には加熱用のバーナー（５）が適
宜の間隔で設けられている。

本実施例にかかわる焼成炉（ｋ）内には予熱帯、発泡
帯、急冷帯、加熱成形帯、徐冷帯および冷却帯が形成さ
れている。

予熱帯は原料中の水分や有機物を加熱により取り出す
帯域であり、原料の種類、チャージ厚さなどにより異な
るが概ね350〜580℃に加熱される。

予熱帯を経て発泡帯に送られた無機発泡性造粒物はバ
ーナー（５）により順次昇温されて発泡する。加熱温度
は原料の種類や配合により異なるが概ね880℃まで昇温
される。

本実施例では発泡帯の直後に急冷帯が設けられてい
る。従来の急冷帯は高温の発泡帯で発泡した板を固化温
度域まで急冷することにより、焼成スピードを早めて炉
長を短縮するのが目的であったが、本実施例における急
冷帯は搬送帯（１）からの無機発泡体（４）の離脱を容
易ならしめるのが目的である。すなわち、搬送帯（１）
上で高温に加熱され、発泡した無機発泡体（４）は酸化
アルミナなどの離型材を介して搬送帯（１）と密着して
いるが、発泡後に急冷することにより温度の降下ととも
に無機発泡体（４）の表面層が固化して収縮することに
よって搬送帯（１）より剥離する。その結果、無機発泡
体（４）と搬送帯（１）との離脱を容易かつ確実に行う
ことができる。急冷工程においては、前記目的を効果的
に達成すべく、搬送帯（１）の温度および無機発泡体
（４）の裏面温度はそれぞれ600〜690℃および620〜720
℃となるようにコントロールするのが好ましい。

急冷帯の温度設定は配合素材によって異なるが通常65
0℃前後が原料の固化収縮温度であるので、雰囲気温度
は620℃程度の低温にするののが好ましい。具体的に
は、急冷帯の入口部に給気口（６）を形成しておき、こ
の給気口（６）を通して30℃程度の冷風を供給すること
で急冷を行うことができる。（７）は急冷帯に打込まれ
た冷風が焼成帯または加熱帯に侵入しないように吸引す
るための排気口である。

急冷帯で搬送帯（１）より離脱した無機発泡体（４）
は加熱成形帯に送られる。加熱成形帯内の温度はバーナ
ー（５）によって750℃程度に保持されている。無機発
泡体（４）は急冷帯ではパイプ状のロール（８）で搬送
されているが、加熱成形体ではソロバン玉状の回転ロー
ル（９）で搬送される。そして、無機発泡体（４）はそ
のセンターが前記回転ロール（９）の頂部にくるように
搬送されるので、搬送されているうちに無機発泡体
（４）は順次昇温して軟化点に至り、両端が垂れ下がっ
てほぼ所定の形状を呈するようになる。ただし、板厚や
表面状態の調整が行われていないので、付着防止のため
に冷却された成形ロール（10）のあいだを通して任意の
役物形状に押圧、成形される。前記成形ロール（10）は
第３図に示されるように上部凹ロール（10a）と下部凸
ロール（10b）とで構成されており、水または空気が内
部を循環する構造となっている。成形ロール（10）の形
状およびサイズはコーナー役物の形状およびサイズに合
わせて適宜選定すればよく、本発明においてとくに限定
されるものではない。成形ロール（10）の表面温度は無
機発泡体（４）の表面温度よりも40〜100℃低温となる
ようにコントロールするのが付着防止という点からは好
ましい。

加圧成形された無機発泡体（４）はソロバン玉状の回
転ロール（９）に乗って徐冷帯に送られ（第４図参
照）、ここで均一除冷される。徐冷帯の温度は入口付近
が580℃程度であり、出口付近が400℃程度に設定されて
いる。

ついで無機発泡体（４）は冷却帯に入り、パイプ状ロ
ール（８）の上を焼成炉（ｋ）出口へ向けて移動する
（第５図参照）。このあいだ無機発泡体（４）はゆるや
かな下降曲線を描きながら400〜60℃程度まで冷却され
て炉外へ搬出される。

炉外へ搬出された無機発泡体（４）は適宜の長さに切
断されるとともに両袖も所定の巾になるように切断され
る。

以上説明した方法により製造することで、デザイン的
に平板と全く同質のコーナー役物を造粒原料より連続的
にうることができる。かかるコーナ役物を建物に施工す
ればその美観は従来の建物にはみられない雰囲気（連続
感ないしは一体感）を作り出す。

以下、実施例に基づき本発明の無機発泡体の製法を説
明するが、本発明はもとよりかかる実施例にのみ限定さ
れるものではない。

実施例 ベース層原料の調製 大谷石64.5％（重量％、以下同様）、ソーダ灰18％、
水ガラス粉５％、三立タルク12％およびSiC0.5％からな
る配合原料を10mmφのスチールボールとともにボールミ
ルに入れ７時間のあいだ乾式粉砕した。えられた粉末の
粒度は44μ96％であった。この粉末を15％糖蜜液（水に
糖蜜を15％溶解させた液）を噴霧しながらパン型造粒機
で造粒した。えられた造粒物の含水率は15％であったが
外熱式ロータリーキルンを用いて含水率が３％まで乾燥
したのち、粒径2.5〜1.0m/mの範囲となるように篩い分
けした。

化粧層原料の調製 ガラス粉53％、Ｒ−２フリット（カサイ釉薬（株）製
釉薬）37％、水ヒ粘土３％、ベントナイト２％およびジ
ルコン５％からなる配合原料を10〜30mmφのアルミナボ
ールとともにボールミルに入れ10時間のあいだ乾式粉砕
した。えられた粉末の粒度は44μ96％であった。この粉
末をパン型造粒機を用い、バインダー（水１に加里水
ガラス0.4％とモナードガムDA（大日本製薬（株）製ケ
ルザン。「ケルザン」はバインダーの一種である）２％
を加えた溶液）を噴霧しながら造粒した。えられた造粒
物の含水率は12％であった。

えられた造粒原料を密閉容器に入れ炭酸ガスを打込ん
で瞬間硬化させてから、粒度1.5〜3.0m/mの範囲となる
ように篩い分けた。この造粒原料をさらにパン型造粒機
に入れ転動させながら、以下に述べる着色原料液を噴霧
して化粧原料とした。

化粧層原粒の着色 前記化粧層原料粉100g、Ｙ−11（日陶産業（株）製色
素）1g、水70g、モナードガム（大日本製薬（株）製ケ
ルザン）0.1gおよび加里水ガラス（日本化学（株）製ケ
ルザン）20gをミキサーで混合して着色原料Ａを作り、
前記化粧層用造粒物（粒度:1.5〜3.0m/m）１に対して
着色原料液A200ccを噴霧して着色化粧粒Ａを調製した。

同様に、前記化粧層原料粉100g、Ｊ−24（日陶産業
（株）製色素）3g、水70g、モナードガム（大日本製薬
（株）製ケルザン）0.1gおよび加里水ガラス（日本化学
（株）ケルザン）20gをミキサーで混合して着色原料液
Ｂを作り、前記化粧層用造粒物（粒度1.5〜3.0m/m）１
に対して着色原料液B100ccを噴霧して着色化粧粒Ｂを
調製した。

ついで、着色原料粒A65容量％、着色原料粒B15容量％
および前述した化粧原料造粒物20容量％をロッキングミ
キサーに入れ、３分間混合して化粧層原料とした。

以上のようにして調製したベース層原料および化粧層
原料を用いて無機発泡体を製造した。

急冷帯および加熱成形帯が設けられ、内部に搬送用耐
熱メッシュベルトが架設されている炉長39mの焼成炉
（ネットスピード:15cm/分）を用いた。

耐熱メッシュベルト上15mmの中空に巾35cmに切断した
ラス網を挿入しながら、供給ホッパーより前記ベース層
原料を厚さ30mmとなるようチャージした。ついで前記化
粧層原料を他の供給ホッパーより厚さ5mmとなるようベ
ース層上にチャージした。

えられた積層体を350〜580℃に調節された予熱帯へ搬
送して、原料中の水分および有機物を取り出した。

ついで発泡帯へ移動させて、炉内温度を600℃から順
次880℃まで昇温した。この発泡帯では上段と下段にバ
ーナーが取り付けられており、かつメッシュベルトと耐
火材料によって燃焼空間が上下に区切られていた。この
ため上下の燃焼空間はそれぞれ異なった昇温曲線を描く
よう設定されており、ベース層が溶着発泡後に化粧層原
料が遅れて溶融ガラス化して両層は一体化した。

発泡帯を出て急冷帯に入って無機発泡体は軟い状態で
あるが、急冷帯で急冷されてその外周は固化し、やがて
収縮を始めた。そのときメッシュベルトは無機発泡帯の
温度よりも低下しており、発泡体の収縮とメッシュベル
トの収縮により容易に発泡体とメッシュベルトは離脱
し、こうして表面の固化した発泡体はロールの回転によ
りつぎの加熱成形帯へ送られた。急冷帯の温度は640℃
であった。

加熱成形体は、上段および下段のバーナーによって加
熱されており、炉内温度は750℃あった。急冷帯より送
られた発泡体は先端が20Rに加工されたソロバン玉状の
耐熱鋼の回転するロールに乗って進行するうちに順次昇
温されて発泡体の端部より垂れ下がった。そして、発泡
体がほぼロールのソロバン玉の全面に接した状態で、凸
部と凹分が20Rに加工され、内部に水と空気によって冷
却（表面温度620℃）された耐熱鋼からなる成形ロール
間に導かれた。成形ロールはロール間隔が35mmにセット
されており、上部凹ロールと下部凸ロールにより発泡体
は押圧、成形されて表面は固化した。

ついで発泡体はソロボン玉状の受ロールに乗って徐冷
帯へと移送され、ここで発泡体は均一徐冷された。徐冷
帯の温度は580℃より順次降下して400℃であった。

つぎに発泡体は400℃の冷却帯に入り、ゆるやかな下
降曲線を描きながら60℃まで冷却されて、炉外へ搬出さ
れた。

炉口より出た発泡体は長さ200cmに切断し、つづいて
片袖15cm巾に切断してＬ型のコーナー役物を製造した。

えられたＬ型コーナー役物は平板状の無機発泡体と表
面化粧は全く変わらず、打てば磁器の打音を放ち、軽量
でしかも落着いた風合の外壁コーナーをうることができ
た。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、本発明の製法によれば、平板と
同質のＬ型コーナーを一度の焼成で無機造粒物より連続
して製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の焼成炉の一実施例の縦方向断面説明
図、第２図は第１図の（Ａ）−（Ａ）線断面図、第３図
は第１図の（Ｂ）−（Ｂ）線断面図、第４図は第１図の
（Ｃ）−（Ｃ）線断面図、第５図は第１図の（Ｄ）−
（Ｄ）線断面図である。 （図面の主要符号） （ｋ）：焼成炉 （１）：エンドレス搬送帯 （３）：供給ホッパー （４）：無機発泡体 （５）：バーナー （８）：パイプ状ロール （９）：回転ロール （10）：成形ロール

フロントページの続き (72)発明者 宮澤 貴俊 大阪府豊中市新千里西町１丁目１番12号 ナショナル住宅産業株式会社内

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】炉内を走行する耐熱性搬送帯上で無機発泡
   性造粒物を加熱、冷却して無機発泡体を製造する方法で
   あって、前記耐熱性搬送帯上に層状に設けられた無機発
   泡性造粒物を加熱して発泡させる工程と、上部凹ロール
   および下部凸ロールからなる成形ロール間に無機発泡体
   を通過させて押圧成形する工程と、山形状に成形された
   無機発泡体を冷却する工程からなることを特徴とする無
   機発泡体の製法。
2. 【請求項２】前記発泡工程ののちに、耐熱性搬送帯から
   の分離を容易ならしめるために無機発泡体を急冷する工
   程および冷却されて耐熱性搬送帯より分離された無機発
   泡体を再加熱する工程を有する請求項１記載の製法。
3. 【請求項３】前記急冷工程において、耐熱性搬送帯の温
   度および無機発泡体の裏面温度がそれぞれ600〜690℃お
   よび620〜700℃となるようコントロールされる請求項２
   記載の製法。
4. 【請求項４】前記成形ロールの表面温度が該ロールが接
   触する無機発泡体の表面温度よりも40〜100℃低温とな
   るように水または空気によりコントロールされる請求項
   ２記載の製法。
5. 【請求項５】炉内を走行する耐熱性搬送帯上で無機発泡
   性造粒物を加熱、冷却して無機発泡体を製造する連続焼
   成炉であって、前記無機発泡性造粒物を加熱発泡させる
   加熱帯の下流側に上部凹ロールおよび下部凸ロールから
   なる成形ロールが設けられてなることを特徴とする焼成
   炉。
6. 【請求項６】前記成形ロールの表面温度が該ロールが接
   触する無機発泡体の表面温度よりも40〜100℃低温とな
   るよう水または空気によりコントロールされてなる請求
   項５記載の焼成炉。