JPH0310590B2 - - Google Patents
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Description
技術的に通用している概念によれば、釉薬窯製
タイル(glazed ceramic tile)の製造は2つの
一般的方法のいずれか一方によつて行なわれてい
る。 第一の公知の製造方法は慣例の手段でタイルの
セラミツク本体(ceramic body)を形成、乾燥
し、次いで所謂ビスケツト製品(biscuit−ware)
を得るのに焼成して行なわれている。 こゝにおいて、セラミツク本体とは天然原料、
例えば粘土、カオリン、長石、珪灰石、タルク、
炭酸カルシウム、ドロマイトなど又は焼成カオリ
ン〔グログ(grog)〕、純粋酸化物(アルミナ、
シリカ、コランダム)のような合成材料のバツチ
を、生の機械的強度を増すために結合剤を添加又
は添加しないで製造した任意の本体(body)を
意味するものである。 このような本体は加熱処理中に化学的及び組織
的変化を受け、かつ生の状態の低靱性から加熱処
理後硬い、強くて脆い状態に移る実質的に新しい
機械的性質を得るものである。 従つて、本明細書では、“セラミツク本体の焼
成”とは、一般的に、化学反応、結晶改質及び成
分の溶融によつて前記本体の機械的特性の前述の
実質的変更を生ずる加熱処理を意味するものであ
る。 ビスケツトは次いで施釉(釉薬がけ)され、釉
薬に組織的変化〔厳密には釉薬の成分の性質に依
存する。尚、簡素化のために以後ガラス化
(vitrification)と称する〕を生じさせるために
さらに焼成が行われる。この用語は、焼成中殆ど
完全に溶融するか又はほんの僅かの程度溶融する
(この後者の場合には焼結に近い現象である)窯
製タイル製造工業においても使用される釉薬の全
部について、厳密には正しいものではないかもし
れない。 しかしながら、セラミツク材料上の釉薬の焼成
は周知の技術であるので、このような言語上の簡
素化は誤解を招くことはない。こゝで施釉
(glazed)とは、加熱でガラス質の透明又は不透
明の表面となるように適合された任意の組成物を
意味し、そしてそれは予め溶融されたか又は生の
状態から全面的にフリツト化されたか或は異なる
構成の混合物の状態のいずれかで光沢のあるもの
又はないものとすることができる。 初めにセラミツク本体を、次いで釉薬を焼成す
るこの二重焼成方法は有利な点もあるがまた不利
な点もある。まず第一に、第1の焼成、その後の
冷却及び釉薬をガラス化する次の第2夜気成は多
量の熱エネルギーと時間とを消費し、また製造す
るタイルの容積に対し大きい装置容量を必要とす
る。 二重焼成において、ビスケツト製品を製造する
ための第1焼成は、手際のよい(workmanlike)
手段で実施されるならば、専ら原料の粘土混合物
の性質の結果として最適の特製ビスケツト製品を
製造できると考えられている。しかしながら、実
際の、次の施釉に由来する各種必要条件は、ビス
ケツト製品の調製を制約する。 釉薬は一般に、例えば30〜60%の水分を含有す
るように湿式磨砕によつて調製される。 乾燥釉薬が使用されるならば、セラミツク本体
への付着を保証するために湿式処理を必要とす
る。 釉薬が多孔性組織、即ちガラス化されていない
ビスケツト製品に適用されるとき、多量の水の存
在は困難の源とはならない;なぜならば、このよ
うな状態でもビスケツト製品は容易に水を吸収す
るので釉薬は充分に本体に付着するからである。 しかしながら、ビスケツト製品がガラス化され
ているときには、焼成の前に釉薬に特有の特殊の
処理、特に水分の急速な蒸発を行なうために予熱
が必要であり;さもないと、もし釉薬の適当な付
着を行なおうとするならば、このような処理は非
常に臨界的となり、而もこのようなことは問題の
方法に関する限り可成りの困難性を伴なう。 それ故、ガラス化したセラミツク本体に起こる
各種の問題点は、二重焼成というような独立した
やり方におけるセラミツク本体の形成に関し、明
白にその自由度をうばうものである。なんとなれ
ば、そのような独立したやり方におけるセラミツ
ク本体の形成は、大変複雑にならざるを得ないと
いう代償に於てのみ、所望の機械的強度を有す
る、ガラス化したセラミツク本体からなるタイル
の形成を、可能にするからである。 二重焼成方法において必然的に伴う問題のため
に、最近多くの提案が単一作業工程で粘土混合物
と釉薬との両方を焼成する−所謂、単一焼成方法
を示唆している。この方法によれば、生のセラミ
ツク本体は乾燥、予熱され、それらが釉薬に含有
される水分を蒸発せしめるのに充分な加熱状態に
あるとき、施釉される。しかしながら、予熱は水
の生の粘土混合物によつて吸収されるのを妨げな
い、−またさらに、実際には端がより速やかに冷
却するので吸収は製品の端で多くなるように一様
にはなつていない。 この現象はその端で製品の亀裂を生ずるように
なり、かくしてその強度を低減する。 単一焼成方法の他の本来の困難性は生のタイル
の幾分複雑な運動を必要とすることであり、それ
は前記の状態で施釉しなければならず而もそれの
扱いにくさは知られている。 単一焼成方法では、生の釉薬を施したタイルは
次いで単一サイクルで本体混合物及び釉薬(釉薬
のガラス化)の両方を焼成する温度にまで焼成さ
れる。 唯一つの炉又は窯及び唯一つの焼成作業を必要
とするので、単一焼成は明らかに従前二重焼成よ
り進歩しているものであり、すなわち:装置を広
くしないようにすることができ、而もビスケツト
製品の焼成と釉薬の焼成との間に伝播する熱エネ
ルギーは節約される。 焼成の間に生ずる反応が充分に知られているな
らば、単一焼成では、同じ焼成の間に二重焼成に
特有の作業上の独立の当然起る損失を伴つて、ガ
ラス化する釉薬の特性と適合する粘土混合物の焼
成温度となるように制限しなければならないよう
であるけれども、二重焼成の代表的な殆んどすべ
ての効果を得ることができる。 しかしながら、単一焼成の最大の困難はセラミ
ツク本体の焼成の間に放出されるガスが釉薬の平
坦性と緻密性とを悪化する傾向を有することであ
る。 この現象の重要性は1Kgの重量を有するタイル
が10%の炭酸カルシウムを含有する混合物より製
造され、1000℃の温度になると約90の容量の炭
酸ガスを放出することを思い出すならば容易にわ
かる。 セラミツク本体より放出されるガスは釉薬を通
り、それに小さな気泡を残し、ある程度多孔質の
状態とする。 斯くして、二重焼成において、ガラス化せるセ
ラミツク本体の場合に存在する釉薬−セラミツク
本体の付着の問題を単一焼成は取り除くけれど
も、単一焼成は例えすぐれた付着性を有していて
も比較的多孔性の稠度(porous consistency)で
ある釉薬となる。 単一焼成方法では釉薬とセラミツク本体との間
の焼成中の相互反応の可能性を減少するために両
者の間にエンゴーブ(engobe)として知られて
いる絶縁層を適用することがまた示唆されてい
る;しかしながらこのエンゴーブの適用は単一焼
成の特徴である釉薬の満足な付着性を減少する。 要するに、二重焼成は低い機械的強度ではある
が付着性で非常に緻密な釉薬を有する多孔性のセ
ラミツク本体を有するタイルを生じ、一方単一焼
成は高機械的強度のガラス化せるセラミツク本体
を有し、而も満足する付着性を有すが比較的多孔
性である釉薬を有するタイルを生ずる。 本発明の目的はタイルを焼成する前述の方法の
困難性を施釉とタイルの焼成との改良せる方法に
よつて克服することであり又この方法を実施する
装置に関する。 本発明によれば、生のセラミツク本体を原料と
する釉薬窯製タイルを製造する改良方法は炉にお
いて、終りにセラミツク材料の焼成反応が実質的
に完了する加熱処理の第1段階及び漸進的な最終
冷却を必要とする加熱処理の第2段階に対しセラ
ミツク本体を配置する工程より成り、かつ加熱処
理の第1及び第2段階の間にセラミツク本体の上
に散布する段階を、加熱処理の第1段階において
有する最終温度において実質的に前記第2段階の
初期の部分の間に弛緩せる乾燥釉薬を散布する段
階を包含し、セラミツク本体は釉薬に対しその少
くとも1つの部分の成分を溶融することによつて
ガラス化するのに充分な温度となることを特徴と
するものである。 本発明によれば、窯製タイルを焼成、施釉する
装置は生のセラミツク本体が配置される焼成キル
ン又は炉に設けられ、パツチを焼成する反応が実
質的に完了するまで本体を加熱する手段を特徴と
している炉の第1部分及び前記タイルを漸進的冷
却をするために調節して低減する温度にタイルを
保持する温度調節手段を特徴としている炉の第2
部分並びに炉の前記第1及び第2の部分に沿つて
本体を連続的に進行させる手段より成るものであ
る。前記装置は炉設備の前記第1及び第2部分の
間に、タイルを炉の第1部分の出口から第2部分
の入口に移送する手段を設置し、かつ弛緩せる乾
燥釉薬を移送手段によつて運ばれる本体上に散布
する手段を有する施釉する部位を設けることを特
徴とするものである。 添付図面に例示した本発明による焼成装置に基
き、本発明の実施の態様につき説明する。 本発明によれば、慣用技術によつて形成された
セラミツク本体が炉の口10に適当な乾燥後生で
運ばれる。 焼成炉は適当な公知の移送機構で移動するタイ
ルを焼成温度、即ち生のセラミツク材料の焼成反
応が実質的に終了したと考えられる温度とするの
に充分な値にその温度が一定の割合で漸次上昇す
る第1部分11を特徴としている。 炉のこの部分11の終端では、タイルコンベア
手段は概括的に12で示した釉薬−付着帯にタイ
ルを運ぶ。 本発明において特に適切なこの帯域を第2図に
図示する。番号13はローラー14として図示し
ているコンベア手段での炉の部分11からのタイ
ルの出口を示す。ローラーコンベアルートは炉の
中心近くで(proximally)、例えば正しく揃えて
開放できるパネル(registrably openable
panel)15によつて温度を調節することのでき
る環境を形成する帯域12に続くので、帯域12
における温度はタイルの温度の調節を容易とする
ようにその出口13に近い部分11より典型的に
は低い設定値で存続する。 帯域12には全体を20で示した、乾燥釉薬を
粒体又は粉末のいずれかの弛緩状態で、ロール1
4によつて運ばれる下方を移動するタイルの上に
平坦に散布する装置が設けられる。 その作用及び全体の構造上の原理を卒直に記載
するために、この装置は任意の数の列で、ローラ
ー14によつて下方を移動しているタイル上に平
坦に散布する分配器22に供給される釉薬用受器
21より成るものと考えることができる。 分配装置20の下には、タイルによつて受ける
ことのできない、特にローラー14によつて運ば
れるタイルの間の空間に落ちる釉薬の〓集装置2
3が設けられる。23に集められた釉薬は受器2
1に再循環するのが有利である。 装置20の模型的に示した構造は公知の具体化
−堰方式、(embodiment−weir−type)、振動篩
方式、噴霧方式、その他の形式を有することがで
きるので、指示としてのみ示しているが、粒子又
は粉末の形で炉の中心近くで運ばれるタイルの上
に正しく連続的に分配することだけは必要であ
る。 帯域12にタイルを運ぶ手段はまた異なる性質
であることができ、かゝる手段は第2図にローラ
ー14として例示されているが、このような目的
には粘土製品を移動する分野においてこのような
目的に対して知られている機械は適当である。 タイルは帯域12を通り、炉の後続の部分17
に入口16を通つて入り、そこで釉薬の完全なガ
ラス化と硬化とをするのに充分な温度に保ち、次
いで釉薬内に残る許容できない内部歪を防ぐのに
充分な緩やかな手段で冷却し、最後に炉の最終出
口18より排出される。 2つの部分11,17は二重焼成方法で形成さ
れるビスケツト製品を得るのにセラミツク本体を
焼成する慣例の炉、キルン又は加熱装置と非常に
よく似ているので、炉の構造的特徴については
こゝでは述べない;それ故、前記2つの部分は慣
例の技術で知られているあらゆる教示を使用して
構成することができる。 特に、炉の口10,13,16,18は、セラ
ミツク本体及び釉薬の加熱処理の間に所望の反応
を促進するための炉の各部分において調節せる雰
囲気を保つことができるように、それ自体ではこ
の分野で知られている構造的工夫で具体化されて
いる。 本発明による解決はセラミツク本体の焼成を短
く断絶することのできるという知見、即ち焼成の
少くとも一つの段階においてセラミツク本体を比
較的冷い雰囲気、即ち大気に曝すことができると
いう知見に基くものであり、その温度差はセラミ
ツク本体ではセラミツク本体を焼成、冷却する段
階の間、炉内部における温度差より非常に大き
い。 斯る雰囲気に曝す結果としてタイルによつて経
験される熱衝撃は、とにかくプラスチツク行動状
態(plastic behavioural condition)にあり、脆
い状態にない場合に、材料による問題なしで黙認
されることが事実上発見された。このようなプラ
スチツク状態はセラミツク本体が白熱状態、即ち
窯製タイルを製造するのに現在使用されている大
部分の本体混合物に対し、約700℃より低くない
温度にあるとき生ずる。 本発明によれば、帯域12における温度は釉薬
分配機構20の過熱を起さないような温度例えば
溶融を起すか又はとにかくそれに収容されている
釉薬の濃縮化を起すことのないような値に保た
れ;これは斯る機関が邪魔にならず、またタイル
上の釉薬の分布が非平坦でないことを意味する。 タイルに落下する釉薬を昇華することより防
ぎ、その結果として起る雰囲気への分散並びに炉
及びこれに収容されている機関の汚染を防ぐため
に、釉薬が分布される全帯域を比較的低温度とす
ることがまた得策である。 帯域12に達するタイルは炉の帯域11の末端
部分において焼成中タイルを有する温度で、白熱
状態であり;このような温度は必ずしもタイルが
焼成炉11において達する最高温度ではない。 釉薬のガラス化温度が焼成温度より低いとき
は、前記炉の末端帯域11における冷却段階で始
めるのがタイルには事実有用であり、例えば釉薬
分配装置に、帯域12において受けることのでき
る温度における減少をまた考慮して最適温度に達
するようにタイルを導くのが有用である。 従つて、実施に当つて釉薬を受けるときのタイ
ルの温度の調節は、帯域12において蒙る温度の
低下を考慮して、炉の部分11を離れる温度を調
節することによつて行なわれる。この最後に述べ
た温度低下を調節する他の手段がある。 それは前述のように、もしこのような温度が、
例えば白熱せるタイル上に分布される粉末の釉薬
に、物理的又は化学的変化を起こさせるようにな
らないならば、帯域12において保持されている
温度に、また働かせることによつて行われる。 釉薬の付着と同様に、タイルの装飾に関連して
他の作業がもし望むならば、例えば装飾を形成す
る着色剤の特殊の分布を必要とする装飾を作り出
すための高温度における移動の配置が帯域12に
おいて行なわれる。移動はロボツト化されたマニ
プレーターによつてタイルに配置せしめることが
できる。 タイルに付着せる釉薬はセラミツク本体との接
触面においてその最高温度と最小粘度に正確に達
し、斯くして本体への付着を促進する。 釉薬を受けるのに必要な帯域12におけるタイ
ルの滞留時間が短かいという事実は赤熱のプラス
チツク状態から熱衝撃が粘土材料を割るような内
部歪を与える脆い状態に移るのを防止する。 弛緩せる粉末としての釉薬の付着はタイルの垂
直側面に付着する釉薬の量を無視できる量、実際
には零となし、かくしてタイルは釉薬被覆の周辺
の脆化と生ずる欠け落ちの可能性とを減少させて
周縁を綺麗にする。 1つ以上の釉薬を適用しようとするならば、そ
の適用するセラミツク本体の温度に必要な各温度
及び他の施釉部位を硬化するその次の温度は炉の
部分17に設けられ、その末端でタイルは徐冷さ
れる。 本発明方法の特徴は実施例として示した下記の
記述を検討すれば明らかとなるであろう。 実施例 1 次の特性を有する壁タイルの製造: サイズ:15×20cm 厚さ:7mm 多孔度:12% 破壊係数:200Kg/cm2 青色の粗粒型効果を有する光沢釉薬 混合物の特徴:下記の割合の天然砂と粘土の混合
物: マイオリカ粘土(Maiolica clay):60% グレス粘土(Gres clay):25% 長石砂:15% (後記第1表に組成を示す) 混合物は振子型粉砕ミルで乾式粉砕し、5%湿
度に湿潤化して生成する。 油圧プレスで220Kg/cm2の特定圧において5−
方向ダイスで乾式圧搾して成形する。 次の特性を有する単相ローラーキルンに20cmの
面に8列並置してまつすぐに配置する。 乾燥帯の長さ:13820mm 予備加熱及び焼成帯の長さ:24747mm 部屋の巾:1465mm 最高焼成温度:1060℃ サイクルの期間:約25分 第3図は縦軸に炉煙霧温度(furnace fume
temperature)、横軸に時間を有し、タイルの輸
送速度に関連する炉の縦の寸法と比例的に相関々
係を有する焼成曲線を示す。 施釉: 3つのフリツト(第1表に組成を示す)の混合
物より成る釉薬 フリツト1:70% フリツト2:20% フリツト3:10% 粒度:0.2〜1mm ガラス化温度:950℃ ローラー分配器で施釉する。 施釉帯域の長さ:1000mm タイル当り30gの釉薬を適用する。 輸送時間:30秒 施釉帯域を通過したとき、なお約900℃であるタ
イルは次の特性を有する炉の第2部分17に入
る: 長さ:23311mm 巾:1465mm この部分は初期の帯域において1000℃に保た
れ、タイルは釉薬の完全な硬化に十分である約4
分でそこを通過する。 上記部分に次いで直接、間接タイル冷却帯があ
る。 それ故に、機械の全長は62878mmであり、タイ
ルの全処理サイクルは40分である。 実施例 2 次の特性を有する床タイルの製造: サイズ:25×25cm 厚さ:8mm 多孔度:3% 半艶消、淡ベージユ色の釉薬 混合物の特性: 下記の比率における粘土と長石の混合物: 長石 45% 粘土1 30% 粘土2 25% (組成は第1表に示す) 混合物は35%の水分で湿式粉砕し、微粒化する
ことによつて生成する。 微粒化湿度:5% 500Kg/cm2の特定圧力と3方向ダイスとで、油
圧プレスにて乾式圧搾して成形する。 下記の特性を有する単層ローラーキルンに5列
でまつすぐに配置する: 乾燥帯域の長さ:14548mm 予備加熱及び焼成の長さ:32102mm ローラー直径:最後の12700mmに対し32cm 巾:1465mm 最高温度:1150℃ サイクルの期間:30分 煙霧の温度に関する焼成曲線は縦軸及び横軸で
異なる値を有し、第3図の曲線と概略の経過にお
いて同じである。 施 釉 釉薬は0.2〜1mmの粒度の単一フリツトで構成
される。 ガラス化温度:1050℃ フリツトの組成は第1表(フリツト4)で示し
た通りである。 ローラー分配器で施釉する。 施釉帯域の長さ:1500mm タイル当り45gの釉薬を適用する。 輸送時間:30秒 施釉帯域を通過後、なお約1000℃のタイルは下
記の特性を有する炉の第2部分に入る: 長さ:22628mm 部屋の巾:1465mm 1100℃の温度に保持する。 タイルは釉薬を硬化するのに十分である約4分
間、1100℃に保たれた部分の第1帯域を通り、次
に直接、間接冷却帯を通過する。 かくして、機械の全長は76695mmであり、全サ
イクルの期間は50分である。
タイル(glazed ceramic tile)の製造は2つの
一般的方法のいずれか一方によつて行なわれてい
る。 第一の公知の製造方法は慣例の手段でタイルの
セラミツク本体(ceramic body)を形成、乾燥
し、次いで所謂ビスケツト製品(biscuit−ware)
を得るのに焼成して行なわれている。 こゝにおいて、セラミツク本体とは天然原料、
例えば粘土、カオリン、長石、珪灰石、タルク、
炭酸カルシウム、ドロマイトなど又は焼成カオリ
ン〔グログ(grog)〕、純粋酸化物(アルミナ、
シリカ、コランダム)のような合成材料のバツチ
を、生の機械的強度を増すために結合剤を添加又
は添加しないで製造した任意の本体(body)を
意味するものである。 このような本体は加熱処理中に化学的及び組織
的変化を受け、かつ生の状態の低靱性から加熱処
理後硬い、強くて脆い状態に移る実質的に新しい
機械的性質を得るものである。 従つて、本明細書では、“セラミツク本体の焼
成”とは、一般的に、化学反応、結晶改質及び成
分の溶融によつて前記本体の機械的特性の前述の
実質的変更を生ずる加熱処理を意味するものであ
る。 ビスケツトは次いで施釉(釉薬がけ)され、釉
薬に組織的変化〔厳密には釉薬の成分の性質に依
存する。尚、簡素化のために以後ガラス化
(vitrification)と称する〕を生じさせるために
さらに焼成が行われる。この用語は、焼成中殆ど
完全に溶融するか又はほんの僅かの程度溶融する
(この後者の場合には焼結に近い現象である)窯
製タイル製造工業においても使用される釉薬の全
部について、厳密には正しいものではないかもし
れない。 しかしながら、セラミツク材料上の釉薬の焼成
は周知の技術であるので、このような言語上の簡
素化は誤解を招くことはない。こゝで施釉
(glazed)とは、加熱でガラス質の透明又は不透
明の表面となるように適合された任意の組成物を
意味し、そしてそれは予め溶融されたか又は生の
状態から全面的にフリツト化されたか或は異なる
構成の混合物の状態のいずれかで光沢のあるもの
又はないものとすることができる。 初めにセラミツク本体を、次いで釉薬を焼成す
るこの二重焼成方法は有利な点もあるがまた不利
な点もある。まず第一に、第1の焼成、その後の
冷却及び釉薬をガラス化する次の第2夜気成は多
量の熱エネルギーと時間とを消費し、また製造す
るタイルの容積に対し大きい装置容量を必要とす
る。 二重焼成において、ビスケツト製品を製造する
ための第1焼成は、手際のよい(workmanlike)
手段で実施されるならば、専ら原料の粘土混合物
の性質の結果として最適の特製ビスケツト製品を
製造できると考えられている。しかしながら、実
際の、次の施釉に由来する各種必要条件は、ビス
ケツト製品の調製を制約する。 釉薬は一般に、例えば30〜60%の水分を含有す
るように湿式磨砕によつて調製される。 乾燥釉薬が使用されるならば、セラミツク本体
への付着を保証するために湿式処理を必要とす
る。 釉薬が多孔性組織、即ちガラス化されていない
ビスケツト製品に適用されるとき、多量の水の存
在は困難の源とはならない;なぜならば、このよ
うな状態でもビスケツト製品は容易に水を吸収す
るので釉薬は充分に本体に付着するからである。 しかしながら、ビスケツト製品がガラス化され
ているときには、焼成の前に釉薬に特有の特殊の
処理、特に水分の急速な蒸発を行なうために予熱
が必要であり;さもないと、もし釉薬の適当な付
着を行なおうとするならば、このような処理は非
常に臨界的となり、而もこのようなことは問題の
方法に関する限り可成りの困難性を伴なう。 それ故、ガラス化したセラミツク本体に起こる
各種の問題点は、二重焼成というような独立した
やり方におけるセラミツク本体の形成に関し、明
白にその自由度をうばうものである。なんとなれ
ば、そのような独立したやり方におけるセラミツ
ク本体の形成は、大変複雑にならざるを得ないと
いう代償に於てのみ、所望の機械的強度を有す
る、ガラス化したセラミツク本体からなるタイル
の形成を、可能にするからである。 二重焼成方法において必然的に伴う問題のため
に、最近多くの提案が単一作業工程で粘土混合物
と釉薬との両方を焼成する−所謂、単一焼成方法
を示唆している。この方法によれば、生のセラミ
ツク本体は乾燥、予熱され、それらが釉薬に含有
される水分を蒸発せしめるのに充分な加熱状態に
あるとき、施釉される。しかしながら、予熱は水
の生の粘土混合物によつて吸収されるのを妨げな
い、−またさらに、実際には端がより速やかに冷
却するので吸収は製品の端で多くなるように一様
にはなつていない。 この現象はその端で製品の亀裂を生ずるように
なり、かくしてその強度を低減する。 単一焼成方法の他の本来の困難性は生のタイル
の幾分複雑な運動を必要とすることであり、それ
は前記の状態で施釉しなければならず而もそれの
扱いにくさは知られている。 単一焼成方法では、生の釉薬を施したタイルは
次いで単一サイクルで本体混合物及び釉薬(釉薬
のガラス化)の両方を焼成する温度にまで焼成さ
れる。 唯一つの炉又は窯及び唯一つの焼成作業を必要
とするので、単一焼成は明らかに従前二重焼成よ
り進歩しているものであり、すなわち:装置を広
くしないようにすることができ、而もビスケツト
製品の焼成と釉薬の焼成との間に伝播する熱エネ
ルギーは節約される。 焼成の間に生ずる反応が充分に知られているな
らば、単一焼成では、同じ焼成の間に二重焼成に
特有の作業上の独立の当然起る損失を伴つて、ガ
ラス化する釉薬の特性と適合する粘土混合物の焼
成温度となるように制限しなければならないよう
であるけれども、二重焼成の代表的な殆んどすべ
ての効果を得ることができる。 しかしながら、単一焼成の最大の困難はセラミ
ツク本体の焼成の間に放出されるガスが釉薬の平
坦性と緻密性とを悪化する傾向を有することであ
る。 この現象の重要性は1Kgの重量を有するタイル
が10%の炭酸カルシウムを含有する混合物より製
造され、1000℃の温度になると約90の容量の炭
酸ガスを放出することを思い出すならば容易にわ
かる。 セラミツク本体より放出されるガスは釉薬を通
り、それに小さな気泡を残し、ある程度多孔質の
状態とする。 斯くして、二重焼成において、ガラス化せるセ
ラミツク本体の場合に存在する釉薬−セラミツク
本体の付着の問題を単一焼成は取り除くけれど
も、単一焼成は例えすぐれた付着性を有していて
も比較的多孔性の稠度(porous consistency)で
ある釉薬となる。 単一焼成方法では釉薬とセラミツク本体との間
の焼成中の相互反応の可能性を減少するために両
者の間にエンゴーブ(engobe)として知られて
いる絶縁層を適用することがまた示唆されてい
る;しかしながらこのエンゴーブの適用は単一焼
成の特徴である釉薬の満足な付着性を減少する。 要するに、二重焼成は低い機械的強度ではある
が付着性で非常に緻密な釉薬を有する多孔性のセ
ラミツク本体を有するタイルを生じ、一方単一焼
成は高機械的強度のガラス化せるセラミツク本体
を有し、而も満足する付着性を有すが比較的多孔
性である釉薬を有するタイルを生ずる。 本発明の目的はタイルを焼成する前述の方法の
困難性を施釉とタイルの焼成との改良せる方法に
よつて克服することであり又この方法を実施する
装置に関する。 本発明によれば、生のセラミツク本体を原料と
する釉薬窯製タイルを製造する改良方法は炉にお
いて、終りにセラミツク材料の焼成反応が実質的
に完了する加熱処理の第1段階及び漸進的な最終
冷却を必要とする加熱処理の第2段階に対しセラ
ミツク本体を配置する工程より成り、かつ加熱処
理の第1及び第2段階の間にセラミツク本体の上
に散布する段階を、加熱処理の第1段階において
有する最終温度において実質的に前記第2段階の
初期の部分の間に弛緩せる乾燥釉薬を散布する段
階を包含し、セラミツク本体は釉薬に対しその少
くとも1つの部分の成分を溶融することによつて
ガラス化するのに充分な温度となることを特徴と
するものである。 本発明によれば、窯製タイルを焼成、施釉する
装置は生のセラミツク本体が配置される焼成キル
ン又は炉に設けられ、パツチを焼成する反応が実
質的に完了するまで本体を加熱する手段を特徴と
している炉の第1部分及び前記タイルを漸進的冷
却をするために調節して低減する温度にタイルを
保持する温度調節手段を特徴としている炉の第2
部分並びに炉の前記第1及び第2の部分に沿つて
本体を連続的に進行させる手段より成るものであ
る。前記装置は炉設備の前記第1及び第2部分の
間に、タイルを炉の第1部分の出口から第2部分
の入口に移送する手段を設置し、かつ弛緩せる乾
燥釉薬を移送手段によつて運ばれる本体上に散布
する手段を有する施釉する部位を設けることを特
徴とするものである。 添付図面に例示した本発明による焼成装置に基
き、本発明の実施の態様につき説明する。 本発明によれば、慣用技術によつて形成された
セラミツク本体が炉の口10に適当な乾燥後生で
運ばれる。 焼成炉は適当な公知の移送機構で移動するタイ
ルを焼成温度、即ち生のセラミツク材料の焼成反
応が実質的に終了したと考えられる温度とするの
に充分な値にその温度が一定の割合で漸次上昇す
る第1部分11を特徴としている。 炉のこの部分11の終端では、タイルコンベア
手段は概括的に12で示した釉薬−付着帯にタイ
ルを運ぶ。 本発明において特に適切なこの帯域を第2図に
図示する。番号13はローラー14として図示し
ているコンベア手段での炉の部分11からのタイ
ルの出口を示す。ローラーコンベアルートは炉の
中心近くで(proximally)、例えば正しく揃えて
開放できるパネル(registrably openable
panel)15によつて温度を調節することのでき
る環境を形成する帯域12に続くので、帯域12
における温度はタイルの温度の調節を容易とする
ようにその出口13に近い部分11より典型的に
は低い設定値で存続する。 帯域12には全体を20で示した、乾燥釉薬を
粒体又は粉末のいずれかの弛緩状態で、ロール1
4によつて運ばれる下方を移動するタイルの上に
平坦に散布する装置が設けられる。 その作用及び全体の構造上の原理を卒直に記載
するために、この装置は任意の数の列で、ローラ
ー14によつて下方を移動しているタイル上に平
坦に散布する分配器22に供給される釉薬用受器
21より成るものと考えることができる。 分配装置20の下には、タイルによつて受ける
ことのできない、特にローラー14によつて運ば
れるタイルの間の空間に落ちる釉薬の〓集装置2
3が設けられる。23に集められた釉薬は受器2
1に再循環するのが有利である。 装置20の模型的に示した構造は公知の具体化
−堰方式、(embodiment−weir−type)、振動篩
方式、噴霧方式、その他の形式を有することがで
きるので、指示としてのみ示しているが、粒子又
は粉末の形で炉の中心近くで運ばれるタイルの上
に正しく連続的に分配することだけは必要であ
る。 帯域12にタイルを運ぶ手段はまた異なる性質
であることができ、かゝる手段は第2図にローラ
ー14として例示されているが、このような目的
には粘土製品を移動する分野においてこのような
目的に対して知られている機械は適当である。 タイルは帯域12を通り、炉の後続の部分17
に入口16を通つて入り、そこで釉薬の完全なガ
ラス化と硬化とをするのに充分な温度に保ち、次
いで釉薬内に残る許容できない内部歪を防ぐのに
充分な緩やかな手段で冷却し、最後に炉の最終出
口18より排出される。 2つの部分11,17は二重焼成方法で形成さ
れるビスケツト製品を得るのにセラミツク本体を
焼成する慣例の炉、キルン又は加熱装置と非常に
よく似ているので、炉の構造的特徴については
こゝでは述べない;それ故、前記2つの部分は慣
例の技術で知られているあらゆる教示を使用して
構成することができる。 特に、炉の口10,13,16,18は、セラ
ミツク本体及び釉薬の加熱処理の間に所望の反応
を促進するための炉の各部分において調節せる雰
囲気を保つことができるように、それ自体ではこ
の分野で知られている構造的工夫で具体化されて
いる。 本発明による解決はセラミツク本体の焼成を短
く断絶することのできるという知見、即ち焼成の
少くとも一つの段階においてセラミツク本体を比
較的冷い雰囲気、即ち大気に曝すことができると
いう知見に基くものであり、その温度差はセラミ
ツク本体ではセラミツク本体を焼成、冷却する段
階の間、炉内部における温度差より非常に大き
い。 斯る雰囲気に曝す結果としてタイルによつて経
験される熱衝撃は、とにかくプラスチツク行動状
態(plastic behavioural condition)にあり、脆
い状態にない場合に、材料による問題なしで黙認
されることが事実上発見された。このようなプラ
スチツク状態はセラミツク本体が白熱状態、即ち
窯製タイルを製造するのに現在使用されている大
部分の本体混合物に対し、約700℃より低くない
温度にあるとき生ずる。 本発明によれば、帯域12における温度は釉薬
分配機構20の過熱を起さないような温度例えば
溶融を起すか又はとにかくそれに収容されている
釉薬の濃縮化を起すことのないような値に保た
れ;これは斯る機関が邪魔にならず、またタイル
上の釉薬の分布が非平坦でないことを意味する。 タイルに落下する釉薬を昇華することより防
ぎ、その結果として起る雰囲気への分散並びに炉
及びこれに収容されている機関の汚染を防ぐため
に、釉薬が分布される全帯域を比較的低温度とす
ることがまた得策である。 帯域12に達するタイルは炉の帯域11の末端
部分において焼成中タイルを有する温度で、白熱
状態であり;このような温度は必ずしもタイルが
焼成炉11において達する最高温度ではない。 釉薬のガラス化温度が焼成温度より低いとき
は、前記炉の末端帯域11における冷却段階で始
めるのがタイルには事実有用であり、例えば釉薬
分配装置に、帯域12において受けることのでき
る温度における減少をまた考慮して最適温度に達
するようにタイルを導くのが有用である。 従つて、実施に当つて釉薬を受けるときのタイ
ルの温度の調節は、帯域12において蒙る温度の
低下を考慮して、炉の部分11を離れる温度を調
節することによつて行なわれる。この最後に述べ
た温度低下を調節する他の手段がある。 それは前述のように、もしこのような温度が、
例えば白熱せるタイル上に分布される粉末の釉薬
に、物理的又は化学的変化を起こさせるようにな
らないならば、帯域12において保持されている
温度に、また働かせることによつて行われる。 釉薬の付着と同様に、タイルの装飾に関連して
他の作業がもし望むならば、例えば装飾を形成す
る着色剤の特殊の分布を必要とする装飾を作り出
すための高温度における移動の配置が帯域12に
おいて行なわれる。移動はロボツト化されたマニ
プレーターによつてタイルに配置せしめることが
できる。 タイルに付着せる釉薬はセラミツク本体との接
触面においてその最高温度と最小粘度に正確に達
し、斯くして本体への付着を促進する。 釉薬を受けるのに必要な帯域12におけるタイ
ルの滞留時間が短かいという事実は赤熱のプラス
チツク状態から熱衝撃が粘土材料を割るような内
部歪を与える脆い状態に移るのを防止する。 弛緩せる粉末としての釉薬の付着はタイルの垂
直側面に付着する釉薬の量を無視できる量、実際
には零となし、かくしてタイルは釉薬被覆の周辺
の脆化と生ずる欠け落ちの可能性とを減少させて
周縁を綺麗にする。 1つ以上の釉薬を適用しようとするならば、そ
の適用するセラミツク本体の温度に必要な各温度
及び他の施釉部位を硬化するその次の温度は炉の
部分17に設けられ、その末端でタイルは徐冷さ
れる。 本発明方法の特徴は実施例として示した下記の
記述を検討すれば明らかとなるであろう。 実施例 1 次の特性を有する壁タイルの製造: サイズ:15×20cm 厚さ:7mm 多孔度:12% 破壊係数:200Kg/cm2 青色の粗粒型効果を有する光沢釉薬 混合物の特徴:下記の割合の天然砂と粘土の混合
物: マイオリカ粘土(Maiolica clay):60% グレス粘土(Gres clay):25% 長石砂:15% (後記第1表に組成を示す) 混合物は振子型粉砕ミルで乾式粉砕し、5%湿
度に湿潤化して生成する。 油圧プレスで220Kg/cm2の特定圧において5−
方向ダイスで乾式圧搾して成形する。 次の特性を有する単相ローラーキルンに20cmの
面に8列並置してまつすぐに配置する。 乾燥帯の長さ:13820mm 予備加熱及び焼成帯の長さ:24747mm 部屋の巾:1465mm 最高焼成温度:1060℃ サイクルの期間:約25分 第3図は縦軸に炉煙霧温度(furnace fume
temperature)、横軸に時間を有し、タイルの輸
送速度に関連する炉の縦の寸法と比例的に相関々
係を有する焼成曲線を示す。 施釉: 3つのフリツト(第1表に組成を示す)の混合
物より成る釉薬 フリツト1:70% フリツト2:20% フリツト3:10% 粒度:0.2〜1mm ガラス化温度:950℃ ローラー分配器で施釉する。 施釉帯域の長さ:1000mm タイル当り30gの釉薬を適用する。 輸送時間:30秒 施釉帯域を通過したとき、なお約900℃であるタ
イルは次の特性を有する炉の第2部分17に入
る: 長さ:23311mm 巾:1465mm この部分は初期の帯域において1000℃に保た
れ、タイルは釉薬の完全な硬化に十分である約4
分でそこを通過する。 上記部分に次いで直接、間接タイル冷却帯があ
る。 それ故に、機械の全長は62878mmであり、タイ
ルの全処理サイクルは40分である。 実施例 2 次の特性を有する床タイルの製造: サイズ:25×25cm 厚さ:8mm 多孔度:3% 半艶消、淡ベージユ色の釉薬 混合物の特性: 下記の比率における粘土と長石の混合物: 長石 45% 粘土1 30% 粘土2 25% (組成は第1表に示す) 混合物は35%の水分で湿式粉砕し、微粒化する
ことによつて生成する。 微粒化湿度:5% 500Kg/cm2の特定圧力と3方向ダイスとで、油
圧プレスにて乾式圧搾して成形する。 下記の特性を有する単層ローラーキルンに5列
でまつすぐに配置する: 乾燥帯域の長さ:14548mm 予備加熱及び焼成の長さ:32102mm ローラー直径:最後の12700mmに対し32cm 巾:1465mm 最高温度:1150℃ サイクルの期間:30分 煙霧の温度に関する焼成曲線は縦軸及び横軸で
異なる値を有し、第3図の曲線と概略の経過にお
いて同じである。 施 釉 釉薬は0.2〜1mmの粒度の単一フリツトで構成
される。 ガラス化温度:1050℃ フリツトの組成は第1表(フリツト4)で示し
た通りである。 ローラー分配器で施釉する。 施釉帯域の長さ:1500mm タイル当り45gの釉薬を適用する。 輸送時間:30秒 施釉帯域を通過後、なお約1000℃のタイルは下
記の特性を有する炉の第2部分に入る: 長さ:22628mm 部屋の巾:1465mm 1100℃の温度に保持する。 タイルは釉薬を硬化するのに十分である約4分
間、1100℃に保たれた部分の第1帯域を通り、次
に直接、間接冷却帯を通過する。 かくして、機械の全長は76695mmであり、全サ
イクルの期間は50分である。
【表】
従つて、本発明方法は公知の先行技術に較べ下
記のような利点を有する。 炉内の配置は別として、生のタイルの全運動の
排除−これにより破損と欠損の回避。 もし望むならば炉は生産部門より連続かつ直接
供給することができるので、生のタイルを通常貯
える必要のある構造全部を排除する生産工程の簡
素化; 施釉する際、水が一部生タイルによつて吸収さ
れることがないので乾燥するエネルギー消費の低
減; 背後レリーフ(back relief)の近くで、異な
る厚さ又は多孔度より生ずる異なる乾燥の問題が
ないので、タイルの上面及び背面でマーキング及
びエンボスする設計の自由度が大きい; 釉薬のないタイルで供給される炉全部がきれい
であり、保守の必要が少ない; 釉薬なしで焼成したセラミツク本体は脱ガスす
るのに自由であり、一層容易に酸化される; 焼成工程は促進され、短時間で実施できる; 高い焼成損失を伴つて純粋な粘土が使用される
ことが少ない。 エンゴーブ(engobe)の使用は全面的に不必
要である; セラミツク本体の焼成温度と釉薬のそれとに関
連がなく、任意に変えることができる。それ故
に、釉薬はセラミツク本体の反応が完了するとき
適用されるので、完全な付着を気孔の全くないも
のを得るのに最も適する状態で焼成され、これは
エンゴーブの使用を不必要なものとする。 セラミツク本体が焼成される温度で分解する特
殊の釉薬を適用することができ、斯くして生成で
きる製品の範囲が拡がる; 釉薬はタイルの表面にだけ付着する; 過剰の釉薬はホツパーに〓集後容易に再循環で
きる 釉薬の多数の連続付着ができ、斯くして多重効
果を得る; 施釉部分の炉下流部分がセラミツク本体を焼成
する炉より物理的に分離されているので、特殊の
雰囲気は混合物焼成サイクルの特徴を変える任意
の手段でこれなしにそこで創造、調節できる(酸
化、還元又は不溶性雰囲気)、慣例の技術を使用
して構成するには非常に困難である調節できる雰
囲気で得ることのできる特殊の効果を実現するの
に大きな自由がこんな風に得られる。 ガラス化せるセラミツク本体を有する製品、即
ち高い機械的強度、全面的に気孔のない釉薬を有
する製品、換言すれば本質的に耐摩耗性ですぐれ
た付着性を有するので極めて高い衝撃強度を有す
る製品をより経済的に生成できる; 施釉に使用される製品の範囲が可成り広げら
れ、高温度で焼成されるガラス化せるセラミツク
本体に低融点釉薬又は慣例の技術では不可能であ
る非常に短かいサイクルを必要とする釉薬を使用
することができる。
記のような利点を有する。 炉内の配置は別として、生のタイルの全運動の
排除−これにより破損と欠損の回避。 もし望むならば炉は生産部門より連続かつ直接
供給することができるので、生のタイルを通常貯
える必要のある構造全部を排除する生産工程の簡
素化; 施釉する際、水が一部生タイルによつて吸収さ
れることがないので乾燥するエネルギー消費の低
減; 背後レリーフ(back relief)の近くで、異な
る厚さ又は多孔度より生ずる異なる乾燥の問題が
ないので、タイルの上面及び背面でマーキング及
びエンボスする設計の自由度が大きい; 釉薬のないタイルで供給される炉全部がきれい
であり、保守の必要が少ない; 釉薬なしで焼成したセラミツク本体は脱ガスす
るのに自由であり、一層容易に酸化される; 焼成工程は促進され、短時間で実施できる; 高い焼成損失を伴つて純粋な粘土が使用される
ことが少ない。 エンゴーブ(engobe)の使用は全面的に不必
要である; セラミツク本体の焼成温度と釉薬のそれとに関
連がなく、任意に変えることができる。それ故
に、釉薬はセラミツク本体の反応が完了するとき
適用されるので、完全な付着を気孔の全くないも
のを得るのに最も適する状態で焼成され、これは
エンゴーブの使用を不必要なものとする。 セラミツク本体が焼成される温度で分解する特
殊の釉薬を適用することができ、斯くして生成で
きる製品の範囲が拡がる; 釉薬はタイルの表面にだけ付着する; 過剰の釉薬はホツパーに〓集後容易に再循環で
きる 釉薬の多数の連続付着ができ、斯くして多重効
果を得る; 施釉部分の炉下流部分がセラミツク本体を焼成
する炉より物理的に分離されているので、特殊の
雰囲気は混合物焼成サイクルの特徴を変える任意
の手段でこれなしにそこで創造、調節できる(酸
化、還元又は不溶性雰囲気)、慣例の技術を使用
して構成するには非常に困難である調節できる雰
囲気で得ることのできる特殊の効果を実現するの
に大きな自由がこんな風に得られる。 ガラス化せるセラミツク本体を有する製品、即
ち高い機械的強度、全面的に気孔のない釉薬を有
する製品、換言すれば本質的に耐摩耗性ですぐれ
た付着性を有するので極めて高い衝撃強度を有す
る製品をより経済的に生成できる; 施釉に使用される製品の範囲が可成り広げら
れ、高温度で焼成されるガラス化せるセラミツク
本体に低融点釉薬又は慣例の技術では不可能であ
る非常に短かいサイクルを必要とする釉薬を使用
することができる。
添付図面において、第1図は本発明による装置
の概要図、第2図は第1図の特殊の装置を示し、
第3図は第1図の装置において存在する温度の代
表的図表を示す。 図中、11……炉の第1部分、12……釉薬−
付着帯域、14……ローラー、20……釉薬散布
装置。
の概要図、第2図は第1図の特殊の装置を示し、
第3図は第1図の装置において存在する温度の代
表的図表を示す。 図中、11……炉の第1部分、12……釉薬−
付着帯域、14……ローラー、20……釉薬散布
装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 終りに焼成反応が実質的に完了する加熱処理
の第1段階及び加熱処理の第2段階に対しセラミ
ツク本体を炉に配置する段階と、加熱処理の第1
段階で有する最終温度において実質的に、弛緩せ
る乾燥釉薬をセラミツク本体上に散布する段階と
より成り、セラミツク本体は第2段階の初期の部
分の間に釉薬をその少くとも1つの成分の溶融に
よつてガラス化するのに十分な温度となることよ
り成る、生のセラミツク本体を原料とする釉薬窯
製タイルを製造する改良方法。 2 加熱処理の第1段階の末端において、白熱の
状態で、セラミツク本体が釉薬散布段階に入る特
許請求の範囲第1項記載の方法。 3 釉薬散布段階は、釉薬ガラス化温度より低い
温度の雰囲気で行なわれる特許請求の範囲第1項
記載の方法。 4 セラミツク本体上への釉薬の散布は、釉薬散
布装置の下を水平に移動するセラミツク本体上に
自由落下によつて行なわれる特許請求の範囲第1
項記載の方法。 5 セラミツク本体は、釉薬ガラス化温度より高
い温度で釉薬散布段階に送られる特許請求の範囲
第1項記載の方法。 6 焼成反応が実質的に完了するまでセラミツク
本体を加熱する手段を特徴としてる炉の第1部
分、 セラミツク本体を漸進的に冷却するために調節
して漸次低減する温度にセラミツク本体を保つ温
度調節手段を設置せる前記炉の第2部分、及び 炉の第1部分と第2部分とに沿うて連続して本
体を移動する手段とより成り、 セラミツク本体が置かれるところの、焼成炉、 キルン又は部屋のために設けられた、窯製タイ
ルの焼成及び施釉する装置であつて、 炉設備の前記第1と第2部分の間に、タイルを
炉の第1部分の出口より第2部分の入口に運ぶ手
段と、弛緩せる乾燥釉薬を移送手段によつて運ば
れるセラミツク本体に散布する手段とを、設置し
た施釉部位が設けられていることを特徴とする上
記装置。 7 釉薬散布手段は、釉薬がガラス化と物理的、
化学的変化とを受ける値より低い値における雰囲
気の温度を保持する温度調節手段を設置した雰囲
気内に収容される特許請求の範囲第6項記載の装
置。 8 セラミツク本体に釉薬を散布する手段は、タ
イル移送手段の全幅で作業する特許請求の範囲第
6項記載の装置。 9 炉は、単層ローラー型である特許請求の範囲
第6項記載の装置。 10 移送手段は、次のものから間隔があり、多
くの点で支えられているタイルに対して不連続の
支持面を形成し、移送手段の全幅で釉薬を付着さ
せる散布装置及び間の離れたタイルの間の帯域に
落ちる釉薬を集める〓集装置を有する、特許請求
の範囲第6項記載の装置。
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---|---|
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IT1239945B (it) * | 1990-03-09 | 1993-11-27 | Marazzi Ceramica | Composizione vetrosa ceramizzabile ad elevata velocita' di cristallizzazione per il rivestimento di pezzi ceramici, in particolare piastrelle |
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IT1262646B (it) * | 1993-07-29 | 1996-07-04 | Simec S R L | Cabina di smaltatura di prodotti ceramici di tipo autopulente. |
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