JPH0729832B2

JPH0729832B2 - 長尺陶板の製造装置

Info

Publication number: JPH0729832B2
Application number: JP22158486A
Authority: JP
Inventors: 隆一高橋
Original assignee: 株式会社アイジー技術研究所
Priority date: 1986-09-18
Filing date: 1986-09-18
Publication date: 1995-04-05
Anticipated expiration: 2010-04-05
Also published as: JPS6374951A

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連続押し出しによっ
て成形された押出成形体を短時間で乾燥し、これを定尺
にカットして焼成し、所定長さの長尺陶板を低コスト従
来より大幅に製造時間を短縮し、かつ、変形なく製造で
きる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する構造の乾燥装置
で約１〜３日間位で水分を１〜０％まで低減し、台車式
の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〕

この種装置においては乾燥、焼成工程に数日を要するの
と、柔らかいため短尺でないと乾燥装置に運搬できず長
尺体を製造できないだかりでなく、生産性に劣り、か
つ、コストアップとなり、しかも、広大な工場敷地、通
常の３倍位の作業員（３交替用）を必要とした。また、
従来装置では熱風で乾燥するため生地が表面から乾燥
し、捩じれたり、湾曲したり、クラックが生じたりし、
乾燥体は最大長さで60cm位が限度であった。これは熱風
に曝される表層が一番最初に、しかも端部から乾燥し、
内部の水分によって変形、反り、捩じれ、クラック等が
生じる不利があった。特に、押出成形体の変形は水分が
５〜10％位までに大きく影響するため、この期間の乾燥
スムーズに、かつ上記の反り、クラック等を生じさせず
に乾燥することができなかった。さらに、焼成時間は予
熱、焼成、冷却をその温度曲線に従って８〜10寺間で完
了するバッヂ、もしくはトンネルドライヤ構造であり、
その温度コントロールは炉が大型のため応答も遅く上記
のように長時間を要していた。

〔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
押出口の次に押出成形体をスムーズに、かつ変形、捩じ
れ、クラック、縮みを生じさせることがなく移送機を経
てマイクロ波加熱機、遠赤外線ヒータ装置に連続体を供
給し、次に乾燥した押出成形体を走行カッタ、ローラハ
ースキルンからなる焼成炉の順に送り、長さが約600〜3
000mm位までの定尺乾燥板を温度、送り等を自由由に可
変できる乾燥工程、焼成工程によって従前よりも乾燥、
焼成時間を大幅に短縮して高能率、しかもクラック、変
形のない長尺陶板を例えば１〜３時間位の短時間で、し
かも連続して製造しうる長尺陶板の製造装置を提供する
ものである。

〔実施例〕

以下に、図面を用いて本発明に係る長尺陶板の製造装置
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り、
１は押出成形機で粘土を主材とする原料を例えば第２図
（ａ）〜（ｊ）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、例えば押出速度は厚さ、幅によ
って異なるが100〜2000mm/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、ハロサイト、メタハロサイト、木節粘
土、蛙目粘土、信楽木粘土、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
は必要によりマグネットで除鉄するものである。２は移
送機で例えばフリローラ、あるいは図示しないが押出速
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を押出速度のままで次工程に変
形なくスムーズに送給するためのものである。特に、フ
リローラ３は押出成形機Ａを静摩擦抵抗なしに押し出さ
れた状態で移送するのに役立ち、駆動ベルトコンベア４
は出口から0.5〜2m位幅れた位置では押し出された時よ
り幾分硬く、かつ押し出し時の力が先に押し出された押
出部の重さに抵抗しきれずに圧縮され、縮むのを防止す
るために押し出し時とほぼ同じ速度で押出成形体Ａを連
続して次工程に移送するものである。5はマイクロ波加
熱機でオーブン連続方式構造とし、主に押出成形体Ａの
内部へ浸透して熱伝導にほとんど時間を要することなく
マイクロ波Ｂ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の1/3、例えば５〜10（重量％）
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５〜10％を蒸発せしめるものである。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
ないものである。そこで、マイクロ波加熱機5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Ｂを所要個所に案内する導波管６と、案
内されたマイクロ波Ｂを反射する反射板７と、反射され
たマイクロ波Ｂを撹拌する回転羽根８と、押出成形体Ａ
を押出速度で移動させると共に、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したフリローラ９
からなる搬送部10と押出成形体Ａの入口、出口となると
共に、マイクロ波Ｂが外部へ漏洩しないように減衰させ
るフィルター部11、12とエア等Ｃを被加熱空間13に案内
する導入口14とマイクロ波Ｂが被加熱空間13から外部へ
漏洩しないように囲んだ包囲体15とから構成したもので
ある。また、押出成形体Ａの被加熱空間13の大きさは目
的に応じて異なるが、例えば１〜5m位としたものであ
る。さらに、搬送部10は押出成形体Ａが乾燥中に約１割
程度、体積収縮するため、これを無理なくフリローラ９
で吸収するものである。また、導入口14はマイクロ波Ｂ
の加熱により水蒸気が大量に、短時間の間に放出するの
を入口、出口11a、12aから外部へ放出し、押出成形体Ａ
の表面、包囲体15の内壁に結露が発生しないようにして
乾燥時の悪影響（クラック、爆裂）を防止し、かつ押出
成形体Ａ表面の水蒸気を風によって常時、吹きとばし、
より乾燥時間を短縮するのに役立つものである。16は遠
赤外線ヒータ装置で、特に遠赤外線を熱源とするヒータ
で押出成形体Ａの水分を１〜０％まで低減するために押
出成形体Ａを130℃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２〜5m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。20は走行カッタで、乾燥された連続
体状の押出成形体Ａを所定寸法に走行中に切断するもの
である。21は取り出し機構で、定尺に切断された定尺乾
燥板Ａ′を駆動ローラ、ベルト等で切断された上記乾燥
板Ａ′を押出成形機１から送出される速度より速い速度
で次工程に送り出すものである。22は焼成炉でローラハ
ースキルン、トンネル型焼成炉の１種からなり、その構
成は入口22aから出口22bに亘って山状の温度分布とな
り、予熱領域23、焼成領域24、冷却領域25の順に一応区
分して構成し、予熱領域23の温度は150〜700℃、焼成領
域24は300〜1300℃、冷却領域25は600〜100℃位までと
したものである。勿論、粘土の種類、組成によっては結
晶変態点も異なるものであり、各領域間の温度設定が異
なるものであり、かつ、この温度、搬送速度は任意に各
区間で可変できるものである。なお、上記各領域間の温
度は明確に区分するものではなく連続焼成の中での一応
の区分である。さらに焼成炉22について説明すると、焼
成炉22は可燃ガス、例えばLPGガスを燃焼させて定尺乾
燥板Ａ′を焼成するものであり、そのためのバーナ（図
示せず）の配列は前記各領域に対応して設けるものであ
る。また、焼成炉22内の定尺乾燥板Ａ′の搬送手段とし
てはメッシュベルト、金属ローラ、セラミックローラ、
アルミナローラ等を使用するが、特に焼成領域24の範囲
は1300℃位まで温度が上昇するので、例えば第３図に示
すように金属主軸26、27間にアルミナローラ28を載置し
て熱伝導を駆動源に伝達しないようにして搬送するもの
である。なお、焼成炉22の焼成領域24は耐火レンガ等で
炉を形成し、その中を直線的に連続して通過させるもの
であり、各機器、領域間には排気ダンバー（図示せず）
を配設しておくものである。

次に動作について説明する。

まず、信楽木粘土とシャモットと減水剤と水分からなる
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％、シャモット18％、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100〜150l/hrの
型名MV−FM−Ａ−１型（宮崎鉄工社製）を用いた。ま
た、移送機２としてはフリローラ３、駆動ベルトコンベ
ア４の順に配列したもの、マイクロ波加熱機5としては
周波数2450MHZ、出力5KW、被加熱空間13の長さは3mと
し、必要によりエアを被加熱空間13に大量に包囲体15の
一壁面から送給され、入、出口11a、12aから加熱時に発
生する水蒸気を外部へ放出し、被加熱空間13内の水蒸気
圧を低下し、被加熱物、包囲体15の内壁に結露水を発生
するのを防止できる構成としたものであり、搬送部10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18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20KWした。なお、マイクロ波加熱機5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１％以下まで
蒸発させるように設定した。さらに押出成形機１の押出
速度は300〜1000mm/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の押出速度をそのまま駆動ベルトコンベア４
でマイクロ波加熱機5に送給され、マイクロ波加熱機5内
の搬送部10のフリローラ９で水分蒸発による体積収縮に
よる速度の差は吸収するようにしたものである。走行カ
ッタ20は押出し速度に同調し、ラインを止めずに回転刃
で切断し、取り出し機構21に送給するためのものであ
る。取り出し機構21は走行カッタ０で切断された定尺乾
燥板Ａ′を走行カッタ20から切り離すことのできる速
度、所謂押出速度より幾分速い速度で回転し、定尺乾燥
板Ａ′同士の木口が衝突しないようにしたものである。
また、焼成炉22は予熱領域23が150〜800℃までを10m間
で上昇させ、焼成領域24が800〜1300℃まで5mまで上昇
させ、冷却領域25で1300〜100℃まで10m低下する構成で
ある。なおその搬送速度は種々設定できるが例えば300
〜30mm/min位である。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２を介し
てマイクロ波加熱機5に送給され、マイクロ波加熱機5の
被加熱空間13を通過中に押出成形体Ａの水分を５％（重
量比）まで５分間で平均に低減し、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）以下に約10分間で蒸発させ乾燥し
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
乾燥体として走行カッタ20に送給し、所定寸法に切断し
て定尺乾燥板Ａ′を得る。これを取り出し機構21によっ
て焼成炉22に送給する。焼成炉22では予熱→焼成→冷却
して出口22bから長尺陶板Ａ″として例えば300m/minの
速度で送出するものである。なお、焼成時間は１時間で
焼成時の最高湿度を1150℃としたものである。

以上説明したのは本発明に係る長尺陶板の製造装置の一
実施例にすぎず、焼成炉22の廃熱を利用してさらに効率
よく乾燥させたり、走行カッタ20の後に複数本の焼成炉
22を形成したり、あるいは走行カッタ20と直列でなく図
示しない方向変換機を介して焼成炉22を別途方向に設置
することもできる。さらに、焼成炉22の前に施釉機を設
けることもできる。

〔発明の効果〕

上述したように本発明に係る長尺陶板の製造装置によれ
ば、水分を22〜15％位（重量比）含有した粘土押出成形
体（短尺、長尺、連続体）の水分の1/3位を押出成形体
の内部を含み平均に蒸発させて歪なく乾燥させるマイク
ロ波加熱機と残り2/3の含水量をマイクロ波より高熱に
効率よくできる遠赤外線ヒータ装置の２段階の加熱によ
ってクラック、爆裂、捩じれ、反りもなく、しかも従前
の1/100〜300に乾燥時間を短縮でき、その次に焼成する
ため全体として陶板を従来より大幅に時間を短縮して製
造できる特徴がある。また、押出成形体の体積は押出時
に比べ乾燥体は１割以上収縮するがそれによる搬送速度
への悪影響もなく走行カッタに送給できる特徴がある。
さらに、乾燥工程、焼成工程はローラを使用する構造の
ため長尺体で行うことができる特徴がある。また、焼成
炉は従前のバッヂ、トンネルドライヤと異なり温度、搬
送速度を任意に、かつ短時間に可変できるため、焼成時
間を1/8〜1/10に短縮でき、全生産工程としては従前に
比し、約1/50〜1/400位に短縮できる特徴がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明に係る長尺陶板の製造装
置の一実施例を示す構成略図とそのイ−イ線断面図、第
２図（ａ）〜（ｊ）は押出成形体の断面を示す説明図、
第３図は焼成炉の一例を示す斜視図である。１……押出成形機、5……マイクロ波加熱機、16……遠
赤外線ヒータ装置、20……走行カッタ、22……焼成炉。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０４Ｂ 33/30 Ｌ 33/32 Ｌ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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
と、該ヒータ装置を通過した連続乾燥状態の押出成形体
を定尺に切断する走行カッタと、該切断された定尺乾燥
板を焼成するローラハースキルンタイプの焼成炉とから
構成したことを特徴とする長尺陶板の製造装置。