JPH10202643A - 陶板の連続製造装置 - Google Patents

陶板の連続製造装置

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JPH10202643A
JPH10202643A JP921197A JP921197A JPH10202643A JP H10202643 A JPH10202643 A JP H10202643A JP 921197 A JP921197 A JP 921197A JP 921197 A JP921197 A JP 921197A JP H10202643 A JPH10202643 A JP H10202643A
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plate
raw material
section
clay
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JP921197A
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Iwao Kawashima
伊倭夫 川島
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Original Assignee
IG Technical Research Inc
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Publication date
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  • Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
  • Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は原料調整・押出・乾燥・焼成等の工
程を経て製造される陶板の連続製造装置に関するもので
ある。 【構成】 原料調合−ミル擦り−脱水−水分調整−混練
により形成した粘土1と、粘土1原料を連続して押し出
す押出成形機3と、押し出された連続成形帯Bを乾燥す
る乾燥機9と、乾燥した乾燥板Cを連続的に予熱−焼成
−徐冷を行う焼成炉12と、乾燥機9と焼成炉12間あ
るいは焼成炉12後に形成した切断機10とからなる陶
板Eの連続製造装置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は原料調整・押出・乾燥・
焼成等の工程を経て製造される陶板の連続製造装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、粘土を使ったセラミック系の陶板
を製造するには、押出成形(平板、中空押出板等)−乾
燥−定尺切断−焼成という工程で連続的に製造する装置
が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
中空押出板の場合、口金から出た中空押出板は乾燥機に
入るまでの期間は内部からの乾燥に留まり、例え乾燥機
内で遠赤外線、バーナー、電気、電子等で外部加熱して
も、内部からのエアによる乾燥速度と外部からの乾燥速
度が異なるために、内外の乾燥バランスのズレによる割
れ、捻れ等による製品歩留まりの悪化、寸法精度が悪
い、等の不具合を招いていた。また、この種装置により
製造した陶板は、乾燥−焼成時に押出時に比べて体積が
10%程度収縮するため、特に板体内部に連続状の中空
部を有する中空押出板を製造した場合、変形が化粧面ま
で達し、化粧面が波状、凹凸状になり、釉薬を施しても
この変形は防止出来ず、意匠性を大幅に低下させるもの
であった。さらに、原料を原料加工業者から購入した場
合には、その原料をそのまま使用して練り土を製造する
と原料粒度が自動的に制限され、所望の練り土を得るこ
とが出来なかった。また、幅広で厚板の陶板を精度良
く、安定して製造できる装置は存在しなかった。
【0004】
【課題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、原料調合−ミル擦り−脱水−水分調整
−混練により形成した粘土と、粘土原料を連続して押し
出す押出成形機と、押し出された連続成形帯を乾燥する
乾燥機と、乾燥した乾燥板を連続的に予熱−焼成−徐冷
を行う焼成炉と、乾燥機と焼成炉間あるいは焼成炉後に
形成した切断機とからなる陶板の連続製造装置を提供す
るものである。
【0005】
【実施例】以下に、図面を用いて本発明に係る陶板の連
続製造装置の一実施例について詳細に説明する。図1と
図2は上記装置の代表的な一例を示す説明図である。図
1は上記装置の概略構成を示すものであり、原料調整部
A−押出成形機3−乾燥機9−切断機10−焼成炉12
からなる構成である。
【0006】原料調整部Aは原料調合部a−ミル擦り部
b−脱水部c−水分調整部d−混練部e−ネカシ部f−
真空土練部gよりなり、押出成形機3により押し出す粘
土1(練り土)を製造するものである。
【0007】原料調合部aは粗粒の(10mm以下程
度)各原料及び/又は微粒の原料を混合する部分であ
る。なお、原料は天然物であり、各産地により成分が異
なるものであり、これらの特徴、弱点を相互に相殺させ
て所定の混合原料を得るものである。その原料の一例と
しては、木節粘土、蛙目粘土、信楽粘土、等の粘性材
料、陶石、珪石、長石、カオリナイト、ハロイサイト、
メタハロイサイト、等の鉱物材料よりなるものである。
【0008】ミル擦り部bは原料調合部aで調合された
原料をピンミル、レイモンドミル、トロンメルミル、等
により粉砕しながら混合を行う部分である。
【0009】脱水部cはミル擦り部bで混合された原料
(泥奬)をスプレードライヤーで一挙に乾燥する部分で
ある。このようにすることにより、被乾燥物は一般に8
%程度以下でコントロール出来るためにバラツキが小さ
く、練り土製造のための水分調整が大変に楽になるもの
である。
【0010】水分調整部dは乾式粉砕混合部bにより混
合された被粉砕物に水を添加する部分である。
【0011】混練部eは水分調整部dにより水分を調整
された原料を混練する部分である。
【0012】ネカシ部fは混練部eで混練された原料を
ストックすることにより、原料の粒度の均一化、全体的
な密度の均一化、水分の均一化、可塑性、等を向上し、
後記する押出−乾燥−焼成等の工程での加工精度を向上
するためのものである。そのストック時間は原料の産地
・配合等により異なるが、数日から数カ月である。勿
論、混練部eで原料の均一化が図られれば、ネカシ部f
を設けなくとも良い場合もある。
【0013】真空土練部gはネカシ部fにより形成され
た原料を後記する押出成形機3により押し出せる性状に
するためのものであり、密度の均一化、水分の均一化、
可塑性の向上のためのものである。
【0014】図2において、1は粘土で原料調整部Aに
より調整された原料であり、ベルトコンベア2を介して
真空押出成形機、あるいは真空土練押出成形機の1種か
らなる押出成形機3に供給されるものである。
【0015】押出成形機3は図5に示すように、口金
4、中子5を介して例えば図3(a)〜(d)、図4
(a)〜(d)に示すような形状で連続して粘土1を押
し出し、化粧面α、中空部βを有する形状の連続成形帯
Bを成形するものである。なお、粘土1は原料調整部A
で所望の原料、粒度、水分、可塑性に形成された混合粘
土である。
【0016】さらに、口金4は粘土1の押し出し力によ
って変形するものでなく、かつ、中子5を装着したもの
である。さらに説明すると中子5は、連続成形帯Bの形
状を図3(a)〜(d)、図4(a)〜(d)のような
各種形状とする場合、押出成形機3内において抵抗とな
り、連続成形帯Bの密度分布のムラを除去し、乾燥、焼
成時のワレ、変形を防止するのに役立つものである。
【0017】3aは調整バーであり、図6(a)に示す
ように、調整ボルト3bの頭部を回転させることにより
上下に移動し、粘土1が流れる経路の断面積を自在に拡
縮出来るものである。また、この短尺状の調整バー3a
を複数並列に配置することで、粘土1が流れる経路の断
面積を幅方向の任意位置部分で、別々に調整出来るの
で、口金4に一定圧力で、均一な粘土1を供給すること
が出来、真っ直ぐで平行に押し出され、製品に悪影響が
なく生産性を向上した連続成形帯Bを製造することが出
来るものである。
【0018】また中子5は図6(b)に示すように、連
続成形帯Bに中空部βを形成するための格子5aを複数
有すると共に、中空部βにエア、熱風、冷風、乾燥風、
蒸気を強制的に送給、あるいは排出するために格子5a
をパイプ状とし、かつ、エア等を外部より吸、排気する
ためのポンプ7と、吸、排気管6に接続している。これ
は、押出成形機3によって成形された連続成形帯Bの中
空部βにエア、熱風、冷風、乾燥風を強制的に送給、あ
るいは排出することによって中空部βのエアサイクルを
強制的に行い、連続成形帯B内部の乾燥時間を大幅に短
縮するのに有効なものである。
【0019】8は駆動用搬送機でフリーローラ、チェー
ン、駆動ローラ、ベルト、メッシュベルト等の1種以上
から構成されるものであり、押出成形機3から押し出さ
れた連続成形帯Bのスピードと同じ速さ、あるいは少々
早いスピードで駆動をかけたものである。また、少々速
いスピードで引っぱり出すようなテンションをかけた場
合には、押出成形帯Bの曲がりが無くスムーズな押し出
しが可能となるものである。
【0020】9は乾燥機で、駆動用搬送機8の一部、あ
るいは図示しないが全部を包囲し、赤外線ヒータ、遠赤
外線ヒータ、オイルヒータ、熱風ヒータ、マイクロ波、
加熱機、後述する焼成炉12の廃熱等の一種以上を用
い、その熱源9aによって連続成形帯Bを上記中空部β
のエアサイクルとの相乗効果によって短時間で乾燥する
のに有効なものであり、粘土1の水分を例えば18〜2
0%のものを0〜5%位までに低減し、保形性を強化す
るのと、その後の切断、焼成可能な性状にするためのも
のである。なお、乾燥機9は赤外線ヒータ、マイクロ波
のみ、あるいは交互に、もしくは前段と後段のゾーンに
分けて配設し、加熱温度を200〜500℃位、マイク
ロ波は5〜100W・h/kg位に生地がクラックや変
形を生じないようなある加熱曲線に対応して加熱するも
のである。
【0021】また、乾燥機9では亀裂、割れ、爆裂の限
界の水分域(8%位)まで加熱を行い、変形限界まで加
熱し続けた場合には、高精度で大型の陶板Eの連続製造
を可能とすることもできるものである。この場合には、
陶板Eを製造するに当たり変形する3〜10%位の収縮
を乾燥時に殆ど終了してしまうことにより、次工程の焼
成時の変形を非常に小さくでき、焼成時の亀裂、割れ、
爆裂の防止に有効である。なお、8%位までの水分域が
収縮の大きな変形域であるために、この水分域まで乾燥
させるものである。勿論、粘土1の成分により、限界の
水分域が異なるものであり、その粘土1の素材に合わせ
て、乾燥機9の加熱を行うものである。
【0022】10は切断機で、乾燥された連続成形帯B
を定尺に回転刃(ダイヤモンドソー、チップソー、切断
砥石等)、レーザー、水圧(ウォータージェット)、等
により、押出成形機3により押し出された連続成形帯B
のスピードに同調して移動・切断し、定尺の乾燥板Cと
するものである。また、長さは600mm以上の長尺と
するものである。
【0023】11は移送機で、切断機10で定尺に切断
された乾燥板Cを駆動用搬送機8より速い速度で焼成炉
12まで搬送するものであり、連続成形帯Bと乾燥板C
との衝突を防止するものである。
【0024】12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12aか
ら出口12bに亘って、常温−高温(1300℃位)−
常温というように、山状の温度分布となり、予熱領域1
3、焼成領域14、冷却領域15の順に一応区分して構
成し、予熱領域13の温度は30〜700℃、焼成領域
14は300〜1300℃、冷却領域15は600〜3
0℃位までとしたものである。
【0025】勿論、粘土1の種類、組成によっては各領
域間の温度設定が異なるものであり、かつ、各領域間の
温度も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12について詳細に説明
すると、焼成炉12は可燃ガス、例えばLPGガスを燃
焼させて乾燥板C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。
【0026】また、焼成炉12内の乾燥板C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、ムライトローラ等を使用するが、
特に焼成領域14の範囲は1300℃位まで温度が上昇
するので、例えば図7(a)、(b)に示すように金属
主軸16、17間にアルミナローラ18を載置して熱が
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12の焼成領域14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パー(図示せず)を配
設しておくものである。
【0027】19は搬送機で、焼成炉12の出口12b
から出てきた30℃位に温度が低下した焼成板Dを、次
工程の梱包工程等の次工程に搬送し、陶板Eとするもの
である。
【0028】次に動作について説明する。そこで、原料
調整部Aにより原料調合−ミル擦り−脱水−水分調整−
混練−ネカシを行い、粘土1の原料を製造する。
【0029】また、押出成形機3は押し出し能力50k
g/cm2 の押出圧力を持つものを使用した。ポンプ7
は5HPで排気するように設定し、乾燥機9としてはマ
イクロ波加熱機、遠赤外線加熱機を用い、連続成形帯B
の水分を対流による表面蒸発と吸、排気管6から30℃
位の温風排気による内部拡散とによって水分を0〜5%
位までに約20〜40分間で減水して、変形なく乾燥さ
せるものである。
【0030】次に乾燥された連続成形帯Bは切断機10
によって3m+アルファ(焼成後の長さの縮みを考慮)
に切断され、乾燥板Cとなって移送機11によって連続
的に焼成炉12に送給される。この焼成炉12はローラ
ハースキルン構造に形成されており、このローラに対し
乾燥板Cを入口12aから出口12bまで順次送給する
と共に搬送し、予熱−焼成−徐冷して焼成板Dとして送
出する。
【0031】その後、次工程の搬送機19によって図示
しないが梱包工程等の次工程に陶板Eを搬送するもので
ある。
【0032】以上説明したのは、本発明に係る陶板の連
続製造装置の一実施例にすぎず、図8(a)、(b)〜
図14(a)〜(c)示すように構成することが出来
る。
【0033】図8(a)、(b)において、(a)、
(b)図はポンプ7を除去した場合の装置、あるいは中
空部βを形成しない場合の装置を示すものであり、特に
(a)図は焼成炉12の後に切断機10を形成した装置
である。
【0034】図9(a)〜(c)〜図13(a)は焼成
炉12の後に、加工部20、研磨部21、施釉部24、
焼成機25からなる製品加工部Jを形成したものであ
る。
【0035】加工部20は化粧面αに任意模様の加工、
端部の成形、等を施し、化粧面αの意匠性を向上した加
工板Fとするものである。その方法としては、焼成板D
を加工可能な強度のある工作機械を使用するものであ
り、例えば先端に回転刃を形成したNC制御の工作機
械、あるいはダイヤモンドソー、ウォータージェット、
レーザー等よりなるものである。なお、加工部20では
焼成板Dを搬送途中で加工したり、停止して加工したり
出来るものである。さらに、加工部20は入れ替え可能
に設置するものである。
【0036】なお、加工部20では、焼成板Dを停止さ
せて加工する場合は、搬送機19より送出される焼成板
Dと加工中の焼成板Dとが衝突しないように、ある程度
の時間差、所謂連続成形帯Bのスピードと加工部20に
おける加工時間を考慮して搬送機19のスピード、スト
ック時間を調整するものである。
【0037】研磨部21は焼成炉12により焼成されて
焼き締まった焼成板Dの化粧面αを先端にダイヤモンド
研磨ホイル23を装着した前後、左右、上下と立体的に
移動可能なポリッシングマシン22により研磨し、化粧
面αを平坦化して研磨板Gとするものである。また、研
磨部21は入れ替え可能に設置するものである。
【0038】なお、研磨部21では、焼成板Dを停止さ
せて研磨したり、搬送中に研磨することが可能であり、
焼成板Dを停止させて加工する場合は、搬送機19より
送出される焼成板Dと研磨中の焼成板Dとが衝突しない
ように、ある程度の時間差、所謂連続成形帯Bのスピー
ドと研磨部21における研磨加工時間を考慮して搬送機
19のスピード、ストック時間を調整するものである。
【0039】施釉部24は焼成炉12により焼成されて
焼き締まった焼成板Dの化粧面αに釉薬を塗布するもの
であり、スプレーガン、フローコータ、デスクスプレー
ヤー等の一種、または多種よりなる施釉機24aにより
一定厚さで塗布し、施釉板Hとするものである。釉薬
は、例えば、鉛釉、無鉛釉、錫釉、磁器釉、マジョリカ
釉、炉器釉、ブリストル釉、ロッキンガム釉、ゼーゲル
磁器釉、生釉、土釉、フリット釉、揮発釉、光沢釉、マ
ット釉、アベンチュリン釉、結晶釉、ラスター釉、透明
釉、不透明釉等よりなり、化粧面α上に施釉するもので
あり、化粧面αの保護(コーティング)材、化粧材、耐
水材、耐久材等として機能するものである。
【0040】焼成機25は施釉部24により焼成板Dの
化粧面αに塗布された釉薬をガラス状に硬化させるもの
であり、ガス、電気、石油等、あるいは赤外線ヒータ、
遠赤外線ヒータ、マイクロ波加熱機、オイルヒータ、熱
風ヒータ、前記した乾燥機9、焼成炉12、焼成炉12
の廃熱等の一種以上を用い、例えば、前記焼成領域14
の最高加熱温度よりも低い温度、例えば950〜110
0℃位の温度で焼成し硬化させ、施釉焼成板Iを形成す
るものである。また、施釉部24、焼成機25は入れ替
え可能に設置するものである。勿論、施釉部24と焼成
機25は一緒に移動するものである。また、温度設定は
特に限定されるものでなく、焼成領域14の最高加熱温
度よりも高くても、同じでも、低くても良いものであ
る。
【0041】26は搬送兼ストックヤードであり、陶板
Eを図示しない梱包工程等の次工程に送るためのもので
ある。
【0042】さらに詳説すると、図9(a)〜(c)に
おいて、(a)図は焼成炉12の後に陶板Eとした装
置、(b)図は加工部20後に陶板Eとした装置、
(c)図は研磨部21の後に陶板Eとした装置である。
【0043】図10(a)〜(c)において、(a)図
は施釉部24−焼成機25の後に陶板Eとした装置、
(b)図は加工部20−研磨部21の後に陶板Eとした
装置、(c)図は加工部20−施釉部24−焼成機25
の後に陶板Eとした装置である。
【0044】図11(a)〜(c)において、(a)図
は研磨部21−施釉部24−焼成機25の後に陶板Eと
した装置、(b)図は加工部20−研磨部21−施釉部
24−焼成機25の後に陶板Eとした装置である。勿
論、図9(a)〜(c)〜図11(a)は、図11
(b)の変形例であり、基本は図11(b)の構成であ
る。また、11(c)は焼成炉12、加工部20、研磨
部21の後に搬送兼ストックヤード26を形成し、搬送
兼ストックヤード26部分で焼成板D、加工板F、研磨
板G、施釉焼成板Iを取り出すことが出来るようにし、
一連の流れ作業の中で、焼成板D、加工板F、研磨板
G、施釉焼成板Iの4種類の陶板Eを製造出来るように
した装置である。勿論、図11(c)図の場合には図9
(a)〜(c)〜図11(b)に示すような加工部20
以降の各構成を組み合わせて製造することが出来るもの
である。
【0045】図12(a)〜(c)において、(a)〜
(c)図はポンプ7を除去した場合の装置、あるいは中
空部βを形成しない場合の装置を示すものであり、特に
(c)図は焼成炉12、加工部20、研磨部21の後に
搬送兼ストックヤード26を形成し、搬送兼ストックヤ
ード26部分で焼成板D、加工板F、研磨板G、施釉焼
成板Iを取り出すことが出来るようにし、一連の流れ作
業の中で、焼成板D、加工板F、研磨板G、施釉焼成板
Iの4種類の陶板Eを製造出来るようにした装置であ
る。勿論、図12(c)図の場合には図9(a)〜
(c)〜図11(b)に示すような、加工部20以降の
各構成を組み合わせて製造することが出来るものであ
る。
【0046】図13(a)は加工部20と研磨部21を
逆に設置した装置の構成を示すものである。なお、図9
〜図11において点線で示した部分は稼働していない部
分、あるいは稼働していても加工はしていない部分であ
り、どんな種類の陶板Eを製造するかによって稼働部分
が決定されるものである。
【0047】図13(b)は原料調整部Aの水分調整部
dの後に長繊維原料添加部hを形成した装置である。こ
れは、粘土1が20%位水分を含んでいるために、連続
成形帯Aは乾燥時に5%程度収縮するものであるが、長
繊維はこの収縮に対して乾燥板Cに亀裂、ワレが発生し
ないようにする亀裂・ワレ防止材として有効なものであ
る。勿論、亀裂や変形が生じないような乾燥を行えば、
必要のないものである。
【0048】また、長繊維としては、無機繊維、鉱物繊
維、有機繊維等よりなり、例えばガラス繊維、岩石繊
維、金属繊維、スラッグ繊維、ワラストナイト、アスベ
スト、ロックウール、セラミックファイバー、パルプ、
化学繊維、等である。
【0049】図14(a)〜(c)は押出成形機3、あ
るいは乾燥機9の後に加工部20を形成した装置を示す
ものである。
【0050】なお、番号を付さない部分は図1、図11
(b)等に準ずるものである。勿論、各構成を各々組み
合わせて本発明に係る装置を形成することが出来るもの
である。
【0051】
【発明の効果】上述したように、本発明に係る陶板の連
続製造装置によれば、原料の粒度、原料の配合をコント
ロールすることにより、寸法精度の高い陶板を製造出
来る。生産性、歩留まり良い陶板を製造することが出
来る。品質の向上、安定化が図られる。陶板の割
れ、捻れ、化粧面の波状化、凹凸状化が防止できる。
練り土製造時の水分調整が楽である。等の特徴、効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る陶板の連続製造装置の代表的な一
例を示す概略説明図である。
【図2】本発明に係る陶板の連続製造装置の代表的な構
成を示す説明図である。
【図3】連続成形帯の一例を示す説明図である。
【図4】連続成形帯の一例を示す説明図である。
【図5】押出成形機を示す説明図である。
【図6】押出成形機の先端部分と中子を示す説明図であ
る。
【図7】焼成炉の一例を示す説明図である。
【図8】本発明に係る陶板の連続製造装置のその他の実
施例を示す説明図である。
【図9】本発明に係る陶板の連続製造装置のその他の実
施例を示す説明図である。
【図10】本発明に係る陶板の連続製造装置のその他の
実施例を示す説明図である。
【図11】本発明に係る陶板の連続製造装置のその他の
実施例を示す説明図である。
【図12】本発明に係る陶板の連続製造装置のその他の
実施例を示す説明図である。
【図13】本発明に係る陶板の連続製造装置のその他の
実施例を示す説明図である。
【図14】本発明に係る陶板の連続製造装置のその他の
実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
α 化粧面 β 中空部 A 原料調整部 a 原料調合部 b ミル擦り部 c 脱水部 d 水分調整部 e 混練部 f ネカシ部 g 真空土練部 h 長繊維原料添加部 B 連続成形帯 C 乾燥板 D 焼成板 E 陶板 F 加工板 G 研磨板 H 施釉板 I 施釉焼成板 J 製品加工部 1 粘土 2 ベルトコンベア 3 押出成形機 3a 調整バー 3b 調整ボルト 4 口金 5 中子 5a 格子 6 吸、排気管 7 ポンプ 8 駆動用搬送機 9 乾燥機 9a 熱源 10 切断機 11 移送機 12 焼成炉 12a 入口 12b 出口 13 予熱領域 14 焼成領域 15 冷却領域 16 金属主軸 17 金属主軸 18 アルミナローラ 19 搬送機 20 加工部 21 研磨部 22 ポリッシングマシン 23 ダイヤモンド研磨ホイル 24 施釉部 24a 施釉機 25 焼成機 26 搬送兼ストックヤード

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原料調合−ミル擦り−脱水−水分調整−
    混練により形成した粘土と、該粘土原料を連続して押し
    出す押出成形機と、該押し出された連続成形帯を乾燥す
    る乾燥機と、乾燥した乾燥板を連続的に予熱−焼成−徐
    冷を行う焼成炉と、乾燥機と焼成炉間あるいは焼成炉後
    に形成した切断機とからなることを特徴とする陶板の連
    続製造装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012036284A1 (ja) * 2010-09-17 2012-03-22 住友化学株式会社 押出成形装置及びこれを用いた成形体の製造方法
WO2013137346A1 (ja) * 2012-03-16 2013-09-19 住友化学株式会社 押出成形装置及びこれを用いた成形体の製造方法

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