JPH01249665A - セラミックスの焼成に用いるトンネル炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、セラミックス、特にセラミックハニカム構造
体の焼成方法およびその方法を実施する焼成炉に関する
。

（従来の技術） 従来、セラミックハニカム成形体を焼成する場合、量産
性から第４図に示すトンネル炉が用いられていた。トン
ネル炉は予熱帯１１、焼成帯１２および余熱帯１３から
構成され、焼成帯１２に設けられた燃焼バーナー１４に
より発生ずる燃焼ガスは予熱帯１１の入口側の低温部に
設けた排気ファン１５の吸引力により予熱帯１１を通り
炉外に排気される。このような構造のトンネル炉では、
第５図に示すように、昇温部と一定の温度が維持される
焼結部と降温部を有する焼成条件になっていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような焼成条件でセラミック成形体
を焼成すると、得られた焼成品に焼成割れや変形するも
のがあり、特に多数の貫通孔を有するセラミックハニカ
ム構造体の場合その発生が多かった。

本発明の目的は上述した課題を解決して、焼成品に欠陥
がない焼成方法およびそれに用いるＩ・ンネル炉を提供
することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明のセラミックスの焼成方法は、セラミックス成形
体の成形助剤の分解温度までの昇温速度を、該分解温度
から焼結温度までの昇温速度より緩やかにすることを特
徴とするセラミックスの焼成方法である。

また、本発明の焼成炉は予熱帯、焼成帯および余熱帯か
ら構成され焼成帯に設けられた燃焼バーナからの燃焼ガ
スを予熱借入［（に設りられだ排気手段により炉外に排
気するトンネル炉において、前記予熱帯の出口側の高温
部に燃焼ガスを炉外に排気する排気管を設けたことを特
徴とするトンネル炉である。

（作　用） 上述した構成において、成形助剤の分解温度までの昇温
速度が緩やかであるため成形助剤の熱分解が均一となる
ため、焼成割れあるいは焼成変形が発生しない。

また、−）二記のセラミックスの焼成条件を単に排気手
段を予熱帯の出口側の高温部に設けるだけで実現可能と
している。

（実施例） 本発明のセラミックスの焼成法および焼成装置は、従来
の焼成炉およびその焼成条件について調査した知見に基
づく。

即ち、従来の焼成条件では、セラミック成形体の外表面
と内部との温度分布は、形成体に含まれる成形助剤が１
５０〜３００°Ｃで熱分解し、その発熱は、最初にセラ
ミック成形体の外周部に次いで内部に発生し、外周部の
発熱は放熱しやすいが、内部の発熱は放熱せず蓄熱され
るため、第６図に示すよ・うにセラミック成形体の外表
面と内部との間に温度差が生じ、焼成割れが発生しやす
いｑとが判明した。特に、セラミックハニカ１、成形体
はその構造」二押出成形法が採用されるため成形助剤が
かなり含有しており、貫通孔を構成する隔壁が薄いため
僅かな温度分布変化に対して焼成割れあるいは熱変形が
生じやすいことも判明した。

従って、本発明のセラミックスの焼成方法は、第１回に
焼成温度と時間との関係を示すように、焼成開始のＡ点
からセラミック成形体に含有する成形助剤の熱分解温度
のＢ点までの昇温率を、該Ｂ点から焼結温度の０点の昇
温率を小さくする焼成法である。

成形助剤とは、メチルセルロース、カルホキジメチルセ
ルロース、ポリビニールアルコール、澱粉糊等の結合剤
及び表面活性剤、ワックス等の滑剤等である。従って、
熱分解温度はこれらの成形助剤の種類により特定され、
昇温速度は成形体の寸法形状、成形助剤の含有量により
定めることができる。

例えば、タルク、カオリン及びアルミナ原料にメチルセ
ルロースを主とする成形助剤を加えた坏土をハニカム構
造体に押出成形した場合、メチルセルロースの分解温度
の２００°Ｃ迄を昇温速度８０〜９０°Ｃ／時で成形体
を加熱し、２００°Ｃから焼結保持温度１４００°Ｃま
でを１００〜１２０°Ｃ／時に加熱して、コージェライ
トセラミックハニカム構造体が得られる。

また、熱分解温度のＢ点から焼結温度の０点までの昇温
率は、Ａ点からＢ点までの昇／Ｉｖ遅れをもどすように
設定することにより、焼成温度を償うことができる。

次に本発明の焼成炉について図面を参照して詳細に説明
する。

第２図は本発明の焼成方法を実施する１−ンネル炉の一
例の構成を示す概念図である。本実施例において、トン
ネル炉は予熱帯１、焼成帯２および余熱帯３とから構成
され、予熱帯１の入口側低温部に燃焼ガス排気用の排気
ファン４を設けるとともに、予熱帯１の出口側高温部に
高温のガスを排気するための排気ファン５を設けて構成
している。

このように予熱帯１を構成することにより、焼成帯２の
バーナー６より発生ずる燃焼ガスが予熱帯１の入口側の
排気ファン４により１吸引されて燃焼ガスの流れを生し
させるとともに、ごの流れの途中でさらに高温ガスを排
気ファン５により吸引するごとにより、第１図に示ずよ
うなトンネル炉６一 の焼成条件が得られている。排気ファン５による高温カ
スの排気量を変化さセることにより、昇温率を自由に変
化させることができる。その結果、焼成ずへき例えばセ
ラミックハニカム成形体におジノる成形助剤の分解温度
伺近のｙ温速度を遅くすることができ、成形助剤の分解
に起因する成形体の内部と外部との温度差をなくすこと
ができる。

第３図は本発明の焼成方法を実施する１−ンネル炉の他
の例を示す概念図である。第３図に示す実施例において
、第２図に丞ず実施例と同一部月には同一の符号を（＝
Ｊ−Ｌ、その説明を省略する。第３図に示す実施例にお
いて第１図に示す実施例と異なる点は、排気ファン５に
より排気された予熱体１の高温部の高温ガスを、温度調
節器７を介して予熱’：ｊ）　ｌの低温部へ供給するよ
う構成した点である。

このように構成することにより、上述した実施例におい
て、排気ファン５により多量の燃焼ガスを炉外に１ノ［
出する場合、即ち成形助剤の分解温度までの昇温率をよ
り小さくする場合、入Ｉ」側の排気ファン４側への循環
ガス量が少なくなり、該循環ガスは高温であるため、炉
上側が高温となり炉底側は温度差が生ずることになる。

本実施例では、排気ファン５により排気された燃焼ガス
を予熱帯に導入することにより予熱帯が温度均一・とな
る−方、上述した実施例と比べて、高温の排気ガスを有
効に再利用できるとともに、温度調節器７により供給す
るガスの温度を変えさらには供給量を変えることにより
、１−ンネル炉全体の熱量を考えたとき全体の熱量をへ
らずことなく所定のヒー）・カーブを達成することがで
きる。

本発明は上述した実施例にのみ限定されるものではなく
、幾多の変形、変更が可能である。例えば、上述した実
施例では排気ファンをそれぞれ１個ずつ設けたが、その
数は１個に限定されるものでないことはいうまでもない
。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明のセラミックス
の焼成方法によれば、成形助剤の熱分解が緩やかに進行
するので焼成割れ、変形が生じず、また本発明のトンネ
ル炉は、予熱帯の出口側の高温部に排気ファンを設け、
この排気ファンから所定量の高温カスを排気することに
より、焼成時の所望の焼成条件を達成することができる
。その結果、焼成中の成形体の内部と外部との温度差を
なくし、焼成後クラックの発生のない製品を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明のセラミックスの焼成法の一実施例を示
す焼成条件図、 第２図は本発明の一実施例であるＩ・ンネル炉の側面図
、 第３図は本発明の焼成方法を実施するＩ・ンネル炉の他
の例の構成を示す概念図、 第４図は従来の焼成法を実施するトンネル炉の一例の構
成を示す概念図、 第５回は第４図に示ずトンネル炉のヒートカーブの一例
を示すグラフ、 第６図は従来法における焼成体の内部と外部の温度差を
示すグラフである。 ■・・・予熱帯　　　　　　２・・・焼成帯３・・・余
熱帯　　　　　　４，５・・・排気ファン６・・・バー
ナー　　　　　７・・・温度調節器特許出願人　　日木
碍子株式会社 代理人弁理士　　杉　村　暁　秀 同　　弁　　理　　士　　　　杉　　　利　　　興　　
　作−１〇　− 晴間 時開

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．セラミックス成形体の成形助剤の分解温度までの昇
   温速度を、該分解温度から焼結温度までの昇温速度より
   緩やかにすることを特徴とするセラミックスの焼成方法
   。
2. ２．予熱帯、焼成帯および余熱帯から構成され焼成帯に
   設けられた燃焼バーナからの燃焼ガスを予熱帯入口に設
   けられた排気手段により炉外に排気するトンネル炉にお
   いて、前記予熱帯の出口側の高温部に燃焼ガスを炉外に
   排気する排気管を設けたことを特徴とするトンネル炉。
3. ３．排気管が予熱帯に接続されている請求項２記載のト
   ンネル炉。