(57)【要約】【課題】衛生陶器生素地の乾燥過程において、生素地の含水率が不均一であることによる乾燥収縮時の内部応力を減少させることと、本乾燥室からの排気を回収し防乾燥室で再利用し、エネルギーロスを減少させること。【解決手段】鋳込み成形して脱型後に得られた衛生陶器の生素地が乾燥されるまでの過程において、前記生素地の収縮が止まる含水率に低下するまで高湿度の条件下で緩やかに乾燥する徐乾燥段階と、前記生素地の含水率が略零に低下するまで高温低湿度の条件下で急速に乾燥させる本乾燥段階の前段階として、生素地の含水率が衛生陶器全体で略同一となるように前記徐乾燥段階よりもさらに高湿度の条件下で保持する防乾燥段階を設けた乾燥方法の提供。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳込み成形して脱型後に得られた衛生陶器の生素地が乾燥されるまでの過程において、前記生素地の収縮が止まる含水率に低下するまで高湿度の条件下で緩やかに乾燥する徐乾燥段階と、前記生素地の含水率が略零に低下するまで高温低湿度の条件下で急速に乾燥させる本乾燥段階の前段階として、生素地の含水率が衛生陶器全体で略同一となるように前記徐乾燥段階よりもさらに高湿度の条件下で保持する防乾燥段階を設けたことを特徴とする衛生陶器生素地の乾燥方法。
【請求項２】
前記防乾燥段階において、高湿度の条件とするために加湿する方法は、前記本乾燥段階で前記生素地から蒸発した水分を含む排気を回収利用し、防乾燥段階に最適な湿度を供給するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の衛生陶器生素地の乾燥方法。
【請求項３】
衛生陶器生素地を載置するパレットとこれを連続的に搬送する手段とこれらの温度・湿度を調整する手段を備えた乾燥装置であって、前記乾燥装置は防乾燥室、徐乾燥室、本乾燥室の３室から構成されることを特徴とする衛生陶器生素地の乾燥装置。
【請求項４】
前記本乾燥室から回収した排気が前記防乾燥室に供給されるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の衛生陶器生素地の乾燥装置。
【請求項５】
前記防乾燥室内には温度センサー及び湿度センサーを備え、前記温度センサーにより前記防乾燥室に接続された排気ダクトのダンパーを開閉して温度制御を行い、前記湿度センサーにより前記防乾燥室に接続された吸気ダクトのダンパーを開閉して湿度制御を行うことを特徴とする請求項３または４に記載の衛生陶器生素地の乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衛生陶器を焼成する前の生素地を乾燥する方法及びその装置に関して、湿度が高く均一な水分を含む空気を効率的に安定して供給することにより生素地に不均一収縮が起こらないようにした乾燥方法及び乾燥装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、衛生陶器の生素地を乾燥させる工程の中で、生素地を急速に乾燥させる本乾燥の工程の前に、乾燥初期収縮を抑制させるために乾燥室内の湿度を高く保つ徐乾燥の工程が必要であり、その方法として別途加湿器を設け、エアーと水を混合させ徐乾燥室中に散布することにより高い湿度を確保していた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１２４８４９号公報（第４頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
衛生陶器の生素地は、乾燥過程において内部の応力を最小限に抑えられるように、本乾燥工程の前に高温多湿の状態で一定時間待機させる徐乾燥工程が必要である。しかし、衛生陶器生素地は鋳込み成形して脱型した直後よりその表面から乾燥が始まってしまい、衛生陶器の形状や構造によっては徐乾燥工程に入る前に生素地の表面と内部との間で含水率が不均一になってしまうことがあった。生素地の含水率が不均一な状態で徐乾燥工程、本乾燥工程を順に行うと、乾燥中の生素地には不均一収縮が生じ、不均一収縮が大きいと生素地にクラックが発生してしまうという問題がある。すなわち、従来のように本乾燥工程の前に徐乾燥工程を設けただけでは不十分であった。
【０００５】
また、従来の加湿器による湿度確保方式では、▲１▼加湿器の設置による設備費がかかること、▲２▼加湿器から出る水（霧）は粒子が粗く、直接衛生陶器の生素地に触れると表面に水滴が付着し表面を侵してしまうことといった課題があった。
【０００６】
本発明の目的は、衛生陶器生素地の乾燥過程において、生素地の不均一収縮によるクラックをより一層防止する乾燥方法と共に、従来屋外に放出していた適度な温度と湿度を有する空気を再利用して、乾燥初期に必要な雰囲気を安価に安定して得られる乾燥装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、鋳込み成形して脱型後に得られた衛生陶器の生素地が乾燥されるまでの過程において、前記生素地の収縮が止まる含水率に低下するまで高湿度の条件下で緩やかに乾燥する徐乾燥段階と、前記生素地の含水率が略零に低下するまで高温低湿度の条件下で急速に乾燥させる本乾燥段階の前段階として、生素地の含水率が衛生陶器全体で略同一となるように前記徐乾燥段階よりもさらに高湿度の条件下で保持する防乾燥段階を設けたことを特徴とする衛生陶器生素地の乾燥方法を提供する。
【０００８】
衛生陶器生素地は鋳込み成形して脱型した直後よりその表面から乾燥が始まってしまい、大型で複雑形状のものが多い衛生陶器はその形状や構造によって、例えば外気に接した表面と袋構造になった内側表面との間では、徐乾燥段階に入る前の時点で、衛生陶器生素地の各部分の含水率が不均一になっていることが多い。ここで、徐乾燥段階に入る前に、各部分の含水率が不均一である衛生陶器生素地を高湿度の雰囲気下において一定時間待機させておくことにより、前記衛生陶器生素地の全体を略均一な含水率とすることが可能となる。この略均一な含水率となった衛生陶器生素地を、徐乾燥段階において収縮が止まる含水率に低下するまで高湿度、緩風の条件下で徐々に乾燥させることにより、前記衛生陶器生素地は略均一な収縮をするようになり、乾燥中にクラックが発生するようなことが無くなる。徐乾燥段階が終了した後は収縮が止まっているので、本乾燥段階において、温度を高温に上げる一方、湿度を低下させかつ強風の条件下で急速に乾燥させることにより、含水率が略零に低下した衛生陶器の乾燥素地が得られる。このように、徐乾燥段階および本乾燥段階の前段階として防乾燥段階を設けることにより、衛生陶器生素地の乾燥時におけるクラック発生をより一層防止することが可能となる。
【０００９】
本発明の好ましい態様においては、前記防乾燥段階において、高湿度の条件とするために加湿する方法は、前記本乾燥段階で前記生素地から蒸発した水分を含む排気を回収利用し、防乾燥段階に最適な湿度を供給するようにする。
【００１０】
本乾燥段階において衛生陶器生素地を乾燥する際には、湿度の高い空気が発生する。この湿度の高い空気を屋外へ放出せず、均一な湿度の高い雰囲気を持った循環空気として回収し、衛生陶器生素地全体の含水率が一定となるようにするための空間（防乾燥室）へ供給することにより、防乾燥段階においては、▲１▼新たに加湿器を設置するための設備費が不要となり、▲２▼加湿器から出る水（霧）により衛生陶器生素地表面が水滴で侵されてしまうことが無くなり、▲３▼常温の水を霧化して加湿しないので室内の温度が下がることが無く、▲４▼撹拌装置のない空間でも湿度を均一とすることができ、▲５▼本乾燥段階の排気を屋外に放出しないので廃熱ロスが無くなる。このようにすることで、防乾燥段階では温度と湿度が最適な状態の環境を安定して提供することが可能となる。
【００１１】
また、本発明では、衛生陶器生素地を載置するパレットとこれを連続的に搬送する手段とこれらの温度・湿度を調整する手段を備えた乾燥装置であって、前記乾燥装置は防乾燥室、徐乾燥室、本乾燥室の３室から構成されることを特徴とする衛生陶器生素地の乾燥装置を提供する。
【００１２】
乾燥装置が防乾燥室、徐乾燥室、本乾燥室の３室から構成されるようにすることにより、防乾燥室においては、各部分の含水率が不均一である衛生陶器生素地を高湿度の雰囲気下において一定時間待機させておくことにより、含水率の高い部位からは少ない部分に水分が移動し、また、表面の含水率の低くなった部分には、雰囲気中の水分が含浸することで、前記衛生陶器生素地の全体を略均一な含水率とすることが可能となり、徐乾燥室においては、この略均一な含水率となった衛生陶器生素地を、収縮が止まる含水率に低下するまで徐々に乾燥させることができ、本乾燥室においては、含水率が略零に低下した衛生陶器の乾燥素地が得られるようになる。
【００１３】
本発明の好ましい態様においては、前記本乾燥室から回収した排気が前記防乾燥室に供給されるようにする。
【００１４】
そうすることにより、本乾燥室から衛生陶器生素地を乾燥する時に発生する水分を多く含んだ空気を排気放出せず、循環ファンで回収し防乾燥室に吹き込み、湿度の高い雰囲気を従来の加湿装置を使うこと無しに、均一安定した水分を持つ空気を提供することができるようになるので好適である。
【００１５】
本発明の好ましい態様においては、前記防乾燥室内には温度センサー及び湿度センサーを備え、前記温度センサーにより前記防乾燥室に接続された排気ダクトのダンパーを開閉して温度制御を行い、前記湿度センサーにより前記防乾燥室に接続された吸気ダクトのダンパーを開閉して湿度制御を行うことようにする。
【００１６】
防乾燥室に本乾燥室より回収し吹き込まれた空気を一定の温度と湿度に制御する方法として、室内に温度センサーを取付け、防乾燥室の排気ダクトに設置された温度制御ダンパーを温度コントローラーにて制御し、要求する温度を提供することができる。また湿度を制御する方法として、室内に湿度センサーを取付け循環ファンの吹出し側に、吹き込み量を調整する湿度コントロールダンパーを湿度コントローラーにて制御し、要求する湿度を提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、衛生陶器の乾燥設備全体の構成を示した図であり、衛生陶器生素地を乾燥させる前に高温多湿の雰囲気を与え衛生陶器生素地内に有する含水率の差をなくして略同一にするための防乾燥室１と、収縮時に発生する応力を緩和させながら乾燥させる徐乾燥室２と、含水率を略零まで乾燥させるための本乾燥室３との位置関係を明確に表すものである。
【００１８】
鋳込み成形して脱型後に得られた衛生陶器の生素地（図示せず）は、パレット（図示せず）に載置され、防乾燥室１に搬送され、その後徐乾燥室２に移送され、最後に本乾燥室３へと移送される。本乾燥室３に設けられたダクトに接続された排気ファン５によって、衛生陶器の生素地から発生した水蒸気を含んだ高温高湿の空気が回収される。このときの空気の温度は、４０〜５０℃で防乾燥室の温度を設定範囲内（通常、温度３４〜３８℃位）に制御できる温度となっているため、ヒータによる再加熱は、特に必要ない。なお、湿度は、７０％近い状態となっていて、防乾燥室に供給される温度では９０〜８５％の湿度となる。また、水蒸気は空気中に略均一に分散した状態なので、湿度の制御がし易いという利点がある。この回収された高温高湿の空気は、前記排気ファン５の先に接続された循環ファン６によって、防乾燥室１に送られるようになっている。徐乾燥室２に設けられたダクトに接続された熱風発生器４によって、乾燥に必要な温度が供給されるようになっている。前記水蒸気中の水分は、いわゆる蒸留水であり、不純物の少ない水であるので、衛生陶器生地への悪影響はない。また、回収された上記空気の流路である配管は、全て断熱を施して、温度が低下して均一に分散している水蒸気が凝集して水滴として配管内に付着しないようにしている。
【００１９】
各乾燥室の衛生陶器生素地の設定される含水率は、次のように設定される。まず、防乾燥室は、成形後の放置による乾燥、接着工程など他の工程を経る間での乾燥によって、表面など部分的に乾燥してしまう衛生陶器生素地が、失った水分を補給して、成形直後の均一な含水率までに戻すことが望ましいので、試験品により成形直後の含水率を測定し、これを放置して含水率を低下させた後乾燥室に投入して得られた含水率と時間との関係から、保持時間と温度・湿度の条件設定を行なう。次の除乾燥室では、収縮による欠陥の発生を防ぐために比較的時間を掛けて、収縮停止含水率まで水分量を調整する。この収縮停止含水率についても、素地組成によって変動するので、前工程同様試験品を利用して設定する。その後の本乾燥は、収縮が停止しているので、急速に乾燥しても欠陥の発生を回避できるので、含水率が略零になるまで乾燥させる。
【００２０】
図２は、本乾燥室からの湿度の高い雰囲気の空気を防乾燥室に取り込むためのファン、ダクト、コントロールダンパー、検出器（センサー）、制御装置の関係を明確に表すものである。本乾燥室から回収された、衛生陶器の生素地から発生した水蒸気を含んだ高温高湿の空気（回収エアー）は、循環ファン６によって防乾燥室１に送られるが、防乾燥室１には湿度センサー１１が設置されており、防乾燥に適した湿度となるように、前記湿度センサー１１に接続された湿度コントローラー１０により、湿度コントロールダンパー７を制御する仕組みになっている。さらに、防乾燥室１には温度センサー１３が設置されており、防乾燥に適した温度となるように、前記温度センサー１３に接続された温度コントローラー１２により、排気ダクトの温度制御ダンパー９を制御する仕組みになっている。これらによって、防乾燥室１は一定の温度及び湿度に保たれる。
【００２１】
洋風便器の生素地の乾燥を以下に例示する。脱型直後の衛生陶器生素地の含水率は２５％前後である。洋風便器では胴部とリム部との接着等で時間がかかること、および洋風便器の袋構造になった部分の内側表面は直接外気に触れず乾燥しにくいので、防乾燥室に入る直前では部分的に含水率が数％異なった状態となっている。そこで、まず、温度３４〜３８℃、湿度９０〜８５％に制御した防乾燥室１に前記洋風便器の生素地を搬送し、８時間程度保持して前記生素地全体の含水率が２２〜２３％の一定となるようにする。次に、温度３８〜４５℃、湿度８５〜７０％に制御した徐乾燥室２に前記洋風便器の生素地を搬送し、１６時間程度保持して徐々に含水率の低下が図られる。なお、生素地の収縮が止まる含水率は衛生陶器の種類により異なるが、本例では収縮停止含水率を１８〜１９％に設定しており、含水率が１８〜１９％まで低下した後は急速に乾燥しても生素地にクラックが発生するようなことはない。そして最後に、温度４５〜６５℃、湿度７０〜２０％に制御した本徐乾燥室３に前記洋風便器の生素地を搬送し、１４時間程度保持して前記生素地の含水率が略零になるまで乾燥させる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、図３に示すように、防乾燥室１内へ一定の温度で多くの水分を含む均質な空気の供給を本乾燥室から出される排気を利用して、衛生陶器生素地１４の全体が均一な含水率となる防乾燥室の雰囲気づくりを提供することが可能となる。
【００２３】
また本発明によれば、従来の加湿装置によって防乾燥室内の湿度雰囲気を提供せず、本乾燥室から排気される水分を多く含む安定した空気を、循環エアーとして回収再利用することにより、温度と均一な湿度が供給でき且つ排気放出の際に発生するエネルギーロスを減少させ、安定した衛生陶器生素地の収縮が実現できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る乾燥設備の構成を示す全体配置図である。
【図２】本発明の本乾燥からの循環空気を回収する設備構成と制御系統との関係を示す図である。
【図３】本発明の余熱回収方式による防乾燥室内の加湿状態を示す図である。
【図４】従来技術の加湿装置方式による防乾燥室における加湿状態を示す図である。
【符号の説明】
１…防乾燥室
２…徐乾燥室
３…本乾燥室
４…熱風発生器
５…排気ファン
６…循環ファン
７…湿度コントロールダンパー
８…回収空気の吹出し口
９…温度制御ダンパー
１０…湿度コントローラー
１１…湿度センサー
１２…温度コントローラー
１３…温度センサー
１４…衛生陶器生素地
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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