(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
銀粘土成形体を固形アルコール燃料の炎により加熱し焼結することを特徴とする銀粘土の焼結方法。
【請求項２】
銀粘土成形体を網の上に置き、銀粘土成形体に固形アルコール燃料の炎を下から当てることにより加熱し焼結することを特徴とする銀粘土の焼結方法。
【請求項３】
前記銀粘土成形体および固形アルコール燃料の炎は、断熱材壁で覆われた状態に保持して焼結することを特徴とする請求項１または２記載の銀粘土の焼結方法。
【請求項４】
少なくとも側壁に空気穴が設けられている有底燃焼筒部と、前記有底燃焼筒部の上端に被せて有底燃焼筒部の上端開口部に嵌め合うことができる下端開口部を有する燃焼蓋部とからなる銀粘土焼成装置であって、前記有底燃焼筒部の上端開口部には網がはめ込み可能となっており、さらに前記下端開口部を有する燃焼蓋部は天井に排気穴を設けた屋根が設けられていることを特徴とする銀粘土焼成装置。
【請求項５】
請求項４記載の有底燃焼筒部および燃焼蓋部は、それぞれ複数部分に分割可能であることを特徴とする銀粘土焼成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、銀粘土成形体を手軽に焼結する方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、銀粘土は、純銀粉末または銀合金粉末をバインダーなどと混合して得られることは知られており、この銀粘土を所定の形状に成形し乾燥して得られた銀粘土成形体を温度制御可能な電気炉またはガス炉に装入して加熱し焼結することにより装飾品などを作製している。
前記電気炉またはガス炉は比較的大型であり多数の作品を同時に焼結するには最も適した焼結装置であるが、製作者が個人で準備するのは難しい。したがって、近年、銀粘土成形体をマイクロ波を吸収して発熱する焼結ボックス中に入れ、これを家庭用電子レンジの中に装入して焼結する家庭用電子レンジを使用した焼結方法が提案されている。しかし、家庭用電子レンジを使用した焼結方法はマイクロ波を吸収して発熱する特殊な焼結ボックスを用意しなければならず、依然として利便性にかけるとともに、温度制御が難しく、燒結ボックス内の加熱状態の観察が困難で、時には融点以上に過熱されて銀粘土焼成体が融けてしまうこともあった。
そこで、近年、銀粘土成形体にガスバーナー炎を直接に当てることにより焼結する銀粘土の焼結方法が提案されている（特開２００−８０４０４参照）。この方法によると、ガスバーナー炎は火力を自由に調節することができ、さらに携帯型のガスボンベおよびガスコンロを用意するだけで銀粘土成形体をいかなる場所においても焼結することができるという利便性がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記ガスバーナーを用いて銀粘土成形体を焼成する方法は、ガスバーナーは原則として開放状態で使用するものであるから、銀粘土成形体をガスバーナーの炎により加熱して焼成しようとするとガスバーナーの炎が見える状態で焼成作業が行なわれ、ガスバーナーの炎は調節可能ではあるもののガスバーナーの炎は衝撃的に着火することが多く、一般の女性にはガスバーナーに対する恐怖心が生まれて銀粘土の購買意欲を起こさない。耐火物製焼成容器の中でガスバーナーの炎により加熱して焼成することも提案されているが、ガスバーナーを動かしながら銀粘土成形体を焼成するにはのぞき穴からガスバーナーの炎を見ながら焼成を行なわなければならず、耐火物製焼成容器内の焼成スペースをかなり大きくしなければ作業性が悪く、大きな耐火物製焼成容器の設置に労力がかかり、また焼成終了後に耐火物製焼成容器を収納するためのスペースも確保しなければならない。
また、ガスバーナーは、調節によってその炎の状態を自由に変更できる利便性があるものの、調節によるバーナー炎の温度を銀粘土成形体の焼結に最適な温度に調節することが難しく、バーナー炎の自由な調節は銀粘土成形体の焼結に最適な温度から外れた温度で焼結が行なわれることが多々あり、所望の多孔性を有する銀装飾品を得ることは難しかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者等は、一層手軽にしかも簡単に銀粘土を焼結できる方法を開発すべく研究していたところ、
（イ）銀粘土成形体を焼結する熱源として固形アルコール燃料の炎を使用すると、固形アルコール燃料の炎は銀粘土成形体の焼結に最適であり、この固形アルコール燃料の炎を銀粘土成形体に直接当てることにより銀粘土成形体を簡単に焼結することができる、
（ロ）固形アルコール燃料は、液体アルコール燃料のように芯を有するランプ装置を用いる必要がないので取り扱いが簡単であり、さらに固形アルコール燃料は燃焼部分の面積を円盤状に広げることができるので炎の発生する面積を広げて銀粘土成形体を十分に包むことができる炎を作ることができる、
という知見を得たのである。
【０００５】
この発明は、かかる知見に基づいてなされたものであって、
（１）銀粘土成形体を固形アルコール燃料の炎により加熱し焼結する銀粘土の焼結方法、
（２）銀粘土成形体を網の上に置き、銀粘土成形体に固形アルコール燃料の炎を下から当てることにより加熱し焼結する銀粘土の焼結方法、
に特徴を有するものである。
【０００６】
この固形アルコール燃料は、通常、比較的大きな面積を有する上下平面をもった円盤状体または円柱状体に成形されており、この比較的大きな上平面に着火して比較的大きな柔らかい炎を発生させることができ、この比較的大きな柔らかい炎で銀粘土成形体を包み込みながら焼結することができる。しかし、固形アルコール燃料の炎は微風で大きく揺らぐ欠点がある。したがって、固形アルコール燃料の炎を断熱材で覆われている焼結スペース内部で発生させ、微風による固形アルコール燃料の炎の揺らぎを防止することが一層好ましい。
したがって、この発明は、
（３）断熱材壁で覆われた状態で銀粘土成形体に固形アルコール燃料の炎を直接に当てることにより焼結する前記（１）または（２）記載の銀粘土の焼結方法、に特徴を有するものである。
【０００７】
断熱材で囲まれた焼結スペース内部に固形アルコール燃料を置き、これに着火すると、焼結スペース内部の温度は比較的早く７００℃以上に達するが８３０℃を越えることがないので、固形アルコール燃料が燃焼している間は焼結スペース内部の温度は７００〜８００℃に保たれており、この７００〜８００℃は銀粘土成形体の焼結に最適な温度範囲であるから、固形アルコール燃料を使用して銀粘土成形体を焼結するときに、特別な温度調整を行なう必要がないのである。
【０００８】
さらに、本発明者等は、前記（１）及び（２）記載の銀粘土の焼結方法を実施するための可能な限り狭い焼成スペースを有しかつ収納しやすく、しかも手軽で簡単に銀粘土を焼成することのできる装置を開発すべく研究を行なった。その結果、
（ハ）少なくとも側壁に空気穴を有する銀粘土成形体を焼成するための装置を用意し、さらに一回の焼成に必要な固形アルコール燃料を予め用意し、銀粘土焼成装置に前記固形アルコール燃料を装入した後、燃焼により発生する炎が広範囲に広がるようにし、燃焼が終了した時に銀粘土成形体の焼成が完了するようにすると、ガスバーナーで燒結するときのように、ガスバーナーを動かす空間を確保する必要がなく、狭い焼成スペースで焼成することができること、
（ニ）この狭い焼成スペースを有する銀粘土成形体を焼成するための装置は、銀粘土成形体の焼成時は蓋をして外部から見え難いようにし、焼成終了時に蓋を開けて焼成体を取り出せるようにかつ複数の構成部分からなるに設計し、使用時は構成部品を組み立てて焼成装置を作製し、銀粘土成形体の焼成終了後は分解してコンパクトにして収納すれば良いこと、
（ホ）焼成終了時は、焼成により加熱されている蓋をあけてすぐに取り出せるように蓋に加熱されない把持部を設けることが一層好ましいこと、などの知見を得たのである。
【０００９】
この発明は、かかる知見に基づいてなされたものであって、
（４）少なくとも側壁に空気穴が設けられている有底燃焼筒部と、前記有底燃焼筒部の上端に被せて有底燃焼筒部の上端開口部に嵌め合うことができる下端開口部を有する燃焼蓋部とからなる銀粘土焼成装置であって、前記有底燃焼筒部の上端開口部には網がはめ込み可能となっており、さらに前記下端開口部を有する燃焼蓋部は天井に排気穴を設けた屋根が設けられている銀粘土焼成装置、
（５）少なくとも側壁に空気穴が設けられている有底燃焼筒部と、前記有底燃焼筒部の上端に被せて有底燃焼筒部の上端開口部に嵌め合うことができる下端開口部を有する燃焼蓋部とからなる銀粘土焼成装置であって、前記有底燃焼筒部の上端開口部には網がはめ込み可能となっており、さらに前記下端開口部を有する燃焼蓋部は筒状把持部と天井に排気穴を設けた屋根を有しており、屋根は筒状把持部の内側に一体に設けられている銀粘土焼成装置、
（６）前記（４）または（５）記載の有底燃焼筒部および燃焼蓋部は、それぞれ分割可能である銀粘土焼成装置、に特徴を有するものである。
【００１０】
前記有底燃焼筒部および燃焼蓋部は断面が円形であり、有底燃焼筒部は有底の円筒形を有していることが好ましいが、有底燃焼筒部の断面形状は特に限定されるものではなく、楕円筒形、多角筒形を有していても良い。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の銀粘土の焼結方法を実施するための焼結装置を図面に基づいて具体的に説明する。図１は断熱材で作られたこの発明の銀粘土燒結装置の一例を示す断面図であり、この燒結装置は少なくとも側壁に空気穴７が設けられている有底燃焼筒部１５と、前記有底燃焼筒部１５の上端に被せて有底燃焼筒部の上端開口部に嵌め合うことができる下端開口部を有する燃焼蓋部２０とで構成されている。有底燃焼筒部１５は断熱耐火物からなるリング状上囲い３、断熱耐火物からなるリング状台囲い５および台１２に分割可能であり、一方、燃焼蓋部２０は断熱耐火物からなるリング状下囲い４および断熱耐火物からなる排気穴１４を有する円錐台筒形状の屋根６に分割可能となっている。
有底燃焼筒部１５および燃焼蓋部２０はいずれも耐熱材で作られることが好ましく、耐熱材としてステンレス鋼などの耐熱合金を用いることが可能であるが、断熱性を必要とするところからムライト、アルミナ、マグネシア、ジルコニヤ、シリカ、陶器などのセラミックスを用いることが好ましく、その中でもムライトがコスト的にも最も好ましい。
さらに図１において、１は銀粘土成形体、２は網である。この網２は、ステンレス鋼などの耐熱合金からなる網、網に耐火物をコーティングしたコーティング網、セラッミックス製網など耐熱性に優れた網であればいかなる網であっても良い。有底燃焼筒部１５の上囲い３の上端には網２をはめ込むことのできる窪み９が設けられており、また台囲い５の上端には網２´をはめ込むことのできる窪み９´が設けられている。さらに上囲い３および台囲い５には少なくとも２個の空気導入用の空気穴７がそれぞれ上囲い３および台囲い５の側壁に対抗して設けられており、さらに台１２には台囲い５を固定するリング状突起８が設けられており、台囲い５はリング状突起８にはめ込んで着脱自在に固定できるようになっている。
【００１２】
かかる燒結装置を用いて銀粘土を焼結するには、まず、断熱耐火物からなる台１２の中心部に受け皿１０を載置し、台囲い５を台１２のリング状突起８にはめ込んで固定し、台囲い５の上端の窪み９´に網２´をはめ込み、網２´の上に固形アルコール燃料１１を置き、台囲い５の上に上囲い３を載置し、上囲い３の上端の窪み９に網２を載置し、上囲い３の上端に下囲い４を載せ、さらに下囲い４の上に屋根６を載せることにより焼結装置を組み立てる。受け皿１０は微量の灰などを受けるためのものである。また網２、２´はそれぞれ上囲い３の上端および台囲い５の上端に設けられた凹み９、９´に収めるように載置すると安定するので一層好ましいが、凹み９、９´は設けなくても燒結は可能である。
【００１３】
かかる状態に組み立てたのち、固形アルコール燃料１１に着火し焼結すると、台囲い５の側壁に設けられた空気穴７から供給された空気は煙突作用により上昇し、網２´を通って整流化され、固形アルコール燃料１１の炎１３の方向性を一定にして銀粘土成形体１を均一に加熱し、燒結することができる。図１に示される焼結装置は有底燃焼筒部１５および燃焼蓋部２０からなり、有底燃焼筒部１５は断熱耐火物からなるリング状上囲い３、断熱耐火物からなるリング状台囲い５および台１２に分割可能であり、一方、燃焼蓋部２０は断熱耐火物からなるリング状下囲い４および断熱耐火物からなる排気穴１４を有する円錐台筒形状の屋根６に分割可能であるから、銀粘土成形体１と固形アルコール燃料１１の間隔を調整して組立てることにより比較的大型の焼結装置を作製することができ、したがって、大型の銀粘土成形体を焼成することができる。
【００１４】
図３は、この発明の銀粘土の焼結方法を実施するための他の焼結装置を示す断面説明図であり、この焼結装置は、有底燃焼筒部１５および燃焼蓋部２０で構成されている。有底燃焼筒部１５の側壁には空気を導入する空気穴７を必ず設ける必要があるが、必要に応じて着火用穴１７が設けてもよい。空気穴７は燃料部分の真横になるように設けることが好ましい。有底燃焼筒部１５および燃焼蓋部２０も耐熱材で作られることが好ましく、耐熱材としてステンレス鋼などの耐熱合金を用いることが可能であるが、断熱性を必要とするところからムライト、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、シリカ、陶器などのセラミックスを用いることが好ましく、その中でもムライトがコスト的にも最も好ましい。
【００１５】
図３に示される有底燃焼筒部１５および燃焼蓋部２０はそれぞれ一体型に成形されている。有底燃焼筒部１５の上端開口部には棚１６が設けられており、網２はこの棚１６により支持されるようになっている。この網２は、ステンレス鋼などの耐熱合金からなる網、網に耐火物をコーティングしたコーティング網、セラッミックス製網など耐熱性に優れた網であればいかなる網であっても良い。また、有底燃焼筒部１５の底１２には受け皿１０内に充填された固形アルコール燃料１１が置けるようになっている。
一方、燃焼蓋部２０は筒状把持部１８と天井に排気穴１４を設けた屋根６が筒状把持部１８の内側に一体に設けられている。そして燃焼蓋部２０は有底燃焼筒部１５の上に被せて有底燃焼筒部１５の上端開口部に燃焼蓋部２０の下端開口部が嵌め合うことができるようになっている。筒状把持部１８の上端には内側に向けて張出した縁１９を設けて筒状把持部７の強度を補強している。筒状把持部１８は屋根６の天井に設けられた排気穴１４から離れているので、銀粘土成形体を焼成する程度の加熱では筒状把持部１８ははほとんど熱くなることはない。屋根６は傾斜して形成されているのが好ましい。固形アルコール燃料により加熱された空気は排気穴１４から外部に排気されるが、屋根６は傾斜して形成されているので、ここで空気の流速が上がり、空気穴１７から新鮮な空気が供給されやすくなる。
【００１６】
次に、図３に示される焼結装置を用いてこの発明の銀粘土の焼結方法を説明する。まず、図３に示されるように、有底燃焼筒部１５の底１２に加熱源である固形アルコール燃料１１を受け皿１０内に充填して載置する。加熱源が固形アルコール燃料であると、固形アルコール燃料１１は灰などの残り滓がほとんど発生しないので後処理が簡単であり、取り扱いが簡単である。さらに固形アルコール燃料は、燃焼させて燃え尽きた時点で焼成が完了するように予め固形アルコール燃料のブロックの大きさを計算しておくことができるので、ガスボンベ、アルコールランプ、ガスバーナーなどのように燃焼を止める必要がない。
【００１７】
有底燃焼筒部１５の底１２に加熱源である固形アルコール燃料１１を載置したのち、有底燃焼筒部１５の上端開口部の棚１６に網２をはめ込み、網２の上に銀粘土成形体１を置いたのち、筒状把持部１８を有する燃焼蓋部２０を有底燃焼筒部１５の上端に積み重ねるようにして被せ、加熱源である固形アルコール燃料１１に着火用穴１７から着火する。有底燃焼筒部１５に燃焼蓋部２０を被せた状態の斜視図を図４に示した。
【００１８】
固形アルコール燃料１１が燃え尽きて銀粘土成形体１の焼成が終了したのち、燃焼蓋部２０を外し、銀粘土焼成体を取り出す。焼成終了後、銀粘土焼成装置が冷却してから燃焼蓋部２０を外して銀粘土焼成体を取り出すことができるが、この銀粘土焼成装置を構成する燃焼蓋部２０に設けられている筒状把持部１８は熱くなることがないので、焼成終了直後であっても燃焼蓋部２０を外して銀粘土焼成体を取り出すことができる。
【００１９】
実施例１
外径：１１０ｍｍ、内径：９０ｍｍ、高さ：３０ｍｍの寸法を有し、側壁に直径：１０ｍｍの空気穴を設けたムライト製台囲い、
外径：１１０ｍｍ、内径：９０ｍｍ、高さ：６０ｍｍの寸法を有するムライト製下囲い、
外径：１１０ｍｍ、内径：９０ｍｍ、高さ：６０ｍｍの寸法を有するムライト製上囲いを用意し、さらに１２メッシュのステンレス鋼製網を２枚、受け皿、２０ｇの固形アルコール燃料およびムライト製台をそれぞれ用意した。さらに市販の純銀粘土を成形し乾燥して直径：２０ｍｍ、厚さ：２ｍｍの寸法を有する純銀粘土成形体を作製した。
【００２０】
前記純銀粘土成形体および前記２０ｇの固形アルコール燃料１１を図１に示されるようにそれぞれ網２、２´の上に置いて焼結装置を組み立て、固形アルコール燃料に着火することにより固形アルコール燃料を燃焼し、発生した炎１３が純銀粘土成形体を包み込むようにして焼結を開始し、固形アルコール燃料が１０分後に燃え尽きたので純銀粘土成形体を取り出したところ純銀粘土成形体は十分に燒成されていた。
焼結開始後終了までの１０分間の焼結装置内部の純銀粘土成形体近傍における温度を測定したところ、図２に示される時間−温度分布の昇温曲線が得られた。図２から明らかなように、この焼結方法によると焼結装置内部の温度は１分３０秒で７００℃にまで上昇するところから比較的早く焼結温度に達し、７分まで７００〜８００℃を保持することができるところから、純銀粘土成形体であれば十分に焼結可能であることが確認できた。
【００２１】
実施例２
図３に示されるこの発明の組み立て式銀粘土焼成装置を構成する有底燃焼筒部１５および燃焼蓋部２０をそれぞれムライトで作製した。次に、実施例１で作製した純銀粘土成形体１を図３に示されるように有底燃焼筒部１５の上端に置かれた１２メッシュのステンレス鋼製の網１１上に置き、直径：４０ｍｍ、高さ：２０ｍｍの寸法を有する固形アルコール燃料７のブロックに着火して炎を純銀粘土成形体１に当てて加熱し焼成を開始した。固形アルコール燃料１１が燃え尽きた時点で縁１９を有する筒状把持部１８をつかんで燃焼蓋部２０を取り外し、純銀粘土成形体を取り出して、焼成されているか否かを調べたところ、焼成は十分に行なわれていた。
【００２２】
【発明の効果】
この発明の銀粘土焼成方法およびその装置によると、製作者が個人で焼成装置を組み立てることにより、少数の銀粘土成形体を手軽に簡単に焼成し貴金属装飾品を作製することができ、焼成終了後にこの発明の銀粘土焼成装置を簡単に収納することができるので便利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の銀粘土の焼結方法を示す斜視図である。
【図２】固形アルコール燃料を燃焼させることによって得られた燒結装置内部の昇温曲線である。
【図３】この発明の銀粘土焼成装置を示す断面説明である。
【図４】この発明の銀粘土焼成装置の斜視図である。
【符号の説明】
１  銀粘土成形体
２  網
２´  網
３  下囲い
４  上囲い
５  台囲い
６  屋根
７  空気穴
８  突起
９  窪み
９´  窪み
１０  受皿
１１  固形アルコール燃料
１２  台
１３  炎
１４  排気穴
１５  有底燃焼筒部
１６  棚
１７  着火用穴
１８  筒状把持部
１９  縁
２０  燃焼蓋部
【図１】
0004150891.tif 000002
【図２】
0004150891.tif 000003
【図３】
0004150891.tif 000004
【図４】
0004150891.tif 000005