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セラミック加工

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脱脂工程の最適化とは?課題と対策・製品を解説

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焼成技術における脱脂工程の最適化とは?

セラミック製品の製造プロセスにおいて、焼成前の脱脂工程は、成形時に使用された有機バインダーや可塑剤などを除去する重要な工程です。この工程が不十分だと、焼成時に欠陥が発生し、製品の品質低下や歩留まりの悪化につながります。脱脂工程の最適化は、これらの問題を未然に防ぎ、高品質なセラミック製品を安定的に生産するために不可欠です。

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セラミック焼成炉
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株式会社成田製作所で行った「セラミック焼成炉」の
製作事例についてご紹介いたします。

熱源はガス、処理温度は1600℃以上。脱脂から焼成まで行い、
煙突部のアフターバーナでバインダーを焼却。

当社では、工業用ガスバーナーや各種熱処理炉、乾燥炉、
それらに付随する加工用設備や投入搬送装置、各種省力化
装置などを、ご要望に応じた特注品の設計製造を中心に
事業を営んでいます。

【事例概要】
■熱源:ガス
■処理温度:1600℃以上
■用途:セラミック焼成
■特長:脱脂から焼成まで対応

※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。

低残渣(低カーボン低灰分)、低温分解のセラミックス焼成バインダー
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共栄社化学株式会社では、3-4μmのグリーンシート作成可能でジヒドロターピネオールへの
溶解性低く、シートアタック抑制のセラミックス成形用アクリルバインダー
『オリコックスシリーズ』を取り扱っております。

ペースト用で低温分解性 300°Cで分解終了 (窒素雰囲気下)の「オリコックス #2434T」
をはじめ、シート成形用の「オリコックス #2803S」をラインアップ。

その他、スクリーン印刷用糸曳き改善アクリルバインダー「オリコックス#2804E」も
ご用意しています。

【特長】
■当社アクリルポリマーは低温分解 残炭無し
■低温分解性 300°Cで分解終了(#2434T)
■高膜強度 引張強さが65MPa(#2803S)

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

連続炉『トンネルキルン(マイティキルン)』
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『トンネルキルン』は、予熱帯・焼成帯・冷却帯から成るトンネル形と
なっている連続炉です。

製品を積載した台車が炉内を通過することにより、所定の温度で処理します。
熱効率が高く、生産量が安定している場合に好適。

また、パッケージ工法による納期の短縮化を実現します。

【特長】
■脱脂ゾーンを設置
■温度コントロールを細分化し、炉内温度分布の均一化を実現
■パッケージ工法による納期の短縮化を実現
■集中管理システム導入による台車ごとに焼成温度を管理
■キャスタブルの一体成型台車によるメンテナンス軽減を実現

※詳しくは関連リンクページをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

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焼成技術における脱脂工程の最適化

焼成技術における脱脂工程の最適化とは?

セラミック製品の製造プロセスにおいて、焼成前の脱脂工程は、成形時に使用された有機バインダーや可塑剤などを除去する重要な工程です。この工程が不十分だと、焼成時に欠陥が発生し、製品の品質低下や歩留まりの悪化につながります。脱脂工程の最適化は、これらの問題を未然に防ぎ、高品質なセラミック製品を安定的に生産するために不可欠です。

​課題

不均一な脱脂による品質ムラ

成形体の厚みや密度が不均一な場合、脱脂の進行度に差が生じ、製品全体で品質にばらつきが発生する。

脱脂不足による焼成欠陥

有機物が完全に除去されないまま焼成されると、ガス発生による気孔や亀裂、表面の変色などの欠陥が生じ、製品強度が低下する。

過剰な脱脂による強度低下

必要以上に高温・長時間で脱脂を行うと、成形体が脆くなり、取り扱い時や焼成時に破損しやすくなる。

脱脂時間の長期化による生産性低下

脱脂工程に時間がかかりすぎると、全体の生産サイクルが遅延し、コスト増加につながる。

​対策

精密な温度・時間管理

成形体の特性や使用するバインダーの種類に合わせて、昇温速度、保持温度、保持時間などを細かく設定・制御する。

雰囲気制御による効率化

酸素濃度やガス種を調整し、有機物の分解・除去を促進する雰囲気で脱脂を行うことで、効率を高める。

成形体の均質化

成形工程での密度や厚みの均一性を高めることで、脱脂ムラを低減し、品質の安定化を図る。

リアルタイムモニタリング

脱脂中のガス発生量や温度分布などをリアルタイムで監視し、異常を早期に検知してプロセスを調整する。

​対策に役立つ製品例

高精度温度制御焼成炉

プログラム可能な温度制御機能と均一な熱分布により、精密な脱脂条件を実現し、品質ムラや焼成欠陥を抑制する。

ガス雰囲気制御システム

脱脂炉内の酸素濃度やガス組成を最適に制御することで、有機物の効率的な分解・除去を促進し、脱脂時間を短縮する。

成形プロセス最適化支援

成形時の材料配合や成形条件の最適化により、成形体の均質性を向上させ、脱脂工程の負荷を軽減する。

プロセス監視・分析ソフトウェア

脱脂工程のデータを収集・分析し、最適な条件設定や異常検知を支援することで、生産性と品質の向上に貢献する。

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