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蜂窩狀結構體的乾燥方法

2023-07-10 21:22:36 3

專利名稱:蜂窩狀結構體的乾燥方法
技術領域:
本發明涉及蜂窩狀結構體的乾燥方法,具體涉及可防止在乾燥蜂窩狀結構體時未乾燥蜂窩狀結構體在乾燥前部分地乾燥及可抑制在乾燥後的蜂窩狀結構體上產生的隔壁的歪扭等變形的蜂窩狀結構體的乾燥方法。
背景技術:
在製造以陶瓷為主要成分的蜂窩狀結構體的情況下,作為通常使用的製造方法,有將含有預定的陶瓷原料、粘合劑及水的原料組成物通過擠壓成型等來形成具有成為由隔壁劃分的流體流路的多個隔室的蜂窩狀構造的結構體(蜂窩狀結構體),並用熱風或電磁波(高頻波)乾燥該蜂窩狀結構體,然後燒制已乾燥蜂窩狀結構體而成為陶瓷製的蜂窩狀結構體的方法。
雖然陶瓷製的蜂窩狀結構體用於汽車的尾氣淨化用、催化劑載體等,但是,近年來其隔室的隔壁存在薄壁化的傾向,且在上述蜂窩狀結構體的乾燥時隔壁和外壁易發生變形和破裂。為防止此類變形和破裂,進行用高頻加熱來乾燥以比用熱風來乾燥更均勻地整體乾燥。用高頻加熱來乾燥是通過使可加熱水的高頻帶電磁波(高頻)向蜂窩狀結構體照射來將水加熱、蒸發以乾燥蜂窩狀結構體的方法。但是,即使是用此類高頻加熱來乾燥,例如,在上述陶瓷製的蜂窩狀結構體的製造工序中,在用原料組成物成型蜂窩狀結構體並對其乾燥時,將已成型蜂窩狀結構體放置於載物臺上,在放置於載物臺的狀態下將蜂窩狀結構體運入乾燥裝置進行加熱,在乾燥後將蜂窩狀結構體從載物臺上取走,在該載物臺上重新放置已成型的未乾燥蜂窩狀結構體並乾燥蜂窩狀燒結體,反覆使用載物臺,也存在乾燥後的蜂窩狀結構體的隔壁部分變形的問題。
另一方面,為防止通過高頻加熱乾燥蜂窩狀結構體時的隔壁變形和外壁破裂的產生,提出了通過使乾燥裝置內高溼度化來調整蜂窩狀結構體的乾燥狀態的方法(例如,參照專利文獻1特開2002-283329號公報)。在該方法中,隨著使乾燥裝置內高溼度化,放置蜂窩狀結構體的運送託盤(載物臺)上有時存留水分,雖然提出了通過用預定的多孔質陶瓷來製作運送託盤以排除水分的方法,但是即使通過該方法在反覆使用運送託盤時也難以防止蜂窩狀結構體的隔壁部分的變形等。
如上所述,反覆使用載物臺所引起的乾燥後的蜂窩狀結構體的隔壁部分變形,是因為用於乾燥的載物臺在乾燥時被加熱而變熱,所以在接下來將未乾燥的蜂窩狀燒結體放置於該載物臺上時,接觸未乾燥蜂窩狀燒結體的熱載物臺的部分附近被部分加熱且被乾燥。這樣,如果未乾燥蜂窩狀結構體部分乾燥,則其乾燥部分的隔壁部分收縮引起其隔壁的變形等。

發明內容
本發明是鑑於上述問題而提出的,其目的是提供在幹蜂窩狀結構體時可防止未乾燥蜂窩狀結構體在乾燥前在載物臺上部分地乾燥,可抑制乾燥後的蜂窩狀結構體上產生隔壁的歪扭等變形的蜂窩狀結構體的乾燥方法。
為實現上述目的,由本發明提供了以下的蜂窩狀結構體的乾燥方法。
(1),一種蜂窩狀結構體的乾燥方法,是在將用含有陶瓷原料、粘合劑和水的原料組成物成型為蜂窩形狀的多個未乾燥的蜂窩狀結構體(未乾燥蜂窩狀結構體)放置於載物臺上的狀態下,使上述未乾燥蜂窩狀結構體在具備高頻加熱機構的加熱氣氛的乾燥裝置內從其入口通過直到出口,將上述未乾燥蜂窩狀結構體用高頻加熱來乾燥而成為乾燥蜂窩狀結構體,在將通過上述乾燥裝置出口的上述乾燥蜂窩狀結構體從上述載物臺上取下的同時,將上述載物臺從上述乾燥裝置的出口循環地運送到入口,並重複在循環回到上述乾燥裝置入口的上述載物臺上放置新成型的上述未乾燥蜂窩狀結構體的操作的蜂窩狀結構體的乾燥方法,在將在上述乾燥裝置內加熱的上述載物臺循環回到上述乾燥裝置入口前,冷卻到不滿上述未乾燥蜂窩狀結構體的凝膠化溫度,在已冷卻的上述載物臺上放置新成型的上述未乾燥蜂窩狀結構體並通過上述乾燥裝置內,防止在將上述未乾燥蜂窩狀結構體放置於上述載物臺時,與上述載物臺接觸的部分及其周邊部分(接觸部分)因被上述載物臺部分地加熱而部分地變形。
(2),根據(1)所述的蜂窩狀結構體的乾燥方法,在將放置於上述載物臺上的上述乾燥蜂窩狀結構體從上述載物臺上取下後,在將上述載物臺冷卻到不滿上述未乾燥蜂窩狀結構體的凝膠化溫度時,向上述載物臺吹30℃或其以下的冷風進行冷卻。
(3),根據(1)所述的蜂窩狀結構體的乾燥方法,在將放置於上述載物臺上的上述乾燥蜂窩狀結構體從上述載物臺上取下後,在將上述載物臺冷卻到不滿上述未乾燥蜂窩狀結構體的凝膠化溫度時,向上述載物臺用30℃或其以下的水噴霧,然後向上述載物臺吹冷風進行冷卻。
(4),根據(1)-(3)中任一項所述的蜂窩狀結構體的乾燥方法,將上述未乾燥蜂窩狀結構體在上述乾燥裝置內通過高頻加熱來乾燥,在使未乾燥蜂窩狀結構體成為乾燥蜂窩狀結構體後,在上述乾燥裝置內或乾燥裝置外的熱風乾燥室內向上述乾燥蜂窩狀結構體吹熱風以進一步乾燥,將上述乾燥蜂窩狀結構體從上述熱風乾燥室運出,然後將放置於上述載物臺上的乾燥蜂窩狀結構體從載物臺上取下。
(5),根據(1)-(4)中任一項所述的蜂窩狀結構體的乾燥方法,上述載物臺具有當放置上述蜂窩狀結構體時在與上述蜂窩狀結構體相接的面(承載面)上在大體垂直方向上的多個通孔,在上述承載面上,上述通孔的開口率形成為50%或其以上。
(6),根據(1)-(5)中任一項所述的蜂窩狀結構體的乾燥方法,上述載物臺的材質是堇青石成分中的至少一種。
(7),根據(6)所述的蜂窩狀結構體的乾燥方法,上述載物臺的材質是氧化鋁。
(8),根據(1)-(5)中任一項所述的蜂窩狀結構體的乾燥方法,上述載物臺的材質是軟化溫度超過130℃的有機物。
(9),根據(1)-(8)中任一項所述的蜂窩狀結構體的乾燥方法,上述高頻加熱中使用的電磁波的頻率是10-10000MHz。
根據本發明的蜂窩狀結構體的乾燥方法,由於使在乾燥裝置內加熱的載物臺循環回到乾燥裝置的入口前,將其冷卻到不滿未乾燥蜂窩狀結構體的凝膠化溫度,並在冷卻的載物臺上放置新成型的未乾燥蜂窩狀結構體,所以在將新成型的未乾燥蜂窩狀結構體放置於載物臺上時,可防止與未乾燥蜂窩狀結構體的載物臺接觸的部分及其周邊(接觸端部)由載物臺加熱並乾燥,從而可防止未乾燥蜂窩狀結構體的接觸端部的收縮、變形。


圖1是示意本發明的蜂窩狀結構體的乾燥方法的實施方式中所使用的蜂窩狀結構體的乾燥系統的俯視圖。
圖2是示意本發明的蜂窩狀結構體的乾燥方法的實施方式中所使用的乾燥裝置的剖視圖。
圖3是將本發明的蜂窩狀結構體的乾燥方法的實施方式中所使用的冷卻裝置用與其中心軸方向(載物臺的前進方向)垂直的平面所切斷的剖視圖。
圖4是表示將蜂窩狀結構體放置於載物臺的狀態的剖視圖。
圖中1-乾燥裝置 2,2a-傳送帶 3-冷卻裝置4-擠壓成型機 5-乾燥裝置入口6-乾燥裝置出口10-未乾燥蜂窩狀結構體11-乾燥蜂窩狀結構體2-載物臺 12a-載物部12b-基部13-向下一工序輸送的蜂窩狀結構體 14-蜂窩狀結構體21-乾燥室22-電磁波產生器 24-外框部25-屋頂部26-頂板部 31-熱風乾燥室32-熱風產生 33-熱風排氣用風道 41-冷風產生器42-排氣用風道43-冷卻裝置外框部 100-乾燥系統C-循環方向 D-下一工序方向E-排出方向F-蜂窩狀結構體的前進方向具體實施方式
下面將參照附圖來具體說明本發明的優選方式(下稱「實施方式」),但是,本發明並不局限於以下的實施方式,本領域技術人員在不脫離本發明範圍的情況下可進行多種變更、修正和改良。此外,在各附圖中,相同標記表示相同構成要素。
圖1是示意本發明的蜂窩狀結構體的乾燥方法的實施方式中所使用的蜂窩狀結構體的乾燥系統的俯視圖。
雖然本發明的蜂窩狀結構體的乾燥方法的實施方式可使用圖1所示的蜂窩狀結構體的乾燥系統100(下面簡稱為「乾燥系統100」)來實施,但是本實施方式中所使用的乾燥系統並不限於圖1所示的乾燥系統100。
如圖1所示,本實施方式的蜂窩狀結構體的乾燥方法首先通過用擠壓成型機4使含有陶瓷原料及水的原料組成物成型為蜂窩形狀來製作未乾燥的蜂窩狀結構體(未乾燥蜂窩狀結構體)(箭頭E(排出方向E)表示由擠壓成型機4排出未乾燥蜂窩狀結構體10的狀態),在將得到的未乾燥蜂窩狀結構體10放置於載物臺12上的狀態下由傳送帶2使其移動。傳送帶2其上裝載了載物臺12,載物臺12通過形成為筒狀的乾燥裝置1及形成為筒狀的冷卻裝置3內而在箭頭所示的循環方向C上循環以形成循環系統。而且,在將未乾燥蜂窩狀結構體10放置於載物臺12上的狀態下,使其在具備高頻加熱機構的加熱氣氛的乾燥裝置1內從其入口(乾燥裝置入口)5通過直到出口(乾燥裝置出口)6,並用高頻加熱來乾燥未乾燥蜂窩狀結構體10以成為乾燥蜂窩狀結構體11。接著,將通過乾燥裝置出口6的乾燥蜂窩狀結構體11從載物臺12取下並作為向下一工序輸送的蜂窩狀結構體13而送至下一工序。箭頭D(下一工序方向D)表示乾燥蜂窩狀結構體11被送至下一工序的狀態。而且,雖然在乾燥裝置1內被加熱的載物臺12從乾燥裝置出口6繞傳送帶2的循環系統一周而循環地運送到乾燥裝置入口5,但此時,載物臺12在循環回到乾燥裝置入口5之前,經過冷卻裝置3內而將載物臺12冷卻到不滿未乾燥蜂窩狀結構體10的凝膠化溫度。而且,在已冷卻載物臺12循環回到乾燥裝置入口5時,通過重複將新成型的未乾燥蜂窩狀結構體10放置在已冷卻的載物臺12上的操作,乾燥多個未乾燥蜂窩狀結構體10。
這樣,由於在使在乾燥裝置1內加熱的載物臺12循環回到乾燥裝置入口5前,將其冷卻到不滿未乾燥蜂窩狀結構體10的凝膠化溫度,並在冷卻的載物臺12上放置新成型的未乾燥蜂窩狀結構體10,所以在將新成型的未乾燥蜂窩狀結構體10放置於載物臺12上時,可防止與未乾燥蜂窩狀結構體10的載物臺12接觸的部分及其周邊(接觸端部)由載物臺12加熱並乾燥,從而可防止未乾燥蜂窩狀結構體的接觸端部的收縮、變形。如果未乾燥蜂窩狀結構體凝膠化,則稱為成為在蜂窩狀結構體中添加的粘合劑硬化的狀態,未乾燥蜂窩狀結構體在高於30℃的溫度下凝膠化。
此外,在未乾燥蜂窩狀結構體成型時發生不良狀況等的情況下,不用乾燥裝置來乾燥該未乾燥蜂窩狀結構體,而是破壞成型為該蜂窩狀的狀態,並復原成用於成型未乾燥蜂窩狀結構體的原料組成物。另一方面,如果將未乾燥蜂窩狀結構體放置於已加熱的載物臺上,則其接觸端部被乾燥,在變形的同時,接觸端部的一部分凝膠化並變硬而成為硬土。因此,如果將接觸端部的一部分成為硬土的未乾燥蜂窩狀結構體如上述般復原到原料組成物中,則在破壞未乾燥蜂窩狀結構體復原到原料組成物中時,成為該硬土的部分變成塊,返回的未乾燥蜂窩狀結構體在原料組成物中有時不能完全分散。而且,該情況下,在此類硬塊存在的狀態下,原料組成物用於新的成型。這樣,如果原料組成物中混入有硬土形成的硬塊,則在成型未乾燥蜂窩狀結構體時,存在未乾燥蜂窩狀結構體的隔室由該硬塊堵塞,或隔壁被隔斷的情況。
根據本實施方式的蜂窩狀結構體的乾燥方法,則由於防止了未乾燥蜂窩狀結構體在載物臺上部分地被加熱所產生的硬土的形成,所以即使不乾燥未乾燥蜂窩狀結構體而是復原為用於成型蜂窩狀結構體的原料組成物並再次用於未乾燥蜂窩狀結構體的成型,原料組成物中也不會混入硬土形成的硬塊,從而可防止再次成型的未乾燥蜂窩狀結構體的隔室被堵塞,或被隔斷。
如圖1所示,在本實施方式的蜂窩狀結構體的乾燥方法中所使用的乾燥系統100中,乾燥裝置1如果能整體地大體均勻地乾燥蜂窩狀結構體則沒有特別限定,可使用由熱風進行乾燥的乾燥裝置、由高頻加熱進行乾燥的乾燥裝置、使用熱風及高頻加熱兩者來進行乾燥的乾燥裝置。其中,可適當地使用組合熱風和高頻加熱來有效乾燥的乾燥裝置。
作為圖1所示的乾燥裝置1,可使用例如圖2所示的乾燥裝置1。圖2是示意本發明的蜂窩狀結構體的乾燥方法的實施方式中所使用的乾燥裝置1的剖視圖。如圖2所示,乾燥裝置1在筒狀的外框部24內具備容納未乾燥蜂窩狀結構體10的乾燥室21、產生對容納於乾燥室21中的未乾燥蜂窩狀結構體10進行照射的電磁波的電磁波產生器22、將由高頻加熱乾燥未乾燥蜂窩狀結構體10而形成的乾燥蜂窩狀結構體11用熱風進一步乾燥的熱風乾燥室31。而且,傳送帶2a配置成從乾燥裝置入口5經乾燥裝置1內部延伸到乾燥裝置出口6,從而使蜂窩狀結構體從乾燥裝置入口5進入到乾燥裝置1內部並從乾燥裝置出口6運出。傳送帶2a構成圖1所示的傳送帶2形成的循環系統的一部分。
構成乾燥裝置1的外框部24形成為筒狀,且將筒的中心軸方向大體水平地配置,形成為從乾燥裝置入口5運入未乾燥蜂窩狀結構體10,從乾燥裝置出口6運出乾燥蜂窩狀結構體11。而且,在外框部24內大體水平地形成有頂板部26以在與其屋頂部25之間形成空間,從而由頂板部26將外框部24分隔成兩個空間。乾燥室21形成為筒狀,配設於外框部24上形成的屋頂部25的下側(垂直方向下側),筒的中心軸方向朝向與外框部24的中心軸方向大體相同的方向。
在本實施方式的蜂窩狀結構體的乾燥方法中,在由乾燥裝置1來乾燥未乾燥蜂窩狀結構體10時,如圖2所示,首先,將在由循環的傳送帶2(參照圖1)運輸的載物臺12上裝載的未乾燥蜂窩狀燒結體10從乾燥裝置入口5運入,通過傳送帶2a的驅動而使未乾燥蜂窩狀結構體10沿蜂窩狀結構體的前進方向F移動。並且,未乾燥蜂窩狀結構體10由傳送帶2a從乾燥室21的一個端部側運入到乾燥室21內。在未乾燥蜂窩狀結構體10在乾燥室21內由傳送帶2a移動的同時,通過在預定溼度及溫度氣氛的乾燥室21內照射由電磁波產生器22產生的電磁波進行高頻加熱來乾燥而成為乾燥蜂窩狀結構體11。然後,乾燥蜂窩狀結構體11從乾燥室21的另一端部側運出,並運入熱風乾燥室31。乾燥蜂窩狀結構體11通過傳送帶2a而在熱風乾燥室31內吹熱風以進一步乾燥的同時邊移動,並運出到熱風乾燥室31的外部,且從乾燥裝置出口6運出到乾燥裝置1的外部。
在本實施方式的蜂窩狀結構體的乾燥方法中,上述乾燥室21內的預定溼度及溫度氣氛雖然沒有特別限定但理想的是溼度為30-65%,溫度為75-130℃。雖然乾燥室21內的氣氛通過高頻加熱蜂窩狀結構體而作為熱源來加熱蜂窩狀結構體,但是也可通過使水蒸氣和熱風流入內部及排出內部氣體來調節。這樣,由於在乾燥室21內加熱蜂窩狀結構體並使乾燥室21內的氣氛保持為75℃或其以上的高溫,所以載物臺12也變為被加熱到高溫。
如圖2所示,在乾燥室1的頂板部26上沿外框部24的中心軸大體均等地設置了十個電磁波產生器22。這樣,雖然電磁波產生器22可在頂板部26上僅設置一列,但為了從乾燥的蜂窩狀結構體的2上端部側及外周(側面)側儘可能地照射電磁波,所以理想的是總共設置四列電磁波產生器22,頂板部26上兩列,乾燥室1的側面部分(未圖示)上各一列(該情況下,電磁波產生器22為總計40個)。電磁波產生器22也可設置五列或其以上。此外,設置為一列的電磁波產生器22的個數並不限定為10個,可根據乾燥室1的長度來適當確定。再有,外框部24的周圍理想的是設有隔熱材料。
作為電磁波產生器22,可使用磁控管、感應電極等。在本實施方式的蜂窩狀結構體乾燥方法中,用於高頻加熱的電磁波的頻率理想的是10-10000MHz,更理想的是915-10000MHz。如果小於10MHz,則由於難以對水高頻加熱所以難以乾燥蜂窩狀結構體。再有,如果大於915MHz,則可更高效地對水高頻加熱。此外,雖然電磁波產生器23可如圖2所示般配置於乾燥室21內,但也可配置於乾燥室21外部並將電磁波產生器22產生的電磁波通過導波管引導而從乾燥室21的預定位置導入到乾燥室21內以照射乾燥中的蜂窩狀結構體。
此外,雖然照射到蜂窩狀結構體上的電磁波的能量根據乾燥室21的體積和容納於乾燥室21內的蜂窩狀結構體的大小、數量等來適當確定,但是在例如乾燥室21約為7m3的情況下,理想的是總計150-300kW。如果小於150kW,則蜂窩狀結構體有時沒幹燥到預定的乾燥狀態,如果大於300kW,則水從蜂窩狀結構體的蒸發速度變快,即使進行乾燥空間內的加溫和加溼也難以減少蜂窩狀結構體的內部和外部的乾燥狀態的差異。
理想的是將未乾燥蜂窩狀結構體10運入到乾燥室1內,用高頻加熱來進行乾燥以最終將未乾燥蜂窩狀結構體10中所含有的水中的50-99質量%蒸發。
此外,如圖2所示,熱風乾燥室31在乾燥裝置1內的乾燥裝置出口6附近形成,將乾燥蜂窩狀結構體11用傳送帶運入到其內部,並將從在熱風乾燥室31的下部所設的熱風產生器32吹出的熱風從乾燥蜂窩狀結構體11下端部側吹向上端部側。從熱風產生器32吹到熱風乾燥室31內的熱風從在熱風乾燥室31上部(在頂板部26和屋頂部25之間形成的空間)設置的熱風排氣用管道33排出到外部。上述熱風的溫度理想的是100-130℃。如果低於100℃,則有時難以將乾燥蜂窩狀結構體乾燥,如果高於130℃,則有時粘合劑飛散·燃燒。
作為熱風產生器32,雖然如果能輸出預定溫度和風量則沒有特別限定,但可使用例如由使用高溫水蒸氣或電熱器等的加熱器和吹風機構成並將吹風機產生的風用加熱器加熱以成為熱風的設備。
熱風乾燥室31雖然通過在乾燥裝置1內部的乾燥室21的延長上設置一個劃分的空間而形成,但是也可以在乾燥裝置1外部形成。
如圖1所示,雖然本實施方式的蜂窩狀結構體的乾燥方法中使用的傳送帶2可通過連續地連接的形狀而使蜂窩狀結構體循環,但是也可在乾燥裝置1、冷卻裝置3等每個工序中使用各自的傳送帶並將其合併而作為整體使蜂窩狀結構體循環。此外,作為傳送帶2,可使用滾筒傳送帶、皮帶傳送帶、鏈式傳送帶、齒條和小齒輪等。作為傳送帶2的材質,由於需要具有耐熱性且即使高頻照射也難以劣化,所以適於使用作為難燃性樹脂的芳族聚醯胺纖維、氟樹脂(特氟隆(商品名))等。
如圖3所示,本實施方式的蜂窩狀結構體的乾燥方法中所使用的冷卻裝置3,傳送帶2通過筒狀冷卻裝置外框部43內,在傳送帶2的上部設有冷風產生器41,在傳送帶2下側設有排氣用風道42。圖3是將本發明的蜂窩狀結構體的乾燥方法的實施方式中所使用的冷卻裝置3用與其中心軸方向(載物臺12的前進方向)垂直的平面所切斷的剖視圖。冷風產生器41上設有吹風機(未圖示),以向載置於傳送帶2上的載物臺12吹冷風的方式形成。冷風的溫度理想的是30℃或其以下,更理想的是25℃或其以下。如果高於30℃,則由於載物臺12的溫度沒有冷卻到30℃或其以下,所以在將未乾燥蜂窩狀結構體放置在載物臺12上時,未乾燥蜂窩狀結構體有時凝膠化。此外,冷卻裝置3內的氣體從排氣用風道42排出。在排氣用風道42上設有強制排氣裝置(未圖示),可強制排出冷卻裝置3內的氣體。
例如,將350mm×350mm、重量2.5kg的載物臺送入乾燥機內並加熱,如果在乾燥機內成為溫度85℃的載物臺上吹溫度20℃、風速5m/s、風量30m3/min的冷風,則在15秒內可變為30℃。此外,雖然載物臺的冷卻可在30℃以下的氣氛中自然冷卻,但例如如果在25℃下自然冷卻上述形狀、重量的載物臺,則變為30℃需要20分左右,為連續地進行生產,需要很大數量的載物臺和很長的傳送帶。因此,在為冷卻載物臺而需要縮短時間的情況下,設有冷卻裝置較理想。在本例的情況下,通過使用上述冷風條件的冷卻裝置,與自然冷卻的情況相比,可減少載物臺數量60%以上,並可縮短10m的傳送帶長度(設備長度)。
當只設置吹風機時,在由吹風機向載物臺12吹風前,冷風產生器41向載物臺12噴30℃以下的水,然後,理想的是由吹風機吹風。通過向載物臺12噴水霧來將載物臺12弄溼,可得到與因為在向載物臺12吹風時水被蒸發而從載物臺12吸走水汽、從而吹30℃以下的冷風的情況同樣或更好的冷卻效果。在向載物臺12噴水霧的情況下,理想的是用來自吹風機的風吹散水以使水不存留在載物臺12上。這是為了防止未乾燥蜂窩狀結構體10因水而變形。可以噴乙醇類等揮發性高的液體來代替水。此外,當外部空氣溫度低於30℃時,可導入外部空氣並在過濾後作為冷風使用。再有,冷風產生器41中除吹風機外還設有冷卻器,可將由該冷卻器冷卻到30℃以下的空氣用吹風機吹到載物臺12上。在設有冷卻器的情況下,不一定需要吹風機,由冷卻器冷卻的冷氣可通過在冷卻裝置3內對流而充滿。
冷卻裝置3並不限於具有圖3所示的筒狀冷卻裝置外框43的形狀,例如可僅將冷風產生器41設在傳送帶2(載物臺12)的上側或側面一側,向載物臺12吹冷風。該情況下,向載物臺12噴水霧的方法和設置冷卻器的方法理想的是與上述情況相同。
而且,如圖2所示的載物臺12在與蜂窩狀結構體接觸的上述承載面上在大體垂直方向上具有多個通孔,在該承載面上,通孔的開口率理想的是在50%或其以上,更理想的是在70%或其以上。這裡,承載面的通孔的開口率是在承載面上通孔的孔的總面積除以承載面的整個面積並乘以100倍的值。如果小於50%,則由於氣體難以通過載物臺12內,所以在將蜂窩狀結構體放置於載物臺12上時,水蒸氣和空氣有時難以經與蜂窩狀結構體接觸的載物臺12的面(承載面)透過,故而蜂窩狀結構體難以乾燥。特別是,在熱風乾燥室31內向乾燥蜂窩狀結構體11從載物臺12側(從垂直方向下側)吹熱風的情況下,載物臺12上的壓力損失增高,吹到乾燥蜂窩狀結構體11的熱風的流速下降,蜂窩狀結構體有時難以乾燥。如果開口率為70%或其以上,則熱風的流速幾乎不下降。
載物臺的材質理想的是堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)成分中的至少一種(MgO、Al2O3或SiO2),其中,理想的是為氧化鋁(Al2O3)。這樣,在使用通過燒制而成為堇青石的原料組成物的情況下,在未乾燥蜂窩狀結構體成型時產生不良狀況等從而破壞該未乾燥蜂窩狀結構體而復原成原料組成物時,載物臺的一部分缺失,即使該缺失的部分與未乾燥蜂窩狀結構體一同混入到原料組成物,也可防止在將該原料組成物成型為蜂窩狀結構體時產生不良狀況。
作為載物臺的材質,不是堇青石成分中的至少一種,而是使用例如已燒制堇青石,如果其一部分缺失並混入到原料組成物中,則由該原料組成物(堇青石原料)形成的蜂窩狀結構體有時吸水率下降且熱膨脹率上升。這裡,吸水率是指將從燒制後的蜂窩狀結構體切出的試料浸在30℃的水中時的吸水質量除以蜂窩狀結構體質量的值,熱膨脹率是指將從燒制後的蜂窩狀結構體切出的試料加熱到800℃時的試料熱膨脹率除以加熱溫度差的值。具體地,在原料組成物中,沒混入已燒制的堇青石的情況下吸水率為20質量%,相對地,如果混入已燒制的堇青石,則已燒制的堇青石的混入率(已混入的已燒制堇青石的質量除以已燒制的堇青石所混入的原料組成物整體質量並乘以100倍的值)分別為0.1質量%、0.2質量%及0.3質量%的情況下,吸水率為15質量%、14質量%、13質量%,可知隨著已燒制堇青石的混入,吸水率急劇下降。此外,在原料組成物中,已燒制的堇青石不混入的情況下,熱膨脹率是0.5×10-6/℃,相對地,如果已燒制的堇青石混入,則在已燒制堇青石的混入率為0.1質量%、0.2質量%及0.3質量%的情況下,熱膨脹率為2.0×10-6/℃,可知由於已燒制堇青石的混入,熱膨脹率急劇上升。
此外,載物臺的材質理想的是軟化溫度超過130℃的有機物。如果軟化溫度為130℃或其以下,則由於在乾燥裝置內有時軟化變形,所以有時不能作為載物臺使用。再有,如上所述,在破壞未乾燥蜂窩狀結構體並復原為原料組成物的情況下,即使載物臺的一部分缺失並與未乾燥蜂窩狀結構體一同混入原料組成物,如果載物臺是有機物,則在使蜂窩狀結構體乾燥後燒制時,由於該有機物燒毀,則對燒制後的蜂窩狀結構體也無不良影響。
此外,如圖4所示,載物臺12也可以做成在基部12b上設置載物部12a,在載物部12a上載置蜂窩狀結構體14。而且,理想的是至少使載物部12a的材質為上述堇青石成分中至少一種、氧化鋁、軟化溫度超過130℃的有機物。這樣,即使載物臺12的一部分缺失,僅更換載物部12a便可使用。這裡,圖4是表示在載物臺上放置蜂窩狀結構體的狀態的剖視圖。
載物臺的形狀並不特別限定,只要是能穩定地放置蜂窩狀結構體並裝載於傳送帶且經乾燥裝置1、冷卻裝置3而循環的形狀均可。例如,表面形狀可適當地使用圓形、橢圓形、多邊形(三角形、四邊形、五邊形等)等板狀物體。圖4所示的載物部12a及基部12b也可以為同樣的形狀。
在本實施方式的蜂窩狀結構體的乾燥方法中所使用的載物臺上放置成型工序中由成型機(擠壓成型機等)成型的未乾燥蜂窩狀結構體時,可將從成型機排出的未乾燥蜂窩狀結構體直接放置於載物臺上,還可將從成型機排出的未乾燥蜂窩狀結構體裝載於其它裝載用的臺上後移至載物臺來放置。
在本實施方式的蜂窩狀結構體的乾燥方法中,可適當地乾燥陶瓷製且開口率80%或其以上及隔壁厚度0.18mm或其以下的蜂窩狀結構體。這裡,開口率是指在以垂直於中心軸的平面剖開蜂窩狀結構體時的截面中相當於隔室通孔的部分的面積的總和與上述截面的總截面面積的比率。此外,作為蜂窩狀結構體的材質(燒成後的材質),可舉出堇青石、氧化鋁、SiC等。作為用於製作蜂窩狀結構體的原料組成物中所含有的粘合劑,可舉出由從甲基纖維素系、聚乙烯醇、羥乙纖維素等構成的組中選擇至少一種的水溶性化合物構成的物質。
蜂窩狀結構體的製造、特別是陶瓷製蜂窩狀結構體的製造中,在其製造工序中使蜂窩狀結構體乾燥時,通過提供可抑制蜂窩狀結構體上隔壁歪扭等變形的蜂窩狀結構體的乾燥方法而可製造不變形的高品質蜂窩狀結構體。
權利要求
1.一種蜂窩狀結構體的乾燥方法,是在將用含有陶瓷原料、粘合劑和水的原料組成物成型為蜂窩形狀的多個未乾燥的蜂窩狀結構體(未乾燥蜂窩狀結構體)放置於載物臺上的狀態下,在具備高頻加熱機構的加熱氣氛的乾燥裝置內從其入口通過直到出口,將所述未乾燥蜂窩狀結構體用高頻加熱來乾燥而成為乾燥蜂窩狀結構體,在將通過所述乾燥裝置出口的所述乾燥蜂窩狀結構體從所述載物臺取下的同時,將所述載物臺從所述乾燥裝置的出口循環地運送到入口,並且,重複在循環回到所述乾燥裝置入口的所述載物臺上放置新成型的所述未乾燥蜂窩狀結構體的操作,其特徵在於將在所述乾燥裝置內加熱的所述載物臺循環回到所述乾燥裝置入口前,冷卻到不滿所述未乾燥蜂窩狀結構體的凝膠化溫度,在已冷卻的所述載物臺上放置新成型的所述未乾燥蜂窩狀結構體並使其通過所述乾燥裝置內,將所述未乾燥蜂窩狀結構體放置於所述載物臺時,防止與所述載物臺接觸的部分及其周邊部分(接觸部分)因由所述載物臺部分地加熱而導致的部分地變形。
2.根據權利要求1所述的蜂窩狀結構體的乾燥方法,其特徵在於將放置於所述載物臺上的所述乾燥蜂窩狀結構體從所述載物臺上取下後,在將所述載物臺冷卻到不滿所述未乾燥蜂窩狀結構體的凝膠化溫度時,向所述載物臺吹30℃或其以下的冷風進行冷卻。
3.根據權利要求1所述的蜂窩狀結構體的乾燥方法,其特徵在於將放置於所述載物臺的所述乾燥蜂窩狀結構體從所述載物臺取下後,在將所述載物臺冷卻到不滿所述未乾燥蜂窩狀結構體的凝膠化溫度時,向所述載物臺用30℃或其以下的水噴霧,然後向所述載物臺吹冷風進行冷卻。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的蜂窩狀結構體的乾燥方法,其特徵在於將所述未乾燥蜂窩狀結構體在所述乾燥裝置內通過高頻加熱來乾燥,在使未乾燥蜂窩狀結構體成為乾燥蜂窩狀結構體後,在所述乾燥裝置內或乾燥裝置外的熱風乾燥室內向所述乾燥蜂窩狀結構體吹熱風以進一步乾燥,並將所述乾燥蜂窩狀結構體從所述熱風乾燥室運出,然後,將放置於所述載物臺上的乾燥蜂窩狀結構體從載物臺取下。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的蜂窩狀結構體的乾燥方法,其特徵在於所述載物臺具有當放置所述蜂窩狀結構體時在與所述蜂窩狀結構體相接觸的面(承載面)上在大體垂直方向上的多個通孔,在所述承載面上所述通孔的開口率形成為50%或其以上。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的蜂窩狀結構體的乾燥方法,其特徵在於所述載物臺的材質是堇青石成分中的至少一種。
7.根據權利要求6中所述的蜂窩狀結構體的乾燥方法,其特徵在於所述載物臺的材質是氧化鋁。
8.根據權利要求1-5中任一項所述的蜂窩狀結構體的乾燥方法,其特徵在於所述載物臺的材質是軟化溫度超過130℃的有機物。
9.根據權利要求1-8中任一項所述的蜂窩狀結構體的乾燥方法,其特徵在於所述高頻加熱中使用的電磁波的頻率是10-10000MHz。
全文摘要
一種蜂窩狀結構體的乾燥方法,在將未乾燥蜂窩狀結構體(10)放置於載物臺(12)的狀態下,使其在乾燥裝置內(1)通過,並利用高頻加熱而乾燥從而成為乾燥蜂窩狀結構體(11),接著,將乾燥蜂窩狀結構體(11)從載物臺(12)取下,並將在乾燥裝置內(1)被加熱的該載物臺(12)冷卻到不滿未乾燥蜂窩狀結構體(10)的凝膠化溫度,再在冷卻的該載物臺(12)上放置新成型的未乾燥蜂窩狀結構體(10),然後再重複經過乾燥裝置內(1)並乾燥的操作。本發明提供了在使蜂窩狀結構體乾燥時,可抑制蜂窩狀結構體的隔壁歪扭等變形產生的蜂窩狀結構體的乾燥方法。
文檔編號B28B11/24GK1846109SQ20048002529
公開日2006年10月11日 申請日期2004年9月2日 優先權日2003年9月4日
發明者石居武之, 淺井裕次, 中條真 申請人:日本礙子株式會社

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