蜂窩成形體的乾燥方法
2023-12-03 17:25:06 2
專利名稱：蜂窩成形體的乾燥方法
技術領域：
本發明涉及蜂窩成形體的乾燥方法。更具體涉及即使在隔壁薄的情況下，也難以受到乾燥空間內的氣氛的影響，可在不會產生外周部的變形、裂紋的狀態下進行乾燥的蜂窩成形體的乾燥方法。
背景技術：
陶瓷製的蜂窩結構體廣泛用於催化劑載體、各種過濾器等。近來，作為用於捕捉從柴油發動機排出的粒子狀物質(顆粒物)的柴油微粒過濾器(DPF)，備受關注。一般而言，這樣的蜂窩結構體可通過如下來獲得通過在陶瓷材料和水等分散介質中加入成形助劑、各種添加劑而獲得原料組合物，將該原料組合物混煉，製成坯土之後， 進行擠出成形，從而製作蜂窩形狀的成形體(蜂窩成形體)，將該蜂窩成形體乾燥之後進行燒成。作為乾燥蜂窩成形體的方法，已知有僅放置於室溫條件下的自然乾燥方法、通過由氣體燃燒器等產生的熱風而進行乾燥的熱風乾燥方法、利用高頻能量的介電乾燥方法、 利用微波的微波乾燥方法等。其中就介電乾燥(誘電乾燥)而言，通過如下進行使電流在設置於蜂窩成形體的開口上端面的上方以及開口下端面的下方的相對設置的電極板之間流動，在高頻能量作用下使蜂窩成形體內的水分子運動，產生摩擦熱。對於介電乾燥而言，通過蜂窩成形體的電力線的密度易於變為不均勻，由此有時會在蜂窩成形體上產生部分性的乾燥延遲，在所獲得的蜂窩結構體中產生尺寸的偏差、裂紋等問題。因此，開發出例如如專利文獻1所示的採用由高導電率的孔明板形成的乾燥試驗臺(受臺)的方法，進一步開發出例如專利文獻2所示那樣的將高導電率的上板載置於蜂窩成形體的開口上端面的方法，通過謀求電力線密度的均勻化，從而可減少蜂窩結構體中產生的部分性的直徑差，降低裂紋的產生。專利文獻1 日本特公昭60-37382號公報專利文獻2 日本特開昭63-166745號公報
發明內容
然而近年來，要求更嚴密的形狀精度的蜂窩結構體。由於高導電率的上板載置等方法無法實現，因而蜂窩結構體的剖面形狀的精度便成為問題。進一步，伴隨著材料技術的進步，區劃形成孔格的隔壁不斷薄壁化，但是隔壁越薄的蜂窩成形體越容易發生因乾燥空間內氣氛的影響而導致的變形等，因此要求將氣氛的影響抑制於最小限度的蜂窩成形體的乾燥方法。可是，對於介電乾燥方法而言，如果進行乾燥而減少蜂窩成形體內的水分，那麼阻抗上升，伴隨於此，電壓上升，從而存在如下的風險在電極板間或高頻電路內產生放電，引起絕緣破壞，產生設備故障。因此，在介電乾燥時的電壓(輸出功率)方面存在一定的限制。
本發明，鑑於這樣的現有技術所具有的問題點而開發，其課題在於提供一種蜂窩成形體的乾燥方法，在特定以下的電壓下，即使乾燥對象的蜂窩成形體為薄壁的蜂窩成形體，也可不受乾燥空間內的氣氛的影響而進行介電乾燥，可獲得沒有變形、裂紋的蜂窩結構體作為最終製品。鑑於上述課題，本發明的發明人進行了深入研究，結果發現了 通過將施加於作為被乾燥體的蜂窩成形體的高頻能量維持在一定的強度而進行介電乾燥，從而可成品率良好地製造良好的品質的蜂窩結構體。即，根據本發明，提供以下的蜂窩成形體的乾燥方法。[1] 一種蜂窩成形體的乾燥方法，其為未燒成的蜂窩成形體的乾燥方法，所述未燒成的蜂窩成形體由含有陶瓷材料、分散介質、成形助劑以及添加劑的原料組合物形成，具有作為流體流路的由隔壁區劃形成的多個孔格；所述蜂窩成形體的乾燥方法具有介電乾燥工序在乾燥空間內，使電流在前述蜂窩成形體的開口上端面的上方以及開口下端面的下方相對設置的電極板之間流動，將針對於前述蜂窩成形體的功率密度維持在5 20 [kW/ kg(水)]的範圍，從而進行介電乾燥。[2]根據前述[1]所述的蜂窩成形體的乾燥方法，通過控制前述蜂窩成形體的前述乾燥空間內填充率，從而將前述乾燥空間內的功率密度維持在5 20 [kff/kg (水)]的範圍。[3]根據前述[1]或[2]所述的蜂窩成形體的乾燥方法，通過將相對設置的前述電極板的面積控制於對乾燥而言有效的最小的大小，從而將前記乾燥空間內的功率密度維持在5 20[kW/kg(水)]的範圍。[4]根據前述[1] [3]中任一項所述的蜂窩成形體的乾燥方法，前述蜂窩成形體的介電乾燥前的含水率為20 25質量％。[5]根據前述[1] [4]中任一項所述的蜂窩成形體的乾燥方法，進行前述介電乾燥，直至前述蜂窩成形體的介電乾燥後的含水率相對於介電乾燥前的含水率為10 40%。[6]根據前述[1] [5]中任一項所述的蜂窩成形體的乾燥方法，在進行了前述介電乾燥之後，進一步具有進行微波乾燥和/或熱風乾燥的工序。[7]根據前述[1] [6]中任一項所述的蜂窩成形體的乾燥方法，在前述原料組合物中包含具有熱凝膠化特性和/或熱固化特性的粘合劑作為前述成形助劑。[8]根據前述[7]所述的蜂窩成形體的乾燥方法，前述原料組合物中的前述粘合劑的含量為1 10質量％。[9]根據前述[1] [8]中任一項所述的蜂窩成形體的乾燥方法，通過將前述乾燥空間內的溼球溫度維持在60°C以上、不足100°C而進行前述介電乾燥。[10]根據前述[1] [9]中任一項所述的蜂窩成形體的乾燥方法，前述蜂窩成形體的前述多個孔格的開口率為70 90%，且前述隔壁的厚度為0. 05 0. 2mm。根據本發明的蜂窩成形體的乾燥方法，能夠降低蜂窩成形體的剖面形狀的惡化、 部分性地產生的直徑差、外周部的凹陷、裂紋的產生等，即使是隔壁薄的蜂窩成形體，也可尺寸精度良好地進行乾燥。
圖1表示作為本發明的蜂窩成形體的乾燥方法的乾燥對象的蜂窩成形體的一個
4實施方式的立體圖。圖2表示作為本發明的蜂窩成形體的乾燥方法的乾燥對象的蜂窩成形體的另一實施方式的立體圖。圖3表示被介電乾燥的蜂窩成形體配置於相對的電極板之間的樣子的平面圖。圖4表示本發明的蜂窩成形體的乾燥方法中的介電乾燥工序的一個實施方式的模式圖。圖5表示以往的蜂窩成形體的介電乾燥方法的一個實施方式的模式圖。圖6A表示介電乾燥後的蜂窩成形體的一個實施方式的照片。圖6B表示介電乾燥後的蜂窩成形體的另一實施方式的照片。圖6C表示介電乾燥後的蜂窩成形體的另外一個實施方式的照片。附圖標記說明UlOl 蜂窩成形體，2 隔壁，3 孔格，4 外壁，5 開口上端面，6 開口下端面，10 介電乾燥裝置，11 輸送機，12 ；衝壓板(開孔板)，35、36 電極板。
具體實施例方式以下，一邊參照附圖，一邊對本發明的實施方式進行說明。本發明不限於以下的實施方式，只要不脫離發明的範圍，可加入變更、補正、改良。首先，對本發明的蜂窩成形體的乾燥方法中的作為被乾燥體的蜂窩成形體進行說明。圖1為表示本發明的蜂窩成形體的乾燥方法的乾燥對象，即蜂窩成形體的一個實施方式的立體圖。就圖1所示的蜂窩成形體1而言，其為具有作為流體流路的由隔壁2區劃形成的多個孔格3的蜂窩形狀的成形體，按照圍繞多個孔格3的方式形成有外壁4，其外形形狀為圓柱狀。另外，圖2為表示本發明的蜂窩成形體的乾燥方法的乾燥對象，即蜂窩成形體的別的實施方式的立體圖。就圖2所示的蜂窩成形體101而言，其為具有作為流體流路的由隔壁2區劃形成的多個孔格3的蜂窩形狀的成形體，其外形形狀為四稜柱狀。對於適用本發明的乾燥方法的被乾燥體而言，不受限於圖1和圖2所示的實施方式；對於與孔格3的軸方向(流路方向)正交的剖面形狀而言，首選圓形、四邊形，也可以選擇多邊形、橢圓形等任意的形狀。作為在乾燥了蜂窩成形體之後進行燒成而獲得的蜂窩結構體的製造方法有將隔壁及包圍其的外壁一體成形的蜂窩結構體的製造方法，以及在使隔壁成形後加工其外周、 並在該加工了的外周的表面上重新地覆蓋以陶瓷材料為骨料的水泥質的塗布層，從而製造具有外壁的蜂窩結構體的方法。圖1所示的蜂窩成形體1是作為前一製造方法中的中間體的蜂窩成形體的一個實施方式；圖2所示的蜂窩成形體101是作為後一製造方法中的中間體的蜂窩成形體的一個實施方式。在後一製造方法的情況下，在作為乾燥對象的蜂窩成形體中，不存在外壁4。適用本發明的乾燥方法的蜂窩成形體是未燒成體，所述未燒成體通過如下來獲得將向陶瓷材料中加入了作為分散介質的水、成形助劑以及添加劑的原料組合物進行混煉，製成坯土，之後，通過例如擠出成形而獲得。未燒成體是指，所使用的陶瓷材料的粒子以維持著成形時的粒子形狀的狀態而存在且陶瓷材料處於沒有燒結的狀態。作為陶瓷材料，例如可列舉出氧化鋁、莫來石、氧化鋯、堇青石等氧化物系陶瓷，或者碳化矽、氮化矽、氮化鋁等非氧化物系陶瓷等。需要說明的是，堇青石也包括通過燒成而堇青石化的多種陶瓷材料的混合粉。另外，也可使用碳化矽/金屬矽複合材、碳化矽/石墨複合材等。接著，關於本發明的蜂窩成形體的乾燥方法，以乾燥上述的蜂窩成形體1的情況為例來進行說明。對於本發明的蜂窩成形體的乾燥方法而言，首先在規定條件下進行介電乾燥，其後，優選進行微波乾燥和/或熱風乾燥。例如，優選採用將蜂窩成形體1順次連續地搬入、搬出介電乾燥裝置、微波乾燥裝置和/或熱風乾燥裝置的連續裝置。圖3為表示被介電乾燥的蜂窩成形體配置於相對設置的電極板之間的樣子的平面圖。就介電乾燥工序而言，如圖3所示，使高頻電流通電於在蜂窩成形體1的開口上端面 5的上方和開口下端面6的下方相對地設置的電極板35、36之間，在蜂窩成形體1內部的介電損失的作用下，從內部開始加熱從而進行乾燥。即，在介電乾燥裝置中，蜂窩成形體1以與自身的內部的電場分布成比例的方式，被加熱從而乾燥。在此介電乾燥工序中通電的高頻電流的振蕩頻率，沒有特別限制，但是優選為2 100MHz。另外，從設備成本的觀點考慮更優選作為用於工業用加熱爐的頻率數的6 50MHz的振蕩頻率。圖4為表示本發明的蜂窩成形體的乾燥方法中的介電乾燥工序的一個實施方式的模式圖。如圖4所示，在本發明的蜂窩成形體的乾燥方法中，優選使用連續式的介電乾燥裝置10，擠出成形的蜂窩成形體1在輸送機11的作用下，以一定的速度而順次連續地搬入、 搬出。此時就各蜂窩成形體1而言，優選載置於衝壓板(開孔板)12之上，而搬運到介電乾燥裝置10內。就介電乾燥裝置10而言，由於具有將從蜂窩成形體1蒸發的水蒸氣排出於乾燥空間之外的排氣裝置(未圖示)，因此可總是將乾燥空間內的溼度氣氛保持為大致一定。在本發明的蜂窩成形體的乾燥方法中，將在介電乾燥時施加於蜂窩成形體的高頻能量的強度稱為「功率密度」，作為指標來表示。本發明人定義出功率密度=乾燥中有效能量P [kW]/被乾燥體內水分量W Dig]；在該值為5 20[kW/kg(水)]時，發現可獲得綜合而言最良好的乾燥結果。此處「乾燥中有效能量P」是指在規定的條件下將處於乾燥空間內的全部未乾燥蜂窩成形體乾燥至規定水平而投入的電力。需要說明的是，就此投入的電力而言，在將蜂窩成形體的絕對乾燥時的比熱設為dkj/kg · °C ]、蜂窩成形體的處理量設為bRg/h]、蜂窩成形體的溫度設為T[°C ]、水的氣化熱設為dkj/kg · V ]、蜂窩成形體的含水率設為]、蜂窩成形體的飛散率設為]時，根據P = a*b* (1-d) * (100-T) +4. 18*b*d* (100-T) +b*c*e 的式子而算出。另外，「被乾燥體內水分量W」是指，處於乾燥空間內的全部的未乾燥蜂窩成形體中含有的全水分量的合計量，每1個工件的乾燥時間設為t (h)時，根據W = b*e*t而算出。 即，為了實現高的尺寸精度以及成品率，針對於作為被乾燥體的未乾燥的蜂窩成形體，對於所含的每個單位水分量(Ikg)，優選施加5 20[kW]的電力。需要說明的是，如果功率密度不足5[kW/kg(水)]，那麼由於乾燥後的蜂窩成形體的尺寸精度降低因而不優選。另一方面，如果功率密度超過20[kW/kg(水)]，那麼由於引發在乾燥空間內放電的概率變高、引起設備的故障因而不優選。另外，在設備結構方面，如果幹燥空間內的水分減少而不提高輸出功率，那麼在20 [kff/kg (水)]的條件下實施乾燥，事實上是困難的。圖5為表示以往的蜂窩成形體的介電乾燥方法的一個實施方式的模式圖。對於以往的蜂窩成形體的乾燥方法而言，為了獲得最大限的乾燥效率，提高幹燥空間內的蜂窩成形體1的填充率是本領域技術人員的常識。本發明人想到了通過敢於較低地控制其填充率，從而較低地抑制乾燥空間內的總水分量，將功率密度維持在5 20[kW/kg(水)]的範圍，結果，可提高幹燥速度以及品質。通過降低填充率，而在表觀上乾燥效率降低，但是通過增加功率密度，從而可縮短每一個蜂窩成形體的乾燥時間，即縮短了各蜂窩成形體的乾燥空間內停留時間或乾燥裝置通過時間，進一步可通過尺寸精度、不良產生率的改善，從而綜合而言提高成品率。作為將功率密度維持在5 20 [kff/kg (水)]的範圍的方法，除了上述那樣的控制乾燥空間內的填充率的方法之外，還有將在蜂窩成形體的上下方向上相對設置的電極板的面積控制在對乾燥而言有效的最小的大小的方法。通過改變電極板的面積，從而即使是施加相同電力，也可改變每單位面積的電極板的輸出功率，一般而言，在一定的施加電力下， 電極板的面積與電極板的每單位面積的輸出功率處於反比例的關係。例如，如果既將施加電力保持為一定又將電極板的面積設為一半，那麼功率密度為2倍。因此，便可通過將電極板的面積從以往的大小變更為覆蓋配置於乾燥空間內的蜂窩成形體的最低限的大小，從而增加功率密度。就介電乾燥方法而言，由於易於使電磁波較深地浸透於蜂窩成形體、適於均勻的乾燥，因此適合用於被乾燥體的含水率高的狀態。具體地，對於適用本發明的乾燥方法的蜂窩成形體而言，優選在剛成形之後(即將介電乾燥之前)具有20 25質量％的含水率。此處「剛成形之後的蜂窩成形體的含水率」是指，在原料組合物的製備時的水在原料組合物整體的質量中所佔的質量比例(質量％)。在介電乾燥工序中，優選進行乾燥，直至相對於剛成形之後的蜂窩成形體的介電乾燥後的蜂窩成形體的含水率比為10 40%。此處「介電乾燥後的蜂窩成形體的含水率比」是指將剛介電乾燥之後的蜂窩成形體的含水率除以剛成形之後的蜂窩成形體的含水率，將得到的值乘以100而算出的值。需要說明的是，「剛介電乾燥之後的蜂窩成形體的含水率」是指根據剛介電乾燥之後的蜂窩成形體的質量與絕對乾燥狀態的蜂窩成形體的質量之差，算出剛介電乾燥之後的蜂窩成形體的含水量，通過將此含水量除以剛介電乾燥之後的蜂窩成形體整體的質量而算出的值。另外，「剛成形之後的蜂窩成形體的含水率」是指根據剛成形之後的蜂窩成形體的質量與絕對乾燥狀態的蜂窩成形體的質量之差，算出剛成形之後的蜂窩成形體的含水量，通過將此含水量除以剛成形之後的蜂窩成形體整體的質量而算出的值。如果介電乾燥後的蜂窩成形體的含水率比低於10%，那麼由於作為被乾燥體的蜂窩成形體的含水率變低，伴隨著阻抗的上升而對電壓(輸出功率)產生限制，因此成為介電乾燥方法不適合的狀態。因此，優選在介電乾燥工序之後，接著設置進行微波乾燥和/或熱風乾燥的工序，來進行剩餘的乾燥。對於本發明的蜂窩成形體的乾燥方法而言，作為形成蜂窩成形體的材料的原料組成物中含有的成形助劑，優選使用具有熱凝膠化特性和/或熱固化特性的粘合劑。如果在原料組合物中含有具有熱凝膠化特性和/或熱固化特性的粘合劑，那麼可通過在乾燥時將蜂窩成形體的隔壁以及外周壁的溫度提高至凝膠化溫度以上，從而提高蜂窩成形體的隔壁以及外周壁的強度。此處「熱凝膠化特性」是指如果加熱粘合劑水溶液，則發生凝膠化並增
7加粘度的特性。另外，此處「熱固化特性」是指如果加熱包含粘合劑的原料組合物或加熱由該原料組合物形成的蜂窩成形體，則增加強度的特性。具體地，作為具有熱凝膠化特性和/或熱固化特性的粘合劑，例如可列舉甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥乙基甲基纖維素等。其中，最普遍使用的是甲基纖維素。就這些粘合劑的凝膠化溫度而言，雖然因其種類而不同，但是為 50 80°C左右，例如甲基纖維素的情況下為約55°C。另外，也可混合不同種的凝膠化粘合劑而使用。也可共同使用不具有熱凝膠化特性和熱固化特性的粘合劑，但是優選以具有熱凝膠化特性和/或熱固化特性的粘合劑為主成分，最優選僅使用具有熱凝膠化特性和/或熱固化特性的粘合劑。原料組合物(即，通過本發明的乾燥方法而乾燥的蜂窩成形體的材料)中含有的粘合劑，優選以合計1 10質量％而添加於原料組合物。在粘合劑的含量不足1質量％的情況下，由於蜂窩成形體的成形性、保形性降低因而不優選。另外，在粘合劑的含量超過10 質量％的情況下，在對乾燥後的蜂窩成形體進行燒成脫脂時，由粘合劑燃燒導致的過升溫大，在蜂窩成形體的隔壁、外周壁產生開裂(裂紋)等，因而不優選。作為更優選的含量，下限為1. 5質量％以上，進一步優選為2質量％以上，上限為8質量％以下，進一步優選為6 質量％以下。對於本發明的蜂窩成形體的乾燥方法而言，優選將乾燥空間內的溼球溫度維持在 60°C以上來進行介電乾燥。通過在60°C以上的氣氛下進行介電乾燥，從而上述的粘合劑發生凝膠化和/或固化，可提高幹燥後的蜂窩成形體的強度。在本發明的蜂窩成形體的乾燥方法中，就蜂窩成形體的尺寸而言，沒有特別限定。 但，就本發明的乾燥方法而言，對於容易受到乾燥氣氛的影響的薄壁的蜂窩成形體在進行乾燥時，特別顯著地達到其效果，具體而言，對於區劃形成多個孔格3的隔壁2的厚度為 0. 05 0. 2mm、多個孔格3的開口率為70 90%的情況是最有效果的。需要說明的是，所謂孔格的開口率，通過使端面的開口面積相對於開口端面整體的面積的比例、即開口面積比乘以100而算出。實施例以下，基於實施例對本發明作進一步詳細說明，但是本發明不限於這些實施例。實驗1將介電乾燥裝置的輸出功率設為一定，改變乾燥空間內的蜂窩成形體的個數進行從而使功率密度發生改變，在以下的條件下進行乾燥實驗，以調查對蜂窩成形體的乾燥後的外觀造成的影響。蜂窩成形體使用混合了氧化鋁、高嶺土以及滑石的堇青石原料作為陶瓷材料，混合包含作為有機粘合劑的甲基纖維素7質量份的成形助劑、添加劑、作為分散介質的水，進行混煉而獲得坯土。對所獲得的坯土進行擠出成形，獲得了直徑120mm、長度(軸長)180mm、 外形為圓柱狀、孔格的正交於中心軸的剖面形狀為正方形的蜂窩成形體。所獲得的蜂窩成形體的孔格密度為400孔格/in2 (in為英寸並且按SI單位係為2. Mcm)，端面的開口率為 86%，隔壁的厚度為0.08111111，含水率為對(％。需要說明的是在，在實驗1中的任一個實施例和比較例中，都使用與上述同樣的條件的蜂窩成形體。乾燥方法將所獲得的蜂窩成形體配置於分批式的介電乾燥裝置內，通過使用振蕩時間設定用定時器，從而以頻率數13MHz、輸出功率2kW來進行介電乾燥，直至含水率成為4%。此時，乾燥空間內溼球溫度設為35°C，各實施例和比較例中的乾燥空間內的蜂窩成形體的個數、功率密度以及乾燥速度，分別如表1所示。需要說明的是，就乾燥速度而言， 按照蜂窩成形體的含水率為4%以下的方式，並且基於過去的數據而預先計算出乾燥時間 (振蕩時間)，以該乾燥時間為基礎而算出。另外，作為分批式的介電乾燥裝置，使用了以往公知的裝置。評價通過目視而確認了在各條件下完成了乾燥的蜂窩成形體中是否存在凹陷。 結果示於表1和圖6A 圖6C。需要說明的是，圖6A的照片是顯示錶1所示的比較例1的蜂窩成形體的介電乾燥後的外觀的照片，圖6B的照片是顯示錶1所示的實施例1的蜂窩成形體的介電乾燥後的外觀的照片，圖6C的照片是顯示表示表1所示的實施例2的蜂窩成形體的介電乾燥後的外觀的照片。結果如表1和圖6A所示，對於功率密度不足5[kW/kg(水)]的比較例1的乾燥方法而言，在外壁觀察到顯著的凹陷，但是如表1和圖6B、6C所示，對於功率密度為5 20[kW/kg(水)]的範圍內的實施例1及2的乾燥方法而言，看不到顯著的凹陷的產生。需要說明的是，對於功率密度6.2[kW/kg(水)]的實施例1而言，雖然確認了輕微的凹陷，但在制品化之際處於容許範圍內。表 1
比較例1實施例1實施例2乾燥空間內個數5個2個1個功率密度2. (水)]6. 2[kW/kg(水)]12. 5[kW/kg(水)]乾燥速度1. Ukg (水)/h]1.4[kgGJO/h]凹陷產生(顯著)產生(輕微)不產生實驗2將介電乾燥裝置的輸出功率設為一定，改變乾燥空間內的蜂窩成形體的個數來改變功率密度，在以下的條件下進行乾燥實驗，以調查對蜂窩成形體的乾燥後的尺寸精度以及形狀精度造成的影響。蜂窩成形體使用混合了氧化鋁、高嶺土以及滑石的堇青石原料作為陶瓷材料， 混合包含作為有機粘合劑的甲基纖維素4質量份的成形助劑、添加劑、作為分散介質的水，進行混煉而獲得了坯土。對所獲得的坯土進行擠出成形，獲得了直徑150mm、長度(軸長)210mm、外形為圓柱狀、孔格的正交於中心軸的剖面形狀為正方形的蜂窩成形體。所獲得的蜂窩成形體的孔格密度為400孔格/in2，端面的開口率為86%，隔壁的厚度為0. 08mm,含水率為M%。需要說明的是，在實驗2中的任一個實施例和比較例中，都使用了與上述同樣的條件的蜂窩成形體。乾燥方法對於所獲得的蜂窩成形體，使用圖4所示的連續式的介電乾燥裝置，從而以頻率數13MHz、輸出功率150kW來進行介電乾燥，直至含水率成為2%。此時，乾燥空間
9內溼球溫度設為35°C，蜂窩成形體的供給速度設為1100kg/h。另外，各實施例和比較例中的乾燥空間內的蜂窩成形體的充填率以及功率密度分別表2所示。此處填充率100%是指以往的蜂窩成形體的介電乾燥方法中的最大的填充率，是指載置蜂窩成形體的輸送板無空隙地連續供給的狀態，即，鄰接的輸送板的間隔為Omm的狀態。另外，填充率50%是指以往的乾燥方法中的最大的填充率設為100%的情況下的其一半的填充率，具體是指鄰接的輸送板保持了每一個輸送板的間隔OOOmm)的狀態。如果將本實驗中的乾燥空間內的填充率換算為蜂窩成形體的個數，那麼填充率100%的比較例3中為125個(輸送板個數為25 張)，填充率50%的實施例2中為60個(輸送板個數為12張)。評價對於在各條件下完成乾燥的蜂窩成形體，使用專利文獻日本特公昭 63-34405中公開的外徑形狀自動測定裝置，分別測定了 20處不同的高度位置上的直徑。此處蜂窩成形體的高度是指，以開口下端面為起點時的、到達蜂窩成形體的軸方向上的規定位置為止的距離。在測定之際，通過光量器，以各高度位置處的蜂窩成形體的剖面的面積重心作為中心，分別測定了 3000點的直徑。將各高度位置處的3000點的直徑的平均值設為各高度位置處的平均直徑，特別地，算出開口上端面上的平均直徑與開口下端面上的平均直徑之差，作為蜂窩成形體的上下直徑差，與各端面的平均直徑一併示於表2。進一步，從在各高度位置測定的3000點的直徑之中採取最大值和最小值，將其差算出，作為各高度位置處的最大最小直徑差。各高度位置處的最大最小直徑差之中，將高度 180mm處的最大最小直徑差設為上部的最大最小直徑差，將高度30mm處的最大最小直徑差設為下部的最大最小直徑差，結果示於表2。需要說明的是，在實際的生產中，從乾燥後的蜂窩成形體、剪掉形狀精度容易失真的上下端部，將形狀好的部分切出規定的長度而製品化， 因此高度30mm以及180mm處的形狀精度，即最大最小直徑差的微小度(小)，在制品化之際成為一個基準。結果從表2可知，對於通過將乾燥空間內填充率設為與以往同樣高而將功率密度設為不足5[kW/kg(水)]的比較例2的乾燥方法而言，上下直徑差為0. 5mm之變大；但是對於通過使乾燥空間內填充率減半而將功率密度設為5 20[kW/kg(水)]的範圍內的實施例3的乾燥方法而言，無法確認上下直徑差，蜂窩成形體的上部和下部處的尺寸之差有改善，作為蜂窩整體的尺寸精度提高。需要說明的是，在蜂窩結構體的製造中，上下直徑差成為在燒成後的蜂窩結構體產生裂紋等不良現象的原因，因此優選上下直徑差的範圍為不足 0. 5mmο另外，對於比較例2的乾燥方法而言，下部的最大最小直徑差為1. ^mm之大，但是對於實施例3的乾燥方法而言，在上部、下部，最大最小直徑差都被控制在較低的值。需要說明的是，在蜂窩結構體的製造中，就剖面的最大最小直徑差而言，可用作表示外周部的變形程度的指標，為了製造具有充分的形狀精度的蜂窩結構體，乾燥後的蜂窩成形體之中的可用作蜂窩結構體的部分的最大最小直徑差，優選為1.00mm以下的範圍。根據本實驗可知通過控制乾燥空間內填充率從而將功率密度維持在所希望的範圍，從而可將乾燥後的蜂窩成形體的上下直徑差以及最大最小直徑差設為容許範圍內，製造尺寸精度以及形狀精度高的蜂窩結構體。表權利要求
1.一種蜂窩成形體的乾燥方法，其為未燒成的蜂窩成形體的乾燥方法，所述未燒成的蜂窩成形體由含有陶瓷材料、分散介質、成形助劑以及添加劑的原料組合物形成，具有由隔壁區劃形成的作為流體流路的多個孔格；所述蜂窩成形體的乾燥方法具有介電乾燥工序在乾燥空間內，使電流在所述蜂窩成形體的開口上端面的上方以及開口下端面的下方相對設置的電極板之間流動，將針對於所述蜂窩成形體的功率密度維持在5 20[kW/kg(水)]的範圍，從而進行介電乾燥。
2.根據權利要求1所述的蜂窩成形體的乾燥方法，通過控制所述蜂窩成形體在所述乾燥空間內的填充率，從而將所述乾燥空間內的功率密度維持在5 20 [kff/kg (水)]的範圍。
3.根據權利要求1或2所述的蜂窩成形體的乾燥方法，通過將相對設置的所述電極板的面積控制在對乾燥而言有效的最小的大小，從而將所述乾燥空間內的功率密度維持在 5 20[kW/kg(水)]的範圍。
4.根據權利要求1 3的任一項所述的蜂窩成形體的乾燥方法，所述蜂窩成形體的介電乾燥前的含水率為20 25質量％。
5.根據權利要求1 4中的任一項所述的蜂窩成形體的乾燥方法，進行所述介電乾燥， 直至所述蜂窩成形體的介電乾燥後的含水率相對於介電乾燥前的含水率為10 40%。
6.根據權利要求1 5中的任一項所述的蜂窩成形體的乾燥方法，在進行了所述介電乾燥之後，進一步具有進行微波乾燥和/或熱風乾燥的工序。
7.根據權利要求1 6中的任一項所述的蜂窩成形體的乾燥方法，在所述原料組合物中包含具有熱凝膠化特性和/或熱固化特性的粘合劑作為所述成形助劑。
8.根據權利要求7所述的蜂窩成形體的乾燥方法，所述原料組合物中的所述粘合劑的含量為1 10質量％。
9.根據權利要求1 8中的任一項所述的蜂窩成形體的乾燥方法，通過將所述乾燥空間內的溼球溫度維持在60°C以上、不足100°C來進行所述介電乾燥。
10.根據權利要求1 9中的任一項所述的蜂窩成形體的乾燥方法，所述蜂窩成形體的所述多個孔格的開口率為70 90%，且所述隔壁的厚度為0. 05 0. 2mm。
全文摘要
本發明提供一種蜂窩成形體的乾燥方法，即使是隔壁薄的蜂窩成形體，也可不產生因氣氛的影響而導致的變形、裂紋，在短時間進行乾燥，可成品率良好地獲得高品質的蜂窩結構體作為最終製品。該陶瓷成形體的乾燥方法具有如下工序在功率密度5～20[kW/kg(水)]的條件下，對以陶瓷材料為主要原料而形成的未燒成的蜂窩成形體進行介電乾燥。
文檔編號F26B3/34GK102235803SQ20111007048
公開日2011年11月9日 申請日期2011年3月16日 優先權日2010年3月17日
發明者奧村健介, 高木周一 申請人:日本礙子株式會社