説明

グリーンハニカム成形体の乾燥装置及びグリーンハニカム成形体の乾燥方法

【課題】乾燥時のグリーンハニカム成形体の変形やわれを抑制できるグリーンハニカム成形体の乾燥装置及び乾燥方法を提供する。
【解決手段】複数の貫通孔70aを有するグリーンハニカム成形体70の乾燥方法である。
グリーンハニカム成形体70の角部を、マイクロ波を遮蔽する部材80で覆う工程と、グリーンハニカム成形体の周りに水蒸気が存在する雰囲気下で、グリーンハニカム成形体70の各貫通孔70aに加熱気体を供給すると同時に、グリーンハニカム成形体70にマイクロ波を照射する工程と、を備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、グリーンハニカム成形体の乾燥装置及びグリーンハニカム成形体の乾燥方法に関する。
【背景技術】
【0002】
多数の貫通孔を有するセラミクスハニカム構造体は、セラミクス原料粉及び溶媒を含むグリーンハニカム成形体を成形し、乾燥し、焼成することにより製造される。
【0003】
そして、グリーンハニカム成形体の乾燥方法として、マイクロ波及び加熱気体を用いる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平1−503136号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来の方法では、乾燥時にグリーンハニカム成形体が変形したり割れたりすることがあった。
【0006】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、乾燥時のグリーンハニカム成形体の変形やわれを抑制できるグリーンハニカム成形体の乾燥装置及び乾燥方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明にかかる方法は、複数の貫通孔を有するグリーンハニカム成形体の乾燥方法である。そして、グリーンハニカム成形体の角部を、マイクロ波を遮蔽する部材で覆う工程と、
前記グリーンハニカム成形体の周りに水蒸気が存在する雰囲気下で、前記グリーンハニカム成形体の各貫通孔に加熱気体を供給すると同時に、前記グリーンハニカム成形体にマイクロ波を照射する工程と、を備える。
【0008】
本発明にかかる装置は、複数の貫通孔を有するグリーンハニカム成形体の乾燥装置である。そして、容器と、
前記容器内にマイクロ波を供給するマイクロ波源と、
前記容器内に加熱気体を供給する加熱気体源と、
前記容器内に水蒸気を供給する水蒸気供給口と、
前記容器内において、前記グリーンハニカム成形体における前記複数の貫通孔の開口が設けられた端面の一方に対して、前記加熱気体源から供給される加熱気体を供給する気体出口と、
前記グリーンハニカム成形体の角部を覆うように配置される、マイクロ波を遮蔽する部材と、を備える。
【0009】
本発明によれば、加熱ガス供給及びマイクロ波照射中にグリーンハニカム成形体の周りが水蒸気雰囲気とされることにより、グリーンハニカム成形体の外面が中央部よりも先に過度に乾燥することが抑制される。また、グリーンハニカム成形体の角部をマイクロ波遮蔽部材で覆っているので、グリーンハニカム成形体の角部における過度のマイクロ波加熱による過乾燥も抑制される。したがって、乾燥に伴うグリーンハニカム成形体の変形や、外周壁の割れが抑制され、歩留まりを向上できる。
【0010】
ここで、前記部材は、金属板であることが好ましい。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、乾燥時のグリーンハニカム成形体の変形やわれを抑制できるグリーンハニカム成形体の乾燥装置及び乾燥方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】図1の(a)は第1実施形態にかかる乾燥装置の概略断面図、(b)は(a)のマイクロ波遮蔽部材80の斜視図、(c)は(a)のマイクロ波遮蔽部材81の斜視図である。
【図2】図2は、第2実施形態にかかる乾燥装置の概略断面図である。
【図3】図3は、第2実施形態にかかる乾燥装置の載置台40の上面図である。
【図4】図4は、実施例及び比較例の乾燥速度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明に係るグリーンハニカム成形体の乾燥装置の好適な実施形態について、図1の(a)を参照して説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【0014】
(乾燥装置)
本実施形態にかかるグリーンハニカム成形体の乾燥装置100は、グリーンハニカム成形体70を乾燥させるものであり、主として、容器10と、容器10内にマイクロ波を供給するマイクロ波源20と、容器10内に配置された載置台40と、載置台40の気体分散板(気体出口)42を介してグリーンハニカム成形体70の複数の貫通孔70aに加熱気体を供給する加熱気体源30と、グリーンハニカム成形体70の両端面に配置されたマイクロ波遮蔽部材80、81と、を備える。
【0015】
(グリーンハニカム成形体)
まず、乾燥対象となるグリーンハニカム成形体70について説明する。
本実施形態に係るグリーンハニカム成形体70は、図1に示すように、それぞれ、Z軸方向に延びる多数の貫通孔70aを有する柱体である。グリーンハニカム成形体70の外形形状は特に限定されないが、例えば、円柱、楕円柱、角柱(例えば、正三角柱、正方形柱、正六角柱、正八角柱等の正多角柱や、正多角柱以外の、3角柱、4角柱、6角柱、8角柱等)等である。また、各貫通孔70aの断面形状も特に限定されず、例えば、円形、楕円形、正方形、長方形、三角形、六角形等の多角形等が挙げられる。貫通孔70aには、径の異なるもの、断面形状の異なるものが混在してもよい。
【0016】
グリーンハニカム成形体70のZ軸方向の端面から見た場合の、貫通孔70aの配置の形態も特に限定されず、たとえば、貫通孔70aの中心軸が正方形の頂点にそれぞれ位置するように配置されている正方形配置、貫通孔70aの中心軸が正三角形の頂点に配置される正三角形配置等が挙げられる。
貫通孔70aの径も特に限定されず、例えば、断面が正方形の場合、一辺0.8〜2.5mmとすることができる。貫通孔70a同士を隔てる隔壁の厚みは、例えば、0.15〜0.76mmとすることができる。
【0017】
また、グリーンハニカム成形体70の貫通孔70aが延びる方向の長さ(Z方向の全長)は特に限定されないが、例えば、40〜350mmとすることができる。また、グリーンハニカム成形体70の外径も特に限定されないが、例えば、100〜320mmとすることできる。
【0018】
グリーンハニカム成形体70は、後で焼成することによりセラミクスとなるグリーン(未焼成体)であり、特に、多孔性セラミクスとなるグリーンであることが好ましい。具体的には、グリーンハニカム成形体70は、セラミクス原料を含む。セラミクスは特に限定されないが、例えば、アルミナ、シリカ、ムライト、コーディエライト、ガラス、チタン酸アルミニウム等の酸化物、シリコンカーバイド、窒化珪素、金属等が挙げられる。なお、チタン酸アルミニウムは、さらに、マグネシウム及び/又はケイ素を含むことができる。
【0019】
グリーンハニカム成形体70は、好ましくは、セラミクス原料である無機化合物源粉末、及び、メチルセルロース等の有機バインダ、及び、必要に応じて添加される添加剤を含む。
【0020】
例えば、セラミクスがチタン酸アルミニウムの場合、無機化合物源粉末は、αアルミナ粉等のアルミニウム源粉末、及び、アナターゼ型やルチル型のチタニア粉末等のチタニウム源粉末、及び/又は、チタン酸アルミニウム粉末を含み、必要に応じて、さらに、マグネシア粉末やマグネシアスピネル粉末等のマグネシウム源粉末及び/又は、酸化ケイ素粉末やガラスフリット等のケイ素源粉末を含むことができる。
【0021】
有機バインダとしては、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロースなどのセルロース類;ポリビニルアルコールなどのアルコール類;リグニンスルホン酸塩を例示できる。
有機バインダの量は、無機化合物源粉末の100重量部に対して、20重量部以下であることが好ましく、より好ましくは15重量部以下、さらに好ましくは6重量部である。また、有機バインダの下限量は、0.1重量部であることが好ましく、より好ましくは3重量部である。
【0022】
添加物としては、例えば、造孔剤、潤滑剤および可塑剤、分散剤、溶媒が挙げられる。
【0023】
造孔剤としては、グラファイト等の炭素材;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル等の樹脂類;でんぷん、ナッツ殻、クルミ殻、コーンなどの植物材料;氷;およびドライアイス等などが挙げられる。造孔剤の添加量は、無機化合物源粉末の100重量部に対して、0〜40重量部であることが好ましく、より好ましくは0〜25重量部である。
【0024】
潤滑剤および可塑剤としては、グリセリンなどのアルコール類;カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラキジン酸、オレイン酸、ステアリン酸などの高級脂肪酸;ステアリン酸Alなどのステアリン酸金属塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルなどが挙げられる。潤滑剤及び可塑剤の添加量は、無機化合物源粉末の100重量部に対して、0〜10重量部であることが好ましく、より好ましくは0.1〜5重量部である。
【0025】
分散剤としては、たとえば、硝酸、塩酸、硫酸などの無機酸;シュウ酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、乳酸などの有機酸;メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類;ポリカルボン酸アンモニウムなどの界面活性剤などが挙げられる。分散剤の添加量は、無機化合物源粉末の100重量部に対して、0〜20重量部であることが好ましく、より好ましくは2〜8重量部である。
【0026】
溶媒としては、たとえば、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノールなどのアルコール類;プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールなどのグリコール類;および水などを用いることができる。なかでも、水が好ましく、不純物が少ない点で、より好ましくはイオン交換水が用いられる。溶媒の使用量は、無機化合物源粉末の100重量部に対して、10重量部〜100重量部であることが好ましく、より好ましくは20重量部〜80重量部である。
また、成形体全体の重量に対する溶媒の重量は特に限定されないが、10〜30wt%が好ましく、15〜20wt%がより好ましい。
【0027】
このようなグリーンハニカム成形体70は例えば以下のようにして製造することができる。
まず、無機化合物源粉末と、有機バインダと、溶媒と、必要に応じて添加される添加物を用意する。そして、これらを混練機等により混合して原料混合物を得、得られた原料混合物をグリーンハニカム成形体の断面形状に対応する出口開口を有する押出機から押し出し、所望の長さに切ることにより、グリーンハニカム成形体70を得ることができる。
【0028】
(容器)
容器10は、グリーンハニカム成形体70、載置台40、管路36の出口部36aを収容可能である。容器10は、マイクロ波を遮蔽する観点から、金属製が好ましい。容器10には、容器10内のガスを外部に排出する排出口10bが設けられている。また、容器10には、マイクロ波源20から供給されるマイクロ波を受け入れる導波管10aを有する。
【0029】
(マイクロ波源)
マイクロ波源20は、グリーンハニカム成形体70中を加熱するためのマイクロ波を発生する。マイクロ波の波長は、グリーンハニカム成形体70を加熱できるものであれば特に限定されない。好ましい波長は、895〜940MHz、2400〜2500MHzである。マイクロ波源20は、マイクロ波の出力を、乾燥にしたがって低下させることができるものであることが好ましい。マイクロ波の出力は特に限定されないが、グリーンハニカム成形体1個あたり、例えば、1〜10kWとすることができる。
【0030】
(載置台)
載置台40は、容器10内に配置され、その上面にグリーンハニカム成形体70を載せ置く台である。載置台40は、気体分散板42と、気体分散板42の側面を取り囲む通気性のないリング部材44とを備える。グリーンハニカム成形体70は、その複数の貫通孔70aの開口が設けられた一端面(下面)70dが、気体分散板42の上面に対して、マイクロ波遮蔽部材80を間に挟んで対向するように気体分散板42上に載置される。気体分散板42の上面の大きさは、グリーンハニカム成形体70の端面70dの大きさと同等とされている。
【0031】
気体分散板42は、表裏に連通する複数の孔を有する板であり、下方から供給される気体を、上方に通過させる際に、面内方向におけるガス流れを均一にさせる。
【0032】
気体分散板42としては、表裏を直線的に貫く孔が多数形成されたいわゆる多孔板(例えばグリーンハニカム成形体と同様のハニカム格子形状)がよいが、表裏を連通しかつ屈曲した細孔を多数有するいわゆる多孔質板でも実施可能である。
【0033】
気体分散板42の材質も特に限定されないが、アルミナ、コージェライト等のセラミクスが挙げられる。気体分散板42の厚みは、たとえば、10〜100mmとすることができる。
気体分散板42が多孔板の場合の孔の平面形状も限定されず、例えば、正方形、円形、六角形、八角形とすることができる。孔の径は、例えば、形状が正方形の場合例えば、一辺の長さ0.7〜10mmとすることができる。また、孔間の壁の厚みは、例えば、0.03〜3.0mmとすることができる。
一方、気体分散板42が多孔質板の場合の平均細孔径は特に限定されないが、0.1〜100μmが好ましい。平均細孔径は、水銀圧入法により測定できる。また、気孔率は、10〜90%が好ましい。なお、多孔質板から構成された多孔板でもよい。
【0034】
リング部材44は、気体分散板42の側面を取り囲んでおり、側面からの気体の漏れを防いでいる。
【0035】
(加熱気体源)
加熱気体源30は、容器10の外に配置されたブロア32、ブロア32からのガスを気体分散板42の下面に導く管路36、管路36に設けられて管路36を流れるガスを加熱するヒータ34を備える。ガスの加熱温度は特に限定されないが、50〜200℃が好ましく、70〜120℃がより好ましい。ガスも特に限定されないが、経済的観点から、空気が好ましい。ガスの供給量も特に限定されないが、気体分散板42直上での気体分散板の面積平均のガスの風速が0.1〜10m/sであることが好ましく、0.5〜5m/sであることがより好ましい。
【0036】
管路36の出口部36aは、気体分散板42の下面の面積にあわせて径が広がっており、リング部材44の下面と接触している。
【0037】
(水蒸気供給口)
容器10の壁には、水蒸気供給口10bが形成されている。水蒸気供給口10bには、水蒸気供給ラインL1を介して水蒸気供給源が接続されており、容器10b内に水蒸気を供給し、各グリーンハニカム成形体の周りを水蒸気が存在する雰囲気下に維持することができる。水蒸気の供給条件も特に限定されないが、例えば、温度は100〜200℃、供給量は0.1〜5.0kg/minとすることが好ましい。
【0038】
(マイクロ波遮蔽部材)
マイクロ波遮蔽部材80、81は、マイクロ波を遮蔽できる板である。板の材質は、導電性を有するものであれば特に限定されないが、例えば、ステンレス、アルミニウム等の金属とすることができる。
【0039】
マイクロ波遮蔽部材80、81は、図1の(a)に示すように、グリーンハニカム成形体70の角部70cを覆うように配置されている。マイクロ波遮蔽部材80の形状は、グリーンハニカム成形体70の角部70cの少なくとも一部を覆う形状であればよい。
【0040】
例えば、図1の(a)〜(c)に示すマイクロ波遮蔽板80、81は、それぞれグリーンハニカム成形体70の各角部70cにおける側面70csを覆う筒状部80bを有する。筒状部80bの軸方向(Z方向)の長さL80bは特に限定されないが、10〜100mmとすることができる。
【0041】
また、マイクロ波遮蔽板80は、さらに、グリーンハニカム成形体70の角部70cにおける端面70ceを覆うリング状の底面部80aを有し、筒状部材80bの端に固定されている。これにより、マイクロ波遮蔽部材80のグリーンハニカム成形体70の上端への固定が容易となる。底面部80aのリングの幅、すなわち、Z軸を中心とする径方向の幅W80aも特に限定されないが、5〜50mmとすることができる。
【0042】
マイクロ波遮蔽部材80の板の厚みは、たとえば、1〜5mmとすることができる。
【0043】
また、マイクロ波遮蔽板80は、それ自体が多孔板のようにガスを透過可能であることもできる。例えば、グリーンハニカム成形体70における端面70u,70dを覆う部分を多孔板にすることができる。この場合の孔の径は特に限定されず、たとえば、1〜10mmとすることができる。孔の配列も特に限定されず、たとえば、孔の中心が正三角形の頂点に配置される正三角形配置が挙げられる。また、孔の中心間ピッチは、たとえば、2〜20mmとすることができる。
【0044】
(乾燥方法)
続いて、本実施形態にかかるグリーンハニカム成形体の乾燥方法について説明する。
まず、図1の(a)に示すように、グリーンハニカム成形体70の両角部70c、70cをそれぞれマイクロ波遮蔽部材80、81で覆った上で、容器10の気体分散板42の上面に、端面70dが対向するようにグリーンハニカム成形体70を載せる。
【0045】
続いて、ブロア32を起動するとともに、ヒータ34を起動する。さらに、マイクロ波源20からマイクロ波を容器10内に供給する。また、水蒸気供給口10bから容器内に水蒸気を連続的に供給し、各グリーンハニカム成形体70の周りを水蒸気が存在する雰囲気とする。
【0046】
これにより、グリーンハニカム成形体70の周りが水蒸気存在雰囲気とされた状態で、加熱されたガスが、管路36を通って気体分散板42の下面に供給され、さらに、気体分散板42を通過して、グリーンハニカム成形体70の各貫通孔70aを通過してグリーンハニカム成形体70の上端面70uから排出され、その後、容器10の排出口10bから排出される。また、各グリーンハニカム成形体70にマイクロ波が照射される。
【0047】
このような加熱及びガスの供給により、グリーンハニカム成形体70の溶媒成分が除去され、乾燥が進む。ここで、乾燥が進むにつれて、マイクロ波源20から供給するマイクロ波の出力を下げることが好ましい。これにより、過乾燥による局所的な温度上昇による暴走(発火)を抑制するという効果がある。水蒸気雰囲気下での加熱気体及びマイクロ波の供給による乾燥により到達する、成形体の最終的な乾燥の程度は特に限定されないが、マイクロ波及び水蒸気の供給を止める時点で、成形体の乾燥率、すなわち、成形体の乾燥前の溶媒質量に対する乾燥により除去された溶媒質量の比を80%以上とすることが好ましく、90%以上とすることがより好ましく、95%以上とすることがさらに好ましい。なお、マイクロ波及び水蒸気の供給を止めた後に、加熱気体のみを流すことによって、より乾燥をすすめることも好ましい。
【0048】
そして、本実施形態によれば、加熱ガス供給及びマイクロ波照射中にグリーンハニカム成形体の周りが水蒸気雰囲気とされることにより、グリーンハニカム成形体の外面が中央部よりも先に過度に乾燥することが抑制される。また、グリーンハニカム成形体70の角部70cをマイクロ波遮蔽部材80、81で覆っているので、グリーンハニカム成形体70の角部70cおける過度のマイクロ波加熱による過乾燥も抑制される。したがって、乾燥に伴うグリーンハニカム成形体70の変形や、外周壁の割れが抑制され、歩留まりを向上できる。
【0049】
また、気体分散板42を介して加熱気体をグリーンハニカム成形体70の各貫通孔70aに供給しているので、各貫通孔70aに流れるガスの量の不均一性を抑制できる。これにより、乾燥速度のムラを低減でき、乾燥に伴うグリーンハニカム成形体70の変形や、外周壁の割れをよりいっそう抑制できる。
【0050】
このようにして乾燥したグリーンハニカム成形体70の貫通孔70aの端部を必要に応じて封口し、その後、焼成することにより、セラミクスハニカム構造体が得られる。このようなセラミクスハニカム構造体は、ディーゼルパティキュレートフィルタや、排ガス処理装置の触媒担体として利用可能である。
【0051】
続いて、図2及び図3を参照して、第2実施形態にかかる乾燥装置200について説明する。本実施形態では、第1実施形態との差異点のみ説明し、重複する説明は割愛する。本実施形態にかかる乾燥装置200は、2つのグリーンハニカム成形体70を同時に乾燥するものである。
【0052】
本実施形態においては、図2に示すように、載置台40は、2つの気体分散板(気体出口)42と、2つの気体分散板42の側面を取り囲む通気性のないリング部材44とを備え、外形形状は円板状である。2つのグリーンハニカム成形体70は、その複数の貫通孔70aの開口が設けられた一端面(下面)70dが、各気体分散板42の上面と対向するように、マイクロ波遮蔽部材80をそれぞれ間に挟んで、気体分散板42上に載置される。各気体分散板42や、マイクロ波遮蔽部材80、81は、第1実施形態と同様である。2つの気体分散板42は、これらの気体分散板42上に載置されたグリーンハニカム成形体70間の距離Dが、マイクロ波源20が供給するマイクロ波の波長をλとしたときに、1/2λを超えるように配置されている。
【0053】
載置台40の中央下面には鉛直軸52が設けられ、鉛直軸52はモータ50によって回転可能とされている。これにより、容器10内で、載置台40を鉛直軸周りに回転させることができる。回転数は特に限定されないが、1〜60rpmとすることができる。
【0054】
管路36の出口部36aには、図2及び図3に示すように、上方に面し、上から見てリング状となる開口36abが設けられている。出口部36aの先端36aeは、図2に示すようにリング部材44の下面と接触している。出口部36aが、このような上方に面したリング状の開口36abを有することにより、回転運動する載置台40がどの回転位置にあっても、加熱気体を、気体出口となる気体分散板42を介して各グリーンハニカム成形体70の各貫通孔70aに供給可能となっている。出口部36aの先端36aeはリング部材44の下面と摺動しつつ接触することができるようにされており、気体のシールが可能である。
【0055】
本実施形態によれば、第1実施形態と同様の作用効果を奏する。さらに、グリーンハニカム成形体70の間隔Dがマイクロ波の波長λの1/2超とされているので、マイクロ波が十分にグリーンハニカム成形体70間に回り込むことができ、2つの成形体をムラなく乾燥させることが容易である。
【0056】
さらに、このような乾燥装置200において複数のグリーンハニカム成形体70を一度に乾燥する場合、マイクロ波を効率よく利用できることから、グリーンハニカム成形体70一つあたりのマイクロ波の出力や加熱ガスの供給量を同じとした場合、単独で乾燥する場合に比して乾燥時間を短縮することも可能である。
【0057】
なお、載置台40に、マイクロ波遮蔽部材80を固定する固定具85を設けてもよい。
【0058】
本発明は上記実施形態に限定されず、様々な変形態様が可能である。
たとえば、上記実施形態では、気体分散板42の表面が水平に配置されており、気体分散板42の上面にグリーンハニカム成形体70を載せることでグリーンハニカム成形体70が保持されるがこれには限定されない。たとえば、気体分散板42の表面を垂直に配置し、グリーンハニカム成形体70の端面70dがこの垂直表面に接触するように、他の保持部材によりグリーンハニカム成形体70を保持してもよい。
【0059】
また、上記第2実施形態では、載置台40上に気体分散板42を2つ設け、これらの気体分散板42上に2つのグリーンハニカム成形体70を載置し、これらの成形体を一度に乾燥しているが、3つ以上の気体分散板を設けるなどして3つ以上のグリーンハニカム成形体70を一度に乾燥するようにしてもよい。
【0060】
また、上記実施形態では、マイクロ波遮蔽部材80は、グリーンハニカム成形体70の両方の角部70cをそれぞれ覆うように配置されているが、一方の角部70cのみを覆うように配置されていても実施は可能である。通常、下側の角部よりも載置台40から離れた上側の角部がマイクロ波の集中により過乾燥しやすいので、マイクロ波遮蔽部材80を少なくとも上側の角部を覆うように設けることが効果的である。
【0061】
また、上記第2実施形態では、2つのグリーンハニカム成形体70間の間隔が、マイクロ波の波長λの1/2以下であっても実施は可能である。
【0062】
さらに、上記実施形態では、グリーンハニカム成形体70の端面70dに対して加熱気体を供給する複数の気体出口として、気体分散板42を用いているが、貫通孔70aの径が大きい場合等には、気体分散板42を設けずに、管路36の出口部36aの開口から直接端面70dに加熱気体を供給してもよい。
【0063】
また、気体分散板42上にトチと呼ばれる、グリーンハニカム成形体70と同一の組成および貫通孔構造を有する焼成台を設け、その上にグリーンハニカム成形体70を載せてもよい。
【実施例】
【0064】
(実施例)
(ハニカム成形体の製造方法)
無機化合物源粉末として以下のものを用いて、グリーンハニカム成形体を得た。無機化合物源粉末の仕込み組成は、アルミナ〔Al〕、チタニア〔TiO〕、マグネシア〔MgO〕およびシリカ〔SiO〕換算のモル百分率で、〔Al〕/〔TiO〕/〔MgO〕/〔SiO〕=35.1%/51.3%/9.6%/4.0%であった。アルミニウム源粉末、チタニウム源粉末、マグネシウム源粉末およびケイ素源粉末の合計量中のケイ素源粉末の含有率は、4.0重量%であった。
(1)アルミニウム源粉末
表1に示される平均粒子径を有するα−アルミナ粉末 24.6重量部
(2)チタニウム源粉末
表1に示される平均粒子径を有するルチル型チタニア粉末 42.0重量部
(3)マグネシウム源粉末
表1に示される平均粒子径を有するマグネシアスピネル粉末 15.7重量部
(4)ケイ素源粉末
表1に示される平均粒子径を有するガラスフリット(タカラスタンダード社製「CK0832」) 3.4重量部
【0065】
アルミニウム源粉末、チタニウム源粉末、マグネシウム源粉末およびケイ素源粉末からなる混合物に、造孔剤として表1に示される平均粒子径を有するコーンスターチを14.3重量部、有機バインダとしてメチルセルロース(商品名:メトローズ 90SH−30000)5.5重量部、可塑剤としてポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテル(商品名:ユニルーブ50MB−72、20℃における粘度が1020mPa・s)4.6重量部、ならびに、潤滑剤としてグリセリン0.3重量部を加え、さらに、分散媒(溶媒)として水27重量部を加えた後、混練機を用いて25℃で混練することにより、坏土(成形用原料混合物)を調製した。ついで、この坏土を押出成形することにより、グリーンハニカム成形体を4つ作製した。グリーンハニカム成形体70は円柱状であり、直径は163mm、長さは240mmとした。貫通孔70aの断面形状は一辺1.43mmの正方形であり、隔壁の厚み0.32mmとなるようにマトリクス状に正方形配置した。
【表1】

【0066】
これらのグリーンハニカム成形体を、上述の図1の乾燥装置で乾燥させた。
乾燥条件は以下のようにした。
気体分散板42のスペック:材料:アルミナ、厚み:40mm、孔の平面形状は1辺5.2mmの正方形、壁の厚み1.1mm
マイクロ波の周波数2.45GHz、マイクロ波の出力は、乾燥時間0〜7.5分まで10kW、7.5〜10.5分まで6kW、10.5〜13.0分まで3kWとし、13分以降は0kWとした。なお、乾燥率は、重量基準の値である。
供給ガスは空気、供給ガスの加熱温度は90℃とした。ガスの供給量は、気体分散板42直上での気体分散板の面積平均のガスの風速が1m/sとなるように設定した。水蒸気の温度は120℃、供給量は0.5kg/minとした。マイクロ波の照射時間は時刻0〜13分まで、水蒸気の供給時間は時刻0〜13分まで、加熱気体の供給は時刻0〜25分まで行った。
図1に示すマイクロ波遮蔽部材80及び81を使用した。材質はステンレスとし、厚みは3mmとした。筒状部80bのZ方向の長さL80bは50mmとした。底面部80aの径方向の幅W80aは25mmとした。
マイクロ波出力および乾燥率の時間変化をそれぞれ図4のA,Bに示す。
【0067】
実施例のグリーンハニカム成形体に変形や割れは見られなかった。
【0068】
(比較例)
マイクロ波遮蔽部材80及び81を用いない以外は実施例と同様にした。成形体は外周面がやや樽状に変形した。角部にマイクロ波が集中して他の場所よりも乾燥収縮が大きくなったものと考えられる。
【符号の説明】
【0069】
10…容器、10b…水蒸気供給口、20…マイクロ波源、30…加熱気体源、42…気体分散板(気体出口)、70…グリーンハニカム成形体、70a…貫通孔、70d…端面、80、81…マイクロ波遮蔽部材、100…乾燥装置。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の貫通孔を有するグリーンハニカム成形体の乾燥方法であって、
グリーンハニカム成形体の角部を、マイクロ波を遮蔽する部材で覆う工程と、
前記グリーンハニカム成形体の周りに水蒸気が存在する雰囲気下で、前記グリーンハニカム成形体の各貫通孔に加熱気体を供給すると同時に、前記グリーンハニカム成形体にマイクロ波を照射する工程と、を備える方法。
【請求項2】
複数の貫通孔を有するグリーンハニカム成形体の乾燥装置であって、
容器と、
前記容器内にマイクロ波を供給するマイクロ波源と、
前記容器内に加熱気体を供給する加熱気体源と、
前記容器内に水蒸気を供給する水蒸気供給口と、
前記容器内において、前記グリーンハニカム成形体における前記複数の貫通孔の開口が設けられた端面の一方に対して、前記加熱気体源から供給される加熱気体を供給する気体出口と、
前記グリーンハニカム成形体の角部を覆うように配置される、マイクロ波を遮蔽する部材と、
を備える装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2012−66404(P2012−66404A)
【公開日】平成24年4月5日(2012.4.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−211072(P2010−211072)
【出願日】平成22年9月21日(2010.9.21)
【出願人】(000002093)住友化学株式会社 (8,981)
【Fターム(参考)】