CN114161562A - 陶瓷成形体的介电干燥方法及装置和陶瓷结构体制造方法 - Google Patents
陶瓷成形体的介电干燥方法及装置和陶瓷结构体制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114161562A CN114161562A CN202110929916.5A CN202110929916A CN114161562A CN 114161562 A CN114161562 A CN 114161562A CN 202110929916 A CN202110929916 A CN 202110929916A CN 114161562 A CN114161562 A CN 114161562A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ceramic
- dielectric drying
- end regions
- central region
- arrangement direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 210
- 238000002276 dielectric drying Methods 0.000 title claims abstract description 82
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 16
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 49
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 8
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 17
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 15
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 11
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 7
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910000505 Al2TiO5 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- AABBHSMFGKYLKE-SNAWJCMRSA-N propan-2-yl (e)-but-2-enoate Chemical compound C\C=C\C(=O)OC(C)C AABBHSMFGKYLKE-SNAWJCMRSA-N 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si].[Si] SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
- B28B11/24—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for curing, setting or hardening
- B28B11/243—Setting, e.g. drying, dehydrating or firing ceramic articles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B15/00—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form
- F26B15/10—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions
- F26B15/12—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions the lines being all horizontal or slightly inclined
- F26B15/18—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions the lines being all horizontal or slightly inclined the objects or batches of materials being carried by endless belts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B25/00—Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
- F26B25/20—Rollers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
- F26B3/32—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by development of heat within the materials or objects to be dried, e.g. by fermentation or other microbiological action
- F26B3/34—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by development of heat within the materials or objects to be dried, e.g. by fermentation or other microbiological action by using electrical effects
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B2210/00—Drying processes and machines for solid objects characterised by the specific requirements of the drying good
- F26B2210/02—Ceramic articles or ceramic semi-finished articles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Devices For Post-Treatments, Processing, Supply, Discharge, And Other Processes (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
本发明提供一种陶瓷成形体的介电干燥方法，能够抑制载置于干燥承载台的多个陶瓷成形体在与输送方向垂直的排列方向上的干燥状态的偏差。一种陶瓷成形体的介电干燥方法，将沿与输送方向垂直的排列方向排列载置于干燥承载台的上表面的多个陶瓷成形体输送到上部电极与下部电极的电极间，通过在所述电极间施加高频来使所述陶瓷成形体干燥。上部电极在排列方向上具备中央区域和夹着中央区域的两个端部区域。中央区域具有与陶瓷成形体的上端面平行的平面部。两个端部区域具有向下部电极侧倾斜的倾斜部。在将中央区域与陶瓷成形体间的最短距离设为L1、将两个端部区域的端部与陶瓷成形体间的最短距离设为L2的情况下，L2/L1为0～1.70。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷成形体的介电干燥方法和介电干燥装置、及陶瓷结构体的制造方法。
背景技术
陶瓷结构体在各种用途中使用。例如，具备划分形成从第一端面延伸到第二端面的多个孔格的隔壁的蜂窝形状的陶瓷结构体广泛用于催化剂载体、柴油机颗粒过滤器(DPF)、汽油颗粒过滤器(GPF)等各种过滤器等。
陶瓷结构体通过如下方式制造：将含有陶瓷原料的坯土成形而得到陶瓷成形体后，将陶瓷成形体干燥并进行烧成。另外，在本说明书中，将挤出成形后且干燥前的状态称为陶瓷成形体，将烧成后的状态称为陶瓷结构体。
作为陶瓷成形体的干燥方法，一般使用介电干燥。在介电干燥中，可以在一对电极间配置陶瓷成形体，利用通过向电极通电而产生的高频能量使陶瓷成形体内的水的偶极子进行分子运动，并利用其摩擦热对陶瓷成形体进行干燥。另外，在本说明书中，所谓“介电干燥”，是指在一对电极间配置被干燥体来进行干燥的高频介电干燥(频率为1～100MHz左右)，不包含从振荡器向被干燥体放射电磁波来进行干燥的微波干燥(频率为300MHz～300GHz左右)。
然而，在介电干燥中，存在如下这样的问题，即：难以均匀地将陶瓷成形体干燥，在烧成时会产生裂纹等或者陶瓷结构体的尺寸不均匀。因此，在介电干燥中进行了各种研究。
例如，在专利文献1中提出了一种方法，由于当在干燥承载台载置蜂窝成形体(陶瓷成形体)来进行介电干燥时，在上下端面附近产生高水分区域，因此使用将包括蜂窝成形体的开口下端面接触的部分在内的一定区域形成为多孔板的干燥承载台来进行干燥。
另外，在专利文献2中，为了抑制由输送机连续输送的蜂窝成形体(陶瓷成形体)的干燥偏差，提出了将设置于蜂窝成形体的开口上端面上方及下端面下方的电极在上下对应的位置处分割成多个，并使蜂窝成形体按每一对电极单位间歇地移动来进行干燥的方法。
而且，在专利文献3中，为了使蜂窝成形体均匀地干燥，提出了在一对电极之间一边使蜂窝成形体以其长轴为中心旋转一边进行干燥的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特公昭60－37382号公报
专利文献2：日本特开平5－105501号公报
专利文献3：日本特开平6－298563号公报
发明内容
发明所要解决的问题
陶瓷成形体的介电干燥通过如下方式进行：在干燥承载台的上表面沿与输送方向X垂直的排列方向Y排列载置多个(例如2～5个)陶瓷成形体，并通过输送机等输送单元将干燥承载台连续地输送到上部电极与下部电极之间来施加高频。
然而，专利文献1所记载的方法虽然能够抑制载置于干燥承载台的单个陶瓷成形体中的上部及下部的干燥状态的偏差，但难以抑制排列方向Y(干燥承载台的宽度方向)上的干燥状态的偏差。具体而言，载置于排列方向Y的中央部附近的陶瓷成形体位于电场强度大的环境，因此存在干燥速度快、干燥收缩率高的倾向。另一方面，载置于排列方向Y的端部附近的陶瓷成形体位于电场强度小的环境，因此存在干燥速度慢、干燥收缩率低的倾向。其结果，导致干燥状态由于沿排列方向Y排列载置的陶瓷成形体的位置的不同而产生偏差。
另外，专利文献2所记载的方法的目的在于抑制多个载置于干燥承载台的陶瓷成形体在输送方向X上的干燥状态的偏差，而并非是抑制载置于干燥承载台的多个陶瓷成形体在排列方向Y上的干燥状态的偏差。
另外，专利文献3所记载的方法是在间歇炉中使用的方法，因此在以大量生产为前提的连续炉中，难以应用该方法。
本发明是为了解决如上所述的问题而完成的，其目的在于提供一种能够抑制载置于干燥承载台的多个陶瓷成形体在与输送方向X垂直的排列方向Y上的干燥状态的偏差的陶瓷成形体的介电干燥方法及介电干燥装置。
另外，本发明的目的在于提供一种能够实现形状的均匀化的陶瓷结构体的制造方法。
用于解决问题的手段
本发明的发明人们对沿与输送方向X垂直的排列方向Y排列载置于干燥承载台的上表面的多个陶瓷成形体的介电干燥进行了深入研究，结果发现，通过控制上部电极的形状以使相对于多个陶瓷成形体的距离满足给定的条件，能够解决上述课题，由此完成了本发明。
即，本发明提供一种陶瓷成形体的介电干燥方法，将沿与输送方向X垂直的排列方向Y排列载置于干燥承载台的上表面的多个陶瓷成形体输送到上部电极与下部电极的电极间，通过在所述电极间施加高频来使所述陶瓷成形体干燥，其中，
所述上部电极在所述排列方向Y上具备中央区域和夹着所述中央区域的两个端部区域，
所述中央区域具有与所述陶瓷成形体的上端面平行的平面部，
所述两个端部区域具有向下部电极侧倾斜的倾斜部，
在将所述中央区域与所述陶瓷成形体之间的最短距离设为L1、且将所述两个端部区域的端部与所述陶瓷成形体之间的最短距离设为L2的情况下，L2/L1为0～1.70。
另外，本发明是包含所述陶瓷成形体的介电干燥方法的陶瓷结构体的制造方法。
而且，本发明提供一种陶瓷成形体的介电干燥装置，其具备：
上部电极；
下部电极；以及
输送单元，其能够将沿与输送方向X垂直的排列方向Y排列载置于干燥承载台的上表面的多个陶瓷成形体输送到所述上部电极与所述下部电极的电极间，
所述上部电极在所述排列方向Y上具备中央区域和夹着所述中央区域的两个端部区域，
所述中央区域具有与所述陶瓷成形体的上端面平行的平面部，
所述两个端部区域具有向下部电极侧倾斜的倾斜部，
在将所述中央区域与所述陶瓷成形体之间的最短距离设为L1、且将所述两个端部区域的端部与所述陶瓷成形体之间的最短距离设为L2的情况下，L2/L1为0～1.70。
发明效果
根据本发明，能够提供一种能够抑制载置于干燥承载台的多个陶瓷成形体在与输送方向X垂直的排列方向Y上的干燥状态的偏差的陶瓷成形体的介电干燥方法及介电干燥装置。
另外，根据本发明，能够提供一种能够实现形状的均匀化的陶瓷结构体的制造方法。
附图说明
图1是适用于本发明的实施方式所涉及的陶瓷成形体的介电干燥方法的介电干燥装置在输送方向X上的概略图。
图2是图1的介电干燥装置在排列方向Y上的概略图。
图3是在图2的介电干燥装置的概略图中示出电力线的密度分布的图。
图4是示出使用了平板型的上部电极的情况下的电力线的密度分布的图。
图5是在多个陶瓷成形体的上端面载置有辅助电极的情况下的介电干燥装置在排列方向Y上的概略图。
图6是示出实施例中的L2/L1与加热量差之间的关系的图表。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行更具体的说明。应当理解，本发明并不限定于以下的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，基于本领域技术人员的通常的知识对以下的实施方式适当加以变更、改良等所得的方式也落入本发明的范围。
(1)陶瓷成形体的介电干燥方法及介电干燥装置
本发明的实施方式所涉及的陶瓷成形体的介电干燥方法通过如下方式进行：将沿与输送方向X垂直的排列方向Y排列载置于干燥承载台的上表面的多个陶瓷成形体输送到上部电极与下部电极之间(电极间)，并在该电极间施加高频，由此使所述陶瓷成形体干燥。
图1中示出适用于该陶瓷成形体的介电干燥方法的介电干燥装置在输送方向X的概略图。另外，图2中示出该介电干燥装置在排列方向Y上的概略图。
如图1及图2所示，介电干燥装置100具备：上部电极130；下部电极140；以及输送单元120(例如，输送机)，能够将沿与输送方向X垂直的排列方向Y排列载置于干燥承载台20的上表面的多个陶瓷成形体10输送到上部电极130与下部电极140的电极间。上部电极130设置于介电干燥炉110的上方，下部电极140设置于介电干燥炉110的下方。具有这样的基本结构的介电干燥装置100在本技术领域中是公知的。另外，在不妨碍本发明的效果的范围内，介电干燥装置100也可以还具备公知的结构(例如通风干燥装置等)。
载置于干燥承载台20的多个陶瓷成形体10通过输送单元120而输送到介电干燥炉110的上部电极130与下部电极140的电极间。此时，能够利用通过在上部电极130与下部电极140之间流过电流而产生的高频能量使陶瓷成形体10内的水的偶极子进行分子运动，利用其摩擦热来使陶瓷成形体10干燥。
载置于干燥承载台20的多个陶瓷成形体10的数量只要根据干燥承载台20的大小等适当调整即可，但优选为2～5个，更优选为3～5个。
载置于干燥承载台20的多个陶瓷成形体10的大小没有特别限定，但优选为铅垂方向Z的长度大致相同，更优选为所有方向的长度大致相同。
上部电极130和下部电极140都可以使用公知的电极板。另外，上部电极130可以通过利用公知的方法进行加工而形成为所期望的形状。
上部电极130在多个陶瓷成形体10的排列方向Y上具备中央区域A和夹着中央区域A的两个端部区域B。
中央区域A具有与多个陶瓷成形体10的上端面11a平行的平面部131。另外，两个端部区域B具有向下部电极140侧倾斜的倾斜部132。
这里，在本说明书中，所谓“向下部电极140侧倾斜的倾斜部132”，是指具有以中央区域A的平坦部(倾斜角0°)为基准而向下部电极140侧在超过0°且小于180°的范围内倾斜的角度的部分。
在将上部电极130的中央区域A与多个陶瓷成形体10之间的最短距离设为L1、将上部电极130的两个端部区域B的端部与多个陶瓷成形体10之间的最短距离设为L2的情况下，L2/L1为0～1.70，优选为0～0.70。
通过将L2/L1控制在上述范围内，如图3所示，排列方向Y的两端的两个陶瓷成形体10中的电力线的密度分布与排列方向Y的中央的三个陶瓷成形体10中的电力线的密度分布成为大致相同程度。因此，排列方向Y的两端的两个陶瓷成形体10中的电场强度与排列方向Y的中央的三个陶瓷成形体10中的电场强度成为大致相同程度，由此能够抑制多个陶瓷成形体10在排列方向Y上的干燥状态的偏差。
与此相对，在L2/L1处于上述范围外的情况下，如图4所示，排列方向Y的两端的两个陶瓷成形体10中的电力线的密度分布比排列方向Y的中央的三个陶瓷成形体10中的电力线的密度分布小。因此，排列方向Y的两端的两个陶瓷成形体10中的电场强度比排列方向Y的中央的三个陶瓷成形体10中的电场强度小，导致多个陶瓷成形体10的干燥状态在排列方向Y上产生偏差。具体而言，排列方向Y的两端的两个陶瓷成形体10与排列方向Y的中央的三个陶瓷成形体10相比难以干燥。
上部电极130优选为使两个端部区域B的倾斜的起点P在排列方向Y上位于与两端的陶瓷成形体10的外端Q相同的位置，或者位于比外端Q更靠外侧。
通过如上述那样控制起点P的位置，易于将排列方向Y上的两端的两个陶瓷成形体10所处区域的电力线的密度分布控制为与排列方向Y上的中央的三个陶瓷成形体10所处的区域的电力线的密度分布相同的程度。因此，能够稳定地获得抑制多个陶瓷成形体10在排列方向Y上的干燥状态的偏差的效果。
也可以在多个陶瓷成形体10的上端面11a载置辅助电极30。通过载置辅助电极30，能够使在介电干燥时电场强度容易变得不均匀的陶瓷成形体10的上端面11a处的电场强度均匀化。因此，能够使陶瓷成形体10整体的加热量均匀化而降低干燥不均。
在此，图5中示出在多个陶瓷成形体10的上端面11a载置有辅助电极30的情况下的介电干燥装置在排列方向Y上的概略图。另外，图5所示的介电干燥装置200除了在多个陶瓷成形体10的上端面11a载置有辅助电极30以外，与图2所示的介电干燥装置100相同。
作为辅助电极30的材质，没有特别限定，但优选为电导率比陶瓷成形体10的电导率高。只要具有这样的电导率，就能够充分地确保作为辅助电极30的功能。作为辅助电极30的材质的例子，可以举出铝、铜、铝合金、铜合金、石墨等。它们可以单独使用或将两种以上组合使用。
作为辅助电极30，例如可以使用多孔板。
这里，在本说明书中，所谓“多孔板”，是指具有开孔的板材。
多孔板的开孔率没有特别限定，优选为20～90％，更优选为40～80％。通过将开孔率控制在这样的范围内，能够使在介电干燥时电场强度容易变得不均匀的陶瓷成形体10的上端面11a处的电场强度均匀化。因此，能够使陶瓷成形体10整体的加热量均匀化而降低干燥不均。
在此，在本说明书中，所谓“多孔板的开孔率”，意味着开孔面积相对于与陶瓷成形体10的上端面11a接触的多孔板的面的总面积的比例。
作为与陶瓷成形体10的上端面11a接触的多孔板的面上的开孔的形状，没有特别限定，例如，可以为圆形、四边形、狭缝状等各种形状。
在多个陶瓷成形体10的上端面11a载置有辅助电极30的情况下，L1是中央区域A与辅助电极30之间的最短距离，L2是两个端部区域B的端部与辅助电极30之间的最短距离。
通过将L2/L1控制在上述范围内，排列方向Y的两端的两个陶瓷成形体10中的电力线的密度分布与排列方向Y的中央的三个陶瓷成形体10中的电力线的密度分布成为大致相同程度。因此，排列方向Y的两端的两个陶瓷成形体10中的电场强度与排列方向Y的中央的三个陶瓷成形体10中的电场强度成为大致相同程度，由此能够抑制多个陶瓷成形体10在排列方向Y上的干燥状态的偏差。
另外，在多个陶瓷成形体10的上端面11a载置有辅助电极30的情况下，上部电极130优选为使两个端部区域B的倾斜的起点P在排列方向Y上位于与两端的辅助电极30的外端R相同的位置，或者位于比外端R更靠外侧。
通过如上述那样控制起点P的位置，易于将排列方向Y上的两端的两个陶瓷成形体10所处的区域的电力线的密度分布控制为与排列方向Y上的中央的三个陶瓷成形体10所处的区域的电力线的密度分布相同的程度。因此，能够稳定地获得抑制多个陶瓷成形体10在排列方向Y上的干燥状态的偏差的效果。
上部电极130的两个端部区域B相对于中央区域A的平坦部的倾斜角θ优选为30～90°，更优选为45～90°。
通过如上述那样控制倾斜角θ，易于将排列方向Y上的两端的两个陶瓷成形体10所处的区域的电力线的密度分布控制为与排列方向Y上的中央的三个陶瓷成形体10所处的区域的电力线的密度分布相同的程度。因此，能够稳定地获得抑制多个陶瓷成形体10在排列方向Y上的干燥状态的偏差的效果。
在铅垂方向Z上，两个端部区域B的端部与陶瓷成形体10之间或者在载置有辅助电极30的情况下与辅助电极30之间的最短距离L3优选为-50～50mm，更优选为-30～30mm。
通过如上述那样控制L3，易于将排列方向Y上的两端的两个陶瓷成形体10所处的区域的电力线的密度分布控制为与排列方向Y上的中央的三个陶瓷成形体10所处的区域的电力线的密度分布相同的程度。因此，能够稳定地获得抑制多个陶瓷成形体10在排列方向Y上的干燥状态的偏差的效果。
作为载置陶瓷成形体10的干燥承载台20，没有特别限定，但优选在与多个陶瓷成形体10的下端面11b接触的部分具有多孔板。通过设为这样的结构，在介电干燥时容易从陶瓷成形体10的下端面11b除去水蒸气，因此容易使陶瓷成形体10均匀地干燥。
作为多孔板的材质，没有特别限定，例如可以举出铝、铜、铝合金、铜合金、石墨等。它们可以单独使用或组合两种以上使用。
用于干燥承载台20的多孔板的开孔率和开孔的形状没有特别限定，可以与用于辅助电极30的多孔板相同。
介电干燥时的各种条件(频率、输出、加热时间等)只要根据被干燥物(陶瓷成形体10)和介电干燥装置100、200的种类等适当设定即可。例如，介电干燥时的频率优选为10MHz～100MHz。
作为供于介电干燥的陶瓷成形体10，没有特别限定，但含水率优选为1～60％，更优选为5～55％，进一步优选为10～50％。这样的范围的陶瓷成形体10在介电干燥时，干燥状态容易产生偏差。因此，通过使用具有这样的范围的含水率的陶瓷成形体10，更容易获得本发明的效果。
这里，在本说明书中，所谓陶瓷成形体10的含水率，是指利用红外线加热式水分计测定的含水率。
作为陶瓷成形体10，没有特别限定，但优选为具备划分形成从第一端面延伸至第二端面的多个孔格的隔壁的蜂窝成形体。
蜂窝成形体的孔格形状(与孔格延伸的方向正交的截面上的孔格形状)，没有特别限定。作为孔格形状的例子，可以举出三角形、四边形、六边形、八边形、圆形或它们的组合。
作为蜂窝成形体的形状，没有特别限定，可以举出圆柱状、椭圆柱状、端面为正方形、长方形、三角形、五边形、六边形、八边形等的多棱柱状等。
陶瓷成形体10可以通过对将含有陶瓷原料和水的原料组合物混炼得到的坯土进行成形而得到。
作为陶瓷原料，没有特别限定，可以使用堇青石化原料、堇青石、碳化硅、硅-碳化硅类复合材料、莫来石、钛酸铝等。它们可以单独使用或将两种以上组合使用。另外，所谓堇青石化原料，是进行混合使得成为二氧化硅落入42～56质量％的范围、氧化铝落入30～45质量％的范围、氧化镁落入12～16质量％的范围的化学组成的陶瓷原料。并且，堇青石化原料被烧成而成为堇青石。
原料组合物除了陶瓷原料和水以外，还可以含有分散介质、结合材料(例如有机粘结剂、无机粘结剂等)、造孔材料、表面活性剂等。各原料的组成比没有特别限定，优选设为与要制作的陶瓷成形体10的结构、材质等相匹配的组成比。
作为将原料组合物混炼而形成坯土的方法，例如可以使用捏合机、真空练泥机等。另外，作为陶瓷成形体10的形成方法，例如可以使用挤出成形、注射成形等公知的成形方法。具体而言，在制作蜂窝成形体作为陶瓷成形体10的情况下，只要使用具有所期望的孔格形状、隔壁(孔格壁)的厚度、孔格密度的口模来进行挤出成形即可。作为口模的材质，可以使用不易磨损的超硬合金。
本发明的实施方式所涉及的陶瓷成形体10的介电干燥方法及介电干燥装置100、200由于控制上部电极130的形状使得L2/L1处于给定的范围，因此能够使排列方向Y上的两端及中央的电力线的密度分布(即电场强度)为相同程度。因此，能够抑制多个陶瓷成形体10在排列方向Y上的干燥状态的偏差。
(2)陶瓷结构体的制造方法
本发明的实施方式所涉及的陶瓷结构体的制造方法包含上述的陶瓷成形体10的介电干燥方法。
另外，在本发明的实施方式所涉及的陶瓷结构体的制造方法中，上述的介电干燥方法以外的工序并无特别限定，可以应用在本技术领域中公知的工序。具体而言，本发明的实施方式所涉及的陶瓷结构体的制造方法还可以包括烧成工序，在该烧成工序中，在通过使用上述介电干燥方法使陶瓷成形体10干燥而得到陶瓷干燥体后，对陶瓷干燥体进行烧成而得到陶瓷结构体。
作为陶瓷干燥体的烧成方法，没有特别限定，例如只要在烧成炉中烧成即可。另外，烧成炉及烧成条件可以根据要制作的蜂窝结构体的外形、材质等适当选择公知的条件。另外，也可以在烧成前通过准烧成来除去粘结剂等有机物。
本发明的实施方式所涉及的陶瓷结构体的制造方法由于包含能够抑制多个陶瓷成形体10在排列方向Y上的干燥状态的偏差的介电干燥方法，因此能够使陶瓷结构体的形状均匀化。
【实施例】
以下，通过实施例更具体地说明本发明，但本发明不受这些实施例的任何限定。
(陶瓷成形体的制作)
作为陶瓷成形体，制作蜂窝成形体。首先，作为陶瓷原料，使用将氧化铝、高岭土及滑石粉进行混合而得到的堇青石化原料，将包含有机粘结剂的结合材料、作为造孔材料的吸水性树脂、作为分散介质的水(42质量％)与堇青石化原料进行混合而制成原料组合物，并将原料组合物混炼而得到坯土。接着，将所得到的坯土进行挤出成形，得到具有与孔格延伸的方向垂直的截面形状为正方形的孔格的蜂窝成形体。蜂窝成形体将外径(直径)设为144mm，将长度(孔格延伸的方向的长度)设为260mm，将外形设为圆柱状。另外，该蜂窝成形体的含水率为42％，重量为1320g。蜂窝成形体的含水率及重量是所制作的全部蜂窝成形体的平均值。
(陶瓷成形体的介电干燥)
使用上述制作的陶瓷成形体进行介电干燥。具体而言，按照以下的步骤进行。
在干燥承载台的上表面沿排列方向Y排列载置5个陶瓷成形体，并且在5个陶瓷成形体的上端面载置相同厚度的辅助电极(参照图5)。这样准备共计9个载置有5个陶瓷成形体的干燥承载台。
介电干燥装置使用各种形状(倾斜角θ为0～90°)的上部电极，并设定上部电极与陶瓷成形体之间的距离(L1～L3)成为给定的值。将这些条件示于表1。
在介电干燥装置的输送单元(输送机)上放置载置有5个蜂窝成形体的9个干燥承载台后，输送到介电干燥炉内，并在频率为40.68MHz(ISM频带)、输出为85.0kW、加热时间为12分钟的条件下进行了介电干燥。
(加热量差的计算)
首先，通过使用了时域差分法(FDTD法)的模拟对沿排列方向Y排列载置的各陶瓷成形体进行解析。在模拟中，求出陶瓷成形体内的各格子点处的电场强度E。
接着，根据所得到的电场强度E，由以下的式(1)计算出各格子点处的加热量H。
【数学式1】
式(1)中，ω为角频率(2π×40MHz)，ε为陶瓷成形体的介电常数，tanδ为陶瓷成形体的介电损耗正切。
接着，对各陶瓷成形体内的格子点处的加热量H进行合计，计算出各陶瓷成形体的总加热量。
将沿排列方向Y排列载置的5个陶瓷成形体的总加热量定义为H1～H5(在图5中，将从左端到右端的陶瓷成形体的总加热量依次定义为H1～H5)，通过以下的式(2)计算出加热量差。
【数学式2】
将加热量差的结果示于表1。另外，将表示L2/L1与加热量差之间的关系的图表示于图6。另外，在图6中，虚线框内是本发明的范围。
【表1】
如表1和图6所示，可知在L2/L1处于0～1.70的范围内的本发明例中，加热量差小于5.0％，能够抑制排列方向Y上的陶瓷成形体的干燥状态的偏差。
与此相对，可知在L2/L1处于0～1.70的范围外的比较例中，加热量差为5.0％以上，排列方向Y上的陶瓷成形体的干燥状态的偏差多。
由以上结果可知，根据本发明，能够提供一种能够抑制载置于干燥承载台的多个陶瓷成形体在与输送方向X垂直的排列方向Y上的干燥状态的偏差的陶瓷成形体的介电干燥方法及介电干燥装置。另外，根据本发明，能够提供一种能够实现形状的均匀化的陶瓷结构体的制造方法。
符号说明
10 陶瓷成形体
11a 上端面
11b 下端面
20 干燥承载台
30 辅助电极
100、200 介电干燥装置
110 介电干燥炉
120 输送单元
130 上部电极
131 平面部
132 倾斜部
140 下部电极。
Claims (17)
1.一种陶瓷成形体的介电干燥方法，将沿与输送方向(X)垂直的排列方向(Y)排列载置于干燥承载台的上表面的多个陶瓷成形体输送到上部电极与下部电极的电极间，通过在所述电极间施加高频来使所述陶瓷成形体干燥，其中，
所述上部电极在所述排列方向(Y)上具备中央区域和夹着所述中央区域的两个端部区域，
所述中央区域具有与所述陶瓷成形体的上端面平行的平面部，
所述两个端部区域具有向下部电极侧倾斜的倾斜部，
在将所述中央区域与所述陶瓷成形体之间的最短距离设为L1、且将所述两个端部区域的端部与所述陶瓷成形体之间的最短距离设为L2的情况下，L2/L1为0～1.70。
2.根据权利要求1所述的陶瓷成形体的介电干燥方法，其中，
所述两个端部区域的倾斜的起点在所述排列方向(Y)上位于与两端的所述陶瓷成形体的外端相同的位置，或者位于比所述外端更靠外侧。
3.根据权利要求1所述的陶瓷成形体的介电干燥方法，其中，
在所述陶瓷成形体的上端面载置有辅助电极，所述L1是所述中央区域与所述辅助电极之间的最短距离，所述L2是所述两个端部区域的端部与所述辅助电极之间的最短距离。
4.根据权利要求3所述的陶瓷成形体的介电干燥方法，其中，
所述两个端部区域的倾斜的起点在所述排列方向(Y)上位于与两端的所述辅助电极的外端相同的位置，或者位于比所述外端更靠外侧。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的陶瓷成形体的介电干燥方法，其中，
所述L2/L1为0～0.70。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的陶瓷成形体的介电干燥方法，其中，
所述两个端部区域相对于所述中央区域的平坦部的倾斜角为30～90°。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的陶瓷成形体的介电干燥方法，其中，
在铅垂方向(Z)上，所述两个端部区域的端部与所述陶瓷成形体或在载置有所述辅助电极的情况下与所述辅助电极之间的最短距离(L3)为-50～50mm。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的陶瓷成形体的介电干燥方法，其中，
所述陶瓷成形体的含水率为1～60％。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的陶瓷成形体的介电干燥方法，其中，
所述陶瓷成形体是具备划分形成从第一端面延伸至第二端面的多个孔格的隔壁的蜂窝成形体。
10.一种陶瓷结构体的制造方法，包括权利要求1至9中任一项所述的陶瓷成形体的介电干燥方法。
11.一种陶瓷成形体的介电干燥装置，其具备：
上部电极；
下部电极；以及
输送单元，其能够将沿与输送方向(X)垂直的排列方向(Y)排列载置于干燥承载台的上表面的多个陶瓷成形体输送到所述上部电极与所述下部电极的电极间，
所述上部电极在所述排列方向(Y)上具备中央区域和夹着所述中央区域的两个端部区域，
所述中央区域具有与所述陶瓷成形体的上端面平行的平面部，
所述两个端部区域具有向下部电极侧倾斜的倾斜部，
在将所述中央区域与所述陶瓷成形体之间的最短距离设为L1、且将所述两个端部区域的端部与所述陶瓷成形体之间的最短距离设为L2的情况下，L2/L1为0～1.70。
12.根据权利要求11所述的陶瓷成形体的介质干燥装置，其中，
所述两个端部区域的倾斜的起点在所述排列方向(Y)上位于与两端的所述陶瓷成形体的外端相同的位置，或者位于比所述外端更靠外侧。
13.根据权利要求11所述的陶瓷成形体的介电干燥装置，其中，
在所述陶瓷成形体的上端面载置有辅助电极，所述L1是所述中央区域与所述辅助电极之间的最短距离，所述L2是所述两个端部区域的端部与所述辅助电极之间的最短距离。
14.根据权利要求13所述的陶瓷成形体的介电干燥装置，其中，
所述两个端部区域的倾斜的起点在所述排列方向(Y)上位于与两端的所述辅助电极的外端相同的位置，或者位于比所述外端更靠外侧。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的陶瓷成形体的介电干燥装置，其中，
所述L2/L1为0～0.70。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的陶瓷成形体的介电干燥装置，其中，
所述两个端部区域相对于所述中央区域的平坦部的倾斜角为30～90°。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的陶瓷成形体的介电干燥装置，其中，
在铅垂方向(Z)上，所述两个端部区域的端部与所述陶瓷成形体或在载置有所述辅助电极的情况下与所述辅助电极之间的最短距离(L3)为-50～50mm。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020-152369 | 2020-09-10 | ||
| JP2020152369A JP7296926B2 (ja) | 2020-09-10 | 2020-09-10 | セラミックス成形体の誘電乾燥方法及びセラミックス構造体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114161562A true CN114161562A (zh) | 2022-03-11 |
| CN114161562B CN114161562B (zh) | 2024-07-30 |
Family
ID=80266827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110929916.5A Active CN114161562B (zh) | 2020-09-10 | 2021-08-13 | 陶瓷成形体的介电干燥方法及装置和陶瓷结构体制造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220074658A1 (zh) |
| JP (1) | JP7296926B2 (zh) |
| CN (1) | CN114161562B (zh) |
| DE (1) | DE102021207063A1 (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2019543A (en) * | 1978-04-19 | 1979-10-31 | Siemens Ag | Drying by Electricity |
| JPH05105501A (ja) * | 1991-10-21 | 1993-04-27 | Ngk Insulators Ltd | ハニカム構造体の誘電乾燥法 |
| CN1148157A (zh) * | 1995-10-17 | 1997-04-23 | 周保红 | 静电干燥方法及其装置 |
| US20020112364A1 (en) * | 2001-02-02 | 2002-08-22 | Ngk Insulators, Ltd. | Method of drying honeycomb structural bodies |
| CN1440630A (zh) * | 2000-07-07 | 2003-09-03 | 热流干燥系统有限公司 | 用于介电加热的电极结构 |
| CN102235803A (zh) * | 2010-03-17 | 2011-11-09 | 日本碍子株式会社 | 蜂窝成形体的干燥方法 |
| CN108658618A (zh) * | 2017-03-28 | 2018-10-16 | 日本碍子株式会社 | 蜂窝结构体的制造方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6037382B2 (ja) | 1981-02-23 | 1985-08-26 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体の乾燥受台 |
| JPH061150B2 (ja) * | 1986-12-27 | 1994-01-05 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体の誘電乾燥法 |
| JP2591843B2 (ja) * | 1990-03-27 | 1997-03-19 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体の連続誘電乾燥装置 |
| US5263263A (en) | 1993-02-26 | 1993-11-23 | Corning Incorporated | Rotary dielectric drying of ceramic honeycomb ware |
| JP4641372B2 (ja) * | 2000-12-29 | 2011-03-02 | コーニング インコーポレイテッド | セラミックを処理するための装置及び方法 |
| JP4745722B2 (ja) * | 2004-08-27 | 2011-08-10 | 日本碍子株式会社 | ハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法 |
| JP2009250474A (ja) * | 2008-04-02 | 2009-10-29 | Fuji Denpa Koki Kk | 高周波誘電加熱による円筒体の加熱乾燥装置 |
| JP5486374B2 (ja) * | 2010-03-30 | 2014-05-07 | 日本碍子株式会社 | ハニカム成形体の乾燥装置、及び乾燥方法 |
| JPWO2014054167A1 (ja) * | 2012-10-05 | 2016-08-25 | イビデン株式会社 | ハニカム成形体の乾燥方法、及び、ハニカム構造体の製造方法 |
| WO2021166191A1 (ja) * | 2020-02-20 | 2021-08-26 | 日本碍子株式会社 | セラミックス成形体の誘電乾燥方法及び誘電乾燥装置、並びにセラミックス構造体の製造方法 |
-
2020
- 2020-09-10 JP JP2020152369A patent/JP7296926B2/ja active Active
-
2021
- 2021-06-28 US US17/304,884 patent/US20220074658A1/en active Pending
- 2021-07-06 DE DE102021207063.9A patent/DE102021207063A1/de active Pending
- 2021-08-13 CN CN202110929916.5A patent/CN114161562B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2019543A (en) * | 1978-04-19 | 1979-10-31 | Siemens Ag | Drying by Electricity |
| JPH05105501A (ja) * | 1991-10-21 | 1993-04-27 | Ngk Insulators Ltd | ハニカム構造体の誘電乾燥法 |
| CN1148157A (zh) * | 1995-10-17 | 1997-04-23 | 周保红 | 静电干燥方法及其装置 |
| CN1440630A (zh) * | 2000-07-07 | 2003-09-03 | 热流干燥系统有限公司 | 用于介电加热的电极结构 |
| US20020112364A1 (en) * | 2001-02-02 | 2002-08-22 | Ngk Insulators, Ltd. | Method of drying honeycomb structural bodies |
| CN102235803A (zh) * | 2010-03-17 | 2011-11-09 | 日本碍子株式会社 | 蜂窝成形体的干燥方法 |
| CN108658618A (zh) * | 2017-03-28 | 2018-10-16 | 日本碍子株式会社 | 蜂窝结构体的制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102021207063A1 (de) | 2022-03-10 |
| JP7296926B2 (ja) | 2023-06-23 |
| JP2022046360A (ja) | 2022-03-23 |
| US20220074658A1 (en) | 2022-03-10 |
| CN114161562B (zh) | 2024-07-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5388916B2 (ja) | ハニカム成形体の乾燥方法 | |
| EP1530015B1 (en) | Microwave drying method | |
| EP3127611B1 (en) | Honeycomb structure | |
| JP5352576B2 (ja) | セラミック形成混合物の選択的電磁乾燥のための方法およびアプリケータ | |
| JP5462876B2 (ja) | 電極コンセントレーターを用いるセラミック生地を乾燥させるための方法 | |
| JP6562960B2 (ja) | ハニカム構造体の製造方法 | |
| JP6726634B2 (ja) | ハニカム構造体の製造方法 | |
| JP6559727B2 (ja) | ハニカム構造体の製造方法 | |
| CN114161562B (zh) | 陶瓷成形体的介电干燥方法及装置和陶瓷结构体制造方法 | |
| JP7422853B2 (ja) | セラミックス成形体の誘電乾燥方法及び誘電乾燥装置、並びにセラミックス構造体の製造方法 | |
| CN110314710B (zh) | 蜂窝结构体 | |
| US20240085105A1 (en) | Dielectric drying method and dielectric drying device for ceramic formed bodies, and method for producing ceramic structures | |
| JPWO2008117625A1 (ja) | ハニカム成形体の乾燥方法 | |
| WO2021166190A1 (ja) | セラミックス成形体の誘電乾燥方法、セラミックス構造体の製造方法、及び補助電極部材 | |
| JP6811769B2 (ja) | ハニカム成形体の乾燥方法及びハニカム構造体の製造方法 | |
| JP5832312B2 (ja) | ハニカム構造体の乾燥方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |