CN117396317A - 陶瓷成型体的介电干燥方法、介电干燥装置以及陶瓷结构体的制造方法 - Google Patents

陶瓷成型体的介电干燥方法、介电干燥装置以及陶瓷结构体的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117396317A
CN117396317A CN202180098721.9A CN202180098721A CN117396317A CN 117396317 A CN117396317 A CN 117396317A CN 202180098721 A CN202180098721 A CN 202180098721A CN 117396317 A CN117396317 A CN 117396317A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ceramic molded
drying
electric field
molded body
ceramic
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.)
Pending
Application number
CN202180098721.9A
Other languages
English (en)
Inventor
夫马义将
田岛裕一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Publication of CN117396317A publication Critical patent/CN117396317A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/32Drying 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
    • F26B3/34Drying 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
    • F26B3/347Electromagnetic heating, e.g. induction heating or heating using microwave energy
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/24Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for curing, setting or hardening
    • B28B11/243Setting, e.g. drying, dehydrating or firing ceramic articles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/638Removal thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B15/00Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form
    • F26B15/10Machines 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
    • F26B15/12Machines 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
    • F26B15/14Machines 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 trays or racks or receptacles, which may be connected to endless chains or belts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B15/00Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form
    • F26B15/10Machines 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
    • F26B15/12Machines 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
    • F26B15/18Machines 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/32Drying 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
    • F26B3/34Drying 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
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/46Dielectric heating
    • H05B6/60Arrangements for continuous movement of material
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/46Dielectric heating
    • H05B6/62Apparatus for specific applications
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B2210/00Drying processes and machines for solid objects characterised by the specific requirements of the drying good
    • F26B2210/02Ceramic articles or ceramic semi-finished articles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)
  • Devices For Post-Treatments, Processing, Supply, Discharge, And Other Processes (AREA)
  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)

Abstract

本发明提供一种陶瓷成型体(10)的介电干燥方法,将在干燥承载台(20)的上表面沿与传送方向(X)垂直的排列方向(Y)并排载置的多个陶瓷成型体(10)传送到上部电极(130)与下部电极(140)的电极间,通过对电极间施加高频来使其干燥。干燥承载台(20)的传送通过具有一个以上的传送带(121)的输送机(120)来进行,所述一个以上的传送带(121)支撑干燥承载台(20)在排列方向Y上的一部分。另外,在未被传送带(121)支撑的干燥承载台(20)的下方配置有一个以上的电场调整部件(150)。

Description

陶瓷成型体的介电干燥方法、介电干燥装置以及陶瓷结构体 的制造方法
技术领域
本发明涉及陶瓷成型体的介电干燥方法和介电干燥装置以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至第二端面的多个孔格的隔壁的蜂窝形状陶瓷结构体广泛用于催化剂载体、柴油颗粒过滤器(DPF)、汽油颗粒过滤器(GPF)等各种过滤器等。
陶瓷结构体通过将含有陶瓷原料的坯土成型而得到陶瓷成型体后,使陶瓷成型体干燥并烧成而制造。需要说明的是,本说明书中,将挤出成型后、干燥前的状态称为陶瓷成型体,将烧成后的状态称为陶瓷结构体。
作为陶瓷成型体的干燥方法,通常使用介电干燥。在介电干燥中,能够在一对电极间配置陶瓷成型体,通过对电极通电而产生的高频能量使陶瓷成型体内的水的偶极子进行分子运动,通过该摩擦热而使陶瓷成型体干燥。需要说明的是,在本说明书中,“介电干燥”是指在一对电极间配置被干燥物而进行干燥的高频介电干燥(频率1~100MHz左右),不包含从振荡器向被干燥体辐射电磁波而进行干燥的微波干燥(频率300mHz~300GHz左右)。
然而,在介电干燥中,难以将陶瓷成型体均匀地干燥,存在烧成时产生裂纹等、陶瓷结构体的尺寸变得不均匀的问题。因此,对于介电干燥进行了各种研究。
例如,在专利文献1中提出了如下方法:若在干燥承载台上载置蜂窝成型体(陶瓷成型体)并进行介电干燥,则会在上下端面附近产生高水分区域,因此使用将包含蜂窝成型体的开口下端面所接触的部分的一定区域设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传送的蜂窝成型体(陶瓷成型体)的干燥偏差,提出了如下方法:将设于蜂窝成型体的开口上端面上方和下端面下方的电极在上下对应的位置分割成多个,使蜂窝成型体每隔一对电极单位间歇地移动来进行干燥。
进而,在专利文献3中,为了使蜂窝成型体均匀地干燥,提出了在一对电极之间一边使蜂窝成型体以该长轴为中心旋转一边进行干燥的方法。
另一方面,虽然是涉及冷冻食材的高频解冻装置,但在专利文献4中,还已知有通过根据冷冻食材的解冻状态而改变电极的面积来抑制解冻不均的技术。
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
专利文献4:日本专利第4630189号公报
发明内容
发明所要解决的课题
陶瓷成型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传送方向X垂直的排列方向Y并排载置多个(例如,2~5个)陶瓷成型体,利用输送机将干燥承载台连续地传送到上部电极与下部电极之间并施加高频。输送机具有在排列方向Y上支撑干燥承载台的一部分的一个以上的传送带。
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的陶瓷成型体中的上部和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。实际上,在排列方向Y上,在由传送带支撑的部分,电场强度局部变大,存在干燥收缩量增加的倾向。另一方面,在未被传送带支撑的部分,电场强度变小,存在干燥收缩量降低的倾向。其结果是,根据在排列方向Y上并排载置的陶瓷成型体的位置的不同,干燥状态会产生偏差。
另外,专利文献2所记载的方法的目的在于,抑制载置于多个干燥承载台上的陶瓷成型体在传送方向X上的干燥状态的偏差,并不抑制载置于干燥承载台上的多个陶瓷成型体在排列方向Y上的干燥状态的偏差。
另外,专利文献3中记载的方法是在间歇式炉中使用的方法,因此在以大量生产为前提的连续炉中,难以应用该方法。
本发明是为了解决上述那样的问题而完成的,其目的在于提供能够抑制载置于干燥承载台的多个陶瓷成型体在与传送方向X垂直的排列方向Y上的干燥状态的偏差的陶瓷成型体的介电干燥方法以及介电干燥装置。
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。
用于解决课题的方法
本发明人等对在干燥承载台的上表面沿与传送方向X垂直的排列方向Y上并排载置的多个陶瓷成型体的介电干燥进行了深入研究,结果发现,通过在排列方向Y上,在未被传送带支撑的干燥承载台的下方配置一个以上的电场调整部件,能够解决上述课题,从而完成了本发明。
即,本发明是一种陶瓷成型体的介电干燥方法,将在干燥承载台的上表面沿与传送方向X垂直的排列方向Y并排载置的多个陶瓷成型体传送到上部电极与下部电极的电极间,通过对上述电极间施加高频来使其干燥,其中,上述干燥承载台的传送通过具有一个以上的传送带的输送机来进行,所述一个以上的传送带支撑上述干燥承载台在上述排列方向Y上的一部分,在未被上述传送带支撑的上述干燥承载台的下方配置有一个以上的电场调整部件。
另外,本发明是一种陶瓷结构体的制造方法,其包括上述陶瓷成型体的介电干燥方法。
进而,本发明提供一种陶瓷成型体的介电干燥装置,其具备上部电极、下部电极、输送机以及一个以上的电场调整部件;上述输送机具有支撑干燥承载台在上述排列方向Y上的一部分的一个以上的传送带,能够通过上述传送带将上述多个陶瓷成型体传送到上述上部电极与上述下部电极的电极之间,上述干燥承载台用于在与传送方向X垂直的排列方向Y上并排载置多个陶瓷成型体;上述一个以上的电场调整部件配置在未被上述传送带支撑的上述干燥承载台的下方。
发明效果
根据本发明,能够提供陶瓷成型体的介电干燥方法以及介电干燥装置,其能够抑制载置于干燥承载台的多个陶瓷成型体在与传送方向X垂直的排列方向Y上的干燥状态的偏差。
另外,根据本发明,能够提供一种能够使形状均匀化的陶瓷结构体的制造方法。
附图说明
图1是适合用于本发明的实施方式的陶瓷成型体的介电干燥方法中的介电干燥装置的传送方向X上的概略图。
图2是图1的介电干燥装置的排列方向Y上的概略图。
图3是另一介电干燥装置的排列方向Y上的概略图。
图4是在图2的介电干燥装置中配置了另一电场调整部件时的概略图。
图5是表示陶瓷成型体在排列方向Y上的位置与加热量分配比的关系的图表。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行具体说明。应理解,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地施加了变更、改良等的方式也落入本发明的范围。
(1)陶瓷成型体的介电干燥方法和介电干燥装置
本发明的实施方式的陶瓷成型体的介电干燥方法通过如下方式实施:将在与传送方向X垂直的排列方向Y上并排载置于干燥承载台的上表面的多个陶瓷成型体传送到上部电极与下部电极之间(电极间),通过对该电极间施加高频来使其干燥。
将适合用于该陶瓷成型体的介电干燥方法中的介电干燥装置的传送方向X上的概略图示于图1。另外,将该介电干燥装置的排列方向Y上的概略图示于图2。
如图1以及图2所示,介电干燥装置100具备上部电极130、下部电极140、输送机120以及一个以上的电场调整部件150,该输送机120具有支撑干燥承载台20在排列方向Y上的一部分的一个以上的传送带121,能够利用传送带121在上部电极130与下部电极140的电极之间传送多个陶瓷成型体10,该干燥承载台20用于在与传送方向X垂直的排列方向Y上并排载置多个陶瓷成型体10,一个以上的电场调整部件150配置在未被传送带121支撑的干燥承载台20的下方。上部电极130设置在介电干燥炉110的上方,下部电极140设置在介电干燥炉110的下方。另外,介电干燥装置100也可以在不阻碍本发明的效果的范围内进一步具备公知的结构(例如通风干燥装置等)。
载置于干燥承载台20的多个陶瓷成型体10通过输送机120的传送带121被传送到介电干燥炉110的上部电极130与下部电极140的电极间。此时,能够通过在上部电极130与下部电极140之间通电而产生的高频能量使陶瓷成型体10内的水的偶极子进行分子运动,通过该摩擦热而使陶瓷成型体10干燥。
输送机120的传送带121根据输送机120的种类而不同,但比干燥承载台20的排列方向Y的长度短,支撑干燥承载台20在排列方向Y上的一部分。因此,在未被传送带121支撑的干燥承载台20的下方会产生空间。例如,如图2所示,输送机120的传送带121可以是支撑干燥承载台20在排列方向Y上的两端附近的两个传送带121。或者,如图3所示,输送机120的传送带121可以是支撑干燥承载台20在排列方向Y上的中央部的一个传送带121。需要说明的是,传送带121的数量以及位置并不限定于图2以及3所示的具体例。
若利用上述那样的传送带121将载置于干燥承载台20的多个陶瓷成型体10传送到上部电极130与下部电极140的电极之间,则载置于未被传送带121支撑的干燥承载台20上的陶瓷成型体10b的电场强度会小于载置于被传送带121支撑的干燥承载台20上的陶瓷成型体10a的电场强度,多个陶瓷成型体10的干燥状态会在排列方向Y上产生偏差。
因此,在本发明的实施方式中,在未被传送带121支撑的干燥承载台20的下方的空间配置有一个以上的电场调整部件150。通过在这样的位置配置电场调整部件150,使得排列方向Y上的电场强度大致相同,能够抑制多个陶瓷成型体10在排列方向Y上的干燥状态的偏差。
作为电场调整部件150,只要能够调整电场强度就没有特别限定,优选为传送带121的厚度的20%以上且小于100%的厚度的板材。若为这样的板材,则能够容易地配置于未被传送带121支撑的干燥承载台20的下方的空间。需要说明的是,传送带121的厚度没有特别限定,例如为10~50mm。
如图2所示,电场调整部件150可以在未被传送带121支撑的干燥承载台20的下方的一个空间分割配置多个电场调整部件150,但如图4所示,也可以在该空间配置一个电场调整部件150。在电场调整部件150被分割配置的情况下,各个电场调整部件150在排列方向Y上的长度优选与陶瓷成型体10在排列方向Y上的长度相同或比其大。
优选电场调整部件150配置于在铅垂方向Z上与上方的陶瓷成型体10b的位置对应的区域(干燥承载台20的下方的空间)。通过这样配置电场调整部件150,能够稳定地抑制排列方向Y上的电场强度的偏差。
电场调整部件150优选由从导电体及相对介电常数为1.0以上的绝缘体中选择的1种以上来构成。通过由导电体构成电场调整部件150,从而电场调整部件150作为下部电极140的一部分而发挥功能,在存在电场调整部件150的区域,电极间的距离变短。其结果是,在配置有电场调整部件150的区域电场强度增大,能够抑制排列方向Y上的电场强度的偏差。另外,通过由相对介电常数为1.0以上的绝缘体构成电场调整部件150,能够在配置有电场调整部件150的区域感应电。其结果是,在该区域电场强度增大,能够抑制排列方向Y上的电场强度的偏差。进而,通过由导电体和相对介电常数为1.0以上的绝缘体的复合体构成电场调整部件150,能够得到基于导电体以及绝缘体的上述功能的双方,因此在配置有电场调整部件150的区域电场强度增大,能够抑制排列方向Y上的电场强度的偏差。
作为构成电场调整部件150的上述导电体和绝缘体的例子,可以举出金属、陶瓷、树脂等。它们可以单独使用或组合使用2种以上。通过使用这样的材料,能够容易地制作电场调整部件150。
优选介电干燥装置100进一步具备能够使电场调整部件150的位置移动的驱动机构。通过设置这样的驱动机构,能够根据陶瓷成型体10的干燥状态而使电场调整部件150的位置移动,因此能够进一步稳定地抑制多个陶瓷成型体10在排列方向Y上的干燥状态的偏差。具体而言,测定介电干燥后的陶瓷成型体10的干燥状态,基于该测定结果,通过驱动机构使电场调整部件150的位置(例如,传送方向X、排列方向Y及铅垂方向Z的1个以上的位置)移动,由此能够微调电场调整部件150所存在的区域中的电场强度。
作为驱动机构,只要能够调整电场调整部件150的位置就没有特别限定,例如可以举出马达、气动起重器等公知的部件。这些驱动机构与电场调整部件150直接或经由连接部件间接地连接即可。
作为电场调整部件150中的驱动机构的连接位置,只要是不妨碍介电干燥的位置就没有特别限定,例如,可以在电场调整部件150的侧面连接驱动机构。
载置于干燥承载台20上的多个陶瓷成型体10的数量根据干燥承载台20的大小等适当调整即可,优选为2~5个,更优选为3~5个。
载置于干燥承载台20上的多个陶瓷成型体10的大小没有特别限定,优选在铅垂方向Z上的长度大致相同,更优选全部方向的长度大致相同。
上部电极130和下部电极140均可以使用公知的电极板。另外,上部电极130能够通过利用公知的方法进行加工而制成期望的形状。
在多个陶瓷成型体10的上端面11a也可以载置辅助电极。通过载置辅助电极,能够使在介电干燥时电场强度容易变得不均匀的陶瓷成型体10的上端面11a的电场强度均匀化。因此,能够使陶瓷成型体10的整体的加热量均匀化而减少干燥不均。
作为辅助电极的材质,没有特别限定,优选导电率高于陶瓷成型体10的导电率。如果具有这样的导电率,则能够充分确保作为辅助电极的功能。作为辅助电极的材质的例子,可举出铝、铜、铝合金、铜合金、石墨等。它们可以单独使用或组合使用2种以上。
作为辅助电极,例如可以使用多孔板。
在此,在本说明书中,“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型体10的上端面11a的电场强度均匀化。因此,能够使陶瓷成型体10的整体的加热量均匀化而减少干燥不均。
在此,在本说明书中,“多孔板的开孔率”是指,开孔面积相对于与陶瓷成型体10的上端面11a接触的多孔板的面的总面积的比例。
作为与陶瓷成型体10的上端面11a接触的多孔板的面中的开孔的形状,没有特别限定,例如能够设为圆形、四边形、狭缝状等各种形状。
作为用于载置陶瓷成型体10的干燥承载台20,没有特别限定,优选在与多个陶瓷成型体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,从而在介电干燥时容易从陶瓷成型体10的下端面11b除去水蒸气,因此陶瓷成型体10容易均匀地干燥。
作为多孔板的材质,没有特别限定,例如可举出铝、铜、铝合金、铜合金、石墨等。它们可以单独使用或组合使用2种以上。
用于干燥承载台20的多孔板的开孔率、开孔的形状没有特别限定,可以设为与用于辅助电极的多孔板相同。
介电干燥时的各种条件(频率、输出功率、加热时间等)根据被干燥物(陶瓷成型体10)、介电干燥装置100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型体10,没有特别限定,含水率优选为1~60%,更优选为5~55%,进一步优选为10~50%。具有这样的范围的含水率的陶瓷成型体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型体10,更容易得到本发明的效果。
在此,在本说明书中,陶瓷成型体10的含水率是指通过红外线加热式水分计测定的含水率。
作为陶瓷成型体10,没有特别限定,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型体。
作为蜂窝成型体的孔格形状(与孔格延伸的方向正交的截面中的孔格形状),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。
作为蜂窝成型体的形状,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、八边形等多棱柱状等。
陶瓷成型体10可以通过将对包含陶瓷原料及水的原料组合物进行混炼而得到的坯土进行成型而获得。
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-碳化硅系复合材料、莫来石、钛酸铝等。它们可以单独使用或组合使用2种以上。需要说明的是,堇青石化原料是指以成为二氧化硅为42~56质量%、氧化铝为30~45质量%、氧化镁为12~16质量%的范围的化学组成的方式配合的陶瓷原料。并且,堇青石化原料是经烧成而成为堇青石的原料。
原料组合物除了陶瓷原料及水以外,还可以包含分散介质、结合材料(例如有机粘合剂、无机粘合剂等)、造孔材料、表面活性剂等。各原料的组成比没有特别限定,优选为与要制作的陶瓷成型体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,作为陶瓷成型体10的成型方法,例如可以使用挤出成型、注射成型等公知的成型方法。具体而言,在制作蜂窝成型体作为陶瓷成型体10的情况下,使用具有所期望的孔格形状、隔壁(孔格壁)的厚度、孔格密度的口模进行挤出成型即可。作为口模的材质,能够使用难以磨损的超硬合金。
本发明的实施方式的陶瓷成型体10的介电干燥方法和介电干燥装置100在未被传送带121支撑的干燥承载台20的下方配置有1个以上的电场调整部件150,由此,能够使排列方向Y上的电场强度为相同程度。因此,能够抑制多个陶瓷成型体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
本发明的实施方式的陶瓷结构体的制造方法包括上述陶瓷成型体10的介电干燥方法。
需要说明的是,本发明的实施方式的陶瓷结构体的制造方法中,上述介电干燥方法以外的工序没有特别限定,可以应用本技术领域中公知的工序。具体而言,本发明的实施方式的陶瓷结构体的制造方法还可以包括如下的烧成工序:在通过使用上述的介电干燥方法使陶瓷成型体10干燥而得到陶瓷干燥体之后,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,在烧成炉中进行烧成即可。另外,烧成炉和烧成条件可以根据所制作的蜂窝结构体的外形、材质等适当选择公知的条件。需要说明的是,在烧成前也可以通过预烧成而除去粘合剂等有机物。
本发明的实施方式的陶瓷结构体的制造方法包含能够抑制多个陶瓷成型体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,通过实施例对本发明进行更具体的说明,但本发明并不受这些实施例的任何限定。
<实施例1>
(陶瓷成型体的制作)
制作作为陶瓷成型体的蜂窝成型体。首先,使用混合有氧化铝、高岭土和滑石作为陶瓷原料的堇青石化原料,将包含有机粘合剂的结合材料、作为造孔材料的吸水性树脂、作为分散介质的水与堇青石化原料混合,制成原料组合物,将原料组合物混炼,得到坯土。接着,将得到的坯土挤出成型,得到具有与孔格延伸方向正交的截面形状为正方形的孔格的蜂窝成型体。蜂窝成型体的外径(直径)为140mm,长度(孔格延伸方向的长度)为200mm,外径为圆柱状。另外,该蜂窝成型体的含水率为40%。蜂窝成型体的含水率和重量是所制作的全部蜂窝成型体的平均值。
(陶瓷成型体的介电干燥)
使用上述制作的陶瓷成型体(蜂窝成型体)来进行介电干燥。具体而言,按照如下步骤进行。
在与蜂窝成型体的下端面接触的部分具有铝制多孔板(开孔率60%,厚度2mm)的干燥承载台(厚度10mm)的上表面,沿排列方向Y并排载置5个陶瓷成型体,并且在5个陶瓷成型体的上端面载置辅助电极(开孔率60%、厚度2mm的铝制多孔板)。如此准备共计9个载置有5个陶瓷成型体的干燥承载台。
作为介电干燥装置,使用具备具有支撑干燥承载台在排列方向Y上的两端附近的两个传送带(厚度20mm、排列方向Y长度190mm)的输送机的介电干燥装置(图2)。在该介电干燥装置的传送带上载置载置有5个蜂窝成型体的9个干燥承载台,在未被传送带支撑的干燥承载台的下方配置3个电场调整部件(厚度15mm、排列方向Y长度为190mm的铝板)(图2)。另外,铅垂方向上的辅助电极与上部电极之间的距离设为100mm。
介电干燥是通过使传送带以传送方向X运转并将载置于干燥承载台上的蜂窝成型体传送到介电干燥炉内而进行的。介电干燥的条件设为频率40.68mHz(ISM带域)、输出功率85.0kW、加热时间12分钟。
<比较例1>
除了在未被传送带支撑的干燥承载台的下方未配置电场调整部件以外,与实施例1同样地进行蜂窝成型体的介电干燥。
(加热量的计算)
首先,通过使用时域有限差分法(FDTD法)的模拟来分析在排列方向Y上并排载置的各陶瓷成型体。在模拟中,求出陶瓷成型体内的各格点处的电场强度E。
接着,根据所得到的电场强度E,根据下式(1)计算各格点处的加热量H。
[数1]
式(1)中,ω是角频率(2π×40MHz),ε是陶瓷成型体的介电常数,tanδ是陶瓷成型体的介电损耗角正切。
接着,对各陶瓷成型体内的格点处的加热量H进行合计,计算各陶瓷成型体的总加热量。将排列方向Y上的从左端至右端为止的5个陶瓷成型体的总加热量依次定义为H1~H5,通过以下的式(2)求出加热量分配比。
加热量分配比(%)=各位置处的总加热量/全部位置处的总加热量之和×100…(2)
将其结果示于图5。需要说明的是,在图5中,将从左端到右端的5个陶瓷成型体在排列方向Y上的位置在X轴上分别表示为1~5。
如图5所示,在未被传送带支撑的干燥承载台的下方配置电场调整部件而进行了介电干燥的实施例1与在未被传送带支撑的干燥承载台的下方没有配置电场调整部件而进行了介电干燥的比较例1相比,排列方向Y上的陶瓷成型体的干燥状态的偏差小。具体而言,在比较例1中,中央部的陶瓷成型体与两端部的陶瓷成型体之间的加热量分配比的差为5%左右,与此相对,在实施例1中,能够将该加热量分配比的差抑制为小于1%。
根据以上的结果可知,根据本发明,能够提供能够抑制载置于干燥承载台的多个陶瓷成型体在与传送方向X垂直的排列方向Y上的干燥状态的偏差的陶瓷成型体的介电干燥方法以及介电干燥装置。另外,根据本发明,能够提供一种能够使形状均匀化的陶瓷结构体的制造方法。
符号说明
10、10a、10b:陶瓷成型体,
11a:上端面,
11b:下端面,
20:干燥承载台,
100:介电干燥装置,
110:介电干燥炉,
120:输送机,
121:传送带,
130:上部电极,
140:下部电极,
150:电场调整部件。

Claims (15)

1.一种陶瓷成型体的介电干燥方法,将在干燥承载台的上表面沿与传送方向X垂直的排列方向Y并排载置的多个陶瓷成型体传送到上部电极与下部电极的电极间,通过对所述电极间施加高频而使其干燥,其中,
所述干燥承载台的传送通过具有一个以上的传送带的输送机来进行,所述一个以上的传送带支撑所述干燥承载台在所述排列方向Y上的一部分,
在未被所述传送带支撑的所述干燥承载台的下方配置有一个以上的电场调整部件。
2.根据权利要求1所述的陶瓷成型体的介电干燥方法,其中,所述电场调整部件是厚度为所述传送带的厚度的20%以上且小于100%的板材。
3.根据权利要求1或2所述的陶瓷成型体的介电干燥方法,其中,所述电场调整部件配置于在铅垂方向Z上与上方的所述陶瓷成型体的位置对应的区域。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的陶瓷成型体的介电干燥方法,其中,所述电场调整部件由选自导电体和相对介电常数为1.0以上的绝缘体中的1种以上来构成。
5.根据权利要求4所述的陶瓷成型体的介电干燥方法,其中,所述电场调整部件由选自金属、陶瓷和树脂中的1种以上来构成。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的陶瓷成型体的介电干燥方法,其中,根据所述陶瓷成型体的干燥状态而移动所述电场调整部件的位置。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的陶瓷成型体的介电干燥方法,其中,所述陶瓷成型体的含水率为1~60%。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的陶瓷成型体的介电干燥方法,其中,所述陶瓷成型体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型体。
9.一种陶瓷结构体的制造方法,其包含权利要求1~8中任一项所述的陶瓷成型体的介电干燥方法。
10.一种陶瓷成型体的介电干燥装置,其具备上部电极、下部电极、输送机以及1个以上的电场调整部件;
所述输送机具有支撑干燥承载台在排列方向Y上的一部分的1个以上的传送带,能够通过所述传送带将多个陶瓷成型体传送到所述上部电极与所述下部电极的电极间,所述干燥承载台用于在与传送方向X垂直的所述排列方向Y上并排载置所述多个陶瓷成型体;
所述1个以上的电场调整部件配置在未被所述传送带支撑的所述干燥承载台的下方。
11.根据权利要求10所述的陶瓷成型体的介电干燥装置,其中,所述电场调整部件是厚度为所述传送带的厚度的20%以上且小于100%的板材。
12.根据权利要求10或11所述的陶瓷成型体的介电干燥装置,其中,所述电场调整部件配置于在铅垂方向Z上与上方的所述陶瓷成型体的位置对应的区域。
13.根据权利要求10~12中任一项所述的陶瓷成型体的介电干燥装置,其中,所述电场调整部件由选自导电体和相对介电常数为1.0以上的绝缘体中的1种以上来构成。
14.根据权利要求13所述的陶瓷成型体的介电干燥装置,其中,所述电场调整部件由选自金属、陶瓷和树脂中的1种以上来构成。
15.根据权利要求10~14中任一项所述的陶瓷成型体的介电干燥装置,其进一步具备能够使所述电场调整部件的位置移动的驱动机构。
CN202180098721.9A 2021-06-09 2021-10-01 陶瓷成型体的介电干燥方法、介电干燥装置以及陶瓷结构体的制造方法 Pending CN117396317A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021096919A JP6989723B1 (ja) 2021-06-09 2021-06-09 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
JP2021-096919 2021-06-09
PCT/JP2021/036518 WO2022259568A1 (ja) 2021-06-09 2021-10-01 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

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117396317A true CN117396317A (zh) 2024-01-12

Family

ID=79239785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180098721.9A Pending CN117396317A (zh) 2021-06-09 2021-10-01 陶瓷成型体的介电干燥方法、介电干燥装置以及陶瓷结构体的制造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240085105A1 (zh)
JP (1) JP6989723B1 (zh)
CN (1) CN117396317A (zh)
DE (1) DE112021007543T5 (zh)
WO (1) WO2022259568A1 (zh)

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS598955B2 (ja) * 1977-11-28 1984-02-28 日本碍子株式会社 高水分蒸発を伴う物体の誘電加熱装置
JPS5712285A (en) * 1980-06-24 1982-01-22 Tdk Electronics Co Ltd Microwave drying method and apparatus
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
JPS60178282A (ja) * 1984-02-23 1985-09-12 松下電工株式会社 マイクロ波乾燥装置
JPS6391911A (ja) * 1986-10-03 1988-04-22 株式会社東芝 絶縁物の乾燥方法
JP2637651B2 (ja) 1991-10-21 1997-08-06 日本碍子株式会社 ハニカム構造体の誘電乾燥法
US5263263A (en) 1993-02-26 1993-11-23 Corning Incorporated Rotary dielectric drying of ceramic honeycomb ware
JPH06343904A (ja) * 1993-06-08 1994-12-20 Onoda Cement Co Ltd 静電粉体塗装装置
JP4630189B2 (ja) 2005-12-21 2011-02-09 山本ビニター株式会社 高周波解凍装置および解凍方法
JP4842986B2 (ja) * 2008-03-19 2011-12-21 日本碍子株式会社 セラミックス成形体の乾燥方法
JP5388916B2 (ja) * 2010-03-17 2014-01-15 日本碍子株式会社 ハニカム成形体の乾燥方法
CN208980763U (zh) * 2018-10-08 2019-06-14 内蒙古千山重工有限公司 移动式棒材端部感应加热去应力装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP6989723B1 (ja) 2022-01-05
WO2022259568A1 (ja) 2022-12-15
DE112021007543T5 (de) 2024-02-22
US20240085105A1 (en) 2024-03-14
JP2022188687A (ja) 2022-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2366970B1 (en) Method of drying a honeycomb formed body
US8186076B2 (en) Drying apparatus and drying method for honeycomb formed body
EP1530015B1 (en) Microwave drying method
EP2337661B1 (en) Methods for drying ceramic greenware using an electrode concentrator
EP2784051B1 (en) Honeycomb structure
EP2079571B1 (en) Method and applicator for selective electromagnetic drying of ceramic-forming mixture
CN110314705B (zh) 蜂窝结构体
CN117396317A (zh) 陶瓷成型体的介电干燥方法、介电干燥装置以及陶瓷结构体的制造方法
JP2018165032A (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
JP6559727B2 (ja) ハニカム構造体の製造方法
CN114502904A (zh) 陶瓷成型体的介电干燥方法及介电干燥装置、以及陶瓷结构体的制造方法
JP5362550B2 (ja) ハニカム成形体の乾燥方法
CN110314710B (zh) 蜂窝结构体
CN114161562A (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
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
US8782921B2 (en) Methods of making a honeycomb structure
US11607824B2 (en) Method for drying honeycomb formed body and method for manufacturing honeycomb structure

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