JP2000044326A - セラミック成形体の乾燥方法及び乾燥装置 - Google Patents
セラミック成形体の乾燥方法及び乾燥装置Info
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- 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
- B28B11/241—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for curing, setting or hardening using microwave heating means
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Abstract
ず、均一に乾燥させることができるセラミック成形体の
乾燥方法を提供する。 【解決手段】 セラミック粉末とバインダーと分散媒液
との混合組成物からなり、多数の貫通孔が隔壁を隔てて
長手方向に並設された柱状のセラミック成形体の乾燥方
法であって、セラミック成形体にマイクロ波を照射しな
がら、熱風をセラミック成形体の貫通孔に吹き込むセラ
ミック成形体の乾燥方法。
Description
びバインダー等を含み、多数の貫通孔が長手方向に並設
された柱状のセラミック成形体の乾燥方法、及び、この
セラミック成形体の乾燥に用いられるセラミック成形体
の乾燥装置に関する。
内燃機関から排出される排気ガス中に含有されるパティ
キュレートが環境や人体に害を及ぼすことが最近問題と
なっている。この排気ガスを多孔質セラミックを通過さ
せることにより、排気ガス中のパティキュレートを捕集
して排気ガスを浄化するセラミックフィルタが種々提案
されている。
たような多孔質セラミック部材30が複数個結束されて
セラミックフィルタを構成している。また、この多孔質
セラミック部材30は、長手方向に多数の貫通孔31が
並設され、貫通孔31同士を隔てる隔壁32がフィルタ
として機能するようになっている。すなわち、多孔質セ
ラミック部材30に形成された貫通孔31は、排気ガス
の入り口側又は出口側の端部のいずれかが充填材33に
より目封じされ、一の貫通孔31に流入した排気ガス
は、必ず貫通孔31を隔てる隔壁32を通過した後、他
の貫通孔31から流出するようになっており、排気ガス
がこの隔壁32を通過する際、パティキュレートが隔壁
32部分で捕捉され、排気ガスが浄化される。
0を製造する際には、まず、セラミック粉末とバインダ
ーと分散媒液とを混合して成形体製造用の混合組成物を
調製した後、この混合組成物の押出成形等を行うことに
より、セラミック成形体を作製していた。
を乾燥装置に入れ、セラミック成形体をヒータ等を用い
て加熱するとともに、マイクロ波をセラミック成形体に
照射することによる加熱も同時に行い、セラミック成形
体中の分散媒液等を飛散させて、一定の強度を有し、容
易に取り扱うことができるセラミック成形体の乾燥体を
製造していた。この乾燥工程の後、セラミック成形体
は、脱脂工程及び焼成工程を経て、多孔質セラミック部
材30が製造される。
体の乾燥方法においては、セラミック成形体の全体を均
一に乾燥させることは容易ではなく、乾燥工程が進むに
つれて、セラミック成形体の部分によって重量減少の割
合が異なっていた。このように、乾燥が不均一に行われ
ると、乾燥後のセラミック成形体に反りや変形が生じ、
所定形状の多孔質セラミック部材30の製造が困難にな
るという問題があった。
題を解決するためになされたもので、セラミック成形体
に反りや変形等を生じさせず、均一に乾燥させることが
できるセラミック成形体の乾燥方法、及び、上記セラミ
ック成形体の乾燥方法に用いられる乾燥装置を提供する
ことを目的とするものである。
体の乾燥方法は、セラミック粉末とバインダーと分散媒
液との混合組成物からなり、多数の貫通孔が隔壁を隔て
て長手方向に並設された柱状のセラミック成形体の乾燥
方法であって、上記セラミック成形体にマイクロ波を照
射しながら、熱風を上記セラミック成形体の貫通孔に吹
き込むことを特徴とするものである。
置は、セラミック粉末とバインダーと分散媒液との混合
組成物からなり、多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向
に並設された柱状のセラミック成形体の乾燥に用いられ
る乾燥装置であって、マイクロ波発生装置、マイクロ波
攪拌用スターラー及び熱風発生装置を備え、上記マイク
ロ波発生装置を用い、上記乾燥装置内部の成形体通路の
上方より発生させたマイクロ波を、上部壁に設けられた
上記マイクロ波攪拌用スターラーで攪拌し、上記セラミ
ック成形体の全体に上記マイクロ波を均一に照射し、か
つ、上記熱風発生装置により発生した熱風を、側壁に形
成された熱風通過用の貫通孔を介して流通させることが
できるように構成されていることを特徴とするものであ
る。
の乾燥方法及び乾燥装置の実施形態について、図面を参
照しながら説明する。
セラミック粉末とバインダーと分散媒液との混合組成物
からなり、多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設
された柱状のセラミック成形体の乾燥方法であって、上
記セラミック成形体にマイクロ波を照射しながら、熱風
を上記セラミック成形体の貫通孔に吹き込むことを特徴
とするものである。
体は、セラミック粉末とバインダーと分散媒液との混合
組成物からなるものである。
ず、例えば、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、
窒化硼素、窒化チタン、炭化チタン等の非酸化物系セラ
ミックの粉末;アルミナ、コージェライト、ムライト、
シリカ、ジルコニア、チタニア等の酸化物系セラミック
の粉末等を挙げることができる。これらのなかでは、耐
熱性に優れる炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム等
の粉末が好ましい。
れるものではないが、後の焼成過程で収縮が少ないもの
が好ましく、例えば、0.3〜50μm程度の平均粒子
径を有する粉末100重量部と0.1〜1.0μm程度
の平均粒子径を有する粉末5〜65重量部とを組み合わ
せたものが好ましい。
例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコ
ール、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることが
できる。上記バインダーの配合量は、通常、セラミック
粉末100重量部に対して、1〜10重量部程度が好ま
しい。
えば、ベンゼン等の有機溶媒;メタノール等のアルコー
ル、水等を挙げることができる。上記分散媒液は、混合
組成物の粘度が一定範囲内となるように、適量配合され
る。これらセラミック粉末とバインダーと分散媒液等と
は、アトライター等で混合された後、ニーダー等で充分
に混練され、押し出し成形法等により、所定の形状に成
形される。
の一実施形態を模式的に示した説明図である。図1に示
したように、上記混合組成物からなる柱状のセラミック
成形体12には、多数の貫通孔13が隔壁を隔てて長手
方向に並設されている。図1に示したセラミック成形体
12は、四角柱形状であるが、乾燥の対象となるセラミ
ック成形体の形状は、四角柱形状に限定されず、三角柱
や五角柱形状であってもよく、円柱形状であってもよ
い。
し、均一に加熱することは行われていたが、均一な加熱
のみでは、特にセラミック成形体12の中央部12bに
おいて、分散媒液の貫通孔13内部における拡散速度を
大きくすることができなかった。そのため、前部12a
や後部12cの乾燥速度と比べて、中央部12bの乾燥
速度が小さくなり、例えば、乾燥中に、前部12aと中
央部12bとでは、最大で約5重量%も重量減少に差が
生じ、乾燥後のセラミック成形体12に反りや変形が生
じる原因となっていた。
ック成形体12にマイクロ波11を照射しながら、熱風
14を貫通孔13の長手方向に略平行になるように流
し、セラミック成形体12の貫通孔13内部に熱風を吹
き込むため、貫通孔13内部の分散媒液の拡散速度を大
きくすることができ、セラミック成形体12を均一に乾
燥させることができる。従って、本発明の乾燥方法によ
り乾燥させたセラミック成形体12には、反りや変形が
生じることはなく、焼成により得られる多孔質セラミッ
ク部材に反りや変形が発生しない。
件は、対象となるセラミック成形体の形状や貫通孔の大
きさに依存するために、一概には規定できないが、例え
ば、セラミック成形体の大きさが33mm×33mm×
300mmで、貫通孔13の数が200個/平方イン
チ、隔壁の厚さが0.35mmの場合、熱風の温度は、
50〜80℃程度が好ましく、熱風の風速は、5〜10
mm/秒が好ましく、マイクロ波のパワーは、0.5〜
4kW程度が好ましい。セラミック成形体の形状が異な
っても、乾燥の条件は、上記した条件から大きく外れる
ことはない。また、熱風を発生させる装置やマイクロ波
を発生させる装置は特に限定されず、従来から用いられ
ている種々の装置を用いることができる。
置について説明する。本発明のセラミック成形体の乾燥
装置は、セラミック粉末とバインダーと分散媒液との混
合組成物からなり、多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方
向に並設された柱状のセラミック成形体の乾燥に用いら
れる乾燥装置であって、マイクロ波発生装置、マイクロ
波攪拌用スターラー及び熱風発生装置を備え、上記マイ
クロ波発生装置を用い、上記乾燥装置内部の成形体通路
の上方より発生させたマイクロ波を、上部壁に設けられ
た上記マイクロ波攪拌用スターラーで攪拌し、上記セラ
ミック成形体の全体に上記マイクロ波を均一に照射し、
かつ、上記熱風発生装置により発生した熱風を、側壁に
形成された熱風通過用の貫通孔を介して流通させること
ができるように構成されている。
装置を模式的に示した断面図である。本発明において乾
燥の対象となるセラミック成形体12は、上記本発明の
セラミック成形体の乾燥方法において説明したものと同
様である。図2に示したように、本発明のセラミック成
形体の乾燥装置20は、その上部にマイクロ波発生装置
21を備え、上部壁20aにはマイクロ波攪拌用スター
ラー22が、側部には熱風発生装置23が配設されてい
る。また、中央部には、セラミック成形体12を運搬す
るための成形体通路25が設けられている。
乾燥を行う際には、マイクロ波発生装置21を用い、成
形体通路25の上方より発生させたマイクロ波27を上
部壁20aに設けられたマイクロ波攪拌用スターラー2
2で攪拌してセラミック成形体12の全体にマイクロ波
27を均一に照射する。また、熱風発生装置23及び送
風機24を用いて発生させた熱風26を、成形体通路2
5の側壁20b、20cに形成された熱風通過用の貫通
孔を介して流通させ、セラミック成形体12の貫通孔1
3に熱風26を吹き込んでセラミック成形体12を乾燥
させる。上記貫通孔の大きさは特に限定されず、図示し
たものよりももっと大きいものであってもよい。
ミック成形体の乾燥方法で説明した条件と同様の条件で
よい。なお、このセラミック成形体の乾燥装置20に
は、マイクロコンピュータを内蔵する自動制御装置が組
み込まれており、マイクロ波のパワーの設定や熱風温度
の設定は勿論のこと、セラミック成形体12が搬入され
ると、例えば、赤外センサ等により自動的にセラミック
成形体12を検知し、マイクロ波を発生させ、マイクロ
波攪拌用スターラー22を駆動し、熱風発生装置23及
び送風機24を作動させるように構成されている。
いて乾燥を行うことにより、セラミック成形体に反りや
変形等を生じさせず、セラミック成形体を均一に乾燥さ
せることができる。
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。
均粒子径0.28μmのβ型炭化珪素粉末30重量部、
メチルセルロース5重量部、分散剤4重量部、水20重
量部を配合して均一に混合することにより、原料の混合
組成物を調製した。この混合組成物を押出成形機に充填
し、押出速度2cm/分にてハニカム成形体を作製し
た。このハニカム成形体は、その大きさが33mm×3
3mm×300mmで、貫通孔13の数が200個/平
方インチ、隔壁の厚さが0.35mmであった。
燥装置20を用い、熱風の温度を80℃、熱風の風速を
8m/秒、マイクロ波のパワーを3kWに設定して、か
つ、熱風がセラミック成形体の貫通孔に吹き込まれるよ
うに、乾燥装置内に搬入されるセラミック成形体の方向
を設定し、セラミック成形体の乾燥を行った。
ック成形体を取り出し、前部、中央部、後部の各部にお
ける重量減少率を測定した。図3は、本実施例において
得られた乾燥時間と各部における重量減少率との関係を
示すグラフである。
循環させたほかは、実施例1と同様の条件でセラミック
成形体を作製し、乾燥を行い、セラミック成形体の各部
における重量減少率を測定した。図4は、本比較例にお
いて得られた乾燥時間と各部における重量減少率との関
係を示すグラフである。
うに、比較例1では、前部と中央部で約4重量%程度、
重量減少率が異なっており、不均一に乾燥が行われてい
るのに対し、実施例1の場合には、乾燥時間の経過とと
もに、各部においてほぼ均一に重量が減少していってお
り、本発明の乾燥方法を用いることにより、セラミック
成形体を均一に乾燥させることができることが実証され
た。
は、上述の通りであるので、セラミック成形体に反りや
変形等を生じさせず、均一に乾燥させることができる。
置は、上述の通りであるので、この乾燥装置を用いるこ
とにより、セラミック成形体に反りや変形等を生じさせ
ず、均一に乾燥させることができる。
形態を模式的に示した説明図である。
形態を模式的に示した断面図である。
の関係を示したグラフである。
の関係を示したグラフである。
材を模式的に示した斜視図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 セラミック粉末とバインダーと分散媒液
との混合組成物からなり、多数の貫通孔が隔壁を隔てて
長手方向に並設された柱状のセラミック成形体の乾燥方
法であって、前記セラミック成形体にマイクロ波を照射
しながら、熱風を前記セラミック成形体の貫通孔に吹き
込むことを特徴とするセラミック成形体の乾燥方法。 - 【請求項2】 熱風の温度が50〜80℃であり、熱風
の風速が5〜10m/秒である請求項1記載のセラミッ
ク成形体の乾燥方法。 - 【請求項3】 セラミック粉末とバインダーと分散媒液
との混合組成物からなり、多数の貫通孔が隔壁を隔てて
長手方向に並設された柱状のセラミック成形体の乾燥に
用いられる乾燥装置であって、マイクロ波発生装置、マ
イクロ波攪拌用スターラー及び熱風発生装置を備え、前
記マイクロ波発生装置を用い、前記乾燥装置内部の成形
体通路の上方より発生させたマイクロ波を、上部壁に設
けられた前記マイクロ波攪拌用スターラーで攪拌し、前
記セラミック成形体の全体に前記マイクロ波を均一に照
射し、かつ、前記熱風発生装置により発生した熱風を、
側壁に形成された熱風通過用の貫通孔を介して流通させ
ることができるように構成されていることを特徴とする
セラミック成形体の乾燥装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10213131A JP2000044326A (ja) | 1998-07-28 | 1998-07-28 | セラミック成形体の乾燥方法及び乾燥装置 |
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JP10213131A JP2000044326A (ja) | 1998-07-28 | 1998-07-28 | セラミック成形体の乾燥方法及び乾燥装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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JP2000044326A5 JP2000044326A5 (ja) | 2005-09-15 |
Family
ID=16634097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10213131A Pending JP2000044326A (ja) | 1998-07-28 | 1998-07-28 | セラミック成形体の乾燥方法及び乾燥装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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-
1998
- 1998-07-28 JP JP10213131A patent/JP2000044326A/ja active Pending
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DE102018204430B4 (de) | 2017-03-24 | 2022-09-08 | Ngk Insulators, Ltd. | Verfahren zum trocknen von säulenförmigen wabenkörpern und verfahren zum herstellen von säulenförmigen wabenkörpern |
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