JP2016190397A - ハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロ波を照射してハニカム成形体を誘電乾燥させる際の成形体内部の温度勾配を小さくし、ハニカム成形体のセルの変形等の形状不良が生じることのないハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法を提供する。
【解決手段】マイクロ波乾燥方法１は、セル１１の軸方向Ｘが上下方向となるようにハニカム成形体を配置し、マイクロ波を照射可能な乾燥炉の炉内部にハニカム成形体１０を導入する導入工程と、ハニカム成形体１０の端面の面積に対する被覆率が１５％〜３０％の反射面を備えるマイクロ波反射材２０を用い、ハニカム成形体１０の上部に配置する反射材配置工程と、９１５ＭＨｚの周波数のマイクロ波をハニカム成形体１０の上部から照射し、ハニカム成形体１０を乾燥させるマイクロ波乾燥工程とを有するハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法に関する。更に詳しくは、マイクロ波を利用してハニカム成形体の乾燥を行うハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法に関する。

従来、セラミックス製ハニカム構造体は、自動車排ガス浄化用触媒担体、ディーゼル微粒子除去フィルタ、或いは燃焼装置用蓄熱体等の広範な用途に使用されている。セラミックス製ハニカム構造体（以下、単に「ハニカム構造体」と称す。）は、押出成形機を用いて予め調製された成形材料（坏土）を所望の形状に押出成形したハニカム成形体を個別のハニカム成形体に切断、乾燥、端面仕上げの各工程を実施した後、高温で焼成する焼成工程を経て製造されている。本発明が特に好適に適用できる大型のハニカム構造体では、焼成工程の後に、ハニカム構造体の外周部を研削加工して径寸法を調整すると共に外周部の欠陥を除去し、研削加工した外周部にコート材を塗布及び乾燥し、外周壁を形成する工程が追加される。

ハニカム成形体を乾燥させる乾燥工程は、ハニカム成形体に対してマイクロ波を照射するマイクロ波乾燥方法が用いられるが、乾燥が進行して水分が少なくなると乾燥効率が低下するため、最終的な乾燥として熱風乾燥が併用される（特許文献１，２参照）。

近年において、燃費性能の向上や浄化性能の効率化等を目的として、圧力損失が低いハニカム構造体の開発が求められている。圧力損失を低減するためにはハニカム構造体のセルを構成する隔壁を薄壁化するとともに、大断面化する必要がある。ハニカム構造体には触媒が担持されるが、触媒が隔壁表面に担持されると触媒層を含めた隔壁が実質的に厚くなり、触媒担持後の圧力損失が増大する。隔壁表面の触媒層をできるだけ薄くするために、より多くの触媒を隔壁気孔内に担持しうるように、隔壁の高気孔率化が同時に求められている。高気孔率薄壁ハニカム構造体を製造するためには、成形材料により多くの造孔材を加える必要がある。押出成形時の成形材料の流動性を良好なものとするために、吸水性の造孔材を使用する結果、ハニカム成形体はより多くの水を含むことになる。

特開２００２−２８３３２９号公報 特開２００６−８８６８５号公報

ハニカム成形体が含む水分量の増大と大型化により、マイクロ波のハニカム成形体の中央部への浸透が妨げられ、中央部の乾燥が進みづらくなった。ハニカム成形体は乾燥によって収縮するが、中央部の乾燥が遅れると中央部は外周部および端面部より圧力を受ける。隔壁の薄壁化によりハニカム成形体の強度は低下するため、ハニカム成形体の中央部は上記圧力によりセルが変形し易い。ハニカム成形体中央部に生じたセル変形は、セルの方向に従ってハニカム成形体の端面部にまで伝播し、ハニカム構造体の機械的強度を大きく下げることになる。マイクロ波のハニカム成形体の中央部への浸透を改善するために、低い周波数のマイクロ波を用いることが出来る。例えば２４５０ＭＨｚから９１５ＭＨｚに変更することにより、浸透性は改善される。

一方、従来の水分量のハニカム成形体を９１５ＭＨｚで乾燥すると、マイクロ波のハニカム成形体の中央部への浸透が過大となり、ハニカム成形体の中央部が過熱する現象が見られるようになった。中央部が過熱すると、中央部の乾燥収縮が先行して、外周部および端面部が中央部の引っ張られる結果、端面部にセル変形が発生するようになった。マイクロ波周波数９１５ＭＨｚで幅広いハニカム成形体の乾燥に対応するためには、ハニカム成形体の種類に応じた対策が必要になった。

マイクロ波は乾燥炉内で反射して、ハニカム成形体の外周部および端面部から入射する。特許文献２に開示された「ハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法」によれば、ハニカム成形体の乾燥過程における成形体内部の乾燥速度の差を低減し、セルの変形を抑制することが開示されている。具体的には、ハニカム成形体にマイクロ波を反射する筒状の遮蔽物の内部に載置することにより、ハニカム成形体の上下方向（端面方向）からの入射密度と、水平方向（側面方向）からの入射密度を制御するものであり、ハニカム成形体の上下方向の乾燥速度差を緩和し、ハニカム成形体の径方向の乾燥速度差を抑制することが可能となる。しかしながら、ハニカム成形体の上下方向のみからマイクロ波が入射されるため、後述する本願の従来技術同様、ハニカム成形体内部にセル変形が発生し、同技術は適用できない。

そこで、本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、マイクロ波を照射してハニカム成形体を乾燥させる際の成形体内部の温度勾配を小さくし、ハニカム成形体のセルの変形等の欠陥が生じることのないハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法を提供する。

本発明によれば、ハニカム構造体のマイクロ波乾燥方法が提供される。

［１］ セルの軸方向が上下方向となるようにハニカム成形体を配置し、マイクロ波を照射可能な乾燥炉の炉内部に前記ハニカム成形体を導入する導入工程と、前記マイクロ波を反射する機能を具備し、前記ハニカム成形体の端面の面積に対する被覆率が１５％〜３０％の反射面を備えるマイクロ波反射材を用い、前記ハニカム成形体の上部の端面に相対するように前記マイクロ波反射材を配置する反射材配置工程と、９１５ＭＨｚの周波数の前記マイクロ波を前記ハニカム成形体の上部から照射し、前記ハニカム成形体を乾燥させるマイクロ波乾燥工程とを有するハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法。

［２］ 前記マイクロ波乾燥工程は、
前記マイクロ波反射材によって、前記ハニカム成形体の昇温過程の温度を前記ハニカム成形体の上端面の中央部温度が外周部温度よりも高く、前記ハニカム成形体の重心点を含む長さ方向の断面において重心点温度と前記中央部温度との温度差が２５℃以下になるように制御し、前記ハニカム成形体を乾燥させる前記［１］に記載のハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法。

［３］ 前記マイクロ波の照射される前記ハニカム成形体は、乾燥前のハニカム成形体に含まれる水分の割合が、２０〜３０％の範囲である前記［１］または［２］に記載のハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法。

［４］ 前記マイクロ波の照射される前記ハニカム成形体は、ハニカム径が１９５ｍｍ以上、ハニカム長さが７５ｍｍ以上である前記［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法。

［５］ 前記マイクロ波反射材は、金属材料を用いてなる前記［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法。

［６］ 前記マイクロ波反射材は、平板状部材で形成され、前記マイクロ波反射材の前記反射面及び反射裏面の間を貫通する複数の貫通孔が穿設され、前記貫通孔の孔径は、照射する前記マイクロ波の波長の３／４以下に設定されている前記［１］〜［５］のいずれかに記載のハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法。

本発明のハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法によれば、マイクロ波反射材をハニカム成形体の上部の端面に相対するように配置することで、成形体中央部と成形体端面及び側面間の温度差を小さくし、特に成形体中央部付近でのセルの変形等の形状不良の発生を抑えることができる。

ハニカム成形体の上部にマイクロ波反射材を配置した一例を模式的に示す説明図である。 ハニカム成形体の上部にマイクロ波反射材を配置した一例を示す上方視の平面図である。 マイクロ波反射材の別例構成を示す斜視図である。 ハニカム成形体の上部に図３の別例構成のマイクロ波反射材を配置した一例を示す平面図である。 搬送パレットに載置されたハニカム成形体の成形体内部の温度測定位置を示す説明図である。 マイクロ波反射材を用いた実施例１のハニカム成形体のマイクロ波乾燥における成形体内部の温度測定結果を示すグラフである。 マイクロ波反射材を用いない比較例１のハニカム成形体のマイクロ波乾燥における成形体内部の温度測定結果を示すグラフである。

以下、図面を参照しつつ本発明のハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法の実施の形態についてそれぞれ説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、改良等を加え得るものである。

本発明の一実施形態のハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法１（以下、単に「乾燥方法１」と称す。）は、ハニカム成形体１０を乾燥炉（図示しない）の炉内部に導入する導入工程と、導入されたハニカム成形体１０の周囲にマイクロ波反射材２０を配置する反射材配置工程と、マイクロ波反射材２０が配置されたハニカム成形体１０に対してマイクロ波を照射し、ハニカム成形体１０を乾燥させるマイクロ波乾燥工程とを有している。

更に詳しく説明すると、乾燥方法１における導入工程は、予め調製された成形材料を押出成形機を用いて押出成形し、所定の長さに切断したハニカム成形体１０を乾燥させるための乾燥炉に導入するものである。ハニカム成形体１０は、セル１１の軸方向Ｘ（ハニカム成形体１０の中心軸方向に相当。図１参照）が上下方向に一致するようにして、矩形平板状の搬送パレット１２の上に載置される。ここで、ハニカム成形体１０を押出成形するための成形材料に含まれる水分の割合が、２０〜３０％の範囲に設定されている。ここで、マイクロ波の照射されるハニカム成形体１０は、ハニカム径が少なくとも１９５ｍｍ以上、ハニカム長さが少なくとも７５ｍｍ以上のものが使用される。

搬送パレット１２は、乾燥炉の炉入口及び炉出口の間に形成された搬送軌道に沿って水平方向に移動する。そのため、搬送パレット１２に載置されたハニカム成形体１０は、水平方向に沿って乾燥炉の炉内部に導入され、所定の搬送速度で移動し、最終的に炉出口から導出される。

搬送軌道に沿って移動する搬送パレット１２の搬送速度を制御することで、乾燥炉の炉内部に滞留するハニカム成形体１０の滞留時間を調整し、ハニカム成形体１０に含まれる水分を蒸発させるためのマイクロ波の照射時間をコントロールすることができる。

この搬送パレット１２及びハニカム成形体１０からなる複数の構成を、搬送軌道に沿って連なるように配置することで、複数のハニカム成形体１０の乾燥を連続的に行うことができる。本実施形態において使用する乾燥炉、マイクロ波を照射可能なマイクロ波照射装置（図示しない）、及び搬送パレット１２等の各構成は、既存の設備をそのまま使用することができる。マイクロ波乾燥機では、マイクロ波は導波管から乾燥機内に導入及び照射され、乾燥機内の金属製反射板により反射及び拡散され、ハニカム成形体１０に入射する。マイクロ波乾燥機は、マイクロ波を均一に拡散させることを目的としており、一般にはハニカム成形体１０に対する入射方向を制御する構成になっていない。

一方、反射材配置工程とは、炉内部に導入されたハニカム成形体１０に対し、ハニカム成形体１０の上部の端面１３に相対するように、マイクロ波を反射する機能を具備するマイクロ波反射材２０を配置するものである。電磁波の一種であるマイクロ波は、金属材料に照射された場合、当該金属材料の内部に進入することができず、金属材料の表面で反射する性質を一般的に備えている。例えば、ステンレス、鋼板、アルミニウム、及びその他周知の金属材料を用い、本実施形態において使用するマイクロ波反射材２０を形成することができる。

本実施形態の乾燥方法１において、使用するマイクロ波反射材２０の形状や厚さ等は特に限定されるものではないが、ハニカム成形体１０の上部の端面１３の面積Ｒ１に対するマイクロ波反射材２０の反射面２１の面積Ｒ２の被覆率Ｒ（＝Ｒ２／Ｒ１×１００）が１５〜３０％の範囲、更に好ましくは、１９〜２９％の範囲のサイズで形成される必要がある。これにより、誘電乾燥の過程において、比較的周波数の低いマイクロ波（＝９１５ＭＨｚ）の端面１３に対する入射を、上記マイクロ波反射材２０によって確実に遮蔽することができる。更に、マイクロ波反射材２０の形状は、例えば、ハニカム成形体１０の端面１３の端面形状に沿った図１に示すような、円板形状に形成したものであっても、或いは平板矩形状のマイクロ波反射材２０ａであってもよい（図３参照）。

マイクロ波の反射は、前述したようにマイクロ波反射材２０の表面（反射面２１）で行われるため、マイクロ波反射材２０全体を上記金属材料等で形成する必要はない。すなわち、非金属材料で形成したマイクロ波反射材２０の基体（図示しない）に対し、当該基体にアルミ箔や銅箔等を被覆して反射面２１を形成するもの、基体の表面に金属材料を含む塗料を塗布するもの、或いはメッキ処理により金属被膜を形成したものとすることができる。

本実施形態の乾燥方法１において使用されるマイクロ波反射材２０は、図１等に示すように、円形状の平板状部材で構成されている。更に、ハニカム成形体１０に相対して配置される反射面２１及び反射面２１に対向する反射裏面２２の間を貫通する複数の断面円形状の貫通孔２３が穿設されている。貫通孔２３は反射材２０が配設されたハニカム成形体１０の端面からの水蒸気の放出を容易にする。

断面円形状の貫通孔２３の孔径は、乾燥炉でマイクロ波発振器から発振されるマイクロ波の波長λに対し、３／４以下の大きさとなるように設定されている。孔径を波長λに対して３／４以下にすることにより、反射裏面２２側から照射されたマイクロ波Ｗは、当該貫通孔２３を通過することができなくなる。その結果、ハニカム成形体１０に入射するマイクロ波をマイクロ波反射材２０を用いて遮蔽することができる。

上記構成のマイクロ波反射材２０が、乾燥炉に導入されたハニカム成形体１０の上部の端面１３に相対するように配置される。本実施形態のマイクロ波乾燥方法１において、マイクロ波反射材２０は、セル１１の軸方向Ｘを上下方向に一致させたハニカム成形体１０の上部の端面１３に相対するように、当該端面１３の上に直接載置される（図２参照）。

ハニカム成形体１０に対して、マイクロ波反射材２０を端面１３及び反射面２１が互いに離間するように配置するものであっても構わない。この場合、端面１３の上方でマイクロ波反射材２０の遮蔽効果が維持できる位置にマイクロ波反射材２０を配置する。なお、端面１３及び反射面２１の間が１００ｍｍ以上離間すると、マイクロ波反射材２０による遮蔽効果は失われる。

マイクロ波乾燥工程は、上記のようにマイクロ波反射材２０が端面１３の上に配置されたハニカム成形体１０に対して、９１５ＭＨｚの周波数のマイクロ波Ｗを照射し、ハニカム成形体１０に含まれる水分を蒸発させ、ハニカム成形体１０を乾燥させるものである。

マイクロ波反射材２０をハニカム成形体１０の上部の端面１３に相対するように配置することによって、ハニカム成形体１０の成形体中央部の温度上昇を抑えることができ、成形体内部の温度勾配の差を小さくすることができる。すなわち、ハニカム成形体の成形体中央部付近の領域が局所的に高温となり、この領域だけ周囲に比べて早く乾燥することが抑えられる。これにより、ハニカム成形体の成形体内部に発生するセルの変型等の欠陥が少なくなる。

図１に示すように、ハニカム成形体１０の上部の端面１３に相対するようにマイクロ波反射材２０を配置した場合、上方からハニカム成形体１０に対して照射されるマイクロ波は、ハニカム成形体１０の端面１３の間に設けられたマイクロ波反射材２０によって反射される。これにより、マイクロ波反射材２０と相対するハニカム成形体１０の上部の端面１３へのマイクロ波の入射が阻害される。

周波数９１５ＭＨｚのマイクロ波は、電力半減深度が深いため、本実施形態におけるマイクロ波反射材２０が上部の端面１３に相対して配置されないと、ハニカム成形体１０の成形体中央部１５付近までマイクロ波が過剰に浸透することになる。その結果、端面１３と比べて成形体中央部１５の領域の温度が早く上昇する。しかしながら、本実施形態のマイクロ波乾燥方法１は、上記マイクロ波反射材２０を端面１３に相対するように配置されるため、上記のような成形体中央部１５の領域に到達するマイクロ波を抑制することができる。そのため、成形体中央部１５と成形体端面及び側面間の温度差を小さくすることができる。

マイクロ波反射材２０の遮蔽効果が強過ぎると、ハニカム成形体１０の上部の端面１３の外周部温度よりも中央部温度が低くなる可能性がある。その場合、端面１３の中央部の温度が遅れることとなり、当該中央部でセル変形が生じる。したがって、端面１３の中央部温度が外周部温度より高くなるように維持する必要がある。

したがって、マイクロ波反射材２０の大きさや位置を適切に設定することにより、上記したハニカム成形体の上部の端面における中央部温度と外周部温度との逆転現象を避け、ハニカム成形体の重心点を含む長さ方向の断面において重心点温度と上端面中央部の温度差が２５℃以下になるようにハニカム成形体の昇温過程の温度を制御することができる。重心点温度と上端面中央部の温度差を２０℃以下に制御することがより望ましい。

上記示したように、本実施形態の乾燥方法１は、乾燥炉に導入されたハニカム成形体１０に対し、上部の端面１３に相対するようにマイクロ波反射材２０を配置することで、成形体内部の温度の上昇を制御し、成形体中央部１５と成形体端面及び側面間の温度差を小さくすることができる。これにより、通常のマイクロ波乾燥において、特に端面付近から深さ方向に発生する乾燥収縮によるセルの変型等の欠陥を抑えることができる。

本実施形態の乾燥方法１は、新たな設備を特に設ける必要はなく、既存の乾燥炉等を用い、ハニカム成形体１０に対してマイクロ波反射材２０を所定位置に配置するだけの簡易な改良を施すだけで足り、設備コスト等を増大させることなく、上記の優れた効果を奏することができる。

以下、本発明のハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法について、下記の実施例に基づいて説明するが、本発明のハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法は、これらの実施例に限定されるものではない。

（１）ハニカム成形体
実施例１〜４及び比較例１〜５において、それぞれ同一条件で形成されたコージェライト成分を含むハニカム成形体を使用した。なお、係るハニカム成形体を形成するための成形工程については、既に周知のものであるため詳細な説明は省略する。また、実施例１〜３及び比較例１、比較例３，４のハニカム形成体について、ハニカム径を３８５ｍｍとし、実施例４、比較例２，及び比較例５のハニカム成形体についてはハニカム径を３２０ｍｍとした。また、ハニカム長さはいずれも３３０ｍｍとした。また、乾燥前のハニカム成形体重量に対するハニカム成形体に含まれる水分の割合（含水率）は、２４％とした。なお上記の寸法はいずれも乾燥前の寸法である。

（２）マイクロ波乾燥条件
上記（１）により形成された実施例１〜４及び比較例１〜５のハニカム成形体を、それぞれ誘電乾燥を行う乾燥炉に導入し、マイクロ波を照射してハニカム成形体に含まれる水分を蒸発させ、ハニカム成形体の乾燥を行った。なお、ハニカム成形体に照射するマイクロ波の周波数は９１５ＭＨｚに設定し、その他の乾燥条件は全て同一のものとした。マイクロ波出力は２３４ｋＷに設定し、乾燥炉内にそれぞれハニカム成形体を１０〜１５個投入した。単位重量当りのマイクロ波照射量は約１．５ｋＷ／ｋｇであり、乾燥工程中の単位重量当りのマイクロ波照射量の変動は±１０％程度である。なお、表１中の飛散率とは、乾燥前のハニカム成形体重量に対するマイクロ波乾燥で除去される水分の割合である。含水率の２４％のうち２３％がマイクロ波乾燥で除去され、残り１％が熱風乾燥で除去されることを意味する。

（３）マイクロ波反射材
上記（２）のマイクロ波による乾燥の際に、実施例１〜４及び比較例１〜５のハニカム成形体の上部の端面に、それぞれ材質、サイズ、及び形状の異なるマイクロ波反射材を配置し、乾燥時に生じるハニカム成形体の上部の端面からのセル変形の深さ（発生位置）の計測を行った。なお、実施例１，４、及び比較例３，４はステンレス鋼から形成されたマイクロ反射材を使用し、実施例２は鋼板、実施例３及び比較例５はアルミニウムをそれぞれマイクロ波反射材として使用した。これにより、マイクロ波反射材の材質の違いによるセル変形の深さを確認することができる。

更に、実施例１，２は直径１７０ｍｍの円形状のマイクロ波反射材を使用し、ハニカム径が３８５ｍｍのハニカム成形体の端面の面積に対するマイクロ波反射材の反射面の面積の比率である被覆率Ｒを１９．５％とした。実施例４は、同じく直径１７０ｍｍの円板状のマイクロ波反射材を使用し、ハニカム径が３２０ｍｍのハニカム成形体に対する被覆率Ｒを２８．２％とした。同様に、比較例３は、直径１２０ｍｍの円形状のマイクロ波反射材を使用し、被覆率を９．７１％とし、比較例４は直径２２０ｍｍの円形状のマイクロ波反射材を試料し、被覆率Ｒを３２．７％とした。

一方、実施例３及び比較例５は、縦１７０ｍｍ×横１６０ｍｍの矩形状のマイクロ波反射材２０ａを使用し、それぞれ被覆率Ｒを２３．４％（実施例３）及び３３．８％（比較例５）としている（図３及び図４参照）。なお、比較例１及び比較例２は、実施例１〜４との対比のため、マイクロ波反射材を使用しないものである。

前述したように、マイクロ波反射材は、反射面及び反射裏面を貫通する複数の貫通孔を備えている。それぞれのマイクロ波反射材の開口率、すなわち、マイクロ波反射材の反射面の面積に対する貫通孔の総孔面積の比率が３５〜４０％前後となるように設定されている。

（４）成形体内部の温度測定
マイクロ波反射材によるハニカム成形体の成形体内部の各部位における温度変化を確認するため、乾燥炉に導入されたハニカム成形体の成形体内部の温度の経時変化を測定した。成形体内部の温度は、ハニカム成形体の内部に、ボタン電池型の超小型温度記録計（商品名：スーパーサーモクロン、ＫＮラボラトリーズ製）を直接埋め込み、係る超小型温度記録計によって取得した温度データをコンピュータに取り込み、解析することで、乾燥炉の炉内部における成形体内部の温度変化を測定した。

超小型温度記録計の設置場所は、図５に示すように、ハニカム成形体の中心軸方向に一致し、上部の端面から下の位置（上部Ｄ２）、ハニカム成形体の重心位置（重心点Ｄ１）二点とした。超小型温度記録計による温度計測範囲は、０〜１２０℃である。

上記（１）〜（３）に示したマイクロ波乾燥条件、及びハニカム成形体に対するマイクロ波乾燥の結果を下記表１に示す。

（５）ハニカム成形体の乾燥結果
（５−１）成形体中央部の温度上昇の遅延
図６のグラフは、上部にマイクロ波反射材を配置したハニカム成形体（実施例１）にマイクロ波乾燥を行った際の成形体内部の温度測定結果を示している。グラフ横軸は、乾燥炉に導入されてからの経過時間を示している。これによると、乾燥炉に導入直後は、それぞれの温度測定位置（上部Ｄ２、重心点Ｄ１）における温度は、ほとんど違いは認められないものの、導入後しばらく経過すると、重心点Ｄ１の温度が上昇し始めることが確認される。その後、重心点Ｄ１に遅れて上部Ｄ２の温度が緩やかに上昇する。マイクロ波反射材をハニカム成形体の上部に配置することにより、重心点Ｄ１と上部Ｄ２との温度差を２５℃以下に制御できていることが示されている（表１参照）。図７のグラフは、上部にマイクロ波反射材を配置しないハニカム成形体（比較例１）にマイクロ波乾燥を行った際の成形体内部の重心点Ｄ１と上部Ｄ２における温度測定結果を示している。図６と図７とを比較すると、直径が１７０ｍｍのマイクロ波反射材をハニカム径が３８５ｍｍのハニカム成形体の上部に配置することにより、重心点Ｄ１と上部Ｄ２の温度差を１０℃程度抑制できることが示されている。一方、比較例１〜５の場合、重心点温度と中央部温度との温度差が２５℃を超えることが確認された。

（５−２）セル変形の深さ（発生位置）
表１に示されるように、マイクロ波反射材をハニカム成形体の上部に配置した場合（実施例１〜４）、いずれもハニカム成形体の上部の端面からのセル変形の深さが３０ｍｍ以下であった。これに対し、マイクロ波反射材を配置しない場合、５３ｍｍ（比較例１）、及び７４ｍｍ（比較例２）の深さにセル変形が確認された。これにより、マイクロ波反射材によって、セル変形の発生位置をハニカム成形体の上部の端面近傍に発生させることができる。セル変形の深さを端面から３０ｍｍ以下に抑えることにより、事後の端面研削により係るセル変形の領域を除去することができる。なお、実施例１及び実施例２において、使用するマイクロ波反射材の材質によってセル変形の深さに大きな違いは認められなかった。

また、比較例３〜５に示されるように、ハニカム成形体の端面に対するマイクロ波反射材の反射面の被覆率Ｒが低い場合（１５％未満）、及び、高い場合（３０％超）、いずれもセル変形の深さが３０ｍｍを超えるものとなった。すなわち、ハニカム成形体の端面に対し、マイクロ波反射材の反射面の面積を１５〜３０％の範囲に設定することにより、セルヨレの深さを３０ｍｍ以下に抑えることができる。特に、実施例１及び実施例２に示されるように、被覆率Ｒを１９．５％とすることにより、いずれもセル変形の深さを２０ｍｍ以下とすることができ、更に好適である。また、マイクロ波反射材の形状の違いとセル変形の深さ位置との関係は特に示されなかった。

上記示したように、本発明のハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法によれば、ハニカム成形体の端面の上部にマイクロ波を反射する機能を備えるマイクロ波反射材を配置することにより、成形体内部の温度上昇を制御することができ、特に成形体中央部の乾燥温度を端面に対して遅延させることが可能となる。これにより、成形体内部の温度勾配を小さくし、成形体内部の乾燥を均一に進めることで、特に端面から深い位置に発生するセル変形等の形状不良を効果的に抑えることができる。

本発明のハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法は、自動車、化学、電力、鉄鋼等の様々な分野において、触媒装置用の担体、又はフィルタとして好適に利用することができるハニカム構造体を製造する際に形成されるハニカム成形体の乾燥に使用することができる。

１：乾燥方法（ハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法）、１０：ハニカム成形体、１１：セル、１２：搬送パレット、１３，１４：端面、１５：成形体中央部、２０，２０ａ：マイクロ波反射材、２１：反射面、２２：反射裏面、２３：貫通孔、Ｄ１：重心点、Ｄ２：上部、Ｘ：軸方向。

Claims (6)

1. セルの軸方向が上下方向となるようにハニカム成形体を配置し、マイクロ波を照射可能な乾燥炉の炉内部に前記ハニカム成形体を導入する導入工程と、
   前記マイクロ波を反射する機能を具備し、前記ハニカム成形体の端面の面積に対する被覆率が１５％〜３０％の反射面を備えるマイクロ波反射材を用い、前記ハニカム成形体の上部の端面に相対するように前記マイクロ波反射材を配置する反射材配置工程と、
   ９１５ＭＨｚの周波数の前記マイクロ波を前記ハニカム成形体の上部から照射し、前記ハニカム成形体を乾燥させるマイクロ波乾燥工程と
   を有するハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法。
2. 前記マイクロ波乾燥工程は、
   前記マイクロ波反射材によって、前記ハニカム成形体の昇温過程の温度を前記ハニカム成形体の上端面の中央部温度が外周部温度よりも高く、前記ハニカム成形体の重心点を含む長さ方向の断面において重心点温度と前記中央部温度との温度差が２５℃以下になるように制御し、前記ハニカム成形体を乾燥させる請求項１に記載のハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法。
3. 前記マイクロ波の照射される前記ハニカム成形体は、
   乾燥前のハニカム成形体に含まれる水分の割合が、２０〜３０％の範囲である請求項１または２に記載のハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法。
4. 前記マイクロ波の照射される前記ハニカム成形体は、
   ハニカム径が１９５ｍｍ以上、ハニカム長さが７５ｍｍ以上である請求項１〜３のいずれか一項に記載のハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法。
5. 前記マイクロ波反射材は、
   金属材料を用いてなる請求項１〜４のいずれか一項に記載のハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法。
6. 前記マイクロ波反射材は、
   平板状部材で形成され、
   前記マイクロ波反射材の前記反射面及び反射裏面の間を貫通する複数の貫通孔が穿設され、
   前記貫通孔の孔径は、
   照射する前記マイクロ波の波長の３／４以下に設定されている請求項１〜５のいずれか一項に記載のハニカム成形体のマイクロ波乾燥方法。

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