JP4964634B2 - Method for producing dried ceramic molded body - Google Patents

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Description

本発明は、乾燥工程が短時間で完了し得る乾燥セラミック成形体の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a dried ceramic molded body in which a drying step can be completed in a short time.

ハニカム構造体は、触媒担体や各種フィルター等に広く用いられている。最近では、ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質を捕捉するためのディーゼルパティキュレートフィルター(DPF)としても注目されている。   Honeycomb structures are widely used for catalyst carriers, various filters, and the like. Recently, it has attracted attention as a diesel particulate filter (DPF) for capturing particulate matter discharged from a diesel engine.

ハニカム構造体は、一般にセラミックを主成分とすることが多い。このようなハニカム構造体を製造するには、先ず、セラミックに対して水、バインダ等の各種添加剤を加えて得られたセラミック原料を坏土状とした後、これを押出成形してハニカム形状の成形体(ハニカム基体)を作製する。このハニカム基体を乾燥等した後に焼成すれば、ハニカム構造体を製造することができる。   In general, the honeycomb structure is mainly composed of ceramic. In order to manufacture such a honeycomb structure, first, a ceramic raw material obtained by adding various additives such as water and binder to the ceramic is made into a clay, and then extruded to form a honeycomb shape. A formed body (honeycomb substrate) is prepared. If the honeycomb substrate is dried and then fired, a honeycomb structure can be manufactured.

なお、得ようとするハニカム構造体のサイズや用途等によっては、その外周上に外壁部が形成されたハニカム構造体とすることもある。このような外壁部を備えたハニカム構造体は、例えば、セラミック粉末を含有するコート材をハニカム基体の外周上に層状に塗布してコート層を形成した後、乾燥及び焼成すること等により製造することができる。   Depending on the size and application of the honeycomb structure to be obtained, a honeycomb structure having an outer wall portion formed on the outer periphery thereof may be used. A honeycomb structure having such an outer wall portion is manufactured, for example, by coating a coating material containing ceramic powder on the outer periphery of the honeycomb substrate in a layered manner to form a coating layer, followed by drying and firing. be able to.

このようなハニカム基体を乾燥する方法に関連する従来技術としては、単に室温条件下に放置する自然乾燥方法の他、ハニカム基体の上方と下方とに設けた電極間に電流を流すことによって発生させた高周波エネルギーを利用して乾燥を行う誘電乾燥法や、ガスバーナー等で発生させた熱風を導入して乾燥を行う熱風乾燥法がよく知られている。但し、最近はこれらの乾燥法に代わって、又はこれらの乾燥法と併用して、乾燥速度が速い等の利点を有するマイクロ波を利用した乾燥方法(マイクロ波乾燥方法)が行われるようになってきている(例えば、特許文献1〜3参照)。   Conventional techniques relating to such a method for drying a honeycomb substrate include a natural drying method in which the honeycomb substrate is simply left at room temperature, and a method in which a current is passed between electrodes provided above and below the honeycomb substrate. A dielectric drying method for drying using high frequency energy and a hot air drying method for drying by introducing hot air generated by a gas burner or the like are well known. However, recently, instead of these drying methods, or in combination with these drying methods, a drying method using microwaves (microwave drying method) having advantages such as a high drying speed has come to be performed. (For example, see Patent Documents 1 to 3).

しかしながら、自然乾燥方法では、十分な乾燥状態とするのに他の乾燥方法に比して時間が必要とされる。特に、ハニカム基体が大型である場合には相当長期間が必要であるという問題があった。一方、ハニカム基体の外周上にコート層が形成されたハニカム基体を熱風乾燥法やマイクロ波乾燥方法によって乾燥する場合には、自然乾燥方法に比して短時間で乾燥が完了するという利点がある。しかしながら、乾燥したコート層の表面にクラックが発生し易く、品質や製造歩留まりが低下してしまうという問題があった。このようなクラックの発生を回避すべく、適度に加湿した雰囲気下(調湿雰囲気下)で乾燥を行うといった対策も考えられるが、乾燥時間が長期化してしまうために実用性の面で不十分であった。   However, the natural drying method requires more time than other drying methods to obtain a sufficiently dry state. In particular, when the honeycomb substrate is large, there is a problem that a considerably long time is required. On the other hand, when a honeycomb substrate having a coating layer formed on the outer periphery of the honeycomb substrate is dried by a hot-air drying method or a microwave drying method, there is an advantage that the drying is completed in a short time compared to a natural drying method. . However, there is a problem that cracks are likely to occur on the surface of the dried coat layer, and the quality and production yield are lowered. In order to avoid the occurrence of such cracks, measures such as drying in an appropriately humidified atmosphere (humidity controlled atmosphere) can be considered, but the drying time is prolonged, so it is insufficient in terms of practicality Met.

特開2002−283329号公報JP 2002-283329 A 特開2002−283330号公報JP 2002-283330 A 国際公開第2005/023503号パンフレットInternational Publication No. 2005/023503 Pamphlet

本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、セラミック基体が大型であってもコート層にクラックを発生させることなく、短時間でムラなく均一に乾燥させて高品質の乾燥セラミック成形体を歩留まり良好に製造することが可能な乾燥セラミック成形体の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and the problem is that even if the ceramic substrate is large, cracks are not generated in the coat layer in a short time. It is an object of the present invention to provide a method for producing a dried ceramic molded body that can be uniformly dried without unevenness and can produce a high-quality dried ceramic molded body with good yield.

本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、セラミック成形体の表面温度を80℃以上に保持して乾燥を行うことによって、上記課題を達成することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have found that the above-mentioned problems can be achieved by maintaining the surface temperature of the ceramic molded body at 80 ° C. or higher and performing drying. The present invention has been completed.

即ち、本発明によれば、以下に示す乾燥セラミック成形体の製造方法が提供される。   That is, according to this invention, the manufacturing method of the dry ceramic molded object shown below is provided.

[1]セラミック原料によって形成された未焼成又は焼成済のセラミック基体と、前記セラミック基体の外周上に形成された、セラミック粉末を含有するコート材からなるコート層と、を備えたセラミック成形体を、水蒸気分圧が全圧の70%以上である100℃以上の過熱水蒸気の雰囲気下で、その表面温度を80℃以上に保持して乾燥させ、乾燥セラミック成形体を得ることを含む乾燥セラミック成形体の製造方法。 [1] A ceramic molded body comprising an unfired or fired ceramic base formed of a ceramic raw material, and a coating layer formed on the outer periphery of the ceramic base and made of a coating material containing ceramic powder. Dry ceramic molding including obtaining a dried ceramic molded body by maintaining the surface temperature at 80 ° C. or higher in an atmosphere of superheated steam of 100 ° C. or higher, where the water vapor partial pressure is 70% or more of the total pressure. Body manufacturing method.

]前記セラミック基体が、隔壁によって区画された流体の流路となる複数のセルを有するハニカム形状の構造体である前記[1]に記載の乾燥セラミック成形体の製造方法。 [ 2 ] The method for producing a dried ceramic molded body according to [1 ], wherein the ceramic base is a honeycomb-shaped structure having a plurality of cells serving as fluid flow paths partitioned by partition walls.

]前記過熱水蒸気の温度が120〜180℃である前記[]又は[]に記載の乾燥セラミック成形体の製造方法。 [ 3 ] The method for producing a dried ceramic molded body according to [ 1 ] or [ 2 ], wherein the temperature of the superheated steam is 120 to 180 ° C.

]前記コート層の厚みが0.5mm以上である前記[1]〜[]のいずれかに記載の乾燥セラミック成形体の製造方法。 [ 4 ] The method for producing a dried ceramic molded body according to any one of [1] to [ 3 ], wherein the coat layer has a thickness of 0.5 mm or more.

本発明の乾燥セラミック成形体の製造方法によれば、セラミック基体が大型であってもコート層にクラックを発生させることなく、短時間でムラなく均一に乾燥させて高品質の乾燥セラミック成形体を歩留まり良好に製造することができる。   According to the method for producing a dried ceramic molded body of the present invention, a high quality dried ceramic molded body can be obtained by drying uniformly in a short time without causing cracks in the coat layer even if the ceramic substrate is large. It can be manufactured with good yield.

以下、本発明の実施の最良の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。   BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The best mode for carrying out the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following embodiment, and is based on the ordinary knowledge of those skilled in the art without departing from the gist of the present invention. It should be understood that modifications and improvements as appropriate to the following embodiments also fall within the scope of the present invention.

本発明の乾燥セラミック成形体の製造方法の一実施形態は、セラミック原料によって形成された未焼成又は焼成済のセラミック基体と、このセラミック基体の外周上に形成された、セラミック粉末を含有するコート材からなるコート層とを備えたセラミック成形体を、水蒸気分圧が全圧の70%以上である100℃以上の過熱水蒸気の雰囲気下で、その表面温度を80℃以上に保持して乾燥させ、乾燥セラミック成形体を得ることを含むものである。以下、その詳細について説明する。 One embodiment of a method for producing a dried ceramic molded body according to the present invention includes an unfired or fired ceramic base formed of a ceramic raw material, and a coating material containing ceramic powder formed on the outer periphery of the ceramic base. The ceramic molded body provided with a coat layer made of is dried in an atmosphere of superheated steam of 100 ° C. or higher, where the water vapor partial pressure is 70% or more of the total pressure, while maintaining the surface temperature at 80 ° C. or higher, This includes obtaining a dried ceramic molded body. The details will be described below.

本発明に係る乾燥セラミック成形体の製造方法において乾燥対象となるセラミック成形体の具体例としては、図1及び2に示すようなハニカム成形体1を挙げることができる。なお、乾燥対象となるセラミック成形体は、図1及び2に示すようなハニカム形状の構造体に限られず、例えば柱状、板状、環状、不定形状等の任意の形状であってもよい。   Specific examples of the ceramic molded body to be dried in the method for producing a dried ceramic molded body according to the present invention include a honeycomb molded body 1 as shown in FIGS. The ceramic molded body to be dried is not limited to the honeycomb-shaped structure as shown in FIGS. 1 and 2, and may be any shape such as a columnar shape, a plate shape, an annular shape, and an indefinite shape.

図1及び2に示すハニカム成形体1は、隔壁2によって区画された流体の流路となる複数のセル3を有するハニカム形状の構造体(ハニカム基体5)である。また、ハニカム成形体1は、通常、複数のセル3を囲繞するようにハニカム基体5の外周にコート層4が配設されることによって構成されている。なお、セル3の軸方向(流路方向)と直行する断面形状は限定されず、図1に示すような円形のほか、四角形等の形状を任意に選択することができる。   A honeycomb molded body 1 shown in FIGS. 1 and 2 is a honeycomb-shaped structure (honeycomb substrate 5) having a plurality of cells 3 that serve as fluid flow paths partitioned by partition walls 2. In addition, the honeycomb formed body 1 is generally configured by disposing a coat layer 4 on the outer periphery of the honeycomb substrate 5 so as to surround a plurality of cells 3. In addition, the cross-sectional shape orthogonal to the axial direction (flow channel direction) of the cell 3 is not limited, and a shape such as a quadrangle as well as a circle as shown in FIG. 1 can be arbitrarily selected.

ハニカム基体5は、例えば、セラミックに対して、水、バインダ等の各種添加剤加えて得られたセラミック原料によって形成されたものである。セラミックとしては、例えば、アルミナ、ムライト、ジルコニア、コージェライト等の酸化物系セラミック;炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミ等の非酸化物系セラミック等を挙げることができる。また、炭化珪素/金属珪素複合材や炭化珪素/グラファイト複合材等を用いることもできる。   The honeycomb substrate 5 is formed of, for example, a ceramic raw material obtained by adding various additives such as water and a binder to ceramic. Examples of the ceramic include oxide ceramics such as alumina, mullite, zirconia, and cordierite; non-oxide ceramics such as silicon carbide, silicon nitride, and aluminum nitride. A silicon carbide / metal silicon composite material, a silicon carbide / graphite composite material, or the like can also be used.

バインダとしては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、澱粉、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、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリエチレンオキシド、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、ポリビニルブチラール、エチルセルロース、酢酸セルロース、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、グリセリン、ポリエチレングリコール、ジブチルフタレート等を挙げることができる。   Examples of the binder include polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, starch, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, polyethylene oxide, sodium polyacrylate, polyacrylamide, polyvinyl butyral, ethyl cellulose, cellulose acetate, polyethylene, and ethylene-acetic acid. Examples include vinyl copolymers, polypropylene, polystyrene, acrylic resins, polyamide resins, glycerin, polyethylene glycol, and dibutyl phthalate.

また、ハニカム基体5は、未焼成のもの(未焼成体)であっても焼成済みのもの(焼成体)であってもよい。ここで、「未焼成体」とは、使用したセラミックの粒子が、成形時の粒子形状を維持したままでの状態で存在しており、かつ、セラミックが焼結していない状態のものをいう。これに対して、「焼成体」とは、使用したセラミックが高温に晒されたことにより他の化合物等に変性した状態のもの、或いは同一の物質(セラミック)であっても、高温に晒されたことにより粒成長や粒子間における結合の形成等が生じて粒子形状に変化が生じた状態のものをいう。   Further, the honeycomb substrate 5 may be unfired (unfired body) or fired (fired body). Here, the “unfired body” refers to a ceramic particle used in a state in which the shape of the particle is maintained while being molded, and the ceramic is not sintered. . On the other hand, the term “fired body” means that the ceramic used is exposed to high temperature, even if it is in a state modified to other compounds or the same substance (ceramic). This means that the particle shape has changed due to grain growth or formation of bonds between grains.

ハニカム基体5の外周に配設されるコート層4は、骨材としてのセラミック粉末と水を少なくとも含有するコート材を層状に塗布することによって形成することができる。コート材に含有されるセラミック粉末を構成するセラミックの具体例としては、前述のセラミックと同様のものを挙げることができる。コート材には、セラミック粉末と水以外に、例えば、シリカゾルやアルミナゾル等のコロイド状酸化物(無機バインダ)を強化材として含有させてもよい。また、メチルセルロースやポリビニルアルコール等の有機バインダを強化材として含有させてもよい。更に、骨材として、非晶質のムライトやシリカ−アルミナ等から構成されるセラミックファイバをコート材に含有させることも好ましい。   The coating layer 4 disposed on the outer periphery of the honeycomb substrate 5 can be formed by applying a coating material containing at least ceramic powder as an aggregate and water in layers. Specific examples of the ceramic constituting the ceramic powder contained in the coating material include the same ceramics as described above. In addition to the ceramic powder and water, the coating material may contain, for example, a colloidal oxide (inorganic binder) such as silica sol or alumina sol as a reinforcing material. Moreover, you may contain organic binders, such as methylcellulose and polyvinyl alcohol, as a reinforcing material. Furthermore, it is also preferable that the coating material contains a ceramic fiber made of amorphous mullite, silica-alumina, or the like as an aggregate.

ゾル原料、セメント材料等の熱硬化材料、又はファイバを強化材としてコート材に含有させることで、コート層におけるクラック発生をより効果的に抑制することが可能である。また、有機性のバインダをコート材に含有させることも、クラックの抑制に対して効果的である。このため、これらの強化材を含有するコート材を用いることと、過熱水蒸気を使用して乾燥を行うこととを併用することにより、より効率的で効果的な乾燥を行うことができる。なお、これらの強化材を含有するコート材を用いると、コート時の作業性が低下したり、得られる製品の特性が低下したりする場合がある。このため、従来の乾燥セラミック成形体の製造方法では、コート材に強化材を含有させることが必ずしも良いことであるとは限らない。しかしながら、本発明の乾燥セラミック成形体の製造方法によれば、強化材を含有するコート材を積極的に用いることができる。   By including a thermosetting material such as a sol material, a cement material, or a fiber as a reinforcing material in the coating material, it is possible to more effectively suppress the occurrence of cracks in the coating layer. Moreover, containing an organic binder in the coating material is also effective for suppressing cracks. For this reason, more efficient and effective drying can be performed by using together the coating material containing these reinforcing materials, and performing drying using superheated steam. In addition, when the coating material containing these reinforcement | strengthening materials is used, the workability | operativity at the time of a coating may fall, or the characteristic of the product obtained may fall. For this reason, in the conventional method for producing a dried ceramic molded body, it is not always good that the coating material contains a reinforcing material. However, according to the method for producing a dried ceramic molded body of the present invention, a coating material containing a reinforcing material can be positively used.

本発明の乾燥セラミック成形体の製造方法においては、図1及び2に示すようなハニカム成形体1をはじめとするセラミック成形体を、その表面温度を80℃以上に保持して乾燥する。なお、乾燥時におけるセラミック成形体の表面温度は、セラミック成形体の表面に熱電対を接触させて測定することができる。図1及び2に示すハニカム成形体1を乾燥すると、コート層4に含有される水分が蒸発して外壁部が形成され、乾燥セラミック成形体を得ることができる。なお、ハニカム基体5が水分を含有する未焼成体である場合には、この水分も蒸発して乾燥したハニカム基体5が形成される。このように、表面温度を80℃以上に保持してセラミック成形体を乾燥させると、コート層にクラックを発生させることなく、短時間で乾燥を完了させることができる。   In the method for producing a dried ceramic molded body according to the present invention, the ceramic molded body including the honeycomb molded body 1 as shown in FIGS. 1 and 2 is dried while maintaining the surface temperature at 80 ° C. or higher. In addition, the surface temperature of the ceramic molded body at the time of drying can be measured by bringing a thermocouple into contact with the surface of the ceramic molded body. When the honeycomb formed body 1 shown in FIGS. 1 and 2 is dried, moisture contained in the coat layer 4 evaporates to form an outer wall portion, and a dry ceramic formed body can be obtained. When the honeycomb substrate 5 is an unfired body containing moisture, this moisture is also evaporated to form a dried honeycomb substrate 5. Thus, when the surface temperature is maintained at 80 ° C. or higher and the ceramic molded body is dried, the drying can be completed in a short time without generating cracks in the coating layer.

セラミック成形体の表面温度を80℃以上に保持する方法としては、適当な温度に調整された過熱水蒸気等の熱媒をセラミック成形体に接触させる方法を挙げることができる。過熱水蒸気を用いる方法以外にも、例えば、加湿雰囲気において、マイクロ波加熱、誘電加熱、又は赤外線加熱によりセラミック成形体を加熱する方法等もある。更には、セラミック成形体に電流を流し、ジュール熱を利用して加熱する方法もある。これらの方法のなかでも、過熱水蒸気を用いてセラミック成形体の乾燥を行うことが、雰囲気制御を容易に行うことができるために好ましい。   Examples of the method for maintaining the surface temperature of the ceramic molded body at 80 ° C. or higher include a method in which a heating medium such as superheated steam adjusted to an appropriate temperature is brought into contact with the ceramic molded body. In addition to the method using superheated steam, for example, there is a method of heating a ceramic molded body by microwave heating, dielectric heating, or infrared heating in a humidified atmosphere. Furthermore, there is also a method in which an electric current is passed through the ceramic molded body and heated using Joule heat. Among these methods, it is preferable to dry the ceramic compact using superheated steam because the atmosphere can be easily controlled.

熱水蒸気の温度は、100℃以上であ、120〜180℃であることが好ましく、140〜180℃であることが更に好ましい。100℃以上の過熱水蒸気を使用すると、よりコート層にクラックを発生させることなく、更に短時間で乾燥を完了させることができる。なお、過熱水蒸気の温度が100℃未満であると、乾燥に要する時間が長時間となってしまう。一方、過熱水蒸気の温度が180℃超であっても乾燥することは可能であるが、乾燥速度が著しく速くなるため、コート層にクラックが発生する場合がある。 Temperature of overheating steam state, and are 100 ° C. or higher, it is good Mashiku is 120 to 180 ° C., and more preferably a 140 to 180 ° C.. When superheated steam at 100 ° C. or higher is used, drying can be completed in a shorter time without generating more cracks in the coat layer. It should be noted that, when the temperature of the superheated steam is less than 100 ℃, the time required for drying intends island a long period of time. On the other hand, drying is possible even when the temperature of the superheated steam is higher than 180 ° C., but the drying rate is remarkably increased, so that cracks may occur in the coating layer.

乾燥に使用する過熱水蒸気の水蒸気分圧(水蒸気の体積比率)は、全圧の70%以上、好ましくは80%以上、更に好ましくは90〜100%である。水蒸気分圧が70%以上の過熱水蒸気を使用することで、よりコート層にクラックを発生させることなく乾燥することができる。なお、過熱水蒸気の水蒸気分圧が70%未満であると、乾燥は短時間で完了するが、コート層にクラックが発生し易くなる場合がある。   The water vapor partial pressure (volume ratio of water vapor) of the superheated water vapor used for drying is 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90 to 100% of the total pressure. By using superheated steam having a steam partial pressure of 70% or more, the coating layer can be further dried without causing cracks. If the water vapor partial pressure of the superheated steam is less than 70%, drying is completed in a short time, but cracks are likely to occur in the coating layer.

過熱水蒸気を使用する場合において、乾燥は、所定条件の過熱水蒸気の雰囲気とした乾燥機内にセラミック成形体を載置すればよい。また、セラミック成形体に対してマイクロ波を照射したり、赤外線を照射したりすれば、より迅速に乾燥することが可能となるために好ましい。なお、図1及び2に示すようなハニカム成形体1を乾燥させる場合には、セル3内に過熱水蒸気を通風させることも好ましい実施態様である。セル3内に過熱水蒸気を通風させる方法としては、例えば、(1)ハニカム成形体を垂直に載置し、送風ファン等を使用してセル3の上方又は下方より強制的に過熱水蒸気を送り込む方法、(2)セル3の上方又は下方に排気ファンを設置して過熱水蒸気を吸引する方法、(3)過熱水蒸気の温度差による対流(上昇気流)を利用して、自然に通風させる方法、等を挙げることができる。また、邪魔板等を使用し、セル3の入口又は出口における過熱水蒸気の流れを制御することにより、ハニカム成形体1内における位置毎の通風量を制御し、乾燥速度を調整することも可能である。このように、セル内に過熱水蒸気を通風させることにより、コート層の内表面と外表面の両方から乾燥を促進させることができるので、クラックのないコート層をより迅速に形成することが可能である。   In the case of using superheated steam, drying may be performed by placing the ceramic molded body in a drier having a predetermined condition of superheated steam. Further, it is preferable to irradiate the ceramic molded body with microwaves or irradiate infrared rays because drying can be performed more rapidly. In the case where the honeycomb formed body 1 as shown in FIGS. 1 and 2 is dried, it is also a preferable embodiment that superheated steam is passed through the cells 3. As a method for ventilating superheated steam into the cell 3, for example, (1) A method in which the honeycomb formed body is placed vertically and the superheated steam is forcibly sent from above or below the cell 3 using a blower fan or the like. (2) A method of sucking superheated steam by installing an exhaust fan above or below the cell 3, (3) A method of naturally ventilating using convection (updraft) due to a temperature difference of the superheated steam, etc. Can be mentioned. Further, by using a baffle plate or the like and controlling the flow of superheated steam at the inlet or outlet of the cell 3, it is possible to control the amount of ventilation at each position in the honeycomb formed body 1 and adjust the drying speed. is there. Thus, by allowing superheated steam to flow through the cell, drying can be promoted from both the inner surface and the outer surface of the coat layer, so it is possible to form a crack-free coat layer more quickly. is there.

本発明の乾燥セラミック成形体の製造方法において乾燥対象となるセラミック成形体の寸法は特に限定されるものではない。但し、本発明の乾燥セラミック成形体の製造方法の効果は、比較的大型のセラミック成形体を乾燥する場合に特に顕著に奏される。具体的には、セラミック成形体のコート層の厚みが、好ましくは0.5mm以上、更に好ましくは1.0mm以上である場合に効果的である。   The size of the ceramic molded body to be dried in the method for producing a dried ceramic molded body of the present invention is not particularly limited. However, the effect of the method for producing a dried ceramic molded body of the present invention is particularly remarkable when a relatively large ceramic molded body is dried. Specifically, it is effective when the thickness of the coat layer of the ceramic molded body is preferably 0.5 mm or more, more preferably 1.0 mm or more.

セラミック成形体を乾燥させるのに要する時間は、セラミック成形体の寸法や形状、コート層の厚みや表面積等、水分含量等によって異なるが、通常、1〜120分、好ましくは1〜20分時間程度である。一般に、乾燥に長時間かければコート層に発生するクラックの数は少なくなるが、生産性に劣るため有効であるとはいえない。   The time required for drying the ceramic molded body varies depending on the dimensions and shape of the ceramic molded body, the thickness and surface area of the coat layer, the moisture content, etc., but is usually 1 to 120 minutes, preferably about 1 to 20 minutes. It is. In general, if drying takes a long time, the number of cracks generated in the coat layer decreases, but it is not effective because of poor productivity.

なお、図1及び2に示すようなハニカム成形体1を乾燥させる場合においても、このハニカム成形体1のセル密度、隔壁厚み、セル形状、及び寸法等は特に限定されるものではない。   Even when the honeycomb formed body 1 as shown in FIGS. 1 and 2 is dried, the cell density, partition wall thickness, cell shape, dimensions, and the like of the honeycomb formed body 1 are not particularly limited.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples.

(実施例1)
ハニカム構造を有する、セラミックからなる円筒状の焼成体(外径×流路長:200mm×200mm、セル密度:45セル/cm、隔壁厚み:0.3mm)を用意した。この焼成体の外周上に、セラミック粉末とシリカゾル(強化材)を含有するスラリー状のコート材を塗布し、厚さ=約1.5mmのコート層が形成されたハニカム成形体を得た。得られたハニカム成形体の表面に熱電対を接触配置し、100℃の過熱水蒸気雰囲気下(過熱水蒸気の分圧:100%(過熱水蒸気/熱風(体積比)=100/0))、バッチ式乾燥機を使用して、ハニカム成形体の表面温度を計測しつつ乾燥することにより乾燥ハニカム成形体を得た。乾燥に要する時間は20minであった。なお、「乾燥に要する時間」とは、「ハニカム成形体を完全に乾燥(含水率:0%)した場合の減少質量に対する、実際の乾燥によって減少した質量の割合が、95%以上となるのに要する時間」を意味する。以下、同様の意味である。得られた乾燥ハニカム成形体の外壁部(コート層)表面におけるクラック発生状態を目視観察したところ、クラックの発生は認められなかった。
Example 1
A cylindrical fired body made of ceramic having a honeycomb structure (outer diameter × channel length: 200 mm × 200 mm, cell density: 45 cells / cm 2 , partition wall thickness: 0.3 mm) was prepared. A slurry-like coating material containing ceramic powder and silica sol (reinforcing material) was applied to the outer periphery of the fired body to obtain a honeycomb formed body on which a coating layer having a thickness of about 1.5 mm was formed. A thermocouple is placed in contact with the surface of the obtained honeycomb formed body, and is in a superheated steam atmosphere at 100 ° C. (partial pressure of superheated steam: 100% (superheated steam / hot air (volume ratio) = 100/0)), batch type Using a drier, drying was performed while measuring the surface temperature of the honeycomb formed body to obtain a dried honeycomb formed body. The time required for drying was 20 min. The “time required for drying” means “the ratio of the mass reduced by the actual drying to the reduced mass when the honeycomb formed body is completely dried (water content: 0%) is 95% or more. Means "time required for". Hereinafter, it has the same meaning. When the crack generation state on the outer wall portion (coat layer) surface of the obtained dried honeycomb molded body was visually observed, generation of cracks was not recognized.

(実施例2〜13、比較例1〜8)
表1に示す種類の強化材を含有するコート材を用いたこと(但し、実施例10及び11では強化材を含有させていない)、及び表1に示す乾燥雰囲気下で乾燥を行ったこと以外は、前述の実施例1と同様にして乾燥ハニカム成形体を得た。得られた乾燥ハニカム成形体の外壁部(コート層)表面におけるクラック発生状態を目視観察した結果を表1に示す。また、実施例11、13、及び比較例8について、乾燥時間(min)に対してハニカム成形体の表面温度(℃)をプロットしたグラフを図3に示す。
(Examples 2-13, Comparative Examples 1-8)
Other than using a coating material containing the type of reinforcing material shown in Table 1 (however, Examples 10 and 11 do not contain a reinforcing material) and drying in a dry atmosphere shown in Table 1 Produced a dried honeycomb molded body in the same manner as in Example 1 described above. Table 1 shows the results of visual observation of the occurrence of cracks on the outer wall (coat layer) surface of the obtained dried honeycomb molded body. FIG. 3 shows a graph in which the surface temperature (° C.) of the honeycomb formed body is plotted with respect to the drying time (min) for Examples 11 and 13 and Comparative Example 8.

Figure 0004964634
Figure 0004964634

表1に示すように、実施例1〜13では、比較例1〜8に比して短時間で乾燥可能であるとともに、形成される外壁部の表面にクラックが極めて発生し難いことが明らかである。なお、過熱水蒸気の温度を高めるに従って(実施例1〜4)、より短時間で乾燥が完了することが判明した。また、過熱水蒸気の分圧を70%未満とした場合(比較例4,5)には、クラックが発生することが明らかである。なお、図3に示すグラフから、乾燥雰囲気の温度を80℃に設定した場合(比較例8)であっても、乾燥が進行しているハニカム成形体の表面温度は80℃までには上昇しないことが明らかである。また、実施例11及び13のように、乾燥雰囲気の温度を80℃よりも高温に設定した場合には、ハニカム成形体の表面温度を80℃以上に保持した状態で乾燥させることが可能であり、クラックが発生せず短時間で乾燥が完了できることが明らかである。   As shown in Table 1, in Examples 1 to 13, it can be dried in a shorter time than Comparative Examples 1 to 8, and it is clear that cracks are hardly generated on the surface of the outer wall portion to be formed. is there. In addition, it became clear that drying was completed in a shorter time as the temperature of superheated steam was raised (Examples 1-4). Further, it is clear that cracks occur when the partial pressure of superheated steam is less than 70% (Comparative Examples 4 and 5). From the graph shown in FIG. 3, even when the temperature of the drying atmosphere is set to 80 ° C. (Comparative Example 8), the surface temperature of the honeycomb formed body in which drying is progressing does not rise to 80 ° C. It is clear. In addition, as in Examples 11 and 13, when the temperature of the drying atmosphere is set to be higher than 80 ° C., the honeycomb molded body can be dried with the surface temperature maintained at 80 ° C. or higher. It is clear that drying can be completed in a short time without cracks.

本発明の乾燥セラミック成形体の製造方法によれば、触媒担体や、DPFをはじめとする各種フィルター等に広く用いられる高品質なハニカム構造体を簡便に製造することができる。   According to the method for producing a dried ceramic molded body of the present invention, a high-quality honeycomb structure widely used for a catalyst carrier, various filters including DPF, and the like can be easily produced.

本発明の乾燥セラミック成形体の製造方法で用いられるセラミック成形体(ハニカム成形体)の一例を示す正面図である。It is a front view which shows an example of the ceramic molded object (honeycomb molded object) used with the manufacturing method of the dry ceramic molded object of this invention. 図1のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 実施例11、13、及び比較例8について、乾燥時間(min)に対してハニカム成形体の表面温度(℃)をプロットしたグラフである。6 is a graph plotting the surface temperature (° C.) of the honeycomb formed body with respect to the drying time (min) for Examples 11 and 13 and Comparative Example 8. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 ハニカム成形体
2 隔壁
3 セル
4 コート層
5 ハニカム基体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Honeycomb molded object 2 Partition 3 Cell 4 Coat layer 5 Honeycomb base | substrate

Claims (4)

セラミック原料によって形成された未焼成又は焼成済のセラミック基体と、前記セラミック基体の外周上に形成された、セラミック粉末を含有するコート材からなるコート層と、を備えたセラミック成形体を、
水蒸気分圧が全圧の70%以上である100℃以上の過熱水蒸気の雰囲気下で、その表面温度を80℃以上に保持して乾燥させ、乾燥セラミック成形体を得ることを含む乾燥セラミック成形体の製造方法。
A ceramic molded body comprising an unfired or fired ceramic base formed of a ceramic raw material, and a coating layer formed on the outer periphery of the ceramic base and made of a coating material containing ceramic powder,
A dried ceramic molded body comprising obtaining a dried ceramic molded body by drying by holding the surface temperature at 80 ° C. or higher in an atmosphere of superheated steam of 100 ° C. or higher, where the water vapor partial pressure is 70% or more of the total pressure. Manufacturing method.
前記セラミック基体が、隔壁によって区画された流体の流路となる複数のセルを有するハニカム形状の構造体である請求項1に記載の乾燥セラミック成形体の製造方法。 2. The method for producing a dried ceramic molded body according to claim 1, wherein the ceramic substrate is a honeycomb-shaped structure having a plurality of cells serving as fluid flow paths partitioned by partition walls. 前記過熱水蒸気の温度が120〜180℃である請求項又はに記載の乾燥セラミック成形体の製造方法。 The method for producing a dried ceramic molded body according to claim 1 or 2 , wherein the temperature of the superheated steam is 120 to 180 ° C. 前記コート層の厚みが0.5mm以上である請求項1〜のいずれか一項に記載の乾燥セラミック成形体の製造方法。 The method for producing a dry ceramic molded body according to any one of claims 1 to 3 , wherein the coat layer has a thickness of 0.5 mm or more.
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