JP7296926B2 - 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 - Google Patents

Description

本発明は、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に関する。

セラミックス構造体は様々な用途で使用されている。例えば、第１端面から第２端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を備えるハニカム形状のセラミックス構造体は、触媒担体や、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）、ガソリンパティキュレートフィルタ（ＧＰＦ）などの各種フィルタなどに広く使用されている。

セラミックス構造体は、セラミックス原料を含む坏土を成形してセラミックス成形体を得た後、セラミックス成形体を乾燥して焼成することによって製造される。なお、本明細書において、押出成形後、乾燥させる前の状態をセラミックス成形体、焼成後の状態をセラミックス構造体と称する。
セラミックス成形体の乾燥方法としては誘電乾燥が一般に用いられている。誘電乾燥では、一対の電極間にセラミックス成形体を配置し、電極に通電することで発生する高周波エネルギーによってセラミックス成形体内の水の双極子を分子運動させ、その摩擦熱によってセラミックス成形体を乾燥することができる。なお、本明細書において「誘電乾燥」とは、一対の電極間に被乾燥体を配置して乾燥を行う高周波誘電乾燥（周波数１～１００ＭＨｚ程度）のことを意味しており、発振器から電磁波を被乾燥体に放射して乾燥を行うマイクロ波乾燥（周波数３００ＭＨｚ～３００ＧＨｚ程度）は包含されない。

しかしながら、誘電乾燥では、セラミックス成形体を均一に乾燥することが難しく、焼成時にクラックなどが発生したり、セラミックス構造体の寸法が不均一になったりするという問題がある。そのため、誘電乾燥において様々な工夫が行われている。
例えば、特許文献１には、乾燥受台にハニカム成形体（セラミックス成形体）を載置して誘電乾燥すると、上下端面付近に高水分領域が発生することから、ハニカム成形体の開口下端面が接する部分を含む一定領域を孔明板とした乾燥受台を用いて乾燥を行う方法が提案されている。
また、特許文献２には、コンベアーによって連続して搬送されるハニカム成形体（セラミックス成形体）の乾きのばらつきを抑えるために、ハニカム成形体の開口上端面上方及び下端面下方に設けた電極を、上下対応する位置で複数に分割し、一対の電極単位毎にハニカム成形体を間欠的に移動させて乾燥を行う方法が提案されている。
さらに、特許文献３には、ハニカム成形体を均一に乾燥させるために、一対の電極の間でハニカム成形体をその長手軸を中心として回転させながら乾燥を行う方法が提案されている。

特公昭６０－３７３８２号公報 特開平５－１０５５０１号公報 特開平６－２９８５６３号公報

セラミックス成形体の誘電乾燥は、乾燥受台の上面に搬送方向Ｘと垂直な配列方向Ｙにセラミックス成形体を複数（例えば、２～５個）並べて載置し、コンベアーなどの搬送手段によって乾燥受台を上部電極と下部電極との間に連続的に搬送して高周波を印加することによって行われる。
しかしながら、特許文献１に記載の方法は、乾燥受台に載置された単一のセラミックス成形体における上部及び下部の乾燥状態のばらつきを抑制することができるものの、配列方向Ｙ（乾燥受台の幅方向）における乾燥状態のばらつきを抑制することが難しい。具体的には、配列方向Ｙの中央部付近に載置したセラミックス成形体は、電界強度が大きい環境に位置することから、乾燥速度が速く、乾燥収縮率が高くなる傾向にある。一方、配列方向Ｙの端部付近に載置したセラミックス成形体は、電界強度が小さい環境に位置することから、乾燥速度が遅く、乾燥収縮率が低くなる傾向にある。その結果、配列方向Ｙに並べて載置されたセラミックス成形体の位置の違いによって乾燥状態がばらついてしまう。

また、特許文献２に記載の方法は、複数の乾燥受台に載置されたセラミックス成形体の搬送方向Ｘにおける乾燥状態のばらつきを抑制することを目的としており、乾燥受台に載置された複数のセラミックス成形体の配列方向Ｙにおける乾燥状態のばらつきを抑制するものではない。
また、特許文献３に記載の方法は、バッチ炉で用いられる方法であるため、大量生産を前提とする連続炉において、この方法を適用することは難しい。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、乾燥受台に載置された複数のセラミックス成形体の搬送方向Ｘと垂直な配列方向Ｙにおける乾燥状態のばらつきを抑制することが可能なセラミックス成形体の誘電乾燥方法及び誘電乾燥装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、形状の均一化が可能なセラミックス構造体の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、乾燥受台の上面に搬送方向Ｘと垂直な配列方向Ｙに並べて載置された複数のセラミックス成形体の誘電乾燥について鋭意研究を行った結果、複数のセラミックス成形体に対する距離が所定の条件を満たすように上部電極の形状を制御することにより、上記の課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、乾燥受台の上面に搬送方向Ｘと垂直な配列方向Ｙに並べて載置された複数のセラミックス成形体を、上部電極と下部電極との電極間に搬送し、前記電極間に高周波を印加することによって乾燥させるセラミックス成形体の誘電乾燥方法であって、
前記上部電極は、前記配列方向Ｙにおいて、中央領域と、前記中央領域を挟む２つの端領域とを備え、
前記中央領域は、前記セラミックス成形体の上端面と平行な平面部であり、
前記２つの端領域は、外側になるにつれて下部電極側に傾斜した傾斜部であり、
前記中央領域と前記セラミックス成形体との間の最短距離をＬ１、前記２つの端領域の端部と前記セラミックス成形体との間の最短距離をＬ２とした場合に、Ｌ２／Ｌ１が０～１．７０である、セラミックス成形体の誘電乾燥方法である。

また、本発明は、前記セラミックス成形体の誘電乾燥方法を含む、セラミックス構造体の製造方法である。

本発明によれば、乾燥受台に載置された複数のセラミックス成形体の搬送方向Ｘと垂直な配列方向Ｙにおける乾燥状態のばらつきを抑制することが可能なセラミックス成形体の誘電乾燥方法及び誘電乾燥装置を提供することができる。
また、本発明によれば、形状の均一化が可能なセラミックス構造体の製造方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係るセラミックス成形体の誘電乾燥方法に用いるのに好適な誘電乾燥装置の搬送方向Ｘにおける概略図である。 図１の誘電乾燥装置の配列方向Ｙにおける概略図である。 図２の誘電乾燥装置の概略図において、電気力線の密度分布を表す図である。 平板型の上部電極を用いた場合の電気力線の密度分布を表す図である。 複数のセラミックス成形体の上端面に補助電極を載置した場合の誘電乾燥装置の配列方向Ｙにおける概略図である。 実施例におけるＬ２／Ｌ１と加熱量差との関係を表すグラフである。

以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。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、以下の実施形態に対し変更、改良などが適宜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。

（１）セラミックス成形体の誘電乾燥方法及び誘電乾燥装置
本発明の実施形態に係るセラミックス成形体の誘電乾燥方法は、乾燥受台の上面に搬送方向Ｘと垂直な配列方向Ｙに並べて載置された複数のセラミックス成形体を、上部電極と下部電極との間（電極間）に搬送し、その電極間に高周波を印加することによって乾燥させることによって行われる。
このセラミックス成形体の誘電乾燥方法に用いるのに好適な誘電乾燥装置の搬送方向Ｘにおける概略図を図１に示す。また、この誘電乾燥装置の配列方向Ｙにおける概略図を図２に示す。

図１及び２に示されるように、誘電乾燥装置１００は、上部電極１３０と、下部電極１４０と、乾燥受台２０の上面に搬送方向Ｘと垂直な配列方向Ｙに並べて載置された複数のセラミックス成形体１０を、上部電極１３０と下部電極１４０との電極間に搬送することが可能な搬送手段１２０（例えば、コンベアー）とを備える。上部電極１３０は誘電乾燥炉１１０の上方に設けられ、下部電極１４０は誘電乾燥炉１１０の下方に設けられる。このような基本構造を有する誘電乾燥装置１００は、当該技術分野において公知である。また、誘電乾燥装置１００は、本発明の効果を阻害しない範囲において、公知の構造（例えば、通風乾燥装置など）を更に備えていてもよい。

乾燥受台２０に載置された複数のセラミックス成形体１０は、搬送手段１２０によって誘電乾燥炉１１０の上部電極１３０と下部電極１４０との電極間に搬送される。このとき、上部電極１３０と下部電極１４０との間に電流を流すことで発生した高周波エネルギーによってセラミックス成形体１０内の水の双極子を分子運動させ、その摩擦熱によってセラミックス成形体１０を乾燥させることができる。

乾燥受台２０に載置される複数のセラミックス成形体１０の数は、乾燥受台２０の大きさなどに応じて適宜調整すればよいが、好ましくは２～５個、より好ましくは３～５個である。
乾燥受台２０に載置される複数のセラミックス成形体１０の大きさは、特に限定されないが、鉛直方向Ｚの長さが略同一であることが好ましく、全方向の長さが略同一であることがより好ましい。

上部電極１３０及び下部電極１４０はいずれも、公知の電極板を用いることができる。また、上部電極１３０は、公知の方法によって加工することによって所望の形状にすることができる。

上部電極１３０は、複数のセラミックス成形体１０の配列方向Ｙにおいて、中央領域Ａと、中央領域Ａを挟む２つの端領域Ｂとを備える。
中央領域Ａは、複数のセラミックス成形体１０の上端面１１ａと平行な平面部１３１を有する。また、２つの端領域Ｂは、下部電極１４０側に傾斜した傾斜部１３２を有する。
ここで、本明細書において「下部電極１４０側に傾斜した傾斜部１３２」とは、中央領域Ａの平坦部（傾斜角０°）を基準として、下部電極１４０側に０°超過１８０°未満の範囲で傾斜した角度を有する部分のことを意味する。

上部電極１３０の中央領域Ａと複数のセラミックス成形体１０との間の最短距離をＬ１、上部電極１３０の２つの端領域Ｂの端部と複数のセラミックス成形体１０との間の最短距離をＬ２とした場合に、Ｌ２／Ｌ１が０～１．７０、好ましくは０～０．７０である。
Ｌ２／Ｌ１を上記の範囲に制御することにより、図３に示されるように、配列方向Ｙの両端の２つのセラミックス成形体１０における電気力線の密度分布が、配列方向Ｙの中央の３つのセラミックス成形体１０における電気力線の密度分布と概ね同程度となる。したがって、配列方向Ｙの両端の２つのセラミックス成形体１０における電界強度が、配列方向Ｙの中央の３つのセラミックス成形体１０における電界強度と概ね同程度となり、複数のセラミックス成形体１０の配列方向Ｙにおける乾燥状態のばらつきを抑制することができる。

これに対してＬ２／Ｌ１が上記の範囲外である場合、図４に示されるように、配列方向Ｙの両端の２つのセラミックス成形体１０における電気力線の密度分布が、配列方向Ｙの中央の３つのセラミックス成形体１０における電気力線の密度分布よりも小さくなる。したがって、配列方向Ｙの両端の２つのセラミックス成形体１０における電界強度が、配列方向Ｙの中央の３つのセラミックス成形体１０における電界強度よりも小さくなり、複数のセラミックス成形体１０の乾燥状態が配列方向Ｙでばらついてしまう。具体的には、配列方向Ｙの両端の２つのセラミックス成形体１０が、配列方向Ｙの中央の３つのセラミックス成形体１０に比べて乾燥され難くなる。

上部電極１３０は、２つの端領域Ｂの傾斜の起点Ｐが、配列方向Ｙにおいて、両端のセラミックス成形体１０の外端Ｑと同じ位置であるか、又は外端Ｑよりも外側に位置することが好ましい。
起点Ｐの位置を上記のように制御することにより、配列方向Ｙにおける両端の２つのセラミックス成形体１０が位置する領域の電気力線の密度分布を、配列方向Ｙにおける中央の３つのセラミックス成形体１０が位置する領域の電気力線の密度分布と同程度に制御し易くなる。そのため、複数のセラミックス成形体１０の配列方向Ｙにおける乾燥状態のばらつきを抑制する効果を安定して得ることができる。

複数のセラミックス成形体１０の上端面１１ａには補助電極３０を載置してもよい。補助電極３０を載置することにより、誘電乾燥時に電界強度が不均一になり易いセラミックス成形体１０の上端面１１ａにおける電界強度を均一化することができる。そのため、セラミックス成形体１０の全体の加熱量を均一化して乾燥ムラを低減することができる。
ここで、複数のセラミックス成形体１０の上端面１１ａに補助電極３０を載置した場合の誘電乾燥装置の配列方向Ｙにおける概略図を図５に示す。なお、図５に示される誘電乾燥装置２００は、複数のセラミックス成形体１０の上端面１１ａに補助電極３０が載置されていること以外は、図２に示される誘電乾燥装置１００と同じである。

補助電極３０の材質としては、特に限定されないが、導電率がセラミックス成形体１０の導電率よりも高いことが好ましい。このような導電率を有していれば、補助電極３０としての機能を十分に確保することができる。補助電極３０の材質の例としては、アルミニウム、銅、アルミニウム合金、銅合金、グラファイトなどが挙げられる。これらは単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
補助電極３０としては、例えば、孔明板を用いることができる。
ここで、本明細書において「孔明板」とは、開孔を有する板材のことを意味する。

孔明板の開孔率は、特に限定されないが、好ましくは２０～９０％、より好ましくは４０～８０％である。このような範囲に開孔率を制御することにより、誘電乾燥時に電界強度が不均一になり易いセラミックス成形体１０の上端面１１ａにおける電界強度を均一化することができる。そのため、セラミックス成形体１０の全体の加熱量を均一化して乾燥ムラを低減することができる。
ここで、本明細書において「孔明板の開孔率」とは、セラミックス成形体１０の上端面１１ａと接触する孔明板の面の総面積に対する開孔面積の割合のことを意味する。
セラミックス成形体１０の上端面１１ａと接触する孔明板の面における開孔の形状としては、特に限定されず、例えば、円形、四角形、スリット状などの各種形状とすることができる。

複数のセラミックス成形体１０の上端面１１ａに補助電極３０を載置した場合、Ｌ１は中央領域Ａと補助電極３０との間の最短距離であり、Ｌ２は２つの端領域Ｂの端部と補助電極３０との間の最短距離である。
Ｌ２／Ｌ１を上記の範囲に制御することにより、配列方向Ｙの両端の２つのセラミックス成形体１０における電気力線の密度分布が、配列方向Ｙの中央の３つのセラミックス成形体１０における電気力線の密度分布と概ね同程度となる。したがって、配列方向Ｙの両端の２つのセラミックス成形体１０における電界強度が、配列方向Ｙの中央の３つのセラミックス成形体１０における電界強度と概ね同程度となり、複数のセラミックス成形体１０の配列方向Ｙにおける乾燥状態のばらつきを抑制することができる。

また、複数のセラミックス成形体１０の上端面１１ａに補助電極３０を載置した場合、上部電極１３０は、２つの端領域Ｂの傾斜の起点Ｐが、配列方向Ｙにおいて、両端の補助電極３０の外端Ｒと同じ位置であるか、又は外端Ｒよりも外側に位置することが好ましい。
起点Ｐの位置を上記のように制御することにより、配列方向Ｙにおける両端の２つのセラミックス成形体１０が位置する領域の電気力線の密度分布を、配列方向Ｙにおける中央の３つのセラミックス成形体１０が位置する領域の電気力線の密度分布と同程度に制御し易くなる。そのため、複数のセラミックス成形体１０の配列方向Ｙにおける乾燥状態のばらつきを抑制する効果を安定して得ることができる。

上部電極１３０は、中央領域Ａの平坦部に対する２つの端領域Ｂの傾斜角θが３０～９０°であることが好ましく、４５～９０°であることがより好ましい。
傾斜角θを上記のように制御することにより、配列方向Ｙにおける両端の２つのセラミックス成形体１０が位置する領域の電気力線の密度分布を、配列方向Ｙにおける中央の３つのセラミックス成形体１０が位置する領域の電気力線の密度分布と同程度に制御し易くなる。そのため、複数のセラミックス成形体１０の配列方向Ｙにおける乾燥状態のばらつきを抑制する効果を安定して得ることができる。

鉛直方向Ｚにおいて、２つの端領域Ｂの端部と、セラミックス成形体１０又は補助電極３０が載置されている場合には補助電極３０との間の最短距離Ｌ３が－５０～５０ｍｍであることが好ましく、－３０～３０ｍｍであることがより好ましい。
Ｌ３を上記のように制御することにより、配列方向Ｙにおける両端の２つのセラミックス成形体１０が位置する領域の電気力線の密度分布を、配列方向Ｙにおける中央の３つのセラミックス成形体１０が位置する領域の電気力線の密度分布と同程度に制御し易くなる。そのため、複数のセラミックス成形体１０の配列方向Ｙにおける乾燥状態のばらつきを抑制する効果を安定して得ることができる。

セラミックス成形体１０が載置される乾燥受台２０としては、特に限定されないが、複数のセラミックス成形体１０の下端面１１ｂと接する部分に孔明板を有することが好ましい。このような構成とすることにより、誘電乾燥時にセラミックス成形体１０の下端面１１ｂから水蒸気を除去し易くなるため、セラミックス成形体１０が均一に乾燥され易くなる。

孔明板の材質としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム、銅、アルミニウム合金、銅合金、グラファイトなどが挙げられる。これらは単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
乾燥受台２０に用いられる孔明板の開孔率や開孔の形状は、特に限定されないが、補助電極３０に用いられる孔明板と同様にすることができる。

誘電乾燥時の各種条件（周波数、出力、加熱時間など）は、被乾燥物（セラミックス成形体１０）や誘電乾燥装置１００，２００の種類などに応じて適宜設定すればよい。例えば、誘電乾燥時の周波数は、１０ＭＨｚ～１００ＭＨｚが好適である。

誘電乾燥に供されるセラミックス成形体１０としては、特に限定されないが、含水率が１～６０％であることが好ましく、５～５５％であることがより好ましく、１０～５０％であることが更に好ましい。このような範囲のセラミックス成形体１０は、誘電乾燥時に乾燥状態がばらつき易い。そのため、このような範囲の含水率を有するセラミックス成形体１０を用いることにより、本発明の効果がより得られ易い。
ここで、本明細書において、セラミックス成形体１０の含水率とは、赤外線加熱式水分計によって測定される含水率のことを意味する。

セラミックス成形体１０としては、特に限定されないが、第１端面から第２端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を備えるハニカム成形体であることが好ましい。

ハニカム成形体のセル形状（セルが延びる方向に直交する断面におけるセル形状）としては、特に限定されない。セル形状の例としては、三角形、四角形、六角形、八角形、円形又はこれらの組合せを挙げることができる。

ハニカム成形体の形状としては、特に限定されず、円柱状、楕円柱状、端面が正方形、長方形、三角形、五角形、六角形、八角形などの多角柱状などを挙げることができる。

セラミックス成形体１０は、セラミックス原料及び水を含む原料組成物を混練して得られた坏土を成形することによって得ることができる。
セラミックス原料としては、特に限定されず、コージェライト化原料、コージェライト、炭化珪素、珪素－炭化珪素系複合材料、ムライト、チタン酸アルミニウムなどを用いることができる。これらは単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、コージェライト化原料とは、シリカが４２～５６質量％、アルミナが３０～４５質量％、マグネシアが１２～１６質量％の範囲に入る化学組成となるように配合されたセラミックス原料である。そして、コージェライト化原料は、焼成されてコージェライトになるものである。

原料組成物は、セラミックス原料及び水以外に、分散媒、結合材（例えば、有機バインダ、無機バインダなど）、造孔材、界面活性剤などを含むことができる。各原料の組成比は、特に限定されず、作製しようとするセラミックス成形体１０の構造、材質などに合わせた組成比とすることが好ましい。

原料組成物を混練して坏土を形成する方法としては、例えば、ニーダー、真空土練機などを用いることができる。また、セラミックス成形体１０の形成方法としては、例えば、押出成形、射出成形などの公知の成形方法を用いることができる。具体的には、セラミックス成形体１０としてハニカム成形体を作製する場合、所望のセル形状、隔壁（セル壁）の厚さ、セル密度を有する口金を用いて押出成形すればよい。口金の材質としては、摩耗し難い超硬合金を用いることができる。

本発明の実施形態に係るセラミックス成形体１０の誘電乾燥方法及び誘電乾燥装置１００，２００は、Ｌ２／Ｌ１が所定の範囲となるように上部電極１３０の形状を制御しているため、配列方向Ｙにおける両端及び中央の電気力線の密度分布（すなわち、電界強度）を同程度にすることができる。そのため、複数のセラミックス成形体１０の配列方向Ｙにおける乾燥状態のばらつきを抑制することができる。

（２）セラミックス構造体の製造方法
本発明の実施形態に係るセラミックス構造体の製造方法は、上記のセラミックス成形体１０の誘電乾燥方法を含む。
なお、本発明の実施形態に係るセラミックス構造体の製造方法において、上記の誘電乾燥方法以外の工程は、特に限定されず、当該技術分野において公知の工程を適用することができる。具体的には、本発明の実施形態に係るセラミックス構造体の製造方法は、上記の誘電乾燥方法を用いてセラミックス成形体１０を乾燥させることによってセラミックス乾燥体を得た後に、セラミックス乾燥体を焼成してセラミックス構造体を得る焼成工程を更に含むことができる。

セラミックス乾燥体の焼成方法としては、特に限定されず、例えば、焼成炉において焼成すればよい。また、焼成炉及び焼成条件は、作製するハニカム構造体の外形、材質などに応じて公知の条件を適宜選択することができる。なお、焼成前には仮焼成によってバインダなどの有機物を除去してもよい。

本発明の実施形態に係るセラミックス構造体の製造方法は、複数のセラミックス成形体１０の配列方向Ｙにおける乾燥状態のばらつきを抑制することが可能な誘電乾燥方法を含んでいるため、セラミックス構造体の形状を均一化することができる。

以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。

（セラミックス成形体の作製）
セラミックス成形体としてハニカム成形体を作製した。まず、セラミックス原料としてアルミナ、カオリン及びタルクを混合したコージェライト化原料を用い、有機バインダを含む結合材、造孔材としての吸水性樹脂、分散媒としての水（４２質量％）をコージェライト化原料と混合して原料組成物とし、原料組成物を混錬して坏土を得た。次に、得られた坏土を押出成形し、セルの延びる方向に直行する断面形状が正方形であるセルを有するハニカム成形体を得た。ハニカム成形体は、外径（直径）を１４４ｍｍ、長さ（セルが延びる方向の長さ）を２６０ｍｍ、外径を円柱状とした。また、このハニカム成形体は、含水率が４２％であり、重さが１３２０ｇであった。ハニカム成形体の含水率及び重さは、作製した全てのハニカム成形体の平均値である。

（セラミックス成形体の誘電乾燥）
上記で作製したセラミックス成形体を用いて誘電乾燥を行った。具体的には、次のような手順で行った。
乾燥受台の上面に５個のセラミックス成形体を配列方向Ｙに並べて載置するとともに、５個のセラミックス成形体の上端面に同じ厚みの補助電極を載置した（図５を参照）。このようにして５個のセラミックス成形体を載置した乾燥受台を合計９個準備した。
誘電乾燥装置は、各種形状（傾斜角θが０～９０°）の上部電極を用い、上部電極とセラミックス成形体との間の距離（Ｌ１～Ｌ３）が所定の値となるように設定した。これらの条件を表１に示す。
誘電乾燥は、誘電乾燥装置の搬送手段（コンベアー）上に、５個のハニカム成形体を載置した９個の乾燥受台を載せた後、誘電乾燥炉内に搬送し、周波数４０．６８ＭＨｚ（ＩＳＭバンド）、出力８５．０ｋＷ、加熱時間１２分の条件で行った。

（加熱量差の算出）
まず、配列方向Ｙに並べて載置された各セラミックス成形体を、時間領域差分法（ＦＤＴＤ法）を用いたシミュレーションによって解析した。シミュレーションでは、セラミックス成形体内の各格子点における電界強度Ｅを求めた。
次に、得られた電界強度Ｅから各格子点における加熱量Ｈを以下の式（１）から算出した。

式（１）中、ωは角周波数（２π×４０ＭＨｚ）、εはセラミックス成形体の誘電率、ｔａｎδはセラミックス成形体の誘電正接である。
次に、各セラミックス成形体内の格子点における加熱量Ｈを合計し、各セラミックス成形体の総加熱量を算出した。
加熱量差は、配列方向Ｙに並べて載置した５個のセラミックス成形体の総加熱量をＨ１～Ｈ５と定義し（図５において、左端から右端までのセラミックス成形体の総加熱量を順番にＨ１～Ｈ５と定義し）、以下の式（２）によって算出した。

加熱量差の結果を表１に示す。また、Ｌ２／Ｌ１と加熱量差との関係を表すグラフを図６に示す。なお、図６において、点線枠内が本発明の範囲である。

表１及び図６に示されるように、Ｌ２／Ｌ１が０～１．７０の範囲内である本発明例では、加熱量差が５．０％未満であり、配列方向Ｙにおけるセラミックス成形体の乾燥状態のばらつきを抑制することができることがわかった。
これに対して、Ｌ２／Ｌ１が０～１．７０の範囲外である比較例では、加熱量差が５．０％以上であり、配列方向Ｙにおけるセラミックス成形体の乾燥状態のばらつきが多いことがわかった。

以上の結果からわかるように、本発明によれば、乾燥受台に載置された複数のセラミックス成形体の搬送方向Ｘと垂直な配列方向Ｙにおける乾燥状態のばらつきを抑制することが可能なセラミックス成形体の誘電乾燥方法及び誘電乾燥装置を提供することができる。また、本発明によれば、形状の均一化が可能なセラミックス構造体の製造方法を提供することができる。

１０ セラミックス成形体
１１ａ 上端面
１１ｂ 下端面
２０ 乾燥受台
３０ 補助電極
１００，２００ 誘電乾燥装置
１１０ 誘電乾燥炉
１２０ 搬送手段
１３０ 上部電極
１３１ 平面部
１３２ 傾斜部
１４０ 下部電極

Claims (10)

1. 乾燥受台の上面に搬送方向Ｘと垂直な配列方向Ｙに並べて載置された複数のセラミックス成形体を、上部電極と下部電極との電極間に搬送し、前記電極間に高周波を印加することによって乾燥させるセラミックス成形体の誘電乾燥方法であって、
   前記上部電極は、前記配列方向Ｙにおいて、中央領域と、前記中央領域を挟む２つの端領域とを備え、
   前記中央領域は、前記セラミックス成形体の上端面と平行な平面部であり、
   前記２つの端領域は、外側になるにつれて下部電極側に傾斜した傾斜部であり、
   前記中央領域と前記セラミックス成形体との間の最短距離をＬ１、前記２つの端領域の端部と前記セラミックス成形体との間の最短距離をＬ２とした場合に、Ｌ２／Ｌ１が０～１．７０である、セラミックス成形体の誘電乾燥方法。
2. 前記２つの端領域の傾斜の起点は、前記配列方向Ｙにおいて、両端の前記セラミックス成形体の外端と同じ位置であるか、又は前記外端よりも外側に位置する、請求項１に記載のセラミックス成形体の誘電乾燥方法。
3. 前記セラミックス成形体の上端面に補助電極が載置されており、前記Ｌ１が前記中央領域と前記補助電極との間の最短距離であり、前記Ｌ２が前記２つの端領域の端部と前記補助電極との間の最短距離である、請求項１に記載のセラミックス成形体の誘電乾燥方法。
4. 前記２つの端領域の傾斜の起点は、前記配列方向Ｙにおいて、両端の前記補助電極の外端と同じ位置であるか、又は前記外端よりも外側に位置する、請求項３に記載のセラミックス成形体の誘電乾燥方法。
5. 前記Ｌ２／Ｌ１が０～０．７０である、請求項１～４のいずれか一項に記載のセラミックス成形体の誘電乾燥方法。
6. 前記中央領域の平坦部に対する前記２つの端領域の傾斜角が３０～９０°である、請求項１～５のいずれか一項に記載のセラミックス成形体の誘電乾燥方法。
7. 鉛直方向Ｚにおいて、前記２つの端領域の端部と、前記セラミックス成形体又は前記補助電極が載置されている場合には前記補助電極との間の最短距離Ｌ３が－５０～５０ｍｍである、請求項１～６のいずれか一項に記載のセラミックス成形体の誘電乾燥方法。
8. 前記セラミックス成形体の含水率が１～６０％である、請求項１～７のいずれか一項に記載のセラミックス成形体の誘電乾燥方法。
9. 前記セラミックス成形体は、第１端面から第２端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を備えるハニカム成形体である、請求項１～８のいずれか一項に記載のセラミックス成形体の誘電乾燥方法。
10. 請求項１～９のいずれか一項に記載のセラミックス成形体の誘電乾燥方法を含む、セラミックス構造体の製造方法。

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