JPH0977552A - セラミック成形品の乾燥方法 - Google Patents

セラミック成形品の乾燥方法

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JPH0977552A
JPH0977552A JP23797695A JP23797695A JPH0977552A JP H0977552 A JPH0977552 A JP H0977552A JP 23797695 A JP23797695 A JP 23797695A JP 23797695 A JP23797695 A JP 23797695A JP H0977552 A JPH0977552 A JP H0977552A
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JP
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ceramic molded
molded product
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microwave
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Haruyuki Kohama
晴之 小浜
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高品質のセラミック成形品が得られるように
したセラミック成形品の乾燥方法を提供する。 【解決手段】 セラミック成形品にマイクロ波を照射し
て乾燥させるセラミック成形品の乾燥方法であって、セ
ラミック成形品1をマイクロ波乾燥機で75〜85%の
脱水率まで乾燥させる第1乾燥工程と、このセラミック
成形品1を熱風乾燥機5で絶乾状態まで乾燥させる第2
乾燥工程とから成ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はセラミック成形品の
乾燥方法に関するものであり、特に、電化製品や自動車
の排ガス処理等に使用されるハニカム状のセラミック成
形品の乾燥方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】周知のように、電化製品や自動車の排ガ
ス処理等にハニカム状のセラミック成形品(以下、セラ
ミック成形品という)が広く使用されている。このセラ
ミック成形品は、通常、次のような工程によって製造さ
れる。即ち、セラミック原料にバインダー及び水を加え
て混練した坏土を押出成形機によってハニカム状に押し
出し成形し、得られた高含水率のセラミック成形品を所
定の寸法に切断した後、乾燥工程でほぼ絶乾状態にまで
乾燥させ、さらに焼成工程で熱処理する。
【0003】焼成工程前の乾燥したセラミック成形品に
おいて重要な事は、収縮率が均一であること、成形
品内部に乾燥密度の差が無いこと、成形品の表面や内
部にクラックが無いこと、寸法精度が均一であるこ
と、であり、これらの条件をクリアーしないと高品質の
セラミック成形品が得られない。
【0004】一般にセラミック成形品の乾燥方法として
は、自然乾燥、強制乾燥、遠赤輻射乾燥等のいわゆる外
熱乾燥方式と、マイクロ波のエネルギーを利用した内熱
乾燥方式とがある。前者は熱風やヒータの熱エネルギー
をセラミック成形品の外部より伝達する方式であるが、
セラミック成形品の内部の乾燥が不十分なうちにセラミ
ック成形品の外部が収縮するので、内外の乾燥収縮の差
が大きく、乾燥が不均一になり易い。
【0005】このため、従来より、セラミック成形品を
乾燥させる場合には、後者のマイクロ波エネルギーを利
用した方式が採用されている。この方式は、オーブン内
でセラミック成形品にマイクロ波を照射するものである
が、マイクロ波のエネルギーが成形直後のセラミック成
形品に含まれる水分に内部から吸収されるので効果的で
ある。
【0006】なお、マイクロ波乾燥機では、均一な乾燥
ができるように、設備的には、オーブン内での場所に
よるマイクロ波の強弱や疎密の差(電波ムラ)を緩和す
るために撹拌用羽根を設ける、オーブン内でセラミッ
ク成形品を移動(回転)させることにより電波ムラの影
響を少なくする、マイクロ波の発信機構を機械的に駆
動してマイクロ波の発信方向を変化させることにより電
波ムラを防止する、オーブン内を減圧しながらマイク
ロ波を照射することにより低温での乾燥やセラミック成
形品から排出される蒸気の除去を促進する、等の手段が
採られており、セラミック成形品の外形や材質に応じて
上記〜の手段が適宜組み合わされている。また、直
方体状のセラミック成形品を乾燥させる際には、セラミ
ック成形品のコーナや縁へのマイクロ波の集中を緩和す
るために、セラミック成形品を金属製のカバーで覆うと
いう工夫がなされている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術では、使用するバインダー、セラミック成
形品の外形寸法、ハニカムのセルの数によっては以下の
ような問題が生じており、品質及び歩留まり向上のため
に改善が望まれている。
【0008】(乾燥の不均一に関する問題)オーブン内
でセラミック成形品にマイクロ波を照射してセラミック
成形品を乾燥させる場合、その乾燥状態の進渉度を確認
するには、セラミック成形品のマイクロ波照射前後の重
量変化を測定することによって判断している。即ち、加
水した水の重量分だけ成形品の重量が減少すると絶乾状
態であると判断される。しかし、実際には、平均脱水率
が100%のセラミック成形品の内部は、図3に示すよ
うに、中心部が脱水率100%以上の過乾燥状態になっ
ており、中心部から外周部に向かうに従って脱水率が低
くなっている。特に、セラミック成形品の内部に過乾燥
の部分が形成されると、バインダーや保形剤の効果が著
しく劣化するので、これを避けなければならない。
【0009】また、マイクロ波をセラミック成形品に照
射する場合、図5に示すように、マイクロ波のエネルギ
ーが集中する部分(楕円形の部分)がセラミック成形品
1の中心部よりずれることがあり、この場合、乾燥が不
均一になるとともに非効率的になる。
【0010】(寸法精度に関する問題)上述したよう
に、通常、セラミック成形品は押出成形によって製造さ
れており、坏土を成形機のスクリューの回転押し出し圧
力で金型を通して押し出すことによって成形されるが、
坏土のねじれを緩和するために、成形機内に均圧管や整
流板が設けられている。しかしながら、セラミック成形
品は潜在的に坏土の方向性を有しており、その方向性は
必ずしも直線的ではなく、大きな反りを持つことがあ
る。従って、ある程度均一な乾燥ができたとしても、乾
燥時の収縮に伴う外形の歪みが発生する。
【0011】なお、セラミック成形品を均一に乾燥させ
るための方法としては、特公平5−24876号公報の
ものが公知であるが、この方法では、熱風乾燥を行って
からマイクロ波乾燥を行うようにしているため、本願発
明が対象とするようなハニカム状のセラミック成形品に
適用すると、内部と外部の収縮率の違いによって表面に
クラックが生じる。
【0012】本発明は、上述した問題点を解決し、高品
質のセラミック成形品が得られるようにしたセラミック
成形品の乾燥方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1のセラミック成形品の乾燥方法は、セラミ
ック成形品にマイクロ波を照射して乾燥させるセラミッ
ク成形品の乾燥方法であって、セラミック成形品をマイ
クロ波乾燥機で75〜85%の脱水率まで乾燥させる第
1乾燥工程と、このセラミック成形品を熱風乾燥機で絶
乾状態まで乾燥させる第2乾燥工程とからなることを特
徴とするものである。
【0014】なお、第1乾燥工程におけるセラミック成
形品の脱水率は、ハニカムのセルの大きさが300〜4
00(メッシュ/1平方インチ)の場合には80〜85
%が好ましく、ハニカムのセルの大きさが100〜20
0(メッシュ/1平方インチ)の場合には75〜80%
が好ましい。また、熱風乾燥機の熱風の温度は100℃
以下であることが好ましい。
【0015】この乾燥方法によると、セラミック成形品
を第1乾燥工程で75〜85%の脱水率まで乾燥させ、
次いで第2乾燥工程で絶乾状態まで乾燥させるので、セ
ラミック成形品が内部と外部から乾燥し、セラミック成
形品全体を均一に乾燥させることができるとともに、セ
ラミック成形品の中心部が過乾燥になるのを防止するこ
とができる。
【0016】請求項2の乾燥方法は、セラミック成形品
にマイクロ波を照射して乾燥させるセラミック成形品の
乾燥方法であって、セラミック成形品をマイクロ波乾燥
機のオーブンの底面から浮かせた状態でマイクロ波を照
射することを特徴とするものである。
【0017】この乾燥方法によると、マイクロ波のエネ
ルギーがセラミック成形品の底部からも吸収される。ま
た、マイクロ波のエネルギーが集中する場所とセラミッ
ク成形品の中心部とを合わせることができる。従って、
乾燥効率が向上するとともに、均一な乾燥が可能とな
る。
【0018】請求項3の乾燥方法は、セラミック成形品
にマイクロ波を照射して乾燥させるセラミック成形品の
乾燥方法であって、セラミック成形品をマイクロ波吸収
プレート上に載置してマイクロ波を照射することを特徴
とするものである。
【0019】この乾燥方法によると、マイクロ波のエネ
ルギーがセラミック成形品の底部からも吸収されるの
で、乾燥効率が向上するとともに、均一な乾燥が可能と
なる。
【0020】請求項4の乾燥方法は、セラミック成形品
にマイクロ波を照射して乾燥させるセラミック成形品の
乾燥方法であって、セラミック成形品の側面を押圧する
ための押圧部材と、この押圧部材を押圧方向に弾性付勢
するとともに前記押圧部材が前記セラミック成形品の側
面を押圧した状態を前記セラミック成形品の乾燥時の収
縮に追従して維持する弾発部材とを備えた収縮補正用治
具を準備し、この収縮補正用治具によって前記セラミッ
ク成形品を固定面に押し付けた状態でマイクロ波を照射
することを特徴とするものである。
【0021】弾発部材の種類、材質は特に限定されない
が、例えば、金属製の板バネやコイルバネを使用するこ
とができる。
【0022】この乾燥方法によると、セラミック成形品
の乾燥時の収縮に追従して押圧部材がセラミック成形品
の側面を押圧し続けるため、セラミック成形品の乾燥時
の収縮に伴う反りが抑制される。
【0023】請求項5の乾燥方法は、セラミック成形品
にマイクロ波を照射して乾燥させるセラミック成形品の
乾燥方法であって、セラミック成形品を水平面に対して
45°傾けた状態でマイクロ波を照射することを特徴と
するものである。
【0024】この乾燥方法によると、セラミック成形品
の自重によってセラミック成形品の乾燥時の乾燥時の収
縮に伴う反りが抑制される。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態を図面を参照しながら説明する。本実施形態で使用さ
れる乾燥前のセラミック成形品は、次頁の表1の配合の
混合物を混練機で混練して得られた坏土を3本ロールで
圧練し、押出成形機でハニカム状に押し出し成形した
後、切断したもので、直方体状の形状を有し、外形寸法
は横90mm、高さ40mm、長さ200mmで、重量
は700g、ハニカムのセル数は200、含水量は10
0ccである。なお、表1の配合比率において、メチル
セルロースを7重量部、紙パルプを2重量部、水を25
重量部としたときに特に好ましい結果が得られることが
判明している。
【0026】
【表1】
【0027】図1にこのセラミック成形品の乾燥時に使
用される乾燥用治具2を示す。この乾燥用治具2は、セ
ラミック成形品1の表面の乾燥を防止するための保水カ
バー3と、セラミック成形品1のコーナや縁へのマイク
ロ波の集中を防止するための上下一対の金属製のカバー
4、4とを備えている。セラミック成形品1をこの乾燥
用治具2にはめ込み、マイクロ波乾燥機のオーブン内の
中央部にセットし、マイクロ波を照射してセラミック成
形品1を乾燥させる。
【0028】まず、本発明の第1実施形態について説明
する。この実施形態の乾燥方法は、セラミック成形品1
をマイクロ波乾燥機で75〜85%の脱水率まで乾燥さ
せる第1乾燥工程と、このセラミック成形品1を熱風乾
燥機で絶乾状態まで乾燥させる第2乾燥工程とから成っ
ている。
【0029】
【実施例】セラミック成形品1を乾燥用治具2にはめ込
んでマイクロ波乾燥機のオーブン内にセットし、1.1
KWのマイクロ波を4分照射した。図2はマイクロ波に
よる加熱時間とセラミック成形品1全体の平均脱水率の
相関関係を示すグラフである。このグラフに示すよう
に、5分でセラミック成形品1全体の平均脱水率が10
0%に達するが、この時、セラミック成形品1内部の状
態は、図3に示すように、中心部が脱水率100%以上
の過乾燥の状態になっており、外周部にゆくに従って脱
水率が低下している。この状態で焼成を行うと強度や品
質の低下につながる。そこで、この第1乾燥工程ではマ
イクロ波の照射時間をセラミック成形品1全体の脱水率
が80%となる4分としている。この場合、図3に示す
ように、セラミック成形品1の中心部の脱水率がほぼ1
00%で、外周部にゆくほど脱水率が低くなっている。
【0030】第1乾燥工程で上記の状態まで乾燥させた
セラミック成形品1を第2乾燥工程では熱風乾燥機で絶
乾状態まで乾燥させる。この時の乾燥条件は、熱風の温
度を100℃以下とし、セラミック成形品1を、図4に
示すように、ハニカムの端面(目開き部)に熱風が当た
るように熱風乾燥機5内にセットし、乾燥時間は60分
である。これによって得られたセラミック成形品は、全
体の収縮率が安定した、クラックの無い高品質のもので
あった。
【0031】次に、本発明の第2実施形態について説明
する。マイクロ波乾燥機でセラミック成形品を乾燥させ
る場合、オーブン6内でのマイクロ波の照射状態を確認
すると、図5に示すように、マイクロ波はセラミック成
形品1の上方から照射され、オーブン6の内壁や乾燥用
治具2で反射してセラミック成形品1に吸収される。図
5に示すように、マイクロ波のエネルギーが集中する場
所(楕円形の部分)とセラミック成形品の中心部とがず
れていると、乾燥が不均一になるとともに、乾燥効率が
悪くなる。そこで、この実施形態では、図6に示すよう
に、セラミック成形品1をオーブン6の底面6aから浮
かせ、この状態でセラミック成形品1にマイクロ波を照
射する。
【0032】この乾燥方法によると、マイクロ波のエネ
ルギーが集中する場所とセラミック成形品の中心部とを
一致させることができる。また、マイクロ波のエネルギ
ーがセラミック成形品の底部からも吸収される。従っ
て、乾燥効率が向上するとともに、均一な乾燥が可能と
なる。
【0033】次に、本発明の第3実施形態について説明
する。この実施形態では、図7に示すように、セラミッ
ク成形品1をマイクロ波吸収プレート7上に載置してマ
イクロ波を照射する。
【0034】この乾燥方法によると、マイクロ波のエネ
ルギーがセラミック成形品1の底部からも吸収されるの
で、乾燥効率が向上するとともに、均一な乾燥が可能と
なる。
【0035】次に、本発明の第4実施形態について説明
する。上記実施形態では、セラミック成形品1を乾燥さ
せた場合、その横幅が90mmから85mmに収縮す
る。そして、収縮する際に成形時の坏土の癖が反りとな
って現れるので、その補正が必要である。そこで、この
実施形態では、図8、9に示すように、セラミック成形
品1の側面を押圧するための押圧部材9と、この押圧部
材9を押圧方向に弾性付勢するとともにセラミック成形
品1の乾燥時の収縮に追従して押圧部材9がセラミック
成形品1の側面を押圧した状態を維持する弾発部材10
とを備えた収縮補正用治具8を準備し、この治具8によ
ってセラミック成形品1を固定面11に押し付けた状態
でマイクロ波を照射する。
【0036】図8のものでは、弾発部材10が帯状の金
属板の一方の端部をアール状に折り返した板バネであ
り、この弾発部材10が乾燥用治具2の側壁の内面にス
ポット溶接で取り付けられている。治具8によってセラ
ミック成形品1の一方の側面が押圧され、他方の側面が
固定面11に押し付けられている。セラミック成形品1
が図8(a)に示す乾燥前の状態から収縮すると、図8
(b)に示すように、押圧部材9が弾発部材10によっ
て矢印方向に移動し、セラミック成形品1の収縮に追従
して押圧部材9がセラミック成形品1の側面を押圧し続
けるので、セラミック成形品1の反りが抑制される。
【0037】図9のものでは、弾発部材10がコイルバ
ネであり、一端が乾燥用治具2の側壁の内面に固定され
ている。その他の構成は図8のものと同様である。セラ
ミック成形品1が図9(a)に示す乾燥前の状態から収
縮すると、図9(b)に示すように、押圧部材9が弾発
部材10によって矢印方向に移動し、セラミック成形品
1の収縮に追従して押圧部材9がセラミック成形品1の
側面を押圧し続けるので、セラミック成形品1の反りが
抑制される。
【0038】次に、本発明の第5実施形態について説明
する。この実施形態では、図10に示すように、セラミ
ック成形品1が支持台12上に載せられており、セラミ
ック成形品1が水平面に対して45°に傾いた状態でマ
イクロ波を照射する。
【0039】この乾燥方法によると、セラミック成形品
1の自重によってセラミック成形品1の乾燥時の反りが
抑制される。
【0040】
【発明の効果】請求項1のセラミック成形品の乾燥方法
によると、セラミック成形品を第1乾燥工程で75〜8
5%の脱水率まで乾燥させ、次いで第2乾燥工程で絶乾
状態まで乾燥させるので、セラミック成形品が内部と外
部から乾燥し、セラミック成形品全体を均一に乾燥させ
ることができるとともに、セラミック成形品の中心部が
過乾燥になるのを防止することができる。従って、高品
質のセラミック成形品を得ることができる。
【0041】請求項2のセラミック成形品の乾燥方法に
よると、セラミック成形品をマイクロ波乾燥機のオーブ
ンの底面から浮かせた状態でマイクロ波を照射するの
で、マイクロ波のエネルギーがセラミック成形品の底部
からも吸収される。また、マイクロ波のエネルギーが集
中する場所とセラミック成形品の中心部とを合わせるこ
とができ、乾燥効率が向上するとともに、均一な乾燥が
可能となる。従って、高品質のセラミック成形品を得る
ことができる。
【0042】請求項3のセラミック成形品の乾燥方法に
よると、セラミック成形品をマイクロ波吸収プレート上
に載置してマイクロ波を照射するので、マイクロ波のエ
ネルギーがセラミック成形品の底部からも吸収され、乾
燥効率が向上するとともに、均一な乾燥が可能となる。
従って、高品質のセラミック成形品を得ることができ
る。
【0043】請求項4のセラミック成形品の乾燥方法に
よると、セラミック成形品の側面を押圧するための押圧
部材と、この押圧部材を押圧方向に弾性付勢するととも
に前記押圧部材が前記セラミック成形品の側面を押圧し
た状態を前記セラミック成形品の乾燥時の収縮に追従し
て維持する弾発部材とを備えた収縮補正用治具を準備
し、この収縮補正用治具によってセラミック成形品を固
定面に押し付けた状態でマイクロ波を照射するので、セ
ラミック成形品の乾燥時の収縮に追従して押圧部材がセ
ラミック成形品の側面を押圧し続け、セラミック成形品
の乾燥時の収縮に伴う反りが抑制される。従って、高品
質のセラミック成形品を得ることができる。
【0044】請求項5のセラミック成形品の乾燥方法に
よると、セラミック成形品を水平面に対して45°傾け
た状態でマイクロ波を照射するので、セラミック成形品
の自重によってセラミック成形品の乾燥時の収縮に伴う
反りが抑制される。従って、高品質のセラミック成形品
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 セラミック成形品1および乾燥用治具2の斜
視図。
【図2】 マイクロ波による加熱時間とセラミック成形
品1全体の平均脱水率の相関関係を示すグラフ。
【図3】 セラミック成形品1内部の乾燥状態を示す
図。
【図4】 熱風乾燥機5内部にセラミック成形品1をセ
ットした状態を示す図。
【図5】 マイクロ波乾燥機のオーブン6内部の状態を
示す図。
【図6】 本発明の第2実施形態を示し、マイクロ波乾
燥機のオーブン6内部の状態を示す図。
【図7】 本発明の第3実施形態を示し、マイクロ波乾
燥機のオーブン6内部の状態を示す図。
【図8】 本発明の第4実施形態を示し、収縮補正用治
具8を使用してセラミック成形品1を乾燥させる状態を
示す図。
【図9】 本発明の第4実施形態を示し、収縮補正用治
具8を使用してセラミック成形品1を乾燥させる状態を
示す図。
【図10】 本発明の第5実施形態を示し、セラミック
成形品1を水平面に対して45°傾けて乾燥させる状態
を示す図。
【符号の説明】
1 セラミック成形品 5 熱風乾燥機 6 マイクロ波乾燥機のオーブン 7 マイクロ波吸収プレート 8 収縮補正用治具 9 押圧部材 10 弾発部材

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミック成形品にマイクロ波を照射し
    て乾燥させるセラミック成形品の乾燥方法であって、 セラミック成形品をマイクロ波乾燥機で75〜85%の
    脱水率まで乾燥させる第1乾燥工程と、 このセラミック成形品を熱風乾燥機で絶乾状態まで乾燥
    させる第2乾燥工程とから成ることを特徴とするセラミ
    ック成形品の乾燥方法。
  2. 【請求項2】 セラミック成形品にマイクロ波を照射し
    て乾燥させるセラミック成形品の乾燥方法であって、 セラミック成形品をマイクロ波乾燥機のオーブンの底面
    から浮かせた状態でマイクロ波を照射することを特徴と
    するセラミック成形品の乾燥方法。
  3. 【請求項3】 セラミック成形品にマイクロ波を照射し
    て乾燥させるセラミック成形品の乾燥方法であって、 セラミック成形品をマイクロ波吸収プレート上に載置し
    てマイクロ波を照射することを特徴とするセラミック成
    形品の乾燥方法。
  4. 【請求項4】 セラミック成形品にマイクロ波を照射し
    て乾燥させるセラミック成形品の乾燥方法であって、 セラミック成形品の側面を押圧するための押圧部材と、
    この押圧部材を押圧方向に弾性付勢するとともに前記押
    圧部材が前記セラミック成形品の側面を押圧した状態を
    前記セラミック成形品の乾燥時の収縮に追従して維持す
    る弾発部材とを備えた収縮補正用治具を準備し、この収
    縮補正用治具によって前記セラミック成形品を固定面に
    押し付けた状態でマイクロ波を照射することを特徴とす
    るセラミック成形品の乾燥方法。
  5. 【請求項5】 セラミック成形品にマイクロ波を照射し
    て乾燥させるセラミック成形品の乾燥方法であって、 セラミック成形品を水平面に対して45°傾けた状態で
    マイクロ波を照射することを特徴とするセラミック成形
    品の乾燥方法。
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