WO2021166190A1 - セラミックス成形体の誘電乾燥方法、セラミックス構造体の製造方法、及び補助電極部材 - Google Patents

セラミックス成形体の誘電乾燥方法、セラミックス構造体の製造方法、及び補助電極部材 Download PDF

Info

Publication number
WO2021166190A1
WO2021166190A1 PCT/JP2020/006924 JP2020006924W WO2021166190A1 WO 2021166190 A1 WO2021166190 A1 WO 2021166190A1 JP 2020006924 W JP2020006924 W JP 2020006924W WO 2021166190 A1 WO2021166190 A1 WO 2021166190A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ceramic molded
auxiliary electrode
molded body
drying
ceramic
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/006924
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
義将 夫馬
裕一 田島
好正 近藤
健介 奥村
Original Assignee
日本碍子株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本碍子株式会社 filed Critical 日本碍子株式会社
Priority to PCT/JP2020/006924 priority Critical patent/WO2021166190A1/ja
Publication of WO2021166190A1 publication Critical patent/WO2021166190A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/638—Removal thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B15/00—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form
    • F26B15/10—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions
    • F26B15/12—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions the lines being all horizontal or slightly inclined
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/32—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by development of heat within the materials or objects to be dried, e.g. by fermentation or other microbiological action
    • F26B3/34—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by development of heat within the materials or objects to be dried, e.g. by fermentation or other microbiological action by using electrical effects

Definitions

  • the present invention relates to a method for dielectric drying a ceramic molded product, a method for manufacturing a ceramic structure, and an auxiliary electrode member.
  • Ceramic structures are used for various purposes.
  • a honeycomb-shaped ceramic structure having a partition wall for partitioning a plurality of cells extending from the first end face to the second end face includes a catalyst carrier, a diesel particulate filter (DPF), a gasoline particulate filter (GPF), and the like. Widely used for various filters.
  • DPF diesel particulate filter
  • GPF gasoline particulate filter
  • the ceramic structure is manufactured by molding a clay containing a ceramic raw material to obtain a ceramic molded body, and then drying and firing the ceramic molded body.
  • the state after extrusion molding and before drying is referred to as a ceramic molded body
  • the state after firing is referred to as a ceramic structure.
  • Dielectric drying is generally used as a method for drying the ceramic molded product. In dielectric drying, a ceramic molded body is placed between a pair of electrodes, the dipoles of water in the ceramic molded body are subjected to molecular motion by the high-frequency energy generated by energizing the electrodes, and the ceramic molded body is dried by the frictional heat. be able to.
  • Patent Document 2 in order to make the drying state between the upper part and the lower part of the honeycomb molded body (ceramic molded body) uniform, a perforated plate is placed on the upper end surface of the opening of the honeycomb molded body and dried. The method of doing is proposed.
  • Patent Document 3 electrodes provided above the upper end surface and below the lower end surface of the honeycomb molded body are provided in order to suppress variations in drying of the honeycomb molded body (ceramic molded body) continuously conveyed by the conveyor.
  • a method has been proposed in which the honeycomb molded body is divided into a plurality of positions corresponding to the upper and lower positions, and the honeycomb molded body is intermittently moved for each pair of electrode units to perform drying.
  • Patent Document 4 proposes a method of drying the honeycomb molded body while rotating it about its longitudinal axis between a pair of electrodes in order to uniformly dry the honeycomb molded body.
  • a plurality of ceramic compacts are placed side by side on the upper surface of the drying cradle in a direction perpendicular to the transport direction, and the drying cradle is placed on the upper surface by a transport means such as a conveyor. This is done by continuously transporting between the electrode and the lower electrode.
  • a transport means such as a conveyor.
  • the methods described in Patent Documents 1 and 2 can suppress variations in the dry state of the upper and lower parts of a single ceramic molded body placed on the drying pedestal, they are placed on the drying pedestal. It is difficult to suppress variations in the dry state in the direction (width direction) perpendicular to the transport direction of the plurality of ceramic molded bodies.
  • the drying rate tends to be high and the drying shrinkage rate tends to be high.
  • the ceramic molded body placed on the widthwise end of the drying cradle is located in an environment where the electric field strength is small, the drying rate tends to be slow and the drying shrinkage rate tends to be low.
  • the dry state varies depending on the place where the ceramic molded body is placed on the drying cradle.
  • the method described in Patent Document 3 is aimed at suppressing variation in the drying state in the transport direction of the ceramic molded product placed on a plurality of drying pedestals, and a plurality of methods placed on the drying pedestals. It does not suppress the variation in the dry state in the direction perpendicular to the transport direction of the ceramic molded product.
  • the method described in Patent Document 4 is a method used in a batch furnace, it is difficult to apply this method in a continuous furnace premised on mass production.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and it is possible to suppress variations in the drying state in a direction perpendicular to the transport direction of a plurality of ceramic compacts placed on a drying cradle. It is an object of the present invention to provide a possible method for dielectrically drying a ceramic molded product. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a ceramic structure capable of making the shape uniform. Furthermore, an object of the present invention is to provide an auxiliary electrode member suitable for use in the above-mentioned method for dielectric drying a ceramic molded product.
  • the present inventors placed an auxiliary electrode on the upper end surface of the ceramic molded body, and mounted the auxiliary electrode according to the mounting location of the ceramic molded body on the drying cradle. It has been found that the above-mentioned problems can be solved by controlling the thickness of the ceramic, and the present invention has been completed.
  • a plurality of ceramic molded bodies placed side by side on the upper surface of the drying cradle in a direction perpendicular to the transport direction are transported between the electrodes of the upper electrode and the lower electrode, and a high frequency is transmitted between the electrodes.
  • It is a method of dielectric drying a ceramic molded body that is dried by applying it.
  • An auxiliary electrode is placed on the upper end surface of the ceramic molded product, and the upper end surface of the ceramic molded product is located at two end regions sandwiching a central region in a direction perpendicular to the transport direction of the ceramic molded product.
  • This is a method for dielectric drying a ceramic molded product, wherein the thickness of the auxiliary electrode in the contact portion is larger than the thickness of the auxiliary electrode in the portion in contact with the upper end surface of the ceramic molded product located in the central region.
  • the present invention is a method for manufacturing a ceramic structure, including a method for dielectrically drying the ceramic molded product.
  • the present invention is an auxiliary electrode member used by being placed on the upper end surface of the ceramic molded body when the ceramic molded body is dielectrically dried, and includes an auxiliary body including a laminate of the auxiliary electrode and a low dielectric loss material. It is an electrode member.
  • the present invention is an auxiliary electrode member used by being placed on the upper end surface of the ceramic molded body when the ceramic molded body is dielectrically dried, and is an auxiliary electrode member having a hollow region inside the auxiliary electrode. ..
  • the present invention it is possible to provide a method for dielectrically drying a ceramic molded product, which can suppress variations in the drying state in a direction perpendicular to the transport direction of a plurality of ceramic molded products placed on a drying cradle. can. Further, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a ceramic structure capable of making the shape uniform. Further, according to the present invention, it is possible to provide an auxiliary electrode member suitable for use in the above-mentioned method for dielectric drying a ceramic molded product.
  • FIG. 1 shows a schematic view of the transport direction of the dielectric drying apparatus suitable for use in the dielectric drying method of this ceramic molded product.
  • FIG. 2 shows a schematic view of the direction perpendicular to the transport direction of this dielectric drying device.
  • the dielectric drying device 100 includes a dielectric drying furnace 110, a transport means 120 (for example, a conveyor) capable of transporting a drying cradle 20 on which a ceramic molded body 10 is placed, and a transport means 120 (for example, a conveyor). It includes an upper electrode 130 provided above the dielectric drying furnace 110 and a lower electrode 140 provided below the dielectric drying furnace 110.
  • a dielectric drying device 100 having such a basic structure is known in the art.
  • the dielectric drying device 100 may further have a known structure (for example, a ventilation drying device) as long as the effect of the present invention is not impaired.
  • the plurality of ceramic molded bodies 10 placed on the drying cradle 20 are conveyed between the upper electrode 130 and the lower electrode 140 of the dielectric drying furnace 110 by the conveying means 120. At this time, the dipoles of water in the ceramic molded body 10 are subjected to molecular motion by the high frequency energy generated by passing an electric current between the upper electrode 130 and the lower electrode 140, and the ceramic molded body 10 is dried by the frictional heat. be able to.
  • the plurality of ceramic molded bodies 10 are placed side by side on the upper surface of the drying cradle 20 in a direction perpendicular to the transport direction L (hereinafter, referred to as “width direction C”).
  • the number of ceramic molded bodies 10 placed on the drying pedestal 20 may be appropriately adjusted according to the size of the drying pedestal 20, but is preferably 2 to 5, more preferably 3 to 5. be.
  • the auxiliary electrode 30 is placed on the upper end surface 11a of the plurality of ceramic molded bodies 10.
  • the thickness of the portion of the auxiliary electrode 30 in contact with the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 located in the two end regions B sandwiching the central region A in the width direction C is located in the central region A, respectively. It is larger than the thickness of the portion in contact with the upper end surface 11a of.
  • the two ceramic molded bodies 10 at both ends are located in the end region B, and the three in the center.
  • An example is shown in which the ceramic molded body 10 is located in the central region A.
  • the density distribution of the electric field lines in the end region B is approximately the same as the density distribution of the electric field lines in the central region A. Therefore, the variation in the electric field strength between the upper electrode 130 and the lower electrode 140 in the width direction C becomes small. Therefore, since the drying speed of the ceramic molded body 10 located in the end region B is approximately the same as the drying speed of the ceramic molded body 10 located in the central region A, a plurality of ceramics placed on the drying cradle 20 are placed. It is possible to suppress variations in the dry state of the molded body 10 in the width direction C.
  • the central region A and the two end regions B may be appropriately determined according to the variation in the electric field strength between the upper electrode 130 and the lower electrode 140 in the width direction C of the dielectric drying device 100 to be used.
  • the two end regions B are each 5-40% from the end of the electrode with respect to the total length of the pair of electrodes (upper electrode 130 and lower electrode 140) in the width direction C. It can preferably be a region at a position having a length of 10 to 30% in the width direction.
  • the central region A is a position having a length in the width direction of 5 to 40%, preferably 10 to 30% with respect to the total length in the width direction C of the pair of electrodes (however, the central portion in the width direction C of the electrodes). Is the center).
  • the density of the electric lines of force in the end region B becomes smaller than the density of the electric lines of force in the central region A. Therefore, the electric field strength in the end region B becomes smaller than the electric field strength in the central region A, and the ceramic molded body 10 located in the end region B is less likely to dry than the ceramic molded body 10 located in the central region A. ..
  • the thickness of the auxiliary electrode 30 placed on the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 located in the central region A is the thickness of the auxiliary electrode 30 placed on the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 located in the two end regions B.
  • the thickness is preferably 4 to 50%, more preferably 20 to 40%.
  • the material of the auxiliary electrode 30 is not particularly limited, but it is preferable that the conductivity thereof is higher than the conductivity of the ceramic molded body 10.
  • a perforated plate having such conductivity can sufficiently secure the function as the auxiliary electrode 30.
  • Examples of the material of the auxiliary electrode 30 include aluminum, copper, aluminum alloy, copper alloy, graphite and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the auxiliary electrode 30 is not particularly limited, but is preferably a perforated plate.
  • the perforated plate water vapor can be easily removed from the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 during dielectric drying, so that the ceramic molded body 10 can be easily dried uniformly.
  • the "perforated plate” means a plate material having holes.
  • the opening rate of the perforated plate is not particularly limited, but is preferably 20 to 90%, more preferably 40 to 80%. By controlling the pore size within such a range, water vapor can be stably removed from the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 during dielectric drying.
  • the "perforation rate of the perforated plate” means the ratio of the perforated area to the total area of the surface of the perforated plate in contact with the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10.
  • the shape of the holes on the surface of the perforated plate that comes into contact with the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 is not particularly limited, and may be various shapes such as a circular shape, a quadrangular shape, and a slit shape.
  • the auxiliary electrode 30 may be placed on the upper end surface 11a of the plurality of ceramic molded bodies 10 by using a gripping device that grips the auxiliary electrode 30, but in this case, if the thickness of the auxiliary electrode 30 is different, the existing auxiliary electrode 30 is placed. It becomes difficult to use the gripping device of. Therefore, it is desirable that the thicknesses of the auxiliary electrodes 30 placed on the upper end surfaces 11a of the plurality of ceramic molded bodies 10 are substantially the same. Therefore, instead of the auxiliary electrodes 30 placed on the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 located in the central region A, the auxiliary electrode members 40 and 50 as shown in FIGS. 5 and 6 are used, and the auxiliary electrode members 40, It is preferable that the thickness of 50 and the thickness of the auxiliary electrode 30 placed on the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 located in the two end regions B are substantially the same.
  • the auxiliary electrode member 40 shown in FIG. 5 includes a laminate of the auxiliary electrode 30 and the low dielectric loss material 41.
  • the thickness of the auxiliary electrode 30 at the portion in contact with the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 located in the central region A can be reduced.
  • the "low dielectric loss material 41” means a material having a small dielectric loss.
  • the low dielectric loss material 41 preferably has a small relative permittivity and a small dielectric loss tangent (tan ⁇ ).
  • a typical low dielectric loss material 41 has a relative permittivity of 1 to 3 and a dielectric loss tangent of 0 to 0.2.
  • the low dielectric loss material 41 is not particularly limited, and known materials can be used.
  • Examples of the low dielectric loss material 41 include resins such as fluororesin and polypropylene, but fluororesin is preferable.
  • the fluororesin preferably has a relative permittivity of 2.0 to 3.0 and a dielectric loss tangent of 0 to 0.02.
  • the auxiliary electrode member 40 having substantially the same thickness may be placed on the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 located in the central region A and the two end regions B.
  • the thickness of the auxiliary electrode 30 of the auxiliary electrode member 40 in contact with the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 located in the end region B is assisted in contacting the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 located in the central region A. It may be larger than the thickness of the auxiliary electrode 30 of the electrode member 40.
  • the auxiliary electrode 30 and the low dielectric loss material 41 have openings 31 and 42, respectively. Further, it is preferable that the position of the opening 42 of the low dielectric loss material 41 coincides with the position of the opening 31 of the auxiliary electrode 30. With such a structure, water vapor can be easily removed from the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 during dielectric drying, so that the ceramic molded body 10 can be easily dried uniformly.
  • the auxiliary electrode member 50 shown in FIG. 6 has a hollow region 51 inside the auxiliary electrode 30.
  • the thickness of the auxiliary electrode 30 at the portion in contact with the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 located in the central region A can be reduced.
  • the weight is reduced, so that the handleability is improved and the deformation of the ceramic molded body 10 due to the weight of the auxiliary electrode 30 can be suppressed.
  • the "hollow region 51" of the auxiliary electrode 30 means a spatial region extending in a direction perpendicular to the thickness direction of the auxiliary electrode 30.
  • the auxiliary electrode member 50 having substantially the same thickness may be placed on the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 located in the central region A and the two end regions B.
  • the thickness of the auxiliary electrode 30 of the auxiliary electrode member 50 that contacts the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 located in the end region B is assisted in contacting the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 located in the central region A. It may be larger than the thickness of the auxiliary electrode 30 of the electrode member 50.
  • the auxiliary electrode member 50 having the hollow region 51 inside preferably has an opening 31. With such a configuration, water vapor can be easily removed from the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 during dielectric drying, so that the ceramic molded body 10 can be easily dried uniformly.
  • the drying pedestal 20 preferably has a perforated plate at a portion in contact with the lower end surfaces 11b of the plurality of ceramic molded bodies 10. With such a configuration, water vapor can be easily removed from the lower end surface 11b of the ceramic molded body 10 during dielectric drying, so that the ceramic molded body 10 can be easily dried uniformly.
  • the perforated plate used for the drying cradle 20 is not particularly limited, and one having the same structure and material as the perforated plate used for the auxiliary electrode 30 can be used.
  • Various conditions (frequency, output, heating time, etc.) at the time of dielectric drying may be appropriately set according to the object to be dried (ceramic molded body 10), the type of the dielectric drying device 100, and the like.
  • the frequency at the time of dielectric drying is preferably 10 MHz to 100 MHz.
  • the ceramic molded product 10 used in the dielectric drying method is not particularly limited, but the water content is preferably 1 to 60%, more preferably 5 to 55%, and 10 to 50%. More preferred.
  • the ceramic molded body 10 in such a range tends to vary in dry state during dielectric drying. Therefore, the effect of the present invention can be more easily obtained by using the ceramic molded body 10 having a water content in such a range.
  • the water content of the ceramic molded product 10 means the water content measured by an infrared heating type moisture meter.
  • the ceramic molded body 10 is not particularly limited, but is preferably a honeycomb molded body provided with a partition wall for partitioning a plurality of cells extending from the first end face to the second end face.
  • the cell shape of the honeycomb molded body is not particularly limited. Examples of cell shapes include triangles, quadrangles, hexagons, octagons, circles or combinations thereof.
  • the shape of the honeycomb molded body is not particularly limited, and examples thereof include a columnar shape, an elliptical columnar shape, a polygonal columnar shape having a square end face, a rectangle, a triangle, a pentagon, a hexagon, and an octagon.
  • the ceramic molded body 10 can be obtained by molding a clay obtained by kneading a ceramic raw material and a raw material composition containing water.
  • the ceramic raw material is not particularly limited, and corderite-forming raw materials, cordierite, silicon carbide, silicon-silicon carbide composite materials, mullite, aluminum titanate, and the like can be used. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the cordierite-forming raw material is a ceramic raw material blended so as to have a chemical composition in which silica is in the range of 42 to 56% by mass, alumina is in the range of 30 to 45% by mass, and magnesia is in the range of 12 to 16% by mass. Then, the corderite-forming raw material is calcined to become cordierite.
  • the raw material composition can contain a dispersion medium, a binder (for example, an organic binder, an inorganic binder, etc.), a pore-forming material, a surfactant, and the like, in addition to the ceramic raw material and water.
  • a binder for example, an organic binder, an inorganic binder, etc.
  • a pore-forming material for example, a surfactant, and the like
  • surfactant for example, an organic binder, an inorganic binder, etc.
  • the composition ratio of each raw material is not particularly limited, and it is preferable to set the composition ratio according to the structure, material, and the like of the ceramic molded body 10 to be manufactured.
  • a method of kneading the raw material composition to form the clay for example, a kneader, a vacuum clay kneader, or the like can be used.
  • a method for forming the ceramic molded body 10 for example, a known molding method such as extrusion molding or injection molding can be used. Specifically, when a honeycomb molded body is produced as the ceramic molded body 10, extrusion molding may be performed using a base having a desired cell shape, partition wall (cell wall) thickness, and cell density.
  • a cemented carbide that is hard to wear can be used as the material of the base.
  • the method for dielectrically drying the ceramic molded body controls the thickness of the auxiliary electrode 30 in contact with the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 located in the central region A and the two end regions B. Since the density distribution (that is, the electric field strength) of the electric lines of force in the central region A and the two end regions B is made to be the same, it is different from the transport direction L of the plurality of ceramic molded bodies 10 placed on the drying cradle 20. It is possible to suppress variations in the dry state in the vertical direction (that is, the width direction C).
  • the method for manufacturing the ceramic structure according to the embodiment of the present invention includes the above-mentioned method for dielectric drying the ceramic molded body 10.
  • the steps other than the above-mentioned dielectric drying method are not particularly limited, and steps known in the art can be applied.
  • the ceramic molded body 10 is dried by using the above-mentioned dielectric drying method to obtain a dried ceramic body, and then the dried ceramic body is fired.
  • a firing step of obtaining a ceramic structure can be further included.
  • the firing method of the dried ceramics is not particularly limited, and for example, firing may be performed in a firing furnace. Further, as the firing furnace and firing conditions, known conditions can be appropriately selected depending on the outer shape, material, and the like of the honeycomb structure to be produced. Before firing, organic substances such as binder may be removed by tentative firing.
  • the method for manufacturing a ceramic structure according to an embodiment of the present invention is a variation in a dry state in a direction perpendicular to a transport direction L (that is, a width direction C) of a plurality of ceramic molded bodies 10 placed on a drying cradle 20. Since the dielectric drying method capable of suppressing the above is included, the shape of the ceramic structure can be made uniform.
  • a corderite-forming raw material in which alumina, kaolin and talc are mixed is used as a ceramic raw material, and a binder containing an organic binder, a water-absorbent resin as a pore-forming material, and water (42% by mass) as a dispersion medium are used as a cordierite-forming raw material.
  • the raw material composition was mixed, and the raw material composition was kneaded to obtain talc. Next, the obtained clay was extruded to obtain a honeycomb molded body having a cell having a square cross-sectional shape orthogonal to the extending direction of the cell.
  • the honeycomb molded body had an outer diameter (diameter) of 144 mm, a length (length in the direction in which the cell extends) of 260 mm, and an outer diameter of a columnar shape. Further, this honeycomb molded product had a water content of 42% and a weight of 1320 g. The water content and weight of the honeycomb molded product are average values of all the produced honeycomb molded products.
  • Example> Five ceramic compacts were placed side by side on the upper surface of the drying cradle in a direction perpendicular to the transport direction L (width direction C). In this way, a total of nine dry cradle on which the five ceramic compacts were placed were prepared.
  • the drying pedestal on which the ceramic molded body is placed is transported into the dielectric drying device, two of the five ceramic molded bodies placed in the width direction C of the drying pedestal are two ceramic molded bodies at both ends. Is located in the edge region B, and the three central ceramic compacts are located in the central region A.
  • Auxiliary electrode members are placed on the upper end surfaces of the three central ceramic compacts located in the central region A, and an auxiliary electrode member having a thickness of 30 mm is placed on the upper end surfaces of the two ceramic compacts at both ends located in the end region B.
  • An electrode (perforated plate) was placed.
  • As the auxiliary electrode member a laminate of an auxiliary electrode (perforated plate) having a thickness of 2 mm and a fluororesin (dielectric constant 2.2, dielectric loss tangent 0) having a thickness of 28 mm was used.
  • the thickness of the auxiliary electrode of the auxiliary electrode member in the central region A is about 6.7% of the thickness of the auxiliary electrode in the end region B.
  • the device After placing 9 drying cradle on which 5 honeycomb molded bodies are placed on the transport means (conveyor) of the dielectric drying device, the device is transported into the dielectric drying furnace, and the frequency is 40.0 MHz and the output is 85.0 kW. Dielectric heating was performed under the condition that the heating time was 12 minutes.
  • ⁇ Comparison example> Auxiliary electrodes (perforated plates) having a thickness of 2 mm were placed on the upper end surfaces of the five ceramic molded bodies placed in the width direction C of the drying cradle, but the ceramic molded bodies were subjected to the same conditions as in the examples. Dielectric drying was performed.
  • Residual water content (%) M- (W1-W2) / W1 ⁇ 100
  • M is the water content of the honeycomb molded body before dielectric drying (42%)
  • W1 is the weight of the honeycomb molded body before dielectric drying (1320 g)
  • W2 is the weight of the honeycomb molded body after dielectric drying (g). ).
  • the residual moisture content was calculated for each position (row) in the width direction C of the drying cradle.
  • the results of the residual moisture content are represented as rows 1 to 5 from the left side in the width direction C of the drying cradle with the transport direction L as the front surface.
  • the residual water content was the average value for each column.
  • Table 1 the difference ⁇ (variation) between the maximum value and the minimum value of the residual water content in each column is also shown.
  • the residual moisture content of the ceramic compacts in rows 2 to 4 located in the central region A and the residual moisture content of the ceramic compacts in rows 1 and 5 located in the end region B. was about the same, and the difference ⁇ between the maximum and minimum values of the residual water content in each column was small.
  • the residual moisture content of the ceramic compacts in rows 1 and 5 located in the end region B is higher than the residual moisture content of the ceramic compacts in rows 2 to 4 located in the central region A.
  • the difference ⁇ between the maximum value and the minimum value of the residual water content in each column was large.
  • R1 represents the outer diameter (144 mm) of the honeycomb molded body before dielectric drying
  • R2 represents the outer diameter (mm) of the honeycomb molded body after dielectric drying.
  • the drying shrinkage rate was calculated for each position (row) in the width direction C of the drying cradle, similarly to the residual moisture rate.
  • the drying shrinkage rate was the average value of each column.
  • Table 2 the difference ⁇ (variation) between the maximum value and the minimum value of the drying shrinkage rate of each column is also shown.
  • the drying shrinkage of the ceramic compacts in rows 2 to 4 located in the central region A and the drying shrinkage of the ceramic compacts in rows 1 and 5 located in the end region B. was about the same, and the difference ⁇ between the maximum value and the minimum value of the drying shrinkage rate in each row was small.
  • the drying shrinkage of the ceramic compacts in rows 2 to 4 located in the central region A is higher than the drying shrinkage of the ceramic compacts in rows 1 and 5 located in the end region B.
  • the difference ⁇ between the maximum value and the minimum value of the drying shrinkage rate in each row was large.
  • a ceramic molded product capable of suppressing variation in the drying state in a direction perpendicular to the transport direction of a plurality of ceramic molded products placed on the drying cradle.
  • a dielectric drying method can be provided. Further, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a ceramic structure capable of making the shape uniform. Further, according to the present invention, it is possible to provide an auxiliary electrode member suitable for use in the above-mentioned method for dielectric drying a ceramic molded product.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Devices For Post-Treatments, Processing, Supply, Discharge, And Other Processes (AREA)

Abstract

乾燥受台２０の上面に搬送方向Ｌと垂直な方向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との電極間に搬送し、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１０の誘電乾燥方法である。セラミックス成形体１０の上端面１１ａには補助電極３０が載置されている。セラミックス成形体１０の搬送方向Ｌと垂直な方向において、中央領域Ａを挟む２つの端領域Ｂに位置するセラミックス成形体１０の上端面１１ａと接触する部分の補助電極３０の厚みはそれぞれ、中央領域Ａに位置するセラミックス成形体１０の上端面１１ａと接触する部分の補助電極３０の厚みよりも大きい。

Description

セラミックス成形体の誘電乾燥方法、セラミックス構造体の製造方法、及び補助電極部材
　本発明は、セラミックス成形体の誘電乾燥方法、セラミックス構造体の製造方法、及び補助電極部材に関する。
　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。
　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、ハニカム成形体（セラミックス成形体）の上部と下部との間での乾燥状態を均一にするために、ハニカム成形体の開口上端面に孔明板を載置して乾燥を行う方法が提案されている。
　また、特許文献３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４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 特開昭６３－１６６７４５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と垂直な方向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することによって行われる。
　しかしながら、特許文献１及び２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、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と垂直な方向（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、乾燥受台の幅方向中央部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、乾燥受台の幅方向端部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、乾燥受台におけるセラミックス成形体の載置箇所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３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搬送方向と垂直な方向における乾燥状態のばらつきを抑制するものではない。
　さらに、特許文献４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と垂直な方向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。
　さらに、本発明は、上記のセラミックス成形体の誘電乾燥方法に用いるのに適した補助電極部材を提供することを目的とする。
　本発明者らは、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、セラミックス成形体の上端面に補助電極を載置し、乾燥受台におけるセラミックス成形体の載置箇所に応じて補助電極の厚み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と垂直な方向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、且つ前記セラミックス成形体の搬送方向と垂直な方向において、中央領域を挟む２つの端領域に位置する前記セラミックス成形体の上端面と接触する部分の前記補助電極の厚みはそれぞれ、前記中央領域に位置する前記セラミックス成形体の上端面と接触する部分の前記補助電極の厚みよりも大きい、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。
　また、本発明は、セラミックス成形体を誘電乾燥させる際に前記セラミックス成形体の上端面に載置して用いられる補助電極部材であって、補助電極と低誘電損失材料との積層体を含む補助電極部材である。
　さらに、本発明は、セラミックス成形体を誘電乾燥させる際に前記セラミックス成形体の上端面に載置して用いられる補助電極部材であって、補助電極の内部に中空領域を有する補助電極部材である。
　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と垂直な方向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。
　さらに、本発明によれば、上記のセラミックス成形体の誘電乾燥方法に用いるのに適した補助電極部材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の概略図である。 図１の誘電乾燥装置の搬送方向と垂直な方向の概略図である。 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。 均一な厚みの補助電極をセラミックス成形体の上端面に設けた場合の、電気力線の密度分布を表す図である。 本発明の実施形態に係る補助電極部材の断面図である。 本発明の実施形態に係る別の補助電極部材の断面図である。
　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
　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と垂直な方向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、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の概略図を図１に示す。また、この誘電乾燥装置の搬送方向と垂直な方向の概略図を図２に示す。
　図１に示されるように、誘電乾燥装置１００は、誘電乾燥炉１１０と、セラミックス成形体１０が載置された乾燥受台２０を搬送することが可能な搬送手段１２０（例えば、コンベアー）と、誘電乾燥炉１１０の上方に設けられる上部電極１３０と、誘電乾燥炉１１０の下方に設けられる下部電極１４０とを備える。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。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）を更に有していてもよい。
　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。
　図２に示されるように、複数のセラミックス成形体１０は、乾燥受台２０の上面に搬送方向Ｌと垂直な方向（以下、「幅方向Ｃ」という）に並べて載置される。
　乾燥受台２０に載置される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。
　また、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が載置される。
　補助電極３０は、幅方向Ｃにおいて、中央領域Ａを挟む２つの端領域Ｂに位置するセラミックス成形体１０の上端面１１ａと接触する部分の厚みがそれぞれ、中央領域Ａに位置するセラミックス成形体１０の上端面１１ａと接触する部分の厚みよりも大きい。なお、図２では、乾燥受台２０の幅方向Ｃに並べて載置された５個のセラミックス成形体１０のうち、両端の２つのセラミックス成形体１０が端領域Ｂに位置し、中央の３つのセラミックス成形体１０が中央領域Ａに位置する例を示している。
　上記のような厚みの異なる補助電極３０を載置することにより、図３に示されるように、端領域Ｂにおける電気力線の密度分布が中央領域Ａの電気力線の密度分布と概ね同程度となり、幅方向Ｃにおける上部電極１３０と下部電極１４０との間の電界強度のばらつきが小さくなる。したがって、端領域Ｂに位置するセラミックス成形体１０の乾燥速度が、中央領域Ａに位置するセラミックス成形体１０の乾燥速度と概ね同程度となるため、乾燥受台２０に載置された複数のセラミックス成形体１０の幅方向Ｃにおける乾燥状態のばらつきを抑制することができる。
　ここで、中央領域Ａ及び２つの端領域Ｂは、使用する誘電乾燥装置１００の幅方向Ｃにおける上部電極１３０と下部電極１４０との間の電界強度のばらつきに応じて適宜決定すればよく、特に限定されない。典型的な実施形態においては、２つの端領域Ｂはそれぞれ、一対の電極（上部電極１３０及び下部電極１４０）の幅方向Ｃの全体長さに対して、電極の端部から５～４０％、好ましくは１０～３０％の幅方向長さの位置の領域とすることができる。また、中央領域Ａは、一対の電極の幅方向Ｃの全体長さに対して５～４０％、好ましくは１０～３０％の幅方向長さの位置（ただし、電極の幅方向Ｃの中央部が中心である）とすることができる。
　一方、図４に示されるように、同じ厚みの補助電極３０を設けた場合、端領域Ｂにおける電気力線の密度が、中央領域Ａにおける電気力線の密度よりも小さくなる。したがって、端領域Ｂにおける電界強度が、中央領域Ａにおける電界強度よりも小さくなり、端領域Ｂに位置するセラミックス成形体１０が、中央領域Ａに位置するセラミックス成形体１０に比べて乾燥し難くなる。
　中央領域Ａに位置するセラミックス成形体１０の上端面１１ａに載置される補助電極３０の厚みは、２つの端領域Ｂに位置するセラミックス成形体１０の上端面１１ａに載置される補助電極３０の厚みの４～５０％であることが好ましく、２０～４０％であることがより好ましい。このような範囲に補助電極３０の厚みを制御することにより、上記の効果を安定して得ることができる。
　補助電極３０の材質としては、特に限定されないが、その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する孔明板であれば、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、特に限定されないが、孔明板であることが好ましい。孔明板を用いることにより、誘電乾燥時にセラミックス成形体１０の上端面１１ａ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。
　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、誘電乾燥時にセラミックス成形体１０の上端面１１ａから水蒸気を安定して除去することができる。
　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に対する補助電極３０の載置は、補助電極３０を把持する把持装置を用いて行われることがあるが、この場合、補助電極３０の厚みが異なると、既存の把持装置を用いることが難しくなる。したがって、複数のセラミックス成形体１０の上端面１１ａに載置される補助電極３０の厚みは略同一であることが望ましい。
　そこで、中央領域Ａに位置するセラミックス成形体１０の上端面１１ａに載置される補助電極３０の代わりに図５及び６に示されるような補助電極部材４０，５０を用い、補助電極部材４０，５０の厚みと、２つの端領域Ｂに位置するセラミックス成形体１０の上端面１１ａに載置される補助電極３０の厚みとを略同一とすることが好ましい。
　図５に示される補助電極部材４０は、補助電極３０と低誘電損失材料４１との積層体を含む。このような構造の補助電極部材４０を用いることにより、中央領域Ａに位置するセラミックス成形体１０の上端面１１ａと接触する部分の補助電極３０の厚みを小さくすることができる。
　ここで、本明細書において「低誘電損失材料４１」とは、誘電損失が小さい材料のことを意味する。低誘電損失材料４１は、比誘電率及び誘電正接（ｔａｎ δ）が小さいことが好ましい。典型的な低誘電損失材料４１は、比誘電率が１～３、誘電正接が０～０．２である。
　低誘電損失材料４１としては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。低誘電損失材料４１の例としては、フッ素樹脂、ポリプロピレンなどの樹脂が挙げられるが、フッ素樹脂が好ましい。フッ素樹脂は、比誘電率が２．０～３．０、誘電正接が０～０．０２であることが好ましい。
　また、中央領域Ａ及び２つの端領域Ｂに位置するセラミックス成形体１０の上端面１１ａに、厚みが略同一である補助電極部材４０を載置してもよい。この場合、端領域Ｂに位置するセラミックス成形体１０の上端面１１ａと接触する補助電極部材４０の補助電極３０の厚みを、中央領域Ａに位置するセラミックス成形体１０の上端面１１ａと接触する補助電極部材４０の補助電極３０の厚みよりも大きくすればよい。
　補助電極３０及び低誘電損失材料４１はそれぞれ開孔３１，４２を有することが好ましい。また、低誘電損失材料４１の開孔４２の位置は、補助電極３０の開孔３１の位置と一致することが好ましい。このような構造とすることにより、誘電乾燥時にセラミックス成形体１０の上端面１１ａ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。
　図６に示される補助電極部材５０は、補助電極３０の内部に中空領域５１を有する。このような構造とすることにより、中央領域Ａに位置するセラミックス成形体１０の上端面１１ａと接触する部分の補助電極３０の厚みを小さくすることができる。また、中空領域５１を設けることにより、軽量化されるため、ハンドリング性が向上するとともに、補助電極３０の重みによるセラミックス成形体１０の変形を抑制することができる。
　ここで、本明細書において補助電極３０の「中空領域５１」とは、補助電極３０の厚み方向と垂直な方向に延びる空間領域のことを意味する。
　また、中央領域Ａ及び２つの端領域Ｂに位置するセラミックス成形体１０の上端面１１ａに、厚みが略同一である補助電極部材５０を載置してもよい。この場合、端領域Ｂに位置するセラミックス成形体１０の上端面１１ａと接触する補助電極部材５０の補助電極３０の厚みを、中央領域Ａに位置するセラミックス成形体１０の上端面１１ａと接触する補助電極部材５０の補助電極３０の厚みよりも大きくすればよい。
　内部に中空領域５１を有する補助電極部材５０は、開孔３１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の上端面１１ａ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。
　乾燥受台２０は、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。
　乾燥受台２０に用いられる孔明板としては、特に限定されず、補助電極３０に用いられる孔明板と同じ構造及び材質のものを用いることができる。
　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。
　誘電乾燥方法に用いら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の誘電乾燥方法は、中央領域Ａ及び２つの端領域Ｂに位置するセラミックス成形体１０の上端面１１ａと接触する補助電極３０の厚みを制御することによって、中央領域Ａ及び２つの端領域Ｂの電気力線の密度分布（すなわち、電界強度）を同程度にしているため、乾燥受台２０に載置された複数のセラミックス成形体１０の搬送方向Ｌと垂直な方向（すなわち、幅方向Ｃ）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、乾燥受台２０に載置された複数のセラミックス成形体１０の搬送方向Ｌと垂直な方向（すなわち、幅方向Ｃ）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。
＜実施例＞
　乾燥受台の上面に搬送方向Ｌと垂直な方向（幅方向Ｃ）に５個のセラミックス成形体を並べて載置した。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。セラミックス成形体が載置された乾燥受台を誘電乾燥装置内に搬送した場合、乾燥受台の幅方向Ｃに載置された５個のセラミックス成形体のうち、両端の２個のセラミックス成形体が端領域Ｂに位置し、中央の３個のセラミックス成形体が中央領域Ａに位置する。中央領域Ａに位置する中央の３個のセラミックス成形体の上端面には補助電極部材を載置し、端領域Ｂに位置する両端の２個のセラミックス成形体の上端面には厚み３０ｍｍの補助電極（孔明板）を載置した。補助電極部材としては、厚み２ｍｍの補助電極（孔明板）と厚み２８ｍｍのフッ素樹脂（誘電率２．２、誘電正接０）との積層体を用いた。なお、中央領域Ａにおける補助電極部材の補助電極の厚みは、端領域Ｂにおける補助電極の厚みの約６．７％である。
　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４０．０ＭＨｚ、出力８５．０ｋＷ、加熱時間１２分の条件で誘電加熱を行った。
＜比較例＞
　乾燥受台の幅方向Ｃに載置された５個のセラミックス成形体の上端面に厚み２ｍｍの補助電極（孔明板）を載置したこと以外は実施例の条件と同様にしてセラミックス成形体の誘電乾燥を行った。
　上記の実施例及び比較例において誘電乾燥されたセラミックス成形体について重さを測定し、以下の式によって残存水分率を算出した。
　残存水分率（％）＝Ｍ－（Ｗ１－Ｗ２）／Ｗ１×１００
　式中、Ｍは誘電乾燥前のハニカム成形体の含水率（４２％）、Ｗ１は誘電乾燥前のハニカム成形体の重さ（１３２０ｇ）、Ｗ２は誘電乾燥後のハニカム成形体の重さ（ｇ）を表す。
　残存水分率は、乾燥受台の幅方向Ｃの位置（列）ごとに算出した。残存水分率の結果は、搬送方向Ｌを正面として、乾燥受台の幅方向Ｃの左側から列１～列５と表す。残存水分率は各列の平均値とした。その結果を表１に示す。なお、表１では、各列の残存水分率の最大値と最小値との差Δ（ばらつき）もあわせて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示されるように、実施例では、中央領域Ａに位置する列２～４のセラミックス成形体の残存水分率と、端領域Ｂに位置する列１及び５のセラミックス成形体の残存水分率とが同程度であり、各列の残存水分率の最大値と最小値との差Δが小さかった。
　これに対して、比較例では、端領域Ｂに位置する列１及び５のセラミックス成形体の残存水分率が、中央領域Ａに位置する列２～４のセラミックス成形体の残存水分率よりも高く、各列の残存水分率の最大値と最小値との差Δが大きかった。
　また、上記の実施例及び比較例において誘電乾燥されたセラミックス成形体の外径（直径）を測定し、以下の式によって乾燥収縮率を算出した。
　乾燥収縮率（％）＝（Ｒ１－Ｒ２）／Ｒ１×１００
　式中、Ｒ１は誘電乾燥前のハニカム成形体の外径（１４４ｍｍ）、Ｒ２は誘電乾燥後のハニカム成形体の外径（ｍｍ）を表す。
　乾燥収縮率は、残存水分率と同様に、乾燥受台の幅方向Ｃの位置（列）ごとに算出した。乾燥収縮率は各列の平均値とした。その結果を表２に示す。なお、表２では、各列の乾燥収縮率の最大値と最小値との差Δ（ばらつき）もあわせて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に示されるように、実施例では、中央領域Ａに位置する列２～４のセラミックス成形体の乾燥収縮率と、端領域Ｂに位置する列１及び５のセラミックス成形体の乾燥収縮率とが同程度であり、各列の乾燥収縮率の最大値と最小値との差Δが小さかった。
　これに対して、比較例では、中央領域Ａに位置する列２～４のセラミックス成形体の乾燥収縮率が、端領域Ｂに位置する列１及び５のセラミックス成形体の乾燥収縮率よりも高く、各列の乾燥収縮率の最大値と最小値との差Δが大きかった。
　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と垂直な方向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。さらに、本発明によれば、上記のセラミックス成形体の誘電乾燥方法に用いるのに適した補助電極部材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
　３１　開孔
　４０　補助電極部材
　４１　低誘電損失材料
　４２　開孔
　５０　補助電極部材
　５１　中空領域
　１００　誘電乾燥装置
　１１０　誘電乾燥炉
　１２０　搬送手段
　１３０　上部電極
　１４０　下部電極

Claims (15)

  1. 　乾燥受台の上面に搬送方向と垂直な方向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、且つ前記セラミックス成形体の搬送方向と垂直な方向において、中央領域を挟む２つの端領域に位置する前記セラミックス成形体の上端面と接触する部分の前記補助電極の厚みはそれぞれ、前記中央領域に位置する前記セラミックス成形体の上端面と接触する部分の前記補助電極の厚みよりも大きい、セラミックス成形体の誘電乾燥方法。
  2. 　前記補助電極が孔明板である、請求項１に記載のセラミックス成形体の誘電乾燥方法。
  3. 　前記中央領域に位置する前記セラミックス成形体の上端面に、前記補助電極と低誘電損失材料との積層体を含む補助電極部材が載置され、２つの前記端領域に位置する前記セラミックス成形体の上端面に載置される前記補助電極の厚みと前記補助電極部材の厚みとが略同一である、請求項１又は２に記載のセラミックス成形体の誘電乾燥方法。
  4. 　前記中央領域及び２つの前記端領域に位置する前記セラミックス成形体の上端面に、前記補助電極と低誘電損失材料との積層体を含み且つ厚みが略同一である補助電極部材が載置される、請求項１又は２に記載のセラミックス成形体の誘電乾燥方法。
  5. 　前記低誘電損失材料がフッ素樹脂である、請求項３又は４に記載のセラミックス成形体の誘電乾燥方法。
  6. 　前記中央領域に位置する前記セラミックス成形体の上端面に、前記補助電極の内部に中空領域を有する補助電極部材が載置され、２つの前記端領域に位置する前記セラミックス成形体の上端面に載置される前記補助電極の厚みと前記補助電極部材の厚みとが略同一である、請求項１又は２に記載のセラミックス成形体の誘電乾燥方法。
  7. 　前記中央領域及び２つの前記端領域に位置する前記セラミックス成形体の上端面に、前記補助電極の内部に中空領域を有し且つ厚みが略同一である補助電極部材が載置される、請求項１又は２に記載のセラミックス成形体の誘電乾燥方法。
  8. 　前記乾燥受台は、前記セラミックス成形体の下端面と接する部分に孔明板を有する、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の含水率が１～６０％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. 　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１～９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。
  11. 　請求項１～１０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。
  12. 　セラミックス成形体を誘電乾燥させる際に前記セラミックス成形体の上端面に載置して用いられる補助電極部材であって、補助電極と低誘電損失材料との積層体を含む補助電極部材。
  13. 　前記低誘電損失材料がフッ素樹脂である、請求項１２に記載の補助電極部材。
  14. 　セラミックス成形体を誘電乾燥させる際に前記セラミックス成形体の上端面に載置して用いられる補助電極部材であって、補助電極の内部に中空領域を有する補助電極部材。
  15. 　前記補助電極が孔明板である、請求項１２～１４のいずれか一項に記載の補助電極部材。
PCT/JP2020/006924 2020-02-20 2020-02-20 セラミックス成形体の誘電乾燥方法、セラミックス構造体の製造方法、及び補助電極部材 WO2021166190A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/006924 WO2021166190A1 (ja) 2020-02-20 2020-02-20 セラミックス成形体の誘電乾燥方法、セラミックス構造体の製造方法、及び補助電極部材

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/006924 WO2021166190A1 (ja) 2020-02-20 2020-02-20 セラミックス成形体の誘電乾燥方法、セラミックス構造体の製造方法、及び補助電極部材

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021166190A1 true WO2021166190A1 (ja) 2021-08-26

Family

ID=77390753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/006924 WO2021166190A1 (ja) 2020-02-20 2020-02-20 セラミックス成形体の誘電乾燥方法、セラミックス構造体の製造方法、及び補助電極部材

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2021166190A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3396474A (en) * 1965-04-01 1968-08-13 Siemens Ag Capacitive heating apparatus for drying an object having a dielectric value and geometrical dimensions which vary as such object is dried
JPS63166745A (ja) * 1986-12-27 1988-07-09 日本碍子株式会社 ハニカム構造体の誘電乾燥法
JP2004526649A (ja) * 2000-12-29 2004-09-02 コーニング インコーポレイテッド セラミックを処理するための装置及び方法
JP2007015142A (ja) * 2005-07-05 2007-01-25 Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd セラミック成形体のマイクロ波乾燥方法及び装置並びにこの乾燥装置に用いるセラミック成形体乾燥用治具

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3396474A (en) * 1965-04-01 1968-08-13 Siemens Ag Capacitive heating apparatus for drying an object having a dielectric value and geometrical dimensions which vary as such object is dried
JPS63166745A (ja) * 1986-12-27 1988-07-09 日本碍子株式会社 ハニカム構造体の誘電乾燥法
JP2004526649A (ja) * 2000-12-29 2004-09-02 コーニング インコーポレイテッド セラミックを処理するための装置及び方法
JP2007015142A (ja) * 2005-07-05 2007-01-25 Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd セラミック成形体のマイクロ波乾燥方法及び装置並びにこの乾燥装置に用いるセラミック成形体乾燥用治具

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2366970B1 (en) Method of drying a honeycomb formed body
US8186076B2 (en) Drying apparatus and drying method for honeycomb formed body
EP3127611B1 (en) Honeycomb structure
WO2007108076A1 (ja) 乾燥装置、セラミック成形体の乾燥方法及びハニカム構造体の製造方法
EP2484504B1 (en) Method for manufacturing a honeycomb structure
CN110314705B (zh) 蜂窝结构体
US20240085105A1 (en) Dielectric drying method and dielectric drying device for ceramic formed bodies, and method for producing ceramic structures
JP6562960B2 (ja) ハニカム構造体の製造方法
JP6726634B2 (ja) ハニカム構造体の製造方法
WO2021166191A1 (ja) 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
JP6559727B2 (ja) ハニカム構造体の製造方法
JP7296926B2 (ja) 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
EP2481542A1 (en) Honeycomb structure and method for manufacturing same
WO2021166190A1 (ja) セラミックス成形体の誘電乾燥方法、セラミックス構造体の製造方法、及び補助電極部材
CN110314710B (zh) 蜂窝结构体
JP4386518B2 (ja) セラミック成形体の乾燥方法及びセラミック成形体の乾燥用治具
JP5362550B2 (ja) ハニカム成形体の乾燥方法
JP6811769B2 (ja) ハニカム成形体の乾燥方法及びハニカム構造体の製造方法
JP2014140842A (ja) ハニカム触媒体
JP2003089575A (ja) セラミックス構造体の製造方法
JP6284015B2 (ja) セラミックハニカム成形体の乾燥方法
US20140070466A1 (en) Manufacturing method of honeycomb structure

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20920629

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20920629

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP