WO2021166191A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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義将 夫馬
裕一 田島
好正 近藤
健介 奥村
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日本碍子株式会社
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    • F26B2210/02—Ceramic articles or ceramic semi-finished articles

Definitions

  • the present invention relates to a dielectric drying method and a dielectric drying device for a ceramic molded body, and a method for manufacturing a ceramic structure.
  • 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-mentioned 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 molded bodies placed on a drying cradle. It is an object of the present invention to provide a possible dielectric drying method and a dielectric drying apparatus for a ceramic molded body. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a ceramic structure capable of making the shape uniform.
  • the present inventors have solved the above problems by controlling the distance between the electrodes according to the placement location of the ceramic molded body on the drying cradle. We have found that we can obtain it, and have completed the present invention.
  • 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.
  • the distance between the electrodes of the two end regions sandwiching the central region in the direction perpendicular to the transport direction of the ceramic molded body is shorter than the distance between the electrodes of the central region. be.
  • the present invention is a method for manufacturing a ceramic structure, including a method for dielectrically drying the ceramic molded product.
  • the present invention includes an upper electrode and With the lower electrode Ceramic molding provided with a transport means capable of transporting a plurality of ceramic compacts placed side by side in a direction perpendicular to the transport direction on the upper surface of the drying cradle between the electrodes of the upper electrode and the lower electrode. It is a body dielectric drying device In a dielectric drying device for a ceramic molded body, the distance between the electrodes of the two end regions sandwiching the central region in the direction perpendicular to the transport direction of the ceramic molded body is shorter than the distance between the electrodes in the central region. be.
  • a method for dielectric drying a ceramic molded product and a dielectric drying device capable of suppressing 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 be provided.
  • 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 is a plurality of ceramic molded bodies 10 placed side by side on the upper surface of the upper electrode 130, the lower electrode 140, and the drying cradle 20 in a direction perpendicular to the transport direction L. Is provided with a transporting means 120 (for example, a conveyor) capable of transporting between the upper electrode 130 and the lower electrode 140.
  • the upper electrode 130 is provided above the dielectric drying oven 110, and the lower electrode 140 is provided below the dielectric drying oven 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 distance D1 between the electrodes of the two end regions B sandwiching the central region A is shorter than the distance D2 between the electrodes of the central region A.
  • 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 variation in the electric field strength between the upper electrode 130 and the lower electrode 140 in the 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 density of the lines of electric force in the end region B is the electricity in the central region A as shown in FIG. It is smaller than the density of lines of force. 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 method of controlling the distance between the electrodes as described above is not particularly limited, but for example, the structure of the upper electrode 130 may be adjusted.
  • the upper electrode 130 in the end region B may be deformed in a convex shape so as to be closer to the ceramic molded body 10 than the upper electrode 130 in the central region A.
  • the upper electrode 130 has flat portions 131, 132 parallel to the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 in the central region A and the two end regions B, and the flat portion 131 of the central region A. It has an inclined portion 133 between the two end regions B and the flat portion 132. With such a structure, the above effect can be easily obtained.
  • the distance between the electrodes may be controlled by making the thickness of the upper electrode 130 in the end region B larger than the thickness of the upper electrode 130 in the central region A.
  • the distance between the electrodes in the end region B (distance between the upper electrode 130 and the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10) is the size of the ceramic molded body 10 and the ceramic molding placed side by side in the width direction C of the drying cradle 20.
  • the appropriate range varies depending on conditions such as the number of bodies 10. Therefore, in order to make it possible to adjust the distance between the electrodes in the end region B according to these conditions, a mechanism for controlling the distance between the upper electrode 130 in the two end regions B and the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 is further provided. Is preferable.
  • Such a mechanism is not particularly limited, but for example, a jig (not shown) that can be expanded and contracted in the vertical direction is arranged on the surface of the upper electrode 130 opposite to the ceramic molded body 10 in the end region B.
  • the distance between the upper electrode 130 and the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 may be adjusted by expanding and contracting the jig in the vertical direction.
  • the distance D3 between the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 located in the end region B and the upper electrode 130 is the distance between the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 located in the central region A and the upper electrode 130, respectively. It is preferably 50 to 95% of D4, and more preferably 60 to 90%. By controlling the distance D3 within such a range, the above effect can be stably obtained.
  • 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 length of the upper electrode 130 of the two end regions B is 5 to 40% of the total length of the upper electrode 130, respectively. It is preferably 10 to 30%, more preferably 10 to 30%. Further, in the direction perpendicular to the transport direction L of the ceramic molded body 10 (width direction C), the length of the upper electrode 130 in the central region A is preferably 20 to 90% of the total length of the upper electrode 130. , 40-80%, more preferably.
  • 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” means a plate material having holes.
  • the material of the perforated plate is not particularly limited, and examples thereof include aluminum, copper, aluminum alloy, copper alloy, and graphite. These can be used alone or in combination of two or more.
  • 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 lower end surface 11b 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 lower end surface 11b of the ceramic molded body 10.
  • the shape of the holes on the surface of the perforated plate that comes into contact with the lower end surface 11b 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.
  • Auxiliary electrodes may be placed on the upper end surfaces 11a of the plurality of ceramic molded bodies 10. By placing the auxiliary electrode, water vapor can be stably removed from the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 during dielectric drying.
  • the auxiliary electrode is a portion in which the thickness of the portion in contact with the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 located in the end region B in the width direction C is in contact with the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 located in the central region A, respectively. It is preferably larger than the thickness of.
  • the thickness of the auxiliary electrode 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 placed on the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 located in the two end regions B. It is preferably 4 to 50%, and more preferably 20 to 40%. By controlling the thickness of the auxiliary electrode within such a range, the above effect can be stably obtained.
  • the material of the auxiliary electrode is not particularly limited, but it is preferable that the conductivity thereof is higher than the conductivity of the ceramic molded product 10.
  • a perforated plate having such conductivity can sufficiently secure the function as an auxiliary electrode.
  • the perforated plate used for the auxiliary electrode is not particularly limited, and the same perforated plate used for the drying cradle 20 can be used.
  • the auxiliary electrode 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.
  • a gripping device that grips the auxiliary electrode.
  • the existing gripping device Becomes difficult to use. Therefore, it is desirable that the thicknesses of the auxiliary electrodes 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 placed on the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 located in the central region A, the auxiliary electrode members 40, 50 as shown in FIGS. 5 and 6 are used, and the auxiliary electrode members 40, 50 are used.
  • the thickness of the auxiliary electrode placed on the upper end surface 11a of the ceramic molded body 10 located in the two end regions B is preferably 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.
  • 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 dielectric drying a ceramic molded body controls the distance between the electrodes of the central region A and the two end regions B to control the lines of electric force of the central region A and the two end regions B. Since the density distribution (that is, the electric field strength) is about the same, the dry state in the direction perpendicular to the transport direction L (that is, the width direction C) of the plurality of ceramic molded bodies 10 placed on the drying cradle 20. Variation can be suppressed.
  • 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.
  • 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 electrodes (perforated plates) having the same thickness were placed on the upper end surfaces of the five ceramic compacts.
  • the upper electrode of the dielectric drying device has a shape as shown in FIG.
  • the overall length of the upper electrode 130 in the width direction C is 1150 mm
  • the length of the flat portion 131 of the central region A is 600 mm
  • the length of the flat portion 132 of the two end regions B is 200 mm, respectively, and the two end regions.
  • the length of the inclined portion of B was set to 75 mm, respectively.
  • the length of the upper electrode 130 in the central region A is about 52% of the total length of the upper electrode 130
  • the lengths of the upper electrodes 130 in the two end regions B are the total lengths of the upper electrodes 130, respectively. It is about 24% of.
  • the two flat surface portions 132 of the end region B are set to be closer to 30 mm closer to the ceramic molded body side than the flat surface portion 131 of the central region A.
  • the distance D3 between the two flat surfaces 132 of the end region B and the upper electrode 130 was 70 mm
  • the distance D4 between the flat surface 131 of the central region A and the upper electrode 130 was 100 mm.
  • the distance D3 is 70% of the distance D4.
  • the ceramic molded body was dielectrically dried in the same manner as in the conditions of the examples except that the dielectric drying device having a flat electrode (total length 1150 mm in the width direction C) was used as the upper electrode. ..
  • 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. became.
  • 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 and a dielectric drying device 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.

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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の電極間の距離は、中央領域Ａの電極間の距離よりも短い。

Description

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
　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。
　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、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、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電極間の距離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つの端領域の前記電極間の距離は、前記中央領域の前記電極間の距離よりも短い、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。
　さらに、本発明は、上部電極と、
　下部電極と、
　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、前記上部電極と前記下部電極との電極間に搬送することが可能な搬送手段と
を備えるセラミックス成形体の誘電乾燥装置であって、
　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つの端領域の前記電極間の距離は、前記中央領域の前記電極間の距離よりも短い、セラミックス成形体の誘電乾燥装置である。
　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。 中央領域及び端領域の電極間の距離を同じにし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、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。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。
　セラミックス成形体１０の搬送方向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の電極間の距離Ｄ１は、中央領域Ａの電極間の距離Ｄ２よりも短い。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。
　上記のように電極間の距離を制御することにより、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。
　２つの端領域Ｂの電極間の距離Ｄ１が中央領域Ａの電極間の距離Ｄ２と同一である場合、図４に示されるように端領域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。
　上記のように電極間の距離を制御する方法としては、特に限定されないが、例えば、上部電極１３０の構造を調整すればよい。具体的には、端領域Ｂの上部電極１３０を中央領域Ａの上部電極１３０よりもセラミックス成形体１０に近づくように凸状に変形させればよい。典型的な実施形態では、上部電極１３０は、中央領域Ａ及び２つの端領域Ｂにおいてセラミックス成形体１０の上端面１１ａと平行な平面部１３１，１３２を有し、中央領域Ａの平面部１３１と２つの端領域Ｂの平面部１３２との間に傾斜部１３３を有する。このような構造とすることにより、上記の効果を容易に得ることができる。
　なお、電極間の距離は、端領域Ｂの上部電極１３０の厚みを中央領域Ａの上部電極１３０の厚みよりも大きくすることによって制御してもよい。
　端領域Ｂにおける電極間の距離（上部電極１３０とセラミックス成形体１０の上端面１１ａとの距離）は、セラミックス成形体１０の大きさや乾燥受台２０の幅方向Ｃに並べて載置されるセラミックス成形体１０の数などの条件によって適切な範囲が異なる。そのため、これらの条件によって端領域Ｂにおける電極間の距離を調整可能とするために、２つの端領域Ｂにおける上部電極１３０とセラミックス成形体１０の上端面１１ａとの距離を制御する機構を更に備えることが好ましい。
　このような機構としては、特に限定されないが、例えば、端領域Ｂにおける上部電極１３０のセラミックス成形体１０と反対側の面に鉛直方向に伸縮可能な治具（図示していない）を配置し、この治具の鉛直方向の伸縮によって上部電極１３０とセラミックス成形体１０の上端面１１ａとの距離を調整すればよい。
　端領域Ｂに位置するセラミックス成形体１０の上端面１１ａと上部電極１３０との間の距離Ｄ３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と上部電極１３０との間の距離Ｄ４の５０～９５％であることが好ましく、６０～９０％であることがより好ましい。このような範囲に距離Ｄ３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。
　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。
　セラミックス成形体１０の搬送方向Ｌと垂直な方向（幅方向Ｃ）において、２つの端領域Ｂの上部電極１３０の長さはそれぞれ、上部電極１３０の全体長さの５～４０％であることが好ましく、１０～３０％であることがより好ましい。また、セラミックス成形体１０の搬送方向Ｌと垂直な方向（幅方向Ｃ）において、中央領域Ａの上部電極１３０の長さは、上部電極１３０の全体長さの２０～９０％であることが好ましく、４０～８０％であることがより好ましい。２つの端領域Ｂ及び中央領域Ａの上部電極１３０の長さを上記の範囲に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。
　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。
　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。
　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の下端面１１ｂ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の下端面１１ｂ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の下端面１１ｂ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には補助電極を載置してもよい。補助電極を載置することにより、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。
　補助電極は、幅方向Ｃにおいて、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ことが好ましい。このような厚みの異なる補助電極を載置することにより、端領域Ｂにおける電気力線の密度分布を中央領域Ａの電気力線の密度分布と概ね同程度に制御し易くなるため、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、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安定して抑制することができる。
　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、補助電極としての機能を十分に確保することができる。
　補助電極に用いられる孔明板としては、特に限定されず、乾燥受台２０に用いられる孔明板と同じものを用いることができる。
　複数のセラミックス成形体１０の上端面１１ａに対する補助電極の載置は、補助電極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。
　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の電極間の距離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。５個のセラミックス成形体の上端面には同じ厚みの補助電極（孔明板）を載置した。
　誘電乾燥装置の上部電極は、図２に示されるような形状とした。上部電極１３０は、幅方向Ｃにおいて、全体長さを１１５０ｍｍとし、中央領域Ａの平面部１３１の長さを６００ｍｍ、２つの端領域Ｂの平面部１３２の長さをそれぞれ２００ｍｍ、２つの端領域Ｂの傾斜部の長さをそれぞれ７５ｍｍとした。なお、中央領域Ａの上部電極１３０の長さは、上部電極１３０の全体長さの約５２％であり、２つの端領域Ｂの上部電極１３０の長さはそれぞれ、上部電極１３０の全体長さの約２４％である。また、端領域Ｂの２つの平面部１３２は、中央領域Ａの平面部１３１よりもセラミックス成形体側に３０ｍｍ近くなるようにした。端領域Ｂの２つの平面部１３２と上部電極１３０との間の距離Ｄ３はそれぞれ７０ｍｍとし、中央領域Ａの平面部１３１と上部電極１３０との間の距離Ｄ４は１００ｍｍとした。なお、距離Ｄ３は距離Ｄ４の７０％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＞
　上部電極として平面状の電極（幅方向Ｃにおける全体長さ１１５０ｍｍ）を有する誘電乾燥装置を用いて誘電乾燥を行っ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なった。
　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
　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 (23)

  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つの端領域の前記電極間の距離は、前記中央領域の前記電極間の距離よりも短い、セラミックス成形体の誘電乾燥方法。
  2. 　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と前記上部電極との間の距離はそれぞれ、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前記上部電極との間の距離の５０～９５％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. 　前記上部電極は、前記中央領域及び２つの前記端領域において前記セラミックス成形体の上端面と平行な平面部を有し、前記中央領域の前記平面部と２つの前記端領域の前記平面部との間に傾斜部を有する、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. 　前記セラミックス成形体の搬送方向と垂直な方向において、２つの前記端領域の前記上部電極の長さはそれぞれ、前記上部電極の全体長さの５～４０％である、請求項１～３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。
  5. 　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、前記中央領域の前記上部電極の長さは、前記上部電極の全体長さの２０～９０％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１～５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. 　前記セラミックス成形体の含水率が１～６０％である、請求項１～６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１～７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上端面に補助電極が載置される、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. 　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、請求項９に記載のセラミックス成形体の誘電乾燥方法。
  11. 　前記補助電極が孔明板である、請求項９又は１０に記載のセラミックス成形体の誘電乾燥方法。
  12. 　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９～１１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。
  13. 　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９～１１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。
  14. 　前記低誘電損失材料がフッ素樹脂である、請求項１２又は１３に記載のセラミックス成形体の誘電乾燥方法。
  15. 　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９～１１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。
  16. 　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９～１１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。
  17. 　請求項１～１６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。
  18. 　上部電極と、
    　下部電極と、
    　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、前記上部電極と前記下部電極との電極間に搬送することが可能な搬送手段と
    を備えるセラミックス成形体の誘電乾燥装置であって、
    　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つの端領域の前記電極間の距離は、前記中央領域の前記電極間の距離よりも短い、セラミックス成形体の誘電乾燥装置。
  19. 　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と前記上部電極との間の距離はそれぞれ、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前記上部電極との間の距離の５０～９５％である、請求項１８に記載のセラミックス成形体の誘電乾燥装置。
  20. 　前記上部電極は、前記中央領域及び２つの前記端領域において前記セラミックス成形体の上端面と平行な平面部を有し、前記中央領域の前記平面部と２つの前記端領域の前記平面部との間に傾斜部を有する、請求項１８又は１９に記載のセラミックス成形体の誘電乾燥装置。
  21. 　２つの前記端領域における前記上部電極と前記セラミックス成形体の上端面との距離を制御する機構を更に備える、請求項１８～２０のいずれか一項に記載の誘電乾燥装置。
  22. 　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、２つの前記端領域の前記上部電極の長さはそれぞれ、前記上部電極の全体長さの５～４０％である、請求項１８～２１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装置。
  23. 　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、前記中央領域の前記上部電極の長さは、前記上部電極の全体長さの２０～９０％である、請求項１８～２２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装置。
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