專利名稱：蜂窩成形體的干燥方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蜂窩成形體的干燥方法。更具體涉及即使在隔壁薄的情況下，也難以受到干燥空間內(nèi)的氣氛的影響，可在不會(huì)產(chǎn)生外周部的變形、裂紋的狀態(tài)下進(jìn)行干燥的蜂窩成形體的干燥方法。
背景技術(shù)：
陶瓷制的蜂窩結(jié)構(gòu)體廣泛用于催化劑載體、各種過濾器等。近來，作為用于捕捉從柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排出的粒子狀物質(zhì)(顆粒物)的柴油微粒過濾器(DPF)，備受關(guān)注。一般而言，這樣的蜂窩結(jié)構(gòu)體可通過如下來獲得通過在陶瓷材料和水等分散介質(zhì)中加入成形助劑、各種添加劑而獲得原料組合物，將該原料組合物混煉，制成坯土之后， 進(jìn)行擠出成形，從而制作蜂窩形狀的成形體(蜂窩成形體)，將該蜂窩成形體干燥之后進(jìn)行燒成。作為干燥蜂窩成形體的方法，已知有僅放置于室溫條件下的自然干燥方法、通過由氣體燃燒器等產(chǎn)生的熱風(fēng)而進(jìn)行干燥的熱風(fēng)干燥方法、利用高頻能量的介電干燥方法、 利用微波的微波干燥方法等。其中就介電干燥(誘電乾燥)而言，通過如下進(jìn)行使電流在設(shè)置于蜂窩成形體的開口上端面的上方以及開口下端面的下方的相對(duì)設(shè)置的電極板之間流動(dòng)，在高頻能量作用下使蜂窩成形體內(nèi)的水分子運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生摩擦熱。對(duì)于介電干燥而言，通過蜂窩成形體的電力線的密度易于變?yōu)椴痪鶆?，由此有時(shí)會(huì)在蜂窩成形體上產(chǎn)生部分性的干燥延遲，在所獲得的蜂窩結(jié)構(gòu)體中產(chǎn)生尺寸的偏差、裂紋等問題。因此，開發(fā)出例如如專利文獻(xiàn)1所示的采用由高導(dǎo)電率的孔明板形成的干燥試驗(yàn)臺(tái)(受臺(tái))的方法，進(jìn)一步開發(fā)出例如專利文獻(xiàn)2所示那樣的將高導(dǎo)電率的上板載置于蜂窩成形體的開口上端面的方法，通過謀求電力線密度的均勻化，從而可減少蜂窩結(jié)構(gòu)體中產(chǎn)生的部分性的直徑差，降低裂紋的產(chǎn)生。專利文獻(xiàn)1 日本特公昭60-37382號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開昭63-166745號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
然而近年來，要求更嚴(yán)密的形狀精度的蜂窩結(jié)構(gòu)體。由于高導(dǎo)電率的上板載置等方法無法實(shí)現(xiàn)，因而蜂窩結(jié)構(gòu)體的剖面形狀的精度便成為問題。進(jìn)一步，伴隨著材料技術(shù)的進(jìn)步，區(qū)劃形成孔格的隔壁不斷薄壁化，但是隔壁越薄的蜂窩成形體越容易發(fā)生因干燥空間內(nèi)氣氛的影響而導(dǎo)致的變形等，因此要求將氣氛的影響抑制于最小限度的蜂窩成形體的干燥方法。可是，對(duì)于介電干燥方法而言，如果進(jìn)行干燥而減少蜂窩成形體內(nèi)的水分，那么阻抗上升，伴隨于此，電壓上升，從而存在如下的風(fēng)險(xiǎn)在電極板間或高頻電路內(nèi)產(chǎn)生放電，引起絕緣破壞，產(chǎn)生設(shè)備故障。因此，在介電干燥時(shí)的電壓(輸出功率)方面存在一定的限制。
本發(fā)明，鑒于這樣的現(xiàn)有技術(shù)所具有的問題點(diǎn)而開發(fā)，其課題在于提供一種蜂窩成形體的干燥方法，在特定以下的電壓下，即使干燥對(duì)象的蜂窩成形體為薄壁的蜂窩成形體，也可不受干燥空間內(nèi)的氣氛的影響而進(jìn)行介電干燥，可獲得沒有變形、裂紋的蜂窩結(jié)構(gòu)體作為最終制品。鑒于上述課題，本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了 通過將施加于作為被干燥體的蜂窩成形體的高頻能量維持在一定的強(qiáng)度而進(jìn)行介電干燥，從而可成品率良好地制造良好的品質(zhì)的蜂窩結(jié)構(gòu)體。即，根據(jù)本發(fā)明，提供以下的蜂窩成形體的干燥方法。[1] 一種蜂窩成形體的干燥方法，其為未燒成的蜂窩成形體的干燥方法，所述未燒成的蜂窩成形體由含有陶瓷材料、分散介質(zhì)、成形助劑以及添加劑的原料組合物形成，具有作為流體流路的由隔壁區(qū)劃形成的多個(gè)孔格；所述蜂窩成形體的干燥方法具有介電干燥工序在干燥空間內(nèi)，使電流在前述蜂窩成形體的開口上端面的上方以及開口下端面的下方相對(duì)設(shè)置的電極板之間流動(dòng)，將針對(duì)于前述蜂窩成形體的功率密度維持在5 20 [kW/ kg(水)]的范圍，從而進(jìn)行介電干燥。[2]根據(jù)前述[1]所述的蜂窩成形體的干燥方法，通過控制前述蜂窩成形體的前述干燥空間內(nèi)填充率，從而將前述干燥空間內(nèi)的功率密度維持在5 20 [kff/kg (水)]的范圍。[3]根據(jù)前述[1]或[2]所述的蜂窩成形體的干燥方法，通過將相對(duì)設(shè)置的前述電極板的面積控制于對(duì)干燥而言有效的最小的大小，從而將前記干燥空間內(nèi)的功率密度維持在5 20[kW/kg(水)]的范圍。[4]根據(jù)前述[1] [3]中任一項(xiàng)所述的蜂窩成形體的干燥方法，前述蜂窩成形體的介電干燥前的含水率為20 25質(zhì)量％。[5]根據(jù)前述[1] [4]中任一項(xiàng)所述的蜂窩成形體的干燥方法，進(jìn)行前述介電干燥，直至前述蜂窩成形體的介電干燥后的含水率相對(duì)于介電干燥前的含水率為10 40%。[6]根據(jù)前述[1] [5]中任一項(xiàng)所述的蜂窩成形體的干燥方法，在進(jìn)行了前述介電干燥之后，進(jìn)一步具有進(jìn)行微波干燥和/或熱風(fēng)干燥的工序。[7]根據(jù)前述[1] [6]中任一項(xiàng)所述的蜂窩成形體的干燥方法，在前述原料組合物中包含具有熱凝膠化特性和/或熱固化特性的粘合劑作為前述成形助劑。[8]根據(jù)前述[7]所述的蜂窩成形體的干燥方法，前述原料組合物中的前述粘合劑的含量為1 10質(zhì)量％。[9]根據(jù)前述[1] [8]中任一項(xiàng)所述的蜂窩成形體的干燥方法，通過將前述干燥空間內(nèi)的濕球溫度維持在60°C以上、不足100°C而進(jìn)行前述介電干燥。[10]根據(jù)前述[1] [9]中任一項(xiàng)所述的蜂窩成形體的干燥方法，前述蜂窩成形體的前述多個(gè)孔格的開口率為70 90%，且前述隔壁的厚度為0. 05 0. 2mm。根據(jù)本發(fā)明的蜂窩成形體的干燥方法，能夠降低蜂窩成形體的剖面形狀的惡化、 部分性地產(chǎn)生的直徑差、外周部的凹陷、裂紋的產(chǎn)生等，即使是隔壁薄的蜂窩成形體，也可尺寸精度良好地進(jìn)行干燥。


圖1表示作為本發(fā)明的蜂窩成形體的干燥方法的干燥對(duì)象的蜂窩成形體的一個(gè)
4實(shí)施方式的立體圖。圖2表示作為本發(fā)明的蜂窩成形體的干燥方法的干燥對(duì)象的蜂窩成形體的另一實(shí)施方式的立體圖。圖3表示被介電干燥的蜂窩成形體配置于相對(duì)的電極板之間的樣子的平面圖。圖4表示本發(fā)明的蜂窩成形體的干燥方法中的介電干燥工序的一個(gè)實(shí)施方式的模式圖。圖5表示以往的蜂窩成形體的介電干燥方法的一個(gè)實(shí)施方式的模式圖。圖6A表示介電干燥后的蜂窩成形體的一個(gè)實(shí)施方式的照片。圖6B表示介電干燥后的蜂窩成形體的另一實(shí)施方式的照片。圖6C表示介電干燥后的蜂窩成形體的另外一個(gè)實(shí)施方式的照片。附圖標(biāo)記說明UlOl 蜂窩成形體，2 隔壁，3 孔格，4 外壁，5 開口上端面，6 開口下端面，10 介電干燥裝置，11 輸送機(jī)，12 ；沖壓板(開孔板)，35、36 電極板。
具體實(shí)施例方式以下，一邊參照附圖，一邊對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。本發(fā)明不限于以下的實(shí)施方式，只要不脫離發(fā)明的范圍，可加入變更、補(bǔ)正、改良。首先，對(duì)本發(fā)明的蜂窩成形體的干燥方法中的作為被干燥體的蜂窩成形體進(jìn)行說明。圖1為表示本發(fā)明的蜂窩成形體的干燥方法的干燥對(duì)象，即蜂窩成形體的一個(gè)實(shí)施方式的立體圖。就圖1所示的蜂窩成形體1而言，其為具有作為流體流路的由隔壁2區(qū)劃形成的多個(gè)孔格3的蜂窩形狀的成形體，按照圍繞多個(gè)孔格3的方式形成有外壁4，其外形形狀為圓柱狀。另外，圖2為表示本發(fā)明的蜂窩成形體的干燥方法的干燥對(duì)象，即蜂窩成形體的別的實(shí)施方式的立體圖。就圖2所示的蜂窩成形體101而言，其為具有作為流體流路的由隔壁2區(qū)劃形成的多個(gè)孔格3的蜂窩形狀的成形體，其外形形狀為四棱柱狀。對(duì)于適用本發(fā)明的干燥方法的被干燥體而言，不受限于圖1和圖2所示的實(shí)施方式；對(duì)于與孔格3的軸方向(流路方向)正交的剖面形狀而言，首選圓形、四邊形，也可以選擇多邊形、橢圓形等任意的形狀。作為在干燥了蜂窩成形體之后進(jìn)行燒成而獲得的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法有將隔壁及包圍其的外壁一體成形的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，以及在使隔壁成形后加工其外周、 并在該加工了的外周的表面上重新地覆蓋以陶瓷材料為骨料的水泥質(zhì)的涂布層，從而制造具有外壁的蜂窩結(jié)構(gòu)體的方法。圖1所示的蜂窩成形體1是作為前一制造方法中的中間體的蜂窩成形體的一個(gè)實(shí)施方式；圖2所示的蜂窩成形體101是作為后一制造方法中的中間體的蜂窩成形體的一個(gè)實(shí)施方式。在后一制造方法的情況下，在作為干燥對(duì)象的蜂窩成形體中，不存在外壁4。適用本發(fā)明的干燥方法的蜂窩成形體是未燒成體，所述未燒成體通過如下來獲得將向陶瓷材料中加入了作為分散介質(zhì)的水、成形助劑以及添加劑的原料組合物進(jìn)行混煉，制成坯土，之后，通過例如擠出成形而獲得。未燒成體是指，所使用的陶瓷材料的粒子以維持著成形時(shí)的粒子形狀的狀態(tài)而存在且陶瓷材料處于沒有燒結(jié)的狀態(tài)。作為陶瓷材料，例如可列舉出氧化鋁、莫來石、氧化鋯、堇青石等氧化物系陶瓷，或者碳化硅、氮化硅、氮化鋁等非氧化物系陶瓷等。需要說明的是，堇青石也包括通過燒成而堇青石化的多種陶瓷材料的混合粉。另外，也可使用碳化硅/金屬硅復(fù)合材、碳化硅/石墨復(fù)合材等。接著，關(guān)于本發(fā)明的蜂窩成形體的干燥方法，以干燥上述的蜂窩成形體1的情況為例來進(jìn)行說明。對(duì)于本發(fā)明的蜂窩成形體的干燥方法而言，首先在規(guī)定條件下進(jìn)行介電干燥，其后，優(yōu)選進(jìn)行微波干燥和/或熱風(fēng)干燥。例如，優(yōu)選采用將蜂窩成形體1順次連續(xù)地搬入、搬出介電干燥裝置、微波干燥裝置和/或熱風(fēng)干燥裝置的連續(xù)裝置。圖3為表示被介電干燥的蜂窩成形體配置于相對(duì)設(shè)置的電極板之間的樣子的平面圖。就介電干燥工序而言，如圖3所示，使高頻電流通電于在蜂窩成形體1的開口上端面 5的上方和開口下端面6的下方相對(duì)地設(shè)置的電極板35、36之間，在蜂窩成形體1內(nèi)部的介電損失的作用下，從內(nèi)部開始加熱從而進(jìn)行干燥。即，在介電干燥裝置中，蜂窩成形體1以與自身的內(nèi)部的電場(chǎng)分布成比例的方式，被加熱從而干燥。在此介電干燥工序中通電的高頻電流的振蕩頻率，沒有特別限制，但是優(yōu)選為2 100MHz。另外，從設(shè)備成本的觀點(diǎn)考慮更優(yōu)選作為用于工業(yè)用加熱爐的頻率數(shù)的6 50MHz的振蕩頻率。圖4為表示本發(fā)明的蜂窩成形體的干燥方法中的介電干燥工序的一個(gè)實(shí)施方式的模式圖。如圖4所示，在本發(fā)明的蜂窩成形體的干燥方法中，優(yōu)選使用連續(xù)式的介電干燥裝置10，擠出成形的蜂窩成形體1在輸送機(jī)11的作用下，以一定的速度而順次連續(xù)地搬入、 搬出。此時(shí)就各蜂窩成形體1而言，優(yōu)選載置于沖壓板(開孔板)12之上，而搬運(yùn)到介電干燥裝置10內(nèi)。就介電干燥裝置10而言，由于具有將從蜂窩成形體1蒸發(fā)的水蒸氣排出于干燥空間之外的排氣裝置(未圖示)，因此可總是將干燥空間內(nèi)的濕度氣氛保持為大致一定。在本發(fā)明的蜂窩成形體的干燥方法中，將在介電干燥時(shí)施加于蜂窩成形體的高頻能量的強(qiáng)度稱為“功率密度”，作為指標(biāo)來表示。本發(fā)明人定義出功率密度=干燥中有效能量P [kW]/被干燥體內(nèi)水分量W Dig]；在該值為5 20[kW/kg(水)]時(shí)，發(fā)現(xiàn)可獲得綜合而言最良好的干燥結(jié)果。此處“干燥中有效能量P”是指在規(guī)定的條件下將處于干燥空間內(nèi)的全部未干燥蜂窩成形體干燥至規(guī)定水平而投入的電力。需要說明的是，就此投入的電力而言，在將蜂窩成形體的絕對(duì)干燥時(shí)的比熱設(shè)為dkj/kg · °C ]、蜂窩成形體的處理量設(shè)為bRg/h]、蜂窩成形體的溫度設(shè)為T[°C ]、水的氣化熱設(shè)為dkj/kg · V ]、蜂窩成形體的含水率設(shè)為]、蜂窩成形體的飛散率設(shè)為]時(shí)，根據(jù)P = a*b* (1-d) * (100-T) +4. 18*b*d* (100-T) +b*c*e 的式子而算出。另外，“被干燥體內(nèi)水分量W”是指，處于干燥空間內(nèi)的全部的未干燥蜂窩成形體中含有的全水分量的合計(jì)量，每1個(gè)工件的干燥時(shí)間設(shè)為t (h)時(shí)，根據(jù)W = b*e*t而算出。 即，為了實(shí)現(xiàn)高的尺寸精度以及成品率，針對(duì)于作為被干燥體的未干燥的蜂窩成形體，對(duì)于所含的每個(gè)單位水分量(Ikg)，優(yōu)選施加5 20[kW]的電力。需要說明的是，如果功率密度不足5[kW/kg(水)]，那么由于干燥后的蜂窩成形體的尺寸精度降低因而不優(yōu)選。另一方面，如果功率密度超過20[kW/kg(水)]，那么由于引發(fā)在干燥空間內(nèi)放電的概率變高、引起設(shè)備的故障因而不優(yōu)選。另外，在設(shè)備結(jié)構(gòu)方面，如果干燥空間內(nèi)的水分減少而不提高輸出功率，那么在20 [kff/kg (水)]的條件下實(shí)施干燥，事實(shí)上是困難的。圖5為表示以往的蜂窩成形體的介電干燥方法的一個(gè)實(shí)施方式的模式圖。對(duì)于以往的蜂窩成形體的干燥方法而言，為了獲得最大限的干燥效率，提高干燥空間內(nèi)的蜂窩成形體1的填充率是本領(lǐng)域技術(shù)人員的常識(shí)。本發(fā)明人想到了通過敢于較低地控制其填充率，從而較低地抑制干燥空間內(nèi)的總水分量，將功率密度維持在5 20[kW/kg(水)]的范圍，結(jié)果，可提高干燥速度以及品質(zhì)。通過降低填充率，而在表觀上干燥效率降低，但是通過增加功率密度，從而可縮短每一個(gè)蜂窩成形體的干燥時(shí)間，即縮短了各蜂窩成形體的干燥空間內(nèi)停留時(shí)間或干燥裝置通過時(shí)間，進(jìn)一步可通過尺寸精度、不良產(chǎn)生率的改善，從而綜合而言提高成品率。作為將功率密度維持在5 20 [kff/kg (水)]的范圍的方法，除了上述那樣的控制干燥空間內(nèi)的填充率的方法之外，還有將在蜂窩成形體的上下方向上相對(duì)設(shè)置的電極板的面積控制在對(duì)干燥而言有效的最小的大小的方法。通過改變電極板的面積，從而即使是施加相同電力，也可改變每單位面積的電極板的輸出功率，一般而言，在一定的施加電力下， 電極板的面積與電極板的每單位面積的輸出功率處于反比例的關(guān)系。例如，如果既將施加電力保持為一定又將電極板的面積設(shè)為一半，那么功率密度為2倍。因此，便可通過將電極板的面積從以往的大小變更為覆蓋配置于干燥空間內(nèi)的蜂窩成形體的最低限的大小，從而增加功率密度。就介電干燥方法而言，由于易于使電磁波較深地浸透于蜂窩成形體、適于均勻的干燥，因此適合用于被干燥體的含水率高的狀態(tài)。具體地，對(duì)于適用本發(fā)明的干燥方法的蜂窩成形體而言，優(yōu)選在剛成形之后(即將介電干燥之前)具有20 25質(zhì)量％的含水率。此處“剛成形之后的蜂窩成形體的含水率”是指，在原料組合物的制備時(shí)的水在原料組合物整體的質(zhì)量中所占的質(zhì)量比例(質(zhì)量％)。在介電干燥工序中，優(yōu)選進(jìn)行干燥，直至相對(duì)于剛成形之后的蜂窩成形體的介電干燥后的蜂窩成形體的含水率比為10 40%。此處“介電干燥后的蜂窩成形體的含水率比”是指將剛介電干燥之后的蜂窩成形體的含水率除以剛成形之后的蜂窩成形體的含水率，將得到的值乘以100而算出的值。需要說明的是，“剛介電干燥之后的蜂窩成形體的含水率”是指根據(jù)剛介電干燥之后的蜂窩成形體的質(zhì)量與絕對(duì)干燥狀態(tài)的蜂窩成形體的質(zhì)量之差，算出剛介電干燥之后的蜂窩成形體的含水量，通過將此含水量除以剛介電干燥之后的蜂窩成形體整體的質(zhì)量而算出的值。另外，“剛成形之后的蜂窩成形體的含水率”是指根據(jù)剛成形之后的蜂窩成形體的質(zhì)量與絕對(duì)干燥狀態(tài)的蜂窩成形體的質(zhì)量之差，算出剛成形之后的蜂窩成形體的含水量，通過將此含水量除以剛成形之后的蜂窩成形體整體的質(zhì)量而算出的值。如果介電干燥后的蜂窩成形體的含水率比低于10%，那么由于作為被干燥體的蜂窩成形體的含水率變低，伴隨著阻抗的上升而對(duì)電壓(輸出功率)產(chǎn)生限制，因此成為介電干燥方法不適合的狀態(tài)。因此，優(yōu)選在介電干燥工序之后，接著設(shè)置進(jìn)行微波干燥和/或熱風(fēng)干燥的工序，來進(jìn)行剩余的干燥。對(duì)于本發(fā)明的蜂窩成形體的干燥方法而言，作為形成蜂窩成形體的材料的原料組成物中含有的成形助劑，優(yōu)選使用具有熱凝膠化特性和/或熱固化特性的粘合劑。如果在原料組合物中含有具有熱凝膠化特性和/或熱固化特性的粘合劑，那么可通過在干燥時(shí)將蜂窩成形體的隔壁以及外周壁的溫度提高至凝膠化溫度以上，從而提高蜂窩成形體的隔壁以及外周壁的強(qiáng)度。此處“熱凝膠化特性”是指如果加熱粘合劑水溶液，則發(fā)生凝膠化并增
7加粘度的特性。另外，此處“熱固化特性”是指如果加熱包含粘合劑的原料組合物或加熱由該原料組合物形成的蜂窩成形體，則增加強(qiáng)度的特性。具體地，作為具有熱凝膠化特性和/或熱固化特性的粘合劑，例如可列舉甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥乙基甲基纖維素等。其中，最普遍使用的是甲基纖維素。就這些粘合劑的凝膠化溫度而言，雖然因其種類而不同，但是為 50 80°C左右，例如甲基纖維素的情況下為約55°C。另外，也可混合不同種的凝膠化粘合劑而使用。也可共同使用不具有熱凝膠化特性和熱固化特性的粘合劑，但是優(yōu)選以具有熱凝膠化特性和/或熱固化特性的粘合劑為主成分，最優(yōu)選僅使用具有熱凝膠化特性和/或熱固化特性的粘合劑。原料組合物(即，通過本發(fā)明的干燥方法而干燥的蜂窩成形體的材料)中含有的粘合劑，優(yōu)選以合計(jì)1 10質(zhì)量％而添加于原料組合物。在粘合劑的含量不足1質(zhì)量％的情況下，由于蜂窩成形體的成形性、保形性降低因而不優(yōu)選。另外，在粘合劑的含量超過10 質(zhì)量％的情況下，在對(duì)干燥后的蜂窩成形體進(jìn)行燒成脫脂時(shí)，由粘合劑燃燒導(dǎo)致的過升溫大，在蜂窩成形體的隔壁、外周壁產(chǎn)生開裂(裂紋)等，因而不優(yōu)選。作為更優(yōu)選的含量，下限為1. 5質(zhì)量％以上，進(jìn)一步優(yōu)選為2質(zhì)量％以上，上限為8質(zhì)量％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為6 質(zhì)量％以下。對(duì)于本發(fā)明的蜂窩成形體的干燥方法而言，優(yōu)選將干燥空間內(nèi)的濕球溫度維持在 60°C以上來進(jìn)行介電干燥。通過在60°C以上的氣氛下進(jìn)行介電干燥，從而上述的粘合劑發(fā)生凝膠化和/或固化，可提高干燥后的蜂窩成形體的強(qiáng)度。在本發(fā)明的蜂窩成形體的干燥方法中，就蜂窩成形體的尺寸而言，沒有特別限定。 但，就本發(fā)明的干燥方法而言，對(duì)于容易受到干燥氣氛的影響的薄壁的蜂窩成形體在進(jìn)行干燥時(shí)，特別顯著地達(dá)到其效果，具體而言，對(duì)于區(qū)劃形成多個(gè)孔格3的隔壁2的厚度為 0. 05 0. 2mm、多個(gè)孔格3的開口率為70 90%的情況是最有效果的。需要說明的是，所謂孔格的開口率，通過使端面的開口面積相對(duì)于開口端面整體的面積的比例、即開口面積比乘以100而算出。實(shí)施例以下，基于實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但是本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。實(shí)驗(yàn)1將介電干燥裝置的輸出功率設(shè)為一定，改變干燥空間內(nèi)的蜂窩成形體的個(gè)數(shù)進(jìn)行從而使功率密度發(fā)生改變，在以下的條件下進(jìn)行干燥實(shí)驗(yàn)，以調(diào)查對(duì)蜂窩成形體的干燥后的外觀造成的影響。蜂窩成形體使用混合了氧化鋁、高嶺土以及滑石的堇青石原料作為陶瓷材料，混合包含作為有機(jī)粘合劑的甲基纖維素7質(zhì)量份的成形助劑、添加劑、作為分散介質(zhì)的水，進(jìn)行混煉而獲得坯土。對(duì)所獲得的坯土進(jìn)行擠出成形，獲得了直徑120mm、長度(軸長)180mm、 外形為圓柱狀、孔格的正交于中心軸的剖面形狀為正方形的蜂窩成形體。所獲得的蜂窩成形體的孔格密度為400孔格/in2 (in為英寸并且按SI單位系為2. Mcm)，端面的開口率為 86%，隔壁的厚度為0.08111111，含水率為對(duì)(％。需要說明的是在，在實(shí)驗(yàn)1中的任一個(gè)實(shí)施例和比較例中，都使用與上述同樣的條件的蜂窩成形體。干燥方法將所獲得的蜂窩成形體配置于分批式的介電干燥裝置內(nèi)，通過使用振蕩時(shí)間設(shè)定用定時(shí)器，從而以頻率數(shù)13MHz、輸出功率2kW來進(jìn)行介電干燥，直至含水率成為4%。此時(shí)，干燥空間內(nèi)濕球溫度設(shè)為35°C，各實(shí)施例和比較例中的干燥空間內(nèi)的蜂窩成形體的個(gè)數(shù)、功率密度以及干燥速度，分別如表1所示。需要說明的是，就干燥速度而言， 按照蜂窩成形體的含水率為4%以下的方式，并且基于過去的數(shù)據(jù)而預(yù)先計(jì)算出干燥時(shí)間 (振蕩時(shí)間)，以該干燥時(shí)間為基礎(chǔ)而算出。另外，作為分批式的介電干燥裝置，使用了以往公知的裝置。評(píng)價(jià)通過目視而確認(rèn)了在各條件下完成了干燥的蜂窩成形體中是否存在凹陷。 結(jié)果示于表1和圖6A 圖6C。需要說明的是，圖6A的照片是顯示表1所示的比較例1的蜂窩成形體的介電干燥后的外觀的照片，圖6B的照片是顯示表1所示的實(shí)施例1的蜂窩成形體的介電干燥后的外觀的照片，圖6C的照片是顯示表示表1所示的實(shí)施例2的蜂窩成形體的介電干燥后的外觀的照片。結(jié)果如表1和圖6A所示，對(duì)于功率密度不足5[kW/kg(水)]的比較例1的干燥方法而言，在外壁觀察到顯著的凹陷，但是如表1和圖6B、6C所示，對(duì)于功率密度為5 20[kW/kg(水)]的范圍內(nèi)的實(shí)施例1及2的干燥方法而言，看不到顯著的凹陷的產(chǎn)生。需要說明的是，對(duì)于功率密度6.2[kW/kg(水)]的實(shí)施例1而言，雖然確認(rèn)了輕微的凹陷，但在制品化之際處于容許范圍內(nèi)。表 1
比較例1實(shí)施例1實(shí)施例2干燥空間內(nèi)個(gè)數(shù)5個(gè)2個(gè)1個(gè)功率密度2. (水)]6. 2[kW/kg(水)]12. 5[kW/kg(水)]干燥速度1. Ukg (水)/h]1.4[kgGJO/h]凹陷產(chǎn)生(顯著)產(chǎn)生(輕微)不產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)2將介電干燥裝置的輸出功率設(shè)為一定，改變干燥空間內(nèi)的蜂窩成形體的個(gè)數(shù)來改變功率密度，在以下的條件下進(jìn)行干燥實(shí)驗(yàn)，以調(diào)查對(duì)蜂窩成形體的干燥后的尺寸精度以及形狀精度造成的影響。蜂窩成形體使用混合了氧化鋁、高嶺土以及滑石的堇青石原料作為陶瓷材料， 混合包含作為有機(jī)粘合劑的甲基纖維素4質(zhì)量份的成形助劑、添加劑、作為分散介質(zhì)的水，進(jìn)行混煉而獲得了坯土。對(duì)所獲得的坯土進(jìn)行擠出成形，獲得了直徑150mm、長度(軸長)210mm、外形為圓柱狀、孔格的正交于中心軸的剖面形狀為正方形的蜂窩成形體。所獲得的蜂窩成形體的孔格密度為400孔格/in2，端面的開口率為86%，隔壁的厚度為0. 08mm,含水率為M%。需要說明的是，在實(shí)驗(yàn)2中的任一個(gè)實(shí)施例和比較例中，都使用了與上述同樣的條件的蜂窩成形體。干燥方法對(duì)于所獲得的蜂窩成形體，使用圖4所示的連續(xù)式的介電干燥裝置，從而以頻率數(shù)13MHz、輸出功率150kW來進(jìn)行介電干燥，直至含水率成為2%。此時(shí)，干燥空間
9內(nèi)濕球溫度設(shè)為35°C，蜂窩成形體的供給速度設(shè)為1100kg/h。另外，各實(shí)施例和比較例中的干燥空間內(nèi)的蜂窩成形體的充填率以及功率密度分別表2所示。此處填充率100%是指以往的蜂窩成形體的介電干燥方法中的最大的填充率，是指載置蜂窩成形體的輸送板無空隙地連續(xù)供給的狀態(tài)，即，鄰接的輸送板的間隔為Omm的狀態(tài)。另外，填充率50%是指以往的干燥方法中的最大的填充率設(shè)為100%的情況下的其一半的填充率，具體是指鄰接的輸送板保持了每一個(gè)輸送板的間隔OOOmm)的狀態(tài)。如果將本實(shí)驗(yàn)中的干燥空間內(nèi)的填充率換算為蜂窩成形體的個(gè)數(shù)，那么填充率100%的比較例3中為125個(gè)(輸送板個(gè)數(shù)為25 張)，填充率50%的實(shí)施例2中為60個(gè)(輸送板個(gè)數(shù)為12張)。評(píng)價(jià)對(duì)于在各條件下完成干燥的蜂窩成形體，使用專利文獻(xiàn)日本特公昭 63-34405中公開的外徑形狀自動(dòng)測(cè)定裝置，分別測(cè)定了 20處不同的高度位置上的直徑。此處蜂窩成形體的高度是指，以開口下端面為起點(diǎn)時(shí)的、到達(dá)蜂窩成形體的軸方向上的規(guī)定位置為止的距離。在測(cè)定之際，通過光量器，以各高度位置處的蜂窩成形體的剖面的面積重心作為中心，分別測(cè)定了 3000點(diǎn)的直徑。將各高度位置處的3000點(diǎn)的直徑的平均值設(shè)為各高度位置處的平均直徑，特別地，算出開口上端面上的平均直徑與開口下端面上的平均直徑之差，作為蜂窩成形體的上下直徑差，與各端面的平均直徑一并示于表2。進(jìn)一步，從在各高度位置測(cè)定的3000點(diǎn)的直徑之中采取最大值和最小值，將其差算出，作為各高度位置處的最大最小直徑差。各高度位置處的最大最小直徑差之中，將高度 180mm處的最大最小直徑差設(shè)為上部的最大最小直徑差，將高度30mm處的最大最小直徑差設(shè)為下部的最大最小直徑差，結(jié)果示于表2。需要說明的是，在實(shí)際的生產(chǎn)中，從干燥后的蜂窩成形體、剪掉形狀精度容易失真的上下端部，將形狀好的部分切出規(guī)定的長度而制品化， 因此高度30mm以及180mm處的形狀精度，即最大最小直徑差的微小度(小)，在制品化之際成為一個(gè)基準(zhǔn)。結(jié)果從表2可知，對(duì)于通過將干燥空間內(nèi)填充率設(shè)為與以往同樣高而將功率密度設(shè)為不足5[kW/kg(水)]的比較例2的干燥方法而言，上下直徑差為0. 5mm之變大；但是對(duì)于通過使干燥空間內(nèi)填充率減半而將功率密度設(shè)為5 20[kW/kg(水)]的范圍內(nèi)的實(shí)施例3的干燥方法而言，無法確認(rèn)上下直徑差，蜂窩成形體的上部和下部處的尺寸之差有改善，作為蜂窩整體的尺寸精度提高。需要說明的是，在蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造中，上下直徑差成為在燒成后的蜂窩結(jié)構(gòu)體產(chǎn)生裂紋等不良現(xiàn)象的原因，因此優(yōu)選上下直徑差的范圍為不足 0. 5mmο另外，對(duì)于比較例2的干燥方法而言，下部的最大最小直徑差為1. ^mm之大，但是對(duì)于實(shí)施例3的干燥方法而言，在上部、下部，最大最小直徑差都被控制在較低的值。需要說明的是，在蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造中，就剖面的最大最小直徑差而言，可用作表示外周部的變形程度的指標(biāo)，為了制造具有充分的形狀精度的蜂窩結(jié)構(gòu)體，干燥后的蜂窩成形體之中的可用作蜂窩結(jié)構(gòu)體的部分的最大最小直徑差，優(yōu)選為1.00mm以下的范圍。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)可知通過控制干燥空間內(nèi)填充率從而將功率密度維持在所希望的范圍，從而可將干燥后的蜂窩成形體的上下直徑差以及最大最小直徑差設(shè)為容許范圍內(nèi)，制造尺寸精度以及形狀精度高的蜂窩結(jié)構(gòu)體。表權(quán)利要求
1.一種蜂窩成形體的干燥方法，其為未燒成的蜂窩成形體的干燥方法，所述未燒成的蜂窩成形體由含有陶瓷材料、分散介質(zhì)、成形助劑以及添加劑的原料組合物形成，具有由隔壁區(qū)劃形成的作為流體流路的多個(gè)孔格；所述蜂窩成形體的干燥方法具有介電干燥工序在干燥空間內(nèi)，使電流在所述蜂窩成形體的開口上端面的上方以及開口下端面的下方相對(duì)設(shè)置的電極板之間流動(dòng)，將針對(duì)于所述蜂窩成形體的功率密度維持在5 20[kW/kg(水)]的范圍，從而進(jìn)行介電干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩成形體的干燥方法，通過控制所述蜂窩成形體在所述干燥空間內(nèi)的填充率，從而將所述干燥空間內(nèi)的功率密度維持在5 20 [kff/kg (水)]的范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蜂窩成形體的干燥方法，通過將相對(duì)設(shè)置的所述電極板的面積控制在對(duì)干燥而言有效的最小的大小，從而將所述干燥空間內(nèi)的功率密度維持在 5 20[kW/kg(水)]的范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3的任一項(xiàng)所述的蜂窩成形體的干燥方法，所述蜂窩成形體的介電干燥前的含水率為20 25質(zhì)量％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中的任一項(xiàng)所述的蜂窩成形體的干燥方法，進(jìn)行所述介電干燥， 直至所述蜂窩成形體的介電干燥后的含水率相對(duì)于介電干燥前的含水率為10 40%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中的任一項(xiàng)所述的蜂窩成形體的干燥方法，在進(jìn)行了所述介電干燥之后，進(jìn)一步具有進(jìn)行微波干燥和/或熱風(fēng)干燥的工序。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中的任一項(xiàng)所述的蜂窩成形體的干燥方法，在所述原料組合物中包含具有熱凝膠化特性和/或熱固化特性的粘合劑作為所述成形助劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的蜂窩成形體的干燥方法，所述原料組合物中的所述粘合劑的含量為1 10質(zhì)量％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8中的任一項(xiàng)所述的蜂窩成形體的干燥方法，通過將所述干燥空間內(nèi)的濕球溫度維持在60°C以上、不足100°C來進(jìn)行所述介電干燥。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9中的任一項(xiàng)所述的蜂窩成形體的干燥方法，所述蜂窩成形體的所述多個(gè)孔格的開口率為70 90%，且所述隔壁的厚度為0. 05 0. 2mm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種蜂窩成形體的干燥方法，即使是隔壁薄的蜂窩成形體，也可不產(chǎn)生因氣氛的影響而導(dǎo)致的變形、裂紋，在短時(shí)間進(jìn)行干燥，可成品率良好地獲得高品質(zhì)的蜂窩結(jié)構(gòu)體作為最終制品。該陶瓷成形體的干燥方法具有如下工序在功率密度5～20[kW/kg(水)]的條件下，對(duì)以陶瓷材料為主要原料而形成的未燒成的蜂窩成形體進(jìn)行介電干燥。
文檔編號(hào)F26B3/34GK102235803SQ20111007048
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月17日
發(fā)明者奧村健介, 高木周一 申請(qǐng)人:日本礙子株式會(huì)社