專利名稱：蜂窩成形體的干燥方法
技術領域：
本發明涉及作為蜂窩結構體的未燒成體的蜂窩成形體的干燥方法。
背景技術：
蜂窩結構體廣泛用作催化劑擔載體、各種過濾器等。最近，作為捕捉從柴
油發動機排出的粒子狀物質的柴油顆粒過濾器(DPF),正受到更多的關注。
蜂窩結構體一般多以陶瓷為主要成分。在制造這樣的蜂窩結構體時，,首先 在陶瓷原料中添加水及粘合劑等各種添加劑形成坯土狀，然后將其進行擠出成 形，制作蜂窩狀的成形體(蜂窩成形體)。在對該蜂窩成形體進行干燥等后進 行燒成，即可以制造蜂窩結構體。
作為蜂窩成形體的干燥方法，已知有利用通過在設置于蜂窩成形體的上方 和下方的電極之間流過電流而產生的高頻波的能量來進^f亍干燥的高頻干燥法、 導入由氣體燃燒器產生的熱風來進行干燥的熱風干燥法。但近來，漸漸開始使 用具有千燥速度快等優點的利用微波的干燥方法(微波干燥法)來代替上述這 些方法或與上迷這些方法共同使用的趨勢(例如，參照專利文獻1~3)。
但是，這樣的微波干燥方法中，在干燥過程中蜂窩成形體的上下端部、外 周部的干燥比其它部分要慢，有時會難以以均勻的速度對蜂窩成形體整體進行 干燥。由于蜂窩成形體因水分的蒸發而收縮，因此，如果干燥速度不一致，則 易于產生變形、破損等不良狀況。而且，隨著區劃孔格的隔壁(棱rib)的薄 型化，越是隔壁薄的蜂窩成形體越容易發生變形。因此，干燥速度的均勻化成 為近年來特別重要的問題。
專利文獻1:日本特開2002-283329號公報
專利文獻2:日本特開2002-283330號公報
專利文獻3:國際公開第2005/023503號小冊子
發明內容
本發明就是鑒于這樣的現有技術中的問題點而進行的，要解決的課題是提供能夠抑制變形、破損等不良狀況的發生且可以在更短時間內干燥蜂窩成形體 的蜂窩成形體的干燥方法。
根據本發明，提供一種蜂窩成形體的干燥方法，其為將未燒成的蟲奪窩成形 體進行干燥的方法，該蜂窩成形體由含有陶瓷原料、水和粘合劑的原料組合物 形成并且具有由隔壁區劃而形成的作為流體流路的多個孔格，該方法為，將所 述蜂窩成形體通過水蒸氣預熱后，進行電磁波干燥。
本發明中，所述粘合劑優選為具有熱凝膠化特性或者熱固化特性的粘合劑。
在本發明中，可以抑制變形、破損等不良狀況的發生且可以在更短時間內 干燥i奪窩成形體。
圖1是顯示本發明的蜂窩成形體的干燥方法中使用的蜂窩成形體的一個 例子的立體圖。
圖2是顯示本發明的蜂窩成形體的干燥方法中使用的蜂窩成形體的其它 例子的.立體圖。
圖,3顯示相對于蜂窩成形體的干燥時間的溫度變化曲線。 圖4是從下部通入水蒸氣來加熱:^窩成形體的一個例子的說明圖。 圖5是相對于蜂窩成形體的溫度的蜂窩成形體的強度變化的曲線。 圖6顯示相對于蜂窩成形體的溫度的微波的半衰深度的曲線。 圖7是顯示連續式微波干燥裝置的一個例子的側面概要圖。 符號說明.
1:蜂窩成形體，2:隔壁，3:孔格，4:外周壁，10:蜂窩成形體，11: 連續式微波干燥裝置，12:運入口， 14:傳送帶，16:導波管，18:運出口， 20:運送盤。
具體實施例方式
以下，詳細說明本發明最佳實施方式，但本發明并不限于以下說明的實施 方式，在不脫離本發明主旨的范圍內，基于本領域技術人員的知識可以對以下 的實施方式進行適當的變更、改進等也應該理解為屬于本發明的范圍。
本發明的蜂窩成形體的干燥方法的特征在于，在將前述的蜂窩成形體通過
4水蒸氣預熱后，進4亍電,茲波干燥。以下進行詳細it明。
本發明的干燥方法中，所要干燥的蜂窩成形體，具有例如圖1和圖2所示 的結構。即，蜂窩成形體1具有由隔壁2區劃而成的作為流體的流路的多個孔 格3。另外，蜂窩成形體1通常通過設置外周壁4來圍繞多個孔格3而構成。 對于與孔格3的軸方向(流路方向)相垂直的截面形狀沒有限定，可以任意選 擇如圖1所示的四邊型、圖2所示的圓形為首的形狀。
蜂窩成形體是由含有陶瓷原料、水和粘合劑的原料組合物構成的未燒成 體。作為陶瓷原料可以例舉氧化鋁、莫來石、氧化鋯、堇青石等氧化物系陶瓷， 氮化硅、碳化硅、氮化鋁等非氧化物系陶瓷等。另外，也可以使用碳化硅/金 屬硅復合材料、碳化硅/石墨復合材料等。
作為本發明的對象的在陶瓷成形體中所含的具有熱凝膠化特性或者熱固 化特性的粘合劑，例如可以舉出曱基纖維素、羥基丙基甲基纖維素、羰基曱基 纖維素、羥基乙基纖維素、羥基乙基曱基纖維素等。其中最常使用的是曱基纖 維素。.這些凝膠化粘合劑的凝膠化溫度隨種類不同而不同，為50 8(TC左右， 例如，甲基纖維素的情況下為55°C。另外，也可以混合不同種類的凝膠化粘 合劑來使用。
具有上述結構的蜂窩成形體在進行干燥時，在本發明中是在對蜂窩成形體 由水蒸氣進行預熱后進行電磁波干燥。
蜂窩成形體的預熱可以通過使水蒸氣經過蜂窩成形體的孔格來進行。經過 孔格的水蒸氣的溫度優選為70~100°C,更優選80 100'C。如果經過孔格的 水蒸氣的溫度不足70°C,盡管能加熱蜂窩成形體但對蜂窩成形體的加熱不充 分，易導致形狀變形、電^茲波干燥時水分分布不均等不良狀況。該水蒸氣的最 合適溫度不能一概而論，應該根據陶瓷的種類、粘合劑的種類來改變。
水蒸氣經過孔格的時間，即蜂窩成形體的溫度達到平衡狀態所需要的時
間，隨著蜂窩成形體的形狀、水分、尺寸、通過的水蒸氣的量等而不同，但通 常為10-600秒，優選10 120秒左右。如果水蒸氣經過孔格的時間過短，則 有達不到充分的平衡狀態的情況發生。該水蒸氣經過孔格的最合適的時間不能 一概而論，應該根據陶瓷的種類、形狀、水分、尺寸等，或者根據經過的水蒸 氣的量來改變。然后，對預熱后的蜂窩成形體進行電磁波干燥。電磁波干燥是微波干燥和
高頻干燥的總稱。微波干燥是通過微波(電磁波中波長為lcm lm的波，頻 率為300MHz 30GHz)的電磁能對對象物(本發明中為蜂窩成形體)進行加 熱干燥。高頻干燥是在對象物的上方和下方的相對電極之間通過高頻電流(使 用2MHz lOOMHz程度的高頻)，由對象物內的介電損耗從內部加熱來干燥的 干燥方法，與對象物內部的電場分布成比例地加熱、干燥對象物。
對預熱后的蜂窩成形體進行電磁波干燥，與沒有進行預熱的情況相比，電 磁波對于蜂窩成形體的浸透深度變深，使得均勻干燥蜂窩成形體成為可能。另 外，如果預熱蜂窩成形體，通過蜂窩成形體中的粘合劑的凝膠化，可以提高蜂 窩成形體的強度，之后再施加電;茲波干燥，就可以得到不產生變形、開裂的品 質良好的蜂窩干燥體。
對于電磁波干燥，例如可以使用如圖7所示的連續式微波干燥裝置來進行 干燥。在圖7的連續式微波干燥裝置11中，蜂窩成形體IO被放置在搭載在傳 送帶14上的運送盤20上，由運入口 12運入裝置內部，以規定的輸送速度移 動到裝置內部，同時由設置在裝置上部的導波管16發出的微波來進行規定時 間的照射，進行干燥，由運出口18運出。
本發明的干燥方法中作為對象的蜂窩成形體的孔格密度、隔壁厚度、孔格 形狀以及尺寸等都沒有特別限定。但是對于容易產生變形的隔壁薄的蜂窩成形 體(例如隔壁厚度150 iam以下)、各部分的干燥速度容易產生差異的大型蜂 窩成形體(例如流路全長200~ 1000mm、外徑150 ~ 600mm)進行干燥時特 別有效。
實施例
以下，基于實施例具體說明本發明，但本發明不限于這些實施例。 實施例1
準備如圖2所示外形的、使用在堇青石系氧化物陶瓷原料和碳化硅系非氧 化物陶資原料中加入作為粘合劑的曱基纖維素(MC)的成形助劑而制作的蜂 窩成形體，其中，堇青石系氧化物陶瓷成形體外徑x流路長為106mm(px 220mm，孔格數為93孔/cm2,隔壁厚度為64)im,碳化硅系非氧化物陶瓷成 形體外徑x流路長為35mm(截面為正方形)x 330mm,孔格數為31孑Ucm2,隔壁厚度為381)im。對于準備好的蜂窩成形體(載體)，如圖4所示，由下部 向上方使水蒸氣(溫度100。C )經過孔格內部，從而加熱蜂窩成形體1。其中 對于堇青石系材料的水蒸氣量為50kg/小時，對于碳化硅系材料的水蒸氣量為 20kg/小時，各材料的預熱節拍時間(TackTime)調整為20秒以內。圖3中顯 示相對于蜂窩成形體的干燥時間的溫度變化，由圖3可知，蜂窩成形體的上部、 中部和下部的溫度在10秒以內即可達到均勻。 實施例2
制造與實施例1同樣材料同樣形狀的蜂窩成形體，與實施例1同樣加熱蜂 窩成形體。圖5中顯示相對于蜂窩成形體的溫度的蜂窩成形體的強度變化。由 圖5可知，如果加熱蜂窩成形體，^r窩成形體加熱溫度超過50°C,則可以判 明蜂窩成形體的強度增大。這被認為是，蜂窩成形體中的曱基纖維素等粘合劑 由于加熱而發生凝膠化，從而提高了蜂窩成形體的強度。因此，如果隨后進行 電磁波干燥，就可以得到不產生變形、開裂的品質良好的蜂窩干燥體。
實施例3
制造與實施例1同樣材料同樣形狀的蜂窩成形體，與實施例1同樣預熱蜂 窩成形體，將蜂窩成形體整體加熱到均勻溫度。然后，對于該預熱后的蜂窩成 形體進行微波的半衰深度的測定，所得的結果如圖6所示。由圖6的結果可知， 隨著蜂窩成形體溫度的上升，微波浸透深度也變深。因此，如果在預熱蜂窩成 形體之后進行電磁波干燥，與沒有進行預熱的情況相比，可以實現蜂窩成形體
的均勻干燥。其中，在實施例3中使用如圖7所示的連續式微波干燥裝置，以 輸出密度為5kW/kg照射頻率為2.45GHz的微波200秒，來進行干燥。另外， 在該連續式微波干燥裝置內蜂窩成形體的輸送速度為0.32m/分鐘。其結果為， 得到沒有發生變形、開裂的品質良好的蜂窩干燥體。 工業上的應用性
根據本發明的蜂窩成形體的干燥方法，可以對作為以催化劑載體、DPF 為首的各種過濾器中廣泛使用的蜂窩結構體的未燒成體即蜂窩成形體進行合 適的干燥。
權利要求
1.一種蜂窩成形體的干燥方法，其為將未燒成的蜂窩成形體進行干燥的方法，所述蜂窩成形體由含有陶瓷原料、水和粘合劑的原料組合物形成并且具有由隔壁區劃而形成的作為流體流路的多個孔格，所述方法為，將所述蜂窩成形體經過水蒸氣預熱后，進行電磁波干燥。
2. 根據權利要求1所述的蜂窩成形體的干燥方法，其中所述粘合劑具有 熱凝膠化特性或者熱固化特性。
全文摘要
本發明提供一種蜂窩成形體的干燥方法，其能夠抑制變形、破損等不良狀況的發生且可以在更短時間內干燥蜂窩成形體。所述方法為將未燒成的蜂窩成形體進行干燥的方法，所述蜂窩成形體由含有陶瓷原料、水和粘合劑的原料組合物形成并且具有由隔壁區劃而形成的作為流體流路的多個孔格，將所述蜂窩成形體經過水蒸氣預熱后，進行電磁波干燥。
文檔編號B28B11/00GK101646537SQ20088000999
公開日2010年2月10日 申請日期2008年2月29日 優先權日2007年3月28日
發明者堀場康弘, 島田博己, 林伸三, 竹森洋平 申請人:日本礙子株式會社