專利名稱：蜂窩成形體的干燥方法以及干燥裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及^^窩結(jié)構(gòu)體的未燒成體即蜂窩成形體的干燥方法以及干燥裝置。
背景技術(shù)：
蜂窩結(jié)構(gòu)體廣泛應用于催化劑載體和各種過濾器等。最近，作為用于捕捉
從柴油機排出的微粒狀物質(zhì)的柴油微粒過濾器(DPF)也備受矚目。
蜂窩結(jié)構(gòu)體一般以陶瓷為主要成分的情況較多。對于制造這種蜂窩結(jié)構(gòu) 體，首先，在陶瓷原料中添加水以及粘合劑等各種添加劑做成坯土狀之后，對 其進行擠壓成形并制作蜂窩形狀的成形體(蜂窩成形體)。如果將該蜂窩成形 體干燥等之后進行燒成，則能夠制造蜂窩結(jié)構(gòu)體。
作為蜂窩成形體的干燥方法，有以下方法利用通過在設(shè)置于蜂窩成形體 的上方和下方的電極間流動電流而發(fā)生的高頻能量進行干燥的電介質(zhì)干燥法、 和導入用煤氣燃燒器等發(fā)生的熱風進行干燥的熱風干燥法。但是，最近代替這 些干燥法或者并用這些干燥法而進行具有干燥速度快等優(yōu)點的利用了微波的 干燥方法(微波干燥方法)(例如，參照專利文獻l-3)。
然而，在這種^f效波干燥方法中，在干燥過程中蜂窩成形體的上下端部和外 周部的干燥比其他部分緩慢，存在難以用均勻的速度對蜂窩成形體進行干燥的 情況。由于蜂窩成形體因水分蒸發(fā)而收縮，因此干燥速度不均勻時容易發(fā)生變 形、破損等的不良情況。再有，隨著劃分形成隔室的隔壁(肋狀物)的薄型化 進展，隔壁越薄蜂窩成形體越容易發(fā)生變形等。因此，干燥速度的均勻化成為 近年來特別重要的課題。
專利文獻1:日本特開2002-283329號7>報
專利文獻2:日本特開2002-2833230公才艮
專利文獻3:國際公開第2005/023503小冊子 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于這種現(xiàn)有技術(shù)所具有的問題點而提出的技術(shù)方案，其課題是 提供一種抑制變形、破損等的不良情況的發(fā)生的同時能以更短時間千燥蜂窩成 形體的蜂窩成形體的干燥方法以及干燥裝置。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種蜂窩成形體的千燥方法，該方法用于對由含有陶瓷 原料、水以及粘合劑的原料組成物構(gòu)成的、具有由隔壁劃分形成的成為流體的 流路的多個隔室的未燒成的蜂窩結(jié)構(gòu)體進行干燥，通過使調(diào)溫調(diào)濕成濕球溫度
為70。C以上的過熱水蒸汽、或水蒸汽和加熱空氣的混合氣體通過上述隔室， 從而使上述蜂窩成形體干燥。
在本發(fā)明中，優(yōu)選上述粘合劑是具有熱凝膠化特性或熱硬化特性的粘合劑 材料。
另外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種蜂窩成形體的干燥裝置，具備供給過熱水 蒸汽的蒸汽供給部；對從上述蒸汽供給部供給的過熱水蒸汽進行整流的緩沖 室；配備在上述緩沖室的上方，用于配置蜂窩成形體，且使上述過熱水蒸汽通 過上述蜂窩成形體的內(nèi)部的上方室；以及，回收已通過上述蜂窩成形體的上述 過熱水蒸汽的罩部。
根據(jù)本發(fā)明，抑制變形、破損等的不良情況的發(fā)生的同時能夠以更短的時 間對蜂窩成形體進行干燥。


圖1是表示本發(fā)明的蜂窩成形體的干燥方法所使用的蜂窩成形體的一個 例子的立體圖。
圖2是表示本發(fā)明的蜂窩成形體的干燥方法所使用的蜂窩成形體的其他 例子的立體圖。
圖3是表示本發(fā)明的蜂窩成形體的干燥裝置的一個實施例的模式圖。 圖4是表示工件載置板的一個例子的俯視圖。 圖5是表示實施例1的蜂窩成形體對干燥時間的溫度變化的圖表。 圖6是表示實施例2的蜂窩成形體對干燥時間的溫度變化的圖表。 圖7是表示比較例1的蜂窩成形體對干燥時間的溫度變化的圖表。 圖8是表示沒有緩沖室的場合的過熱水蒸汽的流速分布的圖表。 圖9是表示具有緩沖室的場合的過熱水蒸汽的流速分布的圖表。圖10是表示蜂窩成形體中的過熱水蒸汽的流速的測定點的說明圖。
圖中
l一蜂窩成形體，2—隔壁，3 —隔室，7—外周壁，IO—干燥裝置，12—蒸 汽供給部，14一緩沖室，16—上方室，18—蜂窩成形體，20—罩部，22—工件 載置板。
具體實施例方式
以下，對實施本發(fā)明的最佳方式進行說明，但本發(fā)明并不限定于以下的實 施方式，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，基于本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識，應理 解為對以下的實施方式進行了各種變更、改良等后的技術(shù)也在本發(fā)明的范圍 內(nèi)。
在本發(fā)明的蜂窩成形體的千燥方法中，其特征在于，通過使調(diào)溫調(diào)濕成濕 球溫度為70。C以上的過熱水蒸汽通過蜂窩成形體的隔室內(nèi)，從而使蜂窩成形 體千燥。以下對其詳細進行說明。
在本發(fā)明的干燥方法中，被干燥的蜂窩成形體例如是具有圖1以及圖2 所示的那種結(jié)構(gòu)的蟲奪窩成形體。即、蜂窩成形體1具有由隔室2劃分形成的作 為流體流路的多個隔室3。而且，通常Rl通過以包圍多個隔室3的方式配置 外周壁-，而構(gòu)成。還有，與隔室3的軸向(流路方向)平行的剖面形狀沒有限 定，能夠任意選擇以圖1所示的那樣的四邊形和圖2所示的那樣的圓形為代表 的形狀。
蜂窩成形體是由含有陶瓷原料、水、以及粘合劑的原料組成物構(gòu)成的未燒 成體。作為陶資原料，可列舉例如氧化鋁、莫來石、氧化鋯、堇青石等氧化物 系陶瓷，碳化硅、氮化硅、氮化鋁等非氧化物系陶瓷等。而且，還可以使用碳 化硅/金屬硅復合材料和碳化硅/石墨復合材料等。
作為成為本發(fā)明的對象陶瓷成形體所含的具有熱凝膠化特性或熱硬化特 性的粘合劑，可列舉例如曱基纖維素、羥丙基曱基纖維素、羧曱基纖維素、羥 乙基纖維素、羥乙基甲基纖維素等。其中，最普遍的是使用甲基纖維素，這些 凝膠化粘合劑的凝膠化溫度根據(jù)種類而不同，但是在50 80。C左右，例如曱基 纖維素的場合是大約55°C。而且，還可以混合使用不同之類的凝膠化粘合劑。
在對具有上述結(jié)構(gòu)的蜂窩成形體進行干燥時，在本發(fā)明中使用調(diào)溫調(diào)濕成
5濕球溫度為70。C以上的過熱水蒸汽、或水蒸汽和加熱空氣的混合氣體。過熱水蒸汽或水蒸汽和加熱空氣的混合氣體的濕球溫度優(yōu)選為70 100°C，更優(yōu)選為80~100°C。過熱水蒸汽、或水蒸汽和加熱空氣的混合氣體的濕球溫度不足70。C時，粘合劑的熱凝膠化不充分，蜂窩成形體干燥時變形大，在端面產(chǎn)生裂紋、破損。該水蒸汽或水蒸汽和加熱空氣的混合氣體的最佳濕球溫度不是唯一的，根據(jù)陶瓷的種類、粘合劑的種類應該可以改變。
作為通過隔室的過熱水蒸汽或水蒸汽和加熱空氣的混合氣體的溫度，優(yōu)選為6(TC 30(TC以下，更優(yōu)選為70~200°C。若通過隔室的過熱水蒸汽的溫度不足60°C,則盡管蜂窩成形體被加熱，但水蒸汽凝結(jié)導致蜂窩成形體吸濕膨脹而容易發(fā)生形狀變形等的不良情況。另一方面，若超過300。C,則粘合劑材料被除去，導致蜂窩成形體變脆容易發(fā)生變形或破損等。該過熱水蒸汽的最佳溫度不是唯一的，4艮據(jù)陶覺的種類、粘合劑的種類應該可以改變。
使水蒸汽通過隔室的時間、即蜂窩成形體的水分達到平衡狀態(tài)所需要的時間根據(jù)蜂窩成形體的形狀和水分、尺寸、蒸汽的溫度、濕度等而不同，但是通常為！0 120分鐘，優(yōu)選10 60分鐘左右。若使過熱水蒸汽通過隔室的時間過短，則存在無法充分地達到平^f狀態(tài)的情況。使該過熱水蒸汽通過隔室的最佳時間不是唯一的，根據(jù)陶瓷的種類、形狀、水分、尺寸等，而且#>據(jù)通過的蒸汽的溫度、濕度等而應該可以改變。
圖3是表示本發(fā)明的蜂窩成形體的干燥裝置的一個實施例的模式圖。該干燥裝置10具備共給過熱水蒸汽A的蒸汽供給部12;對從蒸汽供給部12供給的過熱水蒸汽A進行整流的緩沖室14;配備在緩沖室14的上方且用于配置蜂窩成形體18的上方室16;以及回收已通過蜂窩成形體18的過熱水蒸汽A的罩部20。
在該千燥裝置10中從蒸汽供給部12向緩沖室14供給過熱水蒸汽A。這里，過熱水蒸汽A相對于緩沖室14從側(cè)部沿橫向?qū)耄蛊渑c緩沖室14的內(nèi)側(cè)側(cè)壁沖突，接著，過熱水蒸汽A在緩沖室14內(nèi)上升。這樣，過熱水蒸汽A通過與緩沖室14的內(nèi)側(cè)側(cè)壁沖突而被整流，過熱水蒸汽A在整個緩沖室14內(nèi)以大致均等的速度上升。
在緩沖室14內(nèi)被整流的過熱水蒸汽A在緩沖室14內(nèi)上升，接著，進入配備在緩沖室14上方的上方室16。在上方室16的內(nèi)部配置有載置于工件載置板22上蜂窩成形體18,過熱水蒸汽A大致均等地通過蜂窩成形體18的全部隔室內(nèi)，對蜂窩成形體18大致均等地進行干燥。還有，工件載置板22如圖4所示，做成具有與蜂窩成形體18相同的隔室密度的結(jié)構(gòu)，但是優(yōu)選使過熱水蒸汽A均勻地通過蜂窩成形體18。
其次，已通過蜂窩成形體18的隔室內(nèi)的過熱水蒸汽A進入上方室16的上部所配置的罩部20被回收。
在本發(fā)明的干燥方法中，成為對象的蜂窩成形體的隔室密度、.隔室厚度、隔室形狀以及尺寸等沒有特別限定。但是，在對很容易引起變形等的、隔壁薄的蜂窩成形體(例如，隔壁厚度150pm以下)或各部分干燥速度容易產(chǎn)生差異的、大型的*奪窩形成體(例如，流路全長200 1000mm、外徑150 600mm)進行干燥的場合特別有效。 -
實施例
以下，基于實施例對本發(fā)明進行具體說明，但是本發(fā)明并不限定于這些實施例。
(實施例1~2、比專交例1)
準備了圖2所示的那樣的外形的、在堇青石系氧化物陶資原料以及碳化硅系非氧化物陶覺原料中使用曱基纖維素(MC)的成形助劑作為粘合劑制作的蜂窩成形體(堇青石系氧化物陶瓷成形體外徑x流路長度106mmq)x220mm,隔室數(shù)量93隔室/cm 隔壁厚度64jam)、(碳化硅系非氧化物陶瓷成形體外徑x流路長度35mm (剖面為正方形)x330mm,隔室數(shù)量31隔室/cm2，隔壁厚度38]jim)。對于準備的蜂窩成形體，使用圖3所示的結(jié)構(gòu)的干燥裝置IO,使水蒸汽量相對于堇青石系材料為50kg/hr，另一方面，相對于碳化硅系材料為20kg/hr,混合100。C 120。C的過熱水蒸汽，使用將濕球溫度調(diào)整成了60。C、 70°C、 80。C的混合氣體，將各材料的生產(chǎn)節(jié)拍調(diào)整成2a分鐘以下進行了干燥。還有，干燥裝置10中的緩沖室14、上方室16的尺寸分別為外徑x流路長度440mmcpx700mm, 420mm(px800mm。工件載置板22使用了具有與蜂窩成形體相同的隔室密度的構(gòu)件。(干燥條件)
7實施例1:熱風溫度115°C
濕度27%
濕5求溫度70 °C
實施例2:熱風溫度125°C
濕度40%
濕球溫度80°C
比較例1:熱風溫度IO(TC
濕度20%
濕球溫度60°C
將蜂窩成形體(載體)的對干燥時間的溫度變化表示在圖5 (實施例1 )、圖6 (實施例2)、圖7 (比較例1)中。如圖5~圖7所示，可知干燥中途的載體溫度與過熱水蒸汽、或水蒸汽和加熱空氣的混合氣體的濕球溫度一致，從載體的水分達到平衡的部位達到過熱水蒸汽、或水蒸汽和加熱空氣的混合氣體的溫度。另外，在實施例1中，蜂窩成形體的變形小，未發(fā)生裂紋，在實施例2中，蜂窩成形體的變形、裂紋均未發(fā)生。另一方面，在比較例1中，蜂窩成形體的變形大，在端面發(fā)生了裂紋。'(實施例3、比較例2)
對緩沖室的效果進行了確認試驗。即、在實施例1~2中使用的干燥裝置10中，測定并比較了由緩沖室14的有無導致的蜂窩結(jié)構(gòu)體的隔室內(nèi)部的過熱水蒸汽的流速分布。將其結(jié)果表示在圖8以及圖9中。還有，圖IO表示蜂窩成形體中的過熱水蒸汽的流速的測定點。
從圖8以及圖9可知，在沒有緩沖室時，蜂窩成形體的隔室內(nèi)部的過熱水蒸汽的流速波動較大，在具有緩沖室時，蜂窩成形體的隔室內(nèi)部的過熱水蒸汽的流速均勻'。并且，通過使蜂窩成形體的隔室內(nèi)部的過熱水蒸汽的流速均勻，從而蜂窩成形體的徑向的干燥分布降低。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性 .
根據(jù)本發(fā)明的蜂窩成形體的干燥方法以及干燥裝置，能夠?qū)V泛應用于以催化劑載體和DPF為代表的各種過濾器等的蜂窩結(jié)構(gòu)體的未燒成體即蜂窩成形體進行干燥。
8
權(quán)利要求
1.一種蜂窩成形體的干燥方法，該方法用于對由含有陶瓷原料、水以及粘合劑的原料組成物構(gòu)成的、具有由隔壁劃分形成的成為流體的流路的多個隔室的未燒成的蜂窩結(jié)構(gòu)體進行干燥，其特征在于，通過使調(diào)溫調(diào)濕成濕球溫度為70℃以上的過熱水蒸汽、或水蒸汽和加熱空氣的混合氣體通過上述隔室，從而使上述蜂窩成形體干燥。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩成形體的干燥方法，其特征在于， 上述粘合劑具有熱凝膠化特性或熱硬化特性。
3. —種蜂窩成形體的干燥裝置，其特征在于，具備 供給過熱水蒸汽的蒸汽供給部；對從上述蒸汽供給部供給的過熱水蒸汽進行整流的緩沖室； 配備在上述緩沖室的上方，用于配置蜂窩成形體，且使上述過熱水蒸汽通 過上述蜂窩成形體的內(nèi)部的上方室；以及，回收已通過上述蜂窩成形體的上述過熱水蒸汽的罩部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種抑制變形、破損等的不良情況發(fā)生的同時能以更短的時間對蜂窩成形體進行干燥的蜂窩成形體的干燥方法以及干燥裝置。是通過使調(diào)溫調(diào)濕成濕球溫度為70℃以上的過熱水蒸汽、或水蒸汽和加熱空氣的混合氣體通過蜂窩形成體的隔室，從而使蜂窩成形體干燥的方法。蜂窩成形體的干燥裝置(10)具備供給過熱水蒸汽的蒸汽供給部(12)；對從蒸汽供給部(12)供給的過熱水蒸汽A進行整流的緩沖室(14)；配備在緩沖室(14)的上方且用于配置蜂窩成形體的上方室(16)；以及，回收已通過蜂窩成形體(18)的過熱水蒸汽的罩部(20)。
文檔編號B28B11/00GK101646538SQ20088001001
公開日2010年2月10日 申請日期2008年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月28日
發(fā)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