(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハニカム成形体の製造方法であって、
ハニカム構造体にマイクロ波を照射して乾燥し、当該ハニカム構造体の含水率を５質量％〜２０質量％とする乾燥工程と、
その後前記ハニカム構造体にマイクロ波を照射し、当該ハニカム構造体の温度を３００度〜１０００度にして焼成する焼成工程と、
前記乾燥工程及び前記焼成工程中に前記ハニカム構造体を一定の搬送速度で搬送する搬送工程と、
を少なくとも含み、
前記乾燥工程と前記焼成工程は、連続して行い、
前記乾燥工程のマイクロ波の出力密度は、前記ハニカム構造体１体あたり０．０１ｋＷ／ｋｇ〜１ｋＷ／ｋｇとし、前記焼成工程のマイクロ波の出力密度は、前記ハニカム構造体１体あたり０．１ｋＷ／ｋｇ〜１ｋＷ／ｋｇとし、
前記載置工程では、前記複数のハニカム構造体を搬送方向と平行する方向の間隔がマイクロ波の波長（λ）の２倍以上となるように前記搬送装置に直列に載置することを特徴とするハニカム成形体の製造方法。
【請求項２】
前記乾燥工程と前記焼成工程は、連続式のマイクロ波照射装置を用いて前記ハニカム構造体にマイクロ波を照射する工程を含み、
当該連続式のマイクロ波照射装置は、マイクロ波を発生し前記ハニカム構造体に照射して乾燥するマイクロ波発生装置を備える乾燥用マイクロ波照射槽と、
マイクロ波を発生し前記ハニカム構造体に照射して焼成するマイクロ波発生装置を備える焼成用マイクロ波照射槽と、
電磁波シャッターを備えた乾燥用マイクロ波照射槽入口と、
電磁波シャッターを備えた焼成用マイクロ波照射槽出口と、
前記搬送工程に用いられ、前記ハニカム構造体を載置して前記乾燥用マイクロ波照射槽入口、前記乾燥用マイクロ波照射槽内、前記焼成用マイクロ波照射槽内、および前記焼成用マイクロ波照射槽出口を順次搬送する搬送装置と、
を少なくとも備える請求項１記載のハニカム成形体の製造方法。
【請求項３】
前記搬送装置は、少なくとも前記ハニカム構造体を載置して前記乾燥用マイクロ波照射槽入口および前記乾燥用マイクロ波照射槽内を搬送する乾燥用搬送装置と、
前記ハニカム構造体を載置して前記焼成用マイクロ波照射槽内および前記焼成用マイクロ波照射槽出口を搬送する焼成用搬送装置と、
からなる請求項２記載のハニカム成形体の製造方法。
【請求項４】
前記乾燥用搬送装置による前記ハニカム構造体の搬送速度Ｓ１が０．１ｍ／分〜３．０ｍ／分であり、前記焼成用搬送装置による前記ハニカム構造体の搬送速度Ｓ２が０．０１ｍ／分〜１．０ｍ／分であるとともに、前記搬送速度Ｓ１が前記搬送速度Ｓ２の３倍〜１０倍である関係を満たし、
前記乾燥工程のマイクロ波の出力密度は、前記ハニカム構造体１体あたり０．０１ｋＷ／ｋｇ〜１ｋＷ／ｋｇとし、前記焼成工程のマイクロ波の出力密度は、前記ハニカム構造体１体あたり０．１ｋＷ／ｋｇ〜１ｋＷ／ｋｇとする請求項２記載のハニカム成形体の製造方法。
【請求項５】
前記搬送工程は、前記複数のハニカム構造体を前記搬送装置に載置する載置工程をさらに含み、
前記載置工程は、前記複数のハニカム構造体を搬送方向と直交する方向の間隔がマイクロ波の波長の２倍以上となるように前記搬送装置に並列に載置する並列載置工程をさらに含む請求項４記載のハニカム構造体の乾燥方法。
【請求項６】
前記マイクロ波発生装置は、前記乾燥用マイクロ波照射槽および前記焼成用マイクロ波照射槽の天井部に設置され、
前記載置工程が、前記複数のハニカム構造体のセルの軸方向を水平方向とするとともに、搬送方向に対する当該セルの軸方向の傾斜角を３５度〜７５度とし、かつ、前列のハニカム構造体の側面等の端と、前記前列に続いて載置されたハニカム構造体の側面等の端の距離がマイクロ波の波長の２倍以上であるように、載置する工程を含む請求項５に記載のハニカム構造体の乾燥方法。
【請求項７】
前記乾燥工程と前記焼成工程は、同一のバッチ式のマイクロ波照射装置を用いて前記ハニカム構造体にマイクロ波を照射する工程を含み、
当該バッチ式のマイクロ波照射装置は、少なくともマイクロ波照射槽を備え、当該マイクロ波照射槽は、マイクロ波を発生し前記ハニカム構造体に照射する少なくとも１つのマイクロ波発生装置と、前記搬送工程に用いられ、前記ハニカム構造体を載置して回転駆動する回転体とを少なくとも備え、
前記乾燥工程のマイクロ波の出力密度は、前記ハニカム構造体１体あたり０．０１ｋＷ／ｋｇ〜１ｋＷ／ｋｇとし、前記焼成工程のマイクロ波の出力密度は、前記ハニカム構造体１体あたり０．１ｋＷ／ｋｇ〜１ｋＷ／ｋｇとする請求項１記載のハニカム成形体の製造方法。
【請求項８】
前記ハニカム構造体が、ハニカム面が多角形形状である多角柱状のハニカム構造体であり、
前記乾燥工程の前に、当該ハニカム構造体のハニカム面およびハニカム側面の隅角部ならびに各辺に、マイクロ波からハニカム構造体を保護する被覆材を被覆する被覆工程を含む請求項１〜請求項７のいずれかに記載のハニカム構造体の乾燥方法。
【請求項９】
前記ハニカム構造体が、ハニカム面が円形状である円柱状のハニカム構造体であり、
前記乾燥工程の前に、当該ハニカム構造体のハニカム面およびハニカム側面の円柱端部に、マイクロ波からハニカム構造体を保護する被覆材を被覆する被覆工程を含む請求項１〜請求項７のいずれかに記載のハニカム構造体の乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体にマイクロ波を照射することにより、乾燥と焼成とを連続して行うハニカム成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハニカム成形体は、電化製品や自動車排ガス等、工業用途として広く用いられている。このようなハニカム成形体を製造する場合は、まず、セラミックスを主原料として用い、水や添加剤等を混練して均一な坏土状とした後、押出成形等によりハニカム形状の構造体（以下、ハニカム構造体とする場合がある。）とし、その後、ハニカム構造体を乾燥、焼成する方法が一般的に用いられている。
押出成形後のハニカム構造体は、含水率が４０質量％程度であり、このまま焼成工程を行うと、ハニカム構造体にひびや割れ等が発生してしまう。これを防止するためには、予めハニカム構造体の含水率を１０質量％程度へ低下させるべく、乾燥工程が必要となる。
【０００３】
ハニカム構造体を乾燥する方法としては、室温条件下に静置する自然乾燥方法や、乾燥環境の湿度を調整して乾燥を行う調湿乾燥方法、ハニカム構造体にマイクロ波を照射して乾燥を行うマイクロ波乾燥方法等が挙げられる。
マイクロ波乾燥方法は、自然乾燥方法や調湿乾燥方法と比べて乾燥時間を大幅に短縮することが可能であり、生産効率を向上させることができる。乾燥方法としては、電界分布を均一にした乾燥炉内へ、ハニカム構造体を設置するバッチ式による乾燥方法や、ハニカム構造体を、マイクロ波発生装置を備えるマイクロ波照射槽内へ連続的に通過させて乾燥させる連続式による乾燥方法が知られている（例えば、引用文献１、２等）。
【０００４】
ハニカム構造体を乾燥した後の焼成工程は、一般的には焼成バーナー等を熱源とする焼成炉を用いて行われてきた。バーナーの火力を調節することにより、容易に焼成条件を変更することができ、また、焼成条件を安定させることも容易であるため、汎用性の高い焼成工程であるといえる。
【０００５】
しかしながら、焼成用のバーナーは、重油や軽油、ガソリン等を燃料とする場合が多い。そのため、焼成の際に燃料が煤となって焼成炉内へ飛散し、ハニカム構造体の表面や内部に付着してしまう場合があり、ハニカム成形体の性能低下につながるおそれがあった。
煤などが付着した場合には、ハニカム構造体に付着した煤などを加熱分解により除去しなければならず、ハニカム構造体の焼成そのものは終えていたとしても、煤の除去のために焼成時間を延長しなければならなかった。
【０００６】
また、従来は、ハニカム構造体の乾燥工程と焼成工程とは別々に実施していた。一例としては、乾燥工程はマイクロ波乾燥機を用いて行い、焼成工程は焼成バーナーを用いて行うといったような、それぞれの工程が連続的ではなく、バッチ処理となるような独立した工程であった。そのため、例えば、連続式の乾燥方法により乾燥を終えた後のハニカム構造体を乾燥機から次々と取り出し、取り出した中から焼成処理１バッチ分に相当するハニカム構造体を焼成炉へ移動させるといったような、手間と時間がかかってしまい、ハニカム成形体の製造手順が煩雑となるのみならず、生産効率が低下することにもなっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−８８６８５号
【特許文献２】特開２００３−１００４４１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、生産効率を向上させることが可能なハニカム成形体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題を解決するため、本発明者は、ハニカム成形体の製造手順を簡略化するべく、ハニカム構造体の乾燥工程と焼成工程について見直しを行った。
そうしたところ、乾燥工程のみならず、焼成工程もマイクロ波を照射することにより行えば、煤等が発生することもないため、煤の除去のために焼成時間を延長する必要は無く、ハニカム構造体の焼成時間を短縮できることがわかった。
更に、乾燥工程と焼成工程を、マイクロ波を照射することにより行うのであれば、これらを連続して行うことにより、ハニカム成形体の製造手順を簡略化できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明に係る第一の形態は、ハニカム成形体の製造方法であって、ハニカム構造体にマイクロ波を照射して乾燥し、当該ハニカム構造体の含水率を５質量％〜２０質量％とする乾燥工程と、その後前記ハニカム構造体にマイクロ波を照射し、当該ハニカム構造体の温度を３００度〜１０００度にして焼成する焼成工程と、を少なくとも含み、前記乾燥工程と前記焼成工程は、連続して行うことを特徴とするハニカム成形体の製造方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のハニカム成形体の製造方法によれば、乾燥工程と焼成工程を連続して行うことで製造手順を簡略化することができ、生産効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のハニカム成形体の製造方法に用いる連続照射装置の横断面図である。
【図２】図１とは異なる態様の連続照射装置の横断面図である。
【図３】ハニカム構造体を載置したコンベアを見た図である。
【図４】図３とは異なる態様でハニカム構造体を載置したコンベアを見た図である。
【図５】図３、図４とは異なる態様でハニカム構造体を載置したコンベアを真上から見た図である。
【図６】図３〜５とは異なる態様でハニカム構造体を載置したコンベアを真上から見た図である。
【図７】図６とは異なる態様でハニカム構造体を載置したコンベアを真上から見た図である。
【図８】被覆材を被覆した多角柱状のハニカム構造体の一態様を示す斜視図である。
【図９】図３とは異なる態様の被覆材を被覆した多角柱状のハニカム構造体の一例を示す斜視図である。
【図１０】図３とは異なる態様の多角柱状のハニカム構造体に被覆材を被覆した斜視図である。
【図１１】被覆材を被覆した円柱状のハニカム構造体の一態様を示す斜視図である。
【図１２】図６とは異なる態様の円柱状のハニカム構造体に被覆材を被覆した斜視図である。
【図１３】ハニカム構造体を連続的に乾燥する連続乾燥装置の一態様を示す模式図である。
【図１４】実施例６の方法によりマイクロ波を照射した後のハニカム構造体の含水率を測定した結果である。
【図１５】比較例２の方法によりマイクロ波を照射した後のハニカム構造体の含水率を測定した結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係るハニカム成形体の製造方法ついて、その一般的形態を詳細に説明する。
まず、本発明の製造方法は、ハニカム構造体にマイクロ波を照射して乾燥、焼成する工程を少なくとも含む。そして、乾燥工程と焼成工程は、別々に行うのではなく、連続して行う。これらの工程を連続して行うことにより、ハニカム成形体の製造手順を簡略化することができる。
ここで、ハニカム構造体は、その形状が一定のものではなく、ハニカム面が四角形や五角形、六角形といった多角形形状である多角柱状のものや、ハニカム面が円形状である円柱状のものが挙げられる。
そして、乾燥工程は、乾燥によりハニカム構造体の含水率を、約４０質量％から５質量％〜２０質量％へ減少させる工程である。含水率が４０質量％程度の状態で焼成すると、水分の急激な蒸発等によりハニカム構造体にひびや割れ等が発生してしまうため、予め含水率を低下させてこれを防ぐ必要があるからである。ハニカム構造体の含水率を１０質量％程度とすれば、ハニカム構造体の形状や大きさに関わらず、焼成工程においてのひびや割れ等を防止することができる。
次に、焼成工程は、乾燥工程後のハニカム構造体の温度を３００度〜１０００度にして焼成する工程である。この工程により、隣り合うセラミックス原料の粒子が徐々に接着し、粒子間の隙間が小さくなることで、強度のあるハニカム成形体となる。焼成工程全体としては、１０時間程度を要し、この時間内で３００度〜９００度の間の温度、好ましくは５００±５０度の温度を、１時間〜５時間、好ましくは２時間〜３時間保持することにより、ハニカム成形体の十分な強度を確保することができる。
なお、マイクロ波は、周波数が３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ（波長１ｃｍ〜１ｍ）の電波の総称であり、ハニカム構造体に照射するマイクロ波はこの範囲の周波数のものを用いることができる。一般的には、周波数が２４５０ＭＨｚ前後のマイクロ波を用い、この場合のマイクロ波の波長（λ）は、約１２０ｍｍである。
【００１４】
本発明のハニカム成形体の製造方法において、乾燥工程と焼成工程は、連続式のマイクロ波照射装置を用いてハニカム構造体にマイクロ波を照射する工程を含むことができる。
ここで、当該連続式のマイクロ波照射装置は、マイクロ波を発生しハニカム構造体に照射して乾燥するマイクロ波発生装置を備える乾燥用マイクロ波照射槽と、マイクロ波を発生しハニカム構造体に照射して焼成するマイクロ波発生装置を備える焼成用マイクロ波照射槽と、電磁波シャッターを備えた乾燥用マイクロ波照射槽入口と、電磁波シャッターを備えた焼成用マイクロ波照射槽出口と、ハニカム構造体を載置して乾燥用マイクロ波照射槽入口、乾燥用マイクロ波照射槽内、焼成用マイクロ波照射槽内、および焼成用マイクロ波照射槽出口を順次搬送する搬送装置と、を少なくとも備える。
このような連続式のマイクロ波照射装置であれば、ハニカム構造体を搬送装置へ順次載置することにより、ハニカム構造体は乾燥用マイクロ波照射槽入口から乾燥用マイクロ波照射槽内へ搬送されて乾燥され、続いて焼成用マイクロ波照射槽内へ搬送されて焼成されるため、その後焼成用マイクロ波照射槽出口へ搬送された焼成後のハニカム構造体を取り出すことで、連続的な乾燥、焼成処理が可能となる。
【００１５】
本発明のハニカム成形体の製造方法において、前記搬送装置は、少なくともハニカム構造体を載置して乾燥用マイクロ波照射槽入口および乾燥用マイクロ波照射槽内を搬送する乾燥用搬送装置と、ハニカム構造体を載置して焼成用マイクロ波照射槽内および焼成用マイクロ波照射槽出口を搬送する焼成用搬送装置と、からなることができる。
このように乾燥工程と焼成工程とで搬送装置を分けることにより、マイクロ波の照射条件等に応じて乾燥工程におけるハニカム構造体の搬送速度と、焼成工程における搬送速度と、を一定とすることや変えることができ、汎用性が高くなる。
また、乾燥工程のみ行っている場合には焼成用搬送装置を停止させておくことができ、焼成工程のみ行っている場合には乾燥用搬送装置を停止させておくことができるため、電力コストが削減できる。
【００１６】
本発明のハニカム成形体の製造方法において、前記搬送装置によるハニカム構造体の搬送速度を一定とし、乾燥工程のマイクロ波の出力密度は、ハニカム構造体１体あたり０．０１ｋＷ／ｋｇ〜１ｋＷ／ｋｇとし、焼成工程のマイクロ波の出力密度は、ハニカム構造体１体あたり０．１ｋＷ／ｋｇ〜１ｋＷ／ｋｇとすることができる。
ハニカム構造体の搬送速度を一定とすることで、乾燥工程の開始から焼成工程の終了までが一定時間となるため、前工程である押出成形工程や、後工程であるハニカム構造体の断面切断工程等を含めた全工程による製造計画を立てやすくなる。搬送速度は、０．１ｍ／分〜３．０ｍ／分であることが好ましい。０．１ｍ／分よりも遅いと製造効率が悪く、また、３．０ｍ／分よりも速いと、ハニカム構造体を搬送装置へ載置する工程や、搬送装置からハニカム構造体を取出す工程が困難となる。
乾燥工程のマイクロ波の出力密度は、ハニカム構造体１体あたり０．０１ｋＷ／ｋｇ〜１ｋＷ／ｋｇの範囲とすれば、ハニカム構造体の含水率を５質量％〜２０質量％とすることができる。出力密度を０．１ｋＷ／ｋｇ〜１ｋＷ／ｋｇの範囲であれば、ハニカム構造体の含水率を１０質量％程度とすることができるため、より好ましい。
また、焼成工程のマイクロ波の出力密度は、ハニカム構造体１体あたり０．１ｋＷ／ｋｇ〜１ｋＷ／ｋｇとすれば、ハニカム構造体の温度を２００度〜１０００度にして焼成することができる。出力密度を０．３ｋＷ／ｋｇ以上とすれば、ハニカム構造体の温度を５００度以上とすることができるため、より好ましい。
なお、乾燥工程ならびに焼成工程において、マイクロ波発生装置のマイクロ波照射出力をそれぞれ制御することにより、出力密度を上記範囲に調整することができる。
【００１７】
本発明のハニカム成形体の製造方法において、前記乾燥用搬送装置によるハニカム構造体の搬送速度Ｓ１が０．１ｍ／分〜３．０ｍ／分であり、前記焼成用搬送装置によるハニカム構造体の搬送速度Ｓ２が０．０１ｍ／分〜１．０ｍ／分であるとともに、搬送速度Ｓ１が搬送速度Ｓ２の３倍〜１０倍である関係を満たし、乾燥工程のマイクロ波の出力密度は、ハニカム構造体１体あたり０．０１ｋＷ／ｋｇ〜１ｋＷ／ｋｇとし、焼成工程のマイクロ波の出力密度は、ハニカム構造体１体あたり０．１ｋＷ／ｋｇ〜１ｋＷ／ｋｇとすることができる。
乾燥工程よりも焼成工程のハニカム構造体の搬送速度を遅くして、乾燥工程よりも時間をかけて焼成すれば、焼成工程におけるマイクロ波の照射出力を低減させることが可能となり、製造コストを削減することができる。
乾燥工程におけるハニカム構造体の搬送速度が０．１ｍ／分よりも遅いと、製造効率が悪く妥当ではない。また、３．０ｍ／分よりも速いと、ハニカム構造体を搬送装置へ載置する工程が困難となる。乾燥工程では、ハニカム構造体の搬送速度を０．１ｍ／分〜３．０ｍ／分とすることにより、製造効率や前工程等も考慮した上で良好に乾燥することができる。
また、焼成工程におけるハニカム構造体の搬送速度が０．０１ｍ／分よりも遅いと、製造効率が悪く妥当ではない。また、１．０ｍ／分よりも速いと、マイクロ波の照射出力量を上げる必要が出てくるため、製造コストの削減効果が薄れてしまう。焼成工程では、ハニカム構造体の搬送速度を０．０１ｍ／分〜１．０ｍ／分とすることにより、製造効率と製造コストを考慮した上で良好に焼成することができる。
乾燥工程のマイクロ波の出力密度は、ハニカム構造体１体あたり０．０１ｋＷ／ｋｇ〜１ｋＷ／ｋｇの範囲とすれば、ハニカム構造体の含水率を５質量％〜２０質量％とすることができる。出力密度を０．１ｋＷ／ｋｇ〜１ｋＷ／ｋｇの範囲であれば、ハニカム構造体の含水率を１０質量％程度とすることができるため、より好ましい。
また、焼成工程のマイクロ波の出力密度は、ハニカム構造体１体あたり０．１ｋＷ／ｋｇ〜１ｋＷ／ｋｇとすれば、ハニカム構造体の温度を３００度〜１０００度にして焼成することができる。出力密度を０．３ｋＷ／ｋｇ以上とすれば、ハニカム構造体の温度を５００度以上とすることができるため、より好ましい。
なお、乾燥工程ならびに焼成工程において、マイクロ波発生装置のマイクロ波照射出力をそれぞれ制御することにより、出力密度を上記範囲に調整することができる。
【００１８】
本発明のハニカム成形体の製造方法は、複数のハニカム構造体を搬送装置に載置する載置工程をさらに含み、載置工程は、複数のハニカム構造体を搬送方向と平行する方向の間隔がマイクロ波の波長（λ）の２倍以上となるように搬送装置に直列に載置する直列載置工程であってもよい。複数のハニカム構造体を搬送装置に載置すれば、照射槽入口を介して乾燥用マイクロ波照射槽内、および焼成用マイクロ波照射槽内へと搬送されるので、これらマイクロ波照射槽内を通過中のハニカム構造体に、マイクロ波を照射すれば、乾燥、焼成させることができる。
【００１９】
ここで、載置工程は、複数のハニカム構造体を、搬送方向と平行する方向の間隔がマイクロ波の波長（λ）の２倍以上となるように、搬送装置に直列に載置する直列載置工程であることを特徴とする。ハニカム構造体の間隔を、このようにマイクロ波の波長の２倍以上空けることで、隣り合うハニカム構造体の含水率が異なる場合であっても、マイクロ波は均等にムラなく照射される。また、ハニカム構造体が照射を飛ばされてしまうこともなくなるため、結果としていずれのハニカム構造体も均一に乾燥、焼成することができる。
上記間隔がマイクロ波の波長の２倍よりも短い場合、マイクロ波の照射にムラが生じたり、照射を飛ばされてしまうハニカム構造体が現れてしまう。また、上記間隔が長すぎても乾燥や焼成そのものに影響することはないが、乾燥効率や焼成効率が低下してしまうことから、マイクロ波の波長の４倍程度の間隔をおよその上限として、ハニカム構造体を乾燥、焼成させることができる。
ハニカム構造体は、搬送装置に直列に載置する。搬送装置に、搬送装置と平行する方向に一列に載置するのであり、２列以上の並列で載置する方法については、以下に説明する。
なお、マイクロ波の照射源となるマイクロ波発生装置と、ハニカム構造体との距離は、マイクロ波の波長の２倍〜１０倍であることが好ましい。当該距離が２倍よりも短いと、近接電界が発生し、ハニカム構造体の１箇所のみにマイクロ波が集中して乾燥ムラや焼成ムラが生じるおそれがある。また、当該距離が１０倍よりも長いと、多重反射の影響が大きくなり、乾燥ムラや焼成ムラの原因となるおそれがある。上記２倍〜１０倍の範囲内の距離であれば、このような乾燥ムラや焼成ムラのおそれがなく、ハニカム構造体を良好に乾燥、焼成することができる。
【００２０】
本発明にかかる載置工程は、複数のハニカム構造体を搬送方向と直交する方向の間隔がマイクロ波の波長の２倍以上となるように前記搬送装置に並列に載置する並列載置工程をさらに含むことができる。ハニカム構造体を２列以上の並列で載置すれば、多数のハニカム構造体を効率良く乾燥、焼成させることができるからである。
並列で載置する場合には、並列で隣り合うハニカム構造体の間隔は、マイクロ波の波長（λ）の２倍以上となるように載置する。間隔をマイクロ波の波長の２倍以上空けることで、並列に隣り合うハニカム構造体の含水率が異なる場合であっても、マイクロ波は均等にムラなく照射される。また、ハニカム構造体が照射を飛ばされてしまうこともなくなるため、結果としていずれのハニカム構造体も均一に乾燥、焼成することができる。
上記間隔がマイクロ波の波長の２倍よりも短い場合、マイクロ波の照射にムラが生じたり、照射を飛ばされてしまうハニカム構造体が現れてしまう。また、上記間隔が長すぎても乾燥や焼成そのものに影響することはないが、乾燥効率や焼成効率が低下してしまうことから、マイクロ波の波長の４倍程度の間隔をおよその上限として、ハニカム構造体を乾燥、焼成させることができる。
【００２１】
マイクロ波発生装置は、乾燥用および焼成用のマイクロ波照射槽の天井部に設置され、載置工程が、複数のハニカム構造体のセルの軸方向を水平方向とするとともに、搬送方向に対する当該セルの軸方向の傾斜角を３５度〜７５度とし、かつ、前列のハニカム構造体の側面等の端と、前記前列に続いて載置されたハニカム構造体の側面等の端の距離がマイクロ波の波長の２倍以上であるように、載置する工程を含むことができる。
乾燥用および焼成用のマイクロ波照射槽の天井部にマイクロ波発生装置を設置し、かつ、ハニカム構造体のセルの軸方向を水平方向として搬送装置に載置することにより、ハニカム側面へのマイクロ波の入射密度がハニカム面への入射密度よりも高くすることができる。ハニカム面よりもハニカム側面の方が、照射を受ける面積が大きいことから、ハニカム側面への入射密度を高くすることにより、乾燥や焼成を促進することができる。
搬送方向に対するハニカム構造体のセルの軸方向に傾斜角をつけるのは、進行方向に対してハニカム構造体を斜めに載置して、ハニカム構造体全体へ一度にマイクロ波が照射されないよう、ハニカム構造体の端からマイクロ波が照射されるようにするためである。
ハニカム構造体が水分量の分布に若干の偏りがある場合に、ハニカム構造体の全体へ一度にマイクロ波が照射されてしまうと、水分量の多い部分にマイクロ波が集中して照射されてしまい、乾燥ムラや焼成ムラ、白化、ひびや割れ等の原因となるおそれがあるからである。ハニカム構造体の端から全体へと徐々にマイクロ波を照射すれば、乾燥も端から進むため、乾燥ムラや焼成ムラ等が生じることなく、良好に乾燥することができる。
傾斜角を３５度〜７５度とするのは、この範囲内であると乾燥ムラや焼成ムラをより効果的に防止することができるためである。傾斜角がこの範囲を超えた場合でも、防止効果は弱まるものの、均一に乾燥、焼成させることは可能である。
また、前列のハニカム構造体の側面等の端と、前記前列に続いて載置されたハニカム構造体の側面等の端の距離がマイクロ波の波長の２倍以上となるように載置するのは、ハニカム構造体の間隔を、このようにマイクロ波の波長の２倍以上空けることで、隣り合うハニカム構造体の含水率が異なる場合であっても、マイクロ波は均等にムラなく照射される。また、ハニカム構造体が照射を飛ばされてしまうこともなくなるため、結果としていずれのハニカム構造体も均一に乾燥、焼成することができる。
また、マイクロ波が常にいずれかのハニカム構造体に照射されるため、照射に無駄が生じることがなく、結果として照射出力を低減することができる。
【００２２】
本発明のハニカム成形体の製造方法において、乾燥工程と焼成工程は、同一のバッチ式のマイクロ波照射装置を用いてハニカム構造体にマイクロ波を照射する工程を含み、当該バッチ式のマイクロ波照射装置は、少なくともマイクロ波照射槽を備え、当該マイクロ波照射槽は、マイクロ波を発生しハニカム構造体に照射する少なくとも１つのマイクロ波発生装置と、ハニカム構造体を載置して回転駆動する回転体とを少なくとも備え、乾燥工程のマイクロ波の出力密度は、ハニカム構造体１体あたり０．０１ｋＷ／ｋｇ〜１ｋＷ／ｋｇとし、焼成工程のマイクロ波の出力密度は、ハニカム構造体１体あたり０．１ｋＷ／ｋｇ〜１ｋＷ／ｋｇとすることができる。
汎用的なハニカム成形体を大量に製造する場合には、連続式のマイクロ波照射装置を用いた方が製造効率や製造コスト等の点で優れている。ただし、受注生産や特注品である等の理由により、少数のハニカム構造体を製造する場合には、バッチ式のマイクロ波照射装置を用いた方が、製造効率や製造コスト等の点で、連続式のマイクロ波照射装置を用いた場合よりも有利となる場合がある。
乾燥工程と焼成工程は、同一のバッチ式のマイクロ波照射装置を用いて連続して行うことにより、乾燥工程から焼成工程へ移る際の手間や時間を省くことができる。また、上記のバッチ式の照射装置であれば、ハニカム構造体を回転させることができるため、マイクロ波を均一に照射することが可能であり、照射が偏ることによるハニカム構造体の局部的な乾燥や焼け過ぎを防止することができる。
乾燥工程のマイクロ波の出力密度は、ハニカム構造体１体あたり０．０１ｋＷ／ｋｇ〜１ｋＷ／ｋｇの範囲とすれば、ハニカム構造体の含水率を５質量％〜２０質量％とすることができる。出力密度を０．１ｋＷ／ｋｇ〜１ｋＷ／ｋｇの範囲であれば、ハニカム構造体の含水率を１０質量％程度とすることができるため、より好ましい。
また、焼成工程のマイクロ波の出力密度は、ハニカム構造体１体あたり０．１ｋＷ／ｋｇ〜１ｋＷ／ｋｇとすれば、ハニカム構造体の温度を３００度〜１０００度にして焼成することができる。出力密度を０．３ｋＷ／ｋｇ以上とすれば、ハニカム構造体の温度を５００度以上とすることができるため、より好ましい。
なお、乾燥工程ならびに焼成工程において、マイクロ波発生装置のマイクロ波照射出力をそれぞれ制御することにより、出力密度を上記範囲に調整することができる。
【００２３】
本発明のハニカム成形体の製造方法において、ハニカム構造体が、ハニカム面が多角形形状である多角柱状のハニカム構造体であり、乾燥工程の前に、ハニカム構造体の表面の少なくとも隅角部および各辺に、マイクロ波からハニカム構造体を保護する被覆材を被覆する被覆工程を含むことができる。乾燥工程後のハニカム構造体の含水率が２０質量％前後である場合、焼成工程においてハニカム構造体に白化やひび、割れ等が発生することがあるものの、被覆材を被覆することにより、これらの白化等の発生を防止することができる。
また、上記多角形形状のハニカム構造体において、ハニカム面の対角線のうち少なくとも１つの長さ、多角形の辺の長さ、または、ハニカム構造体の高さのいずれかが、マイクロ波の波長の０．５倍以上である場合には、乾燥工程においてハニカム構造体に白化等が発生することがあるため、これらの白化の発生を予め防止するべく、被覆材を被覆することができる。なお、対角線は、多角形上のことなる２つの頂点同士を結ぶ線分のうち辺を除く線分のことであり、三角形以外の多角形は全て２本以上の対角線を持つ。
被覆工程では、ハニカム構造体の表面のうち、少なくとも隅角部および各辺に被覆材を被覆する。隅角部や各辺はマイクロ波が集中しやすいため、こういった部分を被覆すれば、マイクロ波照射による乾燥や焼成を行っても、当該部分の白化やひび、割れ等の発生を防止することが出来る。
被覆材で被覆する場合、被覆間隔は、マイクロ波の波長の０．５倍〜２倍の長さであることが好ましい。ハニカム構造体のうち、ハニカム面の対角線のうち少なくとも１つの長さ、多角形の辺の長さ、または、ハニカム構造体の高さのいずれかが、マイクロ波の波長の０．５倍以上である場合には、当該０．５倍以上の幅等があるハニカム面や側面に、乾燥工程や焼成工程によりひびや割れ等が発生しやすく、これらの発生を防止することができるからである。例えば、ハニカム構造体の高さがマイクロ波の波長の０．５倍〜２倍の長さである場合には、ハニカム側面のうち隅角部と各辺を被覆材で被覆することにより、白化、ひびや割れ等を防止することができる。また、ハニカム構造体の高さがマイクロ波の波長の２倍以上の長さである場合には、ハニカム側面のうち隅角部と各辺を被覆材で被覆するのみでは、ハニカム側面にひびや割れ等が発生するおそれがあるため、隅角部と各辺に加え、各辺からマイクロ波の波長の０．５倍〜２倍の距離にあるハニカム側面にも被覆材を被覆することが好ましい。
【００２４】
本発明のハニカム成形体の製造方法において、ハニカム構造体が、ハニカム面が円形状である円柱状のハニカム構造体であり、乾燥工程の前に、ハニカム構造体の表面の少なくとも円柱端部に、マイクロ波からハニカム構造体を保護する被覆材を被覆する被覆工程を含むことができる。乾燥工程後のハニカム構造体の含水率が２０質量％前後である場合、焼成工程においてハニカム構造体に白化やひび、割れ等が発生することがあるものの、被覆材を被覆することにより、これらの白化等の発生を防止することができる。
また、上記円柱状のハニカム構造体において、円形状のハニカム面の直径、または、ハニカム構造体の高さのいずれかが、マイクロ波の波長の０．５倍以上である場合には、乾燥工程においてハニカム構造体に白化等が発生することがあるため、これらの白化やひび、割れ等の発生を予め防止するべく、被覆材を被覆することができる。
被覆工程では、ハニカム構造体の表面の少なくとも円柱端部に、被覆材を被覆する。円柱端部は、ハニカム面とハニカム側面とが接するところであり、マイクロ波が集中しやすい部分である。この円柱端部を被覆すれば、マイクロ波照射による乾燥や焼成を行っても、当該部分の白化やひび、割れ等の発生を防止することが出来る。
被覆材で被覆する場合、被覆間隔は、マイクロ波の波長の０．５倍〜２倍の長さであることが好ましい。ハニカム構造体のうち、ハニカム面の直径、または、ハニカム構造体の高さのいずれかが、マイクロ波の波長の０．５倍以上である場合には、当該０．５倍以上の幅等があるハニカム面や側面に、乾燥工程や焼成工程によりひびや割れ等が発生しやすく、これらの発生を防止することができるからである。例えば、ハニカム面の直径がマイクロ波の波長の０．５倍〜２倍の長さである場合には、ハニカム構造体の円柱端部を被覆材で被覆することにより、白化、ひびや割れ等を防止することができる。また、ハニカム面の直径がマイクロ波の波長の２倍以上の長さである場合には、ハニカム構造体の円柱端部を被覆材で被覆するのみでは、ハニカム面に発生するひびや割れ等が発生するおそれがあるため、円柱端部に加え、円柱端部からマイクロ波の波長の０．５倍〜２倍の距離にあるハニカム面およびハニカム側面に被覆材を被覆することが好ましい。すなわちこの場合には、ハニカム面へ太陽十字形に被覆材を被覆すると共に、ハニカム構造体上部のハニカム面と下部のハニカム面に被覆された十字形の被覆材をつなぐように、ハニカム側面に被覆材が被覆されることとなる。
【００２５】
本発明において、被覆材で被覆する際の被覆幅は、マイクロ波の波長の０．５倍以下であることが好ましい。被覆幅が０．５倍を超えると、マイクロ波がハニカム構造体へ侵入することを過剰に妨害する場合があり、乾燥遅延となるからである。被覆幅がマイクロ波の波長の０．１倍以上あれば、マイクロ波からハニカム構造体を十分に保護することができる。被覆幅の基準をマイクロ波の波長の０．２倍とし、ハニカム構造体の形状や大きさに応じて適宜被覆幅を調整することで、ハニカム構造体を効率良く乾燥させることができる。
【００２６】
また、被覆材が、マイクロ波反射材料を含むものである場合には、マイクロ波反射材料は、電導性を有する金属材料であることが好ましい。電導性を有する金属材料であれば、マイクロ波を効果的に反射し、ハニカム構造体をマイクロ波から十分に保護することができる。電導性を有する金属材料としては、アルミニウム、銅、鉄、ステンレス、真鍮のいずれか、またはこれらの組み合わせからなる材料等が挙げられる。
【００２７】
なお、ハニカム構造体に被覆材を被覆した状態で焼成工程を行っても、ハニカム構造体の焼成そのものには影響しないものの、被覆材として用いた金属材料によっては、焼成条件により溶融してしまう場合がある。このようなおそれのある融点の低い金属材料を用いた場合には、乾燥工程終了後であって焼成工程開始前に、被覆材をハニカム構造体から除去する工程を含むことができる。
また、焼成工程に耐えうる融点の高い金属材料を被覆材として用いることで、被覆材を除去する工程を省略することが可能である。
【００２８】
次いで、本発明のハニカム成形体の製造方法の実施の形態について、図面を参照してさらに具体的に説明する。この場合において、本発明は図面を参照した実施形態に限定されるものではない。
【００２９】
図１は、本発明のハニカム成形体の製造方法に用いることのできる連続照射装置の横断面図である。連続照射装置１は、マイクロ波を多重反射する金属製の躯体からなるマイクロ波照射槽２ａ、２ｂを基本とし、マイクロ波照射槽２ａ、２ｂは、それぞれその内部にマイクロ波発生装置３ａ、３ｂを備える。マイクロ波照射槽２ａには、照射槽入口４が設置され、マイクロ波照射槽２ｂには照射槽出口５が設置されている。マイクロ波照射槽２ａと２ｂとの間には、これらの照射槽をつなぐ照射槽出入口６が設置されている。これらの照射槽入口４、照射槽出口５、および照射槽出入口６は、マイクロ波が照射槽の外部へ放出するのを防止するための電磁波シャッター７を備える。
次に、このような連続照射装置を用いて乾燥工程および焼成工程を行う場合について説明する。ハニカム構造体８は、搬送装置であるコンベア９に載置され、照射槽入口４からマイクロ波照射槽２ａの内部へ送り込まれる。そして、マイクロ波発生装置３ａによりハニカム構造体８にマイクロ波が照射され、乾燥したら照射槽出入口６を介してマイクロ波照射槽２ｂの内部へ送り込まれる。マイクロ波照射槽２ｂの内部では、マイクロ波発生装置３ｂによりハニカム構造体８にマイクロ波が照射されて焼成され、焼成後にマイクロ波照射槽２ｂから照射槽出口５を介して外部へ送り出される。
【００３０】
図２は、図１とは異なる態様の連続照射装置の横断面図である。マイクロ波照射槽２ａ、２ｂや、照射槽入口４、照射槽出口５、照射槽出入口６といった基本構成は、図１に示す連続乾燥装置と同じである。マイクロ波照射槽２ａ、２ｂのそれぞれには、コンベア９ａ、９ｂが備えられている。
かかる連続照射装置を用いた工程について説明する。コンベア９ａに載置されたハニカム構造体８は、マイクロ波照射槽２ａ内で乾燥され、さらに照射槽出入口６でコンベア９ｂに載置されてマイクロ波照射槽２ｂ内で焼成され、照射槽出口５を介して外部へ送り出される。
【００３１】
図３は、連続乾燥装置のうち、ハニカム構造体を載置したコンベアを見た図である。図３(ａ)は、コンベア９の進行方向（搬送方向）１０に対してハニカム構造体のセル軸方向１１が垂直となるようにハニカム構造体８を載置している。この場合、ハニカム面８ａがコンベア９の進行方向１０に対して垂直方向を向いており、また、セル軸方向１１は、図１、図２の横断面図にて示すように、水平方向となっている。ハニカム構造体は、搬送方向１０と平行する方向の間隔１２がマイクロ波の波長の２倍以上となっている。
【００３２】
図３（ｂ）は、ハニカム面が上となるように、ハニカム構造体のセルの軸方向が上下方向となるように載置したコンベアを上から見た図である。
ハニカム面が多角形形状である多角柱状またはハニカム面が円形状である円柱状であって、ハニカム構造体のセルの軸方向の長さが、マイクロ波の波長の０．５倍よりも短い小型のハニカム構造体である場合には、自重によりハニカム構造体が変形するおそれがないため、用いることのできる方法である。ハニカム構造体のセルの軸方向が上下方向となるように載置することで、揮発した水分がハニカム構造体内部から外部へと抜けやすくなるため、乾燥時間を短縮することができる。
【００３３】
図４は、図３とは異なる態様でハニカム構造体を載置したコンベアを見た図である。図４は、コンベア９の進行方向１０に対してハニカム構造体のセル軸方向１１が平行となるようにハニカム構造体８を載置している。この場合、ハニカム面８ａがコンベア９の進行方向１０に対して平行方向を向いている。すなわち、ハニカム面は進行方法を向いている。また、セル軸方向１１は、図３の場合と同様に、水平方向となっている。ハニカム構造体は、搬送方向１０と平行する方向の間隔１２がマイクロ波の波長の２倍以上となっている。
【００３４】
図５は、図３、４とは異なる態様でハニカム構造体を載置したコンベアを見た図である。図４と同様に、コンベア９の進行方向１０に対してハニカム構造体のセル軸方向１１が平行となるように、そして水平方向となるように、また、搬送方向１０と平行する方向の間隔１２がマイクロ波の波長の２倍以上となるように、ハニカム構造体８を載置している。さらに、コンベア９へハニカム構造体が２列となるように並列に載置し、搬送方向１０と直交する方向の間隔１３がマイクロ波の波長の２倍以上となっている。
【００３５】
図６は、図３〜５とは異なる態様でハニカム構造体を載置したコンベアを真上から見た図である。ハニカム構造体８は、セルの軸方向が水平方向となっており、また、搬送方向１０ａに対するセルの軸方向が傾斜しており、その傾斜角１４が３５度〜７５度である（図６(ａ)）。
そして、複数のハニカム構造体は、前列のハニカム構造体の側面等の端と、前記前列に続いて載置されたハニカム構造体の側面等の端の距離がマイクロ波の波長の２倍以上であるように、載置している。すなわち、複数のハニカム構造体は、搬送方向１０と平行する方向の間隔１２がマイクロ波の波長の２倍以上である（図６(ｂ)）。
【００３６】
図７は、図６とは異なる態様でハニカム構造体を載置したコンベアを真上から見た図である。ハニカム構造体８は、セルの軸方向が水平方向となっている点や、搬送方向１０に対するセルの軸方向が傾斜しており、その傾斜角１４が３５度〜７５度である点、そして、搬送方向１０と平行する方向の間隔１２がマイクロ波の波長の２倍以上である点は、図６と同様である。図７では、さらに、コンベア９へハニカム構造体が２列となるように並列に載置し、搬送方向１０と直交する方向の間隔１５がマイクロ波の波長の２倍以上となっている。
【００３７】
図８は、本発明の製造方法に適用し得る被覆材を被覆した多角柱状のハニカム構造体の一例を示す斜視図である。ハニカム構造体８は、ハニカム面８ａが四角形形状である四角柱状の構造体であり、被覆材としてアルミ板１６が、ハニカム構造体の表面の隅角部８ｂおよび辺８ｃを保護するように被覆している。
ハニカム構造体８は、ハニカム面の各辺の長さおよびハニカム構造体の高さがマイクロ波の波長の０．５倍〜２倍の長さであり、そのため、ハニカム構造体８のうち隅角部８ｂと各辺８ｃを被覆材で保護すれば、マイクロ波を照射して乾燥することによる白化、ひびや割れ等を防止することができる。
【００３８】
図９は、図８と同様のハニカム構造体８に、被覆材としてアルミニウム製のサセプタを用いた斜視図である。サセプタ１７は、図８のアルミ板と同様に、ハニカム構造体の表面の隅角部８ｂおよび辺８ｃを被覆している。上下のサセプタと辺を被覆するサセプタとは、アルミニウム製のボルト１８により接続される。
【００３９】
図１０は、図８のハニカム構造体とは異なる四角柱状のハニカム構造体に、被覆材としてアルミ板を被覆した斜視図である。ハニカム構造体８は、ハニカム面の各辺の長さがマイクロ波の波長の０．５倍〜２倍の長さである一方で、ハニカム構造体の高さはマイクロ波の波長の２．５倍である。そのため、マイクロ波の照射による白化、ひびや割れ等を防止するには、ハニカム構造体８のうち隅角部と各辺を被覆材で保護するだけでなく、ハニカム側面に波長の０．５倍〜２倍の長さの間隔で被覆材により保護する必要がある。図１０では、ハニカム側面を２等分するようにアルミ板１６で保護されており、ハニカム側面はマイクロ波の波長の１．２５倍の長さの間隔で被覆材が被覆されていることとなる。
ここで、アルミ板の幅は、一律にマイクロ波の波長の０．２５倍とすることで、ハニカム構造体を良好に乾燥させることができる。更には、ハニカム構造体の長手方向のアルミ板のみ、その幅Ａ’をマイクロ波の波長の０．４倍とすることにより、ハニカム構造体が均一に乾燥される。このように、被覆幅の基準をマイクロ波の波長の０．２倍とし、ハニカム構造体の形状や大きさに応じて適宜被覆幅を調整することで、ハニカム構造体を更に効率良く乾燥させることができる。
【００４０】
図１１は、被覆材を被覆した円柱状のハニカム構造体の一例を示す斜視図である。ハニカム構造体８は、ハニカム面８ａが円形状であり、ハニカム構造体の表面の円柱端部１９を保護するように、被覆材としてアルミ板１６が被覆されている。
ハニカム構造体８は、ハニカム面の直径およびハニカム構造体の高さがマイクロ波の波長の０．５倍〜２倍の長さであり、そのため、ハニカム構造体８のうち円柱端部１９を被覆材で保護すれば、マイクロ波を照射して乾燥することによる白化、ひびや割れ等を防止することができる。
【００４１】
図１２は、図１１のハニカム構造体とは異なる円柱状のハニカム構造体に、被覆材としてアルミ板を被覆した斜視図である。ハニカム構造体８は、ハニカム構造体の高さがマイクロ波の波長の０．５倍〜２倍の長さである一方で、ハニカム面の直径はマイクロ波の波長の２．５倍である。そのため、マイクロ波の照射による白化、ひびや割れ等を防止するには、ハニカム構造体８のうち円柱端部を被覆材で保護するだけでなく、ハニカム面およびハニカム側面を波長の０．５倍〜２倍の長さの間隔で被覆材により保護する必要がある。図１２では、ハニカム面およびハニカム側面を４等分するようにアルミ板１６で保護されており、ハニカム面およびハニカム側面はマイクロ波の波長の１．２５倍の長さの間隔で被覆材が被覆されていることとなる。
【００４２】
図８〜図１２に示す被覆材を被覆したハニカム構造体は、本発明を実施して乾燥、焼成され、ハニカム成形体となる。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例及び比較例に基づき本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００４４】
ハニカム構造体の作成
［ハニカム構造体ｍ］
タルク、カオリン、アルミナ、酸化チタン及びシリカ等の混合物、バインダー、水、および添加剤等を混練して均一な坏土状としたものを、押出成形することにより、ハニカム面の縦５０ｍｍ、ハニカム面の横５０ｍｍ、高さ５０ｍｍ、壁厚１ｍｍ、セル数４８４個（縦方向：２２個、横方向：２２個）の四角柱状の小型のハニカム構造体ｍ（含水率：４０質量％）を作成した。
【００４５】
［ハニカム構造体ｎ］
ハニカム構造体１の作成方法と同様に坏土状としたものを、押出成形して、ハニカム面の縦１５０ｍｍ、ハニカム面の横１５０ｍｍ、高さ２００ｍｍ、壁厚１ｍｍ、セル数４８４個（縦方向：２２個、横方向：２２個）の四角柱状のハニカム構造体ｎを作成した。
作成したハニカム構造体ｍ、ｎを用いて、以下の乾燥処理を行った。
【００４６】
連続照射装置を用いたハニカム構造体の乾燥および焼成
［実施例１］
ハニカム構造体ｍについて、図１に示す連続照射装置を用いて、マイクロ波を連続的に照射し、乾燥工程ならびに焼成工程を行った。
マイクロ波照射装置の仕様は、マイクロ波発生装置３ａの照射出力：１．５ｋＷ（連続可変）、周波数：２４５０±３０ＭＨｚ、電源入力：三相交流、２００Ｖであり、マイクロ波発生装置３ｂの照射出力：１．５ｋＷ（連続可変）、周波数：２４５０±３０ＭＨｚ、電源入力：三相交流、２００Ｖである。また、マイクロ波発生装置３ａ、３ｂと、ハニカム構造体８との距離は、最短距離として、マイクロ波の波長の４倍とした。
マイクロ波照射槽２ａ、２ｂの仕様は、共に、内寸：６００Ｗ×７００Ｈ×１２００Ｌ（ｍｍ）、内炉材質：ＳＵＳ３０４である。
コンベア９は、乾燥工程開始時にハニカム構造体ｍがマイクロ波照射槽２ａへ入り、乾燥工程終了後、照射槽出入口６を介して焼成工程開始時にマイクロ波照射槽２ｂへ入り、焼成工程終了後にマイクロ波照射槽２ｂから出るように、搬送速度が０．５ｍ／分で一定となるよう調整した。マイクロ波の照射時間は、ハニカム構造体１体あたり乾燥工程で１時間、焼成工程で５時間とした。
乾燥工程のマイクロ波の出力密度は、ハニカム構造体１体あたり０．０５ｋＷ／ｋｇとし、焼成工程のマイクロ波の出力密度は、ハニカム構造体１体あたり０．３ｋＷ／ｋｇとした。このように出力密度を調整することで、乾燥処理後のハニカム構造体ｍの含水率を１０質量％とし、焼成工程におけるハニカム構造体の温度を５００度とした。
なお、乾燥工程後のハニカム構造体ｍの含水率は、ハニカム構造体ｍが照射槽出入口６を通過中に、水分量測定用マイクロ波発振器を用い、乾燥用のマイクロ波と同じ周波数帯のマイクロ波を出力２０ｍＷにてハニカム構造体ｍに照射して、ハニカム構造体ｍから反射されたマイクロ波を測定することにより行った。乾燥工程ならびに焼成工程は、ハニカム構造体１体ずつ合計２０体実施した。
【００４７】
［実施例２］
ハニカム構造体ｍについて、図２に示す連続照射装置を用いて、マイクロ波を連続的に照射した。
マイクロ波照射装置の仕様は、マイクロ波発生装置３ａの照射出力：１．５ｋＷ（連続可変）、周波数：２４５０±３０ＭＨｚ、電源入力：三相交流、２００Ｖであり、マイクロ波発生装置３ｂの照射出力：１．５ｋＷ（連続可変）、周波数：２４５０±３０ＭＨｚ、電源入力：三相交流、２００Ｖである。また、マイクロ波発生装置３ａ、３ｂと、ハニカム構造体８との距離は、最短距離として、マイクロ波の波長の４倍とした。
マイクロ波照射槽２ａ、２ｂの仕様は、共に、内寸：６００Ｗ×７００Ｈ×１２００Ｌ（ｍｍ）、内炉材質：ＳＵＳ３０４である。
コンベア９ａ、９ｂは、乾燥工程開始時にハニカム構造体ｍがマイクロ波照射槽２ａへ入り、乾燥工程終了後、照射槽出入口６を介して焼成工程開始時にマイクロ波照射槽２ｂへ入り、焼成工程終了後にマイクロ波照射槽２ｂから出るように調整した。コンベア９ａによるハニカム構造体ｍの搬送速度は、０．５ｍ／分とし、コンベア９ｂによるハニカム構造体ｍの搬送速度は、１．０ｍ／分とした。マイクロ波の照射時間は、ハニカム構造体１体あたり乾燥工程で１時間、焼成工程で５時間とした。
乾燥工程のマイクロ波の出力密度は、ハニカム構造体１体あたり０．０５ｋＷ／ｋｇとし、焼成工程のマイクロ波の出力密度は、ハニカム構造体１体あたり０．３ｋＷ／ｋｇとした。このように出力密度を調整することで、乾燥処理後のハニカム構造体ｍの含水率を１０質量％とし、焼成工程におけるハニカム構造体の温度を５００度とした。
なお、乾燥工程後のハニカム構造体ｍの含水率は、実施例１と同様に、水分量測定用マイクロ波発振器を用いて測定した。乾燥工程ならびに焼成工程は、ハニカム構造体１体ずつ合計２０体実施した。
【００４８】
［実施例３］
ハニカム構造体ｎの隅角部および各辺を保護するため、厚み０．１ｍｍ、幅Ａ（図３）が３０ｍｍのステンレス板（ＳＵＳ３０４）を被覆材として被覆した（図３）。そのうえで、マイクロ波の照射時間は、ハニカム構造体１体あたり乾燥工程で１時間、焼成工程で１０時間とした他は、実施例１と同様の条件により、マイクロ波を連続的に照射し、乾燥工程ならびに焼成工程を行った。
【００４９】
［実施例４］
乾燥処理後のハニカム構造体ｍの含水率が２０質量％となったところで焼成工程へ移った他は、実施例３と同様の条件により、ハニカム構造体ｍに被覆材を被覆して、乾燥工程ならびに焼成工程を行った。乾燥工程ならびに焼成工程は、ハニカム構造体１体ずつ合計２０体実施した。
【００５０】
［実施例５］
ハニカム構造体ｍに被覆材を被覆しない他は、含水率が２０質量％となったところで焼成工程へ移る実施例４と同様の条件により、乾燥工程ならびに焼成工程を行った。
【００５１】
［実施例６］
ハニカム構造体ｍを１０体使用し、複数のハニカム構造体の間隔が与える乾燥、焼成への影響について検証した。
複数のハニカム構造体ｍの載置は、図３(ａ)に示すように、コンベア９の進行方向（搬送方向）１０に対してハニカム構造体ｍのセル軸方向１１が垂直となるように、また、ハニカム面８ａがコンベア９の進行方向１０に対して垂直方向を向き、セル軸方向１１は、水平方向とした。ハニカム構造体ｍは、搬送方向１０と平行する方向の間隔１２をマイクロ波の波長の２倍とした。
その他は、実施例１と同様の方法により、乾燥、焼成工程を実施した。
【００５２】
［実施例７］
ハニカム構造体ｍを１０体使用し、その載置は、図４に示すように、コンベア９の進行方向１０に対してハニカム構造体ｍのセル軸方向１１が平行となるように、また、ハニカム面８ａがコンベア９の進行方向１０に対して平行方向を向き、セル軸方向１１は、水平方向とした。ハニカム構造体ｍは、搬送方向１０と平行する方向の間隔１２をマイクロ波の波長の２倍とした。
その他は、実施例６と同様の方法により、乾燥、焼成工程を実施した。
【００５３】
［実施例８］
ハニカム構造体ｍを１０体使用し、その載置は、セルの軸方向を水平とし、図４と同様に、コンベア９の進行方向１０に対してハニカム構造体ｍのセル軸方向１１が平行となるように、また、搬送方向１０と平行する方向の間隔１２がマイクロ波の波長の２倍以上となるようにした。さらに、図５に示すように、コンベア９へハニカム構造体ｍが２列となるように並列に載置し、搬送方向１０と直交する方向の間隔１３はマイクロ波の波長の２倍とした。
その他は、実施例７と同様の方法により、乾燥、焼成工程を実施した。
【００５４】
［実施例９］
ハニカム構造体ｎの隅角部および各辺を保護するため、厚み０．１ｍｍ、幅Ａ（図８）が３０ｍｍのステンレス板（ＳＵＳ３０４）を被覆材として被覆した（図８）。
このように被覆材を被覆したハニカム構造体ｍ（１０体）を乾燥、焼成対象とし、これらの載置は、セルの軸方向を水平とし、図６に示すように、搬送方向１０に対するセルの軸方向を傾斜させ、その傾斜角１４を６０度とした（図６(ａ)）。そして、搬送方向１０と平行する方向の間隔１２をマイクロ波の波長の２倍とした（図６(ｂ)）。マイクロ波の照射時間は、ハニカム構造体１体あたり乾燥工程で１時間、焼成工程で１０時間とした。
その他は、実施例１と同様の方法により、乾燥、焼成工程を実施した。
【００５５】
［比較例１］
ハニカム構造体ｍについて、図１３に示す連続乾燥処理装置２０を用いて、マイクロ波を連続的に照射し、乾燥処理を行った。
連続乾燥処理装置２０の仕様は、マイクロ波発生装置２１の出力：１ｋＷ（連続可変）、周波数：２４５０±３０ＭＨｚ、電源入力：三相交流、２００Ｖであり、マイクロ波照射槽２２の仕様は、内寸：６００Ｗ×７００Ｈ×１２００Ｌ（ｍｍ）、内炉材質：ＳＵＳ３０４である。また、マイクロ波照射槽２２の前後には、それぞれ電磁波シャッター２３を備えた照射槽入口２４、照射槽出口２５が設置されている。
コンベア２６は、乾燥処理開始時にハニカム構造体ｍがマイクロ波照射槽へ入り、乾燥処理終了時にマイクロ波照射槽から出るように速度を調整した。マイクロ波の照射時間は、１体あたり１時間とした。乾燥工程は、ハニカム構造体１体ずつ合計２０体実施した。
乾燥処理後、ハニカム構造体ｍを運搬可能な温度（約４０度）となるまで室温で冷却し、焼成炉へ移動して焼成処理を行った。
焼成は、ハニカム構造体を１体づつ燃焼バーナで加熱し、ハニカム構造体の温度が２００度〜５００度となる条件により、１００時間実施した。
【００５６】
［比較例２］
ハニカム構造体ｍ（２０体）を乾燥、焼成対象とし、その載置について、搬送方向１０と平行する方向の間隔１２をマイクロ波の波長の１倍とする他は、実施例５と同様の方法により、乾燥、焼成工程を実施した。
【００５７】
実施例１〜３および比較例１において、製造されたハニカム成形体に白化やひび、割れ、焼成不良等の異常はみとめられず、製造品に問題は無かった。
実施例１〜３の製造方法によれば、乾燥工程と焼成工程とを連続して実施したことにより、比較例１のように乾燥工程と焼成工程との間で行うハニカム構造体の冷却や移動を省略することが可能となり、ハニカム構造体の温度が５００度付近となる条件を少なくとも３時間保持することにより、焼成を完了できる。製造手順が簡略化した結果、製造効率が向上した。
さらに、実施例２では、２０体全てのハニカム構造体の乾燥工程が終了した後は、コンベア９ａを停止することが出来たため、電力コストを削減することができた。
また、ハニカム構造体に被覆材を被覆して乾燥、焼成しても良好に製造することができた（実施例３）。
一方、比較例１の製造方法では、乾燥工程と焼成工程との間でハニカム構造体の冷却や移動を行わなければならなかった。更に、焼成工程ではバーナー加熱用の燃料が煤となってハニカム構造体の内部や表面へ付着したため、これらの煤を分解するために焼成工程を延長しなければならなかった。これらのことが要因となり、ハニカム成形体とするまでの製造時間が長くかかった。
実施例１、２では、乾燥工程に１時間、焼成工程に５時間要し、併せて６時間の乾燥、焼成工程により、ハニカム成形体を製造することができた。また、実施例３では乾燥工程に１時間、焼成工程に１０時間要し併せて１１時間の乾燥、焼成工程により、ハニカム成形体を製造することができた。一方、比較例１では、乾燥工程に１時間、焼成工程は１００時間要した。これらの結果から、本発明の製造方法により、ハニカム成形体の製造時間が大幅に短縮できることを確認した。
【００５８】
実施例４では、製造したハニカム成形体に白化やひび、割れ、焼成不良等の異常はみとめられず、製造品に問題は無かった。
一方、被覆材を被覆しなかった実施例５では、製造したハニカム成形体２０体のうち、４体については、ひびや割れ等の異常が認められたものの、１６体については良好に製造することが出来た。２０体中１６体は良好であったため、歩留まりは８０％であり、製造効率の観点から問題なく実施できる態様である。
実施例４、５の結果から、含水率２０質量％のハニカム構造体を焼成する場合には、被覆材を被覆することにより、白化やひび、割れ等の発生を防止することができることを確認した。
【００５９】
実施例６〜９において、製造されたハニカム成形体に白化やひび、割れ、焼成不良等の異常はみとめられず、製造品に問題は無かった。
図１４は、実施例６の乾燥工程後の、１０体のハニカム構造体ｍについて、含水率を測定した結果である。含水率は、ハニカム構造体の質量変化を測定することにより算出した。図１４の縦軸は含水率を表し、横軸はハニカム構造体の処理順序を示したものである。
結果として、実施例６のハニカム構造体は、ハニカム構造体同士の間隔をマイクロ波の波長の２倍とすることにより、含水率が１０質量％前後となり、良好に乾燥することができた。
他の実施例７〜実施例９についても、実施例６と同様に、含水率が１０質量％前後となり、良好に乾燥することができた。
【００６０】
図１５は、比較例２の乾燥工程後の、２０体のハニカム構造体ｍについて、含水率を測定した結果である。
比較例２では、ハニカム構造体同士の間隔が狭すぎたために、マイクロ波が十分に照射されず、乾燥の不十分なハニカム構造体がみられた。また、乾燥の不十分なハニカム構造体が、十分に乾燥されたハニカム構造体と交互に現れる傾向がみとめられた。この傾向は、マイクロ波が、ハニカム構造体を１つ飛ばして、次に載置されたハニカム構造体を照射したことによるものであると考えられる。
図１５のうち、含水率が１０質量％前後のハニカム構造体は、良好に焼成することができ、白化等の異常は認められなかった。しかしながら、乾燥不良により含水率が２５質量％以上のハニカム構造体は、焼成によりひびや割れ等が認められ、焼成不良となった。
【００６１】
実施例８は、ハニカム構造体をコンベアへ２列に載置したことにより、ハニカム構造体１０体の乾燥時間ならびに焼成時間が短縮され、実施例６のおよそ半分の時間でハニカム成形体を製造することができた。
【００６２】
実施例９は、ハニカム構造体をコンベアへ斜めに載置したことにより、ハニカム構造体の端から全体へと徐々にマイクロ波が照射されることで、乾燥も端から進み、乾燥ムラや焼成ムラが生じることなく、ハニカム成形体を良好に製造することができた。
【００６３】
バッチ式によるハニカム構造体の乾燥
［実施例１０］
ハニカム構造体ｍを、１体ずつバッチ式のマイクロ波照射装置へ均一に乾燥できるように２０体設置し、マイクロ波を連続的に照射して含水率が１０質量％となるまで乾燥させた。
バッチ式の乾燥装置としては、マイクロ波発生装置と、ハニカム構造体を載置して回転駆動する回転体を備えるマイクロ波照射槽を備えるものを使用した。
ハニカム構造体ｍの水分量測定は、マイクロ波発振器を用い、乾燥用のマイクロ波と同じ周波数帯のマイクロ波を出力２０ｍＷにてハニカム構造体ｍに照射して、ハニカム構造体ｍから反射されたマイクロ波を測定することにより行った。
ハニカム構造体ｍを乾燥後、マイクロ波の照射条件を変更することにより、同一のマイクロ波照射装置を用いて、そのままハニカム構造体ｍを焼成した。
乾燥工程のマイクロ波の出力密度は、ハニカム構造体１体あたり０．０２ｋＷ／ｋｇとし、焼成工程のマイクロ波の出力密度は、ハニカム構造体１体あたり０．３ｋＷ／ｋｇとした。このように出力密度を調整することで、乾燥処理後のハニカム構造体ｍの含水率を１０質量％とし、焼成工程におけるハニカム構造体の温度を５００度とした。
マイクロ波照射装置の仕様は、周波数：２４５０±３０ＭＨｚ、電源入力：三相交流、２００Ｖであり、マイクロ波照射槽の仕様は、内寸：６００Ｗ×７００Ｈ×１２００Ｌ（ｍｍ）、内炉材質：ＳＵＳ３０４である。
【００６４】
［比較例３］
乾燥工程については、実施例１０と同様に、ハニカム構造体ｍをバッチ式の乾燥装置へ設置し、含水率が１０質量％となるまで乾燥させた。
乾燥処理後、ハニカム構造体ｍを運搬可能な温度（約４０度）となるまで室温で冷却し、焼成炉へ移動して焼成処理を行った。
焼成では、ハニカム構造体１体づつをバッチ処理とし、燃焼バーナでハニカム構造体の温度が２００度〜５００度となる条件を１００時間保持した。
【００６５】
実施例１０および比較例３において、製造されたハニカム成形体に白化やひび、割れ、焼成不良等の異常はみとめられず、製造品に問題は無かった。
実施例１０の製造方法によれば、乾燥工程と焼成工程とを連続して実施したことにより、比較例２のように乾燥工程と焼成工程との間で行うハニカム構造体の冷却や移動を省略することが可能となり、製造手順が簡略化した結果、製造効率が向上した。
一方、比較例３の製造方法では、乾燥工程と焼成工程との間でハニカム構造体の冷却や移動を行わなければならなかった。更に、焼成工程ではバーナー加熱用の燃料が煤となってハニカム構造体の内部や表面へ付着したため、これらの煤を分解するために焼成工程を延長しなければならなかった。これらのことが要因となり、ハニカム成形体とするまでの製造時間が長くかかった。
実施例１０では、乾燥工程に５時間、焼成工程に５時間要し、併せて１０時間の乾燥、焼成工程により、ハニカム成形体を製造することができた。一方、比較例３では、乾燥工程に５時間、焼成工程は１００時間要した。これらの結果から、本発明の製造方法により、ハニカム成形体の製造時間が大幅に短縮できることを確認した。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明のハニカム成形体の製造方法によれば、乾燥工程と焼成工程を連続して行うことで製造手順を簡略化することができ、生産効率を向上させることが可能となるため、産業上有用である。
【符号の説明】
【００６７】
１    連続照射装置
２ａ  マイクロ波照射槽
２ｂ  マイクロ波照射槽
３ａ  マイクロ波発生装置
３ｂ  マイクロ波発生装置
４    照射槽入口
５    照射槽出口
６    照射槽出入口
７    電磁波シャッター
８    ハニカム構造体
８ａ  ハニカム面
８ｂ  隅角部
８ｃ  辺
９    コンベア
９ａ  コンベア
９ｂ  コンベア
１０    進行方向
１１    セル軸方向
１２    間隔
１３    間隔
１４    傾斜角
１５    間隔
１６    アルミ板（被覆材）
１７    サセプタ
１８    ボルト
１９    円柱端部
２０    連続乾燥処理装置
２１    マイクロ波発生装置
２２    マイクロ波照射槽
２３    電磁波シャッター
２４    照射槽入口
２５    照射槽出口
２６    コンベア
Ａ    アルミテープの幅
Ａ’  アルミテープの幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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