(57)【要約】【課題】孔径が小さい分離膜構造体やウオールスルー構造の分離膜構造体等の抵抗が高い分離膜構造体の場合でも、容易に対応可能な分離膜構造体の製造装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】分離膜構造体１に、機能を保有させるための、機能性粒子を分散させたスラリーを付着させた後に、分離膜構造体１の下方より直接加熱するために集中加熱部３０を接触させ、加熱・乾燥する。分離膜構造体１に挿入した測温センサ３１により、温度判定を行った後に、分離膜構造体１を載せた穴あきトレーに吸引ダクトを密着させ、吸引ダクトを用いた熱風循環式加熱に切替え、分離膜構造体１全体を通風乾燥させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉体内において、熱風を循環させることによって、通気性の分離膜構造体に塗布した液状材料を加熱乾燥する熱風循環式加熱装置であって、前記分離膜構造体を支持する孔の開いたトレーと、前記分離膜構造体の下面中心側の一部の内、１箇所または複数個所を加熱する集中加熱部を有するプレ乾燥部と、前記プレ乾燥部にて前記分離膜構造体の下面中心側の一部を加熱した後に、前記分離膜構造体の通風加熱乾燥する通風乾燥部とを備え、前記通風乾燥部は、炉体内の上方に備えた空気加熱部と、前記トレーの下方に設けて前記炉体内の空気を吸引する吸引ダクトと、前記吸引ダクトを上昇させることによって、前記トレーに前記吸引ダクトを密着させるダクト昇降部とを備えた熱風循環式加熱装置。
【請求項２】
前記集中加熱部は、前記分離膜構造体に接触させる発熱体である請求項１に記載の熱風循環式加熱装置。
【請求項３】
前記集中加熱部は、放射線を放射させる輻射加熱体である請求項１に記載の熱風循環式加熱装置。
【請求項４】
前記集中加熱部は、前記分離膜構造体に加熱空気を当てる熱風発生装置である請求項１に記載の熱風循環式加熱装置。
【請求項５】
前記プレ乾燥部による加熱温度を検出する温度センサと、加熱状態を判定する判定部とを備え、
前記判定部の判定に基づき、前記プレ乾燥部による加熱から通風乾燥部による乾燥へ切り替える切替え部を備えた請求項１記載の熱風循環式加熱装置。
【請求項６】
炉体内の空気を加熱する空気加熱部と、前記炉体内で分離膜構造体を支持する孔の開いたトレーと、前記トレーの下方に設けられ前記炉体内の空気を吸引する吸引ダクトを備え、炉体内において前記空気加熱部で加熱された空気を循環させることによって、通気性の分離膜構造体を加熱乾燥する分離膜構造体の製造方法であって、機能成分が溶解した溶液または機能成分を担持させた担体を液中に分散させたスラリーを分離膜構造体に含浸させ、その後、前記分離膜構造体の下面中心側の一部の内、1箇所または複数個所を加熱することで分離膜構造体の内壁面の通気性を確保し、さらにその後、前記吸引ダクトを上昇させて、前記トレーに前記吸引ダクトを密着させて、前記分離膜構造体内に前記空気加熱部で加熱された空気を通過させて前記分離膜構造体の加熱乾燥をする熱風循環式加熱装置を用いた分離膜構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通気性のあるモノリス型の基材に所望の化学物質を塗布した分離膜構造体を熱処理する熱風循環式加熱装置およびこの熱風循環式加熱装置を用いた分離膜構造体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、通気性のあるモノリス型の基材に所望の化学物質を塗布した分離膜構造体の製造方法にあっては、中間製品であるモノリス型の基材を本体に設置し、その後空気を媒体として熱処理するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８は、特許文献１に記載された従来の通気性のある構造体であるモノリス型の基材を加熱する加熱炉を示す図である。
【０００４】
図８において１０１は分離膜構造体、１０２（１０２ａ、１０２ｂ）は前記分離膜構造体の端面である。
【０００５】
分離膜構造体１はモノリス型（ハニカム型）をしており、分離膜構造体１の長手方向１０３の第一の端面１０２ａから第二の端面１０２ｂまで連続する複数のセルを並列に配置したものである。
【０００６】
前記分離膜構造体１０１と通風装置１０５との間には端面１０２を覆い、一部切り欠いてあるマスク１０４が備え付けられており、前記マスク１０４が間欠的、または連続的に動作し、切り欠き部分の面積のみ通風させる。
【０００７】
この時、通風により余剰液を吹き飛ばして、厚膜化を防止し、乾燥させる事が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４−２０８３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来の構成では、モノリス型の基材において、分離膜構造体に開いた孔が小さい基材や、第一の端面のセルと第二の端面のセルが互い違いに目封じされたウオールスルー型の基材を乾燥する場合、乾燥の初期段階で基材に塗布された化学物質が液状である場合に通風経路が確保できず、吹き付ける熱風が基材内を通過しにくいため、乾燥時間が長くなっていた。また、マスクしている部分は通風していないので、場合によってはマスクせずに乾燥させた方が早くなることがあった。
【００１０】
一方で、余剰液を吹き飛ばすほどの高圧の空気を基材に送風してしまうと、飛散した余剰液が炉内や配管に付き固着することで、汚染や乾燥能力を低下させてしまうという恐れがあった。また、所定の重量または所定の膜厚の化学物質を塗布するために、塗布量と飛散量の２つの要素をコントロールしなければならず、複数回の塗布と乾燥とを繰り返さないといけないという課題を有していた。
【００１１】
本発明は、前記従来の加熱装置の課題を考慮し、分離膜構造体に塗布した液状材料の乾燥時間を短くでき、かつ炉内の汚染のない熱風循環式加熱装置およびこの熱風循環式加熱装置を用いた分離膜構造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】
【００１２】
そして、この目的を達成するために、本発明は、炉体内において、熱風を循環させることによって、通気性の分離膜構造体に塗布した液状材料を加熱乾燥する熱風循環式加熱装置であって、前記分離膜構造体を支持する孔の開いたトレーと、前記分離膜構造体の下面中心側の一部の内、１箇所または複数個所を加熱する集中加熱部を有するプレ乾燥部と、前記プレ乾燥部にて前記分離膜構造体の下面中心側の一部を加熱した後に、前記分離膜構造体の通風加熱乾燥する通風乾燥部とを備え、前記通風乾燥部は、炉体内の上方に備えた空気加熱部と、前記トレーの下方に設けて前記炉体内の空気を吸引する吸引ダクトと、前記吸引ダクトを上昇させることによって、前記トレーに前記吸引ダクトを密着させるダクト昇降部とを備えた熱風循環式加熱装置としたものである。これにより、所期の目的を達成するものである。
【００１３】
また、この目的を達成するために、炉体内の空気を加熱する空気加熱部と、前記炉体内で分離膜構造体を支持する孔の開いたトレーと、前記トレーの下方に設けられ前記炉体内の空気を吸引する吸引ダクトを備え、炉体内において前記空気加熱部で加熱された空気を循環させることによって、通気性の分離膜構造体を加熱乾燥する分離膜構造体の製造方法であって、機能成分が溶解した溶液または機能成分を担持させた担体を液中に分散させたスラリーを分離膜構造体に含浸させ、その後、前記分離膜構造体の下面中心側の一部の内、1箇所または複数個所を加熱することで分離膜構造体の内壁面の通気性を確保し、さらにその後、前記吸引ダクトを上昇させて、前記トレーに前記吸引ダクトを密着させて、前記分離膜構造体内に前記空気加熱部で加熱された空気を通過させて前記分離膜構造体の加熱乾燥をする分離膜構造体の製造方法としたものである。これにより、所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明の熱風循環式加熱装置およびこの熱風循環式加熱装置を用いた分離膜構造体の製造方法によれば、通気性を有する分離膜構造体に対して、分離膜構造体に機能を付与させる溶液またはスラリーを含浸させた後に、分離膜構造体の一部を加熱し、通風経路を確保した後に、分離膜構造体内を熱風が通すことで、分離膜構造体の内外から乾燥が開始されるため、乾燥時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１、２、３における分離膜構造体の製造工程の装置構成を説明する略図
【図２】本発明の実施の形態１、２、３における熱風循環式加熱装置の通風乾燥部の構成を説明する略図
【図３】本発明の実施の形態１、２、３における熱風循環式加熱装置の通風乾燥部の構成を説明する略図
【図４】本発明の実施の形態１において、熱風循環式加熱装置のプレ乾燥部を説明する略図
【図５】本発明の実施の形態２において、熱風循環式加熱装置のプレ乾燥部を説明する略図
【図６】本発明の実施の形態３において、熱風循環式加熱装置のプレ乾燥部を説明する略図
【図７】比較例１と実施の形態１、２、３との比較実験結果を示す図
【図８】特許文献１に記載された従来の加熱装置の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の請求項１に係わる熱風循環式加熱装置は、炉体内において、熱風を循環させることによって、通気性の分離膜構造体に塗布した液状材料を加熱乾燥する熱風循環式加熱装置であって、前記分離膜構造体を支持する孔の開いたトレーと、前記分離膜構造体の下面中心側の一部の内、１箇所または複数個所を加熱する集中加熱部を有するプレ乾燥部と、前記プレ乾燥部にて前記分離膜構造体の下面中心側の一部を加熱した後に、前記分離膜構造体の通風加熱乾燥する通風乾燥部とを備え、前記通風乾燥部は、炉体内の上方に備えた空気加熱部と、前記トレーの下方に設けて前記炉体内の空気を吸引する吸引ダクトと、前記吸引ダクトを上昇させることによって、前記トレーに前記吸引ダクトを密着させるダクト昇降部とを備えたものである。
【００１７】
これにより、プレ乾燥部において、集中加熱手段によって分離膜構造体の下方面の一部の内、１箇所または複数個所が加熱されて乾燥することにより、分離膜構造体の一部の通気性が確保される。分離膜構造体の一部の通気性が確保された後に、通風乾燥部において、ダクト昇降部によって前記吸引ダクトを上昇させて、前記吸引ダクトと前記トレーとを密着させることで、前記通風路気性を確保した一部に空気加熱部で加熱された炉体内の空気を熱風として通すことができる。また、分離膜構造体の外周部は、炉内の雰囲気温度により温められ、蒸発が始まる。この効果により、加熱された箇所の壁面と外周部壁面とで通風気性確保され、分離膜構造体は径方向で内外両側から乾燥が進むため、通常の通風乾燥より早くなる。
【００１８】
また、本発明の請求項２に係わる熱風循環式加熱装置は、集中加熱部が分離膜構造体に接触させる発熱体とする構成としてもよい。
【００１９】
これにより、特に、プラグが交互に目封じされたウオールスルー構造の分離膜構造体の場合、プラグ部分で接触面が多く取れるため、加熱した固形物を分離膜構造体に直接接触させる直接加熱をする事で乾燥が効率的に進む。
【００２０】
また、本発明の請求項３に係わる熱風循環式加熱装置は、集中加熱部が赤外線を放射させる輻射加熱体とする構成としてもよい。
【００２１】
これにより、例えば、分離膜構造体の材質が、例えばＳｉＣやシリカ、アルミナといった輻射による放射線を吸収しやすい材質の場合、輻射により加熱する事で乾燥が効率的に進む。
【００２２】
また、本発明の請求項４に係わる熱風循環式加熱装置は、集中加熱部は、分離膜構造体に加熱空気を当てる熱風発生装置とする構成としてもよい。
【００２３】
これにより、特に、プラグのないホールスルー構造の分離膜構造体の場合では、熱風により加熱する事で乾燥が効率的に進む。
【００２４】
また、本発明の請求項５に係わる熱風循環式加熱装置は、プレ乾燥部による分離膜構造体の加熱温度を検出する温度センサと、前記温度センサの検出した温度から前記分離膜構造体の加熱状態を判定する判定部とを備え、前記判定部の判定に基づき、前記プレ乾燥部による加熱から通風乾燥部による乾燥へ切り替える切替え部を備えたものである。
【００２５】
これにより、プレ加熱部による加熱後、温度センサにより分離膜構造体の温度を検出し、判定部で前記分離膜構造体の加熱状態を判定することができ、切替え部によって前記プレ乾燥部による加熱から通風乾燥部による乾燥へ容易に切り替えることができる。つまり、分離膜構造体の個体差や製造バラツキによる乾燥速度の差異による乾燥品質の差異を小さくして、それぞれの個体での最適な乾燥時間で乾燥させることができる。
【００２６】
また、本発明の請求項６に係わる熱風循環式加熱装置を用いた分離膜構造体の製造方法は、分離膜構造体を支持する孔の開いたトレーと、前記トレーの下方に設けられた前記熱風を吸引する吸引ダクトを備え、炉体内において熱風を循環させることによって、通気性の分離膜構造体を加熱乾燥する分離膜構造体の製造方法であって、機能成分が溶解した溶液または機能成分を担持させた担体を液中に分散させたスラリーを分離膜構造体に含浸させ、その後に前記分離膜構造体の下面中心側の一部の内、1箇所または複数個所を加熱することで分離膜構造体の内壁面を熱風の通風路を確保した後に、前記吸引ダクトを上昇させることによって、前記トレーに前記吸引ダクトを密着することができ、密着した状態で加熱乾燥する方法である。
【００２７】
これにより、まず、前記分離膜構造体の下方面の一部の内、１箇所または複数個所で集中加熱された箇所が乾燥することにより、加熱された箇所の壁面の通気性が確保される。次に、通気性が確保された後に前記吸引ダクトが前記トレーと密着することで通気性が確保された内壁を熱風が通過することになる。また、加えて分離膜構造体の外周部には炉内の雰囲気温度が伝わり、分離膜構造体の外周部の壁面も通気性が確保され、分離膜構造体は径方向において内外両側から乾燥を進めることができ、通常の通風乾燥より早くできる。
【００２８】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
（前提の形態１）
図１は本発明の実施の形態１、２、３の前提となる分離膜構造体の製造工程の装置構成を説明する略図である。
【００３０】
図１に示すように、分離膜構造体１の製造工程は、含浸装置２によって通気性を有する基材に液状材料であるスラリーを塗布する含浸工程と、熱風循環式加熱装置３によってスラリーに含まれる液成分を蒸発乾燥させる加熱乾燥工程と、焼成装置４によって、基材とスラリーに含まれる機能成分や機能成分を担持した粒子および結着材との密着性を強化する焼成工程とを備えている。
【００３１】
加熱乾燥工程は、蒸発乾固による膜化を行なうものである。加熱乾燥工程だけでは、分離膜構造体１とスラリーに含有する機能成分や機能成分を担持した粒子および結着材との密着性が悪い場合には、加熱乾燥工程の後に焼成工程で焼成装置４を用いて、分離膜構造体１と機能成分や機能成分を担持した粒子および結着材とを焼結する。なお、乾燥のみで分離膜構造体１に付与しようとする機能成分や機能成分を担持した粒子との密着が十分な場合や、焼成する事により得られる高温の熱による化学変化が不要な場合には、焼成装置４は使用しなくても良い。
【００３２】
含浸装置２は、分離膜構造体１に機能を付与するために、機能成分が溶解した溶液や、機能成分を担持した粒子および結着材が分散したスラリーを分離膜構造体１を形成する基材５に含浸させるものである。
【００３３】
分離膜構造体１を形成する通気性の基材５は、例えば円筒状セラミック体であって、直径１４５ｍｍ×高さ１５０ｍｍ程度のものである。分離膜構造体１の数は１個もしくは複数個を同時に乾燥させる形でも良い。
【００３４】
熱風循環式加熱装置３内では、分離膜構造体１は孔の開いたトレー６によって支持することで扱いが容易になる。
【００３５】
熱風循環式加熱装置３は、含浸工程の含浸後の分離膜構造体１の液成分を蒸発させ、分離膜構造体１上に機能成分や機能成分を担持した粒子および結着材を乾固させ、膜化させるものである。
【００３６】
（実施の形態１）
本実施の形態では、熱風循環式加熱装置３は、分離膜構造体１の一部を乾燥させる機能を有するプレ乾燥部７と分離膜構造体１の全体を乾燥させる機能を有する通風乾燥部８から構成される。
【００３７】
なお、本実施の形態において、プレ乾燥部７と通風乾燥部８は、別々に設けているが、それぞれの機能を実現できるのであれば、プレ乾燥部７と通風乾燥部８間の搬送機構（図示せず）をなくし、同一箇所別に設けても良い。
【００３８】
図２は通風乾燥部８の構成を説明する略図である。
【００３９】
この熱風循環式加熱装置３の炉体１１はプレ乾燥部７と通風乾燥部８を備えている。
【００４０】
通風乾燥部８は、グラスウール等の断熱材で囲まれており、通気性を有する分離膜構造体１を収納するための密閉空間を形成する箱形である。
【００４１】
さらに、通風乾燥部８の内部には、炉体１１内の上方に備えた空気加熱部１２と、トレー６の下方に設けて炉体１１内の空気を吸引する吸引ダクト１３と、前記吸引ダクトを上昇させることによって、トレー６に吸引ダクト１３を密着させるダクト昇降部１４（例えば、シリンダ装置）とを備えたものである。
【００４２】
炉体１１内で空気を循環させるためには、吸引ダクト１３と空気加熱部１２は、炉体１１内で仕切りを設けて一連の風路内に位置させることが好ましい。
【００４３】
図３に示すように、分離膜構造体１の上方には吹出ダクト１５があり、分離膜構造体１の下には、分離膜構造体１に当接して密着しながら、支持しているトレー６があり、そのトレー６の下方に吸引ダクト１３が配置されている。トレー６の中央部には孔１６が開いている。
【００４４】
空気は矢印で示すように分離膜構造体１の上側から分離膜構造体１内部を通過して吸引ダクト１３に吸い込まれるようにしている。吸引ダクト１３の上昇時には、吸引ダクト１３の上端の周囲に固定しているガスケット１７がトレー６の下面に密着することで、機密性を確保することができ、分離膜構造体１の下側面からのみ空気を吸引することができる。その結果、無駄な熱風の流れがなくなり乾燥効率が向上する。
【００４５】
吸引ダクト１３の上端のガスケット１７の内側には、ガスケット１７のつぶれ量を規定するストッパー１８が固定されている。また、吸引ダクト１３を左右からはさむように、トレー６を搬送するチェーン１９がトレー６に連結されている。チェーン１９は、吸引ダクト１３の中心位置にトレー６の中央が停止するように、トレー６を間欠的に移動させる。
【００４６】
なお、ストッパー１８がガスケット１７の変形量を規制するのでガスケット１７の寿命が延びるとともに、さらに、ガスケット１７の内側にストッパー１８を配置することで、ガスケット１７が熱風に直接さらされることがないので、ガスケット１７の寿命を延ばすことができる。
【００４７】
図２に示すように、吸引ダクト１３と空気加熱部１２の間には、炉体１１内の空気を吸引して空気加熱部１２へ送風するファン２０を備えている。ファン２０は、シャフト２１を介してモータ２２へ連結している。ファン２０の種類は、例えばシロッコファンやターボファンである。
【００４８】
空気加熱部１２は、例えば電気ヒータ２３を用いると良い。分離膜構造体１に対して気流の上流側と気流の下流側にそれぞれ配置した温度センサ２４と温度センサ２５と、電気ヒータ２３の電路を開閉するリレー回路（図示せず）を備え、制御部（図示せず）によって、電気ヒータ２３に供給される電力をＰＩＤ制御することにより、分離膜構造体１の内部の温度が一定に保たれるようになっている。上記ＰＩＤ制御において設定温度は分離膜構造体１内部に含浸させた溶剤の乾燥温度以上の設定であり、１５０℃〜３００℃程度の温度に設定される。
【００４９】
分離膜構造体１を抜けた空気は温度センサ２５通り、循環する。この時に、温度センサ２５を通過する空気は分離膜構造体１内の液成分がなくなれば、温度は液成分の沸点以上になり、乾燥した事が判定できる。
【００５０】
循環熱風は、図２の矢印のように、分離膜構造体１の下側から吸引され、ファン２０によって、電気ヒータ２３を通過して、分離膜構造体１の上方の１５から吹き出す。
【００５１】
図４は、熱風循環式加熱装置３のプレ乾燥部７を説明する略図である。
【００５２】
プレ乾燥部７は、機能を付加させるために溶液またはスラリーを含浸した分離膜構造体１を載せたトレー６を運ぶチェーン１９と、分離膜構造体１の下面の外周部に対して中心側の一部を加熱する集中加熱部３０と加熱される分離膜構造体１の温度を測定する測温センサ３１と、排気ダクト３２で構成されている。
【００５３】
集中加熱部３０は、分離膜構造体１の下面の一部を直接加熱する手段として発熱体３３を用いている。本実施の形態では発熱体３３にラバーヒータを使用した。
【００５４】
発熱体３３は、ラバーヒータ以外にも、セラッミクスヒータ、金属ヒータ、シースヒータなど分離膜構造体１に含まれた液の沸点以上の温度になり、直接接触して熱を伝えるものであれば制限無く使用できる。
【００５５】
発熱体３３の温度としては、分離膜構造体１に含浸した液の沸点以上の温度が使用され、熱による分離膜構造体１の損傷や、突沸により分離膜構造体１に付けた膜が剥離しない温度であれば良く、発熱体３３の表面温度が１５０℃になるように制御をした。
【００５６】
発熱体３３は、分離膜構造体１の下面に面積が十分にあり、複数個所を加熱できる場合は複数箇所接触させるにしても良いし、１点だけでも良い。発熱体３３の接触面積、大きさとしては、分離膜構造体１の内壁には微細な孔が空いているため、浸透現象により乾燥した部分に水分が移動してくることがあるので、分離膜構造体１がプレ乾燥部７から通風乾燥部８に移動するまでの間に、前記微細な孔のすべてが再び塞がれてしまうことを避けるために、少なくともφ３０ｍｍの範囲を加熱できることが好ましい。本実施の形態では、直径１５０ｍｍの分離膜構造体１に対して、φ５０のヒータを１箇所用いた。
【００５７】
発熱体３３の上方側、すなわち分離膜構造体１側には測温センサ３１が配置されており、分離膜構造体１の下部または分離膜構造体１内に挿入し、分離膜構造体１の温度を測定する。
【００５８】
測温センサ３１の先端は、円錐状または釣鐘状の形状をしており、測温センサ３１の挿入方向と直行する方向に対し、隙間を持たせた自在構造となっており、測温センサ３１が分離膜構造体１に挿入される際に孔位置と位置ズレを起こしていても挿入可能となる。
【００５９】
測温センサ３１は、本実施の形態ではＫ型熱電対を使用した。測温センサ３１は熱電対以外にも、白金測温抵抗体や、サーミスタを用いても良い。
【００６０】
発熱体３３および測温センサ３１は、分離膜構造体１を載せたトレー６がプレ乾燥部７に設置させるまでは、トレー６と接触しないようにトレー６より下方の退避位置で待機している。
【００６１】
発熱体３３が孔１６を通り、トレー６と接触しない位置になったら、チェーン１９が停止し、発熱体３３および測温センサ３１が上昇機構（図示せず）により、発熱体３３が分離膜構造体１に接触する位置で停止し、分離膜構造体１を加熱し始める制御となっている。
【００６２】
排気ダクト３２は発熱体３３により蒸発した液成分を炉外に放出するために設けられている。
【００６３】
測温センサ３１で検出する温度が、雰囲気温度から液の沸点を超える温度までなれば乾燥した事を意味するので、発熱体３３を前記退避位置に移動させた後、チェーン１９が動き出し、トレー６を通風乾燥部へ運ぶこととなる。
【００６４】
上記の構成において、含浸装置２によって、機能成分が溶解した溶液または機能成分を担持させた担体を液中に分散させたスラリーを基材５に含浸させた分離膜構造体１が、熱風循環式加熱装置３へ搬送されてくる。
【００６５】
熱風循環式加熱装置３では、まず、プレ乾燥部７では、集中加熱部３０によって分離膜構造体の下面の一部の内、１箇所または複数個所が加熱される。すなわち、加熱される部分では、トレー６に載せた基材５の下面中心側に発熱体３３が接触して集中加熱部３０で加熱を行うこととなる。
【００６６】
発熱体３３による加熱を行うことで、集中加熱部３０が液性分の沸点以上に温度上昇する事で、基材５の一部で乾燥が開始される。乾燥部分が測温センサ３１の先端部まで拡大すると、測温センサ３１周辺の温度は液性分の沸点以上になり、制御部で乾燥したと判断される。この状態において、分離膜構造体１の中心側の隔壁の一部において通気性が確保される。
【００６７】
次に、トレー６は、チェーン１９によって通風乾燥部８内へ搬送される。通風乾燥部８では、トレー６の下方に位置する吸引ダクト１３をダクト昇降部１４によって上昇させて、吸引ダクト１３を基材５の下面へ密着させる。そして、空気加熱部１２で加熱された炉体１１内の空気は、通気性を確保した基材５の隔壁の一部を優先的に通過することとなる。分離膜構造体１は、中心側の隔壁の一部に空気加熱部１２で加熱された空気が通過することで、基材５の乾燥が更に進むことになる。一方で、基材５の外周部分は炉内の温度で加熱され、更に外周部は空気層に接しているため蒸発が進み易いので、乾燥が開始される。基材５の径方向で中央部と外周部の両側から乾燥が進むため、乾燥が早く進む。
【００６８】
特に、集中加熱部３０の発熱体３３が基材５に接触して加熱を行なうことは、プラグが交互に目封じされたウオールスルー構造の基材５の場合に、プラグ部分で接触面が多く取れるため、加熱した固形物を分離膜構造体に直接接触させる直接加熱をする事で乾燥が促進される。
【００６９】
なお、本実施の形態では、炉体１１内の空気を加熱する空気加熱部１２と、炉体１１内で分離膜構造体１を支持する孔１６の開いたトレー６と、トレー６の下方に設けられ炉体１１内の空気を吸引する吸引ダクト１３を備え、炉体１１内において空気加熱部１２で加熱された空気を循環させることによって、通気性の分離膜構造体１を加熱乾燥する方法を提供するものでもある。
【００７０】
すなわち、あらかじめ、含浸装置２によって、機能成分が溶解した溶液または機能成分を担持させた担体を液中に分散させたスラリーを分離膜構造体１に含浸させておくものである。
【００７１】
続けて、分離膜構造体の製造方法として、以下の工程を備えたものである。
【００７２】
第一の工程では、プレ乾燥部７において、分離膜構造体１の下面中心側の一部の内、1箇所または複数個所を加熱することで分離膜構造体１の内壁面の通気性を確保するものである。第一の工程に続けて、第二の工程では、通風乾燥部８において、ダクト昇降部１４によって吸引ダクト１３を上昇さて、前記トレーに前記吸引ダクトを密着させて、ファン２０の作用によって前記分離膜構造体１内に空気加熱部１２で加熱された空気を通過させて分離膜構造体１の加熱乾燥をするものである。
【００７３】
（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２における熱風循環式加熱装置３のプレ乾燥部７を説明する略図である。
【００７４】
すでに実施の形態１で説明した構成については、その詳細な説明を省略する。
【００７５】
プレ乾燥部７は、機能を付加させるために溶液またはスラリーを含浸した分離膜構造体１を載せたトレー６を運ぶチェーン１９と、分離膜構造体１の下面の一部を加熱する集中加熱部３０として輻射加熱体４０と、その放射熱を集中させる反射板４１と、分離膜構造体１の温度を測定する測温センサ４２と、排気ダクト３２で構成されている。
【００７６】
排気ダクト３２は輻射加熱体４０及び反射板４１により蒸発した液成分を炉外に放出するために設けられている。
【００７７】
輻射加熱体４０は分離膜構造体１の下面の一部を加熱する手段として用いられ、本実施の形態ではカーボンヒータを使用する。
【００７８】
輻射加熱体４０には、放射線を集中させるために反射板４１を用いても良い。輻射加熱体４０はカーボンヒータ以外にも、赤外線ハロゲンランプ、ハイレックスヒータ、石英管ヒータ、カーボンファイバヒータなど分離膜構造体１に含まれた液の沸点以上の温度になり、輻射熱を伝える加熱方式であれば制限無く使用できる。
【００７９】
特に、分離膜構造体１の材質として、カーボンやＳｉＣ等が含まれて、黒色をしており、赤外線を吸収しやすい材質であるときに好適に使用できる。
【００８０】
輻射加熱体４０の温度としては、分離膜構造体１に含浸した液の沸点以上の温度が使用され、熱による分離膜構造体１の損傷や、突沸による分離膜構造体１に付けた膜が剥離しない温度であれば良く、本実施の形態２では測温センサ４２の温度が１５０℃になるように制御をした。
【００８１】
輻射加熱体４０は分離膜構造体１の下面の複数個所を加熱する様にしても良いし、１点だけでも良い。本実施の形態では、□５０ｍｍのヒータを１箇所用いた。
【００８２】
輻射加熱体４０の上方側、すなわち分離膜構造体１側には測温センサ４２が配置されており、分離膜構造体１の下部または１２に挿入し、分離膜構造体１の温度を測定する。測温センサ４２は、本実施の形態ではＫ型熱電対を使用した。
【００８３】
測温センサ４２は熱電対以外にも、白金測温抵抗体や、サーミスタを用いても良い。
【００８４】
測温センサ４２は、分離膜構造体１を載せたトレー６が設置させるまでは、トレー６と接触しないようにトレー６より下方の退避位置で待機している。
【００８５】
輻射加熱体４０とトレー６との位置が重ならない位置になったら、チェーン１９が停止し、測温センサ４２が上昇機構（図示せず）により、測温センサ４２が分離膜構造体１に接触または挿入できる位置で停止し、分離膜構造体１を加熱し始める制御となっている。
【００８６】
測温センサ４２で検出する温度が、雰囲気温度から液の沸点を超える温度までなれば乾燥した事を意味するので、輻射加熱体４０を前記退避位置に移動させた後、チェーン１９が動き出し、トレー６を通風乾燥部８へ運ぶ。
【００８７】
本実施の形態１においては、プレ乾燥部７と通風乾燥部８を分けたが、装置を小さくするために、チェーン１９といった搬送機構をなくし、１箇所でプレ乾燥と、通風乾燥を切替えて実施するという機構にしても良い。
【００８８】
集中加熱部３０として、輻射加熱体４０を備えることは、特に分離膜構造体の材質が、例えばＳｉＣやシリカ、アルミナといった輻射による放射線を吸収しやすい材質の場合、輻射により加熱することで乾燥の促進ができる。
【００８９】
（実施の形態３）
図６は本発明の実施の形態３において、熱風循環式加熱装置のプレ乾燥部を説明する略図である。
【００９０】
すでに実施の形態１で説明した構成については、その説明を省略する。
【００９１】
プレ乾燥部は、機能を付加させるために溶液またはスラリーを含浸した分離膜構造体１を載せたトレー６を運ぶチェーン１９と、分離膜構造体１の下面の一部を加熱する集中加熱部３０として熱風発生装置５０と、分離膜構造体１の温度を測定する測温センサ５１と、排気ダクト３２で構成されている。
【００９２】
熱風発生装置５０は分離膜構造体１の下面の一部を加熱する手段として用いられる。
【００９３】
熱風発生装置５０の温度としては、分離膜構造体１に含浸した液の沸点以上の温度が使用され、熱による分離膜構造体１の損傷や、突沸による分離膜構造体１に付けた膜が剥離しない温度であれば良く、本実施の形態では測温センサ５１の温度が１５０℃になるように制御をした。
【００９４】
熱風発生装置５０は分離膜構造体１下面の複数個所を加熱する様にしても良いし、１点だけでも良い。本実施の形態１では、φ５０の吹出し口を持つ熱風発生装置を１箇所用いた。
【００９５】
熱風発生装置５０の上方側、すなわち分離膜構造体１側には測温センサ５１が配置されており、分離膜構造体１の下部または１２に挿入し、分離膜構造体１の温度を測定する。
【００９６】
測温センサ５１は、本実施の形態３ではＫ型熱電対を使用した。
【００９７】
測温センサ５１は熱電対以外にも、白金測温抵抗体や、サーミスタを用いても良い。
【００９８】
測温センサ５１は、分離膜構造体１を載せたトレー６が設置させるまでは、トレー６と接触しないようにトレー６より下方の退避位置で待機している。
【００９９】
熱風発生装置５０とトレー６との位置が重ならない位置になったら、チェーン１９が停止し、測温センサ５１が図示はしないが上昇機構により、測温センサ５１が分離膜構造体１に接触または挿入できる位置で停止し、分離膜構造体１を加熱し始める制御となっている。
【０１００】
測温センサ５１で検出する温度が、雰囲気温度から液の沸点を超える温度までなれば乾燥した事を意味するので、熱風発生装置５０を前記退避位置に移動させた後、チェーン１９が動き出し、トレー６を通風乾燥部８へ運ぶ。
【０１０１】
本実施の形態１においては、プレ乾燥部７と通風乾燥部８を分けたが、装置を小さくするために、チェーン１９といった搬送機構をなくし、１箇所でプレ乾燥と、通風乾燥を切替えて実施するという機構にしても良い。
【０１０２】
集中加熱部３０として熱風発生装置５０を備えることは、特にプラグのないホールスルー構造の分離膜構造体１の場合に、熱風により加熱することで乾燥の促進ができる。
【０１０３】
（比較例１）
本発明の効果を確認するために、比較例１として図８記載の先行技術文献記載の方式と、実施の形態１の方式、実施の形態２の方式、実施の形態３の方式とで、含浸装置で酸化触媒を担持させたスラリー液を含浸させ、乾燥を行った。
【０１０４】
全ての方式で熱風温度は２００℃になるようにし、比較例１のマスクは１/６を切り欠いたものを３０秒ごとに回転させた。
【０１０５】
同一条件で含浸させたウオールスルー型の分離膜構造体に熱電対を挿して流し、熱電対は半径方向で中央、端から１０ｍｍ部、中央−端部間の中間、軸方向に下面より１０ｍｍ、７５ｍｍ、１４０ｍｍの箇所の計９箇所に配置し、全ての内部温度が１００℃を超えた時点で取出し、その時間と重量を測定し、その後に２００℃の通風乾燥機に５分かけ、重量差がない事から乾燥している事を確認した。
【０１０６】
図７は比較例と実施の形態１，２，３との比較例１との実験結果である。
【０１０７】
比較例１に比べ、本発明による実施の形態１，２，３の方が、乾燥が早い。集中加熱された箇所が乾燥する事により、通風路が確保される。通風路が確保された後に、通風乾燥部にて、前記吸引ダクトが前記トレーと密着する事で前記通風路に熱風が優先的に通る様になる。また、分離膜構造体の外周部では、炉内の雰囲気温度により温められ、蒸発が始まる。この効果により、通風路は加熱された箇所と外周部で確保され、構造体の径方向では内外両側から乾燥が進むため、通常の通風乾燥より早くなる。
【０１０８】
実施の形態１，２，３にバラツキがあるのは、基材の輻射熱の吸収率、熱伝導率、圧損に差が有るため、基材の種類により効率の良い方法が変わるためである。
【０１０９】
また、本発明の分離膜構造体は、ディーゼル排ガス浄化用触媒ＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）や水濾過フィルタなど、通気性のある被加熱物であれば、構造体に限らない。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明の熱風循環式加熱装置は、通気性の基材に塗布した液状材料の乾燥時間を短縮することができ、また装置を小型化することができるため、セラミック製ハニカム構造体の乾燥に利用できる。通気性構造体の具体例としてはディーゼルエンジン排ガス中のＰＭ（粒子状物質）を低減するディーゼル排ガス浄化用触媒ＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）や水濾過フィルタなどがある。
【符号の説明】
【０１１１】
１    分離膜構造体
２    含浸装置
３    熱風循環式加熱装置
４    焼成装置
５    基材
６    トレー
７    プレ乾燥部
８    通風乾燥部
１１    炉体
１２    空気加熱部
１３    吸引ダクト
１４    ダクト昇降部
１５    吹出ダクト
１６    孔
１７    ガスケット
１８    ストッパー
１９    チェーン
２０    ファン
２１    シャフト
２２    モータ
２３    電気ヒータ
２４    温度センサ
２５    温度センサ
３０    集中加熱部
３１    測温センサ
３２    排気ダクト
３３    発熱体
４０    輻射加熱体
４２    測温センサ
５０    熱風発生装置
５１    測温センサ
【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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