(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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の乾燥方法であって、
押出成形により前記多角柱状のハニカム構造体を成形する押出成形工程と、
その後ハニカム構造体にマイクロ波を照射する照射工程と、
を少なくとも含み、
前記押出成形工程は、坏土状原料を金型によりハニカム状に押出加工処理すると共に、押出されたハニカム状原料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処理と、
前記押出されたハニカム状原料をハニカム面と平行方向に切断する切断処理と、
前記切断により現れたハニカム面の隅角部および各辺に前記被覆材を被覆する被覆処理と
を少なくとも含むことを特徴とするハニカム構造体の乾燥方法。
【請求項２】
ハニカム面が円形状である円柱状のハニカム構造体の乾燥方法であって、
押出成形により前記円柱状のハニカム構造体を成形する押出成形工程と、
その後ハニカム構造体にマイクロ波を照射する照射工程と、
を少なくとも含み、
前記押出成形工程は、坏土状原料を金型によりハニカム状に押出加工処理すると共に、押出されたハニカム状原料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処理と、
前記押出されたハニカム状原料をハニカム面と平行方向に切断する切断処理と、
前記切断により現れたハニカム面の円柱端部に前記被覆材を被覆する被覆処理と
を少なくとも含むことを特徴とするハニカム構造体の乾燥方法。
【請求項３】
前記被覆材の被覆幅は、マイクロ波の波長の０．５倍以下である請求項１または請求項２記載のハニカム構造体の乾燥方法。
【請求項４】
前記被覆材は、マイクロ波反射材料を含むことを特徴とする請求項１〜請求項３記載のハニカム構造体の乾燥方法。
【請求項５】
前記マイクロ波反射材料は、電導性を有する金属材料である請求項４記載のハニカム構造体の乾燥方法。
【請求項６】
前記照射工程は、前記ハニカム構造体に温風を供給する工程を含む請求項１〜請求項５記載のハニカム構造体の乾燥方法。
【請求項７】
前記温風を供給する工程は、ハニカム面に温風を供給する工程である請求項６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、押出成形により成形したハニカム構造体にマイクロ波を照射するハニカム構造体の乾燥方法に関する。
【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。
【０００４】
自然乾燥方法によれば、一般には水分率が低いのでハニカム構造体から水分が穏やかに蒸発していくことから、クラックや割れ等の発生が少なく、歩留まりが問題とされることはない。しかし、含水率が高い（２０〜５０%）産業用触媒等に使用されるハニカムについては表面から乾燥が進むと表面の収縮等によりハニカム表面にクラックや割れが発生しやすいという課題がある。自然乾燥が可能なハニカムについても、焼成可能な水分量とするまでの乾燥時間が、天候に左右されるだけでなく、良好な天候であっても乾燥に時間がかかりすぎてしまうために、生産効率が上がらないという問題がある。
【０００５】
これに対して、調湿乾燥方法は、ハニカム構造体の乾燥環境の湿度を調整することにより、天候に左右されることがなく、自然乾燥方法と比べて乾燥時間を短縮することができる。
しかしながら、この乾燥方法では、本来歩留まりが５０％〜８０％であり、湿度コントロールを誤ると乾燥ムラが発生してしまい、歩留まりに影響するひびや割れが発生してしまう場合もある。このような不良品の発生を防止するためには、温度を室温から１０日程度かけて８０℃付近まで上げ、湿度を高く維持する必要がある。その結果、乾燥時間を１０日前後確保する必要がある。そのため、生産効率の観点からすれば、乾燥時間が依然として長いといえる。
また、調湿乾燥方法は、例えばベルトコンベア等にハニカム構造体を載せて、連続的に乾燥させる方法をとることが困難であり、バッチ式により乾燥する方法がとられる。バッチ式の場合、例えば調湿環境下の乾燥炉内へハニカム構造体を設置したり、乾燥後に取り出したりする等の工程も必要となるため、こういった工程が生産効率をさらに低下させることとなる。
【０００６】
一方、マイクロ波乾燥方法としては、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、ハニカム構造体を乾燥炉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）。マイクロ波乾燥方法によれば、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。
【０００７】
しかしながら、従来のマイクロ波乾燥方法は、小型のハニカム構造体（縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、高さ５０ｍｍ程度）を乾燥させるにあたっては良好な方法であるものの、要望の多い大型のハニカム構造体に適用した場合、ハニカム構造体の角部が焼け過ぎて白化したり、側面にひびや割れが発生したりしてしまい、歩留まりが悪く、ほとんど全てが不良品となってしまう。
【０００８】
これを改善するために、ハニカム構造体をマイクロ波から保護することのできる被覆材によって、ハニカム構造体の隅角部や端部等を被覆すれば、白化やひび、割れ等の発生を防止することができる。ただし、この方法では、押出成形されたハニカム構造体にマイクロ波を照射する前に、被覆材を被覆する処理が新たに必要となる。この被覆処理に時間がかかり過ぎてしまうと、生産性が低下することにつながるおそれがある。
また、この被覆処理は、通常室温条件下で行われるため、この間にハニカム構造体は自然乾燥されている状態となる。上記のように、自然乾燥条件下では、ハニカム構造体の表面から乾燥が進むと表面の収縮等によりハニカム表面にクラックや割れが発生しやすい。
また、自然乾燥が可能なハニカム構造体についても、乾燥状態が天候に左右されることにより、マイクロ波を照射して乾燥する段階におけるハニカム構造体の水分量が個々にバラついてしまうため、マイクロ波の照射条件を個々に制御する必要がでてしまい、乾燥処理工程が煩雑となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【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】
【００１０】
本発明は、被覆材の被覆工程にかかる時間を短縮させることで、マイクロ波の照射工程が煩雑となることを防止すると共に、生産効率を向上させることが可能な、ハニカム構造体の乾燥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】
【００１１】
上記問題を解決するため、本発明者は、ハニカム構造体を乾燥するにあたり、押出成形したハニカム構造体を速やかにマイクロ波照射して乾燥できるよう、押出成形から被覆処理までの一連の工程について見直しを行った。
従来方法では、まず、坏土状原料を金型によりハニカム状に押出加工して、所定の長さまで押出されたら、ハニカム面と平行方向に切断して所定寸法のハニカム構造体を成形し、その後に、被覆材を被覆していた。このようにハニカム構造体の成形と、被覆材の被覆という２段階の工程からなることが、被覆処理に時間がかかってしまう原因であることがわかった。さらに、押出加工は生産性の観点から、一般的には連続的に行われるため、切断後のハニカム構造体は、押出加工装置から他の場所へ移動させる必要があり、この移動にかかる時間も、被覆処理を終えるまでに時間がかかる原因であった。
このように被覆処理に時間がかかる原因を踏まえた上で、本発明者は、押出加工から被覆処理を終えるまでの時間を短縮するべく、鋭意検討を行った。その結果、原料を押出加工すると共に、押出された原料に被覆処理を行い、所定の長さまで押出されたらハニカム面と平行方向に切断して所定寸法のハニカム構造体とし、その後、切断面についても被覆処理を行うことで、大幅に時間短縮できることがわかった。すなわち、押出加工と被覆処理と一体的かつ連続的に１段階の工程で行えば、２段階の工程で行うよりも時間を短縮することができ、かつ、ハニカム構造体を移動させることなく被覆することができるため、移動にかかっていた時間も必要としない結果、大幅に時間短縮できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明に係る第一の形態は、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の乾燥方法であって、押出成形により前記多角柱状のハニカム構造体を成形する押出成形工程と、その後ハニカム構造体にマイクロ波を照射する照射工程と、を少なくとも含み、前記押出成形工程は、坏土状原料を金型によりハニカム状に押出加工処理すると共に、押出されたハニカム状原料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処理と、前記押出されたハニカム状原料をハニカム面と平行方向に切断する切断処理と、前記切断により現れたハニカム面の隅角部および各辺に前記被覆材を被覆する被覆処理とを少なくとも含むことを特徴とするハニカム構造体の乾燥方法である。
【００１３】
本発明に係る第二の形態は、ハニカム面が円形状である円柱状のハニカム構造体の乾燥方法であって、押出成形により前記円柱状のハニカム構造体を成形する押出成形工程と、その後ハニカム構造体にマイクロ波を照射する照射工程と、を少なくとも含み、前記押出成形工程は、坏土状原料を金型によりハニカム状に押出加工処理すると共に、押出されたハニカム状原料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処理と、前記押出されたハニカム状原料をハニカム面と平行方向に切断する切断処理と、前記切断により現れたハニカム面の円柱端部に前記被覆材を被覆する被覆処理とを少なくとも含むことを特徴とするハニカム構造体の乾燥方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のハニカム構造体の乾燥方法によれば、被覆材を被覆処理する場合であっても、押出成形したハニカム構造体を速やかにマイクロ波照射することが可能であり、また、生産性を維持しつつ、クラックや割れ、および乾燥処理が煩雑となることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】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２】図１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３】図１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４】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５】図４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６】多角柱状のハニカム構造体を例とした、本発明における押出成形工程の一態様を示す図である。
【図７】図６とは異なる押出成形工程の一態様を示す図である。
【図８】図６、７とは異なる押出成形工程の一態様を示す図である。
【図９】円柱状のハニカム構造体を例とした、本発明における押出成形工程の一態様を示す図である。
【図１０】多角柱状のハニカム構造体を対象とする被覆材の一態様を示す図である。
【図１１】図１０とは異なる被覆材の一態様を示す図である。
【図１２】円柱状のハニカム構造体を対象とする被覆材の一態様を示す図である。
【図１３】多角柱状のハニカム構造体を例とした、従来の押出成形工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係るハニカム構造体の乾燥方法ついて、その一般的形態を詳細に説明する。
まず、本発明の乾燥方法は、ハニカム構造体を対象とする。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、本発明の乾燥方法は、このようなハニカム構造体を押出成形により成形する押出成形工程と、その後ハニカム構造体にマイクロ波を照射する照射工程と、を少なくとも含む。
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。
【００１７】
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を乾燥させる場合、押出成形工程は、坏土状原料を金型によりハニカム状に押出加工処理すると共に、押出されたハニカム状原料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処理と、押出されたハニカム状原料をハニカム面と平行方向に切断する切断処理と、切断により現れたハニカム面の隅角部および各辺に被覆材を被覆する被覆処理とを少なくとも含む。
押出加工処理と共に被覆処理を行うことで、これらの処理を一体的かつ連続的に１段階の工程で行うことができ、大幅に時間短縮することができる。また、切断処理は、押出加工により所定の長さまで押出された原料について、ハニカム面と平行方向に切断して所定寸法のハニカム構造体とするための処理である。
ここで、被覆処理は、押出加工処理と共に、ハニカム状原料の表面のうち、少なくとも隅角部および各辺に被覆材を被覆する処理と、切断処理後に現れたハニカム面の隅角部および各辺に被覆材を被覆する処理である。このようにマイクロ波が集中しやすい隅角部や各辺を被覆すれば、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。
また、被覆材は、マイクロ波がハニカム構造体へ侵入することを防ぎ、保護することの出来るものであり、サセプタやテープ、コーティング、パテ等が挙げられる。このような被覆材としては、マイクロ波を反射する材料を含むものであることが好ましい。
【００１８】
なお、被覆材を被覆するのは、被覆対象となる多角柱状のハニカム構造体が、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倍以上である構造体についてであることが多い。上記対角線、辺の長さ、高さのいずれもが、マイクロ波の波長の０．５倍よりも小さいハニカム構造体の場合は、被覆材で保護することなく、従来技術のマイクロ波乾燥方法を用いて乾燥させることができる。しかしながら、これら対角線等のいずれかが、波長の０．５倍以上である場合には、従来方法では白化やひび、割れ等が発生してしまう場合があるからである。
ここで、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。
【００１９】
なお、被覆材の被覆間隔は、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、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。
【００２０】
次に、ハニカム面が円形状である円柱状のハニカム構造体を乾燥させる場合について説明する。この場合、押出成形工程は、坏土状原料を金型によりハニカム状に押出加工処理すると共に、押出されたハニカム状原料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処理と、押出されたハニカム状原料をハニカム面と平行方向に切断する切断処理と、切断により現れたハニカム面の円柱端部に被覆材を被覆する被覆処理とを少なくとも含む。
被覆処理は、押出加工処理と共に、ハニカム状原料の表面のうち、少なくとも円柱端部に、被覆材を被覆する処理と、切断処理後に現れたハニカム面の円柱端部に被覆材を被覆する処理である。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、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。
押出加工処理と共に被覆処理を行うことや、切断処理、被覆材については多角柱状のハニカム構造体における上記説明と同様である。
【００２１】
なお、被覆材を被覆するのは、被覆対象となる円柱状のハニカム構造体が、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倍以上である構造体についてであることが多い。上記直径、および高さのいずれもが、マイクロ波の波長の０．５倍よりも小さいハニカム構造体の場合は、被覆材で保護することなく、従来技術のマイクロ波乾燥方法を用いて乾燥させることができる。直径、および高さのいずれかが、波長の０．５倍以上である場合には、従来方法では白化やひび、割れ等が発生してしまう場合があるからである。
【００２２】
なお、被覆材の被覆間隔は、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、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。
【００２３】
本発明のハニカム構造体の乾燥方法において、被覆材の被覆幅は、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。
【００２４】
被覆材が、マイクロ波反射材料を含む場合には、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。
【００２５】
本発明における照射工程は、ハニカム構造体に温風を供給する工程を含んでもよい。
ハニカム構造体へマイクロ波を連続的に照射すると共に、温風を供給することによって、乾燥時間を短縮することができる。
また、マイクロ波を間欠照射する乾燥方法の場合、間欠照射のみでは加熱分布が不均一になりやすく、ハニカム構造体が均一に乾燥できない場合があるところ、温風乾燥を併用すれば、ハニカム構造体の温度分布が均一化し、乾燥時間を短縮することができる。
さらに、マイクロ波を連続照射した後に、温風乾燥すれば、マイクロ波である程度の水分を揮発させた後、温風にてハニカム構造体を穏やかに乾燥させることができ、ひびや割れ等を防止することができるだけでなく、乾燥によるゆがみ等も緩和することができる。
【００２６】
上記温風を供給する工程は、ハニカム面に温風を供給する工程であることが好ましい。マイクロ波の照射により、ハニカム内部の水分が水蒸気となるところ、この水蒸気が揮発せずにハニカム構造体に付着する場合がある。この場合には、ハニカム構造体の水分量が減少しないのみならず、ハニカム構造体を冷却してしまうこととなる。ハニカム面に温風を供給すれば、ハニカム内部の水蒸気を効率良く除去することができ、ハニカム構造体の乾燥を促進することができる。
【００２７】
次いで、本発明のハニカム構造体の乾燥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。まず、本発明に係るハニカム構造体の乾燥方法の対象となる、被覆材を被覆したハニカム構造体（図１〜５）の具体的な形態について説明をした後、本発明の実施の形態について説明する。
【００２８】
図１は、本発明の適用の対象とな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１は、ハニカム面２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３が、ハニカム構造体の表面の隅角部３ａおよび辺３ｂを保護するように被覆している。
ハニカム構造体１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１のうち隅角部３ａと各辺３ｂ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。
【００２９】
図２は、図１と同様のハニカム構造体１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４は、図１のアルミ板と同様に、ハニカム構造体の表面の隅角部４ａおよび辺４ｂ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５により接続される。
【００３０】
図３は、図１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１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１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３では、ハニカム側面を２等分するようにアルミ板３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０．２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。
【００３１】
図４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１は、ハニカム面２が円形状であり、ハニカム構造体の表面の円柱端部６を保護するように、被覆材としてアルミ板３が被覆されている。
ハニカム構造体１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１のうち円柱端部６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。
【００３２】
図５は、図４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１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１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５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３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。
【００３３】
図１〜図５に示す被覆材を被覆したハニカム構造体は、含水率を減少させるため、本発明を実施し、マイクロ波を照射することにより乾燥される。
【００３４】
次に、従来のハニカム構造体の乾燥方法のうち、押出成形工程について、図１に示す被覆材を被覆した多角柱状のハニカム構造体を例として説明する。
図１３は、従来の押出成形工程を示す図である。坏土状原料７は、押出加工装置８が備えるコンテナ９中に導入されており、ラム１０が加える圧力がダミーブロック１１を介して坏土状原料７に伝えられ、角型ハニカム用の金型１２を通過して台座１３の上で押出加工され、ハニカム状原料１４となる（図１３ａ）。ハニカム状原料１４が所定の長さ１５まで押出されたら、ハニカム面と平行方向１６に切断され、ハニカム構造体１７となる（図１３ｂ）。押出加工は連続的に行われるため、切断後のハニカム構造体１７は、押出加工装置８から他の場所へ移動され、その後、ハニカム構造体１７に被覆材としてアルミ板３が被覆されて、被覆材を被覆した多角柱状のハニカム構造体１となる。
このようにハニカム構造体の成形と、被覆材の被覆という２段階の工程からなることが、被覆処理に時間がかかってしまう原因の１つである。また、切断後のハニカム構造体１７を、押出加工装置から他の場所へ移動させる必要があり、この移動にかかる時間も、被覆処理を終えるまでに時間がかかる原因である。
【００３５】
従来方法を踏まえた上で、本発明の実施の形態について説明する。
図６は、多角柱状のハニカム構造体を例とした、本発明における押出成形工程の一態様を示す図である。坏土状原料７は、押出加工装置８から押出加工されてハニカム状原料１４となることは、従来方法と同じであるところ、押出加工と共に、押出されたハニカム状原料１４の表面の隅角部および各辺に被覆材としてアルミ板１８ａ〜１８ｃを被覆する（図６ａ）。ハニカム状原料１４が所定の長さ１５まで押出されたら、ハニカム面と平行方向１６に切断し、切断により現れたハニカム面の隅角部および各辺に被覆材としてアルミ板１８ｄを被覆し（図６ｂ）、被覆材を被覆した多角柱状のハニカム構造体１となる。このように、押出加工と被覆処理と一体的かつ連続的に１段階の工程で行うことにより、２段階の工程（図１３）よりも時間を短縮することができる。また、ハニカム構造体１７を移動させることなく被覆することができるため、移動にかかっていた時間も必要としない。結果として、ハニカム構造体の乾燥時間を大幅に時間短縮できる。
【００３６】
図７は、図６とは異なる押出成形工程の一態様を示す図である。台座１３上には、ハニカム状原料１４の表面の隅角部および各辺を被覆可能なように形状加工した被覆材としてアルミ板１９ａが載置されており（図７ａ）、押出加工されたハニカム状原料は、直ちにアルミ板１９ａにて被覆される（図７ｂ）。所定の長さ１５に切断した後に現れるハニカム面の隅角部および各辺に、これらを被覆できるよう形状加工された被覆材としてアルミ板１９ｂを被覆し（図７ｃ）、被覆材を被覆した多角柱状のハニカム構造体１となる（図７ｃ）。ここで、図７の被覆材としては、例えばハニカム面の隅角部および各辺とハニカム側面の隅角部および各辺を被覆するように、座面に四角形の空洞を有し、断面ｎがＬ字形の４本の足からなるイス状形状のアルミ板１９ａと、ハニカム面の隅角部および各辺を被覆するように、断面ｍがＬ字形である額縁形状のアルミ板１９ｂとから構成することができる（図１０）。
【００３７】
図８は、図６、７とは異なる押出成形工程の一態様を示す図である。台座１３上には、ハニカム状原料１４の表面のうち、台座１３と接触する面の隅角部および各辺を被覆可能なように形状加工した被覆材としてアルミ板２０ａが載置されており（図８ａ）、押出加工されたハニカム状原料は、直ちにアルミ板２０ａにて被覆される（図８ｂ）。所定の長さ１５に切断した後に、ハニカム面の表面のうち、被覆されていない隅角部および各辺に、これらを被覆できるように形状加工された被覆材としてアルミ板２０ｂを被覆し（図８ｃ）、被覆材を被覆した多角柱状のハニカム構造体１となる（図８ｃ）。ここで、図８の被覆材としては、例えばハニカム状原料１４の表面のうち、台座１３と接触する面の隅角部および各辺を被覆するように、平板状である額縁形状のアルミ板２０ａと、ハニカム面の表面のうち、被覆されていない残りの隅角部および各辺を被覆するように、断面ｏがＬ字形である柱２１ａと梁２１ｂおよび平板状の梁２１ｃからなる枠組形状のアルミ板２０ｂとから構成することができる（図１１）。
【００３８】
図９は、円柱状のハニカム構造体を例とした、本発明における押出成形工程の一態様を示す図である。坏土状原料７は、押出加工装置８から丸型ハニカム用の金型２２を介して押出加工されて、ハニカム状原料２３となる。台座１３上には、ハニカム状原料２３の表面のうち、円柱端部を被覆可能なように形状加工した被覆材としてアルミ板２４ａが載置されており（図９ａ）、押出加工されたハニカム状原料は、直ちにアルミ板２４ａにて被覆される（図９ｂ）。所定の長さ１５に切断した後に現れるハニカム面の円柱端部を被覆できるよう形状加工された被覆材としてアルミ板２４ｂを被覆し（図９ｂ）、被覆材を被覆した多角柱状のハニカム構造体１となる（図９ｃ）。ここで、図９の被覆材としては、例えばハニカム面の円柱端部を被覆するように、円形の中空部を有し、断面ｐがＬ字形である円盤形状のアルミ板２４ａ、ならびにアルミ板２４ｂとから構成することができる（図１２）。
【実施例】
【００３９】
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。
【００４０】
［実施例１］
タルク、カオリン、アルミナ、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坏土状原料（含水率：４０質量％）を、図６に示すように押出加工装置のコンテナ内に導入し、ラムで圧力を加えてハニカム状の金型を通過させてハニカム状原料とした。押出加工と共に、押出されたハニカム状原料の表面の隅角部および各辺に、これら部分が被覆できるよう長さや寸法等を調整したアルミ板を被覆していき（図６ａ）、ハニカム状原料が２００ｍｍ以上押出したら、ハニカム面と平行方向に切断し、切断により現れたハニカム面の隅角部および各辺にアルミ板を被覆した（図６ｂ）。これらの工程により、坏土状原料を、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（含水率：４０質量％）とすると共に、隅角部等を厚み０．１ｍｍ、幅Ａ（図１）が２０ｍｍのアルミ板で被覆した。
坏土状原料を押出加工し、アルミ板を被覆したハニカム構造体とするまでに要した時間は３５分であった。
【００４１】
［実施例２］
実施例１と同様の坏土状原料を図７に示す押出加工装置によりハニカム状原料とした。台座上には、ハニカム状原料の表面の隅角部および各辺を被覆可能なように形状加工したアルミ板が載置されており（図７ａ）、押出加工したハニカム状原料を、直ちにこのアルミ板にて被覆した（図７ｂ）。ハニカム状原料が２００ｍｍ以上押出したら、ハニカム面と平行方向に切断し、切断した後に現れるハニカム面の隅角部および各辺に、これらを被覆できるよう形状加工したアルミ板を被覆した（図７ｂ）。これらの工程により、坏土状原料を、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（含水率：４０質量％）とすると共に、隅角部等を厚み０．１ｍｍ、幅Ａ（図１）が３０ｍｍのアルミ板で被覆した。
坏土状原料を、アルミ板を被覆したハニカム構造体とするまでに要した時間は５分であった。
本実施例の被覆材としては、台座に載置され、ハニカム面の隅角部および各辺とハニカム側面の隅角部および各辺を被覆するように、座面に四角形の空洞を有し、断面ｎがＬ字形の４本の足からなるイス状形状のアルミ製の被覆材と、切断により現れたハニカム面の隅角部および各辺を被覆するように、断面ｍがＬ字形である額縁形状のアルミ製の被覆材とから構成するものを使用した（図１０）。
【００４２】
［実施例３］
実施例１、２と同様の坏土状原料を図８に示す押出加工装置によりハニカム状原料とした。台座上には、ハニカム状原料の表面のうち、台座と接触する面の隅角部および各辺を被覆可能なように形状加工したアルミ板を載置し（図８ａ）、押出加工したハニカム状原料を、直ちにこのアルミ板にて被覆した（図８ｂ）。ハニカム状原料が２００ｍｍ以上押出したら、ハニカム面と平行方向に切断し、ハニカム面の表面のうち、被覆されていない隅角部および各辺に、これらを被覆できるように形状加工したアルミ板を被覆した（図８ｂ）。
これらの工程により、坏土状原料を、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（含水率：４０質量％）とすると共に、隅角部等を厚み０．１ｍｍ、幅Ａ（図１）が３０ｍｍのアルミ板で被覆した。
坏土状原料を、アルミ板を被覆したハニカム構造体とするまでに要した時間は５分であった。
本実施例の被覆材としては、ハニカム状原料の表面のうち、台座と接触する面の隅角部および各辺を被覆するように、台座に載置する平板状である額縁形状のアルミ製の被覆材と、ハニカム面の表面のうち、被覆されていない残りの隅角部および各辺を被覆するように、断面ｏがＬ字形である柱と梁および平板状の梁からなる枠組形状のアルミ製の被覆材とから構成するものを使用した（図１１）。
【００４３】
［実施例４］
実施例１〜３と同様の坏土状原料を図９に示す押出加工装置によりハニカム状原料とした。台座上には、ハニカム状原料の表面のうち、円柱端部を被覆可能なように形状加工したアルミ板を載置し（図９ａ）、押出加工したハニカム状原料を、直ちにこのアルミ板にて被覆した（図９ｂ）ハニカム状原料が２００ｍｍ以上押出したら、ハニカム面と平行方向に切断し、切断した後に現れるハニカム面の円柱端部を被覆できるよう形状加工したアルミ板を被覆した（図９ｂ）。
これらの工程により、坏土状原料を、ハニカム面の直径１５０ｍｍ、高さ２００ｍｍ、壁厚１ｍｍ、セル数４８４個の円柱状のハニカム構造体（含水率：４０質量％）とすると共に、円柱端部を厚み０．１ｍｍ、幅Ｃ（図４）が２０ｍｍのアルミ板で被覆した。
坏土状原料を、アルミ板を被覆したハニカム構造体とするまでに要した時間は５分であった。
本実施例の被覆材としては、ハニカム面の表面のうち円柱端部を被覆するように、円形の中空部を有し、断面ｐがＬ字形である円盤形状のアルミ製の被覆材２つから構成するものを使用した（図１２）。
【００４４】
［比較例１］
実施例１〜４と同様の坏土状原料を、図１３に示す押出加工装置によりハニカム状原料とした。ハニカム状原料を２００ｍｍ以上押出したら、ハニカム面と平行に切断し、ハニカム構造体とした（図１３ｂ）。切断後のハニカム構造体を、押出加工装置の台座から他の場所へ移動し、その後、ハニカム構造体の表面の隅角部および各辺に、これら部分が被覆できるよう長さや寸法等を調整したアルミ板を被覆し、被覆材を被覆した多角柱状のハニカム構造体とした（図１）。これらの工程により、坏土状原料を、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（含水率：４０質量％）とすると共に、隅角部等を厚み０．１ｍｍ、幅Ａ（図１）が２０ｍｍのアルミ板で被覆した。
ハニカム状原料を押出および切断してハニカム構造体とする工程に５分かかり、このハニカム構造体を台座から他の場所へ移動する工程に２５分かかり、アルミ板を被覆する工程に３０分かかった。従って、坏土状原料を、アルミ板を被覆したハニカム構造体とするまでに要した時間は６０分であった。
【００４５】
実施例および比較例の各例において被覆材を被覆したハニカム構造体を、マイクロ波発振器を備えた乾燥炉内へ設置し、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、被覆材を取り外した後、ハニカム構造体の白化、ひびや割れの有無を評価した。
マイクロ波発振器の仕様は、ハニカム1個あたり出力：１ｋＷ（連続可変）、周波数：２４５０±３０ＭＨｚ、電源入力：三相交流、２００Ｖであり、乾燥炉の仕様は、内寸：６００Ｗ×７００Ｈ×１２００Ｌ（ｍｍ）、内炉材質：ＳＵＳ３０４である。
【００４６】
結果として、押出加工と被覆処理と一体的かつ連続的に１段階の工程（実施例１〜４）で行えば、２段階の工程（比較例１）で行うよりも時間を短縮することができ、かつ、ハニカム構造体を移動させることなく被覆することができるため、移動にかかっていた時間も必要としない結果、大幅に時間短縮することができた。なお、複数体のハニカム構造体を乾燥させる場合には、この移動にかかる時間に加え、押出加工装置とアルミ板を被覆する場所を往復する時間も考慮する必要がある。そのため、複数体のハニカム構造体により実施例と比較例との乾燥工程を実施した場合には、更に時間の開きが出て、実施例による工程時間の短縮効果がより顕著になるものと予想される。
また、マイクロ波照射後の実施例および比較例の各例のハニカム構造体は、いずれも白化、ひびや割れは認められず、また、含水率が１０質量％となるまでの照射時間も、その誤差はバラツキの範囲内であり、ほぼ同じであった。
【００４７】
マイクロ波の照射と温風の供給
［実施例５］
実施例１と同様に、ハニカム構造体にアルミ板を被覆したものを、実施例１と同様の条件にてマイクロ波を照射すると共に、ハニカム構造体のハニカム面へ温風を併用供給することによりハニカム内部の水蒸気を排出し、含水率が１０質量％となるまで乾燥した。温風の供給条件は、温風出口温度：６０℃、温風風速：１０Ｌ/分である。
【００４８】
マイクロ波のみの場合、乾燥に８時間要するところ、実施例５の条件で温風を併用して乾燥した場合には、６時間の乾燥で足り、乾燥時間を２時間短縮することができた。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のハニカム構造体の乾燥方法によれば、被覆材を被覆処理する場合であっても、押出成形したハニカム構造体を速やかにマイクロ波照射することが可能であり、また、生産性を維持しつつ、クラックや割れ、および乾燥処理が煩雑となることを防ぐことができるため、産業上有用である。
【符号の説明】
【００５０】
１    ハニカム構造体
２    ハニカム面
３    アルミ板
３ａ  ハニカム構造体の表面の隅角部
３ｂ  ハニカム構造体の表面の辺
４    サセプタ
４ａ  ハニカム構造体の表面の隅角部
４ｂ  ハニカム構造体の表面の辺
５    ボルト
６    円柱端部
７    坏土状原料
８    押出加工装置
９    コンテナ
１０    ラム
１１    ダミーブロック
１２    角型ハニカム用の金型
１３    台座
１４    ハニカム状原料
１５    長さ
１６    平行方向
１７    ハニカム構造体
１８ａ  アルミ板
１８ｂ  アルミ板
１８ｃ  アルミ板
１９ａ  アルミ板
１９ｂ  アルミ板
２０ａ  アルミ板
２０ｂ  アルミ板
２１ａ  柱
２１ｂ  梁
２１ｃ  梁
２２    丸型ハニカム用の金型
２３    ハニカム状原料
２４ａ  アルミ板
２４ｂ    アルミ板
Ａ    アルミ板の幅
Ａ’  アルミ板の幅
Ｂ    サセプタの幅
Ｃ    アルミ板の幅
【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】
0005766631.tif 000008
【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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