(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルラーセラミックウェアの外周部を乾燥する方法であって、
前記ウェアが、該ウェアの第１端と第２端との間に伸長する複数のチャネルを画成する壁を有する内部ウェブを含み、
前記方法が、
前記外周部に隣接する前記内部ウェブ中の前記外周部に沿う環状部分のガスの流れを優先的に方向づけ、前記外周部の内表面を優先的に乾燥する工程、
を含む方法。
【請求項２】
第１端及び第２端、ある半径、並びに乾燥内部ウェブを有する乾燥したセルラーセラミックウェアの外表面上に配置されたウェットスキンを乾燥する方法であって、
空気流を生成する工程；及び
前記空気流を、前記外表面に隣接する前記内部ウェブの環状部分のみを通過して前記セルラーセラミックウェアの前記第１端を通るよう方向づけ、前記ウェットスキン中の水分を、前記内部ウェブの内側に向かって移動させ、前記空気流が前記第２端から放出される際に前記内部ウェブの前記環状部分から取り除く、工程
を含む、方法。
【請求項３】
第１端及び第２端、ある半径、並びに中央及び外側長手セルから構成される乾燥内部ウェブを有する乾燥したセルラーセラミックウェアの外表面に取り付けられたウェットスキンを乾燥する方法であって、
環状のガス流を生成する工程；
前記環状のガス流を、前記外表面に隣接する前記内部ウェブの環状部分を構成する前記外側長手セルのみを通して前記セラミックウェアの前記第１端中に方向づける工程であって、前記環状のガス流又は別のガス流は前記ウェットスキンの外表面上を流れない、工程、
を含み、
前記ウェットスキンが水分を含有し、該水分が、前記外側セルを通過する前記環状のガス流の流れによって前記内部ウェブに向かって内側に移動し、前記水分が、前記外側セルを通過する前記環状のガス流の流れによって前記第２端から取り除かれる、
方法。
【請求項４】
外表面を有し、その上に外表面を有するウェットスキンが配置される、乾燥内部ウェブを有する乾燥したセルラーセラミックウェアにより画成されるウェット・スキンドウェアを乾燥する方法であって、
環状の気流を生成する工程；
前記乾燥内部ウェブの前記外表面に隣接する環状部分を有する前記セラミックウェアの第１端から第２端を通過するよう前記環状の気流を方向付け、前記ウェットスキン中の水分を前記乾燥内部ウェブに向かって内側に移動させ、前記環状の気流が前記第２端を出る際に前記乾燥内部ウェブの前記環状部分から取り除く、工程；及び
前記ウェットスキンの前記外表面上に空気又は他のガスが流れることを避ける工程、
を含む方法。
【請求項５】
第１端及び第２端、ある半径、並びに多数のセルを画成する乾燥内部ウェブを有する乾燥したセルラーセラミックウェアの外表面上に配置されるウェットスキンにより画成されるウェット・スキンドウェアを乾燥するための乾燥システムであって、
空気の初期流を提供するブロワー；
該ブロワーに空気圧により連結され、前記空気の初期流から環状の空気流を形成するよう構成されるフロー成形装置；及び
前記環状の空気流が、前記外表面に隣接する前記内部ウェブの環状部分を通ってのみ前記セラミックウェアの前記第１端を通るように方向づけられるよう、前記フロー成形装置に関して前記ウェット・スキンドウェアを動作可能に支持するよう構成される支持部材、
を含む、乾燥システム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、その内容がここに参照することによって全体に本願に援用される、２０１５年３月２５日出願の米国仮特許出願第６２／１３８００１号の優先権の利益を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、セルラーセラミックウェアに関し、詳細には、セルラーセラミックウェアのスキンを乾燥させるシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
多数のチャネルを有するセラミック未焼成物は、例えば、押出成形又は一体成型によって形成され、次いで、セラミック物品又は「セラミックウェア」を形成するために加工（すなわち乾燥及び焼成）される。これらのセラミックウェアをさらに加工して、排気生成エンジン及び関連用途に使用するためのハニカム多孔構造を有するフィルタ及び触媒コンバータを形成することができる。ダイ、例えばハニカム構造を生成するダイを通して、セラミック形成成分を含む軟質バッチ、又はセラミック前駆体を押出成形し、セラミック形成材料の押出成形物を形成することによって、セラミック未焼成物を形成できる。押出機から出る押出成形物は、押出の方向に対して横に切断され、未焼成物の断片を形成する。断片はそれ自体が、乾燥後により短い断片に横方向に切断される。
【０００４】
セラミックウェアの寸法は、製造中の乾燥及び焼成収縮によって変化し得る。セラミックウェアはまた、相手先ブランド名製造業者（ＯＥＭ）及びサプライチェーンによって設定される厳しい外部寸法要求により、製造が困難でありうる。寸法要求を確実に遵守する一助になるよう、セラミックウェアを所望の寸法に機械加工又は「輪郭形成（contoured）」してもよい。次いで、セラミックセメントの薄い層を使用して、セラミックウェアに平滑な保護外表面を提供する外側スキンを形成する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示のある態様は、セルラーセラミックウェアの外周部を乾燥させる方法であり、このウェアは、ウェアの第１端と第２端との間に伸長する複数のチャネルを画成する壁を有する内部ウェブを含む。この方法は、外周部に隣接する内部ウェブ中に気体の流れを優先的に方向づけ、外周部の内表面を優先的に乾燥させる工程を含む。
【０００６】
本開示の別の態様は、外周部の外表面に気体が方向づけられない、上記の方法である。
【０００７】
本開示の別の態様は、内部ウェブの最も内側のチャネルの少なくとも１つに気体が方向づけられない、上記の方法である。
【０００８】
本開示の別の態様は、気体が内部ウェブに環状に方向づけられる、上記の方法である。
【０００９】
本開示の別の態様は、優先的な乾燥により、外周部中の液体が内部ウェブの１つ以上のチャネル中に移動する、上記の方法である。
【００１０】
本開示の別の態様は、液体が、水、アルコール、グリセロール、及びグリセリンの少なくとも１つを含む、上記の方法である。
【００１１】
本開示の別の態様は、外周部が、セラミック又はガラスを含む、上記の方法である。
【００１２】
本開示の別の態様は、気体が、空気、窒素、酸素、ヘリウム及びアルゴンの少なくとも１つを含む、上記の方法である。
【００１３】
本開示の別の態様は、第１端及び第２端、ある半径、並びに多数のセルを画成する乾燥内部ウェブを有する乾燥したアンスキンド（unskinned）セルラーセラミックウェアの外表面上に配置されたウェットスキンを乾燥する方法である。この方法は、気流を生じる工程；及び外表面に隣接する内部ウェブの環状部分を通ってのみセラミックウェアの第１端を通るように気流を方向づけ、ウェットスキン中の水分を内部ウェブに向かって内側に移動させ、気流が第２端から出る際に内部ウェブの環状部分から取り除く工程、を含む。
【００１４】
本開示の別の態様は、第１端及び第２端、ある半径、並びに中央及び外側の長手セルから構成される乾燥内部ウェブを有する乾燥されたアンスキンドセルラーセラミックウェアの外表面に取り付けられたウェットスキンを乾燥する方法である。この方法は、実質的に環状の気流を生成する工程；ウェットスキンの外表面に亘って気体を流さずに、外表面に隣接する内部ウェブの環状部分を構成する外側長手セルを通してのみ、実質的に環状の気流をセラミックウェアの第１端に方向づける工程、を含み、ウェットスキンは水分を含有し、この水分は、外側セルを通る実質的に環状の気流の流れによって内部ウェブに向かって内側に移動し、水分は、外側セルを通って第２端から出る実質的に環状の気流の流れにより内部ウェブから除去される。
【００１５】
本開示の別の態様は、外表面を有するウェットスキンがその上に配置された、外表面を有する乾燥内部ウェブを有する乾燥アンスキンドセルラーセラミックウェアにより画成される、ウェット・スキンド（wet-skinned）ウェアを乾燥させる方法である。この方法は、以下の工程を含む：実質的に環状の気流を生成する工程；乾燥内部ウェブの外表面に隣接するセラミックウェアの第１端を通るように実質的に環状の気流を方向づけ、ウェットスキン中の水分を乾燥内部ウェブに向かって内側に移動させ、実質的に環状の気流が第２端から出る際に乾燥内部ウェブの環状部分から取り除く、工程；及びウェットスキンの外表面上へ空気又は他の気体が実質的に流れることを避ける、工程。
【００１６】
本開示の別の態様は、第１端及び第２端、ある半径、並びに多数のセルを画成する乾燥内部ウェブを有する乾燥アンスキンドセルラーセラミックウェアの外表面上に配置されるウェットスキンにより画成されるウェット・スキンドウェアを乾燥するための乾燥システムである。このシステムは、空気の初期流を提供するブロワー；ブロワーに空気圧により連結され、空気の初期流から実質的に環状の空気流を形成するよう構成されるフロー成形装置；及び、実質的に環状の空気流が、外表面に隣接する内部ウェブの環状部分を通ってのみセラミックウェアの第１端を通るように方向づけられるよう、フロー成形装置に関してウェット・スキンドウェアを動作可能に支持するよう構成される支持部材、を含む。
【００１７】
追加の特徴及び利点が、以下の詳細な説明に記載され、一部は、詳細な説明から当業者に明らかであろう、又は、明細書及び請求項、並びに添付の図面に記載される実施の形態を実施することにより認識されるであろう。上記の概略的な記載及び以下の詳細な説明はいずれも、単に例示的なものであり、請求項の性質及び特徴を理解するための概観又は枠組みを提供することを意図するものであることが理解されるべきである。
【００１８】
添付の図面は、さらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に取り込まれてその一部を構成する。図面は１つ以上の実施の形態を示し、詳細な説明と共に、さまざまな実施の形態の原理及び動作を説明するのに役立つ。したがって、本開示は、添付の図面と共に、以下の詳細な説明からより完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】例示的なスキンドセラミックウェアの等角側面図
【図２Ａ】プレスキンド（preskinned）（すなわちアンスキンド）セラミックウェアの正面拡大図
【図２Ｂ】図１のスキンドセラミックウェアについての図２Ａと同様の図
【図３】スキンマトリクス中に組み込まれたコロイド状シリカを示す例示的なスキンの拡大断面図
【図４】スキンドセラミックウェアのウェットスキンを乾燥するために本明細書に記載される方法を実施するために使用される、例示的な空気乾燥システムの説明図
【図５Ａ】フロー成形装置の放出端から放出される円筒型環状気流の例を示す例示的なフロー成形装置の立面図
【図５Ｂ】円筒型環状気流がセラミックウェアのウェブの対応する環状部分中の外側セルを通過するように、支持部材によりフロー成形装置の放出端で動作可能に支持されるウェットスキンを有する例示的なセラミックウェア（「ウェット・スキンドセラミックウェア」）を示す、図５Ａのフロー成形装置の側面図
【図６】ウェブの外側セルを通過する空気の流れが、どのようにしてウェットスキンから水分を取り出し、ウェアの放出端においてセラミックウェアから水分を取り除き、それによって、セラミックウェアの内側から（すなわち内部ウェブから）ウェットスキンを乾燥させるかを示す、図５Ｂのウェット・スキンドセラミックウェアの末端部の拡大断面図
【図７Ａ】フロー成形部材の境界線に隣接する多数の孔を有するフロー成形部材を含む例示的なフロー成形装置の立面図
【図７Ｂ】図７Ａの例示的なフロー成形部材の上面図
【図８Ａ】図７Ａに類似し、フロー成形部材が円筒型環状気流を画成する環状開口を有する、例示的なフロー成形装置を示す図
【図８Ｂ】図７Ｂに類似する、図８Ａのフロー成形部材の上面図
【図９Ａ】図７Ａに類似し、フロー成形部材が、実質的に円筒型の環状気流を集合的に画成する空気ジェットをそれぞれ放出する多数の空気ノズルを有する、例示的なフロー成形装置を示す図
【図９Ｂ】図７Ｂに類似する、図９Ａのフロー成形部材の上面図
【図９Ｃ】各ノズルからの空気ジェットの放出を示す、図９Ａ及び９Ｂのフロー形成装置に使用される多数のノズル中の４つの例示的な空気ノズルの側面図
【図１０Ａ】図４に類似し、複数のセラミックウェアを一度に乾燥できる空気乾燥システムの例示的な実施の形態を示す図
【図１０Ｂ】図１０Ａの空気乾燥システムのための１つ以上の支持部材の異なる構成によって支持される複数のセラミックウェアの立面図
【図１０Ｃ】図１０Ａの空気乾燥システムのための１つ以上の支持部材の異なる構成によって支持される複数のセラミックウェアの立面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本開示のさまざまな実施の形態が詳細に参照され、その実施例が添付の図面に示される。可能な限り、同じ又は同様の部分についての言及には、同じ又は同様の参照番号及び符号が図面中で使用される。図面は必ずしも縮尺されるものでなく、当業者は、図面が単に本開示の主要な態様を説明するために簡略化されていることを認識するであろう。
【００２１】
参照のためにいくつかの図面においてデカルト座標が示されているが、方向又は位置付けに関して制限することを意図しない。
【００２２】
以下の議論において、「乾燥」アンスキンドセラミックウェア又は「乾燥」内部ウェブへの言及は、アンスキンドセラミックウェア又は内部ウェブが、水分を除去するためにさらなる処理を必要としないことを意味する。乾燥アンスキンドセラミックウェア又は乾燥内部ウェブは、例えば、第１の乾燥工程により、又は第１の乾燥工程及びそれに続く第２の乾燥工程により形成されてもよい。例えば、第１の乾燥工程は、従来のアプリケータベース乾燥でもよく、第２の乾燥工程は、焼成（「焼結」とも称される）のような高温熱処理でもよい。
【００２３】
セラミックスキン（「スキンセメント」又は単に「スキン」とも称される）は、例えば１０質量％〜３５質量％の液体を含有する、湿った状態で利用される。スキンは、最終ウェア又は物品を形成するために乾燥される必要がある。いくつかの場合、スキンは、９８％超乾燥まで（すなわち、元の水分含有量の２％未満を有するまで）乾燥される必要がある。セラミックセメントをセラミックウェアの外側に取り付ける作用又は処理は、「スキニング（skinning）」と称される。その上に配置されたスキンを有するセラミックウェアは、「スキンド」セラミックウェアと称される。その上に配置された湿ったスキンを有するセラミックウェアは、「ウェット・スキンドセラミックウェア」又は略して「ウェット・スキンドウェア」と称される。ある例において、スキン中の液体は、水、アルコール、グリセロール及びグリセリンの１つ以上を含んでもよい。
【００２４】
ここで用いる「気体」なる用語は、１つ以上の気体成分を含んでもよい。例えば、「気体」としての空気は、主要成分の２つとして酸素及び窒素を含む。空気の形態の気体が例として以下で議論されるが、単一成分（例えば窒素）又は複数成分（例えば窒素、アルゴン、ヘリウム、等）を有する気体を含む、別の種類の気体を使用してもよい。ある例において、気体は１つ以上の不活性ガスを含む又はそれから構成される。
【００２５】
セラミックウェアは、一般に焼成の後にスキンで覆われ、次いで、スキンは熱風乾燥機中で熱風に直接さらされて乾燥される。この乾燥工程によって、スキン中に亀裂の形成が起こり得、これは手動で修復される必要がある。スキンドハニカム体を検査しスキン乾燥による亀裂を修理するための追加の労力及び時間は、製品製造における効率の悪さにつながる。スキン乾燥による亀裂を避けるために、低速乾燥工程を使用してもよいが、これによりさらなる製品製造の非効率化が生じる。クラッキングを防止するより早いスキン乾燥方法が所望であるが、現在まで達成が困難である。
【００２６】
図１は、例示的なスキンドセラミックウェア１０の等角側面図である。図２Ａは、外表面１６を含むプレスキンド（すなわちアンスキンド）セラミックウェア１０Ｐの正面拡大図であり、図２Ｂは、図２Ａに類似するが、図１のスキンドセラミックウェア１０を画成するためのスキンの層（「スキン」）１８を含む。スキン１８は、アンスキンドセラミックウェア１０Ｐの外表面１６に付けられ、内表面１７及び外表面１９を有する。
【００２７】
スキンドセラミックウェア１０は、中央軸Ａ１、前部１２及び後部１４を有する。スキンドセラミックウェア１０は、円形、楕円形、非対称、多角形などのような、任意の適当な断面形状を有してもよい。断面形状は、押出により形成されてもよく、成形及び乾燥後に又は成形、乾燥、及び焼成後に輪郭形成されてもよい。
【００２８】
ある実施例において、スキンドセラミックウェア１０は、スキンドセラミックウェアの前部１２及び後部１４において開口する多数の長手方向（Ｚ軸）に延びるセル２０を有する（図１の第１の拡大挿入図ｌ１参照）。以下の議論では、以下により詳細に説明されるように、前部１２は投入端として使用され、後部１４はスキン乾燥工程における放出端として使用される。セル２０は、セル壁２２により画成される（第２の拡大挿入図ｌ２参照）。ある実施例において、セル２０及び壁２２は、中央軸Ａ１からスキン１８の内表面１７まで測定したウェブ半径Ｒｗを有する多孔性内部ハニカム構造又は内部ウェブ（「ウェブ」）２６を画成する。壁２２は「ウェブ壁」とも称され、ウェブ２６は「ウェブアレイ」とも称される。セル２０は、アンスキンドウェア１０Ｐの円筒型外表面１６に隣接する（すなわちスキン１８の内表面１７に隣接する）ウェブ２６の環状部分２６Ａに存在する外側セル２０Ａと、環状部分の内側にあるウェブの中央部分２６Ｃに存在する内部又は「中央」セル２０Ｃとに分けられる（図２Ｂ及び図６参照）。
【００２９】
上記のように、ある実施例において、アンスキンドセラミックウェアが乾燥され焼成（又は焼結）された後、及び焼成されたアンスキンドセラミックウェアが所望の寸法を有するように加工された後、スキン１８がアンスキンドセラミックウェア１０Ｐの円筒型外表面１６に取り付けられてもよい。この処理は、成形及び輪郭形成を含み、前部１２及び／又は後部１４の研磨を含んでもよい。通常、スキン１８は、スキンドセラミックウェア１０の前部１２及び後部１４に及ばない。
【００３０】
スキン１８を構成する材料を、任意の既知の方法を使用して、例えば、ドクターブレード操作、軸方向スキニング操作、スプレー鋳造操作、テープ鋳造操作などにより、プレスキンドセラミックウェア１０Ｐの円筒型外表面１６に取り付けてもよい。スキン１８は、最外セル壁２２により画成されるその下に存在する円筒型外表面１６に接触し、その材料は、スキンが硬化されるとそこに結合する。
【００３１】
例示的な実施の形態において、スキン１８は、ミリメートルのオーダーで、例えば０．５ｍｍ〜４ｍｍの厚さＴＨを有する。ある実施例において、スキン厚ＴＨは、約０．５ｍｍ〜約２．１ｍｍでもよい。例えば、スキン厚ＴＨは、約０．５ｍｍ〜約１．１ｍｍ、又は約１．０ｍｍ〜約１．５ｍｍ、又はさらに約１．４ｍｍ〜約２．１ｍｍでもよい。スキン１８を既存のスキン上に取り付ける場合又はスキンが多層スキンである場合、スキン全体の厚さＴＨは単一層スキンの約２倍でもよい。
【００３２】
スキン１８の組成は、セラミックウェア形成の分野で使用される組成物のいずれでもよい。スキン１８のための例示的な組成物が、２０１３年２月１９日に出願された米国特許出願第１３／７７０，１０４号明細書に記載されている。例示的な実施の形態によれば、スキン組成物は、無機充填剤材料及び結晶性無機繊維性材料を含んでもよい。例示的な実施の形態において、無機充填剤材料は、セメント混合物の総重量の少なくとも１０％の無機固体成分を含み、結晶性無機繊維性材料は、セメント混合物の総重量の２５％未満の無機固体成分を含む。ある実施例において、スキン１８は、プレスキンドセラミックウェア１０Ｐを構成する実質的に同じ材料から作製される。
【００３３】
図３は、コロイド状シリカ粒子２８（例えばＬＵＤＯＸ（登録商標）コロイド状シリカ）が埋め込まれたスキンマトリクス１８Ｍを含む例示的なスキン１８の拡大断面図である。この方法のある態様は、コロイド状シリカ粒子２８がスキン１８の外表面１９に向かって外側に移動しないように、セラミックウェア１０の内側からスキン１８を乾燥する工程を含む。従来の熱風乾燥において観察されるそのような移動によって、外表面１９近くのコロイド状シリカ粒子２８の濃度が増加し、これによって全体のスキン強度が低下する。
【００３４】
上記のとおり、セラミックウェア１０を形成する工程は、ウェットスキン１８をそれがアンスキンドセラミックウェア１０Ｐの円筒型外表面に取り付けられた後に乾燥し、スキンドセラミックウェア１０を形成する工程を含む。ある実施例において、乾燥したスキンドセラミックウェア１０のスキン１８は、ウェット・スキンドセラミックウェアの当初の水分含有量の１０％以下の水分含有量を有する。ウェットスキンを有するセラミックウェア１０は、「ウェット・スキンドセラミックウェア」１０、又は略して単に「ウェット・スキンドウェア」１０として以下で言及される。
【００３５】
図４は、ここに開示される方法に従ってウェット・スキンドウェア１０を乾燥するための例示的な乾燥システム（「システム」）１００の説明図である。システム１００は、ブロワー１１０、随意的なヒータ１２０及びフロー成形装置１３０を含み、これらはすべて導管（ダクト）区域１４０により空圧によって連結される。フロー成形装置１３０は、境界線１３４及び中心軸ＡＦＳを含む放出端１３２を備える。
【００３６】
図５Ａは、例示的なフロー成形装置１３０の拡大立面図である。図５Ｂは、図５Ａのフロー成形装置１３０の側面図であり、例示的なウェット・スキンドウェア１０がフロー成形装置の放出端１３２に動作可能に配置され、セラミックウェアの中心軸Ａ１がフロー成形装置の中心軸ＡＦＳと実質的に同軸となる。フロー成形装置１３０は、ブロワー１１０から空気１１２を受け取り、放出端１３２から所望の気流２１２を排出するよう構成される。次いで、気流２１２は、ウェット・スキンドウェア１０の選択された外側セル２０Ａ中に優先的に方向づけられる。
【００３７】
ある実施例において、外側セル２０Ａの環状部分を一気に通過するように空気を一斉に方向付けるように、気流２１２が形成される。別の実施例において、気流２１２は、空気が選択された外側セル２０Ａを連続して通過するように形成される。以下に記載されるように、連続的エアフロー法を、ある実施例において、気流２１２に関してウェット・スキンドウェアを回転することによって行ってもよい。
【００３８】
ある実施例において、気流２１２は、実質的に環状の円筒型形状を有する（以下「環状気流」）。ある実施例において、環状気流２１２は、実質的に空間的に均一な流れを有するが、他の実施例においてエアフローは位置の関数として変化してもよい（例えば、角度θ又は中心軸ＡＦＳからの角度及び距離の関数として）。環状気流２１２は、中心領域２１４を画成し、ここではエアフローが実質的にない。この中心領域２１４は、以下「ノーフロー」領域と称される。
【００３９】
図４及び図５Ａを参照すると、ある実施例において、以下により詳細に説明されるように、システム１００は、気流２１２をセラミックウェアに実質的に連続的に通過させながら、ウェット・スキンドウェア１０を支持するためにフロー成形装置１３０の放出端１３２に隣接して配置される支持部材１３５を含む。ある実施例において、支持部材１３５は、（例えば支持部材ドライバ１３５Ｄの作動を介して）回転可能であり、セラミックウェア１０が、中心軸Ａ１の周りに及び気流２１２に関して回転する。そのような回転は、気流２１２のエアフロー中の空間的変異を平均的にする作用をし、したがって乾燥工程の均一性を促進しうる。
【００４０】
続いて図５Ａを参照すると、ある実施例において、環状気流２１２は、内側半径ＲＡ、外側半径ＲＯ、及び肉厚ΔＲＡ＝ＲＯ−ＲＡを有する。環状気流２１２は、環状気流が環状エアブレード又は環状エアナイフのデザインを有するように、比較的狭い肉厚ΔＲＡを有してもよい。ある実施例において、肉厚ΔＲＡは、セラミックウェア１０中のセル２０の数を用いて特定されてもよく、ある実施例においては１セル〜２００セルの範囲でもよく、別の実施例では１〜１００セルでもよく、別の実施例では１０セル〜５０セルでもよい。ある実施例において、環状気流２１２は、環状気流の外側半径ＲＯがウェブ半径ＲＷと実質的に同じである、１％〜５０％の範囲のアスペクト比ρ＝ΔＲＡ／ΔＲＯを有してもよい。例えば、２００／８の基板／フィルタは、およそ１．７ｍｍ幅のチャネル、０．２ｍｍのウェブ厚、及び３４３ｍｍのウェブ半径ＲＷに相当し得る。ある実施例において、肉厚ΔＲＡは、０．２ｍｍ〜５００ｍｍの範囲、又は０．５ｍｍ〜１００ｍｍの範囲である。
【００４１】
システム１００は、空気１１２を使用しての動作が最も容易であるが、より一般的には、システムは、ガス供給源１５０から、不活性ガス、または不活性ガスの混合物のようなガス１５２を必要に応じて使用してもよい。以下の議論では、システム１００は、周囲環境から又はガス供給源１５０から得られる空気１１２を使用している。ある実施例において、空気１１２は、ウェット・スキンドウェア１０に供給される前に処理される（例えば、フィルタ処理、脱湿、加熱、など）。ある実施例において、空気１１２は、１５℃〜１００℃の範囲、又は別の実施例において２０℃〜４０℃の範囲の温度を有する。
【００４２】
図４、５Ａ及び５Ｂを参照すると、システム１００の動作において、ブロワー１１０は、導管区域１４０を通して及び随意的なヒータ１２０を通して、次いでフロー成形装置１３０へ、空気１１２をブローする。フロー成形装置１３０は、空気１１２を受け取り、放出端１３２において上記の環状気流２１２を放出する。環状気流２１２は、ウェブ２６の環状部分２６Ａ中の外側セル２０Ａを流れる。気流２１２が通過するウェブ２６の環状部分２６Ａのサイズは、環状気流の肉厚ΔＲＡにより定められる。
【００４３】
ある実施例において、ウェット・スキンドウェア１０は、周囲雰囲気２２０中に存在し、これは、ある実施例において２０％〜８０％の範囲、又は他の実施例において３０％〜４０％の範囲の相対湿度を有する。周囲雰囲気２２０においてそのような湿度を有することにより、スキン乾燥工程が、外側よりもむしろセラミックウェア１０の内側から実質的に完全に起こることが確実にされる一助となる。ある実施例において、スキン１８は、周囲空気乾燥についての１２時間又は従来の熱風乾燥についての約１時間と比較して、実質的にスキンクラッキングを生じずに（ずなわち、スキンに実質的に亀裂がない）、１０〜２０分間の時間（「乾燥時間」）で乾燥される。ある実施例において、スキン１８が「実質的にスキンクラッキングを有しない」か否かは、乾燥したセラミックウェア１０が、検査に合格するのに十分少ない亀裂しか有しておらず、製品を形成するためにさらに処理できるか、すなわち亀裂の存在により不合格とならないか、により特定される。
【００４４】
図６は、ウェットスキン１８、及び、環状部分２６Ａ中のいくつかの外側セル２０Ａ及び中央部分２６Ｃ中のいくつかの内側又は中央セル２０Ｃを含むいくつかのセル２０を示す、例示的なウェット・スキンドウェア１０の末端部の拡大断面図である。ウェットスキン１８は、水分１１８を含む。気流２１２が、セラミックウェア１０の前部１２から後部１４へ外側セル２０Ａを通って流れると、スキン１８中の水分１１８が、乾燥ウェブ２６に向かって汲み上げられる。水分１１８がウェブ２６に入ると、外側セル２０Ａを通って流れる気流２１２によって運ばれ、セラミックウェア１０の後部１４から放出される。この工程は、スキン１８が実質的に乾燥されるまで続く。したがって、ウェットスキン１８は、実質的にセラミックウェア１０の内側からのみ乾燥され、外側からは乾燥されない、すなわち、実質的に「内側から外側に」乾燥される。
【００４５】
図６に示される例示的な実施の形態において、空気流２１２の一部たりとも及び他の気流又はガス流も、スキン１８の外表面１９上を流れないことに留意すべきである。むしろ、実施例において、気流２１２は、ウェブ２６の環状部分２６Ａのみを通る流れに制限される。気流２１２が、スキン１８の外表面１９上を又はウェット・スキンドウェア１０の中心軸Ａ１に近接する中央セル２０Ｃを通って流れる必要はない。前者の場合は、外表面１９上を流れるエアフローは、クラッキングを生じさせ、またシリカ粒子の上記の所望でない移動を生じさせうるからである。後者の場合は、ウェブが乾燥し、水分がウェブの中央部分２６Ｃに移動するよりも早く環状気流２１２が水分を除去するので、スキン１８からウェブ２６へ汲み上げられる水分１１８が、ウェブ中あまり深くにならないからである。これが、気流２１２が中央のノーフロー領域２１４を有し得る理由である。一般に、他の方法ではウェブ２６の中央部分２６Ｃを通過する任意の空気１１２を、外部環状部分２６Ａを通過するよう方向づけ、外側セル２０Ａを通るエアフローを増加させることがより有利である。外側セル２０Ａを通過する気流２１２のエアフローが早くなるほど、より早く乾燥が起こりうる。気流２１２のエアフローの速度は、空気１１２の力を受ける際のウェブ２６の損傷閾値によってのみ制限される。ウェブ２６硬化セラミック材料により作製されるので、エアフローに対する損傷閾値は比較的高く、それにより非常に高速の気流が可能となる。
【００４６】
空気１１２が比較的低い湿度、例えば１５％以下又はさらに１０％以下、を有する場合、スキン１８の乾燥の速度を上げてもよい。これにより、空気１１２及びそれにより形成される気流２１２は、ウェットスキン１８からウェブ２６の乾燥外側部分２６Ａに運ばれるより多くの水分を保持することが可能となる。
【００４７】
図７Ａは、放出端１３２に隣接して配置されるフロー成形部材１３６を含む例示的なフロー成形装置１３０の立面図である。図７Ｂは、図７Ａのフロー成形部材１３６の上面図である。フロー成形部材１３６は、空気１１２の流れを成形して環状気流２１２を形成するように構成される。図７Ａ及び７Ｂの例示的なフロー成形部材１３６は、隣接境界線１３９の周りに配置された孔１３８を含む上表面１３７を有するプレートの形態である。空気１１２は、孔１３８を通過させられて環状気流２１２を生成する。孔１３８のサイズ及び間隔は、環状気流２１２のデザインを画成する。この実施例において、孔１３８は、単一ノズルとして作用する。
【００４８】
図８Ａ及び８Ｂは、図７Ａ及び７Ｂと同様であり、境界線１３９に隣接してそこを空気１１２が通過して環状気流２１２を画成する、環状開口１３３を含む、フロー成形部材１３６の別の実施例を示す。
【００４９】
図９Ａ及び９Ｂは、図７Ａ及び７Ｂと同様であり、多数のエアノズル２５０を含むフロー成形部材１３６の別の実施例を示す。多数のエアノズル２５０は、輪状の隣接境界線１３９中に配置される。図９Ｃは、例示的なエアノズル２５０の拡大側面図であり、各エアノズルは、テーパ状の端部２５４から空気ジェット２５２を放出する。組み合わされた空気ジェット２５２が、環状空気流２１２を画成する。
【００５０】
図１０Ａは図４と同様であり、複数のセラミックウェア１０を同時にスキン乾燥するために使用できるシステム１００の例示的な実施の形態を示す。図１０Ａのシステム１００は、ブロワー１１０から空気マニフォールド１４４までつながる単一導管区域１４０を含む。空気マニフォールド１４４は、ブロワー１１０から、フロー成形装置１３０にそれぞれ取り付けられる複数の導管区域１４０に、空気１１２を方向付けるよう構成される。各フロー成形装置１３０は、上記のように乾燥のためにウェット・スキンドウェア１０を支持する。
【００５１】
図１０Ａのシステム１００は、単一のエアヒータ１２０又は複数のエアヒータ１２０を含んでもよく、図示されるように各フロー成形装置１３０について１つのエアヒータである。図１０Ｂ及び１０Ｃは、図１０Ａのシステム１００について各フロー成形装置１３０上で複数のウェット・スキンドウェア１０を支持するための支持部材１３５の例示的な構成の上面図である。図１０Ｃの支持部材１３５は、図４に関して上記に説明されたように、各ウェット・スキンドウェア１０を回転するように構成されてもよい。ある実施例において、支持部材１３５を回転させることによるウェット・スキンドウェア１０の回転を用いて、選択外側セル２０Ａを通過する空気の上記の連続的な流れを行ってもよい。ある実施例において、図１０Ａのシステム１００は、例えば、積荷ステーションから荷下ろしステーションへ（図示せず）移動してもよく、別の実施例においてシステムは動かなくてもよい。
【００５２】
添付の請求項に定められる開示の精神又は範囲から逸脱せずに、ここに記載される開示の好ましい実施の形態にさまざまな変更をなし得ることが、当業者に明らかであろう。したがって、本開示は、添付の請求項及びその等価物の範囲内である限り、変更及び修正に及ぶ。
【００５３】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００５４】
実施形態１
セルラーセラミックウェアの外周部を乾燥する方法であって、
前記ウェアが、該ウェアの第１端と第２端との間に伸長する複数のチャネルを画成する壁を有する内部ウェブを含み、
前記方法が、
前記外周部に隣接する前記内部ウェブ中にガスの流れを優先的に方向づけ、前記外周部の内表面を優先的に乾燥する工程、
を含む方法。
【００５５】
実施形態２
前記外周部の外表面にガスが方向づけられないことを特徴とする、実施形態１に記載の方法。
【００５６】
実施形態３
前記内部ウェブの最も内側のチャネルの少なくとも１つにガスが方向づけられないことを特徴とする、実施形態１又は２に記載の方法。
【００５７】
実施形態４
前記ガスが、前記内部ウェブ中に環状に方向付けられることを特徴とする、実施形態１〜３のいずれかに記載の方法。
【００５８】
実施形態５
前記優先的に乾燥する工程が、前記外周部中の液体を前記内部ウェブの１つ以上のチャネル中に移動させることを特徴とする、実施形態１〜４のいずれかに記載の方法。
【００５９】
実施形態６
前記液体が、水、アルコール、グリセロール、及びグリセリンの少なくとも１つを含むことを特徴とする、実施形態１〜５のいずれかに記載の方法。
【００６０】
実施形態７
前記外周部が、セラミック又はガラスを含むことを特徴とする、実施形態１〜６のいずれかに記載の方法。
【００６１】
実施形態８
前記ガスが、空気、窒素、酸素、ヘリウム及びアルゴンの少なくとも１つを含むことを特徴とする、実施形態１〜７のいずれかに記載の方法。
【００６２】
実施形態９
第１端及び第２端、ある半径、並びに乾燥内部ウェブを有するセルラーセラミックウェアの外表面上に配置されたウェットスキンを乾燥する方法であって、
空気流を生成する工程；及び
前記空気流を、前記外表面に隣接する前記内部ウェブの環状部分のみを通過して前記セルラーセラミックウェアの前記第１端を通るよう方向づけ、前記ウェットスキン中の水分を、前記内部ウェブの内側に向かって移動させ、前記空気流が前記第２端から放出される際に前記内部ウェブの前記環状部分から取り除く、工程
を含む、方法。
【００６３】
実施形態１０
前記内部ウェブの前記環状部分が、１〜２００セルの環状半径を有することを特徴とする、実施形態９に記載の方法。
【００６４】
実施形態１１
前記内部ウェブの前記環状部分が、１０〜５０セルの環状半径を有することを特徴とする、実施形態９又は１０に記載の方法。
【００６５】
実施形態１２
前記空気が、１５℃〜１００℃の温度を有することを特徴とする、実施形態９〜１１のいずれかに記載の方法。
【００６６】
実施形態１３
前記スキンが、１０分間〜２０分間の乾燥時間後に乾燥され、亀裂が実質的にないことを特徴とする、実施形態９〜１２のいずれかに記載の方法。
【００６７】
実施形態１４
前記セルラーセラミックウェアが、２０％〜８０％の範囲の湿度を有する周囲雰囲気中に存在することを特徴とする、実施形態９〜１３のいずれかに記載の方法。
【００６８】
実施形態１５
前記空気が１５％未満の湿度を有することを特徴とする、実施形態９〜１４のいずれかに記載の方法。
【００６９】
実施形態１６
空気をフロー成形装置に通過させることにより環状円筒形状を有するように気流を画成する工程を含む、実施形態９〜１５のいずれかに記載の方法。
【００７０】
実施形態１７
前記ウェットスキンがシリカ粒子を含み、該シリカ粒子が、前記気流が前記内部ウェブの前記環状部分を通って流れる際に、前記内部ウェブから外側に実質的に移動しないことを特徴とする、実施形態９〜１６のいずれかに記載の方法。
【００７１】
実施形態１８
前記気流が前記内部ウェブの前記環状部分を通過する際に、前記セラミックウェアを回転する工程をさらに含むことを特徴とする、実施形態９〜１７のいずれかに記載の方法。
【００７２】
実施例１９
第１端及び第２端、ある半径、並びに中央及び外側長手セルから構成される乾燥内部ウェブを有する乾燥したセルラーセラミックウェアの外表面に取り付けられたウェットスキンを乾燥する方法であって、
ガスの実質的に環状の流れを生成する工程；
前記実質的に環状のガス流を、前記外表面に隣接する前記内部ウェブの環状部分を構成する前記外側長手セルのみを通して前記セラミックウェアの前記第１端中に方向づける工程であって、前記環状ガス流又は別のガス流は前記ウェットスキンの外表面上を流れない、工程、
を含み、
前記ウェットスキンが水分を含有し、該水分が、前記外側セルを通過する前記実質的に環状のガス流の流れによって前記内部ウェブに向かって内側に移動し、前記水分が、前記外側セルを通過する前記実質的に環状のガス流の流れによって前記第２端から取り除かれる、
方法。
【００７３】
実施形態２０
前記内部ウェブの前記環状部分が、１〜２００セルの環状半径を有することを特徴とする、実施形態１９に記載の方法。
【００７４】
実施形態２１
前記セルラーセラミックウェアが、２０％〜８０％の範囲の湿度を有する雰囲気中に存在することを特徴とする、実施形態１９又は２０に記載の方法。
【００７５】
実施形態２２
前記実質的に環状のガス流が空気を含み、該空気が、１５℃〜１００℃の温度を有することを特徴とする、実施形態１９〜２１のいずれかに記載の方法。
【００７６】
実施形態２３
前記ガス流が、１５％未満の湿度を有することを特徴とする、実施形態１９〜２２のいずれかに記載の方法。
【００７７】
実施形態２４
前記ガスをフロー成形コンバータに通過させることにより、前記実質的に環状のガス流を画成することを特徴とする、実施形態１９〜２３のいずれかに記載の方法。
【００７８】
実施形態２５
前記実質的に環状のガス流が前記内部ウェブの前記環状部分を通過する際に、前記セラミックウェアを回転する工程をさらに含む、実施形態１９〜２４のいずれかに記載の方法。
【００７９】
実施形態２６
外表面を有し、その上に外表面を有するウェットスキンが配置される、乾燥内部ウェブを有する乾燥アンスキンドセルラーセラミックウェアにより画成されるウェット・スキンドウェアを乾燥する方法であって、
実質的に環状の気流を生成する工程；
前記乾燥内部ウェブの前記外表面に隣接する前記セラミックウェアの第１端を通過するよう前記実質的に環状の気流を方向付け、前記ウェットスキン中の水分を前記乾燥内部ウェブに向かって内側に移動させ、前記実質的に環状の気流が前記第２端を出る際に前記乾燥内部ウェブの前記環状部分から取り除く、工程；及び
前記ウェットスキンの前記外表面上に空気又は他のガスが実質的に流れることを避ける工程、
を含む方法。
【００８０】
実施形態２７
前記焼成されたセルラーセラミックウェアが、３０％〜４０％の範囲の湿度を有する雰囲気中に存在し、前記気流が、１５％未満の湿度及び１５℃〜１００℃の温度を有することを特徴とする、実施形態２６に記載の方法。
【００８１】
実施形態２８
前記スキンが、乾燥され、１０分間〜２０分間の乾燥時間の後に亀裂が実質的にないことを特徴とする、実施形態２６又は２７に記載の方法。
【００８２】
実施形態２９
第１端及び第２端、ある半径、並びに多数のセルを画成する乾燥内部ウェブを有する乾燥アンスキンドセルラーセラミックウェアの外表面上に配置されるウェットスキンにより画成されるウェット・スキンドウェアを乾燥するための乾燥システムであって、
空気の初期流を提供するブロワー；
該ブロワーに空気圧により連結され、前記空気の初期流から実質的に環状の空気流を形成するよう構成されるフロー成形装置；及び
前記実質的に環状の空気流が、前記外表面に隣接する前記内部ウェブの環状部分を通ってのみ前記セラミックウェアの前記第１端を通るように方向づけられるよう、前記フロー成形装置に関して前記ウェット・スキンドウェアを動作可能に支持するよう構成される支持部材、
を含む、乾燥システム。
【００８３】
実施形態３０
前記ブロワーと前記フロー成形装置との間に動作可能に配置されるヒータをさらに含む、実施形態２９に記載の乾燥システム。
【００８４】
実施形態３１
前記内部ウェブの前記環状部分が、１〜２００セルの環状半径を有することを特徴とする、実施形態２９又は３０に記載の乾燥システム。
【００８５】
実施形態３２
前記フロー成形装置が、孔、環状開口又は多数のノズルを備えるフロー成形装置を含むことを特徴とする、実施形態２９〜３１のいずれかに記載の乾燥システム。
【００８６】
実施形態３３
前記支持部材が回転するよう構成され、前記実質的に環状の空気流が前記内部ウェブの前記環状部分を通過する際に回転することを特徴とする、実施形態２９〜３２のいずれかに記載の乾燥システム。
【符号の説明】
【００８７】
１０  セラミックウェア
１２  全部
１４  後部
１６  外表面
１７  内表面
１９  外表面
２０  セル
２０Ａ  外側セル
２２  セル壁
２６  ウェブ
２６Ａ  環状部分
２６Ｃ  中央部分
１００  乾燥システム
１１０  ブロワー
１１２  空気
１２０  ヒータ
１３０  フロー成形装置
１４０  導管区域
２１２  気流
【図１】
0006636039.tif 000002
【図２Ａ】
0006636039.tif 000003
【図２Ｂ】
0006636039.tif 000004
【図３】
0006636039.tif 000005
【図４】
0006636039.tif 000006
【図５Ａ】
0006636039.tif 000007
【図５Ｂ】
0006636039.tif 000008
【図６】
0006636039.tif 000009
【図７Ａ】
0006636039.tif 000010
【図７Ｂ】
0006636039.tif 000011
【図８Ａ】
0006636039.tif 000012
【図８Ｂ】
0006636039.tif 000013
【図９Ａ】
0006636039.tif 000014
【図９Ｂ】
0006636039.tif 000015
【図９Ｃ】
0006636039.tif 000016
【図１０Ａ】
0006636039.tif 000017
【図１０Ｂ】
0006636039.tif 000018
【図１０Ｃ】
0006636039.tif 000019