JPS63210593A - セラミツクハニカム構造体の焼成法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、セラミックハニカム構造体を焼成するのに好
適な焼成法に関するものである。

（従来の技術） 従来、セラミック原料と成形助剤又は造孔剤とを混合し
て得たセラミック坏土を押し出してセラミックハニカム
構造体を作製した後、作製したセラミックハニカム構造
体を所定雰囲気、所定温度下でトンネル炉または単独炉
により焼成して最終的なセラミックハニカム構造体を得
ていた。

（発明が解決しようとする問題点） 従来ハニカム構造体のトンネル炉又は単独炉における焼
成においては、ハニカム構造体の多数の貫通孔内に多く
の空気を有するため、ハニカム構造体自体軽量であって
もハニカム構造体外側部からの加熱では加熱されにくく
、ハニカム構造体内にグラファイト、小麦粉、でん粉等
の造孔剤を含む場合あるいは成形助剤として、メチルセ
ルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニール
アルコール、でん粉糊、グリセリンなどの有機バインダ
ーや界面活性剤ワックス等を含む場合、これらの成形助
剤や造孔剤は燃えにくく完全に燃焼させるのに時間がか
かる。あるいは、ハニカム構造体内・外で燃え去る時期
が異なり、ハニカム構造体内外で均一に燃焼されず、そ
の結果収縮の不均一が生じ切れ等が発生する。あるいは
、ハニカム構体内外で不均一な気孔率あるいは気孔径等
を有するセラミックハニカム構造体ができる。更には、
ハニカム構造体内外が均一に加熱されないため、ハニカ
ム構造体内外で収縮が均一にならず部分的に寸法が変化
するかあるいは変形が生じていた。

また、製品の冷却時においても、ハニカム構造体の多数
の貫通孔内に多くの熱を有するため、外部からの冷却で
は冷却しにくく冷却時間がかなりかかっていた。

本発明の目的は上述した不具合を解消して、短時間にハ
ニカム構造体内外を均一に焼成し及び冷却し、切れ、気
孔の不均一あるいは寸法の不均一が少ないセラミックハ
ニカムを短時間に得ることができるセラミックハニカム
構造体の焼成法を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明のセラミックハニカム構造体の焼成法は、セラミ
ックハニカム構造体を所定雰囲気、所定温度の下で焼成
する方法において、セラミックハニカム構造体の貫通孔
に、セラミックハニカム構造体の外周雰囲気の温度と等
しい気体を強制的に通過させることを特徴とするもので
ある。

（作　用） 上述した構成において、ハニカム構造体を加熱する加熱
雰囲気をハニカム構造体の内部まで強制的に通過させる
ことによっ゛て、ハニカム構造体内部の造孔剤、成形助
剤等を有効に燃焼することやハニカム構造体全体を均一
に加熱することが可能となり、切れがなく、気孔分布が
均一で寸法精度の良いセラミックハニカムを短時間で焼
成することができる。

このとき、雰囲気の強制的な通風の速度は、１．０ｍ／
ｓ未満であると通風の効果があまりなく　、５．０ｍ／
ｓを超えると通風による冷却効果が顕著となり熱効率が
悪くなるので１．０〜５．０ｍ／ｓが好適テする。

（実施例） 第１図は本発明のセラミックハニカムの通風焼成法を実
施するのに好適な装置の一実施例を示す線図である。第
１図に示す実施例では、セラミックハニカムの焼成炉と
してトンネル炉を使用し、このトンネル炉のハニカム構
造体の本焼成を行なう焼成部の断面を示している。第１
図において、トンネル炉１内は図示しない燃焼バーナ等
の加熱手段により加熱され、焼成すべきセラミックハニ
カム構造体２を焼成している。すなわち、炉内を移動可
能な台車３の上部に棚４を介してセラミックハニカム構
造体２を載置して、トンネル炉１内を移動しながら焼成
している。本発明では、このセラミックハニカム構造体
２の加熱及び本焼成を行なう予熱部及び焼成郡全体に亘
ってその炉内天井部９に複数のファン等よりなる通風手
段５を設け、台車３中央部に加熱ガス吸引ロアを設けた
。

炉天井部９に設置したファン５からは台車３により搬送
されてきた構造体２の真上より熱風を常時吹付け、台車
３中央部に設けられた加熱ガス吸引ロアからは加熱ガス
排出ファン８により加熱ガス吸引道６を介して常に炉天
井部からの加熱ガスを吸引している。よって、焼成時は
、常にセラミックハニカム構造体２のハニカム貫通孔に
雰囲気を強制的に通過するように構成している。このと
き、雰囲気の製品内通過速度は焼成すべきセラミックハ
ニカム構造体の直径、セル密度、隔壁の厚み等により最
適な速度は変化するが、その速度は１．０〜５．０ｍ／
ｓであると好ましい。

第２図に示す実施例では、セラミックハニカム構造体の
焼成炉としてローラーハースキルン１１を使用して、そ
のローラーハースキルン１１において、ハニカム構造体
２を予熱し、成形助剤、造孔剤を燃焼させる予熱部の断
面を示している。

第２図において、ローラーハースキルン１１は、図示し
ていない燃焼バーナー等の加熱手段により加熱され、焼
成すべきセラミックハニカム構造体１２を焼成している
。すなわち、回転するローラー１３の上部に孔明きセッ
ター１７を介してセラミック構造体１２を載置して、ロ
ーラーハースキルン１１内を搬送させながら焼成してい
る。本発明ではこのセラミックハニカム構造体の予熱を
行なう予熱郡全体に亘って、その炉内下部に炉天井に向
は開孔をもつ複数の熱風吹付はダクト５と、炉内上部に
はハニカム構造体１２の上端面に近接した位置に加熱雰
囲気を吸込む開口部１８を設けた。炉内下部に設置した
ダクト１５からは、ローラー１３の回転により搬送され
るハニカム構造体１２の真下より常時熱風吹付開口１６
を介して熱風発生機１４より発生した熱風を吹付け、炉
内上部に設置した開口部１８は、常に、ハニカム構造体
のセル貫通孔内の加熱雰囲気を加熱雰囲気排出ダクト１
９を介して排出ファン２０により吸引している。これに
より、ハニカム貫通孔に加熱焼成雰囲気を強制的に通過
させるように構成している。

また、ハニカム構造体の加熱温度が高温となり、第２図
に示す熱風発生ｍ１４ではハニカム構造体の加熱を行な
う加熱雰囲気が発生できない場合は、炉下部において炉
天井に開孔を向けた燃焼バーナーを設置し、その燃焼流
をセラミックハニカム構造体１２のセル貫通孔に通過す
るように構成してもよい。

更に、ローラーハースキルン１１の冷却部においても、
予熱部と同様に炉内下部に炉天井に向けた開口部をもつ
ダクトや、炉内上部にハニカム構造体からの熱を吸込む
開口部を設け、炉内下部ダクトより冷風を吹付は上部開
口部より吸引することで、ハニカム構造体のセル貫通孔
に冷風を通過するように構成してもよい。

更に第３図では、セラミックハニカム構造体２２の焼成
炉として単独窯２１を使用したものの一例をその断面で
示した。

第３図において、単独窯２１は炉の下部側壁に多数の燃
焼バーナー２４を加熱手段として有しており、燃焼バー
ナー２４は燃焼流をバーナーの正面に設置した人文て２
３にあて、炉内上部へ移動させる。この燃焼流の循環に
より、加熱雰囲気として存在し、セラミックハニカム構
造体２２を載置した台車に設けられた加熱雰囲気排出口
２６の排ガスファン２５によってつくられた吸引力によ
り、燃焼流が台車上に載置された構造体２２の間を通り
、構造体２２を加熱しながら加熱雰囲気排出口２６から
外部へ排出される倒炎式の窯を構成している。本発明で
は、このセラミックハニカム構造体２２のセル貫通孔に
強制的に加熱雰囲気を通過させるため、セラミックハニ
カム構造体の載置されている台車上の棚板２８にハニカ
ム構造体の断面寸法に対応した棚板開口部２７を設けて
いる。これにより、台車に設けられた加熱雰囲気排出口
２６からの吸引力で、炉上部にあった加熱雰囲気は、セ
ラミックハニカム構造体のセル貫通孔を通過し、炉外部
に排出されることになる。

以下、実際の例について説明する。

尖旌拠よ 第１表に示す直径、長さで、構造体中に成形助剤をもつ
コージェライトからなるセラミックハニカム構造体を準
備し、本発明の方法および従来の方法でローラーハース
炉を使用して焼成して、焼成及び冷却にかかる時間等を
比較した。すなわち、本発明品としては焼成時の通過速
度を種々変えて焼成を行なった試料Ｎα１〜１０を、ま
た比較例としては焼成時の通風を実施しないで焼成を行
なった試料Ｎα１１　、１２を準備して、完全に焼成が
完了するまでにかかる時間、予熱中の製品上下温度差、
焼成後の製品上下の寸法差、端面切れ発生率をそれぞれ
測定し、焼成後の製品上下寸法差が１　ｍｍ以下で、端
面切れ発生率が０％のものをＯ５寸法差１　ｍｍ未満で
端面切れ発生率が０％より大きいものをΔ、寸法差１　
ｍｍより大きく、端面切れ発生率が０％より大きいもの
を×と評価した。結果を第１表に示す。

第１表の結果より、構造体中に成形助剤をもつセラミッ
クハニカム構造体に対して焼成時の通風を実施した本発
明の試料Ｎｏ、　１〜１０は通風を実施しなかった比較
例の試料Ｎｏ、１１　、１２と比べて、焼成に要する時
間を短縮しても従来と同等あるいはそれ以下の製品上下
温度差となると共に、製品上下寸法差も少な（なること
また、端面切れ発生率も減少することがわかった。更に
、本発明品の中でも、試料Ｎ０１３〜８の焼成時の焼成
雰囲気の製品通過速度が１．０〜５．０ｍ／ｓのものは
それ以外の通風速度の試料Ｎｏ、１．２，９．１０と比
較して端面切れ発生率を減少できることがわかった。

１脂１ 第２表に示す直径、長さで構造体中に造孔剤をもつセラ
ミックハニカム構造体を準備し、本発明の方法および従
来の方法で単独窯を使用して焼成して、焼成及び冷却に
かかる時間を比較した。すなわち、本発明品としては焼
成時の焼成雰囲気の製品内通過速度を種々変えて焼成を
行なった試料Ｎｏ、　１〜１０を、また比較例としては
焼成時の通風を実施しないで焼成を行なった試料Ｎｏ、
１１　、１２を準備して、完全に焼成が完了するまでに
かかる時間、予熱中の製品上下温度差、焼成後の製品上
下寸法差、端面切れ発生率をそれぞれ測定し、焼成後の
製品の上下寸法差が１．５ｍｍ以下で端面切れ０％で良
好なものを○、焼成後上下寸法差が１．５印以下で端面
切れが発生するものをΔ、焼成後上下寸法差が１．５ｍ
ｍより大きく端面切れが発生するもので品質上、問題の
あるものを×と評価した。結果を第２表に示す。

第２表の結果より、構成体の造花剤をもつセラミックハ
ニカム構造体に対して、焼成時の通風を実施した本発明
の試料Ｎ０１１〜１０は通風を実施しなかった比較例の
試料Ｎｏ、１１　、１２と較べて、焼成に要する時間を
短縮しても従来と同等あるいはそれ以下の製品上下温度
差となると共に、製品上下寸法差も少なくなり、また端
面切れ発生率も減少することがわかった。

更に、本発明品の中でも試料Ｎｏ、　３〜８の焼成時の
焼成雰囲気の製品内通過速度が１．０〜５．０ｍ／ｓの
ものはそれ以外の通過速度の試料Ｎｏ、１．２，９゜１
０と比較して端面切れ発生率を減少できることがわかっ
た。

（発明の効果） 以上詳細に説明したところから明らかなように、本発明
のセラミックハニカム構造体の焼成法によれば、加熱雰
囲気をハニカム構造体のハニカム構造体に強制的に通過
させて焼成することにより、ハニカム構造体内部の造孔
剤、成形助剤等を有効に燃焼することや、ハニカム構造
体全体を均一に加熱することが可能となり、短時間の焼
成で適正な寸法でのセラミックハニカム構造体を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はそれぞれ本発明のセラミンクハニカム
構造体の焼成法を実施するのに好適な装置の一実施例を
示す線図である。 １・・・トンネル炉 ２、１２．２２・・・セラミックハニカム構造体３・・
・台車　　　　　　　　４・・・棚５・・・通風手段　
　　　　　６・・・加熱ガス吸引道７・・・加熱ガス吸
引口　　　８・・・加熱ガス排気ファン９・・・炉天井
部１１・・・ローラーハースキルン１３・・・ローラー
　　　　　　１４・・・熱風発生機１５・・・熱風吹付
ダクト１６・・・熱風吹付開孔１７・・・孔明セッター

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セラミックハニカム構造体を所定雰囲気、所定温度
   の下で焼成する方法において、セラミックハニカム構造
   体の貫通孔に、セラミックハニカム構造体の外周雰囲気
   の温度と等しい気体を強制的に通過させることを特徴と
   するセラミックハニカム構造体の焼成法。 ２、気体が焼成雰囲気であってセラミックハニカム構造
   体を加熱する特許請求の範囲第１項記載のセラミックハ
   ニカム構造体の焼成法。 ３、気体の速度が１．０〜５．０ｍ／秒である特許請求
   の範囲第２項記載のセラミックハニカム構造体の焼成法
   。 ４、気体が炉外気体であってセラミックハニカム構造体
   を冷却する特許請求の範囲第１項記載のセラミックハニ
   カム構造体の焼成法。