JPH079358B2 - セラミツクハニカム構造体の焼成法 - Google Patents

セラミツクハニカム構造体の焼成法

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JPH079358B2
JPH079358B2 JP62043178A JP4317887A JPH079358B2 JP H079358 B2 JPH079358 B2 JP H079358B2 JP 62043178 A JP62043178 A JP 62043178A JP 4317887 A JP4317887 A JP 4317887A JP H079358 B2 JPH079358 B2 JP H079358B2
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    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
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    • C04B35/64Burning or sintering processes

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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エ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
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、
ハニカム構造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、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いて、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、焼成雰囲気を、1.0〜5.0m/sの速度で貫通孔と平行
に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焼成
雰囲気を、1.0〜5.0m/sの速度で貫通孔と平行に強制的
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である必要がある。
(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部全体に亘
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口7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口7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
孔に平行に焼成雰囲気を強制的に通過させるように構成
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
の厚味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である必要がある。
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部
全体に亘って、その炉内下部に炉天井に向け開孔をもつ
複数の熱風吹付けダクト15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焼成雰囲気を吸込
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焼成
雰囲気を加熱雰囲気排出ダクト19を介して排出ファン20
により吸引している。これにより、ハニカム貫通孔に平
行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
に示す熱風発生機14ではハニカム構造体の加熱を行なう
加熱焼成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け上部開口
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火立て23にあ
て、炉内上部へ移動させる。この燃焼流の循環により、
加熱焼成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のセル貫通孔に平行に強制的に加
熱焼成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焼成雰囲気は、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。
実施例1 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
度を本発明範囲内で種々変えて焼成を行なった試料No.1
〜6を、また比較例としては、通過速度を本発明範囲外
で種々変えて焼成を行なった試料No.7〜10、および焼成
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1mm以下で、端面切れ発生率が0%のものを○、寸
法差1mm未満で端面切れ発生率が0%より大きいものを
△、寸法差1mm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、本発明の範囲内の焼成時の
通風を実施した本発明の試料No.1〜6は、本発明の範囲
外の焼成時の通風を実施した比較例の試料No.7〜10、お
よび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
差も少なくなることまた、端面切れ発生率も減少するこ
とがわかった。
実施例2 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本発明範囲内で種
々変えて焼成を行なった試料No.1〜6を、また比較例と
しては、通過速度を本発明範囲外で種々変えて焼成を行
なった試料No.7〜10、および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1.5m
m以下で端面切れが発生するものを△、焼成後上下寸法
差が1.5mm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、構造体の造孔剤をもつセラミックハ
ニカム構造体に対して、本発明の範囲内の焼成時の通風
を実施した本発明の試料No.1〜6は、本発明の範囲外の
焼成時の通風を実施した比較例の試料No.7〜10、および
通風を実施しなかった比較例の試料No.11,12に比べて、
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
少なくなり、また端面切れ発生率も減少することがわか
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、加熱焼
成雰囲気をハニカム構造体のハニカカム貫通孔に平行に
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ックハニカム
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 18……加熱雰囲気吸引開口部 19……加熱雰囲気排気ダクト 20……排出ファン、21……単独窯 23……火立て、24……燃焼バーナー 25……排ガスファン、26……加熱雰囲気排出口 27……棚板開口部、28……棚板

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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、焼成雰囲気を、1.0〜5.0m/sの
    速度で貫通孔と平行に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。
JP62043178A 1987-02-27 1987-02-27 セラミツクハニカム構造体の焼成法 Expired - Lifetime JPH079358B2 (ja)

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