CN107225668B - 陶瓷结构体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种尺寸精度高的陶瓷结构体的制造方法。本发明的制造方法(1)具备:混合工序(S1)、将湿式混合物(5)进行混炼的混炼工序(S2)、向混炼物(7)进一步添加液体(6)的液体添加工序(S3)、将调整了粘度的成形原料(8)挤出并将蜂窝成形体(2)挤出成形的成形工序(S4)、使蜂窝成形体(2)干燥的干燥工序(S5)、以及测量干燥后的蜂窝干燥体(11)的干燥体尺寸的尺寸测量工序(S6),其中,液体添加工序(S3)中,基于测量得到的蜂窝干燥体(11)的干燥体尺寸的测量结果来调整所添加的液体(6)的添加量。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷结构体的制造方法。更详细而言,涉及用于稳定地制造高尺寸精度的陶瓷结构体的陶瓷结构体的制造方法。
背景技术
以往,陶瓷结构体被用于汽车废气净化用催化剂载体、柴油机微粒去除过滤器、或燃烧装置用蓄热体等广泛的用途中。陶瓷结构体多采用例如蜂窝形状的蜂窝结构体,该蜂窝结构体具备划分形成多个孔格的格子状的隔壁,该多个孔格从一个端面延伸至另一个端面并成为流体流路。这样的蜂窝结构体是在将成形原料(坯土)从挤出成形机的口模(挤出模具)挤出,形成所期望形状的陶瓷成形体之后,经过干燥工序和烧成工序等而制造。
对于为了形成陶瓷成形体而从口模挤出的成形原料,通过按照预定的配合比率将包含各种陶瓷粉末体、粘合剂等的原料进行混合,然后混炼,从而调整为适合于挤出成形的粘度。该成形原料中,为了调整粘度,例如添加有包含水、表面活性剂、润滑剂和增塑剂等中的至少一种的液体。
更详细说明的话,首先使用分批式的混合装置(分批混合机),进行将上述无机原料、粘合剂混合均匀的干式混合(第1混合),形成干式混合物,进一步进行向干式混合物中添加水等上述液体并混合的湿式混合(第2混合),形成湿式混合物。然后,将湿式混合物投入至混炼机进行混炼,从而经由混炼物而得到被调整为适合于挤出成形的粘度的成形原料。
在这里,具备:确定在湿式混合时所添加的水等液体的添加量(或者批料含水量)的工序、测定挤出成形机的滚筒和螺杆的各温度的工序、测定螺杆的旋转速度的工序、以及测定挤出品(相当于陶瓷成形体)从挤出模具刚刚挤出后的挤出品形状的工序,为了将挤出品形状维持在容许范围内并且维持挤出品的尺寸精度,对批料、滚筒温度、螺杆温度、螺杆旋转速度等进行调节,在使挤出品的挤出品形状稳定的状态下进行挤出品的制造(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2013-545641号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
成形原料的粘度较大地依赖于湿式混合时所添加的水等液体的添加量。进一步,由于粘度的不同,对挤出成形时施加于挤出成形机的机械负荷(扭矩)、挤出成形后的陶瓷成形体的成形体尺寸、维持其成形体尺寸的保形性带来很大影响,有时也会影响到将陶瓷成形体干燥而得到的陶瓷干燥体的干燥体尺寸、作为最终制品的陶瓷结构体的尺寸(制品尺寸)。
在将陶瓷成形体进行干燥而转化成陶瓷干燥体的干燥工序中,成形原料中所含的液体蒸发或蒸散,发生干燥收缩。其结果是,与干燥前的陶瓷成形体比较时,干燥后的陶瓷干燥体的尺寸(蜂窝直径或蜂窝长度等)变小,蜂窝直径成为缩小了的尺寸。另外,在烧成的情况下,也存在发生烧成收缩的可能性。
因而,为了确保最终制品的陶瓷结构体(蜂窝结构体)的制品尺寸的尺寸稳定性,需要考虑干燥收缩、烧成收缩而确定陶瓷成形体、陶瓷干燥体的尺寸,特别是需要留意成形原料中的水等液体的添加量、以及含液率(或含水率)。
然而,在以往的陶瓷结构体的制造中,大多在湿式混合时限定水等液体的添加,在从湿式混合开始,经过混炼,直到挤出成形为止的期间中,水分等液体的一部分会蒸散到大气中,成形原料中的含液率有时会降低。其结果是,经调节的粘度变高,有时会产生挤出成形时的扭矩升高等问题。
另外,如专利文献1所示,虽然尝试了基于刚刚挤出成形后的挤出品尺寸来调节批料含水量等挤出条件,但是没有基于干燥工序后的陶瓷干燥体的干燥体尺寸,向即将挤出成形之前的混炼物中添加成形原料中的液体,在湿式混合和混炼的两个阶段中调整液体的添加量。
进一步,以往的制造方法中,在陶瓷成形体的成形体尺寸、陶瓷干燥体的干燥体尺寸偏离预定的基准尺寸时,需要暂时停止挤出成形机的运行,并更换安装在挤出成形机上的口模夹具,或者改善通过口模的成形原料的通过性而调整挤出速度。因此,挤出成形机的运行停止时间有可能会变长,陶瓷结构体的制造效率有时会下降。
于是,本发明鉴于上述实际情况而完成,其课题在于提供一种陶瓷结构体的制造方法,所述方法基于陶瓷干燥体的干燥体尺寸来调整向混炼物中添加的液体的添加量,能够使陶瓷成形体和陶瓷干燥体的尺寸精度稳定,并且能够在不使挤出成形机的运行停止的情况下调整为适合于挤出成形的成形原料的粘度。
用于解决课题的方法
根据本发明,提供以下提出的陶瓷结构体的制造方法。
[1]一种陶瓷结构体的制造方法,所述方法具备:干式混合工序,通过分批处理将用于形成陶瓷成形体的原料进行干式混合;湿式混合工序,向通过前述干式混合工序得到的干式混合物中添加包含水、表面活性剂、润滑剂和增塑剂中的至少任一种的液体,进行湿式混合;混炼工序,将通过前述湿式混合工序得到的湿式混合物进行混炼;液体添加工序,在前述混炼工序期间实施,向混炼前述湿式混合物而得到的混炼物中进一步添加前述液体;成形工序,从通过前述混炼工序和前述液体添加工序而调整了粘度的成形原料挤出成形出陶瓷成形体;干燥工序,使前述陶瓷成形体干燥;以及尺寸测量工序,测量通过前述干燥工序得到的陶瓷干燥体的干燥体尺寸,
前述液体添加工序中,基于前述陶瓷干燥体通过前述尺寸测量工序测量得到的前述干燥体尺寸的测量结果来调整向前述混炼物中添加的前述液体的添加量。
[2]根据前述[1]所述的陶瓷结构体的制造方法,相对于在前述湿式混合工序和前述液体添加工序中加入的前述液体的总添加量,在前述液体添加工序中添加的前述液体的添加量为1.5质量%~4.5质量%。
[3]根据前述[1]或[2]所述的陶瓷结构体的制造方法,前述尺寸测量工序具备:拍摄工序,对前述陶瓷干燥体的一方或另一方的干燥体端面进行拍摄;以及图像解析工序,将通过前述拍摄工序拍摄得到的前述干燥体端面的端面图像与预先规定的基准干燥体端面的基准图像进行对比,检测前述端面图像与前述基准图像之差,进行图像解析,
前述液体添加工序中,基于通过前述图像解析工序得到的图像解析结果来确定前述液体相对于前述混炼物的添加量。
[4]根据前述[1]或[2]所述的陶瓷结构体的制造方法,前述尺寸测量工序具备:尺寸数据取得工序,向前述陶瓷干燥体的干燥体表面照射激光,并取得有关前述陶瓷干燥体的整体尺寸的整体尺寸数据;以及尺寸解析工序,将通过前述尺寸数据取得工序取得的前述整体尺寸数据与预先规定的基准整体尺寸数据进行对比,检测前述整体尺寸数据与前述基准整体尺寸数据之差,进行解析,
前述液体添加工序中,基于通过前述尺寸解析工序得到的整体尺寸解析结果来确定前述液体相对于前述混炼物的添加量。
[5]根据前述[1]~[4]中任一项所述的陶瓷结构体的制造方法,前述混炼工序和前述成形工序连续一体地实施。
发明的效果
根据本发明的陶瓷结构体的制造方法,基于陶瓷干燥体的干燥体尺寸来添加液体,能够制造尺寸精度稳定的陶瓷结构体。特别是,不需要口模的更换、调整等操作,能够在持续进行陶瓷成形体的挤出成形的同时调整成形原料的粘度,控制陶瓷干燥体的干燥体尺寸。其结果是,能够得到尺寸精度高的陶瓷结构体。
附图说明
图1为示意性地示出本发明的一个实施方式的陶瓷结构体的制造方法的流程、以及该制造方法中所使用的结构体制造装置的一个例子的说明图。
图2为示意性地示出对陶瓷干燥体的干燥体端面进行拍摄的拍摄工序的一个例子的说明图。
图3为示出通过拍摄工序拍摄得到的干燥体端面的端面图像的说明图。
图4为示意性地示出使用了激光式外径尺寸测定器的陶瓷干燥体的尺寸数据取得工序的一个例子的说明图。
图5为示出因添加液体而引起的口模前压力的变化的图表。
图6为示出因添加液体而引起的制品平均直径差的变化的图表。
符号说明
1:制造方法;2:蜂窝成形体(陶瓷成形体);3:原料;3a:陶瓷粉末体;3b:粘合剂;4:湿式混合物;6:液体;7:混炼物;8:成形原料;10:口模;11:蜂窝干燥体(陶瓷干燥体);12:轮廓;13:干燥体端面;14:端面图像;15:干燥体表面;20:结构体制造装置;21a:干式混合部;21b:湿式混合部;22:混合部;23:挤出成形部;24:混炼部;25:液体添加部;26:生坯切断机;27:成形体干燥机;28:精加工机;29:端面检查机;29a:拍摄照相机;30:激光式外径尺寸测定器;30a:激光位移计;30b:旋转台;A:挤出成形方向;L:激光;P1、P2、P3:激光照射位置;R:旋转方向;S1:混合工序(干式混合工序、湿式混合工序);S2:混炼工序;S3:液体添加工序;S4:成形工序;S5:干燥工序;S6:尺寸测量工序;S7a:拍摄工序;S7b:图像解析工序;S8a:尺寸数据取得工序;S8b:尺寸解析工序;S9:切断工序;S10:端面精加工工序。
具体实施方式
以下,一边参照附图,一边对本发明的陶瓷结构体的制造方法的实施方式进行说明。本发明不限于以下的实施方式,只要不脱离发明的范围,就可以进行变更、修改、改良等。
本发明的一个实施方式的陶瓷结构体的制造方法1(以下简称为“制造方法1”。)是制造尺寸精度高的蜂窝结构体(相当于本发明的陶瓷结构体)的制造方法,特别涉及形成蜂窝成形体2(相当于本发明的陶瓷成形体)的挤出成形处理,进一步涉及其后实施的干燥处理和尺寸测量处理。
如图1等所示,本实施方式的制造方法1主要具备混合工序S1、混炼工序S2、液体添加工序S3、成形工序S4、干燥工序S5、以及尺寸测量工序S6。予以说明的是,本实施方式的制造方法1中,从成形原料8挤出成形得到的蜂窝成形体2具备划分形成多个孔格的格子状的隔壁,该多个孔格在蜂窝成形体2的一个端面和另一个端面之间成为流体流路。予以说明的是,本发明的制造方法中,陶瓷成形体和陶瓷结构体不限于上述蜂窝成形体2和基于此形成的蜂窝结构体。
针对各工序进一步具体说明的话,混合工序S1是通过分批处理将用于形成蜂窝成形体2的各种原料3进行干式混合,进一步向通过干式混合得到的干式混合物中添加水等液体6,进行湿式混合的工序(相当于本发明的干式混合工序和湿式混合工序)。
另一方面,混炼工序S2是将通过混合工序S1得到的包含液体6的湿式混合物5进行混炼,获得混炼物7的工序;液体添加工序S3是在混炼工序S2的期间实施的工序,其向混炼湿式混合物5而得到的混炼物7中进一步添加上述液体6;成形工序S4是在混炼物7中进一步添加液体6,使用挤出成形机将调整了粘度的成形原料8从口模10挤出,进行蜂窝成形体2的挤出成形的工序;干燥工序S5是用来使经挤出成形得到的蜂窝成形体2按照干燥条件进行干燥的工序;尺寸测量工序S6是测量通过干燥得到的蜂窝干燥体11的干燥体尺寸的工序。
予以说明的是,本实施方式的制造方法1进一步在成形工序S4和干燥工序S5之间具有将经挤出成形得到的未干燥的蜂窝成形体2切断呈预先规定的长度的切断工序S9,并且,在干燥工序S5和尺寸测量工序S6之间具有将干燥后的蜂窝干燥体11的干燥体端面13进行修整的端面精加工工序S10。
这里,尺寸测量工序S6中分别实施第一尺寸测量和第二尺寸测量。第一尺寸测量具备:拍摄工序S7a,对蜂窝干燥体11的一个(或另一个)干燥体端面13的端面图像14进行拍摄;以及图像解析工序S7b,将拍摄得到的端面图像14与基准干燥体的预先规定的基准干燥体端面的基准图像(未图示)进行对比,检测端面图像14与基准图像的差,进行图像解析;基于图像解析结果,调整向混炼物7中添加的液体6的添加量。第二尺寸测量具备:尺寸数据取得工序S8a,向蜂窝干燥体11的干燥体表面15的多个位置照射激光L,取得有关蜂窝干燥体11的整体尺寸的整体尺寸数据;以及尺寸解析工序S8b,将取得的整体尺寸数据与预先规定的基准整体尺寸数据(未图示)进行对比,检测整体尺寸数据与基准整体尺寸数据的差,进行解析;基于整体尺寸解析结果,调整向混炼物7中添加的液体6的添加量。
如图1中示意性地示出的那样,本实施方式的制造方法1可以使用能够分别实施各工序S1~S10的结构体制造装置20来实施。这里,结构体制造装置20主要具有:干式混合部21a(相当于干式混合机),用于对按照预定的配合比率混合多种陶瓷粉末体3a和粘合剂3b得到的原料3通过分批处理进行干式混合;湿式混合部21b(相当于湿式混合机),用于向所得到的干式混合物添加液体6从而进行湿式混合;混炼部24(捏合机),将在混合部22混合得到的湿式混合物5一边混炼一边运输到挤出成形机的挤出成形部23;液体添加部25,与混炼部24(或挤出成形部23)连接并向经混炼得到的混炼物7进一步添加液体6;挤出成形部23,将向混炼物7添加了液体6而得到的成形原料8挤出成形,形成蜂窝成形体2。
结构体制造装置20还具备如下的构成作为其他构成:生坯切断机26,用于实施将长圆柱状的蜂窝成形体2以预定的长度进行切断的切断工序S9,其中,该蜂窝成形体2是使挤出成形方向A(参照图1)与水平方向一致而从挤出成形部23挤出成形的蜂窝成形体2;成形体干燥机27,用于实施使经切断的蜂窝成形体2在预定的干燥条件下干燥的干燥工序S5;精加工机28,用于实施将干燥工序S5后的蜂窝干燥体11切断为预定的长度的端面精加工工序S10;以及用于分别对蜂窝干燥体11实施两个尺寸测量工序S6的用于进行第一尺寸测量的端面检查机29(端面轮廓形状测定机)和用于进行第二尺寸测量的激光式外径尺寸测定器30。前述干燥工序S5中可以进行介电干燥、微波干燥、热风干燥、或将它们组合的干燥。
上述的结构体制造装置20中,混合部22、挤出成形部23、混炼部24、生坯切断机26、成形体干燥机27、精加工机28等都可以直接使用以往的蜂窝成形体等在挤出成形中所使用的公知的构成。结构体制造装置20中的挤出成形部23相当于挤出成形机。
结构体制造装置20中,混炼部24和挤出成形部23(挤出成形机)一体连续地构成。因此,混炼部24内部的混炼空间与挤出成形部23内部的挤出成形空间连通。
本实施方式的制造方法1中,分别在混合部22的湿式混合部21b和液体添加部25添加的液体6没有特别限定,水、表面活性剂、润滑剂和增塑剂分别可以单独使用,或者可以使用从它们中选择的至少一种。通过向原料3中添加液体6,进行混合处理和混炼处理,从而得到作为均匀连续体的成形原料8,该成形原料8具有适合于从挤出成形部23的口模10挤出成形的粘度。
进一步,对各工序S1~S10和结构体制造装置20的构成进行详述,混合工序S1实施如下的干式混合:使用分批式的干式混合部21a搅拌包含陶瓷粉末体3a和粘合剂3b的原料3,并进行混合。由此,按照规定的配合比率称取的多个粉末状或粉末体状的陶瓷粉末体3a和粘合剂3b相互均匀混合,成为各种原料3均匀分散的干式混合物。
将经分批处理得到的干式混合物进一步送往湿式混合部21b,加入液体6(例如水)并进行混合。这里,湿式混合部21b可以使用分批式或连续式任一方式的湿式混合部。由此,能够得到液体6在干式混合物中均匀分散、混合的湿式混合物5。
为了将通过混合工序S1(湿式混合部21b)得到的湿式混合物5进一步调整为适合于挤出成形的粘度的成形原料8,利用混炼部24实施混炼工序S2。如前所述,本实施方式的制造方法1中的结构体制造装置20中,连续一体地实施混炼工序S2及其后的成形工序S4。因此,如图1所示,混炼部24和挤出成形部23的各构成分别相连接。
首先,将在湿式混合部21b添加了液体6得到的湿式混合物5从设置于混炼部24的一端侧的混合物投入部投入,送往混炼部24内部的混炼空间。这里,在混炼部24的混炼空间中,沿着与水平方向一致的湿式混合物5(或混炼物7)的运输方向,将湿式混合物5一边逐渐混炼,一边向挤出成形部23运输。
利用混炼部24,一边混炼一边将混炼物7运输至与挤出成形部23的口模10接近的位置。并且,对于被运输的混炼物7(成形原料8),按照预定的挤出量和挤出压力从设置在挤出成形部23的口模10上的多个狭缝(未图示)沿着挤出成形方向A(参照图1)进行挤出成形。由此,形成蜂窝成形体2。然后,经过生坯切断、干燥、烧成等各工序,完成作为制品的陶瓷结构体的制造。
本实施方式的制造方法1在上述混炼工序S2中具备液体添加工序S3,从液体添加部25对将投入到混炼部24的湿式混合物5进行混炼而得到的混炼物7中进一步添加液体6。由此,除了利用混合工序S1(湿式混合部21b)添加液体6之外,还在即将通过成形工序S4(挤出成形部23)进行挤出成形之前,进一步具有添加液体6的机会。也就是说,在用于挤出成形出蜂窝成形体2的成形原料8的调制中,能够在两个阶段中添加液体6。
这里,原料3经干式混合物而成为湿式混合物5,进一步成为混炼物7(混炼工序S2),最终成为成形原料8,至此为止需要很长的时间。因此,从在混合工序S1中添加液体6开始到成形原料8为止的期间所添加的液体的一部分由于周围环境的影响而逐渐消失,含液率有时会发生变化。本实施方式的制造方法1通过在成形工序S4之前再次添加液体6,从而能够将成形原料8的含液率保持为一定。
这里,在液体添加工序S3中添加的液体6的添加量设定为比在混合工序S1的湿式混合部21b添加的液体6的添加量更少,具体来说,相对于混合工序S1和液体添加工序S3中添加的液体6的总添加量,设定为1.5质量%~4.5质量%的范围。
更详细说明的话,根据尺寸测量工序S6的测量结果,在上述数值范围内决定液体添加工序S3中的液体6的添加量,所述测量结果是对于将蜂窝成形体2干燥得到的蜂窝干燥体11的干燥体尺寸进行测量而得到。本实施方式的制造方法1中,分别实施第一尺寸测量和第二尺寸测量,第一尺寸测量为:对于利用成形体干燥机27(干燥工序S5)实施干燥并进行端面精加工(端面精加工工序S10)后的全部的蜂窝干燥体11的干燥体尺寸进行测量,第二尺寸测量为:提取端面精加工后的蜂窝干燥体11的一部分,对所提取的蜂窝干燥体11的干燥体尺寸进行抽样测量。关于各尺寸测量工序S6的详细情况,在以下示出。
(1)第一尺寸测量
在使蜂窝干燥体11的轴向(与挤出成形方向A一致)符合于铅直方向的状态下,在与朝向上方的干燥体端面13相对的位置配置构成端面检查机29的一部分的拍摄照相机29a(参照图2)。在该状态下拍摄干燥体端面13的端面图像14(参照图3)。通过图像解析,从所得到的端面图像14检测出蜂窝干燥体11的轮廓12,算出蜂窝干燥体11的测量蜂窝直径D。然后,求得所算出的测量蜂窝直径D与基准蜂窝干燥体的基准蜂窝直径之差。这里,对于轮廓12,通过图像解析来检测拍摄得到的端面图像14中出现像素的浓淡差大的部位,确定干燥体端面13的轮廓形状,从所得到的轮廓形状求出上述测量蜂窝直径D。对于经过干燥工序S5的全部蜂窝干燥体11,全数检查这些端面图像14的拍摄及其后的图像解析处理。并且,算出每单位时间的与基准蜂窝直径之差的平均值(制品平均直径差)。基于该制品平均直径差,确定预先规定的液体6的添加量,将所确定的值反馈到液体添加部25(参照图1中的双点划线箭头)。
(2)第二尺寸测量
在使蜂窝干燥体11的轴向(与挤出成形方向A一致)符合于铅直方向的状态下,将干燥体端面13在朝向上方的状态下载置于作为激光式外径尺寸测定器30一部分的旋转台30b上,由在蜂窝干燥体11的侧周面方向(与轴向正交的方向)上设置的构成激光式外径尺寸测定器30的激光位移计30a照射激光L(参照图4)。从激光位移计30a的光源部(未图示)发射的激光L到达作为测定物的蜂窝干燥体11的侧周面(干燥体表面15),并且反射回来。利用受光元件(未图示)检测该反射回来的激光L,基于三角测距法的原理进行尺寸测量。此时,由于蜂窝干燥体11载置于旋转台30b,因此一边沿着旋转方向R旋转一边接受上述激光L的照射。也就是说,测量侧周面的一定高度处的尺寸。
另外,如图4所示,通过改变激光位移计30a的位置(高度),从而在沿着蜂窝干燥体11的轴向的多个位置(激光照射位置P1、P2、P3)取得干燥体表面15的整体尺寸数据。然后,求出所得到的整体尺寸数据与基准蜂窝干燥体的整体尺寸数据之差,与上述同样地求出制品平均直径差。对所提取的一部分蜂窝干燥体11进行这些操作,算出每单位时间的与基准蜂窝成形体的整体尺寸数据之差的平均值。基于所得到的差,确定预先规定的液体6的添加量,将所确定的值反馈到液体添加部25(参照图1中的双点划线箭头)。
实施例
以下,基于下述实施例来说明本发明的陶瓷结构体的制造方法,但本发明的陶瓷结构体不限于这些实施例。
(1)蜂窝干燥体(陶瓷干燥体)的形成
使用上述的陶瓷结构体的制造方法以及结构体制造装置,形成作为陶瓷干燥体中的一种的蜂窝结构体。这里,为了使蜂窝成形体干燥,使用介电干燥机实施10MHz以上的高频干燥,然后,使用热风干燥机,利用150℃以下的热风实施通风干燥。除此之外,蜂窝结构体的形成是以往公知的,因此此处省略详细说明。
(2)蜂窝干燥体的尺寸测量
实施前述的第一尺寸测量和第二尺寸测量,从干燥体端面和干燥体表面测量蜂窝干燥体的干燥体尺寸。这里,在第一尺寸测量中,利用拍摄照相机拍摄上表面侧的干燥体端面,进行图像解析。此时,利用拍摄照相机拍摄端面图像的拍摄精度为±0.06mm的范围,对于蜂窝直径的重复精度为±0.04mm。
另一方面,在第二尺寸测量中,使用激光位移计,分别对从蜂窝干燥体的上表面(干燥体的一个端面)向下6mm的位置(激光照射位置P1)、轴向长度(蜂窝长度)的中央位置(激光照射位置P2)、以及从蜂窝干燥体的下表面(干燥体的另一个端面)向上6mm的位置(激光照射位置P3)照射激光,基于三角测距法实施激光测量。
(3)因添加液体而引起的口模前压力的变化
图5示出因添加液体而引起的口模前压力的变化。这里,横轴表示经过时间,纵轴表示进行挤出成形的口模的紧前位置的压力(参照纵轴左侧数值)。进一步,图表中的虚线表示每1小时的液体的添加量(参照纵轴右侧数值)。另外,在图表上段的(A)的范围内不减少液体的添加量,在(B)的范围内使液体的添加量减少-0.5质量%,在(C)的范围内使液体的添加量减少-1.0质量%,在(D)的范围内使液体的添加量减少-1.5质量%。
据此,通过减少液体的添加量,从而成形原料中的粘度变高。其结果是,确认到口模前压力的上升。这里,确认到在从改变液体的添加量后15分钟~20分钟左右的较短时间内,表现出因添加该液体所带来的效果(参照图5中的箭头)。也就是说,通过液体添加部添加液体,能够控制即将挤出成形之前的成形原料粘度,能够使挤出条件稳定。
(4)因添加液体而引起的制品平均直径差的变化
图6示出因添加液体而引起的制品平均直径差的变化。这里,横轴表示经过时间,纵轴表示测量蜂窝直径与基准蜂窝直径之差(制品平均直径差),该差是通过第一尺寸测量对各个蜂窝干燥体的干燥体端面进行拍摄和图像解析所算出的。由于图表上段的(A)、(B)、(C)、(D)与图5相同,因此省略说明。
据此确认到,通过减少液体的添加量,从而在从开始改变后大约30分钟~40分钟左右时,表现出因添加该液体所带来的效果(参照图6中的箭头)。予以说明的是,本实施例的情况下,通过将液体的添加量变更1.0质量%(例如比较(A)和(C)),能够使蜂窝干燥体的测量蜂窝直径改变大约0.1mm。
其结果是,在蜂窝结构体的制造中,测量蜂窝干燥体的干燥体尺寸并可认为存在基准蜂窝直径与测量蜂窝直径之差变大的倾向时,通过增减由液体添加部添加的液体添加量,能够控制蜂窝干燥体的干燥体尺寸。进一步,对于液体的添加,对口模前压力在20分钟左右的较短时间内确认到液体添加的效果,对蜂窝干燥体的干燥体尺寸在40分钟左右的较短时间内确认到液体添加的效果。
因此,能够省略以往那样使挤出成形机等停止并用来更换、调整口模的作业。也就是说,在制造蜂窝干燥体的工序中,通过基于尺寸测量来进行液体添加量的微调整,从而能够以0.1mm的单位控制干燥体尺寸,能够使作为最终制品的蜂窝结构体的尺寸精度稳定。进一步,由于不会停止挤出成形机的运行,因此带来作业效率和生产率的提高。
本实施例中,设定并例示了呈蜂窝形状的蜂窝结构体和蜂窝干燥体,但不限定于此,也可以设定为其他的陶瓷结构体和陶瓷干燥体。
产业上的可利用性
本发明的陶瓷结构体的制造方法能够用于制造陶瓷结构体,该陶瓷结构体能够用于汽车废气净化用催化剂载体、柴油机微粒去除过滤器或燃烧装置用蓄热体等。
Claims (7)
1.一种陶瓷结构体的制造方法,具备:
干式混合工序,通过分批处理将用于形成陶瓷成形体的原料进行干式混合;
湿式混合工序,向通过所述干式混合工序得到的干式混合物中添加包含水、表面活性剂、润滑剂和增塑剂中的至少任一种的液体,进行湿式混合;
混炼工序,将通过所述湿式混合工序得到的湿式混合物进行混炼;
液体添加工序,在所述混炼工序期间实施,向将所述湿式混合物混炼得到的混炼物中进一步添加所述液体;
成形工序,从通过所述混炼工序和所述液体添加工序而调整了粘度的成形原料挤出成形出陶瓷成形体;
干燥工序,使所述陶瓷成形体干燥;以及
尺寸测量工序,测量通过所述干燥工序得到的陶瓷干燥体的干燥体尺寸,
所述液体添加工序中,基于所述陶瓷干燥体通过所述尺寸测量工序测量得到的所述干燥体尺寸的测量结果来调整向所述混炼物中添加的所述液体的添加量,从而将所述成形原料的含液率保持为一定。
2.根据权利要求1所述的陶瓷结构体的制造方法,其中,
相对于在所述湿式混合工序和所述液体添加工序中加入的所述液体的总添加量,在所述液体添加工序中添加的所述液体的添加量为1.5质量%~4.5质量%。
3.根据权利要求1或2所述的陶瓷结构体的制造方法,其中,所述尺寸测量工序具备:
拍摄工序,对所述陶瓷干燥体的一方或另一方的干燥体端面进行拍摄;以及
图像解析工序,将通过所述拍摄工序拍摄得到的所述干燥体端面的端面图像与预先规定的基准干燥体端面的基准图像进行对比,检测所述端面图像与所述基准图像之差,进行图像解析;
所述液体添加工序中,基于通过所述图像解析工序得到的图像解析结果来确定所述液体相对于所述混炼物的添加量。
4.根据权利要求1或2所述的陶瓷结构体的制造方法,其中,所述尺寸测量工序具备:
尺寸数据取得工序,向所述陶瓷干燥体的干燥体表面照射激光,取得有关所述陶瓷干燥体的整体尺寸的整体尺寸数据;以及
尺寸解析工序,将通过所述尺寸数据取得工序取得的所述整体尺寸数据与预先规定的基准整体尺寸数据进行对比,检测所述整体尺寸数据与所述基准整体尺寸数据之差,进行解析;
所述液体添加工序中,基于通过所述尺寸解析工序得到的整体尺寸解析结果来确定所述液体相对于所述混炼物的添加量。
5.根据权利要求1或2所述的陶瓷结构体的制造方法,其中,所述混炼工序和所述成形工序连续一体地实施。
6.根据权利要求3所述的陶瓷结构体的制造方法,其中,所述混炼工序和所述成形工序连续一体地实施。
7.根据权利要求4所述的陶瓷结构体的制造方法,其中,所述混炼工序和所述成形工序连续一体地实施。
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