CN107235746B - 成形体密度的预测方法和陶瓷烧成体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种成形体密度的预测方法和陶瓷烧成体的制造方法，通过关于成形体的成形体密度和关于烧成体的气孔率的相关关系来预测相对于所希望的气孔率的成形体密度，从而能够制造具有所希望的气孔率的蜂窝烧成体。成形体密度的预测方法包括：求出关于成形体的成形体密度和关于烧成体的气孔率的相关关系的相关关系算出工序；以及成形体密度预测工序，在由与制作坯土时使用的陶瓷原料大致相同组成的陶瓷原料制作坯土A，将坯土A成形而制作成形体B，将成形体B干燥而制作干燥体C，进而将干燥体C烧成而制作具有所希望的气孔率的烧成体D的情况下，利用相关关系算出与烧成体D的所希望的气孔率相对应的成形体B的成形体密度的预测值。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷成形体密度的预测方法和陶瓷烧成体的制造方法。
背景技术
以往，陶瓷烧成体例如构成为具有蜂窝形状的蜂窝结构体，用于汽车废气净化用催化剂载体、柴油颗粒过滤器或燃烧装置用蓄热体等广泛用途中。陶瓷烧成体是在将成形原料挤出成形而制造陶瓷成形体后，经过在高温进行烧成的烧成工序来制造的。作为陶瓷烧成体之一的蜂窝结构体具有划分形成多个孔格的多边形格子状的隔壁，所述孔格从一侧端面延伸至另一侧端面并成为流体的流路。
将陶瓷成形体挤出成形为所希望的形状的成形工序如下进行：使用在挤出口安装有所希望形状的挤出模(金属模具)的挤出成形机，在使挤出方向与水平方向一致的状态下以预定的挤出压力和挤出速度将成形原料从该挤出模中挤出。
成形原料使用各种陶瓷原料、造孔材和粘合剂等，主要为粉末状或粉体状。因此，为了能够从上述挤出成形机中挤出，在混合陶瓷原料等的混合工序中添加水和/或表面活性剂等液体。混合工序一般进行如下操作：首先使用间歇式的混合装置(间歇混合机)，将基于预先确定的配合比率称量的上述陶瓷原料等2种以上的骨料颗粒原料进行干式混合(第一混合)，进而加入液体(水)进行湿式混合(第二混合)，从而得到湿式混合物(成形用配合物)(参考专利文献1)。然后，经过将湿式混合后的湿式混合物(成形用混合物)进行混炼的混炼工序，将被调整为适于挤出成形的预定粘度的成形原料由挤出成形机挤出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2005/018893号
发明内容
发明要解决的课题
以往的蜂窝成形体的制造方法中，通过改变湿式混合时的造孔材的添加量来调整蜂窝烧成体的气孔率。然而，在改变造孔材的添加量的情况下，测定蜂窝烧成体的气孔率而没有达到所希望的气孔率时，必须从最初的干式混合开始重新制造蜂窝成形体。
因此，本发明是鉴于上述以往的实情而作出的，提供一种能够制造具有所希望的气孔率的蜂窝烧成体的成形体密度的预测方法以及使用该成形体密度的预测方法的陶瓷烧成体的制造方法。
解决课题的方法
为了解决上述课题，根据本发明，提供以下揭示的成形体密度的预测方法以及陶瓷烧成体的制造方法。
[1]一种成形体密度的预测方法，包括：
相关关系算出工序，将含有无机粉末、粘合剂、造孔材和水的陶瓷原料混炼而制作坯土，将所述坯土成形而制作成形体，测定关于所述成形体的成形体密度，进而将所述成形体干燥而制作干燥体，对所述干燥体进行烧成而制作烧成体，对所述烧成体测定气孔率，求出关于所述成形体的所述成形体密度和关于所述烧成体的所述气孔率之间的相关关系；以及
成形体密度预测工序，在由与制作所述坯土时使用的所述陶瓷原料大致相同组成的陶瓷原料制作坯土A，将所述坯土A成形而制作成形体B，将成形体B干燥而制作干燥体C，进而对所述干燥体C进行烧成而制作具有所希望的气孔率的烧成体D的情况下，使用所述相关关系算出与所述烧成体D的所述所希望的气孔率相对应的所述成形体B的所述成形体密度的预测值。
[2]如所述[1]中记载的成形体密度的预测方法，使所述相关关系近似为线性函数(烧成体的气孔率＝系数A×(成形体密度)+系数B)来求出。
[3]如所述[1]或[2]中记载的成形体密度的预测方法，所述造孔材含有通过与所述水混炼而被破坏的发泡树脂。
[4]一种陶瓷烧成体的制造方法，其是使用所述[1]～[3]中任一项记载的成形体密度的预测方法，由所述坯土A制作具有所述所希望的气孔率的所述烧成体D的陶瓷烧成体的制造方法，具有：
坯土制作工序，将含有无机粉末、粘合剂、造孔材和水的陶瓷原料混炼而制作所述坯土A，
成形工序，将所述坯土A挤出成形而成形出所述成形体B，以及
烧成工序，对所述成形体B进行烧成而制作烧成体D的；
进而，还包括水添加量调整工序：调整所述坯土A中所含的水的量，以达到所述成形体B的所述成形体密度的所述预测值。
[5]如所述[4]中记载的陶瓷烧成体的制造方法，进一步包括：
成形体密度测定工序，测定所述成形体B的所述成形体密度，以及
气孔率预测工序，使用通过所述成形体密度测定工序测定的所述成形体密度，基于所述相关关系来预测关于烧成体D的气孔率
通过所述气孔率预测工序预测的气孔率与所述所希望的气孔率不同的情况下，在所述水添加量调整工序中调整所述水的量。
[6]如所述[4]或[5]中记载的陶瓷烧成体的制造方法，所述坯土制作工序包括：
干式混合工序，通过间歇处理将含有所述陶瓷原料中的所述无机粉末、所述粘合剂和所述造孔材的原料进行干式混合，
湿式混合工序，在通过所述干式混合工序获得的干式混合物中添加含有所述水的液体，进行湿式混合，以及
混炼工序，将通过所述湿式混合工序获得的湿式混合物进行混炼；
所述水添加量调整工序是在通过所述混炼工序对所述湿式混合物进行混炼的过程中，向所述坯土A中加入所述水进行调整。
发明效果
本发明的成形体密度的预测方法包括：求出关于成形体的成形体密度和关于烧成体的气孔率的相关关系的相关关系算出工序、以及利用该相关关系算出与烧成体的所希望的气孔率相对应的成形体的成形体密度的预测值的成形体密度预测工序这两个工序。因此，只要制作与预测的成形体密度相对应的蜂窝成形体，就能够制作具有所希望的气孔率的蜂窝烧成体。另外，即使不对经挤出成形的蜂窝成形体进行烧成而制作蜂窝烧成体并确认蜂窝烧成体的气孔率，也可以通过确认烧成前的蜂窝成形体的成形体密度，并调整陶瓷原料，以达到与所希望的气孔率相对应的成形体密度。
而且，使用了上述成形体密度的预测方法的陶瓷烧成体的制造方法具有：将含有无机粉末、粘合剂、造孔材和水的陶瓷原料混炼而制作坯土A的坯土制作工序；将坯土A挤出成形而成形出成形体B的成形工序；以及对成形体B进行烧成而制作烧成体D的烧成工序。进而还包括调整坯土A中所含的水的量以达到成形体B的成形体密度的预测值的水添加量调整工序，因而，为了确定气孔率，可以不烧成蜂窝成形体来确定气孔率，而是制作与具有所希望的气孔率的蜂窝烧成体相对应的蜂窝成形体。另外，通过水添加量调整工序，能够在挤出成形前的阶段对陶瓷成形体的成形体密度进行微调。
附图说明
图1是示意地显示本发明的成形体密度的预测方法的相关关系算出工序的概略构成的说明图。
图2是表示陶瓷成形体的成形体密度与陶瓷烧成体的气孔率的相关关系的图。
图3是示意地显示本发明的成形体密度的预测方法的成形体密度预测工序的概略构成的说明图。
图4是示意地显示本发明的陶瓷烧成体的制造方法的概略构成的说明图。
图5是显示蜂窝成形体的一个例子的说明图。
符号说明
1：蜂窝成形体，2：隔壁，3：孔格。
具体实施方式
以下，边参照附图边对本发明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，就可以加以变更、修改、改良。
1.陶瓷成形体的成形体密度的预测方法：
图1显示本发明的一个实施方式的陶瓷成形体的成形体密度的预测方法。成形体密度的预测方法用于制作具有所希望的气孔率的陶瓷烧成体，包括：求出关于成形体的成形体密度和关于烧成体的气孔率的相关关系的相关关系算出工序、以及利用该相关关系算出与烧成体的所希望的气孔率相对应的成形体的成形体密度的预测值的成形体密度预测工序。相关关系算出工序中，首先，将含有无机粉末、粘合剂、造孔材和水的陶瓷原料混炼而制作坯土，将该坯土成形而制作成形体，测定关于该成形体的成形体密度。进而，将该成形体干燥而制作干燥体，对干燥体进行烧成而制作烧成体，对该烧成体测定气孔率。然后，求出所测定的关于成形体的成形体密度和关于烧成体的气孔率的相关关系。另外，成形体密度预测工序是利用相关关系来算出与烧成体的所希望的气孔率相对应的成形体的成形体密度的预测值的工序。具体而言，成形体密度预测工序是如下工序：在由与制作坯土时使用的陶瓷原料大致相同组成的陶瓷原料制作坯土A，将坯土A成形而制作成形体B，将成形体B干燥而制作干燥体C，进而对干燥体C进行烧成而制作具有所希望的气孔率的烧成体D的情况下，利用所求出的相关关系算出与烧成体D的所希望的气孔率相对应的成形体B的成形体密度的预测值。
(相关关系算出工序)
如图1所示，本发明的相关关系算出工序是如下工序：将含有无机粉末、粘合剂、造孔材和水的陶瓷原料混炼而制作坯土，将坯土成形而制作成形体，测定关于成形体的成形体密度，进而将成形体干燥而制作干燥体，对干燥体烧成而制作烧成体，对烧成体测定气孔率，求出关于成形体的成形体密度和关于烧成体的气孔率的相关关系。该工序中，制作多个坯土，对于该坯土一个一个地分别测定成形体密度和烧成体的气孔率。
这里，对于陶瓷成形体的制作进行说明。如图1所示，在制作陶瓷成形体时，首先，由陶瓷原料制作坯土。本说明书中所说的陶瓷原料是指用于制作坯土的原料，至少含有无机粉末、粘合剂、造孔材和水，有时适当含有表面活性剂等作为其他的材料。
作为能够在本发明中使用的无机粉末，可以列举玻璃、氧化铝、二氧化硅、滑石、高岭土、氮化硅、碳化硅、氮化铝、氧化锆、硅铝氧氮陶瓷(塞隆陶瓷)等陶瓷粉末。另外，还优选通过烧成而转变为堇青石的物质即堇青石化原料。堇青石化原料可列举例如将滑石、高岭土、氧化铝、氢氧化铝、二氧化硅等以烧成后的组成为堇青石的理论组成(2MgO·2Al2O3·5SiO2)的方式进行混合而得的物质等。需说明的是，能够在本发明中使用的陶瓷原料中可以仅含有1种上述的陶瓷粉末，也可以含有2种以上。其中，也可以使用例如作为金属硅(Si)-碳化硅(SiC)烧结体的构成物质的金属硅。
粘合剂是在陶瓷成形体的成形时赋予坯土以流动性，并作为维持烧成前的陶瓷成形体(陶瓷干燥体)的机械强度的增强剂而发挥功能的添加剂。作为粘合剂，可以适合地使用例如羟基丙基甲基纤维素、甲基纤维素、羟基乙基纤维素、羧基甲基纤维素或聚乙烯醇等。
造孔材是用于在对陶瓷成形体进行烧成时烧除而形成气孔，从而增大气孔率，得到高气孔率的多孔质蜂窝结构体的添加剂。因此，作为造孔材，优选在对陶瓷成形体进行烧成时烧除的可燃物。另外，作为造孔材，可以使用相对于坯土中的水、粘合剂难溶的物质和/或可溶的物质，本发明中，优选含有造孔材的至少一部分可溶于水的造孔材。作为造孔材的具体例，可列举例如石墨、小麦粉、淀粉、酚醛树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯等，其中，优选含有通过与水混炼而被破坏的发泡树脂。需说明的是，发泡树脂也具有通过施加压力而被破坏的特性。作为发泡树脂，可以合适地使用由发泡树脂形成的微胶囊。由发泡树脂形成的微胶囊由于是中空的，因此通过添加少量树脂可得到高气孔率的多孔质陶瓷结构体，而且在烧成时的发热少，能够降低因热应力导致的裂纹的产生。需说明的是，作为这样的发泡树脂，可以合适地使用例如松本油脂制药株式会社制造的Matsumoto Microsphere。
表面活性剂是用于促进骨料颗粒原料等在水中的分散，得到均质的成形用配合物的添加剂。因此，作为分散剂，可以适合地使用具有表面活性效果的物质，例如乙二醇、糊精、脂肪酸皂、多元醇等。
需说明的是，本说明书中所说的坯土是指可以通过将上述陶瓷原料进行混炼来制作，而且通过烧成能够制作陶瓷制品的物质。
在制作坯土后，将坯土成形为所希望的形状而制作成形体。对于成形坯土的方法，没有特别限定，可以采用例如挤出成形、注射成形、冲压成形等。优选由一个坯土制作两个以上的成形体。所制作的成形体中，将一个成形体用于测定成形体密度，将另一个成形体烧成而用于测定烧成体的气孔率。
对成形体密度的测定方法进行说明。这里，对使用蜂窝成形体1作为陶瓷成形体时的测定方法进行说明。蜂窝成形体1是“蜂窝形状”的陶瓷成形体。“蜂窝形状”例如是指如图5所示的蜂窝成形体1那样，通过隔壁2划分形成了从第一端面贯通至第二端面并成为流体流路的多个孔格3的形状。对于蜂窝成形体1的整体形状没有特别限定，例如可以列举如图5所示的圆柱状以及四棱柱状、三棱柱状等形状。此外，对于蜂窝成形体1的孔格形状(相对于孔格3的形成方向垂直的截面上的孔格形状)也没有特别限定，例如可以列举如图5所示的四边形孔格以及六边形孔格、三角形孔格等形状。
作为蜂窝成形体1的成形体密度的测定方法，首先，将蜂窝成形体1制成所希望的形状(例如，将蜂窝成形体1的端面切割成150×150mm的四边形的四棱柱状)，在与孔格3的延伸方向平行的方向上适度地压坏。由此，孔格3的一部分损坏，能够将蜂窝成形体1的孔格3内的一部分空气排出。
然后，使用扭力扳手等将一定程度压坏的蜂窝成形体1压碎。扭力扳手的设定压力优选为30～50N·m。更优选为40N·m。通过以30～50N·m的设定定压力压坏，能够将孔格3完全压坏，能够将进入到隔壁2的气孔以外的空气完全排出。由此，能够高精度地测定随后要测定的成形体密度。另外，样品压缩面压力优选为0.23～0.38kgf/cm2。更优选为0.3kgf/cm2。
将压碎的蜂窝成形体1的6个面用钢丝切断，切断成长方体的块状。优选长方体的表面全部是利用钢丝形成的切断面。作为样品容积，可以使用125cm3左右的样品。对于切断的成形体的长方体，使用比重计测定水中重量和空气中重量，算出成形体密度。该算出可以由比重计自动算出。成形体密度的测定和算出方法不限于上述方法，只要是能够测定准确的成形体密度的方法就可以适用。
然后，将另一个成形体进行干燥，制作干燥体，将干燥体烧成而制作烧成体，测定关于烧成体的气孔率，求出关于成形体的所述成形体密度和关于所述烧成体的气孔率的相关关系。对于干燥陶瓷成形体的方法没有特别限定，可以使用例如在室温自然干燥的方法(自然干燥)、吹热风进行干燥的方法(热风干燥)、利用高频能量进行干燥的方法(高频干燥)、利用微波进行干燥的方法(微波干燥)等。对于烧成干燥体的方法没有特别限定，有使用单窑、隧道炉等连续炉的方法。
作为蜂窝烧成体的气孔率的测定方法，优选利用水银孔度计(压汞法)进行测定。
本发明中，如果由大致相同组成的陶瓷原料来制作坯土，则多个坯土的制作、多个烧成体的制作可以同时进行，也可以不同时进行。另外，对于成形体的成形体密度的测定、烧成体的气孔率的测定，也可以同时进行或不同时进行。
坯土中的造孔材含有通过与水进行混炼而被破坏的发泡树脂时，坯土中的水的量对于将由该坯土制作的成形体干燥、烧成时的烧成体的气孔率产生了影响。如果加入的水多，则气孔率会升高，如果水少，则气孔率会下降。因此，通过调整水的添加量，能够制作具有各种气孔率的烧成体。
另外，成形体密度与烧成体的气孔率之间存在相关关系。图2是显示陶瓷成形体的成形体密度与该成形体烧成后的气孔率的关系的图。图中散布的多个点分别表示针对各个坯土的成形体密度的值以及由该坯土制作的烧成体的气孔率的值。另外，该图中显示的数据是针对除了水的添加量之外由相同组成的陶瓷原料制作的坯土的数据。由图2所示的数据可以确认，有随着成形体密度升高，烧成体的气孔率降低的倾向。
本发明的成形体密度的预测方法中，优选如图2所示，使该相关关系近似为线性函数(烧成体的气孔率＝系数A×(成形体密度)+系数B)来求出。图2中所示的线性函数中，利用最小二乘法来导出系数A和系数B。
需说明的是，本发明的气孔率调整余量表示气孔率相对于陶瓷成形体的含水率的变化。例如，在图2所示的相关关系中，含水率变化了5％时，气孔率变化了8.8％。需说明的是，气孔率调整余量根据形成坯土的陶瓷原料的配合等而不同。
(成形体密度预测工序)
进而，在本发明的成形体密度的预测方法中包括成形体密度预测工序，即，在由与制作坯土时使用的陶瓷原料大致相同组成的陶瓷原料制作坯土A，将该坯土A成形而制作成形体B，将成形体B干燥而制作干燥体C，进而对干燥体C进行烧成而制作具有所希望的气孔率的烧成体D的情况下，利用相关关系算出与烧成体D的所述所希望的气孔率相对应的成形体B的成形体密度的预测值。
图3显示成形体密度预测工序的流程图。如图所示，如果求出了成形体密度与烧成体的气孔率的相关关系，则在预先确定了要基于此制作的其他烧成体D的气孔率的值的情况下，可以基于相关关系，由该气孔率的值预测成形体密度的适当值。例如，只要在使用与图2所示数据的原料大致相同组成的陶瓷原料的情况下，就可以在图2中的线性函数(烧成体的气孔率＝系数A×(成形体密度)+系数B)中，找出预先确定的烧成体D的气孔率的值，从而预测成形体B的成形体密度的适当值。
2.陶瓷烧成体的制造方法：
接着，对利用了上述成形体密度的预测方法的陶瓷烧成体的制造方法进行说明。图4显示本发明的陶瓷烧成体的制造方法的概略构成的图。陶瓷烧成体的制造方法是利用成形体密度的预测方法，由坯土A制作具有所希望的气孔率的烧成体D的陶瓷烧成体的制造方法。具体而言，具有：将含有无机粉末、粘合剂、造孔材和水的陶瓷原料混炼而制作坯土A的坯土制作工序；将坯土A挤出成形而成形出成形体B的成形工序；以及对成形体B进行烧成而制作烧成体D的烧成工序。而且，还包括调整坯土A中所含的水的量以达到成形体B的成形体密度的预测值的水添加量调整工序。
如图4所示，本发明的陶瓷烧成体的制造方法中，为了制造具有预先确定的气孔率的蜂窝烧成体，优选在进行了将含有无机粉末、粘合剂、造孔材和水的陶瓷原料混炼而制作坯土A的坯土制作工序以及将坯土A挤出成形而成形出成形体B的成形工序之后，测定成形体B的成形体密度。需说明的是，优选基于上述成形体密度的预测方法，由预先确定的气孔率预先预测出与该气孔率相对应的成形体密度的值。然后，优选确认所测定的成形体B的成形体密度的值是否与基于上述相关关系预测的成形体密度大致相同。在成形体B的成形体密度的值与成形体密度的预测值大致相同时，可以直接对坯土A进行挤出成形而成形出成形体B并进行烧成而制作烧成体D。而在成形体B的成形体密度的值与成形体密度的预测值不同时，进行水添加量调整工序。
水添加量调整工序中，优选对混炼中的坯土A添加水来进行调整。坯土中的造孔材含有通过与水混炼而被破坏的发泡树脂的情况下，坯土中的水的量对于将由该坯土制作的成形体干燥、烧成时的烧成体的气孔率产生影响。如果添加的水多，则气孔率上升，如果少，则气孔率下降。因此，通过水添加量调整工序来调整水的添加量，从而能够制作在烧成后具有所希望的气孔率的成形体。需说明的是，本发明的水添加量调整工序可以仅用于成形体B的成形体密度的测定值比成形体密度的预测值高的情形。
水添加量调整工序之后，对添加水并进行了混炼的坯土A(设为坯土A1)进行成形而成形出成形体(设为成形体B1)。然后，优选测定成形体B1的成形体密度。如果成形体B1的成形体密度的测定值与成形体密度的预测值大致相同，则可以直接将坯土A1成形、烧成，烧成出具有所希望的气孔率的值的烧成体D1。另一方面，在成形体B1的成形体密度的测定值与成形体密度的预测值不同时，优选再次进行水添加量调整工序，将添加水并进行了混炼的坯土A1(坯土A2)成形，测定成形体密度。优选这样反复进行水添加量调整工序、成形工序、成形体密度的测定，直至成形体密度的测定值与成形体密度的预测值大致相同。如果成形体密度的测定值与成形体密度的预测值大致相同，则可以对此时的坯土进行成形、烧成，制作具有所希望的气孔率的烧成体。
另外，本发明的陶瓷烧成体的制造方法也优选进一步包括：测定成形体B的成形体密度的成形体密度测定工序；以及利用通过成形体密度测定工序测定的成形体密度，基于相关关系预测关于烧成体D的气孔率的气孔率预测工序。而且，如果通过该气孔率预测工序预测的气孔率与所希望的气孔率不同，则优选在水添加量调整工序中调整水的量。可以将所测定的成形体密度代入线性函数(烧成体的气孔率＝系数A×(成形体密度)+系数B)中，预测烧成体的气孔率。在该烧成体的气孔率与所希望的气孔率不同时，进行上述的水添加量调整工序，从而能够使气孔率的预测值与所希望的气孔率大致相同。通过对与大致相同的气孔率的预测值相对应的成形体的坯土A进行成形、烧成，可以制作具有所希望的气孔率的烧成体D。
需说明的是，在图4的由虚线部包围的框内显示了坯土制作工序的概略。坯土制作工序优选包括：将含有陶瓷原料中的无机粉末、粘合剂和造孔材的原料通过间歇处理进行干式混合的干式混合工序；在通过干式混合工序得到的干式混合物中添加含有水的液体并进行湿式混合的湿式混合工序；以及将通过湿式混合工序得到的湿式混合物进行混炼的混炼工序。本发明的水添加量调整工序优选在通过混炼工序对湿式混合物进行混炼的过程中，向坯土添加水进行调整。通过在混炼工序中添加水进行调整，可以不停止成形设备地调整成形体密度。另外，作为水的添加方法，优选对混炼装置安装注液泵以能够连续地添加水。以下，对坯土制作工序进行说明。
(坯土制作工序)
坯土制作工序优选使用具有能够分别实施干式混合工序、湿式混合工序、混炼工序的构成的陶瓷成形体制造装置来实施。另外，陶瓷成形体制造装置主要具有间歇式的干式混合部、间歇式或连续式的湿式混合部、混炼部、和挤出成形部作为其功能性构成，优选混炼部具有向其构成要素中进一步添加水的功能。此外，还具有调整混炼部中的水的添加量的功能。以下，对坯土制作工序的流程进行说明。
(干式混合工序)
干式混合工序优选使用间歇式的干式混合部(间歇混合机)来实施。将含有以预定的配合比率称量的多种粉末状或粉体状的陶瓷粉体、造孔材和粘合剂的原料投入干式混合部，通过搅拌机构(未图示)进行搅拌混合，使得陶瓷粉体、造孔材和粘合剂彼此均匀地混合。由此，将原料转变为均匀分散有多种陶瓷粉体等的干式混合物。
(湿式混合工序)
所得到的干式混合物优选被送至湿式混合工序。这里，湿式混合工序优选使用通过间歇处理或连续处理对干式混合物进行湿式混合的间歇式或连续式的湿式混合部(间歇混合机或连续混合机)来进行。在使用间歇式的湿式混合部时，可以直接利用进行了干式混合的干式混合部，在投入了预定添加量的液体后，利用上述搅拌机构进行干式混合物与液体的混合。
另一方面，在使用连续式的湿式混合部时，优选将通过干式混合部混合的干式混合物以预先规定的投入比例缓慢地投入到湿式混合部中，同时投入液体，通过搅拌机构进行湿式混合。由此，转换为干式混合物和液体均匀分散并混合的湿式混合物。
(混炼工序)
然后，优选使用混炼机来实施混炼工序。本实施方式的制造方法中，混炼工序和后续的成形工序优选连续一体地实施。即，陶瓷成形体制造装置中，将从湿式混合部送来的湿式混合物在混炼部进行混炼，进而将处理后的混炼物(成形原料)直接送至与该混炼部连续一体地构成的挤出成形部。然后，通过挤出成形部的挤出模(金属模具)将成形原料挤出成形。由此，形成陶瓷成形体。
混炼工序中，在湿式混合工序中溶胀的粘合剂与陶瓷粉体亲和。其结果是，陶瓷粉体的表面被溶胀的粘合剂涂覆。由此，湿式混合物转换为混炼物。需说明的是，对于所得的混炼物，在混炼部中，利用抽真空装置对该混炼物中所含的空气进行吸取、脱气从而进行脱气处理，进而对混炼物施加预定载荷，从而进行将混炼物压缩且致密化的压密处理。其结果是，可形成作为被投入到挤出成形部的陶瓷粉体、造孔材和粘合剂均匀混合且经致密化的均质连续体的成形原料。
在使用连续式的湿式混合部时，可以连续一体地实施经过混炼部直至挤出成形部的处理。因此，能够更有效率且稳定地进行陶瓷成形体的形成。需说明的是，使用间歇式的湿式混合部时，也能发挥由本发明的制造方法所带来的充分效果。
实施例
以下，基于实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
(实施例1)
制作试样1～3。首先，按照烧成后成为堇青石组成的组成配合氧化铝、高岭土、滑石和二氧化硅，得到无机粉末(平均粒度(算术平均直径)200μm)，相对于该无机粉末500kg，加入有机粘合剂25kg、造孔材(松本油脂制药株式会社制造，Matsumoto Microsphere)25kg，并分别混合水各148kg、162kg、162kg，制作坯土。试样1～3的坯土在间歇混合机中的湿粉含水率分别为22.8％、22.0％、20.0％。
对于试样1～3的坯土，在混炼机中进一步分别加入0％、1％、2％的水并混炼。其结果是，混炼后的坯土的含水率分别为22.8％、23.0％、23.0％。
接着，对坯土进行真空脱气后，通过金属模具进行挤出成形，制作外径100.0mm、长度100mm的蜂窝成形体1。需说明的是，对于一个坯土制作两个蜂窝成形体1，用一个成形体测定成形体密度，将另一个成形体进一步干燥而制作蜂窝干燥体，然后对蜂窝干燥体进行烧成而制作蜂窝烧成体。
关于蜂窝成形体1的成形体密度测定，首先，在与孔格3的延伸方向平行的方向上一定程度压坏，使用扭力扳手等以40N·m的设定压力将一定程度压坏了的蜂窝成形体1压碎。将压碎的蜂窝成形体1的6个面用钢丝切断，切断为5cm×5cm×5cm的长方体的块状。对切断后的成形体的长方体用比重计测定水中重量和空气中重量，算出成形体密度。成形体密度示于表1。
蜂窝烧成体的气孔率通过水银孔度计(Micromeritics公司制造的AutoPoreIV9505)进行测定。该烧成体的气孔率示于表1。
表1
| 试样1 | 试样2 | 试样3 | |
| 间歇混合机中的湿粉含水率(％) | 22.8 | 22.0 | 20.0 |
| 向混炼机中的水添加量(％) | 0 | 1 | 2 |
| 蜂窝成形体成形前的含水率(％) | 22.8 | 23.0 | 23.0 |
| 成形体密度(g/cc) | 1.48 | 1.40 | 1.37 |
| 烧成体气孔率(％) | 59.1 | 61.4 | 62.3 |
由表1可知，通过在蜂窝成形体1的坯土中添加水并使蜂窝成形体1的含水率大致相同的蜂窝成形体1，其成形体密度和烧成后的气孔率分别成为大致相同的值。
产业上的可利用性
本发明的成形体密度的预测方法和陶瓷烧成体的制造方法，可以用于制造能够在汽车废气净化用催化剂载体、柴油颗粒过滤器或燃烧装置用蓄热体等中利用的陶瓷烧成体。
Claims (6)
1.一种蜂窝成形体密度的预测方法，包括：
相关关系算出工序，将含有无机粉末、粘合剂、造孔材和水的陶瓷原料混炼而制作坯土，将所述坯土成形而制作蜂窝成形体，测定关于所述蜂窝成形体的密度，进而将所述蜂窝成形体干燥而制作干燥体，对所述干燥体进行烧成而制作烧成体，测定关于所述烧成体的气孔率，求出关于所述蜂窝成形体的密度和关于所述蜂窝烧成体的所述气孔率的相关关系；以及
蜂窝成形体密度预测工序，在由与制作所述坯土时使用的所述陶瓷原料大致相同组成的陶瓷原料制作坯土A，将所述坯土A成形而制作蜂窝成形体B，将蜂窝成形体B干燥而制作干燥体C，进而对所述干燥体C进行烧成而制作具有所希望的气孔率的烧成体D的情况下，利用所述相关关系算出与所述烧成体D的所述所希望的气孔率相对应的所述蜂窝成形体B的密度的预测值，
所述蜂窝成形体密度的测定是切割所述蜂窝成形体，在设定压力30～50N·m压碎后，测定水中重量和空气中重量，算出蜂窝成形体密度。
2.如权利要求1所述的蜂窝成形体密度的预测方法，将所述相关关系近似为线性函数来求出，所述线性函数为：烧成体的气孔率＝系数A×蜂窝成形体密度+系数B。
3.如权利要求1或2所述的蜂窝成形体密度的预测方法，所述造孔材含有通过与所述水混炼而被破坏的发泡树脂。
4.一种陶瓷烧成体的制造方法，其是使用权利要求1～3中任一项所述的蜂窝成形体密度的预测方法，由所述坯土A制作具有所述所希望的气孔率的所述烧成体D的陶瓷烧成体的制造方法，包括：
坯土制作工序，将含有无机粉末、粘合剂、造孔材和水的陶瓷原料混炼而制作所述坯土A，
成形工序，将所述坯土A挤出成形而成形出所述蜂窝成形体B，以及
烧成工序，对所述蜂窝成形体B进行烧成而制作烧成体D；
进而，还包括水添加量调整工序：调整所述坯土A中所含的水的量，以达到所述蜂窝成形体B的密度的所述预测值。
5.如权利要求4所述的陶瓷烧成体的制造方法，进一步包括：
蜂窝成形体密度测定工序，测定所述蜂窝成形体B的密度，以及
气孔率预测工序，使用通过所述蜂窝成形体密度测定工序测定的所述蜂窝成形体密度，基于所述相关关系预测关于烧成体D的气孔率；
通过所述气孔率预测工序预测的气孔率与所述所希望的气孔率不同时，在所述水添加量调整工序中调整所述水的量。
6.如权利要求4或5所述的陶瓷烧成体的制造方法，
所述坯土制作工序包括：
干式混合工序，将含有所述陶瓷原料中的所述无机粉末、所述粘合剂和所述造孔材的原料通过间歇处理进行干式混合，
湿式混合工序，在通过所述干式混合工序获得的干式混合物中添加含有所述水的液体并进行湿式混合，以及
混炼工序，将通过所述湿式混合工序获得的湿式混合物进行混炼；
所述水添加量调整工序是在通过所述混炼工序对所述湿式混合物进行混炼的过程中，向所述坯土A中加入水来进行调整。
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