[发明专利]陶瓷蜂窝结构体的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废气净化用的陶瓷蜂窝过滤器等使用的陶瓷蜂窝结构体的制造方法。

背景技术

目前，考虑到保护地域环境或地球环境方面，在柴油机等排气系部件中，使用了用于收集废气中大量包含的微粒状物质的蜂窝陶瓷过滤器。如图1所示，蜂窝陶瓷过滤器10包括由形成许多流路2a、2b的多孔质隔壁3和外周壁1构成的蜂窝陶瓷结构体11、将流路2a、2b的两端面7、8交替填塞成方格纹样的填塞部4、5。废气由流入侧7未封闭的流路2a流入，通过隔壁3，从流出侧8未封闭的流路2b排出。在废气通过隔壁3的时候，废气中的微粒状物质就被收集到隔壁表面及隔壁3内部的小孔中。

隔壁3上具有微小的小孔的蜂窝陶瓷结构体11通过下列工序制成：(1)将陶瓷原料(例如堇青石粉末)、成形助剂、造孔材料等原料和水进行混合及混炼制成坯土的工序；(2)从蜂巢形状金属口将坯土挤出，制成外周壁1和隔壁3一体形成的具有蜂巢结构的陶瓷蜂窝成形体的工序；(3)对成形体进行干燥及烧成的工序。为提高废气中的微粒状物质的收集效率和减少压力损失，使用造孔材料控制隔壁的小孔径和气孔率是很有效的。尤其是在挤压成形作为气孔率为50％以上的高气孔率和外径超过200mm的大型陶瓷蜂窝结构体的陶瓷蜂窝成形体的情况下，造孔材料采用充分发泡的发泡树脂。

将陶瓷坯土挤压成形而制作成陶瓷蜂窝成形体时，成形体的成形性受陶瓷坯土的流变学特性影响。陶瓷坯土在挤出加工时，必须要确保其流动性，并且要确保成形后的成形体的保形性。

据日本特开平6-279090号记载，对于作为陶瓷蜂窝结构体的挤出用原料使用的坯土，在成形时的温度条件下，测量给予了一定应力值时的变形随时间的变化：(1)用与施加应力同时产生的变形除其应力值所得到的值：弹性0(G₀：Pa)；(2)用持续施加应力时，变形随时间的变化(剪切速度)达到大致恒定时的值除其应力值所得到的值：粘性0(η₀：Pa·sec)；(3)用自剪切速度为大致恒定时在时间轴0秒位置外插入其直线时的变形中减去通过上述(1)求出来的变形的值，除其应力值所得到的值：弹性1(G₁：Pa)；以及(4)自施加4秒应力后产生的变形中减去通过上述(1)求出来的变形所得的值的4秒的平均剪切速度除其应力值所得到的值：粘性1(η₁：Pa·Sec)。上面(1)(2)(3)(4)各值之间的关系为：η₀/G₀＜＝105(sec)、η₀/G₀＜＝70(sec)。该文献明确指出满足该关系的陶瓷坯土，可以保证良好的流动性和成形后的保形性。

日本特开2000-302525公开有具有如下流变学特性的陶瓷坯土及使用该坯土进行挤压成形的方法：作为蜂窝结构体挤压成形用原料所使用的坯土，在粘弹性特性试验中的储能模量为1.5×10⁶～5.0×10⁶(Pa)、及复粘度为4.0×10⁴～9.0×10⁴(Pa.S)，并且在细管流变仪试验中的屈服值为5.0×10⁴～1.5×10⁵(Pa)、及塑性粘度为10.0～1000.0(Pa·S)。并记载有：由于该陶瓷坯土的挤压成形性良好，成形体上不易产生表面切痕及毛刺，所以尤其适合作为壁厚100μm以下的薄壁型蜂窝结构体的挤压成形用原料。