专利名称：蜂窝状成形体的制造方法
技术领域：
本发明涉及蜂窝状成形体的制造方法。更具体地，涉及在随着填充到成形机中的成形原料的减少而随后添加成形原料以进行成形的情况下，可减小先填充的成形原料和后填充的成形原料的边界部分对成形的影响，并可有效使用填充到成形机中的成形原料的蜂窝状成形体的制造方法。
背景技术：
作为用于捕集除去柴油机排气一类含尘流体中所含的粒子状物质的过滤器(柴油机颗粒物过滤器(DPF))，或用于承载净化排气中的有害物质的催化剂成分的(排气净化用)催化剂载体，广泛使用具备形成多个分别相邻的隔室的复合体的隔壁的蜂窝状成形体。
此类蜂窝状结构体将含陶瓷等的成形原料成形为蜂窝状而得到蜂窝状成形体，通过对该蜂窝状成形体进行烧成来制造。
在使成形原料成形来得到蜂窝状成形体时，使用了例如将含陶瓷等的成形原料填充到成形机的成形原料管道中，并从成形原料管道一侧的端部所配设的蜂窝状成形体成形用金属盖挤压出而成形的方法(例如，专利文献1特开昭53-21209号公报)。
作为挤压成形蜂窝状成形体的方法，可举出例如活塞式或柱塞式挤压成形、连接或连续挤压成形等方法。
如图7所示，活塞式或柱塞式挤压成形用搅拌机35将预定原料和水混合，接着用练泥机33等混炼，再通过真空练泥来调制成形原料25，如图8(a)及图8(b)所示，使所得到的预定量的成形原料25与成形原料管道22的大小(成形原料管道22的内径)一致，制成作为预定长度的圆筒的粘土状块的填充用成形原料25a，将该填充用成形原料25a填充到构成成形机21的成形原料管道22中，使用用于挤压已填充成形原料25的柱塞31从蜂窝状成形体成形用金属盖23挤压出并进行成形。
在此类现有蜂窝状成形体制造方法中，为了由一个填充用成形原料25a效率良好地制造蜂窝状成形体30，首先，用于蜂窝状结构体的成形原料，例如，获得比制造的蜂窝状成形体30的体积足够大的体积的填充用成形原料25a，且将该填充用成形原料25a填充到成形原料管道22。
因此，用于蜂窝状结构体的成形原料的成形原料管道22由比制造的蜂窝状成形体30的外径大的圆柱体26和用于在挤压成形原料25时挤入到蜂窝状成形体30大小的桶体27(例如缩小桶)构成，填充用成形原料25a比蜂窝状成形体30的外径大且用于蜂窝状结构体的成形原料的挤压方向的长度较长。
圆柱体26和桶体27的交界配置有用于过滤成形原料25中必定包含的粗大异物的过滤网24。
该过滤网24由保持部36保持以承受挤压成形原料25时的压力，为在挤压方向上厚度较大的构造。
过滤网24使用薄片状的金属筛，其保持部36使用具有多个通孔的圆盘状金属制多孔板。
而且，最近，为了适应重载柴油卡车用的需要，有必要成形大截面面积的蜂窝状成形体，使桶体27朝向蜂窝状成形体成形用金属盖23而扩大，以制造更大的蜂窝状成形体30。
此外，在使用连接成形方法的现有蜂窝状成形体的制造方法中，虽然省略了图示，但其是在一个装置内连接进行从混合到混炼、练泥及挤压成形的各工序的方法。
现有蜂窝状成形体的制造方法中所使用的圆柱体为在挤压方向上较长的构造，即使制造的蜂窝状成形体的大小改变，圆柱体也不改变地固定，从而填充用的成形原料的大小也固定。
例如，在改变成形的蜂窝状成形体的外径大小的情况下，例如在比圆柱体内径小的情况下，圆柱体和蜂窝状成形体成形用金属盖之间以缩小桶体连接，另外，例如在比圆柱体内径大的情况下，圆柱体和蜂窝状成形体成形用金属盖之间以扩大桶体连接。
这样，由于起到缩小或扩大路径的作用的桶体的挤压方向的长度避免了急剧缩小或扩大而成为尽可能平缓的斜面，所以桶体内面和挤压方向所成角度由填充的成形原料外径和得到的蜂窝状成形体外径之间关系确定，通常，桶体的挤压方向的长度足够长，大体为填充的成形原料内径(也有为圆柱体内径的情况)的两倍以上的长度。
因此，在现有蜂窝状成形体的制造方法中，由于挤压成形原料的柱塞只能压到桶体之前，所以成形原料残留在桶体内部。
在图8(a)及图8(b)所示的现有蜂窝状成形体的制造方法中，虽然圆柱体26和桶体27的交界上由保持部36保持有过滤网24，但是在该保持部36中成形原料25缩流且发生压力变化。
而且，由于保持部36为确保构造的强度而呈在挤压方向上厚度大的构造，所以在成形原料25通过过滤网24时，在保持部36的厚度范围内成形原料承受压力改变。
特别地，在成形停顿的情况下，由该成形原料25的缩流部分使成形原料25的特性产生变化。
在重新开始成形并挤压成形成形原料25的缩流部分的情况下，所得的蜂窝状成形体30产生弯曲，并产生成形缺陷，所以包含这部分而成形的蜂窝状成形体30不能作为制品使用。
无论活塞式(柱塞式)挤压成形还是连接式(连续式)挤压成形均产生此类现象。
例如，在随着已填充的成形原料25的减少而填充新的成形原料25时，一旦需要停止成形并填充新填充用成形原料25，在成形原料25在成形原料管道22内部发生缩流一类状态下停止成形，则该成形原料25的特性发生改变。
此外，在填充新的填充用成形原料25并重新开始成形时，由于过滤网24、桶体27及蜂窝状成形体成形用金属盖23内部残留有以前的成形原料25b，所以残留的成形原料25b和新的成形原料25a之间形成边界部分28，该边界部分28将残留在成形的蜂窝状成形体30内部。
此类边界部分28作为成形原料25不连续，很易在成形体中形成空隙等。
成形原料25在桶体27内部的收缩导致成形原料特性的改变和相对于挤压方向的在垂直截面内的成形原料25的速度分布的改变，成形原料25的速度分布描绘抛物线。
成形原料管道22等内残留的成形原料25b和新填充的成形原料25a的边界部分28在桶体27内部随着成形原料25的流动而逐渐呈抛物线状，且在挤压方向上较长地分布，所以，将波及多个蜂窝状成形体30。
这样，在现有蜂窝状成形体的制造方法中，在随着填充到成形机21中的成形原料25的减少，后添加成形原料25a并进行成形的情况下，由于包含先填充的成形原料25b和后填充的成形原料25a的边界部分28的成形体不能作为多个制品使用，所以存在在将包含边界部分28的成形原料25全部压出前白白浪费成形原料25的问题。
而且，在连续挤压成形中，由于不需后填充此类成形原料，所以不会形成原料的边界部分，但是，由于混炼工序由内嵌的螺杆来完成，所以成形原料的混炼不充分，难以给予成形原料粘性，为提高粘性及确保成形性，为了强化混炼功能，存在需要提高设备能力和向成形原料中添加多余的粘合剂等操作，从而增加成本的问题。
此外，随着蜂窝状成形体外径增大，为确保挤压压力，存在使设备巨大化的问题。
发明内容
本发明是鉴于此类现有技术的状况而提出的，提供一种蜂窝状成形体的制造方法，其在随着填充到成形机中的成形原料的减少而随后添加成形原料以进行成形的情况下，可减小先填充的成形原料和后填充的成形原料的边界部分对成形的影响，并可有效使用填充到成形机中的成形原料。
本发明提供以下的蜂窝状成形体的制造方法。
(1)一种蜂窝状成形体的制造方法，是在一个端部上配置蜂窝状成形体成形用金属盖的成形原料管道的内部填充成形原料，将填充的上述成形原料从上述蜂窝状成形体成形用金属盖挤压成形并得到蜂窝状成形体的蜂窝状成形体的制造方法，在上述成形原料管道内部的上述蜂窝状成形体成形用金属盖附近配置用于过滤上述成形原料所含异物的过滤网，并进行降低上述成形原料管道内面和上述成形原料之间摩擦阻力的操作以得到上述蜂窝状成形体的蜂窝状成形体制造方法。
(2)根据上述(1)所述的蜂窝状成形体制造方法，将上述过滤网配置于离上述蜂窝状成形体成形用金属盖的距离为上述成形原料管道内径的两倍或其以下的位置上。
(3)根据上述(1)或(2)所述的蜂窝状成形体制造方法，降低上述成形原料管道内面和上述成形原料之间摩擦阻力的操作是在上述成形原料管道内面和上述成形原料之间配置润滑油或润滑材料的操作、以及/或者上述成形原料管道内面的表面性状的改性操作。
(4)根据上述(1)-(3)中任一项所述的蜂窝状成形体制造方法，使用了使上述成形原料管道的内径大小从配置上述过滤网的位置向配置上述蜂窝状成形体成形用金属盖的上述一个端部扩大的上述成形原料管道来挤压成形。
(5)根据上述(1)-(3)中任一项所述的蜂窝状成形体制造方法，使用了使上述成形原料管道的内径大小在朝向上述一个端部缩小后扩大的上述成形原料管道来挤压成形。
(6)根据上述(1)-(3)中任一项所述的蜂窝状成形体制造方法，在使用挤压上述成形原料用的柱塞来挤压上述成形原料的柱塞式挤压成形中，使上述成形原料管道的内径大小与挤压成形的上述蜂窝状成形体的外径大小大体相同的上述成形原料管道来挤压成形。
(7)根据上述(1)-(6)中任一项所述的蜂窝状成形体制造方法，将与一个上述蜂窝状成形体相当的量的上述成形原料填充到上述成形原料管道中并挤压成形。
根据本发明的蜂窝状成形体的制造方法，在随着填充到成形机中的成形原料的减少而随后添加成形原料以进行成形的情况下，可减小先填充的成形原料和后填充的成形原料的边界部分对成形的影响，并可有效使用填充到成形机中的成形原料。
此外，在成形工序停止的情况下，可减轻成形机的成形原料管道内部所设的过滤网等的成形原料缩流的部位所产生的影响，并在重新开始成形时，可更快地回复正常成形。
图1(a)是示意本发明蜂窝状成形体制造方法的一个实施方式的挤压成形成形原料的工序的一个例子的说明图。
图1(b)是示意本发明蜂窝状成形体制造方法的一个实施方式的挤压成形成形原料的工序的一个例子的说明图。
图2(a)是示意本发明蜂窝状成形体制造方法的一个实施方式的挤压成形成形原料的工序的另一个例子的说明图。
图2(b)是示意本发明蜂窝状成形体制造方法的一个实施方式的挤压成形成形原料的工序的另一个例子的说明图。
图3是示意本发明蜂窝状成形体制造方法的一个实施方式的挤压成形成形原料的工序的另一个例子的说明图。
图4是示意本发明蜂窝状成形体制造方法的一个实施方式的挤压成形成形原料的工序的另一个例子的说明图。
图5(a)是示意本发明蜂窝状成形体制造方法的另一个实施方式的挤压成形成形原料的工序的一个例子的说明图。
图5(b)是示意本发明蜂窝状成形体制造方法的另一个实施方式的挤压成形成形原料的工序的一个例子的说明图。
图5(c)是示意本发明蜂窝状成形体制造方法的另一个实施方式的挤压成形成形原料的工序的一个例子的说明图。
图6(a)是示意本发明蜂窝状成形体制造方法的另一个实施方式的挤压成形成形原料的工序的另一个例子的说明图。
图6(b)是示意本发明蜂窝状成形体制造方法的另一个实施方式的挤压成形成形原料的工序的另一个例子的说明图。
图7是示意现有蜂窝状成形体的获得填充用成形原料的工序的说明图。
图8(a)是示意现有蜂窝状成形体的挤压成形成形原料的工序的说明图。
图8(b)是示意现有蜂窝状成形体的挤压成形成形原料的工序的说明图。
图中1-成形机，2-成形原料管道，3-蜂窝状成形体成形用金属盖，4-螺杆，5、5a、5b-成形原料，6-圆柱体，7、7a、7b-桶体，8-边界部分，10-蜂窝状成形体，11-柱塞，12-成形原料管道，13-练泥机，15、15a、15b-成形原料，16-保持部，21-成形机，22-成形原料管道，23-蜂窝状成形体成形用金属盖，24-螺杆，25、25a、25b-成形原料，26-圆柱体，7-桶体，28-边界部分，30-蜂窝状成形体，31-柱塞，33-练泥机，35-搅拌机，36-保持部。
具体实施例方式
虽然下面参照附图来详细说明本发明的蜂窝状成形体制造方法的实施方式，但是本发明并不限于此，在不脱离本发明范围的情况下，根据本领域技术人员的知识可进行种种变更、修改、改良。
图1(a)及图1(b)是示意地表示本发明蜂窝状成形体制造方法的一个实施方式的挤压成形成形原料的工序的一个例子的说明图。
本实施方式的蜂窝状成形体的制造方法是使用图1(a)及图1(b)所示的成形机1可实现的蜂窝状成形体的制造方法。
该成形机1是具备构成成形原料管道2的圆柱体6和桶体7、蜂窝状成形体成形用金属盖3、过滤网4及挤压成形原料用的柱塞11的柱塞式成形机。
本实施方式的蜂窝状成形体制造方法是在一个端部上配置蜂窝状成形体成形用金属盖3的成形原料管道2的内部填充成形原料5，且将填充的成形原料5从蜂窝状成形体成形用金属盖3挤压成形并得到蜂窝状成形体10的蜂窝状成形体的制造方法，是在成形原料管道2内部的蜂窝状成形体成形用金属盖3附近配置用于过滤成形原料5所含异物的过滤网4并进行降低成形原料管道2内面和成形原料5之间摩擦阻力的操作以得到蜂窝状成形体10的蜂窝状成形体制造方法。
由本实施方式的蜂窝状成形体制造方法所得的蜂窝状成形体10是由隔壁划分形成多个通孔的筒状成形体。
通过烧成所得蜂窝状成形体10，可得到适于用作例如除尘用和水处理用的过滤器和排气净化用催化剂载体的蜂窝状结构体。
根据本实施方式的蜂窝状成形体的制造方法，例如，一旦在停止成形时便在过滤网4内部及其周边停滞且发生特性变化的成形原料5在成形重新开始时将更快地被挤压成形，所以可在早期排除对成形的蜂窝状成形体10的影响，且可更快地实现恢复到正常成形。
此外，在随着填充到成形机1中的成形原料5b的减少而随后添加成形原料5a以进行成形的情况下，可减小先填充的成形原料5b和后填充的成形原料5a的边界部分8对成形的影响，并可有效使用填充到成形机1中的成形原料5。
在现有蜂窝状成形体制造方法中，如图8(a)及图8(b)所示，成形原料管道22由比制造的蜂窝状成形体30的外径大的圆柱体26和用于在挤压成形原料25时挤入到蜂窝状成形体30大小的桶体27(例如缩小桶)构成，且在该圆柱体26和桶体27边界上由保持部36保持过滤网24。
现有制造方法中所用的圆柱体26为比较长的构造，即使制造的蜂窝状成形体30的大小变化，圆柱体26也为不变地固定，从而填充用的成形原料25a的大小也固定。
例如，在改变成形的蜂窝状成形体30的外径大小的情况下，例如在比圆柱体26内径小的情况下，圆柱体26和蜂窝状成形体成形用金属盖23之间以缩小桶体27连接，而且，例如，虽然未图示，但在比圆柱体内径大的情况下，圆柱体和蜂窝状成形体成形用金属盖之间以扩大桶体连接。
因此，在现有蜂窝状成形体制造方法中，如图8(a)及图8(b)，由于挤压成形原料25的柱塞31只能压到桶体27之前，所以成形原料25b残留在桶体27内部。
因此，在现有制造方法中，成形原料管道22内部残留的成形原料25的量多，且先填充的成形原料25b和后填充的成形原料25a之间的边界部分28对成形的影响大，且边界部分28跨过多个蜂窝状成形体30，并有很多成形原料25浪费。
再有，在现有蜂窝状成形体制造方法中，桶体27内面和成形原料25之间的摩擦阻力大，成形原料管道2中央部分的成形原料25的挤压速度变快，该边界部分28扩大为抛物线状，更多的成形原料25被浪费。
如图1(a)及图1(b)所示，在本实施方式的蜂窝状成形体的制造方法中，通过在成形原料管道2内部的蜂窝状成形体成形用金属盖3附近配置过滤网4，且进行降低成形原料管道2的内面和成形原料5之间摩擦阻力的操作而得到蜂窝状成形体10，可解决上述现有制造技术的问题，并可减少先填充的成形原料5b和后填充的成形原料5a之间的边界部分8对成形的影响并可有效使用填充到成形机1中的成形原料5。
在本实施方式的蜂窝状成形体的制造方法中，成形原料管道2由圆柱体6和桶体7构成，过滤网4配置于比圆柱体6和桶体7之间边界更靠近蜂窝状成形体成形用金属盖3的桶体7内部。
对于配置过滤网4的位置，配置于蜂窝状成形体成形用金属盖3附近，以可使残留在桶体7内部的成形原料5b的量比现有制造方法少，虽然没有特别限制，但是，例如，理想的是将过滤网4配置于离蜂窝状成形体成形用金属盖3的距离为成形原料管道2内径的两倍或其以下，具体地，圆柱体6内径的两倍或其以下的位置上。
通过如此构成，在将成形原料5b挤压到设置于成形原料管道2内部的过滤网4的位置后，在成形原料管道2中填充新的成形原料5a的情况下，可有效减少后填充的成形原料5a和残留的成形原料5b之间的边界部分8对成形的影响。
再有，虽然没有特别限定，但是理想的是将过滤网4和蜂窝状成形体成形用金属盖3的距离设定为现有蜂窝状成形体制造方法的距离的2/3或其以下，最好是1/2或其以下。
此外，在本实施方式的蜂窝状成形体的制造方法中，通过缩短桶体7的挤压方向的长度，可将过滤网4配置于蜂窝状成形体成形用金属盖3附近。
桶体7中的成形原料管道2的缩小或扩大的影响是成形原料管道2的截面的成形原料5的体积压缩或膨胀所产生的成形原料特性的变化和成形原料速度分布的变化。
在如上述般缩短桶体7的挤压方向的长度的情况下，虽然由于有时成形原料管道的缩小或扩大变得更严重，所以对于对成形性的影响也变大，但是仔细研究对该成形性的影响，则在现在的挤压成形速度的范围内，不但以实验充分确认了对成形性没有实质影响，而且可通过弄清桶体7的长度下限并进行最优化来实现。
在现有的蜂窝状成形体制造方法中，如图8(a)所示，通常，桶体27的挤压方向的长度为填充用成形原料25a外径(与构成成形原料管道22的圆柱体26的内径为相同意义)的两倍或其以上，例如，在填充用成形原料25a外径为约300mm的情况下，桶体27的长度为600mm或其以上，且从过滤网24到蜂窝状成形体成形用金属盖23里侧的距离也为600mm或其以上。
在本实施方式的蜂窝状成形体的制造方法中，通过专心考虑现有的显得稍长的桶体27的挤压方向的长度，例如，在图1(a)及图1(b)所示的填充用成形原料25a外径为约300mm的情况下，使桶体7的长度为400mm或其以下，例如为400-300mm，且从过滤网4到蜂窝状成形体成形用金属盖3里侧的距离可以是比现有制造方法短的400-300mm的长度。
此外，虽然省略图示，但是使用连接式成形机的情况也相同，可将过滤网配置于蜂窝状成形体成形用金属盖附近。
在连接式成形机中，虽然不用柱塞而是用内嵌螺杆的旋转来挤压成形原料，但是其螺杆部前端的成形原料管道的内径与柱塞式的成形原料的外径相当。
该螺杆部前端和蜂窝状成形体成形用金属盖之间配置有桶体，螺杆部前端和桶体之间配置有过滤网。
而且，虽然对于降低成形原料管道2内面和成形原料5之间摩擦阻力的操作，如果是有效降低成形原料管道2内面和成形原料5之间摩擦阻力的方法，则没有特别限制，但是，可举出例如在成形原料管道2内面和成形原料5之间配置润滑油或润滑材料的操作以及/或者成形原料管道2内面的表面性状的改性操作来作为适当例子。
下面对本实施方式的制造方法进行更具体说明。
在本实施方式的蜂窝状成形体制造方法中，首先，调制用于挤压成形蜂窝状成形体10的成形原料5。
对于调制成形原料5的方法，可按照现有蜂窝状成形体制造方法的成形原料5的调制方法来进行。
可举出例如，用搅拌机混合预定原料粉末和水，接着由捏合机混炼，再真空练泥并调制的方法。
而且，对于成形原料5的材料，可根据得到的蜂窝状成形体10来适当选择。
例如，为得到汽车排气净化用所使用的蜂窝状成形体10，可适当地使用耐热性及低热膨胀率优良的堇青石质陶瓷来作为成形原料5的主原料。
该堇青石质陶瓷理想的是以平均粒径5-10μm的高岭土(Al2O3·2SiO2·2H2O)0-20质量％、平均粒径15-30μm的滑石(3MgO·4SiO2·H2O)37-40质量％、平均粒径1-10μm的氢氧化铝15-45质量％、平均粒径4-8μm的氧化铝0-15质量％、平均粒径3-100μm的熔融二氧化硅或石英15-45质量％的组成物为主原料。
再有，作为成形原料，不只上述堇青石质陶瓷，也可适当使用从由氧化铝、模来石、尖晶石、钛酸铝、二氧化钛、氧化锆、氮化硅、氮化铝、及LAS(锂铝硅酸盐)构成的群选出的一种或它们的复合物，以及不锈钢、铝合金、活性碳、硅胶和沸石等吸附材料。
而且，在本实施方式的蜂窝状成形体制造方法中使用的成形原料5中，可根据需要添加期望的添加剂。
作为添加剂，可举出粘合剂、用于促进向介质液体扩散的分散剂、用于形成气孔的造孔材料等。
作为粘合剂，可举出例如，羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚对苯二甲酸乙酯等；作为分散剂可举出例如，甘醇、糊精、脂肪酸皂、多元醇等；作为使用的造孔材料可举出例如，石墨、焦碳、小麦粉、淀粉、发泡树脂、吸水性树脂、酚醛树脂、聚对苯二甲酸乙酯、飞尘球、硅球、硅胶、氧化铝凝胶、有机纤维、无机纤维、碳纤维、这些材质的实心纤维或中空纤维等。
可根据目的来使用这些添加剂的单独1种或2种以上组合使用。
成形原料5，通常，相对于上述主原料及根据需要添加的添加物的混合原料粉末100质量份，投入10-40质量份的水，然后混炼并成为可塑性混合物。
混合前可将各原料分级或通过筛处理来除去粗大粒子。
此外，由于在混合时消除了原料粒子的凝聚，所以理想的是采用提高分散度的混合方法。
再有，在混合各原料粉末时可添加水分。
接着，将所得预定量的成形原料5投入真空练泥机中，在排气的同时用螺杆混炼并进行添装，与成形原料管道2的内径(构成成形原料管道的圆柱体6的内径)一致，分为作为预定长度圆筒粘土状块的填充用成形原料5a。
在本实施方式的蜂窝状成形体制造方法中，填充用成形原料5a的外径理想的是形成为比成形原料管道2的内径略小。
再有，填充用成形原料5a的外径根据安装于真空练泥机前端的前端金属口的内径而可进行种种变化。
在图1(a)及图1(b)所示的本实施方式的蜂窝状成形体制造方法中，为了由一个填充用成形原料5a可以连续挤压成形出多个蜂窝状成形体10，得到比制造的蜂窝状成形体10的体积足够大的体积的填充用成形原料5a。
再有，对于使用的成形机1的成形原料管道2的内径，可根据制造的蜂窝状成形体10的外径大小等来确定。
例如，蜂窝状成形体10的外径在约50-300mm的广大范围内。
外径为约50-200mm大小的蜂窝状成形体10通常作为用于发动机排气容量小的乘用车和小型卡车等的排气净化的蜂窝状成形体来使用。
随着发动机排气容量增大，蜂窝状成形体10的外径大小也增大，且其长度也变长。
外径为约200mm或其以上的蜂窝状成形体10通常作为用于柴油卡车、公共汽车等大排气量的大型车的排气净化的蜂窝状成形体来使用。
接着，将如此得到的填充用成形原料5a填充到成形原料管道2的圆柱体6中。
成形原料管道2由圆柱体6和桶体7构成，且桶体7与蜂窝状成形体成形用金属盖3连接。
此外，过滤网4配置于比圆柱体6和桶体7之间边界更靠近蜂窝状成形体成形用金属盖3的桶体7的内部。
过滤网4可使用薄片状的金属筛，且由具有多个通孔的圆盘状金属制多孔板的保持部16来保持。
而且，在本实施方式的蜂窝状成形体制造方法中，进行在成形原料管道2内面和成形原料5之间配置润滑油或润滑材料的操作以及/或者成形原料管道2内面的表面性状的改性操作等，缩小成形原料管道2的中央部分和外周部分的成形原料5的挤压速度的差，缩小在后添加成形原料5时产生的边界部分8的范围。
作为上述润滑油，理想的是以从市场销售的各种合成润滑油、烃类、石油系的油、食用油所构成的群选择的至少一种为主成分。
再有，作为石油系的油可举出煤油和轻油等，作为食用油可举出菜籽油、豆油、玉米油、橄榄油、芝麻油等。
此外，作为润滑材料，理想的是以从由黑铅、石墨、焦碳、碳纤维及二硫化钼所构成的群选择的至少一种为主成分。
也可组合使用这些润滑油和润滑材料。
再有，此类润滑油和润滑材料可起到防止成形原料5的外表面干燥的效果。
也可添加各种防干燥剂和防腐剂、PH稳定剂等。
作为成形原料管道2内面的表面性状的改性操作，是使表面粗糙度(Ra、Rmax、Ry、Rz等)和由波动定量化的表面特性圆滑及减小表面张力的操作，是改善耐磨损特性和摩擦特性两方面的操作。
具体地，在机械加工桶体7内面时，可举出通过由车刀进行车床切削加工来减小圆周方向的加工条纹的方法，可通过在切削加工后作为表面修整而由磨石进行磨削或研磨加工来实现。
此外，通过喷沙处理的方法也可实现。
由于桶体7通常由钢铁材料、不锈钢材料、钛材料等金属材料构成，所以理想的是施以各种热处理、表面硬化处理来提高耐磨损特性。
此外，也可以使用氧化铝、氧化锆、氮化硅等陶瓷材料、合金陶瓷等非金属材料。
再有，可以在机械加工的表面上实施电镀硬质铬处理等各种覆盖处理。
为了提高润滑性，理想的是在镍(Ni)等镀层矩阵中均匀分散六方晶体氮化硼、二硫化钼、二硫化钨等分散材料粒子的复合镀层。
此外，可适当地利用生成硫化物表膜的渗硫处理和渗硫氮化处理、离子注入处理、CVD处理、PVD处理、升华沉淀处理、等离子处理、喷镀等。
这些上述各种表面处理理想的是不止适用于成形原料管道2的内面，对螺杆等表面也适用，且在钢铁材料中对防止锈等腐蚀也起作用。
对由本实施方式的蜂窝状成形体的制造方法所得的蜂窝状成形体10的形状没有特别限制，通过使用期望形状的蜂窝状成形体成形用金属盖3，可得到各种形状的蜂窝状成形体10。
例如，作为蜂窝状成形体10的外形，可举出端面形状为圆或椭圆的圆柱、端面形状为三边和四边等多边形的棱柱、这些圆柱和棱柱的侧面弯曲成ㄑ形的形状等，作为蜂窝状成形体10的通孔形状，可举出例如，截面形状为四边和八边等多边形、圆、椭圆等或这些形状的组合形。
接着，挤压成形填充到成形原料管道2中的成形原料5。虽然对于挤压成形成形原料5的方法没有特别限制，但是如图1(a)及图1(b)所示，可适当地使用挤压成形原料用的柱塞11来挤压成形原料5的柱塞式的挤压成形。
这样，在将预定长度的成形体从蜂窝状成形体成形用金属盖3挤压成形后，切断挤出的成形体，得到由隔壁划分形成多个通孔的蜂窝状成形体10。
而且，在本实施方式的蜂窝状成形体制造方法中，即使通过例如，使用两个桶体7，例如，在圆柱体6和过滤网4之间配置第一桶体(缩小或扩大桶体)，再在过滤网4和蜂窝状成形体成形用金属盖3之间配置第二桶体(缩小或扩大桶体)，也可将过滤网4配置于蜂窝状成形体成形用金属盖3附近。
而且，如图2(a)及图2(b)所示，蜂窝状成形体成形用金属盖3自身可兼起过滤网4的保持部16(参照图1(a))的作用，可将过滤网4配置为贴在蜂窝状成形体成形用金属盖3里侧，且装入蜂窝状成形体成形用金属盖3内部来进行挤压成形。
图2(a)及图2(b)是示意本发明蜂窝状成形体制造方法的一个实施方式的挤压成形成形原料的工序的另一个例子的说明图。
在图2(a)及图2(b)中，对与图1(a)所示成形机相同的各构件标以相同标记并省略说明。
在此类方法中，例如，作为原料，在以上述滑石、高岭土、氧化铝为主原料的堇青石原料中调和入水和粘合剂，并将分散混合、混炼的成形原料由练泥机挤压为圆柱状而得到的外径约300mm的成形原料用成形机1挤压成形，可得到不含成形原料的边界部分的外径约210mm的蜂窝状成形体。
再有，使用如此得到的成形体而制造蜂窝状结构体的情况下，将得到的成形体在干燥后切断为预定长度而得到干燥体，并在将该干燥体两端面的隔室群交错地封闭后而烧成从而得到烧成体。
接着，在将该得到的烧成体的外周壁及离最外周约3隔室距离的隔壁磨削除去后，通过将陶瓷涂层材料涂抹于外周而形成外周壁可得到堇青石质的蜂窝状结构体。
通过此类方法，可制造例如隔室的截面形状为四边形、隔壁厚度为0.3mm、标准隔室密度为200cpsi(31个/cm2)、外周涂层后的蜂窝状结构体的外形为圆柱状(外径191mm、长度203mm)的蜂窝状结构体。
该蜂窝状结构体是气孔率为65％，平均细孔率为12μm、40-800℃下的轴向平均热膨胀率为约0.4×10-6/℃。
此外，虽然省略图示，但在本实施方式的蜂窝状成形体制造方法中，可在后填充的成形原料的蜂窝状成形体成形用金属盖侧端面上涂抹色粉以便可以容易地判断后填充的成形原料的边界部分的位置。
这样，通过目视可以容易地判断后填充的成形原料的边界部分的位置。
而且，在本实施方式的蜂窝状成形体制造方法中，如图3所示，既可使用使成形原料管道2的内径大小从配置过滤网4的位置朝配置蜂窝状成形体成形用金属盖3的一个端部扩大的成形原料管道2来进行挤压成形，也可以使成形原料管道2的内径大小朝向一个端部缩小后再扩大的成形原料管道2来进行挤压成形。
图3所示的桶体7由成形原料管道2的内径缩小的缩小桶体7a和成形原料管道2的内径扩大的扩大桶体7b构成。
这里，图3是示意本发明蜂窝状成形体制造方法的一个实施方式的挤压成形成形原料的工序的另一个例子的说明图。
圆柱体6的内径(或成形原料5外径)和缩小部内经的比率(缩小率)为5-95％的范围，缩小部内经和成形体外径的比率理想的是在105-200％的范围内。
理想的设定是缩小桶体7a的长度处于缩小角度在两角间为10-90度范围内且扩大桶体7b的长度处于扩大角度在两角间为5-45度范围内，且理想的是扩大角度小于缩小角度。
此类缩小率、扩大率、缩小角度、扩大角度、圆柱体内径、缩小部内经、缩小部和扩大部的桶体长度、成形体外径的最佳组合由于受实际上在生产现场所使用的成形原料性状所左右，所以生产上首要的是在试验上设定最佳的组合设计方式。
再有，在图3中，虽然表示了使用挤压成形原料5用的柱塞11来挤压成形原料5的柱塞式的挤压成形的工序，但在其它方法中，例如在连接式的成形中，可使成形原料管道的内径大小从配置过滤网的位置朝配置蜂窝状成形体成形用金属盖的一个端部扩大的成形原料管道2来进行挤压成形。
在图3所示的蜂窝状成形体制造方法中，由于在通过过滤网4后成形原料管道2的内径没缩小，所以改善了成形原料5的速度分布，可有效防止与后填充的成形原料5a之间的边界部分8成为长抛物线状。
含边界部分8的蜂窝状成形体10不能作为制品使用，且由于成形后必须处理，所以根据本实施方式的蜂窝状成形体制造方法，可减少含有此类边界部分8的蜂窝状成形体10，从而可有效使用成形原料5。
此外，由于向蜂窝状成形体10的外周部的成形原料5的供给变流畅，所以改善了位于蜂窝状成形体10的外周部的隔壁的耐压性，且构成蜂窝状成形体10的外壁的形成缺损少，可得到外观优美的蜂窝状成形体10。
在此类方法中，例如，作为原料，在以上述滑石、高岭土、氧化铝为主原料的堇青石原料中调和入水和粘合剂，并将分散混合、混炼的成形原料由练泥机挤压为圆柱状而得到的外径约300mm的成形原料用具备上述缩小扩大桶体7的成形机1挤压成形，可得到外径约250mm的蜂窝状成形体。
再有，虽然没有特别限定，在本实施方式中，使缩小率为65％、扩大率为120％的缩小部内径为210mm。
此外，缩小桶体7a的长度设定为其缩小角度为两角30度，扩大桶体7b的长度设定为其扩大角度为两角15度。
如此挤压成形时的成形图案是大体平坦的，故而较好，可得到没有明显的隔室变形的良好蜂窝构造的成形体。
再有，使用如此得到的成形体而制造蜂窝状结构体的情况下，将得到的成形体在干燥后切断为预定长度而得到干燥体，并在将该干燥体两端面的隔室群交错地封闭后烧成而得到烧成体。
接着，在将该得到的烧成体的外周壁及离最外周约3隔室距离的隔壁磨削除去后，通过将陶瓷涂层材料涂抹于外周而形成外周壁可得到堇青石质的蜂窝状结构体。
通过此类方法，可制造例如隔室的截面形状为四边形、隔壁厚度为0.3mm、标准隔室密度为200cpsi(31个/cm2)、外周涂层后的蜂窝状结构体的外形为圆柱状(外径229mm、长度305mm)的蜂窝状结构体。
该蜂窝状结构体是气孔率为60％，平均细孔率为12μm、40-800℃下的轴向平均热膨胀率为约0.4×10-6/℃。
而且，在从柱塞式的圆柱体6或连接式的螺杆部(圆柱体)挤压出的成形原料5暂时缩小、接着朝蜂窝状成形体成形用金属盖3扩大的情况下，如图3所示，虽然可在缩小桶体7a和扩大桶体7b之间配置过滤网4来进行挤压成形，但是，例如，虽然省略图示，但也可在圆柱体和缩小桶体之间配置过滤网来进行挤压成形，而且，如图4所示，也可不在缩小桶体7a和扩大桶体7b之间配置过滤网4，而在蜂窝状成形体成形用金属盖3里侧或内部配置过滤网4来进行挤压成形。
再有，在图3及图4中，对与图1(a)所示的成形机相同的各构件标以相同标记并省略其说明。
此外，虽然省略图示，但是在成形原料从圆柱体朝蜂窝状成形体成形用金属盖扩大的情况下，也可在圆柱体和扩大桶体之间配置过滤网来进行挤压成形。
再有，既可在扩大桶体中间设置过滤网来进行挤压成形，还可在蜂窝状成形体成形用金属盖里侧或内部配置来进行挤压成形。
如图4所示，在将过滤网4直接配置于蜂窝状成形体成形用金属盖里侧的情况下，当成形停止后重新开始时，停止的缩流部分(缩流部)的成形原料5与在蜂窝状成形体成形用金属盖3内部停止的成形原料5一同马上被挤出，对成形性的影响小，且含边界部分8的蜂窝状成形体10的处理容易。
再有，对于图3及图4所示的实施方式，可适用于活塞式(柱塞式)、连接式中任一种的挤压成形。
接着对本实施方式的蜂窝状成形体制造方法的其它实施方式进行说明。
图5(a)-图5(c)是示意本发明蜂窝状成形体制造方法的另一个实施方式的挤压成形成形原料的工序的一个例子的说明图。
如图5(a)-图5(c)所示，本实施方式的蜂窝状成形体制造方法是在一个端部上配置蜂窝状成形体成形用金属盖3的成形原料管道12的内部填充成形原料15，将填充的成形原料15从蜂窝状成形体成形用金属盖3挤压成形并得到蜂窝状成形体10的蜂窝状成形体的制造方法，是使成形原料管道12的内径大小与挤压成形的蜂窝状成形体10的外径大小大体相同且在该成形原料管道12内部的蜂窝状成形体成形用金属盖3附近配置用于过滤成形原料15所含异物的过滤网4并进行降低成形原料管道12内面和成形原料15之间摩擦阻力的操作以得到蜂窝状成形体10的蜂窝状成形体制造方法。
再有，在图5(b)及图5(c)中，表示了将过滤网4配置于蜂窝状成形体成形用金属盖3里侧或内部来进行挤压成形的工序。
在本实施方式的蜂窝状成形体制造方法中，通过采用使成形原料管道12的内径大小与挤压成形的蜂窝状成形体10的外径大小大体相同，并使构成现有成形原料管道的圆柱体和桶体一体化的结构，可以在蜂窝状成形体成形用金属盖3之前用柱塞11进行切断，从而能够降低后添加成形原料15时产生的边界部分。
上述的成形原料的边界部分存在不连续性，其理想的是不残留于制品内部。
再有，在本实施方式的蜂窝状成形体制造方法中，如图5(a)所示，将与一个蜂窝状成形体10相当的量的成形原料15用练泥机13连续地制作，成为作为成形原料管道12的内径大小(即，挤压成形的蜂窝状成形体10的外径大小)的圆筒粘土状块的填充用成形原料15a，如图5(b)及图5(c)所示，理想的是将该填充用成形原料15a填充到成形原料管道12并挤压成形。
再有，在得到与一个蜂窝状成形体10相当的量的填充用成形原料15的情况下，实际上，理想的是，使用包含一个蜂窝状成形体10和相当于其两侧端面的加工余量的部分的量的成形原料15来得到填充用的成形原料15a。
通过在每次成形时使尽填充到成形原料管道12的成形原料，可使成形原料15几乎不残留在成形原料管道12中，从而可消除成形原料15的边界部分的出现。
再有，在实际进行成形的情况下，虽然有时在蜂窝状成形体成形用金属盖3内部残留一些成形原料15，但是在下次挤压成形所得的蜂窝状成形体10中，由该残留的成形原料15构成的部分成为蜂窝状成形体10端面的加工余量，不留在制品上。
在如此般使用与一个蜂窝状成形体10相当的量的成形原料15来进行成形的情况下，如图5(a)-图5(c)所示，用练泥机13连续地得到与一个蜂窝状成形体10相当的量的填充用成形原料15，将得到的填充用成形原料15a顺次移送到成形机1的成形原料管道12，将移送的成形原料15a填充到成形原料管道12中并断续地进行成形。
在本发明的蜂窝状成形体制造方法中，虽然不能如现有制造方法般连续地成形蜂窝状成形体，但是，由于一个成形原料管道12的构造变小，且成形原料15的填充作业变简单，所以可大幅缩短成形原料15的填充所花费的时间。
在成形原料管道12中，没有现有制造方法的圆柱体和桶体的构成，只简单地由筒状成形原料管道12构成。
再有，在本实施方式的蜂窝状成形体制造方法中，如图6(a)及图6(b)所示，使与蜂窝状成形体10外径一致的专用成形原料管道12为筒式并准备多个，且在旋转台上以圆周状和直列状配置，在用柱塞11挤压填充了成形原料15的一个成形原料管道12a而成形期间，能够进行将成形原料15填充到成形结束的其它成形原料管道12b中的作业。
这样，通过将填充了成形原料15的成形原料管道12b移动到柱塞11所处位置来进行成形，可更迅速地实现挤压成形。
特别是，最近的计算机控制技术、机器人化技术有所发展，不但几乎没使成形工作效率下降，还可实现实质地连续挤压成形。
这里，图6(a)-图6(b)是示意本发明蜂窝状成形体制造方法的另一个实施方式中对成形原料进行挤压成形工序的另一个例子的说明图。
此外，在图6(a)-图6(b)中，对与图1(a)所示的成形机相同的各构件标以相同标记并省略其说明。
在本实施方式的蜂窝状成形体制造方法中，成形机1的成形原料管道12的挤压方向的长度可比现在使用的成形原料管道短，随之，柱塞11的油压机构的简化、成形机1的紧凑化成为可能。
通过成形机1的紧凑化，成形原料管道12可容易地变化以与蜂窝状成形体10的外径一致。
具体地，成形原料管道12为现有的圆柱体和桶体一体化的构造，使其与蜂窝状成形体10的外形一致，可变为筒式。
成形原料管道12的内径大小(即，挤压成形的蜂窝状成形体10的外径大小)的填充用成形原料15a通过在练泥机13前端添加节流阀或扩大桶体可容易地得到。
再有，在图5(a)-图5(c)中，虽然得到与一个蜂窝状成形体10相当的量(实际上，与包含一个蜂窝状成形体和其端面的加工余量相当的部分的量)的填充用成形原料15a并进行蜂窝状成形体10的成形，但是例如，虽然省略图示，但可以是得到与两个蜂窝状成形体相当的量(实际上，与包含两个蜂窝状成形体和各自端面的加工余量相当的部分的量)的填充用成形原料，也可以是得到与三个以上的多个蜂窝状成形体相当的量(实际上，与包含多个蜂窝状成形体和各自端面的加工余量相当的部分的量)的填充用成形原料，然而由于随着可成形个数增加而填充用成形原料的长度变长，所以理想的是将一到三个蜂窝状成形体作为可成形填充用成形原料。
特别地，在本实施方式的蜂窝状成形体的制造方法中，在蜂窝状成形体的大小比较大的情况下效率更高。
通常，虽然填充用成形原料为外径约300mm、长度约1200mm的长圆柱状，但是，如果例如成形的蜂窝状成形体的外径约280mm、长度约350mm，则在现有制造方法中，在螺杆和桶体的内部残留的成形原料增多，且由一个填充用成形原料所得的蜂窝状成形体的个数减少。
因此，在现有制造方法中，成形原料的更换间隔变得非常短，在整个制造时间中成形原料的更换时间所占比例剧增，成形作业效率下降。
特别地，在重载柴油卡车中，需要外径超过300mm大小的蜂窝状成形体的蜂窝状构造过滤器，在此类情况下成形作业效率进一步下降。
虽然在成形大型蜂窝状成形体的情况下考虑增大填充用成形原料的大小，但是由于成形机自身也需要巨大化，所以实际实现很困难。
如本实施方式的蜂窝状成形体制造方法，使成形原料管道12的内径大小与挤压成形的蜂窝状成形体10的外径大小大体相同，例如，通过得到与一个蜂窝状成形体10相当的量的填充用成形原料15a并进行蜂窝状成形体10的成形，可提高成形作业效率(参照图5(a)及图5(b))。
(实施例)作为原料，在以上述滑石、高岭土、氧化铝为主原料的堇青石原料中调和入水和粘合剂，并将分散混合、混炼的成形原料由练泥机挤压为与蜂窝状成形体外径大体相同的圆柱状而得到的外径约400mm的成形原料。
将所得圆柱状成形原料在成为包含一个蜂窝状成形体和仅残留于成形机的成形原料管道中的部分与残留于蜂窝状成形体成形用金属盖内的部分的量之处切断，以得到成形机填充用成形原料。
在本实施例中使用的成形机将用于过滤成形原料中所含异物的过滤网直接配置于蜂窝状成形体成形用金属盖里侧。
此外，在本实施例中，在成形原料管道内面和成形原料之间配置润滑油，进行减小成形原料管道内面和成形原料之间摩擦阻力的操作。
此外，成形机的成形原料管道的内径比得到的蜂窝状成形体的外形稍大，以便能够容易地填充上述成形机填充用成形原料。
将得到的成形机填充用成形原料填充到成形机的成形原料管道内，并通过柱塞经蜂窝状成形体来挤压成形。
在本实施例中，可有效使用填充到成形机的成形原料，并可良好地进行成形。
再有，在本实施例中，将如此得到的成形体在干燥后切断为预定长度而得到干燥体，并在将该干燥体两端面的隔室群交错地封闭后而烧成从而得到烧成体。
再有，干燥体的两端面外周部2-3隔室范围不封闭。
而且，在将该得到的烧成体的外周壁及离最外周约5隔室距离的隔壁磨削除去后，将陶瓷涂层材料涂抹于外周而形成外周壁，能够得到成形原料的边界部分不残留在制品内部的堇青石质的蜂窝状结构体。
得到的蜂窝状结构体是隔室的截面形状为四边形、隔壁厚度为0.3mm、标准隔室密度为200cpsi(31个/cm2)、外周涂层后的蜂窝状结构体的外形为圆柱状(外径410mm、长度450mm)。
此外，该蜂窝状结构体是气孔率为50％，平均细孔率为12μm、40-800℃下的轴向平均热膨胀率为约0.4×10-6/℃。
本发明的蜂窝状成形体制造方法在随着填充到成形机中的成形原料的减少而随后添加成形原料以进行成形的情况下，可减小先填充的成形原料和后填充的成形原料的边界部分对成形的影响，并可有效使用填充到成形机中的成形原料。
所得蜂窝状成形体通过烧成可成为适用于例如除尘用和水处理用的过滤器及排气净化用催化剂载体的蜂窝状结构体。
权利要求
1.一种蜂窝状成形体的制造方法，其是在一个端部上配置了蜂窝状成形体成形用金属盖的成形原料管道的内部填充成形原料，将填充的上述成形原料从上述蜂窝状成形体成形用金属盖挤压出而成形来得到蜂窝状成形体的蜂窝状成形体的制造方法，其特征在于在上述成形原料管道内部的上述蜂窝状成形体成形用金属盖附近配置用于过滤上述成形原料所含异物的过滤网，并且，进行降低上述成形原料管道内面和上述成形原料之间摩擦阻力的操作来得到上述蜂窝状成形体。
2.根据权利要求1所述的蜂窝状成形体的制造方法，其特征在于将上述过滤网配置于离上述蜂窝状成形体成形用金属盖的距离为上述成形原料管道内径的两倍或其以下的位置上。
3.根据权利要求1或2所述的蜂窝状成形体的制造方法，其特征在于降低上述成形原料管道内面和上述成形原料之间摩擦阻力的操作是在上述成形原料管道内面和上述成形原料之间配置润滑油或润滑材料的操作，以及/或者上述成形原料管道内面的表面性状的改性操作。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的蜂窝状成形体的制造方法，其特征在于使用了使上述成形原料管道的内径大小从配置上述过滤网的位置向配置了上述蜂窝状成形体成形用金属盖的上述一个端部扩大的上述成形原料管道来挤压成形。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的蜂窝状成形体的制造方法，其特征在于使用了使上述成形原料管道的内径大小在朝向上述一个端部缩小后扩大的上述成形原料管道来挤压成形。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的蜂窝状成形体的制造方法，其特征在于在使用挤压上述成形原料用的柱塞来挤压上述成形原料的柱塞式挤压成形中，使用了使上述成形原料管道的内径大小与挤压成形的上述蜂窝状成形体的外径大小大体相同的上述成形原料管道来挤压成形。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的蜂窝状成形体的制造方法，其特征在于将与一个上述蜂窝状成形体相当的量的上述成形原料填充到上述成形原料管道中来挤压成形。
全文摘要
本发明提供可有效使用填充到成形机中的成形原料的蜂窝状成形体的制造方法。本发明的蜂窝状成形体的制造方法是在一个端部上配置了蜂窝状成形体成形用金属盖(3)的成形原料管道(2)的内部填充成形原料(5)，将填充的成形原料(5)从蜂窝状成形体成形用金属盖(3)挤压出而成形来得到蜂窝状成形体(10)的蜂窝状成形体的制造方法，是在成形原料管道(2)内部的蜂窝状成形体成形用金属盖(3)附近配置用于过滤成形原料(5)所含异物的过滤网(4)并进行降低成形原料管道(2)内面和成形原料(5)之间摩擦阻力的操作以得到蜂窝状成形体(10)的蜂窝状成形体制造方法。
文档编号C04B38/00GK1833845SQ20061005708
公开日2006年9月20日 申请日期2006年3月17日 优先权日2005年3月17日
发明者市川结辉人 申请人:日本碍子株式会社