[发明专利]陶瓷成型体的制造方法

说明书

制造方法1包括：混合工序S1：将用于形成蜂窝成型体2的原料3干式混合，相对于得到的干式混合物再添加液体4进行湿式混合；混炼工序S2：对通过混合工序S1得到的包含液体4的混合物5进行混炼；注入工序S3：在混炼工序S2的过程中向混炼物6注入超临界CO₂7；以及成型工序S4：将通过混炼工序S2以及注入工序S3得到的包含超临界CO₂7的成型原料8挤出成型，形成蜂窝成型体2。

技术领域

本发明涉及陶瓷成型体的制造方法。更详细而言，涉及用于制造高气孔率的陶瓷结构体的陶瓷成型体的制造方法。

背景技术

以往，陶瓷结构体用于汽车尾气净化用催化剂载体、柴油机微粒除去过滤器、或者燃烧装置用蓄热体等广泛的用途。陶瓷结构体大多使用蜂窝形状的蜂窝结构体，该蜂窝结构体例如具备区划形成多个隔室的格子状的隔壁，该多个隔室从一方端面延伸至另一方端面，形成流体的流路。像这样的蜂窝结构体是将成型原料(生坯)从挤出成型机的口模(挤出模具)挤出，形成期望形状的陶瓷成型体后，经干燥工序以及烧成工序等制造得到的。

近年来，对于像用于如上所述的各种用途的蜂窝结构体那样的陶瓷结构体要求进一步的高性能化。例如，通过抑制作为处理对象的尾气等流体的压力损失差，能够提高汽车等的发动机的燃油性能。因此，期待开发出压力损失差较小的陶瓷结构体。为了应对该要求，正在开发多孔性的陶瓷结构体的气孔率得到了提高的高气孔率结构的陶瓷结构体。

对于为了形成陶瓷成型体而从口模挤出的成型原料，将包括各种陶瓷粉体、粘合剂等的原料以规定的配合比率混合，然后，进行混炼，由此，调整为适合挤出成型的粘度。该成型原料中，添加有例如淀粉、发泡性树脂材料、碳粉末、或者吸水性树脂等作为“造孔材料”(参见专利文献1)。所添加的造孔材料在将挤出成型的陶瓷成型体于高温烧成的烧成工序中从成型原料中消失。

因此，在烧成后的陶瓷结构体的内部(相当于蜂窝结构体的隔壁的内部)形成多个气孔(细孔)。即，通过在成型原料中添加造孔材料，能够使陶瓷结构体成为高气孔率结构。此处，通过使添加到成型原料中的造孔材料的添加量发生变化，能够任意地调整陶瓷结构体的气孔率。在本说明书中，将使用造孔材料(化学物质)制造高气孔率结构的陶瓷结构体的方法定义为“化学发泡”。

针对于此，提出以下方法：在成型原料中直接注入氮气、氩气等不活泼气体，使用挤出成型机将注入有该不活泼气体的状态的成型原料挤出成型(参见专利文献2)。由此，在注入到成型原料中的不活泼气体的作用下，能够制造内部具有多个气孔的陶瓷物品。在本说明书中，将通过注入不活泼气体等在物理作用下制造高气孔率结构的陶瓷结构体的方法定义为“物理发泡”。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特许第4571990号公报

专利文献2:日本特表2014－501684号公报

发明内容

使用了上述提到的“化学发泡”以及“物理发泡”的各方法的、高气孔率结构的陶瓷结构体的制造有时产生以下提到的不良情况。具体说明，在化学发泡的情况下，为了陶瓷结构体的高气孔率化，需要使成型原料中添加的造孔材料的添加量变多，或者，使添加比率变高。结果，造孔材料在成型原料中所占的材料成本升高，有时会对陶瓷结构体整体的制造成本造成影响。

此外，例如，在将吸水性树脂用作造孔材料的情况下，其成型原料成为包含有许多水分(液体成分)的高含水率(高含液率)的状态。结果，存在使挤出成型的陶瓷成型体干燥的干燥工序所需的干燥时间变长的倾向。结果，存在如下问题：陶瓷结构体整体的制造时间变长，制造效率降低。另外，干燥工序中的干燥时间的长时间化可能导致干燥所需的能量成本增大。因此，存在如下倾向：避免为了使陶瓷结构体为高气孔率结构而利用化学发泡的方法导致使用大量的造孔材料。