(57)【要約】【課題】撹拌羽根が摩耗されにくくなり、長期に渡ってスクリューの取り換え無しに運転を行うことが可能な撹拌機を用いた粉末の混合方法を提供する。【解決手段】少なくとも１種類の粉末の混合及び輸送を行う粉末の混合方法であって、撹拌棒及び撹拌羽根からなり上記撹拌棒を中心に回転するスクリューと、上記スクリューの周囲に設けられたケーシングとを備え、上記撹拌羽根の全体が高硬度部材で形成されているか、又は、上記撹拌羽根の少なくとも一部に高硬度被覆層が形成された撹拌機に、上記少なくとも１種類の粉末を投入し、上記撹拌機の撹拌棒を回転させ、上記少なくとも１種類の粉末を混合しながら移動させることを特徴とする粉末の混合方法。【選択図】図１
2007229703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１種類の粉末の混合及び輸送を行う粉末の混合方法であって、
撹拌棒及び撹拌羽根からなり前記撹拌棒を中心に回転するスクリューと、前記スクリューの周囲に設けられたケーシングとを備え、前記撹拌羽根の全体が高硬度部材で形成されているか、又は、前記撹拌羽根の少なくとも一部に高硬度被覆層が形成された撹拌機に、
前記少なくとも１種類の粉末を投入し、前記撹拌機の撹拌棒を回転させ、前記少なくとも1種類の粉末を混合しながら移動させることを特徴とする粉末の混合方法。
【請求項２】
前記少なくとも１種類の粉末は、無機粉末と有機粉末とを含む請求項１に記載の粉末の混合方法。
【請求項３】
前記無機粉末として、粒子径の異なる２種以上の粉末を含み、かつ、
前記無機粉末を粒子径の大きい順に投入した後に、有機粉末を投入する請求項２に記載の粉末の混合方法。
【請求項４】
前記高硬度部材又は前記高硬度被覆層の主成分は、タングステンカーバイドである請求項１〜３のいずれかに記載の粉末の混合方法。
【請求項５】
前記撹拌羽根の縁部と前記ケーシングの内壁面とのなす距離は、３ｍｍを超え、１０ｍｍ以下である請求項１〜４のいずれかに記載の粉末の混合方法。
【請求項６】
前記高硬度部材又は前記高硬度被覆層の表面粗さＲａは、８μｍ以下である請求項１〜５のいずれかに記載の粉末の混合方法。
【請求項７】
撹拌棒及び撹拌羽根からなり前記撹拌棒を中心に回転するスクリューと、前記スクリューの周囲に設けられたケーシングとを備え、少なくとも1種類の粉末を混合しながら移動させる撹拌機であって、
前記撹拌羽根の全体が高硬度部材で形成されているか、又は、前記撹拌羽根の少なくとも一部に高硬度被覆層が形成されていることを特徴とする撹拌機。
【請求項８】
前記高硬度部材又は前記高硬度被覆層の主成分は、タングステンカーバイドである請求項７に記載の撹拌機。
【請求項９】
前記撹拌羽根の縁部と前記ケーシングの内壁面とのなす距離は、３ｍｍを超え、１０ｍｍ以下である請求項７又は８に記載の撹拌機。
【請求項１０】
前記高硬度部材又は前記高硬度被覆層の表面粗さＲａが８μｍ以下である請求項７〜９のいずれかに記載の撹拌機。
【請求項１１】
少なくとも1種類のセラミック粉末を含む原料粉末の混合及び輸送を行う混合輸送工程を行った後、この原料粉末の混合物に、さらに液体原料を混合して湿潤混合物を調製し、この湿潤混合物を成形することで、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム成形体を作製し、これを焼成してハニカム焼成体からなるハニカム構造体を製造するハニカム構造体の製造方法であって、
前記混合輸送工程では、撹拌棒及び撹拌羽根からなり前記撹拌棒を中心に回転するスクリューと、前記スクリューの周囲に設けられたケーシングとを備え、前記撹拌羽根の全体が高硬度部材で形成されているか、又は、前記撹拌羽根の少なくとも一部に高硬度被覆層が形成された撹拌機に、前記原料粉末を投入し、前記撹拌機の前記撹拌棒を回転させ、前記原料粉末を混合しながら移動させることを特徴とするハニカム構造体の製造方法。
【請求項１２】
前記原料粉末は、セラミック粉末と有機粉末とを含む請求項１１に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項１３】
前記セラミック粉末として、粒子径の異なる２種以上のセラミック粉末を含み、かつ、
前記セラミック粉末を粒子径の大きい順に投入した後に、有機粉末を投入する請求項１２に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項１４】
前記高硬度部材又は前記高硬度被覆層の主成分は、タングステンカーバイドである請求項１１〜１３のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項１５】
前記撹拌羽根の縁部と前記ケーシングの内壁面とのなす距離は、３ｍｍを超え、１０ｍｍ以下である請求項１１〜１４のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項１６】
前記高硬度部材又は前記高硬度被覆層の表面粗さＲａが８μｍ以下である請求項１１〜１５のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末の混合方法、撹拌機、及び、ハニカム構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バス、トラック等の車両や建設機械等の内燃機関から排出される排ガス中に含有されるスス等のパティキュレートが環境や人体に害を及ぼすことが最近問題となっている。
そこで、排ガス中のパティキュレートを捕集して、排ガスを浄化するフィルタとして多孔質セラミックからなるハニカム構造体を用いたハニカムフィルタが種々提案されている。
【０００３】
図２は、このようなハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図であり、図３（ａ）は、上記ハニカム構造体を構成するハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、そのＡ−Ａ線断面図である。
【０００４】
ハニカム構造体１３０では、図３に示すようなハニカム焼成体１４０がシール材層（接着剤層）１３１を介して複数個結束されてセラミックブロック１３３を構成し、さらに、このセラミックブロック１３３の外周にシール材層（コート層）１３２が形成されている。
また、ハニカム焼成体１４０は、図３に示すように、長手方向に多数のセル１４１が並設され、セル１４１同士を隔てるセル壁１４３がフィルタとして機能するようになっている。
【０００５】
すなわち、ハニカム焼成体１４０に形成されたセル１４１は、図３（ｂ）に示すように、排ガスの入口側又は出口側の端部のいずれかが封口材層１４２により目封じされ、一のセル１４１に流入した排ガスは、必ずセル１４１を隔てるセル壁１４３を通過した後、他のセル１４１から流出するようになっており、排ガスがこのセル壁１４３を通過する際、パティキュレートがセル壁１４３部分で捕捉され、排ガスが浄化される。
【０００６】
従来、このようなハニカム構造体１３０を製造する際には、まず、原料粉末であるセラミック粉末とバインダとを混合し、さらに分散媒液等を添加、混合して湿潤混合物を調製する。そして、この湿潤混合物をダイスにより連続的に押出成形し、押出された成形体を所定の長さに切断することにより、角柱形状のハニカム成形体を作製する。
【０００７】
次に、得られたハニカム成形体を、マイクロ波乾燥や熱風乾燥を利用して乾燥させ、その後、所定のセルに目封じを施し、セルのいずれかの端部が封口材層により封止された状態とした後、脱脂処理及び焼成処理を施し、ハニカム焼成体を製造する。
【０００８】
この後、ハニカム焼成体の側面にシール材ペーストを塗布し、ハニカム焼成体同士をシール材ペーストを用いて接着させることにより、接着剤層を介してハニカム焼成体が多数結束した状態のハニカム焼成体の集合体を作製する。次に、得られたハニカム焼成体の集合体に、切削機等を用いて円柱、楕円柱等の所定の形状に切削加工を施してセラミックブロックを形成し、最後に、セラミックブロックの外周にシール材ペーストを塗布してコート層を形成することにより、ハニカム構造体の製造を終了する。
このようなハニカム構造体の製造方法において、セラミック粉末を含む原料粉末を混合する装置として、例えば、特許文献１には、含水原料を撹拌後、成形機に供給する装置が開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２５３９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このような製造方法では、セラミック粉末及びバインダ等を混合する工程において、撹拌棒及び撹拌羽根からなり上記撹拌棒を中心に回転するスクリューと、上記スクリューの周囲に設けられたケーシングとを備えた撹拌機を用いることにより、原料粉末を混合しながら、移動させることができる。
しかしながら、原料粉末の混合及び移動を上記構成を有する撹拌機を用いて行う場合、通常の金属材料からなるスクリューを備えた撹拌機では、撹拌羽根の摩耗により、スクリューの取り換えを頻繁に行わなければならないという問題が発生していた。
特に、原料粉末が、炭化ケイ素粉末等の硬いセラミック粉末を含むものである場合には、撹拌羽根の交換を頻繁に行わなければならず、当然、撹拌羽根の交換を行う際には、作業を停止する必要があるため、作業効率、及び、生産性の低下に繋がっていた。
【００１１】
また、特許文献１に開示された発明は、含水原料を撹拌する際に使用する装置に関する発明であるが、この発明では、セラミック粉末を含む原料粉末を撹拌した際に磨耗し易い撹拌羽根を着脱可能な構成とすることが開示されている。
しかしながら、スクリュー自体を交換する場合であっても、特許文献１の記載のように撹拌羽根のみを交換する場合であっても、頻繁に構成部材の交換を要する点では同様であり、どちらの場合も作業を停止する必要があるため、作業効率、及び、生産性を向上させるには、改善の必要があった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討を行い、撹拌機を構成するスクリューの交換頻度を減少させるための方策を見出し、本発明を完成させた。
即ち、本発明の粉末の混合方法は、少なくとも１種類の粉末の混合及び輸送を行う粉末の混合方法であって、
撹拌棒及び撹拌羽根からなり上記撹拌棒を中心に回転するスクリューと、上記スクリューの周囲に設けられたケーシングとを備え、上記撹拌羽根の全体が高硬度部材で形成されているか、又は、上記撹拌羽根の少なくとも一部に高硬度被覆層が形成された撹拌機に、
上記少なくとも１種類の粉末を投入し、上記撹拌機の撹拌棒を回転させ、上記少なくとも１種類の粉末を混合しながら移動させることを特徴とする。
【００１３】
上記粉末の混合方法において、上記少なくとも１種類の粉末は、無機粉末と有機粉末とを含むことが望ましい。
また、上記粉末の混合方法では、上記無機粉末として、粒子径の異なる２種以上の粉末を含み、かつ、上記無機粉末を粒子径の大きい順に投入した後に、有機粉末を投入することが望ましい。
【００１４】
また、上記粉末の混合方法において、上記高硬度部材又は上記高硬度被覆層の主成分は、タングステンカーバイドであることが望ましい。
また、上記粉末の混合方法では、上記撹拌羽根の縁部と上記ケーシングの内壁面とのなす距離は、３ｍｍを超え、１０ｍｍ以下であることが望ましい。
また、上記粉末の混合方法において、上記高硬度部材又は上記高硬度被覆層の表面粗さＲａは、８μｍ以下であることが望ましい。
【００１５】
本発明の撹拌機は、撹拌棒及び撹拌羽根からなり上記撹拌棒を中心に回転するスクリューと、上記スクリューの周囲に設けられたケーシングとを備え、少なくとも１種類の粉末を混合しながら移動させる撹拌機であって、
上記撹拌羽根の全体が高硬度部材で形成されているか、又は、上記撹拌羽根の少なくとも一部に高硬度被覆層が形成されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の撹拌機において、上記高硬度部材又は上記高硬度被覆層の主成分は、タングステンカーバイドであることが望ましい。
また、上記撹拌機では、上記撹拌羽根の縁部と上記ケーシングの内壁面とのなす距離は、３ｍｍを超え、１０ｍｍ以下であることが望ましい。
また、上記撹拌機において、上記高硬度部材又は上記高硬度被覆層の表面粗さＲａは、８μｍ以下であることが望ましい。
【００１７】
本発明のハニカム構造体の製造方法は、少なくとも１種類のセラミック粉末を含む原料粉末の混合及び輸送を行う混合輸送工程を行った後、この原料粉末の混合物に、さらに液体原料を混合して湿潤混合物を調製し、この湿潤混合物を成形することで、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム成形体を作製し、これを焼成してハニカム焼成体からなるハニカム構造体を製造するハニカム構造体の製造方法であって、
上記混合輸送工程では、撹拌棒及び撹拌羽根からなり上記撹拌棒を中心に回転するスクリューと、上記スクリューの周囲に設けられたケーシングとを備え、上記撹拌羽根の全体が高硬度部材で形成されているか、又は、上記撹拌羽根の少なくとも一部に高硬度被覆層が形成された撹拌機に、上記原料粉末を投入し、上記撹拌機の上記撹拌棒を回転させ、上記原料粉末を混合しながら移動させることを特徴とする。
【００１８】
本発明のハニカム構造体の製造方法において、上記原料粉末は、セラミック粉末と有機粉末とを含むことが望ましい。
また、上記ハニカム構造体の製造方法では、上記セラミック粉末として、粒子径の異なる２種以上のセラミック粉末を含み、かつ、上記セラミック粉末を粒子径の大きい順に投入した後に、有機粉末を投入することが望ましい。
【００１９】
また、本発明の製造方法で用いる撹拌機において、上記高硬度部材又は上記高硬度被覆層の主成分は、タングステンカーバイドであることが望ましい。
また、上記製造方法で用いる撹拌機では、上記撹拌羽根の縁部と上記ケーシングの内壁面とのなす距離は、３ｍｍを超え、１０ｍｍ以下であることが望ましい。また、上記製造方法で用いる撹拌機において、上記高硬度部材又は上記高硬度被覆層の表面粗さＲａは、８μｍ以下であることが望ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の粉末の混合方法によれば、高硬度被覆層が形成された撹拌羽根、又は、高硬度部材からなる撹拌羽根を備えた撹拌機を用いているので、撹拌羽根が摩耗されにくくなり、長期に渡ってスクリューの取り換え無しに運転を行うことが可能となり、運転の休止による作業効率の低下や生産量の減少を防止することができるとともに、設備費の増大を防止することができる。
【００２１】
また、本発明の撹拌機は、高硬度被覆層が形成された撹拌羽根、又は、高硬度部材からなる撹拌羽根を備えているため、撹拌羽根が摩耗されにくくなり、長期に渡ってスクリューの取り換え無しに運転を行うことができる。
【００２２】
本発明のハニカム構造体の製造方法によれば、高硬度被覆層が形成された撹拌羽根、又は、高硬度部材からなる撹拌羽根を備えた撹拌機を用いているので、撹拌羽根が摩耗されにくくなり、長期に渡ってスクリューの取り換え無しに運転を行うことが可能となり、運転の休止による作業効率の低下や生産量の減少を防止することができるとともに、設備費の増大を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
まず、本発明の粉末の混合方法、及び、本発明の撹拌機について説明する。
本発明の粉末の混合方法は、少なくとも１種類の粉末の混合及び輸送を行う粉末の混合方法であって、
撹拌棒及び撹拌羽根からなり上記撹拌棒を中心に回転するスクリューと、上記スクリューの周囲に設けられたケーシングとを備え、上記撹拌羽根の全体が高硬度部材で形成されているか、又は、上記撹拌羽根の少なくとも一部に高硬度被覆層が形成された撹拌機に、
上記少なくとも１種類の粉末を投入し、上記撹拌機の撹拌棒を回転させ、上記少なくとも１種類の粉末を混合しながら移動させることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の撹拌機は、撹拌棒及び撹拌羽根からなり上記撹拌棒を中心に回転するスクリューと、上記スクリューの周囲に設けられたケーシングとを備え、少なくとも１種類の粉末を混合しながら移動させる撹拌機であって、
上記撹拌羽根の全体が高硬度部材で形成されているか、又は、上記撹拌羽根の少なくとも一部に高硬度被覆層が形成されていることを特徴とする。
従って、本発明の粉末の混合方法は、本発明の撹拌機を用いて好適に行うことができる。
【００２５】
まず、本発明の撹拌機の構成について、図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、本発明の撹拌機の一例を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す撹拌機のＡ−Ａ線断面図であり、（ｃ）は、（ａ）に示す撹拌機の一部を示す拡大断面図である。
【００２６】
この撹拌機１０は、主に、粗粉の無機粉末を収容するための粗粉タンク１１と、微粉の無機粉末を収容するための微粉タンク１２と、バインダを収容するためのバインダタンク１３と、撹拌棒１５及び撹拌羽根１６からなり撹拌棒１５を中心に回転するスクリュー１４と、スクリュー１４の回りに設けられたケーシング１７とからなり、ケーシング１７の端部に近いところに排出口１８が形成されている。なお、図示はしていないが、スクリュー１４の一端にはベルトが掛けられ、このベルトは、モータの一端部にも掛けられており、モータの回転に伴ってスクリュー１４が回転するように構成されている。
また、各タンク、すなわち、粗粉タンク１１、微粉タンク１２及びバインダタンク１３は、それぞれ、貯蔵部１１ａ、１２ａ、１３ａと、計量投入部１１ｂ、１２ｂ、１３ｂとから構成されている。
【００２７】
また、図示はしていないが、これら原料粉末（粗粉の無機粉末、微粉の無機粉末及びバインダ）を外部より受け入れるための貯蔵タンクが別途設けられており、必要な量が空気輸送等の方法により、逐次、粗粉タンク１１等の各タンクに供給される。
粗粉タンク１１、微粉タンク１２及びバインダタンク１３では、貯蔵部１１ａ、１２ａ、１３ａ蓄えられた原料粉末が、計量投入部１１ｂ、１２ｂ、１３ｂで計量された後、所定の量スクリュー１４が回転しているケーシング１７の内部に落下する。
【００２８】
落下した各原料粉末は、撹拌羽根１６により混合されるとともに輸送される。ここで、原料粉末の一つとして、炭化ケイ素粉末を用いる場合、炭化ケイ素粉末は研磨剤等にも用いられる極めて硬い無機粉末であるため、撹拌羽根１６自身が炭化ケイ素粉末により摩耗してしまうおそれがある。そこで、撹拌羽根１６は、その縁部から１０ｍｍの部分に、高硬度被覆層１６ａとして、硬質材料であるタングステンカーバイドを主成分とする溶射層が形成されている。
そのため、撹拌羽根１６が摩耗されにくく、長期間に渡ってスクリューを取り換えることなく、運転を続行することができる。
【００２９】
本発明の撹拌機において、上記高硬度被覆層の幅は、７〜２０ｍｍが望ましい。
高硬度被覆層の幅が７ｍｍ未満では、炭化ケイ素粉末等との接触面積が増加して撹拌羽根の摩耗が進行しやすく、一方、上記高硬度被覆層の幅が２０ｍｍを超えると、原料粉末が撹拌羽根に付着しやすくなり、原料粉末の混合が良好に進行しないことがある。
なお、本発明において、高硬度被覆層の幅とは、高硬度被覆層が形成された部分の撹拌羽根の縁部からの距離（図１中、Ｌ参照）をいう。
【００３０】
また、上記高硬度被覆層の厚さは、望ましい下限が０．１０ｍｍ、より望ましい下限が０．２０ｍｍであり、望ましい上限が０．６０ｍｍ、より望ましい上限が０．４０ｍｍである。
後述する高硬度被覆層としての望ましい硬度を確保するだけであれば、上記厚さは１０μｍ以上あれば充分であるが、この程度の厚さでは、耐磨耗性が不充分であり、充分な耐磨耗性を確保するという点から、上記高硬度被覆層の厚さは０．１０ｍｍ以上であることが望ましい。また、上記厚さが０．６ｍｍを超えると、形成に高コストを要し、経済的に不利である。
従って、上記高硬度被覆層の厚さは、上記範囲にあることが望ましい。
【００３１】
また、図１に示した撹拌機１０では、撹拌機１０を構成する撹拌羽根の一部に、高硬度被覆層が形成されているが、本発明の撹拌機では、撹拌羽根の全体に高硬度被覆層が形成されていてもよく、場合によっては、撹拌棒及び撹拌羽根からなるスクリュー全体に高硬度被覆層が形成されていてもよい。
また、スクリューを構成する撹拌羽根の一部又は全部が、高硬度部材で構成されていてもよく、場合によっては、スクリュー全体が高硬度部材で構成されていてもよい。
【００３２】
しかしながら、上記撹拌機においては、上記撹拌羽根の一部に高硬度被覆層が形成されているか、又は、上記撹拌羽根の一部が高硬度部材からなることが望ましい。
上記高硬度被覆層や高硬度部材の表面粗さは、通常、撹拌棒本体や撹拌羽根本体の表面粗さよりも大きくなる傾向にあり、特に溶射により形成した高硬度被覆層は、表面粗さが、撹拌棒本体や撹拌羽根本体に比べて大きくなる傾向にある。
表面粗さが大きい場合には、原料粉末が撹拌棒や撹拌羽根に原料粉末が付着しやすく、原料粉末が撹拌羽根等に付着すると、原料粉末の均一な混合が阻害されることとなるからである。
また、上記高硬度被覆層や高硬度部材の占める領域が大きい場合には、コストがかかることも上記撹拌羽根の一部に高硬度被覆層が形成されているか、又は、上記撹拌羽根の一部が高硬度部材からなることが望ましい理由の１つである。
【００３３】
また、上記撹拌羽根に形成された高硬度被覆層や、上記撹拌羽根を構成する高硬度部材の表面粗さが８μｍ以下であることが望ましい。
上記表面粗さＲａが８μｍを超えると、原料粉末が撹拌羽根に付着する場合があり、このように原料粉末が撹拌羽根に付着すると、原料粉末の均一な混合が阻害されることとなるからである。
また、上記撹拌棒の表面粗さＲａは、４μｍ以下であることが望ましい。撹拌棒の表面粗さＲａが４μｍを超えると、原料粉末が撹拌棒に付着する場合があり、このように原料粉末が撹拌棒に付着すると、原料粉末の均一な混合が阻害されることとなるからである。
また、撹拌棒や撹拌羽根において、その表面粗さＲａが大きい場合には、これらは磨耗されやすい傾向にある。
なお、本明細書において、表面粗さＲａとは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠した算術平均粗さＲａのことである。
【００３４】
また、上記高硬度被覆層や高硬度部材の表面粗さＲａを上記範囲にする方法としては、例えば、バフ研磨、砥石やシートを用いる方法等が挙げられる。
上記バフ研磨で使用するバフとしては、例えば、ディスク型バフ、フラップ型バフ、渦巻き型バフ等の砥粒含有バフ、ポリプロピレン不繊布等の無砥粒バフ等が挙げられる。上記砥粒含有バフに用いられる砥粒としては、例えば、アルミニウムシリケート、酸化アルミニウム、シリコンカーバイド等が挙げられる。
【００３５】
上記砥石の種類としては、例えば、レジノイド砥石（樹脂系）、マグネシア砥石（セメント系）、ダイヤモンド砥石、ラバーコントロール砥石、エポキシコントロール砥石等が挙げられる。
また、シートとしては、例えば、粒度が＃Ａ６０〜Ａ２４０のシート研磨材を含んだものを使用することができ、具体的には、例えば、ウレタンスポンジ、ナイロン不繊布、アクリル（スポンジ）等にアルミニウムシリケート、酸化アルミニウム、シリコンカーバイド等の砥粒を付着させたもの等が挙げられる。
【００３６】
なお、上記高硬度被覆層や上記高硬度部材（以下、両者を併せて高硬度被覆層等ともいう）とは、本発明では、ＪＩＳ Ｚ  ２２４４に準拠して測定したビッカース硬さ（ＨＶ）が１０００以上のもののことをいう。
上記高硬度被覆層等のビッカース硬さは、１０００（ＨＶ）以上であればよいが、２０００（ＨＶ）以上がさらに望ましい。耐磨耗性に特に優れることとなるからである。
【００３７】
上記高硬度被覆層としては、セラミックコーティング材、工業用ダイヤモンド、めっき被膜等が挙げられ、その具体的な材質としては、主成分がタングステンカーバイド（ＨＶ：２５００）のもののほかに、例えば、チタンカーバイド（ＨＶ：３６００）、窒化チタン（ＨＶ：１８００〜２５００）、立方晶窒化ホウ素（ＨＶ：２７００）、ＣＶＤダイヤモンド（ＨＶ：２５００〜４０００）、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン／ＨＶ：２０００〜４０００）、ＺｒＮ（ＨＶ：２０００〜２２００）、ＣｒＮ（ＨＶ：１８００〜２２００）、ＴｉＣＮ（ＨＶ：２３００〜３５００）、ＴｉＡｌＮ（ＨＶ：２３００〜３３００）、Ａｌ２Ｏ３（ＨＶ：２２００〜２４００）、Ｔｉ３（ＨＶ：２３００）、ＷＣ−１２％ＣＯ（ＨＶ：１２００）等を主成分とするものが挙げられる。また、めっき被膜の具体例として、無電解ニッケルメッキ（約４００℃で処理）（ＨＶ：１０００）、ＣｒＣ４（硬質炭化クロム４％）メッキ（ＨＶ：１２００）、ニッケルメッキ（ＳｉＣ含有量２〜６重量％：４００℃処理）（ＨＶ：１３００〜１４００）等が挙げられる。
なお、本明細書において、括弧内に記した各材質のビッカース硬さは、それぞれのおおよその値である。
これらのなかでは、タングステンカーバイドが望ましい。溶射により高硬度被覆層を形成する場合に、均一で、かつ、撹拌羽根本体等との密着性に優れ、強固に接着した層を形成することができるからである。
【００３８】
また、上記高硬度部材の材質としては、例えば、タングステンカーバイド、チタンカーバイド、窒化チタン、ＺｒＮ、ＣｒＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３等を主成分とするものが挙げられる。
【００３９】
上記高硬度被覆層を形成する方法としては、溶射、めっき、これらの複合処理、ＣＶＤ、ＰＶＤ、ＵＢＭ等が挙げられ、これらのなかでは、溶射又はめっきが望ましく、溶射が最も望ましい。
ＣＶＤ、ＰＶＤ等の溶射以外の方法により高硬度被覆層を形成することも可能であるが、この場合、上述した望ましい厚さの高硬度被覆層を形成するとコストが高く、また、複雑な形状や、広範囲な部分に高硬度被覆層を形成する場合に適応が困難だからである。
一方、溶射により高硬度被覆層を形成する場合には、所望の厚さを有する被膜を短時間かつ低コストで形成することができる。また、溶射では、大型部品に対しても一度に、かつ、短時間で高硬度被覆層を形成することができる。
なお、ＣＶＤ、ＰＶＤ、ＵＢＭ等の方法は、大型部品に被覆層を形成することが困難であるが、小さい部品に分割して、高硬度被覆層を形成し、その後、組み立てる方法を採用すればスクリューの作製にも採用することができる。
【００４０】
上記溶射としては、具体的には、例えば、フレーム溶射、高速フレーム溶射、爆発溶射、アーク溶射、プラズマ溶射、アークイオンコーティング（ＡＩＰ）、ホロカソード（ＨＣＤ）イオンコーティング等を用いることができる。
また、上記高硬度被覆層等は、上述した材質を主成分とし、その他の成分として、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｎｉ等の金属成分が含まれていてもよい。
なお、金属被覆層としては、Ｃｒ２Ｏ５プラズマ溶射（ＨＶ：６００）、ロジウムメッキ（ＨＶ：８００〜１０００）、Ｃｒ（硬質クロム）メッキ（ＨＶ：７００）、無電解ニッケルメッキ（ＨＶ：６６０）等も知られているが、これらの金属被覆層は、ビッカース硬さがＨＶ１０００以下と小さく、耐磨耗性が低いため、ビッカース硬さがＨＶ１０００以上となる上述したような金属被覆層が望ましい。
【００４１】
また、高硬度被覆層を形成する場合の撹拌羽根本体や撹拌棒本体、また、高硬度部材以外で形成される撹拌羽根や撹拌棒の材質としては、例えば、ステンレス鋼、窒化鋼、炭化鋼、超硬合金挙げられる。
【００４２】
上記撹拌機において、上記撹拌棒の直径は、６０〜２００ｍｍ、上記撹拌羽根の幅は、１５〜３０ｍｍが望ましい。
また、上記撹拌羽根は、上記撹拌棒に対して略垂直に設けられていることが望ましく、上記撹拌羽根は、上記撹拌棒にらせん状に巻き付くように設けられているが、一回りした上記撹拌羽根同士の間隔は、５０〜１００ｍｍに設定されていることが望ましい。すなわち、５０〜１００ｍｍの一定の間隔でらせん状に設けられていることが望ましいのである。
【００４３】
また、上記撹拌羽根の縁部と上記ケーシングの内壁面とのなす距離は、３ｍｍを超え、１０ｍｍ以下であることが望ましい。
撹拌羽根の縁部とケーシングの内壁面とのなす距離が３ｍｍ以下であると、原料粉末を均一に混合することができない場合があり、一方、１０ｍｍを超えると、原料粉末のスムーズな輸送が困難になり、輸送量にバラツキが生じることがあるからである。
また、スクリューコンベアの処理量は特に限定されないが、通常、１００〜６００ｋｇ／ｈｒであることが望ましい。
【００４４】
上記撹拌機において、原料粉末を供給するためのタンク（図１における、粗粉タンク１１、微粉タンク１２及びバインダタンク１３）を複数備えている場合、各タンク間の距離は、５０〜２００ｃｍであることが望ましい。
各タンク間の距離が５０ｃｍ以下では、粉末の均一化や、粉末の均一な混合を達成することができない場合があり、一方、２００ｃｍも離れていれば、粉末は均一にならされ、粉末同士が均一に混合されるため、２００ｃｍを超えても、さほど混合状態に変化がみられないからである。
【００４５】
また、図１に示した撹拌機では、各原料粉末に対して、それぞれ１種類のタンクを備えているが、本発明の撹拌機では、各原料粉末に対して複数のタンクを備えていてもよい。
すなわち、粗粉タンクを２箇所に備えていたり、微紛タンクを２箇所に備えていたり、バインダタンクを２箇所に備えていたりしてもよい。
【００４６】
このような本発明の撹拌機は、高硬度被覆層が形成された撹拌羽根を使用しているため、撹拌羽根が摩耗されにくくなり、長期（例えば、６ヶ月以上）に渡ってスクリューの取り換え無しに運転を行うことができる。
【００４７】
本発明の粉末の混合方法は、このような撹拌機を用いて行うことができる。
本発明の粉末の混合方法では、まず、混合対象となる少なくとも１種類の粉末を撹拌機内に投入する。ここでは、上記少なくとも１種類の粉末として平均粒径の異なる２種類の無機粉末と、１種類の有機バインダとを混合する場合を例に説明する。
この場合、粗粉タンク１１に相対的に平均粒径の大きい無機粉末を、微粉タンク１２に相対的に平均粒径の小さい無機粉末を、バインダタンク１３に有機バインダ（有機粉末）をそれぞれ投入する。そして、各タンクの排出口を開放することにより、各粉末をケーシング１７内に投入する。
ここで、撹拌機１０における各タンクは、粗紛タンク１１、微紛タンク１２及びバインダタンク１３が、この順に排出口１８から遠い場所に位置するように取り付けられている。
この理由は、無機粉末と有機粉末を混合する場合には、無機粉末のほうがケーシング内に長時間滞留するように投入することより、原料粉末をより均一に混合することができるからである。
また、平均粒径が異なる２種類以上の無機粉末を配合する場合に、平均粒径が大きい粉末のほうがケーシング内に長時間滞留するように投入するのも、より均一に混合することができるからである。
なお、ここでは、２種類の無機粉末と、１種類の有機バインダを混合する場合について説明したが、例えば、平均粒径の異なる２種類以上の有機バインダを混合する場合にも、粒子径の大きいもののほうが長時間ケーシング内に滞留するように投入することが望ましいのである。
また、例えば、平均粒径が略同一の複数の無機粒子を混合する場合には、嵩密度の大きい粒子が、ケーシング内に長時間停留するように投入することが望ましい。これは、有機粒子の場合も同様である。
【００４８】
本発明の粉末の混合方法では、スクリュー１４の回転速度は、２０〜２００ｍｉｎ−１（ｒｐｍ）であることが望ましい。
回転速度が２０ｍｉｎ−１未満では、混合粉末の輸送速度が遅く、生産性が低下することとなり、２００ｍｉｎ−１を超えると、充分に混合することができない場合があるからである。
【００４９】
また、原料粉末（上記少なくとも１種類の粉末）の量は、スクリュー１４が止まったとき、原料粉末の上面（図１中、Ａ参照）が撹拌棒１５の直径の半分の位置より下の部分にあることが望ましい。
原料粉末が撹拌棒の直径の半分より上に部分にも存在する程度の量となった場合には、混合不良が発生し易くなるからである。
【００５０】
さらに、上記原料粉末の量は、スクリュー１４が動作していないときに、原料粉末の上面が撹拌棒１５の下端と同じかそれよりも低い程度の量があることがより望ましい。原料粉末が良好に混合されるとともに、輸送もスムーズに進行するからである。加えて、撹拌羽根との接触面積が少ないため、撹拌羽根が磨耗されにくく、撹拌羽根の交換頻度をより低減することができるからである。
【００５１】
また、上記原料粉末の量は、スクリュー１４が回転しているときに、原料粉末の上面がケーシングの内部の高さの１０〜５０％の間の位置にあることもより望ましい。
上記原料粉末の上面が、ケーシングの内部の高さの１０％よりも下の位置にある場合には、原料粉末の混合が不十分になったり、輸送する量が少なくなったりする場合があり、一方、上記原料粉末の上面が、ケーシングの内部の高さの５０％を超えると、スクリューの回転に伴って、原料粉末がスクリューの上部まで回り込むこととなり、撹拌羽根が磨耗し易く、かつ、撹拌棒まで磨耗される傾向にあるからである。
【００５２】
このような本発明の粉末の混合方法では、粉末を均一に混合することができるとともに、撹拌羽根に高硬度被覆層が形成された撹拌機を用いているので、撹拌羽根が摩耗されにくくなり、長期に渡ってスクリューを取り換え無しに運転を行うことが可能となり、運転の休止による作業効率の低下や生産量の減少を防止することができるとともに、設備費の増大を防止することができる。
【００５３】
次に、本発明のハニカム構造体の製造方法について説明する。
本発明のハニカム構造体の製造方法は、少なくとも１種類のセラミック粉末を含む原料粉末の混合及び輸送を行う混合輸送工程を行った後、この原料粉末の混合物に、さらに液体原料を混合して湿潤混合物を調製し、この湿潤混合物を成形することで、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム成形体を作製し、これを焼成してハニカム焼成体からなるハニカム構造体を製造するハニカム構造体の製造方法であって、
上記混合輸送工程では、撹拌棒及び撹拌羽根からなり上記撹拌棒を中心に回転するスクリューと、上記スクリューの周囲に設けられたケーシングとを備え、上記撹拌羽根の全体が高硬度部材で形成されているか、又は、上記撹拌羽根の少なくとも一部に高硬度被覆層が形成された撹拌機に、上記原料粉末を投入し、上記撹拌機の上記撹拌棒を回転させ、上記原料粉末を混合しながら移動させることを特徴とする。
即ち、本発明のハニカム構造体の製造方法は、原料粉末の混合輸送工程において、既に説明した本発明の撹拌機及び粉末の混合方法を使用するものである。
【００５４】
以下、本発明のハニカム構造体の製造方法について、工程順に説明する。
ここでは、構成材料の主成分が炭化ケイ素のハニカム構造体を製造する場合を例に、無機粉末として炭化ケイ素粉末を使用した場合のハニカム構造体の製造方法について説明する。
勿論、ハニカム構造体の構成材料の主成分は、炭化ケイ素に限定されるわけではなく、他に、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミック、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物セラミック、アルミナ、ジルコニア、コージェライト、ムライト、チタン酸アルミニウム等の酸化物セラミック等が挙げられる。
これらのなかでは、非酸化物セラミックが好ましく、炭化ケイ素が特に好ましい。耐熱性、機械強度、熱伝導率等に優れるからである。なお、上述したセラミックに金属ケイ素を配合したケイ素含有セラミック、ケイ素やケイ酸塩化合物で結合されたセラミック等も構成材料として挙げられ、これらのなかでは、炭化ケイ素に金属ケイ素が配合されたもの（ケイ素含有炭化ケイ素）が望ましい。
【００５５】
（１）まず、平均粒径の異なる炭化ケイ素粉末と有機バインダ（有機粉末）とを乾式混合して混合粉末を調製する。
本発明のハニカム構造体の製造方法では、この工程において、上述した本発明の粉末の混合方法を使用する。
ここで、調製された混合粉末は、撹拌機の排出口（図１では、１８）から、排出され、次工程に投入される。
【００５６】
上記炭化ケイ素粉末の粒径は特に限定されないが、後の焼成工程で収縮の少ないものが好ましく、例えば、０．３〜５０μｍ程度の平均粒径を有する粉末１００重量部と０．１〜１．０μｍ程度の平均粒径を有する粉末５〜６５重量部とを組み合せたものが好ましい。
ハニカム焼成体の気孔径等を調節するためには、焼成温度を調節する必要があるが、無機粉末の粒径を調節することにより、気孔径を調節することができる。
そして、０．３〜５０μｍ程度の平均粒径を有する粉末を撹拌機の排出口から最も遠いタンク（図１中、粗紛タンク１１）に投入し、０．１〜１．０μｍ程度の平均粒径を有する粉末を排出口から２番目に遠いタンク（図１中、微紛タンク１２）に投入する。
【００５７】
上記有機バインダとしては特に限定されず、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコール等が挙げられる。これらのなかでは、メチルセルロースが望ましい。
上記バインダの配合量は、通常、無機粉末１００重量部に対して、１〜１０重量部程度が望ましい。
なお、有機バインダは、撹拌機の排出口から最も近いタンク（図１中、バインダタンク１３）に投入する。
【００５８】
（２）次に、液状の可塑剤と潤滑剤と水とを混合して混合液体を調製し、続いて、上記（１）の工程で調製した混合粉末と上記混合液体とを湿式混合機を用いて混合することにより、成形体製造用の湿潤混合物を調製する。
【００５９】
上記可塑剤としては特に限定されず、例えば、グリセリン等が挙げられる。
また、上記潤滑剤としては特に限定されず、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル等のポリオキシアルキレン系化合物等が挙げられる。
潤滑剤の具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンモノブチルエーテル、ポリオキシプロピレンモノブチルエーテル等が挙げられる。
なお、可塑剤、潤滑剤は、場合によっては、湿潤混合物に含まれていなくてもよい。
【００６０】
また、上記湿潤混合物を調製する際には、分散媒液を使用してもよく、上記分散媒液としては、例えば、水、ベンゼン等の有機溶媒、メタノール等のアルコール等が挙げられる。
さらに、上記湿潤混合物中には、成形助剤が添加されていてもよい。
上記成形助剤としては特に限定されず、例えば、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等が挙げられる。
【００６１】
さらに、上記湿潤混合物には、必要に応じて酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーンや、球状アクリル粒子、グラファイト等の造孔剤を添加してもよい。
上記バルーンとしては特に限定されず、例えば、アルミナバルーン、ガラスマイクロバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン（ＦＡバルーン）、ムライトバルーン等を挙げることができる。これらのなかでは、アルミナバルーンが望ましい。
【００６２】
また、ここで調製した、炭化ケイ素粉末を用いた湿潤混合物は、その温度が２８℃以下であることが望ましい。温度が高すぎると、有機バインダがゲル化してしまうことがあるからである。
また、上記湿潤混合物中の有機分の割合は１０重量％以下であることが望ましく、水分の含有量は１０〜１７重量％であることが望ましい。
【００６３】
（３）上記湿潤混合物は、調製後、搬送機で押出成形機に搬送し、押出成形により所定の形状のハニカム成形体とする。
次に、上記ハニカム成形体を、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機、凍結乾燥機等を用いて乾燥させ、セラミック乾燥体とする。
次いで、必要に応じて、入口側セル群の出口側の端部、及び、出口側セル群の入口側の端部に、封止材となる封止材ペーストを所定量充填し、セルを目封じする。
【００６４】
上記封止材ペーストとしては特に限定されないが、後工程を経て製造される封止材の気孔率が３０〜７５％となるものが望ましく、例えば、上記湿潤混合物と同様のものを用いることができる。
【００６５】
（４）次に、上記封止材ペーストが充填されたセラミック乾燥体を、所定の条件で脱脂（例えば、２００〜５００℃）、焼成（例えば、１４００〜２３００℃）することにより、全体が一の焼結体から構成され、複数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されたハニカムユニットからなり、上記セルのいずれか一方の端部が封止されたハニカム焼成体（図３参照）を製造することができる。
上記セラミック乾燥体の脱脂及び焼成の条件は、従来から多孔質セラミックからなるフィルタを製造する際に用いられている条件を適用することができる。
【００６６】
（５）次に、ハニカム焼成体の側面に、シール材層（接着剤層）となるシール材ペーストを均一な厚さで塗布してシール材ペースト層を形成し、このシール材ペースト層の上に、順次他のハニカム焼成体を積層する工程を繰り返し、所定の大きさのハニカム焼成体の集合体を作製する。
【００６７】
上記シール材ペーストとしては、例えば、無機バインダと有機バインダと無機繊維及び／又は無機粒子とからなるもの等が挙げられる。
上記無機バインダとしては、例えば、シリカゾル、アルミナゾル等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。上記無機バインダのなかでは、シリカゾルが望ましい。
【００６８】
上記有機バインダとしては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。上記有機バインダのなかでは、カルボキシメチルセルロースが望ましい。
【００６９】
上記無機繊維としては、例えば、シリカ−アルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等のセラミックファイバー等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。上記無機繊維のなかでは、アルミナファイバが望ましい。
【００７０】
上記無機粒子としては、例えば、炭化物、窒化物等を挙げることができ、具体的には、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素からなる無機粉末等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。上記無機粒子のなかでは、熱伝導性に優れる炭化ケイ素が望ましい。
【００７１】
さらに、上記シール材ペーストには、必要に応じて酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーンや、球状アクリル粒子、グラファイト等の造孔剤を添加してもよい。
上記バルーンとしては特に限定されず、例えば、アルミナバルーン、ガラスマイクロバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン（ＦＡバルーン）、ムライトバルーン等を挙げることができる。これらのなかでは、アルミナバルーンが望ましい。
【００７２】
（６）次に、このハニカム焼成体の集合体を加熱してシール材ペースト層を乾燥、固化させてシール材層（接着剤層）とする。
次に、ダイヤモンドカッター等を用い、ハニカム焼成体がシール材層（接着剤層）を介して複数個接着されたハニカム焼成体の集合体に切削加工を施し、円柱形状のセラミックブロックを作製する。
【００７３】
そして、ハニカムブロックの外周に上記シール材ペーストを用いてコート層を形成する。このような工程を経ることにより、ハニカム焼成体が接着剤層を介して複数個接着された円柱形状のセラミックブロックの外周部にコート層が設けられたハニカム構造体（図２参照）を製造することができる。
【００７４】
また、本発明のハニカム構造体の製造方法では、この後、必要に応じて、ハニカム構造体に触媒を担持させてもよい。
上記触媒の担持は、集合体を作製する前のハニカム焼成体に行ってもよい。
触媒を担持させる場合には、ハニカム構造体の表面に高い比表面積のアルミナ膜を形成し、このアルミナ膜の表面に助触媒、及び、白金等の触媒を付与することが望ましい。
【００７５】
上記ハニカム構造体の表面にアルミナ膜を形成する方法としては、例えば、Ａｌ（ＮＯ３）３等のアルミニウムを含有する金属化合物の溶液をハニカム構造体に含浸させて加熱する方法、アルミナ粉末を含有する溶液をハニカム構造体に含浸させて加熱する方法等を挙げることができる。
上記アルミナ膜に助触媒を付与する方法としては、例えば、Ｃｅ（ＮＯ３）３等の希土類元素等を含有する金属化合物の溶液をハニカム構造体に含浸させて加熱する方法等を挙げることができる。
上記アルミナ膜に触媒を付与する方法としては、例えば、ジニトロジアンミン白金硝酸溶液（［Ｐｔ（ＮＨ３）２（ＮＯ２）２］ＨＮＯ３、白金濃度４．５３重量％）等をハニカム構造体に含浸させて加熱する方法等を挙げることができる。
また、予め、アルミナ粒子に触媒を付与して、触媒が付与されたアルミナ粉末を含有する溶液をハニカム構造体に含浸させて加熱する方法で触媒を付与してもよい。
【００７６】
また、ここまで説明したハニカム構造体の製造方法により作製されるハニカム構造体は、複数のハニカム焼成体がシール材層（接着剤層）を介して結束された構成を有するハニカム構造体（以下、集合型ハニカム構造体ともいう）であるが、本発明の製造方法により製造するハニカム構造体は、円柱形状のセラミックブロックが１つのハニカム焼成体から構成されているハニカム構造体（以下、一体型ハニカム構造体ともいう）であってもよい。
【００７７】
このような一体型ハニカム構造体を製造する場合は、まず、押出成形により成形するハニカム成形体の大きさが、集合型ハニカム構造体を製造する場合に比べて大きい以外は、集合型ハニカム構造体を製造する場合と同様の方法を用いて、ハニカム成形体を作製する。
ここで、原料粉末を混合する方法等は、上記集合型ハニカム構造体を製造する方法と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【００７８】
次に、集合型ハニカム構造体の製造と同様に、上記セラミック成形体を、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機、凍結乾燥機等を用いて乾燥させ、セラミック乾燥体とする。次いで、入口側セル群の出口側の端部、及び、出口側セル群の入口側の端部に、封止材となる封止材ペーストを所定量充填し、セルを目封じする。
その後、集合型ハニカム構造体の製造と同様に、脱脂、焼成を行うことによりセラミックブロックを製造し、必要に応じて、シール材層（コート層）の形成を行うことにより、一体型ハニカム構造体を製造することができる。また、上記一体型ハニカム構造体にも、上述した方法で触媒を担持させてもよい。
【００７９】
なお、上述したような製造方法により、ハニカム構造体を製造する場合において、上記集合型ハニカム構造体を製造する場合には、無機粉末として、平均粒径の異なる２種類の炭化ケイ素粉末、又は、ケイ素粉末及び炭化ケイ素粉末を用いることが望ましく、一体型ハニカム構造体を製造する場合には、無機粉末として、コージェライトの原料粉末、又は、チタン酸アルミニウム粉末を用いることが望ましい。
【００８０】
なお、炭化ケイ素粉末と有機バインダとを配合する場合の望ましい粒径は上述したとおりであるが、例えば、無機粉末としてケイ素粉末及び炭化ケイ素粉末とを使用する場合は、平均粒径０．１〜１０μｍのケイ素粉末と平均粒径５〜５０μｍの炭化ケイ素粉末と有機バインダとを配合することが望ましい。
また、例えば、コージェライトの原料粉末を使用する場合は、平均粒径５〜６０μｍのタルク粉末と、平均粒径１〜１５μｍのカオリン粉末と、平均粒径０．５〜１５μｍのアルミナ粉末と、平均粒径０．５〜１０μｍの水酸化アルミニウム粉末と、平均粒径１〜１００μｍのシリカ粉末と、平均粒径１〜１５μｍのグラファイト粉末と、成形助剤と、分散剤とを配合することが望ましい。
また、例えば、チタン酸アルミニウム粉末を使用する場合には、平均粒径５〜５０μｍの粉末と、平均粒径０．１〜１５μｍの粉末とを配合することが望ましい。
【００８１】
以上説明した本発明のハニカム構造体の製造方法では、撹拌羽根に高硬度被覆層が形成された撹拌機を用いて、原料粉末の混合を行っているので、撹拌機を構成する撹拌羽根が摩耗されにくく、長期に渡ってスクリューの取り換え無しに運転を行うことが可能で、運転の休止による作業効率の低下や生産量の減少を防止することができるとともに、設備費の増大を防止することができる。
【００８２】
また、ここまでは主に、セラミックフィルタとして好適に使用することができるハニカム構造体を例に、本発明のハニカム構造体の製造方法について説明したが、本発明のハニカム構造体の製造方法においては、上述したように封止材ペーストを充填せずにハニカム構造体を製造してもよく、封止材でセルの端部を目封じしなかったハニカム構造体は、触媒担持体として好適に使用することができ、セラミックフィルタとして使用する場合と同様の本発明の効果を得ることができる。
【実施例】
【００８３】
以下に実施例を掲げ、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００８４】
（実施例１）
（１）平均粒径１０μｍのα型炭化ケイ素粉末と、平均粒径０．５μｍのα型炭化ケイ素粉末とメチルセルロース（有機バインダ）とを撹拌機１０（図１参照）を用いて混合した。
具体的には、平均粒径１０μｍのα型炭化ケイ素粉末を粗紛タンク１１から１．８ｋｇ／ｍｉｎの投入速度で、平均粒径０．５μｍのα型炭化ケイ素粉末を微粉タンク１２から０．７ｋｇ／ｍｉｎの投入速度で、メチルセルロースをバインダタンク１３から０．１４ｋｇ／ｍｉｎの投入速度で、それぞれケーシング内に投入し、スクリューを回転速度１４０ｍｉｎ−１（ｒｐｍ）で駆動し、原料粉末を混合しながら排出口１８に向かって輸送した。
【００８５】
ここで用いた撹拌機１０は、粗紛タンク１１、微紛タンク１２、バインダタンク１３、撹拌棒１５と撹拌羽根１６とからなるスクリュー、及び、ケーシング１７を備えており、粗紛タンク１１、微紛タンク１２及びバインダタンク１３の各タンク間の距離は１００ｃｍ、撹拌棒１５は直径が１００ｍｍ、撹拌羽根１６は撹拌棒１５に対して垂直に設けられ、幅が２５ｍｍ、撹拌棒１５の周りを一回りした撹拌羽根１６同士の間隔が８０ｍｍであった。そして、撹拌羽根１６には高硬度被覆層１６ａとしてタングステンカーバイドの溶射層が縁部から１０ｍｍの部分に厚さ０．３０ｍｍで形成されていた。また、撹拌羽根１６の縁部とケーシングの内壁面とのなす距離は５ｍｍであった。また、撹拌羽根１６の表面にはバフ研磨が施され、高硬度被覆層の部分の表面粗さＲａが８μｍであり、撹拌棒１５の表面にもバフ研磨が施され、その表面粗さＲａが４μｍであった。
そして、本工程では、スクリュー１４が回転しているときに、原料粉末の上面は、ケーシング１７の高さの４０％の位置にあった。また、混合、輸送時に原料粉末が撹拌棒を超えて反対側に回りこんでいるか否か、を観察したところ、撹拌棒は超えていなかった。
【００８６】
（２）別途、潤滑剤（日本油脂社製  ユニルーブ）１２ｋｇ、可塑剤（グリセリン）５．６ｋｇ及び水６５ｋｇを混合して混合液体を調製した。
続いて、上記混合液体５．９ｋｇと、撹拌機１０を用いて調製した混合粉末２６．４ｋｇとを湿式混合機を用いて混合し、湿潤混合物を調製した。
【００８７】
（３）次に、この湿潤混合物を押出成形機に搬送し、押出成形によりハニカム成形体を作製した。その後、マイクロ波乾燥機等を用いて上記成形体を乾燥させ、ハニカム乾燥体とした後、上記湿潤混合物と同様の組成の封止材ペーストを所定のセルに充填した。
次いで、再び乾燥機を用いて乾燥させた後、４００℃で脱脂し、常圧のアルゴン雰囲気下２２００℃、３時間で焼成を行うことにより、気孔率が４０％、平均気孔径が１２．５μｍ、その大きさが３４．３ｍｍ×３４．３ｍｍ×１５０ｍｍ、セルの数（セル密度）が４６．５個／ｃｍ２、セル壁の厚さが０．２０ｍｍの炭化ケイ素焼結体からなるハニカム焼成体を製造した。
【００８８】
（実施例２〜４、参考例１〜３）
実施例１の（１）の工程において、撹拌機１０に、粗紛タンク１１、微紛タンク１２及びバインダタンク１３から投入する原料粉末の単位時間当りの投入量を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を製造した。また、混合、輸送時に原料粉末が撹拌棒を超えて反対側に回りこんでいるか、否かを観察した。
【００８９】
（撹拌機の評価）
実施例１〜４及び参考例１〜３で使用した撹拌機について、下記の方法で定量排出試験を行い、排出量のバラツキを評価した。
即ち、撹拌機の排出口から３０秒間に排出される混合物の重量を測定し、この測定を繰り返し１０回行い、１０回分の排出量のバラツキ（標準偏差σ）を算出した。
結果を表１に示す。
なお、この定量排出試験では、その排出量のバラツキが少なければ少ないほど、原料粉末が均一に混合、輸送されていることとなる。
【００９０】
（ハニカム焼成体の強度測定）
実施例１〜４及び参考例１〜３で得られたハニカム焼成体について、下記の方法で３点曲げ強度試験を行った。
即ち、ＪＩＳ  Ｒ  １６０１を参考に、インストロン５５８２を用い、スパン間距離：１３５mm、スピード１ｍｍ／ｍｉｎで３点曲げ試験を行い、各ハニカム焼成体の曲げ強度（ＭＰａ）を測定した。
結果を表１に示す。
【００９１】
（撹拌機の連続運転）
実施例１〜４及び参考例１〜３によるハニカム焼成体の製造を１ヶ月間連続して行い、連続運転後の撹拌羽根及び撹拌棒の磨耗量を目視により測定した。なお、磨耗量は、撹拌羽根及び撹拌棒のそれぞれにおいて、最も磨耗している部分で測定した。結果を表１に示す。
また、実施例１に係る製造方法では、１ヶ月間連続運転後にも、上述した定量排出試験及び３点曲げ強度試験を行った。この結果は、表３に示す。
【００９２】
【表１】
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【００９３】
表１に示したように、本発明では、スクリューが回転している際に、原料粉末の上面がケーシングの内部の高さの１０〜５０％の間の位置にあることが望ましいことが明らかとなった。
というのも、実施例及び参考例３の結果が示すように、１０％未満では、定量排出試験における排出量のバラツキが大きく、原料粉末が均一に混合及び輸送されていないと考えられ、その結果、製造したハニカム焼成体の曲げ強度が実施例のハニカム構造体に比べて劣るものとなっているからである。
【００９４】
また、実施例及び参考例１、２の結果が示すように、５０％を超えると、連続運転後の撹拌軸の磨耗量が大きくなっており、この理由は、混合及び輸送時に原料粉末が撹拌軸を超えることとなるからであると考えられる。従って、５０％を超えるとスクリューの耐久性が劣ることとなる。
さらに、本発明では、スクリューが回転している際に、原料粉末の上面がケーシングの内部の高さの４０〜５０％の間の位置にあることがより望ましい。実施例の結果が示すように、定量排出試験におけるバラツキがより小さくなっているからである。
【００９５】
(実施例５〜７及び参考例４〜５)
撹拌羽根の縁部とケーシングの内壁面とのなす距離を表２に示す値にした以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を製造した。
そして、これらの実施例及び参考例に係るハニカム焼成体について、「撹拌機の評価」「ハニカム焼成体の強度測定」「撹拌機の連続運転」を行った。また、混合、輸送時に原料粉末が撹拌棒を超えて反対側に回りこんでいるか、否かを観察した。
結果を表２に示す。なお、表２には、参考のため実施例１のデータも併記する。
【００９６】
【表２】
2007229703.tif 000004
【００９７】
表２に示したように、本発明では、撹拌羽根の縁部と上記ケーシングの内壁面とのなす距離は、３ｍｍを超え、１０ｍｍ以下が望ましいことが明らかとなった。
というものも、実施例及び参考例４の結果が示すように、両者の距離が３ｍｍ以下の場合や、両者の距離が１０ｍｍを超える場合には、定量排出試験におけるバラツキが大きくなり、製造したハニカム焼成体の強度が劣るものとなっているからである。
【００９８】
（実施例８〜１０及び参考例６〜７）
撹拌羽根に高硬度被覆層として形成したタングステンカーバイドの溶射層の縁部からの長さを表３に示す値とした以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を製造した。
そして、これらの実施例及び参考例に係るハニカム焼成体について、「撹拌機の評価」「ハニカム焼成体の強度測定」「撹拌機の連続運転」を行った。また、１ヶ月間の連続運転後にも、定量排出試験及び３点曲げ強度試験を行った。また、混合、輸送時に原料粉末が撹拌棒を超えて反対側に回りこんでいるか、否かを観察した。
結果を表３に示す。なお、表３には、参考のため実施例１のデータも併記する。
【００９９】
（参考例８〜９）
撹拌軸にバフ研磨を行わなかった（参考例８）、又は、撹拌羽根にバフ研磨を行わなかった（参考例９）以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を製造した。
そして、これらの実施例及び参考例に係るハニカム焼成体について、「撹拌機の評価」「ハニカム焼成体の強度測定」「撹拌機の連続運転」を行った。また、１ヶ月間の連続運転後にも、定量排出試験及び３点曲げ強度試験を行った。また、混合、輸送時に原料粉末が撹拌棒を超えて反対側に回りこんでいるか、否かを観察した。
結果を表３に示す。
【０１００】
（比較例１）
撹拌羽根に高硬度被覆層を形成せず、さらに撹拌羽根にバフ研磨を施さなかった以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を製造した。
そして、これらの実施例及び参考例に係るハニカム焼成体について、「撹拌機の評価」「ハニカム焼成体の強度測定」「撹拌機の連続運転」を行った。また、１ヶ月間の連続運転後にも、定量排出試験及び３点曲げ強度試験を行った。また、混合、輸送時に原料粉末が撹拌棒を超えて反対側に回りこんでいるか、否かを観察した。
結果を表３に示す。
【０１０１】
【表３】
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【０１０２】
表３に示したように、本発明では、溶射層の長さは７〜２０ｍｍが望ましいこと、並びに、撹拌棒及び撹拌羽根のそれぞれにはバフ研磨が施されていることが望ましく、それぞれの表面粗さＲａは、４μｍ以下、８μｍ以下が望ましいことが明らかとなった。
というのも、実施例及び参考例６の比較から明らかなように、溶射層の長さが７ｍｍ未満では、撹拌羽根の磨耗の度合いが大きく、連続運転後の定量排出試験におけるバラツキが初期値に比べて大きく増大することとなり、実施例及び参考例７の比較から明らかなように、溶射層の長さが２０ｍｍを超えると、撹拌羽根の潤滑性が低下するため、混合及び輸送時に原料粉末が撹拌棒を超えることとなり、撹拌棒の磨耗の度合いが大きく、耐久性に劣ることとなるからである。
【０１０３】
また、実施例及び参考例８、９の比較から明らかなように、撹拌棒及び撹拌羽根のそれぞれにバフ研磨が施されていない場合には、定量排出試験におけるバラツキが大きくなり、この傾向は、連続運転後において顕著になる。この理由は、撹拌棒や撹拌羽根にバフ研磨が施されておらず、その表面粗さが大きい場合には、撹拌棒や撹拌羽根に原料粉末が付着するため、均一な混合や輸送が阻害され、さらに磨耗も進行しやすいからであると考えられる。
【０１０４】
また、表３に示した実施例と比較例との比較から、撹拌羽根に溶射層が形成されていない場合には、磨耗の進行速度が極めて速く、耐久性に非常に劣ることが明らかとなり、１ヶ月程度の連続運転で、もはや使用に耐えうる状態にないことが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】（ａ）は、本発明の撹拌機の一例を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す撹拌機のＡ−Ａ線断面図であり、（ｃ）は、（ａ）に示す撹拌機の一部を示す拡大断面図である。
【図２】ハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図である。
【図３】（ａ）は、上記ハニカム構造体を構成するハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、そのＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０  撹拌機
１１  粗紛タンク
１２  微紛タンク
１３  バインダタンク
１４  スクリュー
１５  撹拌棒
１６  撹拌羽根
１６ａ  高硬度被覆層
１７  ケーシング
１８  排出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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