DE102019001621A1

DE102019001621A1 - Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur

Info

Publication number: DE102019001621A1
Application number: DE102019001621.1A
Authority: DE
Inventors: Kensuke Okumura; Tomoya Taguchi
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2018-03-16
Filing date: 2019-03-06
Publication date: 2019-09-19
Also published as: CN110271087A; US20190284105A1; CN110271087B; US10633297B2

Abstract

Zur Verfügung gestellt wird ein Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur, bei dem die Ausstoßgeschwindigkeit eines Umfangsbeschichtungsmaterials gesteuert werden kann, um eine Umfangsbeschichtung mit gleichmäßiger Dicke zu bilden. Ein Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur 1 umfasst ein Verfahren zur Bildung einer Umfangsbeschichtung F1. Das Verfahren zur Bildung einer Umfangsbeschichtung umfasst: ein Drehverfahren unter Abstimmung einer axialen Richtung einer Wabenstruktur 2 an eine vertikale Richtung, um die Wabenstruktur 2 unter Verwendung der axialen Richtung als Drehzentrum zu drehen; und ein Aufbringverfahren zum Ausstoßen eines Umfangsbeschichtungsmaterials 5 aus einer Ausstoßdüse 4, die an einer Position gegenüber einer Umfangsfläche 3 der Wabenstruktur 2 angeordnet ist, um das Umfangsbeschichtungsmaterial 5 auf die Umfangsfläche 3 der sich drehenden Wabenstruktur 2 aufzubringen. Beim Aufbringen beträgt die Ausstoßgeschwindigkeit des Umfangsbeschichtungsmaterials, das aus der Ausstoßdüse ausgestoßen wird, berechnet nach Gleichung (1), 50 bis 120 mm/s.

Description

Bei der vorliegenden Anmeldung handelt es sich um eine Anmeldung auf der Grundlage von JP 2018-049830 vom 16.03.2018 und JP2019-28747 vom 20.02.2019 beim Japanischen Patentamt, deren gesamter Inhalt durch Verweis hierin aufgenommen wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur (umfangsbeschichtete Wabenstruktur), die eine Umfangsbeschichtung mit hervorragender Oberflächenglätte und gleichmäßiger Dicke durch Aufbringen eines schlammartigen Umfangsbeschichtungsmaterials auf eine Umfangsfläche umfasst.
Beschreibung des Hintergrunds
Konventionell wird eine keramische Wabenstruktur für verschiedene breite Anwendungen verwendet, wie beispielsweise einen Katalysatorträger für die Abgasreinigung von Kraftfahrzeugen, einen Dieselpartikelfilter, einen Benzinpartikelfilter und einen Wärmespeicherkörper für eine Verbrennungsvorrichtung. Hierin wird eine keramische Wabenstruktur (im Folgenden einfach als „Wabenstruktur“ bezeichnet) durch Extrusionsformen aus einer Extrusionsdüse unter Verwendung einer Vorrichtung zur Herstellung eines wabenförmigen Körpers hergestellt, um einen wabenförmigen Körper zu erhalten, und dann durch weiteres Brennen des wabenförmigen Körpers bei hoher Temperatur unter Verwendung eines Brennofens. Dadurch ist es möglich, eine Wabenstruktur herzustellen, die eine poröse Trennwand umfasst, die eine Vielzahl von Zellen definiert, von denen jede einen Fluiddurchgangskanal bildet und sich von einer Endfläche zur anderen Endfläche erstreckt.
In den letzten Jahren muss eine Wabenstruktur, die für einen Katalysatorträger zur Abgasreinigung, einen Partikelabscheider usw. eines Automotors verwendet wird, die Reinigungsleistung verbessern, um den Abgasvorschriften gerecht zu werden, die von Jahr zu Jahr unter Berücksichtigung von Umweltproblemen verschärft werden. Um dieser Anforderung zu entsprechen, ist eine Gewichtsreduzierung der Wabenstruktur erforderlich, um die Temperaturanstiegsrate eines in die Wabenstruktur eingefüllten Katalysators zu erhöhen und den Katalysator frühzeitig zu aktivieren.
Aus diesem Grund wurde die Entwicklung der „Wanddünnung“ der Verdünnung der Dicke der porösen Trennwand der Wabenstruktur und der „Hochporosität“ der weiteren Erhöhung der Porosität der porösen Trennwand vorangetrieben. Andererseits kann ein Mangel, einhergehend mit der Wanddünnung und der hohen Porosität der Wabenstruktur, die Abnahme der mechanischen Festigkeit der Wabenstruktur selbst umfassen. Mit anderen Worten, um der Wanddünnung, der hohen Porosität usw. willen, kann die mechanische Festigkeit der Trennwand selbst, im Vergleich zur herkömmlichen verringert werden.
Dadurch können selbst bei schwachen äußeren Einflüssen auf die Wabenstruktur Risse, Brüche usw. an der Trennwand auftreten. Treten wie vorstehend beschrieben Risse, Abplatzungen usw. in der Trennwand der Wabenstruktur durch einen Aufprall usw. auf, so ist eine Grundfunktion beeinträchtigt, wenn sie als Katalysatorträger für die Abgasreinigung eines Automobils und dergleichen eingesetzt wird. Aus diesem Grund wird erwartet, dass eine Wabenstruktur entwickelt wird, die die hohe Porosität der Wabenstruktur erreicht und die praktisch ausreichende mechanische Festigkeit aufweist.
Darüber hinaus kann eine Wabenstruktur entsprechend verschiedenen industriellen, technischen Bereichen hergestellt werden, so dass eine großformatige Wabenstruktur mit einem größeren Wabendurchmesser als dem üblichen entwickelt wird. Wenn die großformatige Wabenstruktur integral durch Strangpressen gebildet wird, wird eine Form der Trennwand usw., die sich insbesondere an der Umfangsgrenze befindet, nicht stabilisiert, wodurch die Produktform und die Maßgenauigkeit der Wabenstruktur verringert werden können.
Zur Lösung des oben genannten Problems kann daher eine Umfangsbeschichtung (Umfangswand) vorgesehen werden, indem die Umfangsfläche der extrudierten Wabenstruktur unter Verwendung einer Schleifscheibe usw. geschliffen wird, um einen Wabendurchmesser gleichmäßig einzustellen, und anschließend ein Umfangsbeschichtungsmaterial aufgetragen wird, das einen pulverförmigen keramischen Rohstoff umfasst und in einem Aufschlämmungszustand auf die Umfangsfläche (Schleiffläche) der zu trocknenden oder zu brennenden Wabenstruktur vorbereitet wird (z.B. siehe Patentdokument 1 und Patentdokument 2). Dadurch kann auch bei der großformatigen Wabenstruktur mit großem Wabendurchmesser eine Produktform etc. stabilisiert werden.
Wie vorstehend, weist die Wabenstruktur (umfangsbeschichtete Wabenstruktur), auf der die Umfangsbeschichtung (Umfangswand) angeordnet ist, eine verbesserte mechanische Festigkeit auf. Da die Umfangsfläche vorher geschliffen wird, um einen Wabendurchmesser einzustellen, und dann das Umfangsbeschichtungsmaterial zur Bildung der Umfangsbeschichtung aufgebracht wird, hat die Wabenstruktur den Vorteil, dass die Verbesserung (Verbesserung der Schlagfestigkeit) der obigen mechanischen Festigkeit erreicht wird und sie eine ausgezeichnete Maßhaltigkeit bei gleichbleibender Größe der Endproduktform aufweist.
Ein Verfahren zur Bildung einer Umfangsbeschichtung zum Bilden der Umfangsbeschichtung wird hauptsächlich unter Verwendung eines Beschichtungsapplikators 100 durchgeführt, wie beispielsweise in 6 schematisch dargestellt. Der Beschichtungsapplikator 100 ist konfiguriert, um hauptsächlich Folgendes zu umfassen: einen Drehtisch 103 mit aufgesetzter Zielwabenstruktur 102, auf der eine Umfangsbeschichtung 101 gebildet wird, und der sich mit konstanter Geschwindigkeit in einer vorgegebenen Drehrichtung A unter Verwendung einer Axialrichtung als Drehzentrum C dreht; und eine Ausstoßdüse 106, die sich in der Nähe einer Umfangsfläche 104 der auf dem Drehtisch 103 platzierten Wabenstruktur 102 befindet, und ferner eine Ausstoßöffnung 105 zur Umfangsfläche 104 hin aufweist.
Die Ausstoßdüse 106 ist mit der anderen Konfiguration verbunden, wie beispielsweise einem Tank (nicht dargestellt), der ein Umfangsbeschichtungsmaterial 107 enthält, und einem Ausstoßmechanismus (nicht dargestellt), der dem Umfangsbeschichtungsmaterial 107 einen vorbestimmten Ausstoßdruck P gibt, um das Material aus der Ausstoßöffnung 105 auszustoßen. Dadurch kann das Umfangsbeschichtungsmaterial 107 aus der Ausstoßöffnung 105 auf die Umfangsfläche 104 der Wabenstruktur 102 ausgestoßen werden.
Andererseits, da sich die auf dem Drehtisch 103 platzierte Wabenstruktur 102 mit konstanter Geschwindigkeit in konstanter Drehrichtung A dreht, ändert sich die relative Positionsbeziehung zwischen der Umfangsfläche 104 der Wabenstruktur 102 und der Ausstoßöffnung 105 der Ausstoßdüse 106 von Moment zu Moment. Aus diesem Grund wird das mit einem vorgegebenen Ausstoßdruck ausgestoßene Umfangsbeschichtungsmaterial 107 jedes Mal in konstanter Menge auf die gedrehte Wabenstruktur 102 aufgebracht. Weiterhin wird getrocknet, um die Umfangsbeschichtung 101 mit einer gleichmäßigen Dicke zu bilden, und die Wabenstruktur 102 einschließlich der Umfangsbeschichtung 101 wird hergestellt. Darüber hinaus zeigt 6 zur Vereinfachung nicht die Konfiguration von Zellen, einer Trennwand usw. auf der Wabenstruktur 102.

[Patentdokument 1] JP 2613729
[Patentdokument 2] JP 5345502

Die Bildung der Umfangsbeschichtung mit dem obigen Beschichtungsapplikator kann folgende Probleme verursachen. Mit anderen Worten, die Einstellung der Viskosität des schlammartigen Umfangsbeschichtungsmaterials erfolgt, um das Umfangsbeschichtungsmaterial an die Beschichtung auf der Umfangsfläche der Wabenstruktur anzupassen. In diesem Fall erfolgt die Einstellung der Viskosität hauptsächlich durch Änderung der Wasserzugabemenge in Bezug auf pulverförmige keramische Rohstoffe, die als Ausgangsmaterial für das Umfangsbeschichtungsmaterial dienen. Genauer gesagt, wird ein gekneteter Gegenstand zuvor durch Mischen und Kneten eines keramischen Rohmaterials, Wassers usw. mit einer höheren Viskosität als der Standardviskosität hergestellt, und dann wird dem gekneteten Gegenstand allmählich Wasser zugegeben, um eine Feineinstellung bis zur für die Beschichtung geeigneten Viskosität auf der Umfangsfläche vorzunehmen.
Wenn die Viskosität des Umfangsbeschichtungsmaterials hoch ist, wird nicht genügend Umfangsbeschichtungsmaterial auf die Umfangsfläche der Wabenstruktur aufgebracht, so dass die Dicke der Umfangsbeschichtung dünn werden kann oder in einem Teil der Umfangsfläche eine fehlende Beschichtung auftreten kann. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dass auf der Oberfläche der Umfangsbeschichtung große Unebenheiten entstehen. In diesem Fall wird die Dicke der Umfangsbeschichtung ungleichmäßig, so dass die Maßhaltigkeit der Wabenstruktur schlechter sein kann.
Außerdem wird die Beschichtungsmenge des Umfangsbeschichtungsmaterials ungleichmäßig, so dass beim Trocknen leicht ein Riss entsteht. Darüber hinaus kann in der umfangsbeschichteten Wabenstruktur generell ein Barcode-Druck usw. auf der Oberfläche der Umfangsbeschichtung mit dem Ziel des Produktmanagements nach der Herstellung durchgeführt werden. In diesem Fall wird der gedruckte Barcode durch die Ungleichmäßigkeit der Dicke der Umfangsbeschichtung undeutlich, so dass Lesefehler durch einen Barcodescanner häufig auftreten können.
Andererseits kann bei niedriger Viskosität des Umfangsbeschichtungsmaterials das auf die Umfangsfläche der Wabenstruktur aufgebrachte Umfangsbeschichtungsmaterial durch die Schwerkraft abnehmen. Aus diesem Grund kann die Dicke der Umfangsbeschichtung an einer Stirnseite (obere Seite) und einer anderen Stirnseite (untere Seite) der umfangsbeschichteten Wabenstruktur ungleichmäßig werden. Dadurch kann das gleiche Problem wie bei hoher Viskosität auftreten.
Außerdem wird die bereitgestellte Menge des Umfangsbeschichtungsmaterials mit abnehmender Viskosität größer, so dass viel Umfangsbeschichtungsmaterial auf die Umfangsfläche aufgebracht wird. In diesem Fall wird das überschüssige Umfangsbeschichtungsmaterial durch einen Spachtel etc. in der Nähe der Ausstoßöffnung abgestrichen. Aus diesem Grund können die Kosten für das Umfangsbeschichtungsmaterial erhöht werden. Mit anderen Worten, es ist äußerst schwierig, die Viskosität des Umfangsbeschichtungsmaterials anzupassen, um die Viskosität in einem geeigneten Zustand zu halten, die Verarbeitungskosten, die mit der Verringerung der Ausbeute und der Erhöhung der verbrauchten Menge des Umfangsbeschichtungsmaterials einhergehen, werden erhöht, und einem Anwender wird bei der Einstellung eine übermäßige Belastung auferlegt.
Das schlammartige Umfangsbeschichtungsmaterial, das durch Mischen und Kneten von Keramikpulver und Wasser gebildet wird, hat die Eigenschaft, dass sich die Viskosität entsprechend der Strömungsgeschwindigkeit (Ausstoßgeschwindigkeit) ändert. Mit zunehmender Scherrate nimmt die Viskosität (viskose Eigenschaft) ab und damit hat das Umfangsbeschichtungsmaterial einen Zustand, in dem die Beschichtung leicht durchführbar ist. Der vorliegende Anmelder konzentriert sich auf die oben genannten Eigenschaften des schlammartigen Umfangsbeschichtungsmaterials und hat festgestellt, dass das oben beschriebene Problem durch eine geeignete Steuerung der Ausstoßgeschwindigkeit (Strömungsgeschwindigkeit) des aus der Ausstoßdüse austretenden Umfangsbeschichtungsmaterials gelöst werden kann.
Mit anderen Worten, das Umfangsbeschichtungsmaterial kann so gesteuert werden, dass das Material beim Auftragen des Umfangsbeschichtungsmaterials auf die Umfangsfläche der Wabenstruktur eine niedrige Viskosität und eine ausgezeichnete Beschichtungsfähigkeit aufweist, und das Material bei dem Schritt, bei dem die Beschichtung des Umfangsbeschichtungsmaterials auf die Umfangsfläche abgeschlossen wird, eine hohe Viskosität aufweist und nicht von der Umfangsfläche tropft.
Daher wurde die vorliegende Erfindung angesichts der oben genannten Probleme erreicht, und eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur bereitzustellen, bei dem die Ausstoßgeschwindigkeit des Umfangsbeschichtungsmaterials gesteuert wird, um die Umfangsbeschichtung mit einer gleichmäßigen Dicke bilden zu können.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das folgende Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur zur Verfügung gestellt.

[1] Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur, umfassend ein Verfahren zur Bildung einer Umfangsbeschichtung, bei dem ein Umfangsbeschichtungsmaterial auf eine Umfangsfläche einer keramischen Wabenstruktur aufgebracht wird, um eine Umfangsbeschichtung zu bilden, wobei das Verfahren zur Bildung einer Umfangsbeschichtung umfasst: ein Drehverfahren unter Abstimmung einer axialen Richtung der Wabenstruktur an eine vertikale Richtung zum Drehen der Wabenstruktur unter Verwendung der axialen Richtung als Drehzentrum; und ein Aufbringverfahren zum Ausstoßen des Umfangsbeschichtungsmaterials aus einer Ausstoßdüse, die an einer Position gegenüber der Umfangsfläche der Wabenstruktur angeordnet ist, um das Umfangsbeschichtungsmaterial auf die Umfangsfläche der sich drehenden Wabenstruktur aufzubringen, wobei in dem Aufbringverfahren, eine Ausstoßgeschwindigkeit des Umfangsbeschichtungsmaterials, das aus der Ausstoßdüse ausgestoßen wird, berechnet nach Gleichung (1), 50 bis 120 mm/s beträgt, wobei die Ausstoßgeschwindigkeit V [mm/s] = bereitgestellte Menge q [g/s] des Umfangsbeschichtungsmaterials ÷ (Dichte p [g/mm³] des Umfangsbeschichtungsmaterials × Fläche S [mm²] der Ausstoßöffnung) (1).
[2] Bei dem Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur nach [1] liegt eine Fläche einer Ausstoßöffnung der zur Umfangsfläche hin offenen Ausstoßdüse in einem Bereich von 200 bis 600 mm².
[3] Bei dem Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur nach [1] oder [2] weist die Ausstoßöffnung der Ausstoßdüse eine Trapezform auf und eine Breite am unteren Ende ist größer als eine Breite am oberen Ende der Ausstoßöffnung.
[4] Bei dem Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur nach einem von [1] bis [3] liegt eine Drehzahl der Wabenstruktur im Drehverfahren im Bereich von 5 U/min bis 15 U/min.
[5] Bei dem Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur nach einem von [1] bis [4] liegt im Aufbringverfahren ein nach Gleichung (2) berechnetes Ausstoßmenge-/Beschichtungsmenge- Verhältnis in einem Bereich von 1,1 bis 3,5, Ausstoßmenge/Beschichtungsmenge = Ausstoßmenge d [g] des Umfangsbeschichtungsmaterials / Beschichtungsmenge c [g] des Umfangsbeschichtungsmaterials (2), und die Ausstoßmenge d [g] des Umfangsbeschichtungsmaterials wird berechnet aus „der bereitgestellten Menge q [g/s] des Umfangsbeschichtungsmaterials × einer Beschichtungszeit [s]“, und die Beschichtungsmenge c [g] des Umfangsbeschichtungsmaterials wird berechnet durch „eine Masse [g] der Wabenstruktur nach dem Aufbringen des Umfangsbeschichtungsmaterials - eine Masse [g] der Wabenstruktur vor dem Aufbringen des Umfangsbeschichtungsmaterials“.

Effekte der Erfindung
Gemäß dem Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung kann das Umfangsbeschichtungsmaterial so hergestellt werden, dass es die für die Beschichtung auf der Umfangsfläche geeignete Viskosität aufweist, indem die Ausstoßgeschwindigkeit des Umfangsbeschichtungsmaterials geändert wird, ohne dessen Feuchtigkeitsgehalt zu verändern, wodurch folglich die Umfangsbeschichtung mit einer gleichmäßigen Dicke gebildet werden kann.
Figurenliste

1 ist ein erläuterndes Diagramm, das schematisch ein Verfahren zur Bildung einer Umfangsbeschichtung als Beispiel von der Oberseite aus gesehen zeigt;
2 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Beispiel für eine Ausstoßdüse zeigt;
3 ist eine Aufsicht, die eine Ausstoßöffnung der Ausstoßdüse zeigt;
4 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Beispiel für eine Ausstoßdüse gemäß einem anderen Konfigurationsbeispiel zeigt;
5 ist eine Aufsicht, die eine Ausstoßöffnung der in 4 dargestellten Ausstoßdüse zeigt; und
6 ist ein erklärendes Diagramm, das schematisch ein Beispiel für ein herkömmliches Verfahren zur Bildung einer Umfangsbeschichtung und einen Beschichtungsapplikator für dieses Verfahren darstellt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen eines Verfahrens zur Herstellung einer Wabenstruktur nach der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Darüber hinaus ist ein Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt, und Änderungen, Modifikationen, Verbesserungen usw. können dem Verfahren hinzugefügt werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur 1 (im Folgenden einfach als „Herstellungsverfahren 1“ bezeichnet) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Bildung einer Umfangsbeschichtung F1 zum Aufbringen eines Umfangsbeschichtungsmaterials 5 auf eine Umfangsfläche 3 einer Wabenstruktur 2 aus Keramik, um eine Umfangsbeschichtung 7 mit einer vorbestimmten Dicke zu bilden.
Wie in 1 usw. dargestellt, umfasst das Verfahren zur Bildung einer Umfangsbeschichtung F1 in dem Herstellungsverfahren 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ferner: ein Drehverfahren unter Abstimmung einer axialen Richtung der Wabenstruktur 2 mit einer vertikalen Richtung, um die Wabenstruktur 2 mit konstanter Geschwindigkeit bei einer vorbestimmten Drehgeschwindigkeit zu drehen, indem die axiale Richtung als Drehzentrum verwendet wird (siehe 6); und ein Aufbringverfahren zum Ausstoßen des Umfangsbeschichtungsmaterials 5 aus einer Ausstoßdüse 4, die an einer Position gegenüber der Umfangsfläche 3 der Wabenstruktur 2 angeordnet ist, um das Umfangsbeschichtungsmaterial 5 entlang der Umfangsfläche 3 der Wabenstruktur 2 aufzubringen, die sich durch das Drehverfahren dreht.
Hierin kann das obige Drehverfahren und das Aufbringungsverfahren (das Verfahren zur Bildung einer Umfangsbeschichtung F1) hauptsächlich mit dem in 6 dargestellten Beschichtungsapplikator 100 durchgeführt werden, wie zuvor erläutert. Der Beschichtungsapplikator 100 ist konfiguriert, um hauptsächlich Folgendes zu umfassen: den Drehtisch 103, der die Wabenstruktur 2 als Beschichtungsziel darauf platziert hat, um sich mit konstanter Geschwindigkeit gemäß der vorgeschriebenen Drehrichtung A unter Verwendung der Axialrichtung der Wabenstruktur 2 als Drehzentrum C zu drehen; und die Ausstoßdüse 4, die so angeordnet ist, dass sie der Umfangsfläche 3 der Wabenstruktur 2 zugewandt ist, um das Umfangsbeschichtungsmaterial 5 aus einer Ausstoßöffnung 6 auszustoßen (siehe 6).
Da die Details der anderen Konfiguration des Beschichtungsapplikators 100 und die Bildung der Umfangsbeschichtung 7 zuvor erläutert wurden, entfallen detaillierte Beschreibungen. Darüber hinaus kann in der folgenden vorliegenden Spezifikation aus Gründen der Zweckmäßigkeit jede der folgenden Komponenten: „Wabenstruktur vor der Bildung einer Umfangsbeschichtung“ und „Wabenstruktur (= umfangsbeschichtete Wabenstruktur) nach der Bildung einer Umfangsbeschichtung“ als „die Wabenstruktur 2“ bezeichnet werden. Darüber hinaus können „die Wabenstruktur 2 vor der Bildung“ und „die Wabenstruktur 2 nach der Bildung“ bei Bedarf differenziert bezeichnet werden.
Das im Herstellungsverfahren 1 nach der vorliegenden Ausführungsform verwendete Umfangsbeschichtungsmaterial 5 kann einen bekannten keramischen Rohstoff als Hauptkomponente verwenden. So kann beispielsweise das Umfangsbeschichtungsmaterial teilchenförmigen Cordierit, Siliciumcarbid, Titanoxid oder dergleichen verwenden. Das schlammartige Umfangsbeschichtungsmaterial 5, das für die Beschichtung auf die Umfangsfläche 3 der Wabenstruktur 2 geeignet ist, kann durch Mischen bekannter Materialien wie Porenbildner, Bindemittel, Tensid und Dispersionsmittel mit diesen teilchenförmigen keramischen Rohstoffen in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis hergestellt werden.
Andererseits wird die Wabenstruktur 2, auf die das Umfangsbeschichtungsmaterial 5 aufzubringen ist, durch Verarbeitung oder Extrusion eines keramischen Rohmaterials in einer vorgegebenen Form (im Wesentlichen runde Säulenform usw.), Brennen und dergleichen erhalten und durch Verwendung eines bekannten keramischen Rohmaterials wie Cordierit und Siliciumcarbid als Hauptkomponente ähnlich dem Umfangsbeschichtungsmaterial 5 konfiguriert. Da die Konfiguration und das Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur 2 bereits bekannt sind, entfallen detaillierte Beschreibungen.
Die Wabenstruktur 2, wird vor der Bildung dem Extrusionsformverfahren und dem Brennprozess unterworfen, und dann wird die Umfangsfläche 3 im Vorfeld weiter geschliffen, und somit wird die Größe der Wabenstruktur 2 so eingestellt, dass sie im Bereich eines vorbestimmten Wabendurchmessers liegt. Dadurch kann die gleichmäßig dicke Umfangsbeschichtung 7 gebildet werden, indem eine konstante Menge des Umfangsbeschichtungsmaterials 5 auf die Umfangsfläche 3 aufgebracht wird.
Da die Umfangsfläche 3 der Wabenstruktur 2 im Vorfeld geschliffen wurde, gilt ein Teil einer Trennwand 9, die Zellen 8 der Wabenstruktur 2 definiert, als auf der Umfangsfläche 3 freiliegend, wie in 1 typischerweise dargestellt. Mit anderen Worten, unvollständig geformte Zellen (unvollständige Zellen 8a), die nicht viereckig sind, erscheinen auf der Umfangsfläche 3. Das Umfangsbeschichtungsmaterial 5 kann in Hohlräume innerhalb der unvollständigen Zellen 8a aufgefüllt werden und kann durch Aufbringen des Umfangsbeschichtungsmaterials 5 auf die Umfangsfläche 3 der Wabenstruktur 2, auf der die unvollständigen Zellen 8a erscheinen, als Umfangsbeschichtung 7 gebildet werden.
In der Nähe der Ausstoßöffnung 6 der Ausstoßdüse 4 (siehe 1) des im Verfahren zur Bildung einer Umfangsbeschichtung F1 verwendeten Beschichtungsapplikators 100 ist ein Abstreichspachtel 10 vorgesehen, der einen Teil des aus der Ausstoßöffnung 6 ausgestoßenen Umfangsbeschichtungsmaterials 5 von der Umfangsfläche 3 abstreicht, nämlich das „überschüssige“ Umfangsbeschichtungsmaterial 5, das nicht in die unvollständigen Zellen 8a gefüllt ist und das die Umfangsbeschichtung 7 mit der vorgegebenen Dicke nicht bildet, um die Oberflächenglättung der Umfangsbeschichtung 7 zu erreichen.
Der Abstreichspachtel 10 ist über einen elastisch verformbaren Arm 13 mit der Ausstoßdüse 4 verbunden und wird mit einer vorgegebenen Kraft gegen die Umfangsfläche 3 der Wabenstruktur 2 gedrückt. Dadurch kann der Abstreichspachtel den Teil des aus der Ausstoßöffnung 6 ausgestoßenen Umfangsbeschichtungsmaterials 5 abstreichen. Aus diesem Grund verbleibt eine erforderliche Menge des Umfangsbeschichtungsmaterials 5 auf der Umfangsfläche 3, so dass die Umfangsbeschichtung 7 mit gleichmäßiger Dicke gebildet werden kann.
Die Konfiguration der Ausstoßdüse 4 im Beschichtungsapplikator 100 wird ausführlich beschrieben. Wie in den 2 und 3 dargestellt, umfasst die Ausstoßdüse 4 einen im Wesentlichen zylindrischen Düsenkörper 11 und eine Düsenspitze 12 mit einem im Wesentlichen spitzen Profil, die aus dem Düsenkörper 11 herausragt. Darüber hinaus ist die längliche, schlitzförmige Ausstoßöffnung 6, die zur Umfangsfläche 3 der Wabenstruktur 2 hin geöffnet ist, oben an der Düsenspitze 12 vorgesehen. Dadurch wird das im Düsenkörper 11 vorübergehend zurückgehaltene Umfangsbeschichtungsmaterial 5 aus der oberen Ausstoßöffnung 6 nach Durchlaufen der Düsenspitze 12 aus dem Düsenkörper 11 durch Hinzufügen eines Ausstoßdrucks durch einen bekannten Ausstoßmechanismus, wie beispielsweise eine Ausstoßpumpe, nach außen aus der Ausstoßdüse 4 ausgestoßen.
Die Ausstoßöffnung 6 der Ausstoßdüse 4 hat beispielsweise eine rechteckige Form, wie in 3 dargestellt. In diesem Fall weist die Ausstoßöffnung eine längliche Schlitzform auf, bei der eine Höhe H der Ausstoßöffnung im Vergleich zu einer Breite W der Ausstoßöffnung auffallend lang ist. Dabei ist die Ausstoßöffnung so ausgebildet, dass die Höhe H der Ausstoßöffnung eine Länge ist, die gleich oder größer ist als die Axialrichtungslänge (Wabenlänge L) der mit dem Umfangsbeschichtungsmaterial 5 zu beschichtenden Wabenstruktur 2. Dadurch kann das Umfangsbeschichtungsmaterial 5 über die gesamte Umfangsfläche 3 der Wabenstruktur 2 aufgebracht werden.
Es ist zu beachten, dass die Form der Düsenspitze 12 und die Ausstoßöffnung 6 der Ausstoßdüse 4 nicht auf das in den 2 und 3 dargestellte Beispiel beschränkt sind. So kann beispielsweise die obige Form eine Form einer Ausstoßdüse 4a mit einem weiteren Konfigurationsbeispiel sein, das in den 4 und 5 dargestellt ist. Genauer gesagt, kann die Oberseite einer Düsenspitze 12a der Ausstoßdüse 4a eine Trapezform aufweisen. In diesem Fall weist eine oben geöffnete und vorgesehene Ausstoßöffnung 6a eine Trapezform auf, bei dem eine Breite am unteren Ende W2 breiter ist als eine Breite am oberen Ende W1. Beim Aufbringen des Umfangsbeschichtungsmaterials 5 ist es erforderlich, die axiale Richtung der Wabenstruktur 2 mit einer vertikalen Richtung abzustimmen, um das Umfangsbeschichtungsmaterial 5 in horizontaler Richtung auf die Umfangsfläche 3 auszustoßen, wie in 6 dargestellt.
Aus diesem Grund sind die Ausstoßfähigkeit und Beschichtungsfähigkeit an der Ober- und Unterseite der Wabenstruktur 2 durch das Gewicht des Umfangsbeschichtungsmaterials 5 unterschiedlich. Daher wird, wie vorstehend beschrieben, die Ausstoßöffnung 6a mit der schmalen Breite am oberen Ende W1 gebildet, um die Ausstoßfähigkeit in Bezug auf die oberseitige Umfangsfläche 3 der Wabenstruktur 2 zu verbessern, und ferner wird die Ausstoßöffnung 6a mit der Breite am unteren Ende W2 gebildet, die breiter ist als die Breite am oberen Ende W1, um das viele Umfangsbeschichtungsmaterial 5 in Bezug auf die unterseitige Umfangsfläche 3 auszustoßen, das leicht dem Gewicht des Umfangsbeschichtungsmaterials 5 ausgesetzt ist und eine geringere Ausstoßfähigkeit aufweist. Dadurch kann die Beschichtungsfähigkeit an der ober- und unterseitigen Umfangsfläche 3 der Wabenstruktur 2 verbessert werden.
Im Herstellungsverfahren 1 nach der vorliegenden Ausführungsform kann eine Ausstoßgeschwindigkeit V des Umfangsbeschichtungsmaterials 5 im Bereich von 50 bis 120 mm/s eingestellt werden. Wie später beschrieben, wird durch Einstellen der Ausstoßgeschwindigkeit V innerhalb des Bereichs die Ausstoßfähigkeit aus den Ausstoßdüsen 4 und 4a gut und ein Problem, wie das Tropfen von der Umfangsfläche 3 nach der Beschichtung tritt nicht auf. Die stabilere Umfangsbeschichtung 7 kann gebildet werden, indem der numerisch begrenzte Bereich einer Fläche S der Ausstoßöffnung, wie zuvor erläutert, und der numerisch begrenzte Bereich der Ausstoßgeschwindigkeit V kombiniert werden.
Die Ausstoßgeschwindigkeit V kann nach der folgenden Gleichung (1) berechnet werden. $\begin{array}{l} Ausstoßgeschwindigkeit V [mm / s] = bereitgestellte Menge q [g / s] des \\ Umfangsbeschichtungsmaterials \div (Dichte ρ [g / {mm}^{3}] des \\ Umfangsbeschichtungsmaterials \times Fläche S [{mm}^{2}] der Ausstoßöffnung) \end{array}$
Hierin ist die bereitgestellte Menge q des Umfangsbeschichtungsmaterials die Ausstoßmenge des Umfangsbeschichtungsmaterials 5 pro 1 Sekunde und wird durch die Ausstoßleistung eines Ausstoßmechanismus (nicht dargestellt) wie beispielsweise einer Ausstoßpumpe bestimmt. Darüber hinaus kann die Dichte des Umfangsbeschichtungsmaterials aus Volumen und Masse des Umfangsbeschichtungsmaterials berechnet werden, und kann mit einem bekannten Dichtemessgerät berechnet werden. Andererseits wird, wie vorstehend beschrieben, die Fläche S der Ausstoßöffnung durch Messen der Breite (oder der Breite am oberen Ende W1 und der Breite am unteren Ende W2) der Ausstoßöffnung und der Höhe H der Ausstoßöffnung berechnet. Mit anderen Worten, die Ausstoßgeschwindigkeit V kann mit bekannten Mess- und Berechnungsmethoden einfach berechnet werden.
Darüber hinaus wird bei dem Herstellungsverfahren 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Fläche der Ausstoßöffnung S der Ausstoßöffnungen 6 und 6a der Ausstoßdüsen 4 und 4a im Beschichtungsapplikator 100, der im Verfahren zur Bildung einer Umfangsbeschichtung F1 verwendet wird, auf einen Bereich von 200 bis 600 mm² eingestellt (siehe schraffierte Abschnitte in den 2 bis 5). Die Fläche S der Ausstoßöffnung ist eine Fläche für jedes der offenen Enden der Ausstoßöffnungen 6 und 6a, die an den Spitzen der Düsenspitzen 12 und 12a in den Ausstoßdüsen 4 und 4a vorgesehen sind.
Wie beispielsweise in den 2 und 3 dargestellt, wird bei rechteckiger Form der Ausstoßöffnung 6 die Fläche S der Ausstoßöffnung berechnet, indem die Breite W der Ausstoßöffnung mit der Höhe H der Ausstoßöffnung multipliziert wird (Fläche S der Ausstoßöffnung = Breite W der Ausstoßöffnung × Höhe H der Ausstoßöffnung). Andererseits wird, wie in den 4 und 5 dargestellt, wenn die Ausstoßöffnung 6a eine Trapezform aufweist, die Fläche S der Ausstoßöffnung berechnet, indem die Höhe H der Ausstoßöffnung mit einer Summe aus der Breite am oberen Ende W1 (= entspricht der oberen Basis) und der Breite am unteren Ende W2 (= entspricht der unteren Basis) multipliziert und dann der multiplizierte Wert durch 2 dividiert wird (Fläche S der Ausstoßöffnung = (Breite am oberen Ende W1 + Breite am unteren Ende W2) × Höhe H der Ausstoßöffnung ÷ 2).
Hierin wird exemplarisch eine Wabenstruktur erläutert, deren Wabendurchmesser (Produktdurchmesser) 305 mm ist und deren axiale Richtungslänge (Wabenlänge L) 152 mm beträgt. In diesem Fall kann in der Ausstoßdüse 4, beinhaltend die rechteckige Ausstoßöffnung 6, die Fläche S der Ausstoßöffnung als 267 mm² angesehen werden, wenn die Breite W der Ausstoßöffnung auf 1,5 mm und die Höhe H der Ausstoßöffnung beispielsweise auf 178 mm eingestellt ist, und somit die Höhe H der Ausstoßöffnung zumindest nicht kleiner als die Wabenlänge L ist und die Fläche S der Ausstoßöffnung kann im Bereich von 200 bis 600 mm² klein gehalten werden.
Die bisher im Verfahren zur Bildung einer Umfangsbeschichtung verwendete Ausstoßdüse hat die Viskosität des schlammartigen Umfangsbeschichtungsmaterials durch Einstellen der Zugabemenge von Feuchtigkeit wie vorstehend beschrieben eingestellt. Aus diesem Grund gab es keine technischen Überlegungen, die Fläche der Ausstoßöffnung der Ausstoßdüse zu verändern, um die Einstellung der Ausstoßfähigkeit des Umfangsbeschichtungsmaterials zu erreichen. Aus diesem Grund wurde unter Berücksichtigung der Ausstoßfähigkeit, Beschichtungsfähigkeit usw. des Umfangsbeschichtungsmaterials in Bezug auf die Umfangsfläche der Wabenstruktur die Fläche der Ausstoßöffnung auf einen großen Wert eingestellt, nämlich in vielen Fällen auf einen Wert von mehr als 600 mm².
Im Gegensatz dazu kann bei dem Herstellungsverfahren 1 nach der vorliegenden Ausführungsform die Ausstoßgeschwindigkeit V größer werden als die der herkömmlichen Ausstoßdüse, indem die Fläche S der Ausstoßöffnung jeder der Ausstoßöffnungen 6 und 6a in den Ausstoßdüsen 4 und 4a in den obigen Zahlenbereich begrenzt wird. Infolgedessen kann in dem schlammartigen Umfangsbeschichtungsmaterial 5, das durch Mischen und Kneten eines keramischen Rohstoffs und Wassers gebildet wird, die Ausstoßgeschwindigkeit V durch die Einstellung der Fläche S der Ausstoßöffnung unter Verwendung von Eigenschaften verändert werden, dass sich die Viskosität entsprechend der Strömungsgeschwindigkeit (die Ausstoßgeschwindigkeit V) ändert. Dadurch wird die Viskosität zum Zeitpunkt des Ausstoßens aus den Ausstoßöffnungen 6 und 6a niedrig, um eine gute Ausstoßfähigkeit zu erreichen, und die Viskosität wird, nach dem Ausstoßen aus den Ausstoßöffnungen 6 und 6a und dem Aufbringen auf die Umfangsfläche 3 hoch, so dass das Umfangsbeschichtungsmaterial 5 so angesehen werden kann, dass es nicht von der Umfangsfläche 3 tropft.
Darüber hinaus kann im Verfahren zur Bildung einer Umfangsbeschichtung F1 des Herstellungsverfahrens 1 nach der vorliegenden Ausführungsform die Drehzahl der Wabenstruktur 2 (und des Drehtisches 103) im Drehverfahren der Wabenstruktur 2 mit dem Beschichtungsapplikator 100 (siehe 6) im Bereich von 5 bis 15 U/min liegen.
Mit anderen Worten, der in 6 gezeigte Beschichtungsapplikator 100 kann die Drehzahl des Drehtisches 103, auf dem die Wabenstruktur 2 platziert ist, auf eine Drehgeschwindigkeit von etwa 5 bis 15 Umdrehungen pro 1 Minute einstellen. Dabei kommt bei hoher Drehzahl der Wabenstruktur 2 die aus jeder der Ausstoßdüsen 4 und 4a ausgestoßene Ausstoßmenge (bereitgestellte Menge) des Umfangsbeschichtungsmaterials 5 nicht mit der Drehung der Wabenstruktur 2 mit, so dass möglicherweise eine ausreichende Menge des Umfangsbeschichtungsmaterials 5 nicht auf die Umfangsfläche 3 der Wabenstruktur 2 aufgebracht werden kann. Mit anderen Worten, eine fehlende Beschichtung des Umfangsbeschichtungsmaterials 5 kann auf der Umfangsfläche 3 erfolgen.
Andererseits, wenn die Drehzahl der Wabenstruktur 2 niedrig ist, ist die Ausstoßmenge des Umfangsbeschichtungsmaterials 5 zu hoch, und somit kann eine große Menge des Umfangsbeschichtungsmaterials 5 auf die Umfangsfläche 3 aufgebracht werden. Obwohl in diesem Fall das überschüssige Umfangsbeschichtungsmaterial 5 mit dem dargestellten Abstreichspachtel 10 abgestrichen wird, bleibt eine große Menge des Umfangsbeschichtungsmaterials 5 noch an der Umfangsfläche 3 haften und der Teil des Umfangsbeschichtungsmaterials 5 kann durch die Schwerkraft abtropfen.
Wie vorstehend beschrieben, hat die Drehzahl der Wabenstruktur 2 einen großen Einfluss auf die Beschichtungsfähigkeit des Umfangsbeschichtungsmaterials 5 auf die Umfangsfläche 3, ebenso wie die Fläche S der Ausstoßöffnung jeder der Ausstoßöffnungen 6 und 6a in den Ausstoßdüsen 4 und 4a und die Ausstoßgeschwindigkeit V des Umfangsbeschichtungsmaterials 5 wie vorstehend beschrieben. Daher kann die Umfangsbeschichtung 7, die in der Maßhaltigkeit ausgezeichnet ist, gebildet werden, indem die Drehzahl der Wabenstruktur 2 im obigen Bereich definiert wird, zusätzlich zu einem Verhältnis zwischen der Fläche S der Ausstoßöffnung und der Ausstoßgeschwindigkeit V.
Darüber hinaus kann bei dem Herstellungsverfahren 1 nach der vorliegenden Ausführungsform ein Ausstoßmenge/Beschichtungsmenge-Verhältnis, das ein Wert ist, der durch Division der Ausstoßmenge d des Umfangsbeschichtungsmaterials durch die Beschichtungsmenge des Umfangsbeschichtungsmaterials erhalten wird, im Bereich von 1,1 bis 3,5 eingestellt werden. Die gute Umfangsbeschichtung 7 ohne ungleichmäßige Beschichtung und Entnahmemarkierungen (nachfolgend näher beschrieben) kann ohne ein Problem wie bspw. Abtropfen von der Umfangsfläche 3 nach der Beschichtung durch Einstellen des Ausstoßmenge/Beschichtungsmenge-Verhältnisses in diesem Bereich gebildet werden. Genauer gesagt, wenn das Ausstoßmenge/Beschichtungsmenge-Verhältnis kleiner als 1,1 ist, kann das Umfangsbeschichtungsmaterial auf den Abschnitt der Umfangsfläche 3 „nicht aufgebracht werden“, da es unmöglich ist, das Umfangsbeschichtungsmaterial auf der Umfangsfläche 3 der Wabenstruktur 2 gleichmäßig zu verteilen, d.h. ein unbeschichteter Abschnitt des Umfangsbeschichtungsmaterials, kann auftreten. Andererseits, da die Bereitstellung des Umfangsbeschichtungsmaterials übermäßig wird, wenn das Ausstoßmenge/Beschichtungsmenge-Verhältnis mehr als 3,5 beträgt, kann in der Folge, wenn sich das Umfangsbeschichtungsmaterial vom Abstreichspachtel 10 wegbewegt, eine große Menge an Umfangsbeschichtungsmaterial auf der Umfangsfläche 3 der Wabenstruktur 2 verbleiben, um einen Zustand („Entnahmemarkierungen“) zu haben, in dem eine Stufe gebildet wird. Aus diesem Grund kann bei einer Abweichung des Ausstoßmenge/Beschichtungsmenge-Verhältnisses vom obigen Bereich die Formgenauigkeit der Wabenstruktur 2 instabil werden oder es können leicht Risse usw. auf der gebildeten Umfangsbeschichtung 7 auftreten.
Das Ausstoßmenge/Beschichtungsmenge-Verhältnis kann auf der Grundlage der folgenden Gleichung (2) berechnet werden. $\begin{array}{l} Ausstoßmenge / Beschichtungsmenge - Verhältnis = bereitgestellte q [g / s] des \\ Umfangsbeschichtungsmaterials / Beschichtungsmenge c [g] des \\ Umfangsbeschichtungsmaterials \end{array}$
In Gleichung (2) kann die Ausstoßmenge d [g] des Umfangsbeschichtungsmaterials berechnet werden, indem eine Beschichtungszeit [s] mit der bereitgestellten Menge q [g/s] des Umfangsbeschichtungsmaterials pro Zeiteinheit wie vorstehend beschrieben multipliziert wird. Andererseits kann die Beschichtungsmenge c [g] des Umfangsbeschichtungsmaterials berechnet werden, indem eine Masse [g] der Wabenstruktur vor Aufbringen des Umfangsbeschichtungsmaterials von einer Masse [g] der Wabenstruktur nach Aufbringen des Umfangsbeschichtungsmaterials subtrahiert wird.
Wie vorstehend beschrieben, wird nach dem Herstellungsverfahren 1 der vorliegenden Ausführungsform im Verfahren zur Bildung einer Umfangsbeschichtung F1 die Ausstoßgeschwindigkeit V größer als die herkömmliche, indem innerhalb eines vorgegebenen Bereichs die Fläche S der Ausstoßsöffnung jeder der Ausstoßöffnungen 6 und 6a in den Ausstoßdüsen 4 und 4a, die das Umfangsbeschichtungsmaterial 5 ausstoßen, eingestellt wird, und somit die Einstellung der Viskosität, die in der Ausstoßfähigkeit und Beschichtungsfähigkeit ausgezeichnet ist, erreicht werden kann. Dadurch ist es nicht erforderlich, wie bisher, die Viskosität des Umfangsbeschichtungsmaterials durch die Zugabemenge der Feuchtigkeit einzustellen, sodass die Möglichkeit des Auftretens von Problemen bei der Bildung der Umfangsbeschichtung 7 verringert wird. Darüber hinaus kann das Verfahren zur Bildung einer Umfangsbeschichtung F1 die stabilere Ausstoßfähigkeit und Beschichtungsfähigkeit des Umfangsbeschichtungsmaterials 5 durch Einstellen der Ausstoßgeschwindigkeit V und der Drehzahl der Wabenstruktur 2 sowie der Fläche S der Ausstoßöffnung aufweisen. Darüber hinaus tritt keine ungleichmäßige Beschichtung usw. auf der zu bildenden Umfangsbeschichtung 7 durch Einstellen des Ausstoßmenge/Beschichtungsmenge-Verhältnisses auf.
(Beispiele)
Im Folgenden wird das Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur nach der vorliegenden Erfindung anhand der folgenden Beispiele erläutert, wobei das Herstellungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist.
In Wabenstrukturen, deren Wabendurchmesser und Wabenlängen unterschiedlich sind, wurden auf den jeweiligen Umfangsflächen der Wabenstrukturen Umfangsbeschichtungen nach den Beispielen 1 bis 8 und Vergleichsbeispiele 1 bis 6 durch Änderung der Drehzahl und Beschichtungszeit jeder der Wabenstrukturen, der bereitgestellten Menge q des Umfangsbeschichtungsmaterials pro Zeiteinheit, der Fläche der Ausstoßöffnung S der Ausstoßdüse, der Form der Ausstoßöffnung und der Ausstoßgeschwindigkeit V gebildet.
Beispiele 1 bis 8 und Vergleichsbeispiele 1 bis 6

In den Beispielen 1 bis 3 werden Wabenstrukturen verwendet, deren Wabendurchmesser und Wabenlängen gleich sind, und die bereitgestellte Menge q des Umfangsbeschichtungsmaterials ist gleich. In Beispiel 1 werden die Drehgeschwindigkeit und die Beschichtungszeit gegenüber Beispiel 2 geändert. In Beispiel 3 werden die Fläche der Ausstoßöffnung S und die Ausstoßgeschwindigkeit V der Ausstoßdüse gegenüber Beispiel 2 geändert. Andererseits werden in Beispiel 4 die bereitgestellte Menge q des Umfangsbeschichtungsmaterials pro Zeiteinheit und die Ausstoßgeschwindigkeit V von Beispiel 3 geändert und die andere Bedingung ist dieselbe wie in Beispiel 3. Andererseits haben die Beispiele 5 und 6 im Wesentlichen die gleiche Bedingung wie die Bedingung von Beispiel 3 und verwenden den Wabendurchmesser und die Wabenlänge der Wabenstruktur als Beschichtungsziel, das sich von Beispiel 3 unterscheidet. Beispiel 7 hat die gleiche Drehgeschwindigkeit, Beschichtungszeit und bereitgestellte Menge q des Umfangsbeschichtungsmaterials pro Zeiteinheit wie Beispiel 1 und verwendet die Fläche der Ausstoßöffnung S und die gegenüber Beispiel 1 geänderte Ausstoßgeschwindigkeit V. Beispiel 8 hat die gleiche Drehgeschwindigkeit, Beschichtungszeit und bereitgestellte Menge q des Umfangsbeschichtungsmaterials pro Zeiteinheit wie Beispiel 2 und verwendet die gegenüber Beispiel 2 geänderte Fläche der Ausstoßöffnung S und Ausstoßgeschwindigkeit V. Darüber hinaus verwenden die Beispiele 1 bis 6 eine trapezförmige Ausstoßöffnung, und die Beispiele 7 und 8 eine rechteckig-förmige Ausstoßöffnung. Jedes der Beispiele 1 bis 8 erfüllt die Bedingungen der Fläche der Ausstoßöffnung, der Ausstoßgeschwindigkeit und der Drehzahl, die in der vorliegenden Erfindung definiert sind. In den Vergleichsbeispielen 1 bis 6 hingegen weicht jede Fläche der Ausstoßöffnung S und die Ausstoßgeschwindigkeit von einem in der vorliegenden Erfindung definierten Zahlenbereich ab. Darüber hinaus verwenden die Vergleichsbeispiele 1 bis 5 eine trapezförmige Ausstoßöffnung, und das Vergleichsbeispiel 6 eine rechteckig-förmige Ausstoßöffnung. Eine Zusammenfassung dieser Bedingungen ist in der folgenden Tabelle 1 dargestellt.
[Tabelle 1]

	Wabenstruktur		Drehgeschwindigkeit	Beschichtungszeit	Bereitgestellte Menge q des Umfangsbeschichtungsmaterials pro Zeiteinheit	Ausstoßöffnungsbereich S	Form der AusstoßÖffnung	Ausstoßgeschwindigkeit V
	Durchmesser	Länge	Drehgeschwindigkeit	Beschichtungszeit		Ausstoßöffnungsbereich S		Ausstoßgeschwindigkeit V
	mm	mm	UpM	s	g/s	mm²		mm/s
Beispiel 1	305	152	6	10	53,7	267	Trapezoid	116,6
Beispiel 2	305	152	12	5	53,7	267	Trapezoid	116,6
Beispiel 3	305	152	12	5	53,7	450	Trapezoid	69,2
Beispiel 4	305	152	12	5	47,1	450	Trapezoid	60,4
Beispiel 5	330	178	12	5	81	450	Trapezoid	69,2
Beispiel 6	330	203	12	5	81	450	Trapezoid	69,2
Beispiel 7	305	152	6	10	53,7	534	Rechteck	58,3
Beispiel 8	305	152	12	5	53,7	534	Rechteck	58,3
Vergleichsbeispiel 1	305	152	6	10	53,7	801	Trapezoid	38,9
Vergleichsbeispiel 2	305	152	12	5	53,7	801	Trapezoid	38,9
Vergleichsbeispiel 3	305	152	6	10	53,7	1157	Trapezoid	26,9
Vergleichsbeispiel 4	305	152	6	10	81	1157	Trapezoid	40,4
Vergleichsbeispiel 5	305	152	12	5	81	1157	Trapezoid	40,4
Vergleichsbeispiel 6	305	152	6	10	53,7	180	Rechteck	172

Bewertungsmethode
Die Oberfläche einer Umfangsbeschichtung, die durch das tatsächliche Auftragen eines Umfangsbeschichtungsmaterials auf die Umfangsfläche der Wabenstruktur unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Beschichtungsapplikators (siehe 6) und das Trocknen des Umfangsbeschichtungsmaterials gebildet wurde, wurde visuell bestätigt. Darüber hinaus lag die Dicke der Umfangsbeschichtung im Bereich von 0,5 bis 1,5 mm und der Wassergehalt des auszustoßenden und aufzubringenden Umfangsbeschichtungsmaterials bei 25 bis 28%. Hierin wurden die Ausstoßmenge d [g] des Umfangsbeschichtungsmaterials und die Beschichtungsmenge c [g] des Umfangsbeschichtungsmaterials in den Beispielen 1 bis 8 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 6 berechnet, um die jeweiligen Ausstoßmenge/Beschichtungsmenge-Verhältnisse zu berechnen. Die berechneten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 dargestellt. Zu diesem Zeitpunkt betrug die Beschichtungsmenge c [g] des Umfangsbeschichtungsmaterials auf der Umfangsfläche der Wabenstruktur ca. 200 bis ca. 400 g.
Eine umfassende Bewertung wurde durchgeführt, nachdem die Wabenstruktur (die umfangsbeschichtete Wabenstruktur), auf die das Umfangsbeschichtungsmaterial vom Beschichtungsapplikator aufgebracht wird, bestätigt wurde, und das Vorhandensein oder Fehlen einer ungleichmäßigen Beschichtung und das Vorhandensein oder Fehlen von Entnahmemarkierungen bestätigt wurde. Ihre Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 dargestellt.
Die Bewertung der ungleichmäßigen Beschichtung wurde visuell wie folgt bestimmt: Eine Wabenstruktur, deren Umfangsfläche gleichmäßig und vollständig beschichtet ist, ist „gut“, eine Wabenstruktur, deren Umfangsfläche teilweise ungleichmäßig ist, aber vollständig beschichtet ist und die keine praktischen Probleme aufweist, ist „akzeptabel“, und eine Wabenstruktur, deren Umfangsfläche vollständig ungleichmäßig oder teilweise nicht beschichtet ist, ist „inakzeptabel“.
Andererseits wurde die Bewertung der Entnahmemarkierung (Stufe auf der Umfangsbeschichtung) durch Messung einer Stufe durchgeführt, der auf der Oberfläche der auf der Umfangsfläche beschichteten Umfangsbeschichtung beobachtet wurde. Die Bewertung war „gut“, wenn die Stufe weniger als 1 mm beträgt, und „inakzeptabel“, wenn die Stufe nicht weniger als 1 mm beträgt. Darüber hinaus wurde die Messung der Stufe durchgeführt, indem ein Lineal senkrecht zur Oberfläche der Umfangsbeschichtung der umfangsbeschichteten Wabenstruktur platziert wurde, auf die das Umfangsbeschichtungsmaterial aufgebracht und getrocknet wird, und an einer Stelle mit einer größten Stufe ein Wert abgelesen wurde.

Die Gesamtbewertung wurde als „gut“ eingestuft, wenn sowohl die Bewertung ungleichmäßiger Beschichtung als auch die Bewertung von Entnahmemarkierungen gut sind, als „akzeptabel“, wenn die Bewertung ungleichmäßiger Beschichtung akzeptabel ist und die Bewertung von Entnahmemarkierungen gut ist, und als „inakzeptabel“, wenn mindestens eine der Bewertungen von ungleichmäßiger Beschichtung und die Bewertung von Entnahmemarkierungen inakzeptabel ist.
[Tabelle 2]

	Ausstoßmenge d des Umfangsbeschichtungmaterials	Beschichtungsmenge c des Umfangsbeschichtungsmaterials	Ausstoßmenge / Beschichtungs menge - Verhältnis (d/c)	Bewertung
	g	g	Ausstoßmenge / Beschichtungs menge - Verhältnis (d/c)	Ungleichmäßige Beschichtung	Entnahmemarkierungen	insgesamt
Beispiel 1	537	222,9	2,4	gut	gut	gut
Beispiel 2	268,5	219,5	1,2	gut	gut	gut
Beispiel 3	268,5	216,9	1,2	gut	gut	gut
Beispiel 4	235,5	219,0	1,1	gut	gut	gut
Beispiel 5	405	362,5	1,1	gut	gut	gut
Beispiel 6	405	392,8	1,0	akzeptabel	gut	akzeptabel
Beispiel 7	537	216,4	2,5	gut	gut	gut
Beispiel 8	268,5	216,1	1,2	gut	gut	gut
Vergleichs -beispiel 1	537	220,9	2,4	inakzeptabel	gut	inakzeptabel
Vergleichs -beispiel 2	268,5	215,8	1,2	inakzeptabel	gut	inakzeptabel
Vergleichs -beispiel 3	537	218,9	2,5	inakzeptabel	gut	inakzeptabel
Vergleichs -beispiel 4	810	222,2	3,6	inakzeptabel	inakzeptabel	inakzeptabel
Vergleichs -beispiel 5	405	219,5	1,8	inakzeptabel	gut	inakzeptabel
Vergleichs -beispiel 6	537	216,6	2,5	inakzeptabel	gut	inakzeptabel

Dementsprechend wurde bestätigt, dass alle Beispiele 1 bis 8, die die Bedingung usw. des numerischen Bereichs der Fläche der Ausstoßöffnung S und des numerischen Bereichs der Ausstoßgeschwindigkeit V, die in der vorliegenden Erfindung definiert sind, erfüllen, eine gute Bewertung erhalten. Mit anderen Worten, wenn die Ausstoßgeschwindigkeit V des Umfangsbeschichtungsmaterials im Bereich von 50 bis 120 mm/s liegt, war es möglich, eine gute Bewertung zu erhalten. Liegt die Fläche der Ausstoßöffnung S in Verbindung mit der Ausstoßgeschwindigkeit V im Bereich von 200 bis 600 mm², wurde gezeigt, dass ein gutes Umfangsbeschichtungsmaterial aufgebracht werden kann.
Andererseits, wenn die Fläche der Ausstoßöffnung S 600 mm² überschreitet oder wenn die Ausstoßgeschwindigkeit V weniger als 50 mm/s beträgt, kann keine gute Bewertung erzielt werden, wie in den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 dargestellt. Außerdem kann, wenn die Fläche der Ausstoßöffnung S kleiner als 200 mm² ist oder wenn die Ausstoßgeschwindigkeit V 120 mm/s überschreitet, keine gute Bewertung erhalten werden, wie im Vergleichsbeispiel 6 dargestellt. Daher wurde bestätigt, dass die numerisch begrenzten Bereiche hinsichtlich der Fläche der Ausstoßöffnung und der Ausstoßgeschwindigkeit im Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung stichhaltig sind.
Industrielle Anwendbarkeit
Das Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur nach der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise zur Herstellung einer Wabenstruktur (umfangsbeschichtete Wabenstruktur) verwendet werden, die eine Umfangsbeschichtung auf einer Umfangsfläche umfasst.
Bezugszeichenliste

1:: Herstellungsverfahren (Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur),
2, 102:: Wabenstruktur,
3, 104:: Umfangsfläche,
4, 4a, 106:: Ausstoßdüse,
5, 107:: Umfangsbeschichtungsmaterial,
6, 6a, 105:: Ausstoßöffnung,
7, 101:: Umfangsbeschichtung,
8:: Zelle,
8a:: unvollständige Zelle,
9:: Trennwand,
10:: Abstreichspachtel,
11:: Düsenkörper,
12:: Düsenspitze,
13:: Arm,
100:: Beschichtungsapplikator,
103:: Drehtisch,
A:: Drehrichtung,
C:: Drehzentrum,
F1:: Verfahren zur Bildung einer Umfangsbeschichtung,
H:: Höhe der Ausstoßöffnung,
P:: Ausstoßdruck,
S:: Fläche der Ausstoßöffnung,
V:: Ausstoßgeschwindigkeit,
W1:: Breite am oberen Ende,
W2:: Breite am unteren Ende,
q:: bereitgestellte Menge an Umfangsbeschichtungsmaterial,
p:: Dichte des Umfangsbeschichtungsmaterials

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2018049830 [0001]
JP 2019028747 [0001]
JP 2613729 [0012]
JP 5345502 [0012]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur, wobei das Verfahren umfasst: ein Verfahren zur Bildung einer Umfangsbeschichtung, bei dem ein Umfangsbeschichtungsmaterial auf eine Umfangsfläche einer keramischen Wabenstruktur aufgebracht wird, um eine Umfangsbeschichtung zu bilden, wobei das Verfahren zur Bildung einer Umfangsbeschichtung umfasst: ein Drehverfahren unter Abstimmung einer axialen Richtung der Wabenstruktur an eine vertikale Richtung zum Drehen der Wabenstruktur unter Verwendung der axialen Richtung als Drehzentrum; und ein Aufbringverfahren zum Ausstoßen des Umfangsbeschichtungsmaterials aus einer Ausstoßdüse, die an einer Position gegenüber der Umfangsfläche der Wabenstruktur angeordnet ist, um das Umfangsbeschichtungsmaterial auf die Umfangsfläche der sich drehenden Wabenstruktur aufzubringen, wobei in dem Aufbringverfahren eine Ausstoßgeschwindigkeit des Umfangsbeschichtungsmaterials das aus der Ausstoßdüse ausgestoßen wird, berechnet nach Gleichung (1), 50 bis 120 mm/s beträgt, und die Ausstoßgeschwindigkeit V [mm/s] = bereitgestellte Menge q [g/s] des Umfangsbeschichtungsmaterials ÷ (Dichte p [g/mm³] des Umfangsbeschichtungsmaterials × Fläche S [mm²] der Ausstoßöffnung) (1).
Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur nach Anspruch 1, wobei im Aufbringverfahren eine Fläche einer Ausstoßöffnung der Ausstoßdüse, die zur Umfangsfläche hin geöffnet ist, in einem Bereich von 200 bis 600 mm² liegt.
Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ausstoßöffnung der Ausstoßdüse eine Trapezform aufweist und die Breite am unteren Ende größer ist als die Breite am oberen Ende der Ausstoßöffnung.
Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Drehzahl der Wabenstruktur im Drehverfahren in einem Bereich von 5 U/min bis 15 U/min liegt.
Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei im Aufbringverfahren ein nach Gleichung (2) berechnetes Ausstoßmenge/Beschichtungsmenge-Verhältnis in einem Bereich von 1,1 bis 3,5 liegt, Ausstoßmenge/Beschichtungsmenge-Verhältnis = Ausstoßmenge d [g] des Umfangsbeschichtungsmaterials / Beschichtungsmenge c [g] des Umfangsbeschichtungsmaterials (2), und die Ausstoßmenge d [g] des Umfangsbeschichtungsmaterials sich aus „der bereitgestellten Menge q [g/s] des Umfangsbeschichtungsmaterials pro Zeiteinheit × einer Beschichtungszeit [s]“ berechnet, und die Beschichtungsmenge c [g] des Umfangsbeschichtungsmaterials sich aus „einer Masse [g] der Wabenstruktur nach dem Aufbringen des Umfangsbeschichtungsmaterials - einer Masse[g] der Wabenstruktur vor dem Aufbringen des Umfangsbeschichtungsmaterials“ berechnet.