JP2002103324A - セラミックハニカム押出成形体の切断方法 - Google Patents

セラミックハニカム押出成形体の切断方法

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JP2002103324A JP2000295060A JP2000295060A JP2002103324A JP 2002103324 A JP2002103324 A JP 2002103324A JP 2000295060 A JP2000295060 A JP 2000295060A JP 2000295060 A JP2000295060 A JP 2000295060A JP 2002103324 A JP2002103324 A JP 2002103324A
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Hirobumi Matsue
博文 松江
Hirohisa Suwabe
博久 諏訪部
Masanao Suzuki
雅直 鈴木
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハニカム構造の軟質セラミック押出成形体
を、切断面を変形させることなく、さらに、セル潰れを
発生させることなく連続的に切断することができる切断
方法を提供する。 【解決手段】 3500N/mm以上の引張強さと、
30%以上の絞りを有した線径0.01から0.2mm
の極細鋼線を使用して軟質セラミックハニカム押出成形
体を切断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、軟質の成形体、特
に、多数の貫通孔を有するハニカム状に押出し成形され
た軟質の成形体の切断に関するものである。
【0002】
【従来の技術】触媒担体、ディーゼルパティキュレート
フィルタ等として用いられているセラミックハニカム構
造体は、押出成形機から連続して押出されてくる未乾燥
粘土質押出成形体を所定長さに切断する必要がある。従
来、このような押出成形体の切断は、特公平4−604
02号公報に記載されているように、ピアノ線等の金属
製の細線を用いて切断する方法が広く知られている。ま
た、特開平7−256622号公報には、押出成形機か
ら押出されてくるハニカム成形体未乾燥粘土質物に、押
出方向と切断方向に制御されて移動する噴射ノズルから
高圧水を噴射させて切断する方法が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような切断作業に用いられるワイヤは線径が細い為、断
線が生じやすく作業が途中で中断される。作業者が両手
にワイヤを持ち手作業で切断する場合、ワイヤの線径が
細い為取扱い難く、力の入れ具合で断線が生じやすい。
また、切断装置に設置されたワイヤであっても、断線防
止のため切断回数を少なくし、頻繁にワイヤを取り替え
る必要がある。そのため、ワイヤの線径を大きくする
と、断線は生じ難くなるが、切断時の抵抗が大きくな
り、成形体が変形したりハニカム構造のセルが潰れる問
題が生じる。逆にワイヤの線径を小さくすれば線が切れ
易く、不良品が多発するという問題がある。
【0004】また、特開平7−256622号公報記載
の高圧水噴射による切断方法においては、ピアノ線を用
いて切断した時に生じるような成形体の変形は軽減され
るが、いかに高圧水の噴流であっても、噴流が成形体に
到達した瞬間に切断力が伝播するので、切断部付近の変
形を皆無にすることはできなかった。さらに、高圧水が
成形体のセル内部に入り込み、乾燥し難くなるので、乾
燥時間が長くなり乾燥割れが発生し、乾燥歩留りが悪く
なるという問題がある。
【0005】本発明の目的は、上述の問題点を解消し
て、ハニカム構造の軟質セラミック押出成形体を連続的
に切断することができる切断方法を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、具体的に本発明は、セラミック坏土をハニカム状に
押出成形し、切断、乾燥、焼成してセラミックハニカム
焼成体を製造する工程において、3500N/mm
上の引張強さと、30%以上の絞りを有する極細鋼線を
用いて、ハニカム構造の軟質セラミック押出成形体を切
断することを特徴とするセラミックハニカム押出成形体
の切断方法である。
【0007】また、セラミック坏土をハニカム状に押出
成形し、切断、乾燥、焼成してセラミックハニカム焼成
体を製造する工程において、線径が0.01〜0.2m
mである極細鋼線を用いて、ハニカム構造の軟質セラミ
ック押出成形体を切断することを特徴とする請求項1記
載のセラミックハニカム押出成形体の切断方法である。
【0008】そして、セラミック坏土をハニカム状に押
出成形し、切断、乾燥、焼成してセラミックハニカム焼
成体を製造する工程において、質量%で、C:0.45
〜1.1%、Si:0.1〜0.5%、Mn:0.15
〜0.6%、P:0.02%以下、S:0.02%以
下、Al:0.003%以下、残部鉄及び不可避不純物
からなる極細鋼線を用いて、ハニカム構造の軟質セラミ
ック押出成形体を切断することを特徴とするセラミック
ハニカム押出成形体の切断方法である。さらに、極細鋼
線は質量%でCu:0.05〜0.2%未満、Cr:
0.05〜0.6%、Ni:0.1〜0.7%、及び/
またはW:0.05〜0.4%を含むと良い。
【0009】ここで、各数値限定理由について述べる。
極細鋼線の引張強さを3500N/mm以上、絞りを
30%以上としたのは、3500N/mm未満、30
%未満だと、ハニカム構造の軟質セラミック押出成形体
を切断する際、切断荷重に十分耐えることができず断線
してしまうからである。
【0010】極細鋼線の線径を0.01〜0.2mmと
したのは、0.01mm未満だと、十分な引張り強度を
有する極細鋼線は得られず、ハニカム構造の軟質セラミ
ック押出成形体を切断する際、断線し易くなるからであ
る。さらに、0.2mmを超えると、ハニカム構造の軟
質セラミック押出成形体を切断する際、断線に耐える十
分な引張り強度は有するが、ハニカム構造の軟質セラミ
ック押出成形体に変形を生じるからである。極細鋼線の
線径が0.01〜0.1mmであるとより好ましい。
【0011】(1)C:0.45〜1.1% C量が高いほど強度は高まり、3500N/mm以上
の引張り強さを有するためには0.45%以上含有させ
る必要がある。しかしながら、Cは偏析し易く中心偏析
を起こす。特に1.1%を超えると伸線加工時に断線を
起こし易くなるうえ、靭延性を著しく劣化させ、ハニカ
ム構造の軟質セラミック押出成形体を切断する際に断線
し易くなる。このため、C量は0.45〜1.1%とし
た。
【0012】(2)Si:0.1%〜0.5% Siは鋼の脱酸に必要な元素でありそのためには少なく
とも0.1%以上含有させる必要がある。しかしなが
ら、Si量が多過ぎると伸線加工時に断線が発生し易
く、ハニカム構造の軟質セラミック押出成形体を切断す
る際にも断線し易くなる。そのため上限を0.5%とし
た。従って、Si量は0.1〜0.5%とした。
【0013】(3)Mn:0.15〜0.6% Mnは鋼の脱酸の促進に必要な元素であり、また、鋼中
のSをMnSとして固定し、鋼の靭延性を高める作用を
有しており、これらの効果を有効に発揮させるには0.
15%以上含有させる必要がある。しかしながら、Mn
量が多すぎると、偏析を起こし、偏析部にマルテンサイ
トが発生して、断線の要因となる。さらに、ハニカム構
造の軟質セラミック押出成形体を切断する際にも断線し
易くなる。そのため上限を0.6%とした。従って、M
n量は0.15%〜0.6%とした。
【0014】(4)P、S:0.02%以下 線材の靭延性を高めるためにはP、Sの含有量を低減さ
せる必要がある。しかも、S量が多い場合はMnとの反
応によって生成するMnSが、腐食雰囲気に曝された
時、このMnSが陰極となって局部電池を構成し鋼の腐
食を促進する。このため、P、Sは共に0.02%以下
とした。
【0015】(5)Al:0.003%以下 Alは、極細鋼線製造時の断線の要因となるAl
、MgO−AlなどのAlを主成分
とする酸化物系介在物の生成主体となる元素である。さ
らに、極細鋼線の疲労特性も劣化させるため、Al量は
0.003%以下とした。
【0016】(6)Cu:0.05〜0.2%未満 Cuは極細鋼線の耐食性を高めるのに有効な元素であ
り、0.05%以上含有させる必要がある。しかしなが
ら、0.2%以上含有すると、CuはSと反応してCu
Sを生成し、このCuSが粒界に偏析して、断線の要因
となる。従って、Cu量を0.05〜0.2%未満とし
た。
【0017】(7)Cr:0.05〜0.6% Crは加工硬化率を高めて高強度線材の製造を可能にす
るのに極めて重要な元素であり、0.05%以上含有さ
せることでこのようなCrの効果が有効に発揮される。
しかしながら、Cr量が0.6%を超えると、鋼の焼入
れ性が悪くなり、ハニカム構造の軟質セラミック押出成
形体を切断する際に断線し易くなる。従って、Cr量を
0.05〜0.6%とした。
【0018】(8)Ni:0.1〜0.7% Niは極細鋼線の靭延性、特に捻回特性を高めるのに有
効であり、その効果は0.1%以上含有させることによ
って有効に発揮される。しかし、添加しすぎると鋼の焼
入れ性が高くなりすぎるので0.7%以下に抑える必要
がある。
【0019】(9)W:0.05〜0.4% Wは0.05%以上含有させることでCrと同様加工硬
化率を顕著に上げ高強度化に寄与する。しかし、その効
果は0.4%で飽和するのでそれ以上の添加は不要であ
る。
【0020】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を説明す
る。タルク、カオリン、アルミナ及び他のコージェライ
ト化原料をコージェライトセラミックスが得られるよう
に混練後、バインダー、潤滑剤、水を加え、押出成形が
可能となるような可塑化した原料バッチを作製した。こ
の得られたバッチを、例えば、スリット幅170μm、
セル密度400セル/in2,直径120mmのハニカ
ム構造体押出ダイスを通して、押出成形機により押出成
形を行う。この時、スリット幅やセル密度、外形寸法
は、触媒担体、フィルター等ハニカム構造体の用途によ
り様々な寸法、形状のものとすることができる。そし
て、図1は、本発明の1実施例に係るハニカム構造の軟
質セラミック押出成形体の切断状況を示す図であり、連
続して押出されてくるハニカム構造の軟質セラミック押
出成形体3を、アーム2に固定された極細鋼線1で、ア
ーム2を矢印方向に押すことにより切断を行う。なお、
極細鋼線はアームに固定して切断するだけでなく、その
まま手に持って押し切るように切断してもよい。
【0021】(実施例)タルク、カオリン、アルミナ及
び他のコージェライト化原料をコージェライトセラミッ
クスが得られるように混練後、バインダー、潤滑剤、水
を加え、押出成形が可能となるような可塑化した原料バ
ッチを作製した。この得られたバッチを、スリット幅1
70μm、セル密度400セル/in,直径120m
mのハニカム構造体押出ダイスを通して、押出成形機に
より押出成形を行った。そして、連続して押出されてく
るハニカム構造の軟質セラミック押出成形体3を、図1
に示すようにアーム2に固定された極細鋼線1で、アー
ム2を矢印方向に押して切断を行った。切断に使用した
極細鋼線1は、表1に示すように組成、線径、引張強さ
及び絞りを変えて、ハニカム構造の軟質セラミック押出
成形体を切断した。そして、その時の、極細鋼線の破断
の有無、ハニカム構造の軟質セラミック押出成形体切断
面の変形について評価した。その評価結果を表2に示
す。この表の中で、切断面変形については、切断後に成形
体外周部に変形が見られなかったものを◎、切断後に成
形体外周部にごく軽微な変形が見られたが実使用上許容
できるものを○、切断後に成形体外周部に変形が見られ
実使用上許容できないものを×で示した。
【0022】
【表1】 極細鋼線の化学組成(質量%、残部Fe) Si Mn Al Cu Cr Ni 実施例1 1.05 0.21 0.56 0.005 0.003 0.001 - - - - 実施例2 0.60 0.11 0.52 0.006 0.003 0.001 - - - - 実施例3 0.48 0.23 0.47 0.005 0.003 0.001 - - - - 実施例4 0.51 0.17 0.32 0.006 0.006 0.001 0.16 0.48 - - 実施例5 1.05 0.21 0.36 0.008 0.003 0.001 0.14 0.26 - - 実施例6 0.81 0.21 0.35 0.007 0.005 0.001 0.20 0.32 0.60 0.10 比較例1 0.34 0.22 0.58 0.005 0.004 0.001 - - - - 比較例2 1.20 0.18 0.51 0.005 0.004 0.001 - - - - 比較例3 0.40 0.29 0.56 0.016 0.008 0.001 0.10 0.10 - - 比較例4 1.15 0.26 0.52 0.011 0.006 0.001 0.10 0.26 0.01 0.01
【0023】
【表2】 極細鋼線性質 評価結果 線径 引張強さ 絞り 鋼線断線 接断面 (mm) (N/mm2) (%) 有無 変形 実施例1 0.015 4940 41 無 ◎ 実施例2 0.03 4750 44 無 ◎ 実施例3 0.05 3650 47 無 ◎ 実施例4 0.10 4701 45 無 ◎ 実施例5 0.15 5192 39 無 ◎ 実施例6 0.20 4351 45 無 ○ 比較例1 0.05 3310 40 有 ○ 比較例2 0.10 4810 25 有 × 比較例3 0.25 3450 25 有 × 比較例4 0.30 4120 27 無 ×
【0024】上記表1に示すように、本発明の範囲内に
ある実施例1から6の極細鋼線を使用すると、押出成形
機から押出されてくるハニカム構造の軟質セラミック押
出成形体を切断する際、極細鋼線の断線の発生が無く、
切断面に変形を有することなく、良好な切断面を得るこ
とができた。一方、比較例1から4の極細鋼線を使用す
ると、極細鋼線の性質が本発明の範囲外であるので、ハ
ニカム構造の軟質セラミック押出成形体を切断する際、
極細鋼線が断線してしまったり、切断面が実使用上許容
できない変形を生じ、良好な成形体を得ることができな
かった。
【0025】
【発明の効果】以上、本発明によれば、押出成形機から
押出されてくるハニカム構造の軟質セラミック押出成形
体を切断する際、極細鋼線が断線することなく、良好な
切断面を有するハニカム構造の軟質セラミック押出成形
体を連続的に切断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の極細鋼線を用いてハニカム構造の軟質
セラミック押出成形体を切断する状況を示す図である。
【符号の説明】
1:極細鋼線、 2:アーム、 3:押出成形体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C22C 38/44 C22C 38/44 Fターム(参考) 3C069 AA01 BA06 BB01 CA03 EA01 4G054 AA05 AB09 BD19 4G055 AA08 AB03 AC10 BB13

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミック坏土をハニカム状に押出成形
    し、切断、乾燥、焼成してセラミックハニカム焼成体を
    製造する工程において、3500N/mm以上の引張
    強さと、30%以上の絞りを有する極細鋼線を用いて、
    ハニカム構造の軟質セラミック押出成形体を切断するこ
    とを特徴とするセラミックハニカム押出成形体の切断方
    法。
  2. 【請求項2】 セラミック坏土をハニカム状に押出成形
    し、切断、乾燥、焼成してセラミックハニカム焼成体を
    製造する工程において、線径が0.01〜0.2mmで
    ある極細鋼線を用いて、ハニカム構造の軟質セラミック
    押出成形体を切断することを特徴とする請求項1記載の
    セラミックハニカム押出成形体の切断方法。
  3. 【請求項3】 セラミック坏土をハニカム状に押出成形
    し、切断、乾燥、焼成してセラミックハニカム焼成体を
    製造する工程において、線径が0.01〜0.1mmで
    ある極細鋼線を用いて、ハニカム構造の軟質セラミック
    押出成形体を切断することを特徴とする請求項1記載の
    セラミックハニカム押出成形体の切断方法。
  4. 【請求項4】 セラミック坏土をハニカム状に押出成形
    し、切断、乾燥、焼成してセラミックハニカム焼成体を
    製造する工程において、質量%で、C:0.45〜1.
    1%、Si:0.1〜0.5%、Mn:0.15〜0.
    6%、P:0.02%以下、S:0.02%以下、A
    l:0.003%以下、残部鉄及び不可避不純物からな
    る極細鋼線を用いて、ハニカム構造の軟質セラミック押
    出成形体を切断することを特徴とする請求項1乃至3記
    載のセラミックハニカム押出成形体の切断方法。
  5. 【請求項5】 セラミック坏土をハニカム状に押出成形
    し、切断、乾燥、焼成してセラミックハニカム焼成体を
    製造する工程において、質量%で、C:0.45〜1.
    1%、Si:0.1〜0.5%、Mn:0.15〜0.
    6%、P:0.02%以下、S:0.02%以下、A
    l:0.003%以下、Cu:0.05〜0.2%未
    満、Cr:0.05〜0.6%、残部鉄及び不可避不純
    物からなる極細鋼線を用いて、ハニカム構造の軟質セラ
    ミック押出成形体を切断することを特徴とする請求項1
    乃至3記載のセラミックハニカム押出成形体の切断方
    法。
  6. 【請求項6】 さらに質量%でNi:0.1〜0.7
    %、及び/またはW:0.05〜0.4%を含む極細鋼
    線を用いて、ハニカム構造の軟質セラミック押出成形体
    を切断することを特徴とする請求項5記載のセラミック
    ハニカム押出成形体の切断方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012081746A (ja) * 2010-09-15 2012-04-26 Sumitomo Chemical Co Ltd グリーンハニカム成形体の切断方法、ハニカム構造体の製造方法、及び、切断装置
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