JP2008132752A - Extruder, extrusion molding method, and manufacturing process of honeycomb structure - Google Patents

Extruder, extrusion molding method, and manufacturing process of honeycomb structure Download PDF

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Norihiko Yamamura
範彦 山村
Kazuya Naruse
和也 成瀬
Eiji Sumiya
英司 角谷
Mitsunari Tajima
晃成 田島
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Ibiden Co Ltd
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Ibiden Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an extruder which has small abrasion of a blade part, etc. of a screw, a long life, and can manufacture a molding body having extremely low possibility of generating a defect, etc., an extrusion molding method using the extruder, and a manufacturing process of a honeycomb structure using the extruder and the extrusion molding method. <P>SOLUTION: In the extruder equipped with a screw disposed in a sealed space and having the blade part for extruding a molding material, and a die for molding the extruded molding material; wherein the space is held in a depressurized atmosphere, and a high-hardness covering layer is formed at least in the blade part. The extrusion molding method using the extruder is provided, and the manufacturing method of the honeycomb structure using the extruder and the extrusion molding method is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、押出成形機、押出成形方法及びハニカム構造体の製造方法に関する。 The present invention relates to an extruder, an extrusion molding method, and a method for manufacturing a honeycomb structure.

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。
Recently, it has become a problem that particulates such as soot contained in exhaust gas discharged from internal combustion engines such as vehicles such as buses and trucks and construction machinery cause harm to the environment and the human body.
Thus, various honeycomb filters using a honeycomb structure made of porous ceramics have been proposed as filters for collecting particulates in exhaust gas and purifying the exhaust gas.

従来、ハニカム構造体を製造する際には、まず、原料粉末であるセラミック粉末とバインダとを乾式混合し、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。 Conventionally, when manufacturing a honeycomb structure, first, a ceramic powder, which is a raw material powder, and a binder are dry-mixed, and a dispersion medium is added and mixed to prepare a wet mixture. Then, the wet mixture is continuously extruded with a die, and the extruded molded body is cut into a predetermined length to produce a prismatic honeycomb molded body.

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、乾燥後のハニカム成形体を、もう一度正確な長さに切断した後、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のハニカム成形体を作製する。この後、このハニカム成形体の脱脂処理を行い、続いて脱脂後のハニカム成形体を焼成用治具に載置して焼成処理を行い、ハニカム焼成体を製造する。 Next, the obtained honeycomb formed body is dried using microwave drying or hot air drying, and the dried honeycomb formed body is cut again to an accurate length, and then predetermined cells are sealed. Then, a honeycomb formed body in which any one end portion of the cell is sealed with the sealing material layer is manufactured. Thereafter, the honeycomb formed body is degreased, and then the degreased honeycomb formed body is placed on a firing jig and fired to produce a honeycomb fired body.

この後、ハニカム焼成体の側面に空隙保持材を設置した後、シール材ペーストを塗布し、ハニカム焼成体同士を、空隙保持材を介した間隔で接着させるとともに、シール材層(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シール材層(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。 After this, after installing a void holding material on the side surface of the honeycomb fired body, a sealing material paste is applied, and the honeycomb fired bodies are bonded to each other through the gap holding material, and a sealing material layer (adhesive layer) An aggregate of honeycomb fired bodies in a state in which a large number of honeycomb fired bodies are bundled together is manufactured. Next, the obtained honeycomb fired body aggregate is cut into a predetermined shape such as a cylinder or an elliptical column using a cutting machine or the like to form a ceramic block, and finally, a seal is formed on the outer periphery of the ceramic block. The manufacturing of the honeycomb structure is completed by applying the material paste to form the sealing material layer (coat layer).

上記製造工程において、ハニカム成形体を作製する際には、形成された成形体が均一な組成を有する必要がある。そのため、通常は、上記のように、セラミック粉末とバインダとを乾式混合した後、混合機を用いて粉末混合物と液状の分散媒液とを混ぜ合わせながら混合した後、再度、スクリューを備えた押出成形機で混合を行い、ダイスにより押出成形を行っている。 In the above manufacturing process, when a honeycomb formed body is manufactured, the formed formed body needs to have a uniform composition. For this reason, usually, as described above, after the ceramic powder and the binder are dry-mixed, the powder mixture and the liquid dispersion medium are mixed and mixed using a mixer, and then the extrusion provided with a screw again. Mixing is performed with a molding machine, and extrusion molding is performed with a die.

しかしながら、通常の押出成形機では、セラミック粉末を含む湿潤混合物をスクリューで混合すると、スクリューを構成する羽根部がセラミック粉末により磨耗し、短期間のうちにスクリューを取り替えなければならないという問題があった。 However, in a normal extruder, when a wet mixture containing ceramic powder is mixed with a screw, the blades constituting the screw are worn by the ceramic powder, and the screw must be replaced within a short period of time. .

また、押出成形機の内部が常圧であると、スクリューによる混合時等に湿潤混合物内部にエアーを噛み込み易く、内部に気泡を有する成形体が作製されてしまう場合があった。 Further, if the inside of the extrusion molding machine is at normal pressure, air may be easily taken into the wet mixture at the time of mixing with a screw, and a molded body having bubbles inside may be produced.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、スクリューの羽根部等の磨耗が少なく、長寿命であるとともに、欠陥等が発生する可能性が極めて低い成形体を作製可能な押出成形機、該押出成形機を用いた押出成形方法、及び、該押出成形機及び押出成形方法を用いたハニカム構造体の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is an extrusion that can produce a molded body that has little wear on the blades of the screw, has a long life, and has a very low possibility of occurrence of defects. It is an object of the present invention to provide a molding machine, an extrusion molding method using the extrusion molding machine, and a method for manufacturing a honeycomb structure using the extrusion molding machine and the extrusion molding method.

即ち、本発明の押出成形機は、密閉された空間内に配置され、成形材料を押し出す羽根部を有するスクリューと、押し出された成形材料を成形するダイスとを備えた押出成形機であって、
上記空間内が減圧雰囲気に保たれるとともに、少なくとも上記羽根部には、高硬度被覆層が形成されていることを特徴とする。
That is, the extrusion molding machine of the present invention is an extrusion molding machine that is disposed in a sealed space and includes a screw having a blade portion that extrudes a molding material and a die that molds the extruded molding material.
The inside of the space is maintained in a reduced pressure atmosphere, and a high hardness coating layer is formed at least on the blade portion.

上記押出成形機において、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く、上記高硬度被覆層の表面粗さRaは、10μm以下であることが望ましい。また、上記高硬度被覆層の気孔率は、0.3%以下であることが望ましく、上記高硬度被覆層の表面における凹部の最大寸法は、1〜50μmであることが望ましい。
また、上述したように、上記高硬度被覆層の主成分がタングステンカーバイドである場合、上記高硬度被覆層を形成するためのバインダは、ニッケルであることが望ましい。
In the extrusion molding machine, the main component of the high-hardness coating layer is preferably tungsten carbide, and the surface roughness Ra of the high-hardness coating layer is preferably 10 μm or less. The porosity of the high hardness coating layer is desirably 0.3% or less, and the maximum dimension of the concave portion on the surface of the high hardness coating layer is desirably 1 to 50 μm.
Further, as described above, when the main component of the high hardness coating layer is tungsten carbide, it is desirable that the binder for forming the high hardness coating layer is nickel.

また、上記押出成形機は、複数のスクリューと、上記複数のスクリューと同数のダイスとを備え、成形材料が一のスクリュー及びダイスにより、押し出された後、別のスクリュー及びダイスにより、再度、押し出されるように構成されていることが望ましく、また、上記押出成形機は、上記一のスクリュー及びダイスを介して押し出された成形材料を切断する、切断部材を備えていることが望ましい。 Further, the extrusion molding machine includes a plurality of screws and the same number of dies as the plurality of screws, and after the molding material is extruded by one screw and the dies, it is extruded again by another screw and the dies. It is desirable that the extrusion molding machine is provided with a cutting member for cutting the molding material extruded through the one screw and the die.

本発明の押出成形方法は、密閉された空間内に配置され、成形材料を押し出す羽根部を有するスクリューと、押し出された成形材料を成形するダイスとを備えた押出成形機を使用し、無機粉末を含む湿潤混合物を混合するとともに、上記空間の出口に設けられた上記ダイスを介して、上記湿潤混合物を連続的に押し出すことにより、柱形状の成形体を連続的に成形する押出成形方法であって、
上記空間内が減圧雰囲気に保たれるとともに、少なくとも上記羽根部には、高硬度被覆層が形成されていることを特徴とする。
The extrusion molding method of the present invention uses an extrusion molding machine that is disposed in a sealed space and has a screw having a blade portion that extrudes a molding material, and a die that molds the extruded molding material. In addition to mixing the wet mixture containing the mixture, and continuously extruding the wet mixture through the die provided at the outlet of the space, thereby continuously forming a columnar molded body. And
The inside of the space is maintained in a reduced pressure atmosphere, and a high hardness coating layer is formed at least on the blade portion.

上記押出成形方法において、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く、上記高硬度被覆層の表面粗さRaは、10μm以下であることが望ましい。また、上記高硬度被覆層の気孔率は、0.3%以下であることが望ましく、上記高硬度被覆層の表面における凹部の最大寸法は、1〜50μmであることが望ましい。
また、上述したように、上記高硬度被覆層の主成分がタングステンカーバイドである場合、上記高硬度被覆層を形成するためのバインダは、ニッケルであることが望ましい。
また、上記押出成形方法において、上記空間内の圧力は、大気圧よりも50〜100kPa低いことが望ましく、上記湿潤混合物の水分量は、10〜20重量%であることが望ましい。
In the extrusion molding method, the main component of the high hardness coating layer is preferably tungsten carbide, and the surface roughness Ra of the high hardness coating layer is preferably 10 μm or less. The porosity of the high hardness coating layer is desirably 0.3% or less, and the maximum dimension of the concave portion on the surface of the high hardness coating layer is desirably 1 to 50 μm.
Further, as described above, when the main component of the high hardness coating layer is tungsten carbide, it is desirable that the binder for forming the high hardness coating layer is nickel.
In the extrusion method, the pressure in the space is desirably 50 to 100 kPa lower than the atmospheric pressure, and the moisture content of the wet mixture is desirably 10 to 20% by weight.

また、上記押出成形方法において、上記押出成形機は、複数のスクリューと、上記複数のスクリューと同数のダイスとを備え、一のスクリューにより混合された後、一のダイスを介して連続的に押し出された湿潤混合物を、別のスクリューにより再度混合し、別のダイスを介して連続的に押し出すことが望ましい。
また、上記押出成形方法において、上記押出成形機は、上記一のスクリュー及びダイスを介して押し出された成形材料を切断する、切断部材を備えていることが望ましい。
Further, in the extrusion molding method, the extruder includes a plurality of screws and the same number of dies as the plurality of screws, and after being mixed by one screw, continuously extruded through the one die. It is desirable to mix the wet mixture again with another screw and continuously extrude through another die.
In the extrusion molding method, the extrusion molding machine preferably includes a cutting member that cuts the molding material extruded through the one screw and the die.

本発明のハニカム構造体の製造方法は、無機粉末を含む湿潤混合物を湿式混合により得た後、この湿潤混合物を成形する押出成形工程を行うことにより、長手方向を貫通する多数のセルがセル壁を隔てて並設された柱状のハニカム成形体を作製し、上記ハニカム成形体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、
上記押出成形工程は、密閉された空間内に配置され、成形材料を押し出す羽根部を有し、少なくとも上記羽根部に高硬度被覆層が形成されたスクリューと、ダイスとを備えた押出成形機を使用し、
上記空間内を減圧雰囲気に保ちつつ、上記湿潤混合物を混合するとともに、上記空間の出口に設けられた上記ダイスを介して、上記湿潤混合物を連続的に押し出すことにより行うことを特徴とする。
In the method for manufacturing a honeycomb structure of the present invention, a wet mixture containing an inorganic powder is obtained by wet mixing, and then an extrusion molding process for forming the wet mixture is performed, so that a large number of cells penetrating in the longitudinal direction are formed on the cell wall. A honeycomb structured body manufacturing method for manufacturing a columnar honeycomb formed body arranged side by side, and firing the honeycomb formed body to manufacture a honeycomb structured body made of a honeycomb fired body,
The extrusion molding step includes an extrusion molding machine that is disposed in a sealed space, has a blade portion that extrudes a molding material, and includes a screw having at least a high-hardness coating layer formed on the blade portion, and a die. use,
The wet mixture is mixed while keeping the inside of the space in a reduced pressure atmosphere, and the wet mixture is continuously extruded through the die provided at the outlet of the space.

上記ハニカム構造体の製造方法において、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く、上記高硬度被覆層の表面粗さRaは、10μm以下であることが望ましい。また、上記高硬度被覆層の気孔率は、0.3%以下であることが望ましく、上記高硬度被覆層の表面における凹部の最大寸法は、1〜50μmであることが望ましい。
また、上述したように、上記高硬度被覆層の主成分がタングステンカーバイドである場合、上記高硬度被覆層を形成するためのバインダは、ニッケルであることが望ましい。
また、上記ハニカム構造体の製造方法において、上記空間内の圧力は、大気圧よりも50〜100kPa低いことが望ましい。また、上記湿潤混合物の水分量は、10〜20重量%であることが望ましい。
In the method for manufacturing a honeycomb structured body, the main component of the high hardness coating layer is preferably tungsten carbide, and the surface roughness Ra of the high hardness coating layer is preferably 10 μm or less. The porosity of the high hardness coating layer is desirably 0.3% or less, and the maximum dimension of the concave portion on the surface of the high hardness coating layer is desirably 1 to 50 μm.
Further, as described above, when the main component of the high hardness coating layer is tungsten carbide, it is desirable that the binder for forming the high hardness coating layer is nickel.
In the method for manufacturing the honeycomb structure, the pressure in the space is preferably 50 to 100 kPa lower than the atmospheric pressure. The moisture content of the wet mixture is desirably 10 to 20% by weight.

上記ハニカム構造体の製造方法において、上記押出成形機は、複数のスクリューと、上記複数のスクリューと同数のダイスとを備え、一のスクリューにより混合した後、一のダイスを介して連続的に押し出した湿潤混合物を、別のスクリューにより再度混合し、別のダイスを介して連続的に押し出すことが望ましい。
また、上記ハニカム構造体の製造方法において、上記押出成形機は、上記一のスクリュー及びダイスを介して押し出された成形材料を切断する、切断部材を備えていることが望ましい。
In the method for manufacturing the honeycomb structure, the extrusion molding machine includes a plurality of screws and the same number of dies as the plurality of screws, and after being mixed by one screw, continuously extruded through the one die. It is desirable to mix the wet mixture again with another screw and continuously extrude through another die.
In the method for manufacturing a honeycomb structure, the extruder preferably includes a cutting member that cuts the molding material extruded through the one screw and the die.

本発明の押出成形機によれば、密閉された空間内が減圧雰囲気に保たれているので、スクリューにより湿潤混合物の混練を行っても、内部に気孔を噛み込むことはなく、均一な組成となるとともに、物理的にも均一化され、形状や組成に偏りがなく、ほぼ設定通りの形状の成形体を作製することができる。 According to the extruder of the present invention, since the sealed space is maintained in a reduced-pressure atmosphere, even when the wet mixture is kneaded with a screw, the pores are not caught inside, and the uniform composition is obtained. At the same time, it is physically uniform, and there is no deviation in shape and composition, and a molded body having a shape almost as set can be produced.

また、少なくとも上記羽根部には、高硬度被覆層が形成されているので、セラミック粉末を含む湿潤混合物を混練しても、羽根部の磨耗が少なく、長期間にわたってスクリュー等の部品を取り替えることなく、効率良く成形体を作製し続けることができる。 In addition, since at least the blade portion has a high-hardness coating layer, even when a wet mixture containing ceramic powder is kneaded, the blade portion is less worn and without replacing parts such as screws over a long period of time. Thus, it is possible to continue producing the molded body efficiently.

また、本発明の押出成形方法によれば、密閉された空間内が減圧雰囲気に保たれた上記押出成形機を用いて柱形状の成形体を連続的に成形するので、スクリューにより湿潤混合物の混練を行っても、内部に気孔を噛み込むことはなく、均一な組成となるとともに、物理的にも均一化され、形状や組成に偏りがなく、ほぼ設定通りの形状の成形体を作製することができる。 In addition, according to the extrusion molding method of the present invention, the column-shaped molded body is continuously molded using the above-described extrusion molding machine in which the sealed space is maintained in a reduced-pressure atmosphere, so that the wet mixture is kneaded with a screw. Even if it is performed, pores are not bitten inside, it becomes a uniform composition, it is physically uniform, there is no bias in shape and composition, and a molded body with a shape almost as set is produced Can do.

また、少なくとも上記羽根部には、高硬度被覆層が形成されているので、セラミック粉末を含む湿潤混合物を混練しても、羽根部の磨耗が少なく、長期間にわたってスクリュー等の部品を取り替えることなく、効率良く成形体を作製し続けることができる。 In addition, since at least the blade portion has a high-hardness coating layer, even when a wet mixture containing ceramic powder is kneaded, the blade portion is less worn and without replacing parts such as screws over a long period of time. Thus, it is possible to continue producing the molded body efficiently.

さらに、本発明のハニカム構造体の製造方法によれば、上述の押出成形機及び押出成形方法を使用してハニカム成形体を作製するので、スクリューにより湿潤混合物の混練を行っても、内部に気孔を噛み込むことはなく、均一な組成となるとともに、物理的にも均一化され、形状や組成に偏りがなく、ほぼ設定通りの形状のハニカム成形体を作製することができ、このハニカム成形体を用いてほぼ設計した特性を有するハニカム構造体を製造することができる。 Furthermore, according to the method for manufacturing a honeycomb structure of the present invention, since the honeycomb molded body is manufactured using the above-described extrusion molding machine and extrusion molding method, even if the wet mixture is kneaded with a screw, the pores are formed inside. The honeycomb molded body can be made into a uniform composition, is physically uniform, has no bias in shape and composition, and has a shape almost as set. It is possible to manufacture a honeycomb structure having characteristics almost designed using

また、押出成形機の少なくとも上記羽根部には、高硬度被覆層が形成されているので、セラミック粉末を含む湿潤混合物を混練しても、羽根部の磨耗が少なく、長期間にわたってスクリュー等の部品を取り替えることなく、効率良くセラミック成形体を作製し続けることができる。 Further, since at least the blade part of the extruder is formed with a high hardness coating layer, even if a wet mixture containing a ceramic powder is kneaded, the blade part is less worn, and parts such as screws are used over a long period of time. Thus, it is possible to continue to produce a ceramic molded body efficiently without replacing.

本発明の押出成形機は、密閉した空間内に配置され、成形材料を押し出す羽根部を有するスクリューと、押し出された成形材料を成形するダイスとを備えた押出成形機であって、
上記空間内が減圧雰囲気に保たれるとともに、少なくとも上記羽根部には、高硬度被覆層が形成されていることを特徴とする。
The extrusion molding machine of the present invention is an extrusion molding machine including a screw having a blade portion that is disposed in a sealed space and extrudes molding material, and a die that molds the extruded molding material.
The inside of the space is maintained in a reduced pressure atmosphere, and a high hardness coating layer is formed at least on the blade portion.

また、本発明の押出成形方法は、密閉された空間内に配置され、成形材料を押し出す羽根部を有するスクリューと、押し出された成形材料を成形するダイスとを備えた押出成形機を使用し、無機粉末を含む湿潤混合物を混合するとともに、上記空間の出口に設けられた上記ダイスを介して、上記湿潤混合物を連続的に押し出すことにより、柱形状の成形体を連続的に成形する押出成形方法であって、
上記空間内が減圧雰囲気に保たれるとともに、少なくとも上記羽根部には、高硬度被覆層が形成されていることを特徴とする。
Further, the extrusion molding method of the present invention uses an extrusion machine that is disposed in a sealed space and has a screw having a blade portion that extrudes the molding material, and a die that molds the extruded molding material. An extrusion method for continuously forming a columnar shaped body by mixing a wet mixture containing an inorganic powder and continuously extruding the wet mixture through the die provided at the outlet of the space. Because
The inside of the space is maintained in a reduced pressure atmosphere, and a high hardness coating layer is formed at least on the blade portion.

以下、本発明の押出成形機及び押出成形方法について説明する。
本発明で用いられる湿潤混合物に含まれる無機粉末の材料は特に限定されるものではなく、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、炭化ケイ素、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。
Hereinafter, the extrusion molding machine and the extrusion molding method of the present invention will be described.
The material of the inorganic powder contained in the wet mixture used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include nitride ceramics such as aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, and titanium nitride, silicon carbide, zirconium carbide, and titanium carbide. And carbide ceramics such as tantalum carbide and tungsten carbide, and oxide ceramics such as alumina, zirconia, cordierite, mullite, and aluminum titanate.

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挙げられ、例えば、炭化ケイ素に金属ケイ素を配合したものも好適に用いられる。この場合には、炭化ケイ素粉末と金属ケイ素粉末とを用いて、セラミック成形体を作製する。
Of these, non-oxide ceramics are preferred, and silicon carbide is particularly preferred. It is because it is excellent in heat resistance, mechanical strength, thermal conductivity and the like.
In addition, a silicon-containing ceramic in which metallic silicon is blended with the above-described ceramic, a ceramic bonded with silicon or a silicate compound, and the like can be given. For example, a silicon carbide blended with metallic silicon is also preferably used. In this case, a ceramic molded body is produced using silicon carbide powder and metal silicon powder.

上記湿潤混合物中には、有機バインダ、分散媒液等が含まれている。さらに、上記湿潤混合物中には、可塑剤や潤滑剤が含まれていてもよい。
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。
上記有機バインダの配合量は、セラミック粉末100重量部に対して、1〜10重量部が望ましい。
The wet mixture contains an organic binder, a dispersion medium liquid, and the like. Further, the wet mixture may contain a plasticizer and a lubricant.
The organic binder is not particularly limited, and examples thereof include methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and polyethylene glycol. Of these, methylcellulose is desirable.
As for the compounding quantity of the said organic binder, 1-10 weight part is desirable with respect to 100 weight part of ceramic powder.

上記分散媒液としては、特に限定されず、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。
水を分散媒液として用いる場合、湿潤混合物中の水分量の望ましい下限は、10重量%であり、より望ましい下限は、12重量%である。湿潤混合物中の水分量の望ましい上限は、20重量%であり、より望ましい上限は、15重量%である。水分量が10重量%未満では、成形体にクラック等が入りやすくなり、一方、水分量が20重量%を超えると、押出された成形体が乾燥するまでに一定の形状を保持することが困難になる。
The dispersion medium liquid is not particularly limited, and examples thereof include water, an organic solvent such as benzene, and an alcohol such as methanol.
When water is used as the dispersion medium, the desirable lower limit of the amount of water in the wet mixture is 10% by weight, and the more desirable lower limit is 12% by weight. A desirable upper limit of the amount of water in the wet mixture is 20% by weight, and a more desirable upper limit is 15% by weight. If the water content is less than 10% by weight, cracks or the like are likely to occur in the molded body. On the other hand, if the water content exceeds 20% by weight, it is difficult to maintain a certain shape until the extruded molded body is dried. become.

また、作製される成形体の水分量もまた、上記範囲にあることが望ましい。
そのため、成形機内を冷却しながら湿潤混合物を混合することにより、湿潤混合物中の水分量の変化を防止することが望ましい。水分量を一定にすることにより、湿潤混合物の粘度を一定に保つことができるからである。
Moreover, it is desirable that the water content of the molded body to be produced is also in the above range.
Therefore, it is desirable to prevent a change in the amount of water in the wet mixture by mixing the wet mixture while cooling the inside of the molding machine. This is because the viscosity of the wet mixture can be kept constant by keeping the water content constant.

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。
It does not specifically limit as said plasticizer, For example, glycerol etc. are mentioned.
The lubricant is not particularly limited, and examples thereof include polyoxyalkylene compounds such as polyoxyethylene alkyl ether and polyoxypropylene alkyl ether.
Specific examples of the lubricant include polyoxyethylene monobutyl ether and polyoxypropylene monobutyl ether.

図1は、本発明に係る押出成形機を模式的に示す断面図であり、図2(a)は、上記押出成形機を構成するカッタの近傍を模式的に示す縦断面図であり、図2(b)は、そのA−A線断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an extrusion molding machine according to the present invention, and FIG. 2 (a) is a vertical cross-sectional view schematically showing the vicinity of a cutter constituting the extrusion molding machine. 2 (b) is a cross-sectional view taken along line AA.

図3は、押出成形機を構成する混練押込ローラを模式的に示す斜視図であり、図4は、上段スクリューを構成する、からみスクリューを模式的に示す正面図であり、図5は、先端W羽根スクリューを示す正面図である。 FIG. 3 is a perspective view schematically showing a kneading push roller constituting an extrusion molding machine, FIG. 4 is a front view schematically showing an entanglement screw constituting an upper stage screw, and FIG. It is a front view which shows a W blade | wing screw.

この押出成形機20は、内部にスクリューシャフトとスクリュー羽根(羽根部)とを備えたスクリューが設けられた、上段スクリュー混合機51及び下段スクリュー混合機61の2段のスクリュー混合機を備えている。 The extruder 20 includes a two-stage screw mixer, an upper screw mixer 51 and a lower screw mixer 61, each having a screw shaft and a screw blade (blade portion). .

上段スクリュー混合機51の一端部には、前もって混合された原料の湿潤混合物を受け入れる投入ホッパー31が設けられるとともに、投入ホッパー31の下の受け入れ口59には、湿潤混合物を上段スクリュー混合機51の内部に押し込むための混練押込ローラ52が設けられている。 At one end of the upper screw mixer 51, a charging hopper 31 for receiving a wet mixture of raw materials mixed in advance is provided, and at the receiving port 59 below the charging hopper 31, the wet mixture is supplied to the upper screw mixer 51. A kneading push roller 52 is provided for pushing into the inside.

この混練押込ローラ52は、図3に示すように、ローラの回転方向に垂直に設けられた羽根を有する一対の混練押込ローラ52a、52bからなり、投入ホッパー31を介して落下した湿潤混合物を、混練しながら一対の混練押込ローラ52a、52bの間に押し込んだ後、下側に押し出すように内側方向に回転し、湿潤混合物を上段スクリュー混合機51の内部に供給する。 As shown in FIG. 3, the kneading push roller 52 is composed of a pair of kneading push rollers 52 a and 52 b having blades provided perpendicular to the rotation direction of the roller, and the wet mixture dropped through the charging hopper 31, After being pushed in between the pair of kneading push rollers 52 a and 52 b while kneading, it is rotated inward so as to push downward, and the wet mixture is supplied into the upper screw mixer 51.

上段スクリュー混合機51は、混練とともに湿潤混合物を移動させる役割を有するフィードスクリュー530と、その先端に設けられ、主に湿潤混合物を混練するためのからみスクリュー532(図4参照)と、さらにその先に設けられたW羽根スクリュー534(図5参照)からなる上段スクリュー53を備えている。フィードスクリュー530では、スクリューシャフト530aに、らせん状にスクリュー羽根(羽根部)530bが巻きついており、この羽根により混練を行うとともに湿潤混合物を前方に押し出す。 The upper screw mixer 51 includes a feed screw 530 having a role of moving the wet mixture as well as kneading, an entanglement screw 532 (see FIG. 4) for mainly kneading the wet mixture, and a tip of the feed screw 530. The upper stage screw 53 which consists of the W blade | wing screw 534 (refer FIG. 5) provided in is provided. In the feed screw 530, screw blades (blade portions) 530b are spirally wound around the screw shaft 530a. The blades are kneaded and the wet mixture is pushed forward.

からみスクリュー532では、図4に示すように、スクリューシャフト532aの周方向に環を形成するように複数のスクリュー羽根(羽根部)532bが形成されるとともに、その一部が斜め方向に切断され、スクリュー羽根(羽根部)532bのない部分が存在する。この部分を湿潤混合物が通過することにより、混練がさらに進行する。
また、図5に示すように、W羽根スクリュー534は、スクリュー羽根(羽根部)534bが二重らせん状になるとともに、先端のスクリューシャフト534aが急激に細くなっており、定量的に湿潤混合物を押し出すことができるようになっている。
In the entanglement screw 532, as shown in FIG. 4, a plurality of screw blades (blade portions) 532b are formed so as to form a ring in the circumferential direction of the screw shaft 532a, and a part thereof is cut in an oblique direction. There is a portion without the screw blade (blade portion) 532b. The kneading further proceeds as the wet mixture passes through this portion.
In addition, as shown in FIG. 5, the W blade screw 534 has a screw blade (blade portion) 534b having a double helix shape, and a screw shaft 534a at the tip which is sharply thinned. It can be extruded.

上段スクリュー混合機51の他端には、多数の貫通孔が形成された上段ダイス(口金)54(図2(a)、(b)参照)が設置されており、湿潤混合物は、W羽根スクリュー534を経た後、この上段ダイス54に押し込まれ、湿潤混合物が棒状又はうどん麺のような状態で押し出される。 At the other end of the upper screw mixer 51, an upper die (base) 54 (see FIGS. 2 (a) and 2 (b)) in which a number of through holes are formed is installed, and the wet mixture is a W blade screw. After passing through 534, it is pushed into this upper die 54, and the wet mixture is pushed out in a bar-like or udon noodle-like state.

図2(a)、(b)に示すように、上段ダイス54の湿潤混合物が押し出される部分には、減圧室56が設けられており、その内部は、真空に近い減圧状態となっている。なお、減圧室56は、密閉された空間の一部である。
また、上段スクリュー混合機51及び下段スクリュー混合機61の内部も減圧に保たれている。湿潤混合物の内部に泡(空気)を噛み込まないようにするためである。湿潤混合物の内部に泡を噛み込んでしまうと、成形体を作製した際に、隔壁部分等に泡に起因した欠陥が生じやすくなる。
As shown in FIGS. 2A and 2B, a decompression chamber 56 is provided in a portion of the upper die 54 where the wet mixture is pushed out, and the inside thereof is in a decompressed state close to a vacuum. The decompression chamber 56 is a part of a sealed space.
The insides of the upper screw mixer 51 and the lower screw mixer 61 are also kept at a reduced pressure. This is to prevent bubbles (air) from getting caught in the wet mixture. If bubbles are bitten into the wet mixture, defects due to the bubbles are likely to occur in the partition walls and the like when the molded body is produced.

また、減圧室56の内部であって、上段ダイス54の近傍には、切断部材としての上段カッタ55が設けられている。すなわち、上段カッタ55の刃55aは、減圧室56の内部に存在し、減圧室56に設けられたエアーシリンダ57により、刃の部分が上段ダイス54の近傍を上下に往復運動し、上段ダイス54よりうどん麺状(棒状)に押し出された湿潤混合物を細かい塊となるように切断する。 An upper cutter 55 as a cutting member is provided in the decompression chamber 56 and in the vicinity of the upper die 54. That is, the blade 55 a of the upper cutter 55 exists inside the decompression chamber 56, and the air cylinder 57 provided in the decompression chamber 56 causes the blade portion to reciprocate up and down in the vicinity of the upper die 54. The wet mixture extruded into a more udon noodle shape (rod shape) is cut into fine lumps.

切断された多数の小さな塊は、直ぐ下の下段スクリュー混合機61の受け入れ口69に落ち、混練押込ローラ62により下段スクリュー混合機61の内部に押し込まれる。
下段スクリュー混合機61は、フィードスクリュー630とその先に設けられたW羽根スクリュー634とからなる下段スクリュー63を備え、先端部分で定量的にダイス64に押し込まれる。
このように、混練を繰り返すことにより、混合が充分に進行し、水分や組成等に関して均一な混合物となってダイス64から連続的に押出され、長手方向に多数のセルが形成された四角柱形状の成形体が連続的に形成される。
A large number of the cut small lumps fall into the receiving port 69 of the lower screw mixer 61 immediately below and are pushed into the lower screw mixer 61 by the kneading push roller 62.
The lower screw mixer 61 includes a lower screw 63 including a feed screw 630 and a W blade screw 634 provided at the tip thereof, and is quantitatively pushed into the die 64 at the tip portion.
In this way, by repeating kneading, the mixing proceeds sufficiently, a uniform mixture with respect to moisture, composition, etc., is continuously extruded from the die 64, and a rectangular column shape in which a large number of cells are formed in the longitudinal direction. The formed body is continuously formed.

図1に示した押出成形機20では、スクリュー混合機を2台設けて、混練を行っている。本発明において、スクリュー混合機の台数は特に限定されるものではないが、2〜4台が望ましい。1台では、充分に混練することが難しくなる場合があり、5台以上設けても、混練の度合いは大きく変わらず、経済的に不利となる。 In the extrusion molding machine 20 shown in FIG. 1, two screw mixers are provided for kneading. In the present invention, the number of screw mixers is not particularly limited, but 2 to 4 are desirable. If one unit is used, it may be difficult to sufficiently knead. Even if five units or more are provided, the degree of kneading does not change greatly, which is economically disadvantageous.

また、図1に示した押出成形機20では、湿潤混合物が混練押込ローラによりスクリュー混合機に押し込まれているが、他の手段によりスクリュー混合機に押し込まれてもよく、単に投入ホッパーが形成されているのみでもよい。また、スクリュー混合機の内部の設けられたスクリューの組み合わせは、上述した組み合わせには限定されず、例えば、フィールドスクリューのみから構成されていてもよく、その他の組み合わせでもよい。 Further, in the extrusion molding machine 20 shown in FIG. 1, the wet mixture is pushed into the screw mixer by the kneading push roller, but may be pushed into the screw mixer by other means, and a charging hopper is simply formed. You may only have. Moreover, the combination of the screw provided in the inside of a screw mixer is not limited to the combination mentioned above, For example, it may be comprised only from the field screw and the other combination may be sufficient.

この押出成形機20において、上段スクリュー53及び下段スクリュー63の少なくともスクリュー羽根(羽根部)には、高硬度被覆層が形成され、摩耗が防止されている。羽根部が最も湿潤混合物と接触しやすく、磨耗し易いからである。 In the extruder 20, a high hardness coating layer is formed on at least the screw blades (blade portions) of the upper screw 53 and the lower screw 63 to prevent wear. This is because the blades are most likely to come into contact with the wet mixture and wear easily.

また、上段スクリュー53、下段スクリュー63のいずれにも、全面に高硬度被覆層が形成されていることが望ましい。スクリューの全体の磨耗を防止することができるからである。
また、高硬度被覆層の厚さの望ましい下限は、300μmであり、より望ましい下限は、500μmである。また、高硬度被覆層の厚さの望ましい上限は、1200μmであり、より望ましい上限は、1000μmである。
上記厚さが300μm未満であると、充分な耐磨耗性を確保することができない場合があり、一方、1000μmを超えると、剥がれや亀裂が発生することがあるからである。
上記スクリューの材料は、例えば、ステンレス等であり、上記高硬度被覆層は上記スクリューの材料よりも硬度が高い。
Further, it is desirable that a high hardness coating layer is formed on the entire surface of both the upper screw 53 and the lower screw 63. This is because the entire wear of the screw can be prevented.
The desirable lower limit of the thickness of the high-hardness coating layer is 300 μm, and the more desirable lower limit is 500 μm. The desirable upper limit of the thickness of the high hardness coating layer is 1200 μm, and the more desirable upper limit is 1000 μm.
If the thickness is less than 300 μm, sufficient wear resistance may not be ensured. On the other hand, if the thickness exceeds 1000 μm, peeling or cracking may occur.
The material of the screw is, for example, stainless steel, and the high hardness coating layer has higher hardness than the material of the screw.

上記高硬度被覆層とは、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以上のものをいう。
上記高硬度被覆層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。
In the present invention, the high hardness coating layer means a layer having a Vickers hardness (HV) of 1000 or more measured according to JIS Z 2244.
The Vickers hardness of the high hardness coating layer may be 1000 (HV) or more, but more preferably 2000 (HV) or more. This is because the wear resistance is particularly excellent.

上記高硬度被覆層の主成分としては、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、例えば、タングステンカーバイド(HV:2500)、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)、Al(HV:2200〜2400)、Ti(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は、例えば、無電解ニッケルメッキ(約400℃で処理)(HV:1000)、CrC(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)、超硬質クロムメッキ(HV:1200)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。
Examples of the main component of the high-hardness coating layer include ceramic coating materials, industrial diamond, and plating films. Specific examples of the materials include tungsten carbide (HV: 2500) and titanium carbide (HV: 3600). ), Titanium nitride (HV: 1800-2500), cubic boron nitride (HV: 2700), CVD diamond (HV: 2500-4000), DLC (diamond-like carbon / HV: 2000-4000), ZrN (HV: 2000) ~2200), CrN (HV: 1800~2200 ), TiCN (HV: 2300~3500), TiAlN (HV: 2300~3300), Al 2 O 3 (HV: 2200~2400), Ti 3 (HV: 2300) WC-12% CO (HV: 1200) etc. Those with and the like. Specific examples of the plating film include, for example, electroless nickel plating (treated at about 400 ° C.) (HV: 1000), CrC 4 (hard chromium carbide 4%) plating (HV: 1200), nickel plating (containing SiC) 2-6% by weight: 400 ° C. treatment) (HV: 1300-1400), ultra-hard chromium plating (HV: 1200), and the like.
In the present specification, the Vickers hardness of each material indicated in parentheses is an approximate value.

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、羽根部(スクリュー羽根)との密着性に優れ、強固に接着した層を容易に形成することができるからである。また、タングステンカーバイドからなる高硬度被覆層は、比較的低コストで形成することができる。 Of these, tungsten carbide is desirable. This is because, when a high-hardness coating layer is formed by thermal spraying, it is possible to easily form a layer that is uniform and has excellent adhesion to the blade portion (screw blade) and is firmly bonded. Further, the high hardness coating layer made of tungsten carbide can be formed at a relatively low cost.

また、タングステンカーバイドを主成分とする高硬度被覆層を形成する場合、上記高硬度被覆層はバインダ成分を含んで構成されていることが望ましい。そして、上記高硬度被覆層を構成するバインダとしては、例えば、ニッケル、コバルト等が挙げられる。
これらのなかでは、ニッケルが望ましい。この理由は、ニッケルは耐腐食性に優れるからである。特に、高硬度被覆層として、ニッケルをバインダとしたタングステンカーバイドを主成分とする溶射層を形成した場合、コバルト等をバインダとしてタングステンカーバイドを主成分とする溶射層を形成した場合に比べて、タングステンカーバイドを主成分とする粒子の脱落が少ないからである。
Moreover, when forming the high hardness coating layer which has a tungsten carbide as a main component, it is desirable that the said high hardness coating layer is comprised including the binder component. And as a binder which comprises the said high-hardness coating layer, nickel, cobalt, etc. are mentioned, for example.
Of these, nickel is desirable. This is because nickel is excellent in corrosion resistance. In particular, as a high-hardness coating layer, when a thermal spray layer mainly composed of tungsten carbide with nickel as a binder is formed, tungsten is compared with when a thermal spray layer mainly composed of tungsten carbide with cobalt as a binder is formed. This is because there is little dropout of particles mainly composed of carbide.

上記高硬度被覆層の表面粗さRaは、10μm以下であることが望ましい。
上記高硬度被覆層の表面粗さRaが10μmを超えると、押出効率が低下することとなるからである。
なお、本明細書において、押出効率とは、スクリューの回転数に対する押出量(体積)の理想値に対する比率のことをいい、この押出量が多いほど、上記押出効率が高いこととなる。
また、上記高硬度被覆層の初期(未使用時)の表面粗さRaは、1μm以下であることが望ましい。長期に渡って使用した際に、上述した表面粗さRaを確保するのに好適であるからである。
The surface roughness Ra of the high hardness coating layer is desirably 10 μm or less.
This is because when the surface roughness Ra of the high hardness coating layer exceeds 10 μm, the extrusion efficiency is lowered.
In addition, in this specification, extrusion efficiency means the ratio with respect to the ideal value of the extrusion amount (volume) with respect to the rotation speed of a screw, and the said extrusion efficiency will become high, so that this extrusion amount is large.
The initial surface roughness Ra (when not used) of the high hardness coating layer is preferably 1 μm or less. This is because when used over a long period of time, it is suitable for securing the above-described surface roughness Ra.

また、上記表面粗さRaの下限は特に限定されず、押出効率の点からは、小さければ小さいほど望ましい。ただし、後述するように高硬度被覆層の表面粗さRaは、研磨処理により調整することができるが、表面粗さRaを小さくしようとすればするほど、その処理に時間とコストを必要とし、また、あまり小さくしても表面粗さRaを小さくする効果はさほど向上しない。このような点から、上記表面粗さRaの下限は、0.1μmであることが望ましい。
なお、表面粗さRaはJIS B 0601(1994)に準拠した中心線平均粗さであり、例えば、触針式表面粗さ測定器等により測定することができる。
Further, the lower limit of the surface roughness Ra is not particularly limited, and the smaller the better, from the viewpoint of extrusion efficiency. However, as will be described later, the surface roughness Ra of the high-hardness coating layer can be adjusted by polishing treatment, but the more the surface roughness Ra is reduced, the more time and cost are required for the treatment. Moreover, even if it is made too small, the effect of reducing the surface roughness Ra is not so improved. From such points, the lower limit of the surface roughness Ra is preferably 0.1 μm.
The surface roughness Ra is a center line average roughness according to JIS B 0601 (1994), and can be measured by, for example, a stylus type surface roughness measuring instrument.

また、上記高硬度被覆層を形成する際には、表面粗さRaを上記範囲にするために、必要に応じて、例えば、バフ研磨、砥石やシートを用いる研磨処理等を施してもよい。
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。
Moreover, when forming the said high-hardness coating layer, in order to make surface roughness Ra into the said range, you may perform the grinding | polishing process etc. which used buff grinding | polishing, a grindstone, or a sheet | seat as needed.
Examples of the buff used in the buffing include an abrasive-containing buff such as a disk-type buff, a flap-type buff and a spiral buff, and an abrasive-free buff such as a polypropylene non-woven cloth. Examples of the abrasive grains used in the abrasive grain-containing buff include aluminum silicate, aluminum oxide, silicon carbide and the like.

上記高硬度被覆層の気孔率は、0.3%以下であることが望ましい。
上記気孔率が0.3%を超えると、上記高硬度被覆層の表面粗さRaを小さくすることが困難になる場合があるからである。
具体的には、溶射により形成した高硬度被覆層を例に説明すると、溶射により形成した高硬度被覆層において、気孔率が大きいと、溶射層内に比較的径の大きな二次粒子が存在する傾向にあり、このような径の大きな二次粒子が脱落すると、表面粗さRaが増大することとなるからである。
なお、本明細書において、上記気孔率とは、高硬度被覆層の断面を撮影した画像において、気孔が占める部分の面積率をいう。
The porosity of the high hardness coating layer is desirably 0.3% or less.
This is because if the porosity exceeds 0.3%, it may be difficult to reduce the surface roughness Ra of the high hardness coating layer.
Specifically, a high hardness coating layer formed by thermal spraying will be described as an example. In a high hardness coating layer formed by thermal spraying, if the porosity is large, secondary particles having a relatively large diameter exist in the thermal spraying layer. This is because when such secondary particles having a large diameter fall off, the surface roughness Ra increases.
In the present specification, the porosity means an area ratio of a portion occupied by pores in an image obtained by photographing a cross section of the high hardness coating layer.

上記高硬度被覆層の表面における凹部の最大寸法は、1〜50μmであることが望ましい。
特に、溶射により高硬度被覆層を形成した場合、その表面の凹部の最大寸法は上記範囲にあることが望ましい。通常、溶射により形成した高硬度被覆層の表面の凹部は、粒子(一次粒子や二次粒子)の脱落に起因して生じるのであるが、上記凹部の最大寸法が上記範囲にある場合、表面粗さRaはさほど大きくならないからである。また、上記凹部の最大寸法は、小さければ小さいほど望ましいが、通常、溶射により形成した高硬度被覆層を構成する一次粒子の粒径が1μmであるため、上記最大寸法の望ましい下限を1μmとしている。
なお、本明細書において、高硬度被覆層の表面における凹部の最大寸法とは、上記凹部の開口部分の最も長い部分の長さをいう。また、一次粒子とは、分子間の結合を破壊することなく存在する最小単位の粒子をいい、二次粒子とは、一次粒子が複数個凝集して形成された粒子をいう。
As for the maximum dimension of the recessed part in the surface of the said high-hardness coating layer, it is desirable that it is 1-50 micrometers.
In particular, when a high-hardness coating layer is formed by thermal spraying, it is desirable that the maximum dimension of the concave portion on the surface be in the above range. Usually, the recesses on the surface of the high-hardness coating layer formed by thermal spraying are caused by dropout of particles (primary particles and secondary particles), but when the maximum dimension of the recesses is in the above range, the surface roughness This is because Ra is not so large. The maximum size of the concave portion is preferably as small as possible. However, since the particle size of the primary particles constituting the high hardness coating layer formed by thermal spraying is usually 1 μm, the desirable lower limit of the maximum size is set to 1 μm. .
In the present specification, the maximum dimension of the concave portion on the surface of the high-hardness coating layer refers to the length of the longest opening portion of the concave portion. In addition, primary particles refer to the smallest unit particles that exist without breaking bonds between molecules, and secondary particles refer to particles formed by aggregating a plurality of primary particles.

スクリュー混合機の内部や減圧室の内部の圧力(上記空間内の圧力)は、大気圧よりも50〜100kPa低いこと(即ち、(大気圧−100pKa)〜(大気圧−50kPa)であること)が望ましい。
上記圧力が、(大気圧−50kPa)より大きいと、湿潤混合物中に泡を噛み込み易くなり、成形体の内部に欠陥等が発生し易くなるからである。一方、上記圧力が、(大気圧−100kPa)より小さいと、高真空であるため、湿潤混合物が乾燥し、硬くなるため、成形性が悪化することとなるからである。
上記空間内の圧力は、大気圧より60〜100kPa低いことがより望ましい。
The internal pressure of the screw mixer or the decompression chamber (the pressure in the space) is 50 to 100 kPa lower than the atmospheric pressure (that is, (atmospheric pressure −100 pKa) to (atmospheric pressure −50 kPa)). Is desirable.
This is because if the pressure is higher than (atmospheric pressure-50 kPa), it is easy to entrap bubbles in the wet mixture and defects and the like are likely to occur inside the molded body. On the other hand, when the pressure is smaller than (atmospheric pressure−100 kPa), since the vacuum is high, the wet mixture is dried and hardened, so that the moldability is deteriorated.
The pressure in the space is more preferably 60 to 100 kPa lower than the atmospheric pressure.

この押出成形機20で、原料が押出成形機20の内部に入った後、押し出されるまでの時間は、50〜90分が好ましい。充分に混合して水分等を含めた、全体の組成を均一にする必要があるからである。
また、押出成形の際に、成形体が押し出される速度は、3500〜4500mm/分が望ましい。3500mm/分未満であると、生産効率が落ちてしまうため望ましくなく、一方、4500mm/分を超えると、設計した寸法のセラミック成形体とするのが難しくなるとともに、作製したセラミック成形体に欠陥が発生しやすくなる。
In this extrusion molding machine 20, the time from when the raw material enters the extrusion molding machine 20 until it is extruded is preferably 50 to 90 minutes. This is because it is necessary to make the entire composition uniform including water and the like by mixing well.
Moreover, as for the speed | rate at which a molded object is extruded in the case of extrusion molding, 3500-4500 mm / min is desirable. If it is less than 3500 mm / min, the production efficiency is lowered, which is not desirable. On the other hand, if it exceeds 4500 mm / min, it becomes difficult to obtain a ceramic molded body having the designed dimensions, and the produced ceramic molded body has defects. It tends to occur.

炭化ケイ素粉末等の硬度の高い無機粉末を含む原料粉末の混練を行う場合、スクリューに通常の金属材料を使用すると、該スクリューの摩耗により、スクリューの取り換えを頻繁に行わなければならない。
しかしながら、本発明では、少なくともスクリューの羽根部に高硬度被覆層が形成されているので、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であり、設備費の増大を防止することができる。通常、3ヶ月程度、スクリューを交換することなく、生産を続けることができる。
When kneading raw material powder containing inorganic powder having high hardness such as silicon carbide powder, if a normal metal material is used for the screw, the screw must be frequently replaced due to wear of the screw.
However, in the present invention, since a high-hardness coating layer is formed at least on the blade portion of the screw, it is less likely to be worn, and it is possible to operate without replacing the screw for a long period of time, resulting in an increase in equipment costs. Can be prevented. Usually, production can be continued for about 3 months without changing the screw.

また、スクリュー混合機内は減圧であるので、湿潤混合物が気泡を噛み込みにくくなっており、気泡により成形体に欠陥が発生するのを防止することができる。また、スクリュー混合機内で混練するとともに、多数の貫通孔が形成されたダイス(口金)から押し出すとともに、押し出されたうどん状(棒状)の湿潤混合物をさらに細かく切断して細かい塊とした後に混合するので、混合ムラを発生させずに充分に混合することができ、均一な組成の湿潤混合物となり、均一な特性を有する成形体を作製することができる。 Further, since the inside of the screw mixer is under reduced pressure, the wet mixture is less likely to bite the bubbles, and it is possible to prevent the molded body from being defective due to the bubbles. In addition, kneading in a screw mixer and extruding from a die (die) in which a large number of through holes are formed, and the extruded noodle-like (rod-like) wet mixture is further finely cut into fine lumps and then mixed. Therefore, the mixture can be sufficiently mixed without causing unevenness of mixing, resulting in a wet mixture having a uniform composition, and a molded product having uniform characteristics can be produced.

なお、この押出成形機では、減圧室56にカッタの駆動力としてエアーシリンダ57が設けられていたが、往復運動ができるものであればエアーシリンダ57に限定されず、オイルシリンダでもよく、他の装置であってもよい。 In this extrusion molding machine, the air cylinder 57 is provided in the decompression chamber 56 as the driving force of the cutter, but it is not limited to the air cylinder 57 as long as it can reciprocate, and an oil cylinder may be used. It may be a device.

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、無機粉末を含む湿潤混合物を湿式混合により得た後、この湿潤混合物を成形する押出成形工程を行うことにより、長手方向を貫通する多数のセルがセル壁を隔てて並設された柱状のハニカム成形体を作製し、上記ハニカム成形体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、
上記押出成形工程は、密閉された空間内に配置され、成形材料を押し出す羽根部を有し、少なくとも上記羽根部に高硬度被覆層が形成されたスクリューと、ダイスとを備えた押出成形機を使用し、
上記空間内を減圧雰囲気に保ちつつ、上記湿潤混合物を混合するとともに、上記空間の出口に設けられた上記ダイスを介して、上記湿潤混合物を連続的に押し出すことにより行うことを特徴とする。
Next, the manufacturing method of the honeycomb structure of the present invention will be described.
In the method for manufacturing a honeycomb structure of the present invention, a wet mixture containing an inorganic powder is obtained by wet mixing, and then an extrusion molding process for forming the wet mixture is performed, so that a large number of cells penetrating in the longitudinal direction are formed on the cell wall. A honeycomb structured body manufacturing method for manufacturing a columnar honeycomb formed body arranged side by side, and firing the honeycomb formed body to manufacture a honeycomb structured body made of a honeycomb fired body,
The extrusion molding step includes an extrusion molding machine that is disposed in a sealed space, has a blade portion that extrudes a molding material, and includes a screw having at least a high-hardness coating layer formed on the blade portion, and a die. use,
The wet mixture is mixed while keeping the inside of the space in a reduced pressure atmosphere, and the wet mixture is continuously extruded through the die provided at the outlet of the space.

上述のように、本発明のハニカム構造体の製造方法では、スクリューとダイスとを備えた押出成形機を使用し、無機粉末を含む湿潤混合物を押出成形機内で混練した後に押出成形し、長手方向を貫通する多数のセルがセル壁を隔てて並設された柱状のハニカム成形体を作製し、上記ハニカム成形体を焼成してハニカム焼成体を製造し、複数のハニカム焼成体を接着材層を介して接着し、所定の形状に加工し、外周にシール材層を設けることによりハニカム構造体を製造する。 As described above, in the method for manufacturing a honeycomb structure of the present invention, an extrusion molding machine equipped with a screw and a die is used, and a wet mixture containing an inorganic powder is kneaded in the extrusion molding machine and then extrusion molded. A columnar honeycomb formed body in which a large number of cells penetrating the cell wall are arranged with a cell wall therebetween, and the honeycomb formed body is fired to produce a honeycomb fired body, and the plurality of honeycomb fired bodies are bonded to the adhesive layer. Are bonded to each other, processed into a predetermined shape, and a honeycomb structure is manufactured by providing a sealing material layer on the outer periphery.

上記押出成形機としては特に限定されるものではないが、上述した本発明の押出成形機を好適に用いることができる。また、押出成形方法についても特に限定されるものではないが、上述した本発明の押出成形方法を好適に用いることができる。
従って、ここでは、押出成形工程については、ごく簡単に説明し、上記押出成形工程以外の工程について、詳しく説明することとする。
Although it does not specifically limit as said extruder, The extruder of this invention mentioned above can be used suitably. Also, the extrusion molding method is not particularly limited, but the above-described extrusion molding method of the present invention can be suitably used.
Therefore, here, the extrusion molding process will be described very simply, and the processes other than the extrusion molding process will be described in detail.

図6は、ハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図であり、図7(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、図7(b)は、そのA−A線断面図である。 FIG. 6 is a perspective view schematically showing an example of the honeycomb structure, and FIG. 7A is a perspective view schematically showing the honeycomb fired body constituting the honeycomb structure, and FIG. ) Is a cross-sectional view taken along line AA.

ハニカム構造体130では、図7(a)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7(a)、(b)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。
In the honeycomb structure 130, a plurality of honeycomb fired bodies 140 as shown in FIG. 7A are bundled through a sealing material layer (adhesive layer) 131 to form a ceramic block 133, and the ceramic block 133 is further formed. A sealing material layer (coat layer) 132 is formed on the outer periphery of the substrate.
In the honeycomb fired body 140, as shown in FIGS. 7A and 7B, a large number of cells 141 are arranged in the longitudinal direction, and the cell walls 143 separating the cells 141 function as a filter. ing.

すなわち、ハニカム焼成体140に形成されたセル141は、図7(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。 That is, in the cell 141 formed in the honeycomb fired body 140, as shown in FIG. 7B, either the inlet side or the outlet side end of the exhaust gas is plugged by the sealing material layer 142, and one cell The exhaust gas that has flowed into 141 always passes through the cell wall 143 that separates the cell 141 and then flows out from the other cell 141. When the exhaust gas passes through the cell wall 143, the particulates are separated from the cell wall 143. Captured at the part, the exhaust gas is purified.

また、ここでは、無機粉末として炭化ケイ素粉末を使用し、炭化ケイ素からなるハニカム構造体を製造する場合を例に、ハニカム構造体の製造方法について説明する。
本発明の製造方法で製造するハニカム構造体の材料は、炭化ケイ素に限定されるわけではなく、押出成形機の項で説明した種類のセラミックを使用することができる。
Here, a method for manufacturing a honeycomb structure will be described by taking as an example the case of manufacturing a honeycomb structure made of silicon carbide using silicon carbide powder as the inorganic powder.
The material of the honeycomb structure manufactured by the manufacturing method of the present invention is not limited to silicon carbide, and the type of ceramic described in the section of the extruder can be used.

(1)本発明のハニカム構造体の製造方法では、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。 (1) In the method for manufacturing a honeycomb structured body of the present invention, first, a silicon carbide powder and an organic binder (organic powder) having different average particle diameters are dry mixed to prepare a mixed powder.

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の平均粒径を有する粉末100重量部と0.1〜1.0μm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方法が効果的であるが、無機粉末の粒径を調節することによっても、一定の範囲で気孔径を調節することができる。
The particle size of the silicon carbide powder is not particularly limited, but it is preferable to have less shrinkage in the subsequent firing step, for example, 100 parts by weight of powder having an average particle size of 0.3 to 50 μm and 0.1 to 1.0 μm. A combination of 5 to 65 parts by weight of a powder having an average particle diameter of 5 to 65 parts by weight is preferred.
In order to adjust the pore diameter and the like of the honeycomb fired body, a method of adjusting the firing temperature is effective, but the pore diameter can be adjusted within a certain range by adjusting the particle size of the inorganic powder. it can.

(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。 (2) Next, a liquid plasticizer, a lubricant and water are mixed to prepare a mixed liquid. Subsequently, the mixed powder prepared in the step (1) and the mixed liquid are mixed with a wet mixer. By using and mixing, a wet mixture for producing a molded body is prepared.

上記有機バインダの種類や量、可塑剤及び潤滑剤の種類、及び、水の量等は、上記押出成形方法で記載したので、ここでは、その記載を省略する。 Since the kind and amount of the organic binder, the kind of plasticizer and lubricant, the amount of water, and the like have been described in the extrusion method, description thereof is omitted here.

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。 If necessary, a pore-forming agent such as balloons that are fine hollow spheres containing oxide ceramics, spherical acrylic particles, and graphite may be added to the wet mixture.

(3)上記湿潤混合物は、混合調製後、搬送機で上述したスクリューとダイスとを備えた押出成形機に搬送し、押出成形機の内部で充分に混練した後、ダイスを通過させることにより長手方向を貫通する多数のセルがセル壁を隔てて並設された柱状のハニカム成形体を作製する。
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、乾燥後のハニカム成形体の両端部付近を切断し、所定の長さとする。
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。
(3) The above wet mixture is mixed and prepared, and then conveyed to an extrusion molding machine equipped with the screw and the die described above by a conveyance machine. After sufficiently kneaded inside the extrusion molding machine, the wet mixture is passed through the die. A columnar honeycomb formed body in which a large number of cells penetrating in the direction are arranged side by side across the cell wall is manufactured.
Next, the honeycomb molded body is dried using a microwave dryer, a hot air dryer, a dielectric dryer, a vacuum dryer, a vacuum dryer, a freeze dryer, or the like, and near both ends of the honeycomb molded body after drying. Is cut to a predetermined length.
Then, if necessary, the end side of the inlet side cell group and the end side of the outlet side cell group at the inlet side are filled with a predetermined amount of sealing material paste as a sealing material, and the cells are To seal.

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。 Although it does not specifically limit as said sealing material paste, The thing from which the porosity of the sealing material manufactured through a post process becomes 30 to 75% is desirable, For example, the thing similar to the said wet mixture can be used. .

上記封止材ペーストの充填は、必要に応じて行えばよく、上記封止材ペーストを充填した場合には、例えば、後工程を経て得られたハニカム構造体をセラミックフィルタとして好適に使用することができ、上記封止材ペーストを充填しなかった場合には、例えば、後工程を経て得られたハニカム構造体を触媒担体として好適に使用することができる。 Filling the plug material paste may be performed as necessary. When the plug material paste is filled, for example, a honeycomb structure obtained through a subsequent process is preferably used as a ceramic filter. In the case where the sealing material paste is not filled, for example, a honeycomb structure obtained through a subsequent process can be suitably used as a catalyst carrier.

(4)次に、上記封止材ペーストが充填されたハニカム成形体を、所定の条件で脱脂(例えば、200〜600℃)、焼成(例えば、1400〜2300℃)することにより、全体が一の焼成体から構成され、長手方向を貫通する複数のセルがセル壁を隔てて並設され、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7(a)、(b)参照)を製造することができる。 (4) Next, the honeycomb formed body filled with the sealing material paste is degreased (for example, 200 to 600 ° C.) and fired (for example, 1400 to 2300 ° C.) under a predetermined condition, so that the whole A fired honeycomb body having a plurality of cells penetrating in the longitudinal direction arranged side by side across the cell wall, and sealing one end of each of the cells (FIG. 7 (a), ( b) can be produced.

上記ハニカム成形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。 As the conditions for degreasing and firing the honeycomb formed body, the conditions conventionally used when manufacturing a filter made of a porous ceramic can be applied.

(5)次に、ハニカム焼成体の側面に、必要に応じて、スペーサとなる空隙保持材を接着するとともに、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。
なお、本発明のハニカム構造体の製造方法では、上記空隙保持材を介して必要個数のハニカム焼成体を組み上げた後、ハニカム焼成体同士の空隙に一括してシール材ペーストを充填してもよい。
(5) Next, if necessary, a gap holding material serving as a spacer is adhered to the side surface of the honeycomb fired body, and a sealing material paste serving as a sealing material layer (adhesive layer) is applied with a uniform thickness. Then, a sealing material paste layer is formed, and the process of sequentially laminating other honeycomb fired bodies on this sealing material paste layer is repeated to produce an aggregate of honeycomb fired bodies of a predetermined size.
In the method for manufacturing a honeycomb structure of the present invention, after assembling a required number of honeycomb fired bodies through the gap holding material, the gaps between the honeycomb fired bodies may be collectively filled with the sealing material paste. .

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。
As said sealing material paste, what consists of an inorganic binder, an organic binder, an inorganic fiber, and / or an inorganic particle etc. are mentioned, for example.
Examples of the inorganic binder include silica sol and alumina sol. These may be used alone or in combination of two or more. Among the inorganic binders, silica sol is desirable.

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。 Examples of the organic binder include polyvinyl alcohol, methyl cellulose, ethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among the organic binders, carboxymethyl cellulose is desirable.

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。 Examples of the inorganic fibers include ceramic fibers such as silica-alumina, mullite, alumina, and silica. These may be used alone or in combination of two or more. Among the inorganic fibers, alumina fibers are desirable.

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。 Examples of the inorganic particles include carbides and nitrides, and specific examples include inorganic powders made of silicon carbide, silicon nitride, and boron nitride. These may be used alone or in combination of two or more. Among the inorganic particles, silicon carbide having excellent thermal conductivity is desirable.

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。
Furthermore, a pore-forming agent such as a balloon, which is a fine hollow sphere containing an oxide-based ceramic, spherical acrylic particles, or graphite, may be added to the sealing material paste as necessary.
The balloon is not particularly limited, and examples thereof include an alumina balloon, a glass micro balloon, a shirasu balloon, a fly ash balloon (FA balloon), and a mullite balloon. Of these, alumina balloons are desirable.

(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。
なお、この製造方法で製造する上記セラミックブロックの形状は、円柱形状に限定されず、楕円柱形状、多角柱形状等任意の柱の形状を含む。
(6) Next, this aggregate of honeycomb fired bodies is heated to dry and solidify the sealing material paste layer to form a sealing material layer (adhesive layer).
Next, using a diamond cutter or the like, the aggregate of the honeycomb fired bodies in which a plurality of honeycomb fired bodies are bonded through the sealing material layer is cut to produce a cylindrical ceramic block.
In addition, the shape of the ceramic block manufactured by this manufacturing method is not limited to a cylindrical shape, and includes an arbitrary column shape such as an elliptical column shape or a polygonal column shape.

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シール材層(コート層)を形成する。このような工程を経ることにより、ハニカム焼成体がシール材層(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シール材層(コート層)が設けられたハニカム構造体(図6参照)を製造することができる。 Then, a sealing material layer (coat layer) is formed on the outer periphery of the honeycomb block using the sealing material paste. Through such a process, a honeycomb in which a plurality of honeycomb fired bodies are bonded to each other through a sealing material layer (adhesive layer) and a sealing material layer (coat layer) is provided on the outer periphery of a cylindrical ceramic block A structure (see FIG. 6) can be manufactured.

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。
Further, in the method for manufacturing a honeycomb structure of the present invention, after that, a catalyst may be supported on the honeycomb structure as necessary.
The catalyst may be supported on the honeycomb fired body before producing the aggregate.
When the catalyst is supported, it is desirable to form an alumina film having a high specific surface area on the surface of the honeycomb structure, and to apply a promoter such as platinum and a catalyst such as platinum to the surface of the alumina film.

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(NO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(NO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。
As a method for forming an alumina film on the surface of the honeycomb structure, for example, a method in which a honeycomb structure is impregnated with a solution of a metal compound containing aluminum such as Al (NO 3 ) 3 and heated, an alumina powder is contained. For example, the honeycomb structure may be impregnated with a solution to be heated and heated.
Examples of a method for applying a promoter to the alumina film include a method in which a honeycomb structure is impregnated with a solution of a metal compound containing a rare earth element such as Ce (NO 3 ) 3 and heated. .

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(NH(NO]HNO、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。
As a method for imparting a catalyst to the alumina membrane, for example, a dinitrodiammine platinum nitric acid solution ([Pt (NH 3 ) 2 (NO 2 ) 2 ] HNO 3 , platinum concentration 4.53% by weight) or the like is applied to the honeycomb structure. Examples of the method include impregnation and heating.
Alternatively, the catalyst may be applied by a method in which a catalyst is applied to the alumina particles in advance, and the honeycomb structure is impregnated with a solution containing the alumina powder to which the catalyst is applied and heated.

また、ここまで説明したハニカム構造体の製造方法は、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。 Further, the method for manufacturing a honeycomb structure described so far has a structure in which a plurality of honeycomb fired bodies are bundled through a sealing material layer (adhesive layer) (hereinafter also referred to as a collective honeycomb structure). However, the honeycomb structure manufactured by the manufacturing method of the present invention is a honeycomb structure in which a cylindrical ceramic block is composed of one honeycomb fired body (hereinafter also referred to as an integral honeycomb structure). May be.

このような一体型ハニカム構造体を製造する場合は、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。
When manufacturing such an integral honeycomb structure, the aggregated honeycomb structure is manufactured except that the size of the honeycomb molded body formed by extrusion molding is larger than that when manufacturing the aggregated honeycomb structure. A honeycomb formed body is manufactured by using the same method as that in the case of performing.
Here, the method of mixing the raw material powder and the like are the same as the method of manufacturing the aggregated honeycomb structure, and the description thereof is omitted here.

次に、集合型ハニカム構造体の製造と同様に、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、付着物除去処理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。上記付着物除去処理を行うことにより、シール材層を良好に形成することができる。
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。
Next, similarly to the production of the aggregated honeycomb structure, the honeycomb formed body is dried using a microwave dryer, a hot air dryer, a dielectric dryer, a vacuum dryer, a vacuum dryer, a freeze dryer, or the like. . Next, a predetermined amount of a sealing material paste serving as a sealing material is filled in the outlet side end portion of the inlet side cell group and the inlet side end portion of the outlet side cell group, and the cells are sealed.
Thereafter, as in the production of the aggregated honeycomb structure, a ceramic block is manufactured by performing degreasing, firing, and deposit removal treatment, and if necessary, by forming a sealing material layer (coat layer), An integral honeycomb structure can be manufactured. By performing the deposit removal process, the sealing material layer can be satisfactorily formed.
Further, the above-mentioned integral honeycomb structure may be loaded with a catalyst by the method described above.

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、その材料の主成分は、炭化ケイ素や、金属ケイ素及び炭化ケイ素であることが望ましく、一体型ハニカム構造体を製造する場合には、コージェライトやチタン酸アルミニウムであることが望ましい。 In the case where the honeycomb structure is manufactured by the manufacturing method as described above, when the aggregated honeycomb structure is manufactured, the main component of the material may be silicon carbide, metal silicon, and silicon carbide. Desirably, cordierite or aluminum titanate is desirable when producing an integral honeycomb structure.

またここでは、ハニカム構造体として、排ガス中のパティキュレートを捕集する目的でも用いるハニカムフィルタ(セラミックフィルタ)を中心に説明したが、上記ハニカム構造体は、排ガスを浄化する触媒担体(ハニカム触媒)としても好適に使用することができる。 Further, here, the honeycomb structure has been mainly described as a honeycomb filter (ceramic filter) used for the purpose of collecting particulates in exhaust gas. However, the honeycomb structure is a catalyst carrier (honeycomb catalyst) for purifying exhaust gas. Can also be used suitably.

以下に実施例を掲げ、本発明を更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ない。 The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
平均粒径10μmのα型炭化ケイ素粉末250kgと、平均粒径0.5μmのα型炭化ケイ素粉末100kgと、有機バインダ(メチルセルロース)20kgとを混合し、混合粉末を調製した。
次に、別途、潤滑剤(日本油脂社製 ユニルーブ)12kgと、可塑剤(グリセリン)5.6kgと、水64kgとを混合して液体混合物を調製し、この液体混合物と混合粉末とを湿式混合機を用いて混合し、湿潤混合物を調製した。このとき、湿潤混合物の水分含有量は、14重量%である。
(Example 1)
250 kg of α-type silicon carbide powder having an average particle size of 10 μm, 100 kg of α-type silicon carbide powder having an average particle size of 0.5 μm, and 20 kg of an organic binder (methyl cellulose) were mixed to prepare a mixed powder.
Next, separately, 12 kg of lubricant (Unilube manufactured by NOF Corporation), 5.6 kg of plasticizer (glycerin), and 64 kg of water are mixed to prepare a liquid mixture, and this liquid mixture and the mixed powder are wet-mixed. A wet mixture was prepared by mixing using a machine. At this time, the moisture content of the wet mixture is 14% by weight.

次に、図1に示した2段のスクリュー混合機を備えた押出成形機を用い、湿潤混合物を投入ホッパー31から連続的に投入して押出成形を行いハニカム成形体の長尺体を作製し、これを25cmの長さに切断し、その後、マイクロ波と熱風とを併用した乾燥機を用いて水分を略全部除去(水分含有量をほぼ100%減少)させる乾燥処理を行い、ハニカム成形体を作製した。
この押出成形機20において、上段スクリュー53、及び、下段スクリュー63を構成する羽根部には、800μmの厚さを有し、初期の表面粗さRaが0.6μmのタングステンカーバイトを主成分とする高硬度被覆層(タングステンカーバイド膜)が形成されたものを使用した。
表面粗さRaは、バフ研磨により調整した。なお、表面粗さRaは、接触式表面粗さ測定機(東京精密社製、サーフコム804A)により測定した。
また、押出成形機の内部の圧力は、大気圧よりも65kPa低くした。
上記タングステンカーバイド膜は、自溶合金溶射により膜を形成し、その後、上記表面粗さとなるようバフ研磨を施すことにより形成した。即ち、バインダとしてNi(ニッケル)を使用し、タングステンカーバイドとニッケルとを混合して溶射後、加熱溶着させることによりタングステンカーバイド膜を形成し、次いで、バフ研磨を施した。
Next, using the extrusion molding machine equipped with the two-stage screw mixer shown in FIG. 1, the wet mixture is continuously fed from the feeding hopper 31 to perform extrusion molding to produce a long honeycomb molded body. Then, this was cut into a length of 25 cm, and then a drying process was performed to remove almost all moisture (reducing moisture content by almost 100%) using a dryer that used both microwaves and hot air, and a honeycomb formed body Was made.
In this extrusion molding machine 20, the vane portions constituting the upper screw 53 and the lower screw 63 have a thickness of 800 μm and a tungsten carbide having an initial surface roughness Ra of 0.6 μm as a main component. A high hardness coating layer (tungsten carbide film) was used.
The surface roughness Ra was adjusted by buffing. The surface roughness Ra was measured with a contact-type surface roughness measuring machine (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd., Surfcom 804A).
Moreover, the pressure inside the extrusion molding machine was 65 kPa lower than the atmospheric pressure.
The tungsten carbide film was formed by forming a film by self-fluxing alloy spraying and then performing buffing so as to have the surface roughness. That is, Ni (nickel) was used as a binder, tungsten carbide and nickel were mixed and thermally sprayed, and then heat-welded to form a tungsten carbide film, and then buffed.

(ハニカム成形体の形状評価)
作製したハニカム成形体について、主にセルの形状を中心に目視観察し、セルの一部が切れたりすることなく、所望の形状を有しているか否かを評価し、併せて、ハニカム成形体の反り量を測定した。そして、セル切れがなく、反り量が0.5mm未満のものを良品と評価した。結果を表1に示した。
(Evaluation of shape of honeycomb molded body)
About the produced honeycomb molded body, the cell shape is mainly observed visually, and it is evaluated whether or not the cell has a desired shape without being partially cut. The amount of warpage was measured. And the thing with no cell cutting | disconnection and the curvature amount of less than 0.5 mm was evaluated as a good product. The results are shown in Table 1.

なお、反り量の測定は、反り量測定用治具を用いて行った。
反り量測定用治具としては、成形体の全長とほぼ同じ長さを有する真直な角材において、この角材の両端に同じ厚さの当接部材が配設されており、また、この角材の中央に上記角材の長手方向と垂直にスライド可能なスケールが取り付けられているものを使用した。また、測定時には、上記当接部材を成形体の両端付近に当接し、その後、反り量測定用スケールを成形体側に移動させ、成形体と上記スケールとが接触したときのスケールの移動量を読み取ることにより反り量を測定した。
Note that the amount of warpage was measured using a warpage amount measuring jig.
As a jig for measuring the amount of warpage, in a straight square member having almost the same length as the entire length of the molded body, contact members having the same thickness are disposed at both ends of the square member, and the center of the square member is also provided. A scale slidable perpendicularly to the longitudinal direction of the square bar was used. Further, at the time of measurement, the contact member is brought into contact with the vicinity of both ends of the molded body, and then the warp amount measuring scale is moved to the molded body side, and the amount of movement of the scale when the molded body and the scale come into contact is read. The amount of warpage was measured.

(高硬度被覆層の磨耗量の測定)
上記押出成形機による運転を4000時間連続して行った後に分解して、タングステンカーバイト膜の磨耗状況を目視により観察した。
(Measurement of wear amount of high hardness coating layer)
The operation by the extruder was continuously performed for 4000 hours and then decomposed, and the wear condition of the tungsten carbide film was visually observed.

(実施例2、3 参考例1)
成形機の高硬度被覆層の厚さを表1に示したように変更した以外は、実施例1と同様にしてハニカム成形体を作製した。
実施例1と同様にして、ハニカム成形体の形状評価及び高硬度被覆層の磨耗量の測定を行った。結果を表1に示した。
(Examples 2 and 3 Reference Example 1)
A honeycomb molded body was produced in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the high hardness coating layer of the molding machine was changed as shown in Table 1.
In the same manner as in Example 1, the shape evaluation of the honeycomb formed body and the wear amount of the high hardness coating layer were measured. The results are shown in Table 1.

(参考例2)
成形機の内部の圧力を、(大気圧−40kPa)とした以外は、実施例1と同様にしてハニカム成形体を作製した。
実施例1と同様にして、ハニカム成形体の形状評価及び高硬度被覆層の磨耗量の測定を行った。結果を表1に示した。
(Reference Example 2)
A honeycomb molded body was produced in the same manner as in Example 1 except that the pressure inside the molding machine was changed to (atmospheric pressure -40 kPa).
In the same manner as in Example 1, the shape evaluation of the honeycomb formed body and the wear amount of the high hardness coating layer were measured. The results are shown in Table 1.

(参考例3、4)
液体混合物を調製する際の水の量を下記のように変更した以外は、実施例1と同様にしてハニカム成形体を作製した。即ち、参考例3では水の量を34kgとし、参考例4では水の量を130kgとした。
実施例1と同様にして、ハニカム成形体の形状評価及び高硬度被覆層の磨耗量の測定を行った。結果を表1に示した。
(Reference Examples 3 and 4)
A honeycomb formed body was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of water in preparing the liquid mixture was changed as follows. That is, in Reference Example 3, the amount of water was 34 kg, and in Reference Example 4, the amount of water was 130 kg.
In the same manner as in Example 1, the shape evaluation of the honeycomb formed body and the wear amount of the high hardness coating layer were measured. The results are shown in Table 1.

(参考例5)
高硬度被覆層の厚さを表1に示したように変更した以外は、実施例1と同様にしてハニカム成形体を作製しようとした。しかしながら,本参考例では、高硬度被覆層を形成した際に高硬度被覆層に亀裂が発生したため、ハニカム成形体の作製は行わなかった。
(Reference Example 5)
A honeycomb formed body was prepared in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the high hardness coating layer was changed as shown in Table 1. However, in this reference example, since a crack was generated in the high hardness coating layer when the high hardness coating layer was formed, the honeycomb formed body was not manufactured.

(比較例1)
高硬度被覆層を形成しなかった以外は、実施例1と同様にしてハニカム成形体を作製した。
実施例1と同様にして、ハニカム成形体の形状評価及び高硬度被覆層の磨耗量の測定を行った。結果を表1に示した。
なお、本比較例でいう表面粗さRaとは、羽根部本体の表面粗さRaである。
(Comparative Example 1)
A honeycomb formed body was produced in the same manner as in Example 1 except that the high hardness coating layer was not formed.
In the same manner as in Example 1, the shape evaluation of the honeycomb formed body and the wear amount of the high hardness coating layer were measured. The results are shown in Table 1.
In addition, surface roughness Ra as used in this comparative example is surface roughness Ra of a blade | wing part main body.

Figure 2008132752
Figure 2008132752

表1に示した結果から明らかなように、実施例で製造したハニカム成形体は、その形状は良好で、高硬度被覆層の磨耗量も400μm未満と磨耗量も少なかった。
一方、参考例1及び比較例1では高硬度被覆層の磨耗量が大きくなっていた。これは高硬度被覆層の厚さが薄いか、高硬度被覆層が形成されなかったためであると考えられる。
As is apparent from the results shown in Table 1, the honeycomb formed body produced in the example had a good shape, and the wear amount of the high-hardness coating layer was less than 400 μm and the wear amount was small.
On the other hand, in Reference Example 1 and Comparative Example 1, the wear amount of the high-hardness coating layer was large. This is presumably because the high hardness coating layer was thin or the high hardness coating layer was not formed.

参考例2、3で製造したハニカム成形体では、一部のセルにセル切れが観察された。
これについて、参考例2のハニカム成形体は、内部の圧力が(大気圧−40kPa)と高い成形機で成形したため、湿潤混合物中に泡を噛み込んだものと考えられ、参考例3のハニカム成形体は、湿潤混合物中の水分含有量が少なかったためと考えられる。
また、参考例4で製造したハニカム成形体では、0.5mmを超える大きな反りが発生していた。これは、湿潤混合物中の水分含有量が多かったためと考えられる。
また、参考例5では、高硬度被覆層を形成した際に、高硬度被覆層に亀裂が発生した。これは、高硬度被覆層の厚さが厚かったためと考えられる。
In the honeycomb molded body manufactured in Reference Examples 2 and 3, cell cutout was observed in some cells.
In this regard, the honeycomb molded body of Reference Example 2 was formed by a molding machine having a high internal pressure (atmospheric pressure −40 kPa), so it is considered that bubbles were entrained in the wet mixture. It is thought that the body had a low moisture content in the wet mixture.
Further, in the honeycomb molded body manufactured in Reference Example 4, a large warp exceeding 0.5 mm occurred. This is presumably because the moisture content in the wet mixture was high.
In Reference Example 5, when the high hardness coating layer was formed, cracks occurred in the high hardness coating layer. This is presumably because the high-hardness coating layer was thick.

(実施例4〜9、参考例6)
スクリューの表面に形成した高硬度被覆層の初期の表面粗さRaを表2に示した大きさとした以外は、実施例1と同様にしてハニカム成形体を作製した。
ここでは、押出成形機における押出効率を下記の方法により評価し、結果を表2に示した。
まず、下段スクリュー63の回転速度を10回転/minとして、単位時間あたりに成形体の押し出し速度を測定し、押し出される成形材料の体積を算出する。次に、スクリューの羽根部のピッチ(間隔)、ピッチ円(羽根部の先端が描く円)の直径、及び、上記単位時間に応じた回転数に基づいて成形材料の理想的な押し出し体積を算出する。そして、実測押し出し体積を理想的な押し出し体積で割ったものを押出効率(%)とした。
図8に実施例4〜9、参考例6の初期表面粗さRa(μm)と押出効率(%)の関係(試験結果)を示す。
(Examples 4 to 9, Reference Example 6)
A honeycomb formed body was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the initial surface roughness Ra of the high hardness coating layer formed on the surface of the screw was set to the size shown in Table 2.
Here, the extrusion efficiency in an extruder was evaluated by the following method, and the results are shown in Table 2.
First, assuming that the rotation speed of the lower screw 63 is 10 rotations / min, the extrusion speed of the molded body is measured per unit time, and the volume of the extruded molding material is calculated. Next, the ideal extrusion volume of the molding material is calculated based on the pitch (interval) of the blade portion of the screw, the diameter of the pitch circle (circle drawn by the tip of the blade portion), and the number of rotations according to the unit time. To do. Then, the extrusion efficiency (%) was obtained by dividing the actually measured extrusion volume by the ideal extrusion volume.
FIG. 8 shows the relationship (test results) between the initial surface roughness Ra (μm) and the extrusion efficiency (%) in Examples 4 to 9 and Reference Example 6.

Figure 2008132752
Figure 2008132752

表2及び図8に示した結果から明らかなように、高硬度被覆層の表面粗さRaが10μmを以下であると、約11%以上の押出効率を確保することができるのに対し、高硬度被覆層の表面粗さRaが10μmを超えて粗くなると、押出効率が大きく低下することとなる。
特に、高硬度被覆層の表面粗さRaが5μm以下と小さい場合には、約21%以上の押出効率を確保することができ、作業効率に優れることが明らかとなった。
As is apparent from the results shown in Table 2 and FIG. 8, when the surface roughness Ra of the high-hardness coating layer is 10 μm or less, an extrusion efficiency of about 11% or more can be ensured. When the surface roughness Ra of the hardness coating layer exceeds 10 μm, the extrusion efficiency is greatly reduced.
In particular, when the surface roughness Ra of the high-hardness coating layer is as small as 5 μm or less, it was revealed that an extrusion efficiency of about 21% or more can be secured, and the working efficiency is excellent.

(実施例10〜12、参考例7)
スクリューの表面に形成した高硬度被覆層の初期の表面粗さRa、及び、高硬度被覆層の気孔率を表3に示した大きさとした以外は、実施例1と同様にしてハニカム成形体を作製した。なお、高硬度被覆層の気孔率の調整は、溶射後のフェージング条件を変更することにより行った。ここで、フェージングとは、溶射後に被覆層を再溶融する処理を指す。
ここでは、上記押出成形機の運転を4000時間連続して行った後、高硬度被覆層の表面粗さRaを測定するとともに、高硬度被覆層の表面に形成された凹部の最大寸法を測定した。結果を表3に示した。
なお、凹部の最大寸法は、高硬度被覆層の表面の電子顕微鏡画像を撮像し、この画像に基づいて算出した。
(Examples 10 to 12, Reference Example 7)
A honeycomb formed body was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the initial surface roughness Ra of the high hardness coating layer formed on the surface of the screw and the porosity of the high hardness coating layer were set to the sizes shown in Table 3. Produced. The porosity of the high hardness coating layer was adjusted by changing the fading conditions after spraying. Here, fading refers to a process of remelting the coating layer after thermal spraying.
Here, after the operation of the extruder was continuously performed for 4000 hours, the surface roughness Ra of the high-hardness coating layer was measured, and the maximum dimension of the recess formed on the surface of the high-hardness coating layer was measured. . The results are shown in Table 3.
Note that the maximum dimension of the recess was calculated based on an electron microscope image of the surface of the high hardness coating layer.

(参考例8)
タングステンカーバイド膜を下記の方法により形成した以外は、実施例1と同様にしてハニカム成形体を作製した。
タングステンカーバイド膜の形成は、バインダとしてCo(コバルト)を使用し、タングステンカーバイドとコバルトとを混合して溶射後、加熱溶着させることによりタングステンカーバイド膜を形成し、その後、バフ研磨を施した。
本参考例では、実施例10と同様にして、上記押出成形機の運転を4000時間連続して行った後、高硬度被覆層の表面粗さRaを測定するとともに、高硬度被覆層の表面に形成された凹部の最大寸法を測定した。結果を表3に示した。
実施例10〜12、参考例7、8において、気孔率(%)と4000時間連続運転後の表面粗さRa(μm)との関係を図9(a)、気孔率(%)と高硬度被覆層の表面の凹部の最大寸法(μm)との関係を図9(b)、気孔率(%)と押出効率(%)との関係を図9(c)に示す。
(Reference Example 8)
A honeycomb formed body was produced in the same manner as in Example 1 except that the tungsten carbide film was formed by the following method.
The tungsten carbide film was formed by using Co (cobalt) as a binder, mixing tungsten carbide and cobalt and spraying them to form a tungsten carbide film by heating and then buffing.
In this reference example, in the same manner as in Example 10, after the operation of the extruder was continuously performed for 4000 hours, the surface roughness Ra of the high hardness coating layer was measured, and the surface of the high hardness coating layer was measured. The maximum dimension of the formed recess was measured. The results are shown in Table 3.
In Examples 10 to 12 and Reference Examples 7 and 8, the relationship between the porosity (%) and the surface roughness Ra (μm) after continuous operation for 4000 hours is shown in FIG. 9A, the porosity (%) and the high hardness. FIG. 9B shows the relationship with the maximum dimension (μm) of the concave portion on the surface of the coating layer, and FIG. 9C shows the relationship between the porosity (%) and the extrusion efficiency (%).

Figure 2008132752
Figure 2008132752

表3及び図9(a)、(b)、(c)に示した実施例10〜12及び参考例7、8の結果から明らかなように、高硬度被覆層の気孔率が0.3%未満であると、4000時間連続運転後も、充分な押出効率を確保することができる10μm以下の表面粗さRaを維持することができ、また、高硬度被覆層の表面に形成された凹部の最大寸法も50μm以下と小さい傾向にある。
一方、参考例7のように、高硬度被覆層の気孔率が0.3%より大きいと、表面粗さRaが大きくなってしまう。そして、表面粗さRaが10μmより大きくなると、すでに参考例6で示したように、押出効率が大きく低下してしまう。このように気孔率が0.3%を超えると、表面粗さRaが大きくなるのは、タングステンカーバイド膜を構成する粒子の粒径が大きい傾向にあるからであり、このことは、高硬度被覆層の表面の凹部の最大寸法が50μmより大きくなっていることからも明らかである。
As apparent from the results of Examples 10 to 12 and Reference Examples 7 and 8 shown in Table 3 and FIGS. 9A, 9B, and 9C, the porosity of the high-hardness coating layer is 0.3%. If it is less than 4,000 hours, it is possible to maintain a surface roughness Ra of 10 μm or less that can ensure a sufficient extrusion efficiency even after continuous operation for 4000 hours, and the concave portions formed on the surface of the high-hardness coating layer. The maximum dimension tends to be as small as 50 μm or less.
On the other hand, as in Reference Example 7, when the porosity of the high hardness coating layer is larger than 0.3%, the surface roughness Ra is increased. And when surface roughness Ra becomes larger than 10 micrometers, as already shown in the reference example 6, extrusion efficiency will fall large. When the porosity exceeds 0.3%, the surface roughness Ra increases because the particle size of the particles constituting the tungsten carbide film tends to be large. It is also clear from the fact that the maximum dimension of the recesses on the surface of the layer is larger than 50 μm.

また、参考例8の結果から明らかなように、タングステンカーバイド膜のバインダをCoとした場合には、その結果、4000時間連続運転後の表面粗さRaが26μmと大きくなっていた。これは、タングステンカーバイド膜のバインダがCoであるため、タングステンカーバイド膜の耐腐食性が劣り、タングステンカーバイド膜を構成する粒子の脱落頻度が高かったからであると考えられる。なお、高硬度被覆層の表面の凹部の最大寸法を算出する際の電子顕微鏡写真像を観察すると、実施例10に比べて、形成されている凹部の数が多くなっていた。 Further, as is apparent from the results of Reference Example 8, when Co was used as the binder of the tungsten carbide film, the surface roughness Ra after 4000 hours of continuous operation was as large as 26 μm. This is presumably because the tungsten carbide film is made of Co, so the corrosion resistance of the tungsten carbide film is inferior, and the particles constituting the tungsten carbide film are more frequently dropped. In addition, when the electron micrograph image at the time of calculating the maximum dimension of the recessed part of the surface of a high-hardness coating layer was observed, the number of the recessed parts currently formed compared with Example 10 was large.

本発明に係る押出成形機を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the extrusion molding machine which concerns on this invention. (a)は、上記押出成形機を構成するカッタの近傍を模式的に示す縦断面図であり、(b)は、そのA−A線断面図である。(A) is a longitudinal cross-sectional view which shows typically the cutter vicinity which comprises the said extrusion molding machine, (b) is the AA sectional view taken on the line. 本発明に係る押出成形機を構成する混練押込ローラを模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the kneading | mixing pushing roller which comprises the extrusion molding machine concerning this invention. 本発明に係る押出成形機の上段スクリューを構成する、からみスクリューを模式的に示す正面図である。It is a front view which shows typically the twine screw which comprises the upper stage screw of the extruder which concerns on this invention. 本発明に係る押出成形機の中段スクリューを構成する先端W羽根スクリューを示す正面図である。It is a front view which shows the front-end | tip W blade | wing screw which comprises the middle stage screw of the extruder concerning this invention. ハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically an example of a honeycomb structure. (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。(A) is a perspective view which shows typically the honeycomb calcination object which constitutes the above-mentioned honeycomb structure, and (b) is the AA line sectional view. 実施例4〜9、参考例6の初期表面粗さと押出効率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the initial stage surface roughness of Examples 4-9 and Reference Example 6, and extrusion efficiency. (a)は、実施例10〜12、参考例7、8の気孔率と4000時間連続運転後の表面粗さRaとの関係を示すグラフである。(b)は、実施例10〜12、参考例7、8の気孔率と高硬度被覆層の表面の凹部の最大寸法との関係を示すグラフである。(c)は、実施例10〜12、参考例7、8の気孔率と押出効率との関係を示すグラフである。(A) is a graph which shows the relationship between the porosity of Examples 10-12 and Reference Examples 7 and 8, and the surface roughness Ra after 4000 hours continuous operation. (B) is a graph which shows the relationship between the porosity of Examples 10-12 and the reference examples 7 and 8, and the largest dimension of the recessed part of the surface of a high-hardness coating layer. (C) is a graph which shows the relationship between the porosity of Examples 10-12 and the reference examples 7 and 8, and extrusion efficiency.

符号の説明Explanation of symbols

20 押出成形機
31 投入ホッパー
51 上段スクリュー混合機
52(52a、52b)、62 混練押込ローラ
53 上段スクリュー(一のスクリュー)
54 上段ダイス(一のダイス)
55 上段カッタ(切断部材)
56 減圧室(密閉された空間の一部)
57 エアーシリンダ
59、69 受け入れ口
61 下段スクリュー混合機
63 下段スクリュー(別のスクリュー)
530、630 フィードスクリュー
530a、532a、534a スクリューシャフト
530b、532b、534b スクリュー羽根
532 からみスクリュー
534、634 W羽根スクリュー
20 Extruder 31 Loading hopper 51 Upper screw mixer 52 (52a, 52b), 62 Kneading push roller 53 Upper screw (one screw)
54 Upper die (No. 1 die)
55 Upper cutter (cutting member)
56 Decompression chamber (part of sealed space)
57 Air cylinder 59, 69 Receiving port 61 Lower screw mixer 63 Lower screw (another screw)
530, 630 Feed screw 530a, 532a, 534a Screw shaft 530b, 532b, 534b Screw blade 532 Entangled screw 534, 634 W blade screw

Claims (28)

密閉された空間内に配置され、成形材料を押し出す羽根部を有するスクリューと、押し出された成形材料を成形するダイスとを備えた押出成形機であって、
前記空間内が減圧雰囲気に保たれるとともに、少なくとも前記羽根部には、高硬度被覆層が形成されていることを特徴とする押出成形機。
An extruder comprising a screw that is disposed in a sealed space and has a blade portion that extrudes a molding material, and a die that molds the extruded molding material,
An extrusion molding machine characterized in that the inside of the space is maintained in a reduced-pressure atmosphere, and a high-hardness coating layer is formed at least on the blade portion.
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に記載の押出成形機。 The extrusion molding machine according to claim 1, wherein a main component of the high hardness coating layer is tungsten carbide. 前記高硬度被覆層の表面粗さRaは、10μm以下である請求項1又は2に記載の押出成形機。 The extrusion molding machine according to claim 1 or 2, wherein the surface roughness Ra of the high-hardness coating layer is 10 µm or less. 前記高硬度被覆層の気孔率は、0.3%以下である請求項1〜3のいずれかに記載の押出成形機。 The extrusion molding machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the porosity of the high hardness coating layer is 0.3% or less. 前記高硬度被覆層の表面における凹部の最大寸法は、1〜50μmである請求項1〜4のいずれかに記載の押出成形機。 The extrusion molding machine according to any one of claims 1 to 4, wherein the maximum dimension of the concave portion on the surface of the high-hardness coating layer is 1 to 50 µm. 前記高硬度被覆層を形成するためのバインダは、ニッケルである請求項1〜5のいずれかに記載の押出成形機。 The extrusion molding machine according to any one of claims 1 to 5, wherein a binder for forming the high hardness coating layer is nickel. 複数のスクリューと、前記複数のスクリューと同数のダイスとを備え、
成形材料が一のスクリュー及びダイスにより、押し出された後、別のスクリュー及びダイスにより、再度、押し出されるように構成されている請求項1〜6のいずれかに記載の押出成形機。
A plurality of screws, and the same number of dies as the plurality of screws,
The extrusion molding machine according to any one of claims 1 to 6, wherein the molding material is configured to be extruded again by another screw and die after being extruded by one screw and die.
前記一のスクリュー及びダイスを介して押し出された成形材料を切断する、切断部材を備えている請求項1〜7のいずれかに記載の押出成形機。 The extrusion molding machine according to any one of claims 1 to 7, further comprising a cutting member that cuts the molding material extruded through the one screw and the die. 密閉された空間内に配置され、成形材料を押し出す羽根部を有するスクリューと、押し出された成形材料を成形するダイスとを備えた押出成形機を使用し、成形材料である無機粉末を含む湿潤混合物を混合するとともに、前記空間の出口に設けられた前記ダイスを介して、前記湿潤混合物を連続的に押し出すことにより、柱形状の成形体を連続的に成形する押出成形方法であって、
前記空間内が減圧雰囲気に保たれるとともに、少なくとも前記羽根部には、高硬度被覆層が形成されていることを特徴とする押出成形方法。
A wet mixture containing an inorganic powder as a molding material using an extrusion molding machine that is disposed in a sealed space and includes a screw having blades for extruding the molding material and a die for molding the extruded molding material And extruding the columnar shaped body continuously by extruding the wet mixture through the die provided at the outlet of the space,
An extrusion molding method characterized in that the inside of the space is maintained in a reduced-pressure atmosphere, and a high-hardness coating layer is formed at least on the blade portion.
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9に記載の押出成形方法。 The extrusion molding method according to claim 9, wherein a main component of the high hardness coating layer is tungsten carbide. 前記高硬度被覆層の表面粗さRaは、10μm以下である請求項9又は10に記載の押出成形方法。 The extrusion molding method according to claim 9 or 10, wherein the surface roughness Ra of the high-hardness coating layer is 10 µm or less. 前記高硬度被覆層の気孔率は、0.3%以下である請求項9〜11のいずれかに記載の押出成形方法。 The extrusion molding method according to any one of claims 9 to 11, wherein the porosity of the high hardness coating layer is 0.3% or less. 前記高硬度被覆層の表面における凹部の最大寸法は、1〜50μmである請求項9〜12のいずれかに記載の押出成形方法。 The extrusion molding method according to any one of claims 9 to 12, wherein the maximum dimension of the concave portion on the surface of the high-hardness coating layer is 1 to 50 µm. 前記高硬度被覆層を形成するためのバインダは、ニッケルである請求項9〜13のいずれかに記載の押出成形方法。 The extrusion molding method according to claim 9, wherein the binder for forming the high-hardness coating layer is nickel. 前記空間内の圧力は、大気圧よりも50〜100kPa低い請求項9〜14のいずれかに記載の押出成形方法。 The extrusion method according to any one of claims 9 to 14, wherein the pressure in the space is 50 to 100 kPa lower than the atmospheric pressure. 前記湿潤混合物の水分量は、10〜20重量%である請求項9〜15のいずれかに記載の押出成形方法。 The extrusion molding method according to any one of claims 9 to 15, wherein the moisture content of the wet mixture is 10 to 20% by weight. 前記押出成形機は、複数のスクリューと、前記複数のスクリューと同数のダイスとを備え、
一のスクリューにより混合された後、一のダイスを介して連続的に押し出された湿潤混合物を、別のスクリューにより再度混合し、別のダイスを介して連続的に押し出す請求項9〜16のいずれかに記載の押出成形方法。
The extruder includes a plurality of screws and the same number of dies as the plurality of screws.
17. A wet mixture continuously mixed through one die after being mixed by one screw is mixed again by another screw and continuously extruded through another die. An extrusion molding method according to claim 1.
前記押出成形機は、前記一のスクリュー及びダイスを介して押し出された成形材料を切断する、切断部材を備えている請求項9〜17のいずれかに記載の押出成形方法。 The extrusion molding method according to any one of claims 9 to 17, wherein the extrusion molding machine includes a cutting member that cuts the molding material extruded through the one screw and the die. 無機粉末を含む湿潤混合物を湿式混合により得た後、この湿潤混合物を成形する押出成形工程を行うことにより、長手方向を貫通する多数のセルがセル壁を隔てて並設された柱状のハニカム成形体を作製し、前記ハニカム成形体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、
前記押出成形工程は、密閉された空間内に配置され、成形材料を押し出す羽根部を有し、少なくとも前記羽根部に高硬度被覆層が形成されたスクリューと、ダイスとを備えた押出成形機を使用し、
前記空間内を減圧雰囲気に保ちつつ、前記湿潤混合物を混合するとともに、前記空間の出口に設けられた前記ダイスを介して、前記湿潤混合物を連続的に押し出すことにより行うことを特徴とするハニカム構造体の製造方法。
After a wet mixture containing an inorganic powder is obtained by wet mixing, a columnar honeycomb molding in which a number of cells penetrating in the longitudinal direction are arranged side by side across the cell wall by performing an extrusion molding process for molding the wet mixture A honeycomb structure manufacturing method for manufacturing a honeycomb structure, and manufacturing the honeycomb structure including the honeycomb fired body by firing the honeycomb formed body,
The extrusion molding step includes an extrusion molding machine that is disposed in a sealed space, has a blade portion that extrudes a molding material, and has a screw having at least a high-hardness coating layer formed on the blade portion, and a die. use,
A honeycomb structure characterized by mixing the wet mixture while maintaining a reduced-pressure atmosphere in the space, and continuously extruding the wet mixture through the die provided at the exit of the space Body manufacturing method.
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19に記載のハニカム構造体の製造方法。 The method for manufacturing a honeycomb structured body according to claim 19, wherein a main component of the high-hardness coating layer is tungsten carbide. 前記高硬度被覆層の表面粗さRaは、10μm以下である請求項19又は20に記載のハニカム構造体の製造方法。 21. The method for manufacturing a honeycomb structured body according to claim 19, wherein a surface roughness Ra of the high hardness coating layer is 10 μm or less. 前記高硬度被覆層の気孔率は、0.3%以下である請求項19〜21のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。 The method for manufacturing a honeycomb structure according to any one of claims 19 to 21, wherein a porosity of the high hardness coating layer is 0.3% or less. 前記高硬度被覆層の表面における凹部の最大寸法は、1〜50μmである請求項19〜22のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。 The method for manufacturing a honeycomb structured body according to any one of claims 19 to 22, wherein the maximum dimension of the concave portion on the surface of the high-hardness coating layer is 1 to 50 µm. 前記高硬度被覆層を形成するためのバインダは、ニッケルである請求項19〜23のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。 The method for manufacturing a honeycomb structured body according to any one of claims 19 to 23, wherein a binder for forming the high hardness coating layer is nickel. 前記空間内の圧力は、大気圧よりも50〜100kPa低い請求項19〜24のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。 The method for manufacturing a honeycomb structured body according to any one of claims 19 to 24, wherein the pressure in the space is 50 to 100 kPa lower than the atmospheric pressure. 前記湿潤混合物の水分量は、10〜20重量%である請求項19〜25のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。 The method for manufacturing a honeycomb structured body according to any one of claims 19 to 25, wherein the moisture content of the wet mixture is 10 to 20 wt%. 前記押出成形機は、複数のスクリューと、前記複数のスクリューと同数のダイスとを備え、
一のスクリューにより混合された後、一のダイスを介して連続的に押し出された湿潤混合物を、別のスクリューにより再度混合し、別のダイスを介して連続的に押し出す請求項19〜26のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
The extruder includes a plurality of screws and the same number of dies as the plurality of screws.
27. Any one of claims 19 to 26, wherein after being mixed by one screw, the wet mixture continuously extruded through one die is mixed again by another screw and continuously extruded through another die. A method for manufacturing a honeycomb structure according to claim 1.
前記押出成形機は、前記一のスクリュー及びダイスを介して押し出された成形材料を切断する、切断部材を備えている請求項19〜27のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。 The manufacturing method of the honeycomb structure according to any one of claims 19 to 27, wherein the extrusion molding machine includes a cutting member that cuts the molding material extruded through the one screw and the die.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012501257A (en) * 2008-08-28 2012-01-19 コーニング インコーポレイテッド Abrasion resistant coating for tool dies
JP2022508672A (en) * 2018-10-11 2022-01-19 ジマック ディ マッキャニャン ジョルジョ Extruder screw and extruder

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02297404A (en) * 1989-05-12 1990-12-07 Ngk Insulators Ltd Extrusion molding machine
JPH0631711A (en) * 1992-07-13 1994-02-08 Japan Steel Works Ltd:The Apparatus for molding ceramics and manufacture of ceramics product
JPH07204483A (en) * 1994-01-13 1995-08-08 Taiyo Tokushu Yosetsu Kk Screw
JPH0985739A (en) * 1995-09-22 1997-03-31 Sumitomo Bakelite Co Ltd Kneading machine
JP2002037673A (en) * 2000-07-24 2002-02-06 Ibiden Co Ltd Manufacturing method of binder and ceramic component, manufacturing method of sintered body and manufacturing method of porous silicon carbide member
JP2002144313A (en) * 2000-08-30 2002-05-21 Denso Corp Extrusion molding machine for ceramic molding
JP2006022356A (en) * 2004-07-06 2006-01-26 Dai Ichi High Frequency Co Ltd Cermet thermal-sprayed film formation member, and method for manufacturing the same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02297404A (en) * 1989-05-12 1990-12-07 Ngk Insulators Ltd Extrusion molding machine
JPH0631711A (en) * 1992-07-13 1994-02-08 Japan Steel Works Ltd:The Apparatus for molding ceramics and manufacture of ceramics product
JPH07204483A (en) * 1994-01-13 1995-08-08 Taiyo Tokushu Yosetsu Kk Screw
JPH0985739A (en) * 1995-09-22 1997-03-31 Sumitomo Bakelite Co Ltd Kneading machine
JP2002037673A (en) * 2000-07-24 2002-02-06 Ibiden Co Ltd Manufacturing method of binder and ceramic component, manufacturing method of sintered body and manufacturing method of porous silicon carbide member
JP2002144313A (en) * 2000-08-30 2002-05-21 Denso Corp Extrusion molding machine for ceramic molding
JP2006022356A (en) * 2004-07-06 2006-01-26 Dai Ichi High Frequency Co Ltd Cermet thermal-sprayed film formation member, and method for manufacturing the same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012501257A (en) * 2008-08-28 2012-01-19 コーニング インコーポレイテッド Abrasion resistant coating for tool dies
US9796108B2 (en) 2008-08-28 2017-10-24 Corning Incorporated Wear resistant coatings for tool dies
US10994440B2 (en) 2008-08-28 2021-05-04 Corning Incorporated Wear resistant coatings for tool dies
JP2022508672A (en) * 2018-10-11 2022-01-19 ジマック ディ マッキャニャン ジョルジョ Extruder screw and extruder
JP7422416B2 (en) 2018-10-11 2024-01-26 ジマック ディ マッキャニャン ジョルジョ Extruder screw and extrusion equipment

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