JP5378994B2 - ハニカムセグメント成形用口金、及びハニカム構造体の製造方法 - Google Patents
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Description
まず、本発明のハニカムセグメント成形用口金の一の実施形態について具体的に説明する。図1は、本発明のハニカムセグメント成形用口金の一の実施形態の成形面側の平面図であり、図2は、図1に示すハニカムセグメント成形用口金におけるA−A’線に沿って切断した断面を示す概略断面図であり、図3は、図1に示すハニカムセグメント成形用口金におけるB−B’線に沿って切断した断面を示す概略断面図である。
次に、本実施形態のハニカムセグメント成形用口金の製造方法について説明する。本実施形態のハニカムセグメント成形用口金を製造する際には、まず、口金の成形部及び導入部となる板状部材を用意する。この板状部材としては、例えば、製造時の加工の容易さから、超硬合金の仮焼結体を用いることが好ましい。以下、超硬合金の仮焼結体からなる板状部材を用いた場合の製造方法について説明する。
次に、本発明のハニカム構造体の製造方法の一の実施形態について具体的に説明する。本実施形態のハニカム構造体の製造方法は、これまでに説明した本発明のハニカムセグメント成形用口金を用いて、このハニカムセグメント成形用口金の導入部の裏孔から成形用坏土を導入し、導入した成形用坏土を成形部のスリットから押出成形して角柱状のハニカムセグメント成形体を得る工程と、得られたハニカムセグメント成形体を乾燥し、焼成して、図4に示すような、流体の流路となる複数のセル53を区画形成する多孔質の隔壁52、及びこの隔壁52の外周に配設された多孔質の外壁57を備えたハニカムセグメント50を得る工程と、図8に示すように、得られたハニカムセグメント50の複数個を、これらのハニカムセグメント50の外壁57どうしを接合材で接合することにより一体化してハニカム構造体61を製造する工程と、を含むハニカム構造体の製造方法である。
本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、まず、所定の成形原料を混練して成形用坏土を調製する。この成形原料については、強度、耐熱性等の観点から、コージェライト、アルミナ、ムライト、リチウム・アルミニウム・シリケート、チタン酸アルミニウム、チタニア、ジルコニア、窒化珪素、窒化アルミニウム、炭化珪素、LAS(リチウムアルミニウムシリケート)のセラミック材料のうちの1種若しくはそれらの複合物、又は、ステンレス鋼、アルミニウム合金、あるいは、活性炭、シリカゲル、ゼオライトの吸着材料のうちの1種を好適例として挙げることができる。
次に、得られたハニカムセグメント成形体を乾燥し、焼成して、図4に示すような、流体の流路となる複数のセル53を区画形成する多孔質の隔壁52、及びこの隔壁52の外周に配設された多孔質の外壁57を備えたハニカムセグメント50を得る。
次に、このようにして得られたハニカムセグメントの複数個を、これらの外壁どうしを接合材で接合することにより一体化してハニカム構造体を製造する。
一方の面(導入面)側に設けられ複数の裏孔を有する導入部と、他方の面(成形面)側に設けられ前記裏孔と連通するスリットが形成された、外周形状が多角形の成形部とを備え、多角形の前記成形部の頂点側のスリットを始点として5列分に相当するスリットの隙間間隔(スリット幅)がそれぞれ0.31mmで、それ以外の部位(中央部)のスリットの隙間間隔(スリット幅)がそれぞれ0.3mmのハニカムセグメント成形用口金を用いてハニカムセグメントを製造した。
ハニカムセグメント原料としては、SiC粉末80質量部と、金属Si粉末20質量部とを混合し、これに造孔剤として、澱粉と、発泡樹脂とを加え、更にメチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルメチルセルロース、界面活性剤、及び水を添加して、可塑性の坏土(成形用坏土)を作製した。この坏土を上述したハニカムセグメント成形用口金を用いて押出成形し、マイクロ波及び熱風で乾燥してセル密度が約46.5セル/cm2(300セル/平方インチ)、断面が一辺35mmの正四角形、長さが152mmのハニカムセグメント成形体を得た。このハニカムセグメント成形体の端面が市松模様状を呈するように、それぞれのセルの開口部に目封止を行った。即ち、隣接するセルが、互いに反対側の端部で封じられるように目封止を行った。目封止材としては、上記ハニカムセグメント原料と同様のものを用いた。
成形部の隅部を構成する列数と、隅部におけるスリットの隙間間隔(スリット幅)とが表1に示すように構成されたハニカムセグメント成形用口金を用いて成形を行ったこと以外は、実施例1と同様の方法によってハニカムセグメントを製造した。得られたハニカムセグメントのA軸圧縮強度と、B軸圧縮強度を上記の方法によって測定した。また、ハニカムセグメントの製造工程でのカケ不良率を算出した。結果を表1に示す。
成形部におけるスリットの隙間間隔(スリット幅)が全て0.3mmのハニカムセグメント成形用口金、即ち、隅部と中央部とのスリット幅に差異のない口金を用いて成形を行ったこと以外は、実施例1と同様の方法によってハニカムセグメントを製造した。得られたハニカムセグメントのA軸圧縮強度と、B軸圧縮強度を上記の方法によって測定した。また、ハニカムセグメントの製造工程でのカケ不良率を算出した。結果を表1に示す。
実施例1〜16、参考例17のハニカムセグメントは、比較例1のハニカムセグメントと比較して、A軸圧縮強度、及びB軸圧縮強度の向上が確認された。特に、ハニカムセグメント成形用口金として、成形部の隅部を構成する列数が1〜5列で、隅部のスリット幅と中央部のスリット幅の比率(スリット幅比(隅部/中央部))が1.03〜1.20の範囲となっているものを用いた実施例1〜14は、A軸圧縮強度、及びB軸圧縮強度の向上とともに、カケ不良率の低減が確認された。
Claims (4)
- 一方の面(導入面)側に設けられ複数の裏孔を有する導入部と、他方の面(成形面)側に設けられ前記裏孔と連通するスリットが形成された成形部とを備え、
前記成形部は、その外周形状が多角形であり、前記導入部の前記裏孔から導入された成形用坏土を前記成形部の前記スリットを通して、角柱状のハニカムセグメントを成形するものであり、
多角形の前記成形部の頂点側のスリットを始点として1〜5列分に相当するスリットが形成された領域によって隅部が構成されており、多角形の前記成形部の各頂点を含むそれぞれの前記隅部に形成された前記スリットの隙間間隔が、前記成形部の中央部に形成された前記スリットの隙間間隔よりも大であるハニカムセグメント成形用口金。 - 前記成形部の前記隅部に形成された前記スリットの隙間間隔が、前記成形部の中央部に形成された前記スリットの隙間間隔の1.03〜1.20倍の大きさである請求項1に記載のハニカムセグメント成形用口金。
- 前記隅部を除く前記成形部の外周部に形成された前記スリットの隙間間隔が、前記成形部の中央部に形成された前記スリットの隙間間隔よりも大であり、且つ前記隅部に形成された前記スリットの隙間間隔よりも小である請求項1又は2に記載のハニカムセグメント成形用口金。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のハニカムセグメント成形用口金の前記導入部の前記裏孔から成形用坏土を導入し、導入した前記成形用坏土を前記成形部の前記スリットから押出成形して角柱状のハニカムセグメント成形体を得る工程と、
得られた前記ハニカムセグメント成形体を乾燥し、焼成して、流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁、及び前記隔壁の外周に配設された多孔質の外壁を備えたハニカムセグメントを得る工程と、
得られた前記ハニカムセグメントの複数個を、これらの前記外壁どうしを接合材で接合することにより一体化してハニカム構造体を製造する工程と、を含むハニカム構造体の製造方法。
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