JP5830001B2 - ハニカム成形体の支持方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施形態の一例を模式的に示す説明図であり、図2は、本発明における受け台の動作を模式的に示す説明図である。図3は、本発明に使用される口金本体の一例を模式的に示す部分拡大断面図である。また、図4は、本発明に使用される受け台の一例を模式的に示す斜視図であり、図5は、図4のI−I断面図である。図6は、ハニカム成形体の一例を模式的に示す斜視図である。
図6は、本発明の支持対象であるハニカム成形体の一例を示す斜視図である。尚、この図に示すハニカム成形体1は、押出成形されてから、切断工程にて所定の長さに切断された後の状態を示している。このハニカム成形体1は、成形原料を混練して得られた坏土を、口金を通じて水平方向に押し出すことにより押出成形されたものであり、押出成形時の押出方向Eに延びる複数のセル2を区画形成する隔壁3を有する。
コージェライト化原料100質量部と、バインダー(メチルセルロース)4質量部と、界面活性剤(脂肪酸石鹸)1質量部と、水とを二軸式のニーダーで1時間混練した後、真空土練機で脱泡して、円筒状の坏土を得た。尚、混練に用いた水の量は、坏土の硬度が0.80kgfとなるような量に調整した。得られた坏土をラム式の横型押出成形機に供給して、40mm/sの押出速度で口金から水平方向に押し出すことにより、表1に示すような外径、隔壁の厚さ、セル密度及び開口率を有する円筒状のハニカム成形体を押出成形した。口金(口金本体)には、外周近傍部のスリットの幅が、他の部分のスリットの幅よりも広くなっているものを用いた。このため、押出成形されたハニカム成形体は、その外周近傍部(ハニカム成形体の外周から中心部に向かって3セル分程度までの領域)の隔壁の厚さのみが、他の部分の隔壁の厚さよりも厚くなっている。具体的には、ハニカム成形体の外周近傍部の隔壁の厚さは、他の部分の隔壁の厚さの1.5倍程度である。
飛散率(%)=(乾燥前の質量−乾燥後の質量)/乾燥前の質量×100
図7に示すように、ハニカム構造体を、水平面内で回転可能な測定台20上に載置し、ハニカム構造体の外周壁4の表面の「コンツァー測定部分Q1,Q2,Q3」の、それぞれについて、ハニカム構造体のコンツァーを測定した。「コンツァー測定部分Q1,Q2,Q3」は、「「一方の端面5から他方の端面6に向かう方向L」に離間した3つの測定開始位置P1,P2,P3のそれぞれを含み周方向Rに一周する、それぞれの部分」である。コンツァーは、ハニカム構造体を載置した測定台20を回転方向Tに回転させながら、レーザー変位計21によって連続的に測定した。レーザー変位計21は、反射式の非接触レーザー変位計を用いた。コンツァーの測定は、1つのコンツァー測定部分について、3000点行った。即ち、コンツァーの測定基準位置(測定開始位置)から、0.12°刻みで、ハニカム構造体の外周壁4の表面のコンツァー測定部分上の各点におけるコンツァーを測定した。コンツァーの測定は、常温(20℃)で行った。こうして得られた測定結果から、コンツァーの平均値(平均コンツァー)を求めた。
コージェライト化原料100質量部と、バインダー(メチルセルロース)6質量部と、界面活性剤(脂肪酸石鹸)1質量部と、水とを、二軸式の横型連続成形機に投入し、当該成形機内で投入した原料を混練して、坏土を得た。尚、水の投入量は、坏土の硬度が1.05kgfとなるような量に調整した。この坏土を、成形機に配設された口金から40mm/sの押出速度で水平方向に押し出すことにより、実施例1〜3並びに比較例1及び2で成形されたハニカム成形体と、同一の外径、隔壁の厚さ、セル密度及び開口率を有する円筒状のハニカム成形体を押出成形した。口金には、実施例1〜3並びに比較例1及び2で用いた口金と同様に、外周近傍部のスリットの幅が、他の部分のスリットの幅よりも広くなっているものを用いた。
実施例1〜3並びに比較例1及び2と同様の方法で、表1に示すような外径、隔壁の厚さ、セル密度及び開口率を有する円筒状のハニカム成形体を押出成形した。この押出成形により口金から押し出されたハニカム成形体を、長さ175mmの受け台を用いた以外は、実施例1〜3並びに比較例1及び2と同様の方法で、落差が表1に示す値となるようにして受け台により支持した。こうして受け台にて支持したハニカム成形体を、そのまま押出方向下流側の所定位置まで搬送してから、ワイヤーを用いて、軸方向(押出方向)の長さが175mmとなるように切断した。その後、切断されたハニカム成形体に対し、実施例1〜3並びに比較例1及び2と同様の方法で、乾燥、仕上げ加工及び焼成を行い、実施例7〜9並びに比較例5及び6のハニカム構造体を得た。これら実施例7〜9並びに比較例5及び6のハニカム構造体について、上記の方法で、コンツァーの測定を行い、その平均値(平均コンツァー)を、表1に示した。
実施例4〜6並びに比較例3及び4と同様の方法で、実施例7〜9並びに比較例5及び6で成形されたハニカム成形体と、同一の外径、隔壁の厚さ、セル密度及び開口率を有するハニカム成形体を押出成形した。この押出成形により口金から押し出されたハニカム成形体を、実施例7〜9並びに比較例5及び6と同様の方法で、落差が表1に示す値となるようにして受け台により支持した。こうして受け台にて支持したハニカム成形体に対し、実施例7〜9並びに比較例5及び6と同様の方法で、切断、乾燥、仕上げ加工及び焼成を行い、実施例10〜12並びに比較例7及び8のハニカム構造体を得た。これら実施例10〜12並びに比較例7及び8のハニカム構造体について、上記の方法で、コンツァーの測定を行い、その平均値(平均コンツァー)を、表1に示した。
坏土の硬度が1.35kgfとなるように水の投入量を調整し、押出速度を30mm/sとした以外は、実施例4〜6並びに比較例3及び4と同様の方法で、表2に示すような外径、隔壁の厚さ、セル密度及び開口率を有する円筒状のハニカム成形体を押出成形した。この押出成形により口金から押し出されたハニカム成形体を、実施例7〜9並びに比較例5及び6と同様の方法で、落差が表2に示す値となるようにして受け台により支持した。こうして受け台にて支持したハニカム成形体に対し、実施例7〜9並びに比較例5及び6と同様の方法で、切断、乾燥、仕上げ加工及び焼成を行い、実施例13〜15並びに比較例9及び10のハニカム構造体を得た。これら実施例13〜15並びに比較例9及び10のハニカム構造体について、上記の方法で、コンツァーの測定を行い、その平均値(平均コンツァー)を、表2に示した。
坏土の硬度が1.22kgfとなるように水の投入量を調整し、押出速度を30mm/sとした以外は、実施例4〜6並びに比較例3及び4と同様の方法で、表2に示すような外径、隔壁の厚さ、セル密度及び開口率を有する円筒状のハニカム成形体を押出成形した。この押出成形により口金から押し出されたハニカム成形体を、長さ200mmの受け台を用いた以外は、実施例1〜3並びに比較例1及び2と同様の方法で、落差が表2に示す値となるようにして受け台により支持した。但し、表中に示された落差の値は、口金と受け台との水平方向の距離が、350mmであるときに測定された値である。こうして受け台にて支持したハニカム成形体を、そのまま押出方向下流側の所定位置まで搬送してから、ワイヤーを用いて、軸方向(押出方向)の長さが200mmとなるように切断した。その後、切断されたハニカム成形体に対し、実施例1〜3並びに比較例1及び2と同様の方法で、乾燥、仕上げ加工及び焼成を行い、実施例16〜18並びに比較例11及び12のハニカム構造体を得た。これら実施例16〜18並びに比較例11及び12のハニカム構造体について、上記の方法で、コンツァーの測定を行い、その平均値(平均コンツァー)を、表2に示した。
坏土の硬度が1.48kgfとなるように水の投入量を調整し、押出速度を15mm/sとした以外は、実施例4〜6並びに比較例3及び4と同様の方法で、表2に示すような外径、隔壁の厚さ、セル密度及び開口率を有する円筒状のハニカム成形体を押出成形した。但し、口金(口金本体)には、スリットの幅が、全て均一なものを用いた。この押出成形により口金から押し出されたハニカム成形体を、実施例16〜18並びに比較例11及び12と同様の方法で、落差が表2に示す値となるようにして受け台により支持した。こうして受け台にて支持したハニカム成形体に対し、実施例16〜18並びに比較例11及び12と同様の方法で、切断、乾燥、仕上げ加工及び焼成を行い、実施例19〜21並びに比較例13及び14のハニカム構造体を得た。これら実施例19〜21並びに比較例13及び14のハニカム構造体について、上記の方法で、コンツァーの測定を行い、その平均値(平均コンツァー)を、表2に示した。
表1及び表2に示すように、落差以外の条件が同一である実施例と比較例とを比べると、落差が5〜15mmである実施例は、落差が5mm未満又は15mmを超える比較例よりも、平均コンツァーの値が小さく、高い形状精度を有することがわかる。
坏土の硬度が1.22kgfとなるように水の投入量を調整し、押出速度を20mm/sとした以外は、実施例4〜6並びに比較例3及び4と同様の方法で、表3に示すような外径、隔壁の厚さ、セル密度及び開口率を有する円筒状のハニカム成形体を押出成形した。但し、口金(口金本体)には、スリットの幅が、全て均一なものを用いた。この押出成形により口金から押し出されたハニカム成形体を、実施例16〜18並びに比較例11及び12と同様の方法で、落差が表3に示す値となるようにして受け台により支持した。こうして受け台にて支持したハニカム成形体に対し、実施例16〜18並びに比較例11及び12と同様の方法で、切断、乾燥及び仕上げ加工を行った。次いで、仕上げ加工後のハニカム乾燥体(仕上げハニカム乾燥体)について、下記の方法で、座屈発生率を求め、その結果を表3に示した。
各実施例及び比較例毎に、それぞれ100個の仕上げハニカム乾燥体を作製し、それら仕上げハニカム乾燥体について、外観観察により座屈(セルの潰れ)の発生の有無を調べた。そして、外観観察した仕上げハニカム乾燥体の全数(100個)に対する、座屈が発生していた仕上げハニカム乾燥体の数の割合を求め。これを座屈発生率とした。
各実施例及び比較例毎に、それぞれ100個のハニカム構造体(前記仕上げハニカム乾燥体を焼成後、外周加工を施したもの)を作製し、外観観察により座屈の存在の有無を調べた。そして、外観観察したハニカム構造体の全数(100個)に対する、座屈が存在していなかったハニカム構造体の数の割合を求め、これを歩留とした。尚、「座屈が存在していなかったハニカム構造体」には、前記仕上げハニカム乾燥体の外観観察時に座屈の発生が認められたが、焼成後の外周加工によって座屈発生部位が除去できたハニカム構造体が含まれる。
坏土の硬度が1.63kgfとなるように水の投入量を調整し、押出速度を15mm/sとした以外は、実施例22〜26並びに比較例15及び16と同様の方法で、表3に示すような外径、隔壁の厚さ、セル密度及び開口率を有する円筒状のハニカム成形体を押出成形した。この押出成形により口金から押し出されたハニカム成形体を、長さ176mmの受け台を用いた以外は、実施例1〜3並びに比較例1及び2と同様の方法で、落差が表3に示す値となるようにして受け台により支持した。但し、表中に示された落差の値は、口金と受け台との水平方向の距離が、350mmであるときに測定された値である。こうして受け台にて支持したハニカム成形体を、そのまま押出方向下流側の所定位置まで搬送してから、ワイヤーを用いて、軸方向(押出方向)の長さが176mmとなるように切断した。その後、切断されたハニカム成形体に対し、実施例1〜3並びに比較例1及び2と同様の方法で、乾燥及び仕上げ加工を行った。次いで、仕上げ加工後のハニカム乾燥体(仕上げハニカム乾燥体)について、上記の方法で、座屈発生率を求め、その結果を表3に示した。次に、仕上げハニカム乾燥体に対し、実施例22〜26並びに比較例15及び16と同様の方法で、焼成及び外周加工を施して、実施例27〜31並びに比較例17及び18のハニカム構造体を得た。こうして得られた実施例27〜31並びに比較例17及び18のハニカム構造体について、上記の方法で、歩留を求め、その結果を表3に示した。
坏土の硬度が2.28kgfとなるように水の投入量を調整し、押出速度を12mm/sとした以外は、実施例22〜26並びに比較例15及び16と同様の方法で、表4に示すような外径、隔壁の厚さ、セル密度及び開口率を有する円筒状のハニカム成形体を押出成形した。この押出成形により口金から押し出されたハニカム成形体を、実施例27〜31並びに比較例17及び18と同様の方法で、落差が表4に示す値となるようにして受け台により支持した。こうして受け台にて支持したハニカム成形体に対し、実施例27〜31並びに比較例17及び18と同様の方法で、切断、乾燥及び仕上げ加工を行った。次いで、仕上げ加工後のハニカム乾燥体(仕上げハニカム乾燥体)について、上記の方法で、座屈発生率を求め、その結果を表4に示した。次に、仕上げハニカム乾燥体に対し、実施例22〜26並びに比較例15及び16と同様の方法で、焼成及び外周加工を施して、実施例32〜34並びに比較例19及び20のハニカム構造体を得た。こうして得られた実施例32〜34並びに比較例19及び20のハニカム構造体について、上記の方法で、歩留を求め、その結果を表4に示した。
坏土の硬度が2.10kgfとなるように水の投入量を調整し、押出速度を12mm/sとした以外は、実施例22〜26並びに比較例15及び16と同様の方法で、表4に示すような外径、隔壁の厚さ、セル密度及び開口率を有する円筒状のハニカム成形体を押出成形した。この押出成形により口金から押し出されたハニカム成形体を、長さ120mmの受け台を用いた以外は、実施例1〜3並びに比較例1及び2と同様の方法で、落差が表4に示す値となるようにして受け台により支持した。但し、表中に示された落差の値は、口金と受け台との水平方向の距離が、250mmであるときに測定された値である。こうして受け台にて支持したハニカム成形体を、そのまま押出方向下流側の所定位置まで搬送してから、ワイヤーを用いて、軸方向(押出方向)の長さが120mmとなるように切断した。その後、切断されたハニカム成形体に対し、実施例1〜3並びに比較例1及び2と同様の方法で、乾燥及び仕上げ加工を行った。次いで、仕上げ加工後のハニカム乾燥体(仕上げハニカム乾燥体)について、上記の方法で、座屈発生率を求め、その結果を表4に示した。次に、仕上げハニカム乾燥体に対し、実施例22〜26並びに比較例15及び16と同様の方法で、焼成及び外周加工を施して、実施例35〜37並びに比較例21及び22のハニカム構造体を得た。こうして得られた実施例35〜37並びに比較例21及び22のハニカム構造体について、上記の方法で、歩留を求め、その結果を表4に示した。
坏土の硬度が2.81kgfとなるように水の投入量を調整し、押出速度を10mm/sとした以外は、実施例22〜26並びに比較例15及び16と同様の方法で、表4に示すような外径、隔壁の厚さ、セル密度及び開口率を有する円筒状のハニカム成形体を押出成形した。この押出成形により口金から押し出されたハニカム成形体を、実施例35〜37並びに比較例21及び22と同様の方法で、落差が表4に示す値となるようにして受け台により支持した。こうして受け台にて支持したハニカム成形体に対し、実施例35〜37並びに比較例21及び22と同様の方法で、切断、乾燥及び仕上げ加工を行った。次いで、仕上げ加工後のハニカム乾燥体(仕上げハニカム乾燥体)について、上記の方法で、座屈発生率を求め、その結果を表4に示した。次に、仕上げハニカム乾燥体に対し、実施例22〜26並びに比較例15及び16と同様の方法で、焼成及び外周加工を施して、実施例38〜40並びに比較例23及び24のハニカム構造体を得た。こうして得られた実施例38〜40並びに比較例23及び24のハニカム構造体について、上記の方法で、歩留を求め、その結果を表4に示した。
表3及び表4に示すように、落差以外の条件が同一である実施例と比較例とを比べると、落差が5〜15mmである実施例は、落差が5mm未満又は15mmを超える比較例よりも、座屈発生率が顕著に低いことがわかる。特に、落差が8〜12mmである実施例は、座屈の発生が全く認められなかった。また、落差が5mm未満又は15mmを超える比較例の歩留が10〜40%程度であるのに対し、落差が5〜15mmである実施例の歩留は100%であった。
コージェライト化原料100質量部と、バインダー(メチルセルロース)5質量部と、界面活性剤(脂肪酸石鹸)1質量部と、造孔材(グラファイト)6質量部と、水とを、二軸式の横型連続成形機に投入し、当該成形機内で投入した原料を混練して、坏土を得た。尚、水の投入量は、坏土の硬度が1.23kgfとなるような量に調整した。この坏土を、成形機に配設された口金から7mm/sの押出速度で水平方向に押し出すことにより、表5に示すような外径、隔壁の厚さ、セル密度及び開口率を有する円筒状のハニカム成形体を押出成形した。尚、口金(口金本体)には、スリットの幅が、全て均一なものを用いた。
各実施例及び比較例毎に、それぞれ100個のハニカム構造体(前記仕上げハニカム乾燥体に目封止部を形成し、焼成後、外周加工を施したもの)を作製し、外観観察により目封止部の形成状態を調査した。この調査の結果、全てのセルの開口端部に目封止部が正常に形成されていたものを合格品とした。また、座屈により潰れたセルが存在し、当該セルの開口端部に目封止部が正常に形成されていなかったものを不合格品とした。そして、調査したハニカム構造体の全数(100個)に対する、合格品の数の割合を求め、これを歩留とした。尚、「合格品」には、外周加工前の時点では、目封止部が正常に形成されていないセルが存在していたが、外周加工によって、目封止部が正常に形成されていないセルを除去できたハニカム構造体が含まれる。
表5に示すように、落差が5〜15mmである実施例41〜43は、落差が5mm未満である比較例25及び落差が15mmを超える比較例26よりも、座屈発生率が顕著に低いことがわかる。特に、落差が10mmである実施例42は、座屈の発生が全く認められなかった。また、落差が5mm未満である比較例25及び落差が15mmを超える比較例26の歩留が25%以下であるのに対し、落差が5〜15mmである実施例41〜43の歩留は100%であった。
Claims (9)
- 成形原料を混練して得られた坏土を、口金を通じて押し出すことにより押出成形された、押出方向に延びる複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム成形体を、前記口金から押し出された後、前記押出成形の押出方向における前記口金の下流側で、支持面を有する受け台にて支持するハニカム成形体の支持方法であって、
前記坏土の硬度が、0.8〜2.8kgfであり、
前記押出成形の押出方向が、水平方向であり、
前記受け台が、前記口金の下流側で、前記口金よりも下方の位置から上昇した後、前記押出方向に水平移動するものであり、
前記受け台の水平移動時における前記支持面の最下端が、前記口金から押し出された直後の前記ハニカム成形体の最下端よりも下方にあり、かつ、前記口金から押し出された直後の前記ハニカム成形体の最下端と、前記受け台の水平移動時の前記支持面の最下端との鉛直方向における距離が、5〜15mmであるハニカム成形体の支持方法。 - 前記受け台は、その長さ方向が、前記押出成形の押出方向と同一となるように配置され、前記押出成形の押出速度と同一の速度で前記押出方向に水平移動するものである請求項1に記載のハニカム成形体の支持方法。
- 前記口金と前記受け台との間に、前記ハニカム成形体を支持するための手段が介在しない請求項1又は2に記載のハニカム成形体の支持方法。
- 前記口金から押し出された直後の前記ハニカム成形体の最下端と、前記受け台の水平移動時の前記支持面の最下端との鉛直方向における距離が、8〜12mmである請求項1〜3のいずれか一項に記載のハニカム成形体の支持方法。
- 前記ハニカム成形体の外径寸法が、100mm以上である請求項1〜4のいずれか一項に記載のハニカム成形体の支持方法。
- 前記ハニカム成形体の外径寸法が、100〜450mmであり、前記ハニカム成形体の軸方向に垂直な断面における開口率が、69〜91%である請求項1〜5のいずれか一項に記載のハニカム成形体の支持方法。
- 前記受け台の長さが、100〜500mmである請求項1〜6のいずれか一項に記載のハニカム成形体の支持方法。
- 前記ハニカム成形体が、ディーゼルパティキュレートフィルターの製造に使用するためのものである請求項1〜7のいずれか一項に記載のハニカム成形体の支持方法。
- 前記ハニカム成形体の押出成形に、横型連続成形機を用いる請求項1〜8のいずれか一項に記載のハニカム成形体の支持方法。
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