JP5945413B2 - 押出成形金型 - Google Patents

Description

本発明は、ハニカム成形体を製造するための押出成形金型に関する。

ＤＰＦ（Diesel particulate filter）用等、内燃機関から排出されるガスを浄化するフィルタ用として、ハニカム構造体が広く知られている。ハニカム構造体は、一端部が封口材で封じられたセルに対し、他端部が封口材で封じられたセルが少なくとも一つ隣接するように、各セルが配列された構造を有している。

このようなハニカム構造体は、セラミックグリーン等の原料組成物を押出成形金型によって成形してハニカム成形体を製造し、そのハニカム成形体に対して封口処理や焼成処理等を施すことで、製造される（例えば、特許文献１，２参照）。

特開昭６１−５９１５号公報 特許第４０９９８９６号公報

ところで、上述したようなハニカム成形体においては、コア部では、セルを仕切るコア隔壁が規則的に形成されているのに対し、コア部を筒状に包囲するシェル部では、セルを仕切るシェル隔壁が不規則に形成されている。そのため、ハニカム成形体を製造するために原料組成物を押出成形金型によって成形するに際しては、コア隔壁が規則的に形成されたコア部に比べ、シェル隔壁が不規則に形成されたシェル部において、押出成形金型から導出される原料組成物の流量分布が不均一となり易く、結果として、ハニカム成形体においてシェル部の品質が低下し易い。

そこで、本発明は、ハニカム成形体においてシェル部の品質が低下するのを防止することができる押出成形金型を提供することを目的とする。

本発明の押出成形金型は、コア隔壁を有するコア部と、シェル隔壁を有し、コア部を筒状に包囲するシェル部と、を備えるハニカム成形体を製造するための押出成形金型であって、原料組成物が導入される複数の第１原料供給孔及び複数の第２原料供給孔と、第１原料供給孔の下流側に接続され、原料組成物をコア隔壁に対応する形状に成形して導出する第１スリットと、が設けられた第１金型部と、第２原料供給孔の下流側に接続され、原料組成物が導入される複数の第３原料供給孔と、第３原料供給孔の下流側に接続され、原料組成物をシェル隔壁に対応する形状に成形して導出する第２スリットと、が設けられた第２金型部と、を備え、第２金型部は、第１金型部に対して着脱自在に取り付けられている。

この押出成形金型では、第１金型部に、原料組成物供給用の第１原料供給孔及び第２原料供給孔と、第１原料供給孔の下流側に接続されたコア隔壁成形用の第１スリットと、が設けられている。そして、第１金型部に対して着脱自在に取り付けられた第２金型部に、第２原料供給孔の下流側に接続された原料組成物導入用の第３原料供給孔と、第３原料供給孔の下流側に接続されたシェル隔壁成形用の第２スリットと、が設けられている。これにより、第２金型部において、シェル隔壁成形用の第２スリットの形状に応じて原料組成物導入用の第３原料供給孔の形状を設定し、シェル隔壁成形用の第２スリットから導出される原料組成物の流量分布の均一化を図ることができる。従って、この押出成形金型によれば、ハニカム成形体においてシェル部の品質が低下するのを防止することが可能となる。

また、第１金型部は、第１原料供給孔及び第１スリットが設けられた本体部と、第２原料供給孔が設けられた外縁部と、を有し、第２金型部は、本体部において第１スリットが設けられた部分を環状に包囲した状態で、外縁部に対して着脱自在に取り付けられていてもよい。この構成によれば、第１原料供給孔及び第１スリット、並びに、第２原料供給孔、第３原料供給孔及び第２スリットのレイアウトの単純化、延いては、押出成形金型の構造の単純化を図ることができる。

また、第１スリットの長さに対する第２スリットの長さは、第１原料供給孔及び第１スリットにおける原料組成物の圧力損失と、第２原料供給孔、第３原料供給孔及び第２スリットにおける原料組成物の圧力損失との差が所定の範囲内に収まるように設定されていてもよい。この構成によれば、コア隔壁成形用の第１スリット及びシェル隔壁成形用の第２スリットから導出される原料組成物の流量分布の均一化を図ることができる。

また、第２スリットの長さは、第１スリットの長さの０．８〜１．２倍に設定されており、第２スリットの幅は、第１スリットの幅の０．８〜１．２倍に設定されていてもよい。また、第１金型部における第１スリットの開口率と、第２金型部における第２スリットの開口率とは、略同一に設定されていてもよい。これらの構成によれば、第１スリットにおける原料組成物の圧力損失と、第２スリットにおける原料組成物の圧力損失との差を所定の範囲内に収め易くなる。従って、コア隔壁成形用の第１スリット及びシェル隔壁成形用の第２スリットから導出される原料組成物の流量分布の均一化を図ることができる。なお、第１スリットの開口率とは、第１スリットが開口する第１金型部の端面において第１スリットに包囲されている領域の面積と第１スリットの開口面積との和に対する第１スリットの開口面積の割合であり、第２スリットの開口率とは、第２スリットが開口する第２金型部の端面において第２スリットに包囲されている領域の面積と第２スリットの開口面積との和の全面積に対する第２スリットの開口面積の割合である。

本発明によれば、ハニカム成形体においてシェル部の品質が低下するのを防止することができる。

本発明の一実施形態の押出成形金型によって成形されたハニカム成形体の斜視図である。 図１のII−II線に沿っての断面の一部拡大図である。 本発明の一実施形態の押出成形金型が適用された押出成形装置の断面図である。 図３の押出成形装置の断面の一部拡大図である。 本発明の一実施形態の押出成形金型の一部断面図である。 図５の押出成形金型の第１金型部の一部を上流側から見た図である。 図５の押出成形金型の第１金型部の一部を下流側から見た図である。 図５の押出成形金型の断面の一部拡大図である。 図５の押出成形金型の第２金型部の一部を上流側から見た図である。 図５の押出成形金型の第２金型部の一部を下流側から見た図である。 図９の第２金型部の一部拡大図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
［ハニカム成形体］

本発明の一実施形態の押出成形金型の説明に先立って、その押出成形金型によって成形されたハニカム成形体について説明する。図１に示されるように、ハニカム成形体１は、円柱状のコア部２（図１において二点鎖線の内側の部分）と、コア部２を包囲する円筒状のシェル部３（図１において二点鎖線の外側の部分）と、を備えている。ハニカム成形体１は、コア部２及びシェル部３が同一の線を中心線ＣＬ１として一体的に形成されたグリーン成形体（未焼成成形体）である。コア部２には、ハニカム成形体１の一端面１ａと他端面１ｂとの間に渡って延在する細長い孔である内部セル４が複数形成されている。ここでは、各内部セル４は、中心線ＣＬ１に略平行となるように延在している。

ハニカム成形体１の高さ（すなわち、一端面１ａと他端面１ｂとの距離）は、例えば４０〜３５０ｍｍとすることができる。ハニカム成形体１の外径は、例えば１００〜３２０ｍｍとすることできる。各内部セル４の開口面積（断面積）は、例えば０．６〜７．０ｍｍ^２程度（より好ましくは、０．８〜６．０ｍｍ^２程度）とすることができる。隣り合う内部セル４，４の中心線間の距離（いわゆるセルピッチ）は、例えば１．１〜２．８ｍｍとすることができる。

ハニカム成形体１は、セラミック原料である無機化合物源粉末、メチルセルロース等の有機バインダ、及び必要に応じて添加される添加剤を含むセラミックグリーンからなる。セラミック材料としては、例えば、アルミナ、シリカ、ムライト、コーディエライト、ガラス、チタン酸アルミニウム等の酸化物、シリコンカーバイド、窒化珪素等が挙げられる。チタン酸アルミニウムは、更に、マグネシウム及び／又はケイ素を含むことができる。

チタン酸アルミニウムのグリーン成形体の場合、無機化合物源粉末は、αアルミナ粉等のアルミニウム源粉末、及びアナターゼ型やルチル型のチタニア粉末等のチタニウム源粉末を含み、必要に応じて、更に、マグネシア粉末やマグネシアスピネル粉末等のマグネシウム源粉末、及び／又は、酸化ケイ素粉末やガラスフリット等のケイ素源粉末を含むことができる。

有機バインダとしては、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロース等のセルロース類；ポリビニルアルコール等のアルコール類；リグニンスルホン酸塩が挙げられる。

添加物としては、例えば、造孔剤、潤滑剤、可塑剤、分散剤及び溶媒が挙げられる。

造孔剤としては、グラファイト等の炭素材；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル等の樹脂類；でんぷん、ナッツ殻、クルミ殻、コーン等の植物材料；氷；及びドライアイス等が挙げられる。

潤滑剤及び可塑剤としては、グリセリン等のアルコール類；カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラキジン酸、オレイン酸、ステアリン酸等の高級脂肪酸；ステアリン酸Ａｌ等のステアリン酸金属塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル（ＰＯＡＡＥ）等が挙げられる。

分散剤としては、例えば、硝酸、塩酸、硫酸等の無機酸；シュウ酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、乳酸等の有機酸；メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類；ポリカルボン酸アンモニウム等の界面活性剤等が挙げられる。

溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノール等のアルコール類；プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコール等のグリコール類；及び水等を用いることができる。

図２は、図１のII−II線に沿っての断面の一部拡大図である。図２に示されるように、コア部２は、複数の内部セル４のそれぞれを仕切るコア隔壁５を有している。各内部セル４は、六角形状の断面形状（内部セル４が延在する方向に垂直な断面形状）を有している。内部セル４は、隣り合う内部セル４，４がコア隔壁５によって仕切られた状態で、六角形の最密配置となるように配列されている。

ここでは、内部セル４は、正六角形状の断面形状を有する内部セル４ａと、規則的六角形（例えば、内部セル４ａの一辺と長さが同じ長辺、及び内部セル４ａの一辺よりも長さが短い短辺からなる六角形）状の断面形状を有する内部セル４ｂと、を含んでいる。つまり、コア部２の構造は、互いに異なる断面形状を有する複数種類の内部セル４を含む非対称セル構造となっている。なお、コア部２では、一つの内部セル４ａに対し、その断面形状の各辺に内部セル４ｂの断面形状の長辺が対向するように、六つの内部セル４ｂが隣接しているが、これに限定されない。内部セル４ａ，４ｂは、内部セル４ａ又は内部セル４ｂの一方に対し、他方が少なくとも一つ隣接するように配列されていればよい。

シェル部３（図２において二点鎖線の外側の部分）は、コア部２（図２において二点鎖線の内側の部分）を筒状に包囲している。シェル部３は、間隙を介してコア部２を包囲する円筒状の側壁６と、コア部２と側壁６との間に、コア部２を包囲するように配置された複数のシェル隔壁７と、を有している。これらのコア隔壁５、側壁６及びシェル隔壁７によって仕切られることで、シェル部３には、複数の外周セル８が形成されている。各シェル隔壁７は、側壁６に対向しかつ側壁６に対して凸となるように接続された一対のコア隔壁５，５の角部５ａと、側壁６との間に、掛け渡されている。ここでは、一つの角部５ａと側壁６との間に、一つのシェル隔壁７のみが掛け渡されている。

なお、シェル隔壁７は、そのシェル隔壁７が接続された角部５ａに集合する一対のコア隔壁５，５のそれぞれと鈍角の角度（９０度より大きく１８０度より小さい角度）を成している。つまり、シェル隔壁７の中心面（厚さの中心面）は、そのシェル隔壁７が接続された角部５ａに集合する一対のコア隔壁５，５のそれぞれの中心面（厚さの中心面）と鈍角の角度を成している。また、シェル隔壁７は、側壁６と略９０度の角度を成すように（すなわち、側壁６に略直交するように）、側壁６に接続されている。つまり、シェル隔壁７の中心面（厚さの中心面）は、そのシェル隔壁７と側壁６との接続箇所において側壁６の中心面（厚さの中心面）に接する面に対して略９０度の角度を成している。

以上のように構成されたハニカム成形体１から、次のようにハニカム構造体が製造される。まず、ハニカム成形体１の一端面１ａにおいて、内部セル４ａの一端部、及び内部セル４ａに隣接しない外周セル８の一端部を封口材で封じる。その一方で、ハニカム成形体１の他端面１ｂにおいて、内部セル４ｂの他端部、及び内部セル４ａに隣接する外周セル８の一端部を封口材で封じる。封口材の材料は、例えば、ハニカム成形体１の材料と同種のセラミックグリーンである。続いて、封口処理を施したハニカム成形体１を焼成し、ハニカム構造体を得る。この焼成処理により、ハニカム構造体は、例えば平均細孔直径２０μｍ以下の多孔質の構造体となり、内燃機関から排出されるガス中の微細粒子（すす等）を捕捉しつつガスを通過させることができるようになる。

製造されたハニカム構造体は、次のように使用される。すなわち、ハニカム構造体は、断熱材等に包まれ、更に金属製のケースに収容された状態で、一端面１ａが上流側となりかつ他端面１ｂが下流側となるように、内燃機関から排出されるガスの流路上に配置される。これにより、内燃機関から排出されたガスは、一端面１ａ側からハニカム構造体に供給され、内部セル４ｂの開口、及び内部セル４ａに隣接する外周セル８の開口を介して各セル４ｂ，８内に流入する。各セル４ｂ，８内に流入したガスは、内部セル４ｂ及び外周セル８の他端部が封口されているため、コア隔壁５及びシェル隔壁７を介して、内部セル４ａ内、及び内部セル４ａに隣接しない外周セル８内に流入する。ガス中の微細粒子（すす等）は、ガスがコア隔壁５及びシェル隔壁７を通過する際に捕捉され、各セル４ａ，８内に流入したガスは、内部セル４ａの開口、及び内部セル４ａに隣接しない外周セル８の開口を介してハニカム構造体外に流出する。これにより、浄化されたガスがハニカム構造体の他端面１ｂ側から排出されることになる。

なお、このハニカム構造体では、コア部２と側壁６との間に、コア部２を包囲するように複数のシェル隔壁７が配置されている。しかも、各シェル隔壁７は、側壁６に対向しかつ側壁６に対して凸となるように接続された一対のコア隔壁５，５の角部５ａと、側壁６との間に、一対のコア隔壁５，５のそれぞれと鈍角の角度を成すように掛け渡されている。これにより、ハニカム構造体の側面を介して側壁６に作用した外圧は、外圧の作用点近傍のシェル隔壁７を介して、そのシェル隔壁７が接続された角部５ａに集合する一対のコア隔壁５，５のそれぞれに分散されることになる。更に、側壁６と略９０度の角度を成すように、各シェル隔壁７が側壁６に接続されているので、シェル隔壁７による側壁６の支持強度が向上させられている。よって、このハニカム構造体は、外圧に対する強度の向上が図られたものとなっている。
［押出成形装置］

次に、本発明の一実施形態の押出成形金型が適用された押出成形装置について説明する。図３に示されるように、押出成形装置１０は、ペースト状の原料組成物（ここでは、セラミックグリーン）からハニカム成形体１を製造するものである。押出成形装置１０は、ハウジング１１内の上段に設けられたスクリュー１２Ａと、下段に設けられたスクリュー１２Ｂと、を備えている。スクリュー１２Ａ，１２Ｂは、ハウジング１１の入口１１ａから供給された原料組成物を混練すると共に、ハウジング１１の流路１１ｂにおいて原料組成物を下流側に移送する。スクリュー１２Ａ，１２Ｂの間には、減圧によって原料組成物に脱気処理を施すための真空室１３が設けられている。真空室１３内において脱気処理が施された原料組成物は、ローラ１３ａによって下段のスクリュー１２Ｂ側に導入される。

図４は、図３の押出成形装置の断面の一部拡大図である。図４に示されるように、押出成形装置１０は、スクリュー１２Ｂの下流側に設けられた細分盤１４と、細分盤１４の下流側に設けられた抵抗管１５と、抵抗管１５の下流側に設けられた押出成形金型２０と、を備えている。細分盤１４は、原料組成物から異物を取り除くと共に、原料組成物に含まれる凝集塊を細分化する。更に、細分盤１４は、スクリュー１２Ｂによって旋回流とされた原料組成物の状態を層流に変化させる。抵抗管１５は、押出成形金型２０に導入される原料組成物の流量分布を均一化するためのものである。なお、図３に示されるように、押出成形金型２０から押し出された押出成形体１Ａは、支持台１６上に回収される。

以上のように構成された押出成形装置１０では、次のようにハニカム成形体１が製造される。まず、入口１１ａから流路１１ｂ内に導入された原料組成物は、スクリュー１２Ａ，１２Ｂの回転によって混練されつつ下流側に移送される。その間、原料組成物には、真空室１３内において脱気処理が施される。混練されかつ脱気処理が施された原料組成物は、細分盤１４によって、異物が除去されると共に凝集塊が細分化され、その状態が層流に変化させられる。細分盤１４を通過した原料組成物は、抵抗管１５によって流量分布が均一化され、押出成形金型２０に導入される。押出成形金型２０によって成形された押出成形体１Ａは、支持台１６上に回収される。そして、支持台１６上に回収された押出成形体１Ａを所定の長さに切断することでハニカム成形体１を得る。
［押出成形金型］

次に、本発明の一実施形態の押出成形金型として、ハニカム成形体１を成形するための押出成形金型２０について、より詳細に説明する。図５に示されるように、押出成形金型２０は、円板状（例えば、外径約１９０ｍｍ、厚さ約３０ｍｍ）の本体部２１と、本体部２１を包囲する円環状（例えば、内径約１９０ｍｍ、外径約３００ｍｍ、厚さ約２５ｍｍ）の外縁部２２と、を有する第１金型部２３を備えている。本体部２１及び外縁部２２は、同一の線を中心線ＣＬ２として金属（炭素鋼や、ニッケル、クロム、タングステン等を含有する特殊鋼等）により一体的に形成されている。ここで、本体部２１の上流側の端面２１ａは、外縁部２２の上流側の端面２２ａと同一の平面上に位置している。一方、本体部２１の下流側の端面２１ｂは、外縁部２２の下流側の端面２２ｂよりも下流側に位置している。つまり、本体部２１の下流側の部分２１ｃは、外縁部２２の下流側の端面２２ｂよりも下流側に突出している。

図６は、図５の押出成形金型の第１金型部の一部を上流側から見た図である。図５及び図６に示されるように、本体部２１には、複数の第１原料供給孔２４が設けられている。第１原料供給孔２４は、抵抗管１５側から原料組成物が導入される孔であり、中心線ＣＬ２に略平行となるように延在している。第１原料供給孔２４の上流側の端部２４ａは、本体部２１の上流側の端面２１ａに開口している。一方、第１原料供給孔２４の下流側の端部２４ｂは、本体部２１の下流側の部分２１ｃ内に位置している。

図７は、図５の押出成形金型の第１金型部の一部を下流側から見た図である。図５及び図７に示されるように、本体部２１には、第１原料供給孔２４の下流側に接続された第１スリット２５が設けられている。第１スリット２５は、原料組成物をハニカム成形体１のコア隔壁５に対応する形状に成形して導出するスリットである。第１スリット２５の上流側の端部２５ａは、本体部２１の下流側の部分２１ｃ内に位置し、第１原料供給孔２４の下流側の端部２４ｂに接続されている。一方、第１スリット２５の下流側の端部２５ｂは、本体部２１の下流側の端面２１ｂに開口している。ここで、図６に示されるように、第１原料供給孔２４は、第１スリット２５が集まる部分にそれぞれ対向している。

図５、図６及び図７に示されるように、外縁部２２には、複数の第２原料供給孔２６が設けられている。第２原料供給孔２６は、抵抗管１５側から原料組成物が導入される孔であり、中心線ＣＬ２に略平行となるように延在している。第２原料供給孔２６の上流側の端部２６ａは、外縁部２２の上流側の端面２２ａに開口している。一方、第２原料供給孔２６の下流側の端部２６ｂは、外縁部２２の下流側の端面２２ｂに開口している。

図８は、図５の押出成形金型の断面の一部拡大図である。図５及び図８に示されるように、押出成形金型２０は、金属（炭素鋼や、ニッケル、クロム、タングステン等を含有する特殊鋼等）により形成された円環状（例えば、内径約１９０ｍｍ、外径約２２０ｍｍ、厚さ約５ｍｍ）の第２金型部２７を備えている。第２金型部２７は、本体部２１の下流側の部分２１ｃを環状に包囲した状態で、外縁部２２の下流側の端面２２ｂに着脱自在に取り付けられている。つまり、第２金型部２７は、第１金型部２３に対して着脱自在に取り付けられている。

図９は、図５の押出成形金型の第２金型部の一部を上流側から見た図である。図８及び図９に示されるように、第２金型部２７には、第２原料供給孔２６の下流側の端部２６ｂに対向する凹部２８と、凹部２８を介して第２原料供給孔２６の下流側に接続された複数の第３原料供給孔２９と、が設けられている。凹部２８は、第１金型部２３の外縁部２２と第２金型部２７との間に隙間が設けられるように、第２金型部２７の上流側の端面２７ａに形成されており、第２原料供給孔２６から導入された原料組成物を一旦貯留する。第３原料供給孔２９は、第２原料供給孔２６から凹部２８を介して原料組成物が導入される孔であり、中心線ＣＬ２に略平行となるように延在している。第３原料供給孔２９の上流側の端部２９ａは、凹部２８の底面２８ａに開口している。一方、第３原料供給孔２９の下流側の端部２９ｂは、第２金型部２７内に位置している。

図１０は、図５の押出成形金型の第２金型部の一部を下流側から見た図である。図８及び図１０に示されるように、第２金型部２７には、第３原料供給孔２９の下流側に接続された第２スリット３１が設けられている。第２スリット３１は、ハニカム成形体１のシェル隔壁７及び側壁６、並びに外縁部（ここでは、最外縁部）の内部セル４を仕切るコア隔壁５に対応する形状に、原料組成物を成形して導出するスリットである。第２スリット３１の上流側の端部３１ａは、第２金型部２７内に位置し、第３原料供給孔２９の下流側の端部２９ｂに接続されている。一方、第２スリット３１の下流側の端部３１ｂは、第２金型部２７の下流側の端面２７ｂに開口している。ここで、図９に示されるように、第３原料供給孔２９は、第２スリット３１が集まる部分や、第２スリット３１において第２金型部２７の径方向に沿った長さが比較的長い部分の中間部にそれぞれ対向している。

この点について、より詳細に説明する。図１１は、図９の第２金型部の一部の拡大図である。図１１に示されるように、第２スリット３１は、スリット３１５，３１６，３１７を有している。スリット３１５は、ハニカム成形体１のコア隔壁５に対応する部分である。スリット３１６は、ハニカム成形体１の側壁６に対応する部分である。スリット３１７は、ハニカム成形体１のシェル隔壁７に対応する部分である。なお、第２スリット３１においてハニカム成形体１の角部５ａに対応する部分を交差部３１５ａという。

第３原料供給孔２９（図１１では、便宜上、破線で示す）は、原料供給孔２９１，２９２，２９３を有している。原料供給孔２９１は、下流側の端部が所定の交差部３１５ａに対向した状態で、複数配置されている。原料供給孔２９２は、下流側の端部がスリット３１６に対向した状態で、スリット３１６に沿って略等間隔で複数配置されている。原料供給孔２９３は、下流側の端部が所定のスリット３１７に対向した状態で、複数配置されている。なお、ここでは、原料供給孔２９１の上流側の端部は、第２原料供給孔２６に対向しているが、原料供給孔２９２，２９３の上流側の端部は、必ずしも第２原料供給孔２６に対向していない。

ここで、第２スリット３１に対する第３原料供給孔２９の配置は、スリット３１７ごとに、Ｆ／Ｓ≧１．０なる条件を満たしている。なお、Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３であり、Ｓは、スリット３１７の開口面積（図１１においてハッチングが施された領域の面積）である。

Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３の詳細は、次のとおりである。すなわち、Ｆ１は、「原料供給孔２９２の開口面積の総和」から「スリット３１６の開口面積」を減じた値を「スリット３１７の総数」で除した値であり、原料供給孔２９２によるスリット３１７への原料供給の寄与度を示している。Ｆ２は、「原料供給孔２９１の開口面積」を「交差部３１５ａに集まるスリット３１５，３１７の総数（ここでは、３）」で除した値であり、原料供給孔２９１によるスリット３１７への原料供給の寄与度を示している。原料供給孔２９１が対向しない交差部３１５ａに集まるスリット３１７については、Ｆ２＝０である。Ｆ３は、原料供給孔２９３の開口面積であり、原料供給孔２９３によるスリット３１７への原料供給の寄与度を示している。原料供給孔２９３が対向しないスリット３１７については、Ｆ３＝０である。

このように、第２スリット３１に対する第３原料供給孔２９の配置が、スリット３１７ごとに、Ｆ／Ｓ≧１．０なる条件を満たすことで、第３原料供給孔２９から第２スリット３１各部への原料組成物の供給に不足が生じるのを抑制することができる。換言すれば、原料供給孔２９１が対向しない交差部３１５ａに集まるスリット３１７については、Ｆ２＝０であるから、原料供給孔２９３が対向しないと、Ｆ／Ｓ≧１．０なる条件を満たすことは困難である。そこで、そのようなスリット３１７については、原料供給孔２９３が対向させられており、その原料供給孔２９３の開口面積がＦ／Ｓ≧１．０なる条件を満たすように決定されている。

なお、図９及び図１０に示されるように、第２金型部２７には、第２金型部２７を第１金型部２３に取り付ける際にボルトが挿通される挿通孔３２が複数設けられており、図６及び図７に示されるように、第１金型部２３の外縁部２２には、当該ボルトが螺合される螺子孔３３が複数設けられている。更に、第１金型部２３の外縁部２２には、押出成形金型２０を押出成形装置１０のハウジング１１に取り付ける際にボルトが挿通される挿通孔３４が複数設けられている。

以上のように構成された押出成形金型２０においては、第１スリット２５の長さ（上流側の端部２５ａと下流側の端部２５ｂとの距離）に対する第２スリット３１の長さ（上流側の端部３１ａと下流側の端部３１ｂとの距離）は、第１原料供給孔２４及び第１スリット２５における原料組成物の圧力損失と、第２原料供給孔２６、第３原料供給孔２９及び第２スリット３１における原料組成物の圧力損失との差（最大の差）が所定の範囲（例えば、０〜１ＭＰａ、より好ましくは０〜０．５ＭＰａ）内に収まるように設定されている。

ここでは、第２スリット３１の長さは、第１スリット２５の長さ（例えば、約５ｍｍ）の０．８〜１．２倍に設定されており、第２スリット３１の幅は、第１スリット２５の幅（例えば、約０．３ｍｍ）の０．８〜１．２倍に設定されている。また、第１金型部２３における第１スリット２５の開口率（端面２１ｂにおいて第１スリット２５に包囲されている領域の面積と第１スリット２５の開口面積との和に対する第１スリット２５の開口面積の割合）と、第２金型部２７における第２スリット３１の開口率（端面２７ｂにおいて第２スリット３１に包囲されている領域の面積と第２スリット３１の開口面積との和に対する第２スリット３１の開口面積の割合）とは、略同一（例えば、３５％）に設定されている。

なお、図８に示されるように、第１金型部２３の部分２１ｃの外縁部と第２金型部２７の内縁部との境界部には、第１原料供給孔２４及び第１スリット２５が形成されており、当該境界部の有効利用が図られている。これに伴い、第１金型部２３の部分２１ｃの外縁部には、当該外縁部に沿って並ぶ第１原料供給孔２４の間に位置するように、第１スリット２５の幅の１／３程度の幅で外側に張り出した突起３５が設けられている。同様に、第２金型部２７の内縁部には、当該内縁部に沿って並ぶ第１原料供給孔２４の間に位置するように、第１スリット２５の幅の１／３程度の幅で内側に張り出した突起３６が設けられている。これらの突起３５，３６により、第１金型部２３の部分２１ｃの外縁部及び第２金型部２７の内縁部の構造の強化が図られている。

以上説明したように、押出成形金型２０では、第１金型部２３に、原料組成物供給用の第１原料供給孔２４及び第２原料供給孔２６と、第１原料供給孔２４の下流側に接続されたコア隔壁成形用の第１スリット２５と、が設けられている。そして、第１金型部２３に対して着脱自在に取り付けられた第２金型部２７に、第２原料供給孔２６の下流側に接続された原料組成物導入用の第３原料供給孔２９と、第３原料供給孔２９の下流側に接続されたシェル隔壁成形用の第２スリット３１と、が設けられている。これにより、第２金型部２７において、シェル隔壁成形用の第２スリット３１の形状に応じて原料組成物導入用の第３原料供給孔２９の形状を設定し、シェル隔壁成形用の第２スリット３１から導出される原料組成物の流量分布の均一化を図ることができる。従って、押出成形金型２０によれば、ハニカム成形体１においてシェル部３の品質が低下するのを防止することが可能となる。

また、第１スリット２５の長さに対する第２スリット３１の長さが、第１原料供給孔２４及び第１スリット２５における原料組成物の圧力損失と、第２原料供給孔２６、第３原料供給孔２９及び第２スリット３１における原料組成物の圧力損失との差が所定の範囲内に収まるように設定されている。ここでは、第２スリット３１の長さが、第１スリット２５の長さの０．８〜１．２倍に設定されており、第２スリット３１の幅が、第１スリット２５の幅の０．８〜１．２倍に設定されている。また、第１金型部２３における第１スリット２５の開口率と、第２金型部２７における第２スリット３１の開口率とが、略同一に設定されている。これらにより、第１スリット２５における原料組成物の圧力損失と、第２スリット３１における原料組成物の圧力損失との差を所定の範囲内に収め易くなっている。従って、コア隔壁成形用の第１スリット２５及びシェル隔壁成形用の第２スリット３１から導出される原料組成物の流量分布の均一化を図ることができ、結果として、コア部２及びシェル部３共に品質が安定したハニカム成形体１を製造することが可能となる。

また、第１金型部２３が、第１原料供給孔２４及び第１スリット２５が設けられた本体部２１と、第２原料供給孔２６が設けられた外縁部２２と、を有し、第２金型部２７が、本体部２１において第１スリット２５が設けられた部分２１ｃを環状に包囲した状態で、外縁部２２に対して着脱自在に取り付けられている。これにより、第１原料供給孔２４及び第１スリット２５、並びに、第２原料供給孔２６、第３原料供給孔２９及び第２スリット３１のレイアウトの単純化、延いては、押出成形金型２０の構造の単純化を図ることができる。

また、第２金型部２７が第１金型部２３に対して着脱自在に取り付けられているため、次のような効果も奏される。すなわち、円形状以外の断面形状（楕円状、多角形状、オーバル形状等）を有するハニカム成形体や、断面形状が円形状であっても外径の異なるハニカム成形体等、複数種のハニカム成形体に応じて、複数種の第２金型部２７を準備しておけば、第１金型部２３を共通化することができる。更に、同じ断面形状を有するハニカム成形体に対しても、第２スリット３１の長さが異なる複数種の第２金型部２７を準備しておけば、周囲温度や原料組成物の粘度等の変化に応じて複数種の第２金型部２７を使い分け、コア隔壁成形用の第１スリット２５及びシェル隔壁成形用の第２スリット３１から導出される原料組成物の流量分布の均一化を図ることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、押出成形金型の形状及び材料は、上述したものに限定されず、様々な形状及び材料を適用することができる。また、押出成形金型によって成形されるハニカム成形体において、コア部及びシェル部の構造は、上述したものに限定されず、様々な構造を適用することができる。一例として、内部セルの断面形状は、多角形状であれば、六角形状に限定されない。また、コア部の構造は、互いに異なる断面形状を有する複数種類の内部セルを含む非対称セル構造に限定されず、同じ断面形状を有する一種類の内部セルを含む対称セル構造であってもよい。また、ハニカム成形体の一端面及び他端面における封口パターン（封口材によって封じられる内部セル及び外周セルのレイアウト）は、上述したものに限定されず、様々な封口パターンを適用することができる。

１…ハニカム成形体、２…コア部、３…シェル部、５…コア隔壁、７…シェル隔壁、２０…押出成形金型、２１…本体部、２１ｃ…部分、２２…外縁部、２３…第１金型部、２４…第１原料供給孔、２５…第１スリット、２６…第２原料供給孔、２７…第２金型部、２９…第３原料供給孔、３１…第２スリット。

Claims (5)

1. 規則的に形成されたコア隔壁を有するコア部と、側壁、及びシェル隔壁を有し、前記コア部を筒状に包囲するシェル部と、を備えるハニカム成形体を製造するための押出成形金型であって、
   原料組成物が導入される複数の第１原料供給孔及び複数の第２原料供給孔と、前記第１原料供給孔の下流側に接続され、前記原料組成物を前記コア隔壁に対応する形状に成形して導出する第１スリットと、が設けられた第１金型部と、
   前記第２原料供給孔の下流側に接続され、前記原料組成物が導入される複数の第３原料供給孔と、前記第３原料供給孔の下流側に接続され、前記原料組成物を、前記コア隔壁の外縁部、前記側壁、及び前記シェル隔壁に対応する形状に成形して導出する第２スリットと、が設けられた第２金型部と、を備え、
   前記第２金型部は、前記第１金型部に対して着脱自在に取り付けられており、
   前記第２スリットは、前記コア隔壁の外縁部に対応する部分であるコア隔壁スリット、前記側壁に対応する部分である側壁スリット、及び前記シェル隔壁に対応する部分であるシェル隔壁スリットを有し、
   前記複数の第３原料供給孔は、下流側の端部が前記コア隔壁スリット及び前記シェル隔壁スリットが集まる交差部に対向した状態で配置された複数の第１孔、下流側の端部が前記側壁スリットに対向した状態で配置された複数の第２孔、及び下流側の端部が前記シェル隔壁スリットに対向した状態で配置された複数の第３孔を有し、
   前記第２スリットに対する前記第３原料供給孔の配置は、前記シェル隔壁スリットごとにＦ／Ｓ≧１．０なる条件を満たすように設定されている、押出成形金型。
   ただし、Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３であり、
   Ｆ１は、前記第２孔の開口面積の総和から前記側壁スリットの開口面積を減じた値を前記シェル隔壁スリットの総数で除した値であり、
   Ｆ２は、前記第１孔の開口面積を、前記交差部に集まる前記コア隔壁スリット及び前記シェル隔壁スリットの総数で除した値であり、
   Ｆ３は、前記第３孔の開口面積であり、
   Ｓは、前記シェル隔壁スリットの開口面積である。
2. 前記第１金型部は、前記第１原料供給孔及び前記第１スリットが設けられた本体部と、前記第２原料供給孔が設けられた外縁部と、を有し、
   前記第２金型部は、前記本体部において前記第１スリットが設けられた部分を環状に包囲した状態で、前記外縁部に対して着脱自在に取り付けられている、請求項１記載の押出成形金型。
3. 前記第１スリットの長さに対する前記第２スリットの長さは、前記第１原料供給孔及び前記第１スリットにおける前記原料組成物の圧力損失と、前記第２原料供給孔、前記第３原料供給孔及び前記第２スリットにおける前記原料組成物の圧力損失との差が所定の範囲内に収まるように設定されている、請求項１又は２記載の押出成形金型。
4. 前記第２スリットの長さは、前記第１スリットの長さの０．８〜１．２倍に設定されており、前記第２スリットの幅は、前記第１スリットの幅の０．８〜１．２倍に設定されている、請求項１〜３のいずれか一項記載の押出成形金型。
5. 前記第１金型部における前記第１スリットの開口率と、前記第２金型部における前記第２スリットの開口率とは、略同一に設定されている、請求項１〜４のいずれか一項記載の押出成形金型。

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