KR20210050550A - 세라믹 허니컴 구조체 및 허니컴 성형용 금형 - Google Patents

세라믹 허니컴 구조체 및 허니컴 성형용 금형 Download PDF

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KR20210050550A
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신야 고지마
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히타치 긴조쿠 가부시키가이샤
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Abstract

단면(斷面) 격자형으로 배치된 셀벽에 의해 길이 방향으로 형성된 다수의 유로(流路)와, 그 외주에 설치된 외주벽을 가지고, 길이 방향에 직교하는 단면에 있어서, 상기 셀벽이 교차하는 셀벽 교차부에 상기 유로에 부채꼴로 돌출하는 부채꼴 볼록부를 가지고 있고, 상기 부채꼴 볼록부의 원호 부분에 외접하는 외접원의 반경이 모든 셀벽 교차부에 있어서 일정하며, 상기 외접원의 중심점과 상기 셀벽 교차부의 중심점과의 거리를 중심점간 거리 S로 했을 때, 상기 세라믹 허니컴 구조체의 외주부에 있어서의 중심점간 거리 So와, 중앙부에 있어서의 중심점간 거리 Sc가, Sc<So를 만족시키는 것을 특징으로 하는 세라믹 허니컴 구조체.

Description

세라믹 허니컴 구조체 및 허니컴 성형용 금형
본 발명은, 세라믹 허니컴 구조체 및 허니컴 성형체를 성형하기 위한 금형에 관한 것이다.
내연 기관의 배기 가스 정화 장치에 있어서의 촉매담체나 필터로서, 세라믹 허니컴 구조체가 사용되고 있다. 도 15 에 나타낸 바와 같이, 세라믹 허니컴 구조체(60)는, 외주벽(61)과, 그 내주 측에서 다공질구조의 셀벽(62)에 의해 어워싸여진 다수의 유로(63)를 가지고 있다. 이와 같은 세라믹 허니컴 구조체는, 가소성을 가지는 세라믹 배토를 공지의 금형을 사용하여 압출 성형하는 것에 의해, 외주부와 셀벽이 일체로 형성된 허니컴 성형체를 얻은 후, 이것을 절단, 건조 및 소성(燒成)하고, 외주부를 가공에 의해 제거하여 이루어지는 외주면에 코팅재를 도포하여 외주벽을 형성하는 것에 의해 얻을 수 있다.
특히 대형차량·특수차량의 디젤엔진용의 촉매담체나 필터에는, 예를 들면, 외경(外徑)이 190mm 이상이며 길이가 200mm 이상인 대형의 세라믹 허니컴 구조체나, 셀벽의 두께가 0.15mm 이하인 얇은 벽 세라믹 허니컴 구조체가 사용되고, 이와 같은 대형 및 얇은 벽 세라믹 허니컴 구조체는, 사용 시의 기계적 진동이나 충격에 의한 부하가 더욱 커지므로, 기계적 강도를 더욱 향상시키는 것이 요구된다.
일본공개특허 제2016-172223호는, 복수의 셀을 구획 형성하는 셀벽과 상기 셀벽의 교점에 위치하는 교점부를 가지는 허니컴 구조부를 구비하고, 상기 복수의 셀은, 상기 셀이 연장되는 방향에 직교하는 단면에 있어서, 복수의 코너가 볼록형 또는 오목형으로 만곡된 다각형이며, 적어도 1개의 코너가 오목형으로 만곡된 특정 셀을 포함하고, 상기 오목형으로 만곡된 각이, 상기 허니컴 구조부에 있어서의 모든 상기 셀의 코너의 1.5% 이상 존재하는 허니컴 구조체를 개시하고 있다. 일본공개특허 제2016-172223호는, 이와 같은 구조를 가지는 허니컴 구조체는, 그을음의 연소 조작에 의해서도 크랙이 쉽게 발생하지 않고, 또한 크랙이 생겼다고 해도 크랙의 전파가 억제되고, 동시에 압력 손실의 증대가 억제되는 것으로 기재되어 있다.
그러나, 일본공개특허 제2016-172223호에 기재된 구조를, 외경이 190mm 이상이며 길이가 200mm 이상인 대형의 세라믹 허니컴 구조체나, 셀벽의 두께가 0.15mm 이하인 얇은 벽 세라믹 허니컴 구조체에 적용한 경우, 특히 외주부에 있어서의 강도가 충분하지 않으며, 더 한층의 강도의 향상이 요망되고 있다.
일본공개특허 평9-299731호는, 세라믹 벽으로 칸막이되어 세라믹 격자를 형성하고 있는 허니컴 기둥형체으로서, 세라믹 격자로 이루어지는 셀 형상이 4각형이며, 세라믹 벽의 교차 부분 근방의 세라믹 벽의 두께가 그 이외의 세라믹 벽의 두께보다 두껍고, 세라믹 벽의 교차 부분의 단면 형상이 대략 원형을 포함하는 배기 가스 필터를 개시하고 있다. 일본공개특허 평9-299731호는, 또한, 세라믹 벽의 교차 부분 근방의 세라믹 벽의 두께가 그 이외의 세라믹 벽의 두께보다 두껍게 되는 방법의 하나로서, 압출 성형용 금형의 슬릿 교차 부분을 드릴식 천공으로 가공하는 것을 공개하고 있다. 일본공개특허 평9-299731호는, 이와 같은 구조를 가지는 것에 의해, 배기 가스 필터 재생 시의 열응력에 의한 세라믹 벽의 교차 부분 근방에서의 크랙의 발생을 방지할 수 있는 것으로 기재하고 있다.
그러나, 일본공개특허 평9-299731호에 기재된 구조를, 외경이 190mm 이상이며 길이가 200mm 이상인 대형의 세라믹 허니컴 구조체나, 셀벽의 두께가 0.15mm 이하인 얇은 벽 세라믹 허니컴 구조체에 적용한 경우, 특히, 핸들링 등에 있어서의 외주벽 측에서의 충격에 대하여 강도가 충분하지 않은 경우가 있고, 더 한층의 강도의 향상이 요망되고 있다.
일본공개특허 제2014-46601호는, 다공질의 세라믹스로 구성된 셀벽으로 칸막이되어 구성된 복수의 유로를 가지는 세라믹 허니컴 구조체로서, 상기 세라믹 허니컴 구조체에 있어서의 유로 방향에 수직인 단면에 있어서, 상기 유로의 상기 단면 형상에 있어서의 코너부에는 코너 R 곡률반경이 0.01mm∼0.8mm의 범위로 된 코너 R이 설치되고, 상기 세라믹 허니컴 구조체 전체의 상기 유로 방향에 수직인 단면에 있어서, 중심을 포함하는 제1 영역, 제1 영역의 외측의 제2 영역, 제2 영역의 외측에서 외주부를 포함하는 제3 영역의 3개의 영역에 있어서, 각 영역의 각각에 있어서의 상기 코너 R 곡률반경의 평균값이, 중심축으로부터 외주부를 향할수록 커지도록 설정된 세라믹 허니컴 구조체를 개시하고 있다. 일본공개특허 제2014-46601호는, 이 세라믹 허니컴 구조체는, 제1 영역으로부터 제3 영역에 대응하도록 코너 R을 설치한 금형을 사용하여 압출 성형하여 제작되지만, 중심부로부터 외주부를 향하여 압출 성형 시의 저항이 작아지도록 조절되어 있으므로 압출 속도의 불균일성이 개선되어, 압출 성형 시에 변형이 쉽게 생기지 않고 또한, 외주부의 영역에서 코너 R 곡률반경이 커지므로 세라믹 허니컴 구조체의 기계적 강도가 높아는 것으로 기재되어 있다.
그러나, 일본공개특허 제2014-46601호에 기재된 바와 같은 금형을 외경이 190mm 이상이며 길이가 200mm 이상인 대형의 세라믹 허니컴 구조체나, 셀벽의 두께가 0.15mm 이하인 얇은 벽 세라믹 허니컴 구조체에 적용하여 압출 성형한 경우, 세라믹 허니컴 구조체의 기계적 강도가 충분하지 않은 경우가 있고, 더 한층의 강도의 향상이 요망되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 예를 들면, 외경이 190mm 이상이며 길이가 200mm 이상인 대형, 및/또는 셀벽의 두께가 0.15mm 이하의 얇은 벽이라도 충분한 기계적 강도를 가지는 세라믹 허니컴 구조체, 및 그러한 세라믹 허니컴 구조체를 제조하기 위한 허니컴 성형체용 금형을 제공하는 것에 있다.
상기한 목적을 감안하여 예의(銳意) 연구한 결과, 본 발명자들은, 셀벽에 의해 형성된 다수의 유로를 가지는 세라믹 허니컴 구조체에 있어서, 셀벽 교차부의 형상에 착안함으로써, 세라믹 허니컴 구조체의 외주부의 강도가 향상되는 구성을 발견하고, 본 발명에 이르렀다.
즉, 본 발명의 세라믹 허니컴 구조체는,
단면 격자형으로 배치된 셀벽에 의해 길이 방향으로 형성된 다수의 유로와, 상기 유로의 외주에 설치된 외주벽을 가지는 세라믹 허니컴 구조체로서,
길이 방향에 직교하는 단면에 있어서, 상기 셀벽이 교차하는 셀벽 교차부에 상기 유로에 부채꼴로 돌출하는 부채꼴 볼록부를 적어도 1군데 가지고 있고,
상기 부채꼴 볼록부의 원호 부분에 외접하는 외접원의 반경이 모든 셀벽 교차부에 있어서 일정하며,
상기 외접원의 중심점과 상기 셀벽 교차부의 중심점 사이의 거리를 중심점간 거리 S로 했을 때,
상기 세라믹 허니컴 구조체의 외주부에 있어서의 중심점간 거리 So와,
상기 세라믹 허니컴 구조체의 중앙부에 있어서의 중심점간 거리 Sc가,
Sc<So를 만족시키는 것을 특징으로 한다.
상기 세라믹 허니컴 구조체의 외주부에 있어서,
상기 외접원의 중심점은, 상기 셀벽 교차부의 중심점에 대하여, 상기 세라믹 허니컴 구조체의 외주벽 측에 위치하고 있는 것이 바람직하다.
상기 세라믹 허니컴 구조체의 중앙부에 있어서의 중심점간 거리 Sc가 20μm 이하이며,
외주부에 있어서의 중심점간 거리 So와 상기 중앙부에 있어서의 중심점간 거리 Sc의 차가 5∼150 μm인 것이 바람직하다.
상기 세라믹 허니컴 구조체의 상기 중앙부와 상기 외주부의 중간을 중간부로 했을 때, 상기 중간부에 있어서의 셀벽 교차부의 중심점간 거리 Sh는,
Sc<Sh<So를 만족시키는 것이 바람직하다.
상기 외접원의 반경은, 상기 세라믹 허니컴 구조체의 셀벽의 두께의 0.75∼1.25 배인 것이 바람직하다.
본 발명의 허니컴 성형용 금형은, 배토를 공급하기 위한 공급공과, 상기 공급공이 형성된 구멍 형성면의 반대면에 형성된, 상기 공급공에 연통하고, 상기 배토를 허니컴 형상으로 성형하기 위한 격자형의 슬릿를 가지고,
상기 격자형의 슬릿이 교차하는 슬릿 교차부에 있어서의 금형 부재의 4군데의 코너부에, 압출 방향에서 볼 때 원호형 오목부를 가지고,
상기 4군데의 원호형 오목부에 내접하는 내접원의 반경이 모든 슬릿 교차부에 있어서 일정하며,
상기 내접원의 중심점과 상기 슬릿 교차부의 중심점 사이의 거리를 금형 중심점간 거리 Sd로 했을 때, 상기 허니컴 성형용 금형의 금형 중앙부에 있어서의 금형 중심점간 거리 Sdc와, 상기 허니컴 성형용 금형의 금형 외주부에 있어서의 금형 중심점간 거리 Sdo가,
Sdc<Sdo를 만족시키는 것을 특징으로 한다.
상기 금형 외주부에서는,
상기 내접원의 중심점이, 상기 슬릿 교차부의 중심점에 대하여, 상기 허니컴 성형용 금형의 외주 측에 위치하고 있는 것이 바람직하다.
상기 허니컴 성형용 금형에 있어서,
상기 금형 중앙부와 상기 금형 외주부의 중간을 금형 중간부로 했을 때, 상기 금형 중간부에 있어서의 슬릿 교차부의 금형 중심점간 거리 Sdh가,
Sdc<Sdh<Sdo를 만족시키는 것이 바람직하다.
본 발명은, 충분한 기계적 강도를 가지는 세라믹 허니컴 구조체를 제공할 수 있으므로, 특히, 외경이 190mm 이상이며 길이가 200mm 이상인 대형의 세라믹 허니컴 구조체나, 셀벽의 두께가 0.15mm 이하인 얇은 셀벽의 세라믹 허니컴 구조체에 바람직하다. 또한, 충분한 기계적 강도를 가지는 세라믹 허니컴 구조체를 제조하기 위한 허니컴 성형체용 금형을 제공할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 세라믹 허니컴 구조체의 일례를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 1b는 본 발명의 세라믹 허니컴 구조체의 일례를 모식적으로 나타내는, 길이 방향으로 평행한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 세라믹 허니컴 구조체의 단면에 있어서, 셀벽 교차부에 형성된 부채꼴 볼록부를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 세라믹 허니컴 구조체의 단면에 있어서, 부채꼴 볼록부의 중심점과 셀벽 교차부의 중심점의 위치 관계를 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 본 발명의 세라믹 허니컴 구조체의 외주부를 설명하기 위한 모식단면도이다.
도 5는 본 발명의 세라믹 허니컴 구조체의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 5의 중앙부(A), 중간부(G) 및 중간부(H), 및 외주부(B)∼외주부(F)의 셀벽 교차부를 확대하여 나타내는 모식도이다.
도 7은 도 5의 중앙부(A) 및 외주부(B)∼외주부(F)의 셀벽 교차부에 있어서, 부채꼴 볼록부의 중심점과 셀벽 교차부의 중심점의 위치 관계를 나타내는 모식도이다.
도 8a는 본 발명의 허니컴 성형용 금형의 일례를 나타낸 슬릿측에서의 사시도이다.
도 8b는 본 발명의 허니컴 성형용 금형의 일례를 나타낸 공급공측에서의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 허니컴 성형용 금형의 슬릿와 공급공의 위치 관계의 일례를 나타내는 정면도이다.
도 10a는 본 발명의 허니컴 성형용 금형의 슬릿측에서 본 정면도이다.
도 10b는 도 10a의 P-P선을 따라 절단한 단면도이다.
도 11은 도 10a의 A, B, D 및 E의 위치에 있어서의 슬릿 교차부를 확대하여 나타내는 모식도이다.
도 12는 도 10a의 A, J, I, D 및 E의 위치에 있어서의 슬릿 교차부를 나타내는 현미경 사진이다.
도 13a는 실시예에서 제작한 세라믹 허니컴 구조체의 단면에 있어서, 중앙부(A)의 위치를 나타내는 모식도, 및 그 위치에 있어서의 실시예 1의 셀벽 교차부의 현미경 사진이다.
도 13b는 실시예에서 제작한 세라믹 허니컴 구조체의 단면에 있어서, 외주부(E) 및 외주부(F)(45°방향) 및 중간부(I)(45°방향)의 위치를 나타내는 모식도, 및 이들의 위치에 있어서의 실시예 1의 셀벽 교차부의 현미경 사진이다.
도 13c는 실시예에서 제작한 세라믹 허니컴 구조체의 단면에 있어서, 외주부(B) 및 외주부(C)(90°방향) 및 중간부(G)(90°방향)의 위치를 나타내는 모식도, 및 이들의 위치에 있어서의 실시예 1의 셀벽 교차부의 현미경 사진이다.
도 14는 B축 압축 강도의 측정을 위한 시료편을 잘라내는 위치, 및 시료편의 형상을 나타내는 모식도이다.
도 15는 종래 기술에서의 세라믹 허니컴 구조체의 일례를 나타낸 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시형태로 한정되지 않으며, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서, 당업자의 통상적인 지식에 기초하여, 설계의 변경, 개량 등이 적절하게 가해지는 것을 이해할 수 있다.
[1] 세라믹 허니컴 구조체
본 발명의 세라믹 허니컴 구조체(10)는, 도 1a 및 도 1b에 나타낸 바와 같이, 단면 격자형의 셀벽(12)에 의해 형성된 길이 방향으로 연장되는 다수의 유로(13)와, 그 외주에 설치된 외주벽(11)을 가지고, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 길이 방향에 직교하는 단면에 있어서, 상기 셀벽(12)이 교차하는 셀벽 교차부(14)에, 상기 유로(13)에 부채꼴로 돌출하는 부채꼴 볼록부(15a, 15b, 15c, 15d)를 가지고 있고, 상기 부채꼴 볼록부(15a, 15b, 15c, 15d)의 원호(16a, 16b, 16c, 16d) 부분에 외접하는 외접원(16)의 반경이 모든 셀벽 교차부(14)에 있어서 일정하며, 도 3 에 나타낸 바와 같이, 상기 외접원(16)의 중심점 CR과 상기 셀벽 교차부(14)의 중심점 CW 사이의 거리를 중심점간 거리 S로 했을 때, 상기 세라믹 허니컴 구조체(10)의 외주부에 있어서의 중심점간 거리 So와, 상기 세라믹 허니컴 구조체의 중앙부에 있어서의 중심점간 거리 Sc가, Sc<So를 만족시키는 것을 특징으로 한다.
여기서, 세라믹 허니컴 구조체의 외주부는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 길이 방향에 직교하는 단면에 있어서, 허니컴 구조체 축중심 O를 원점으로 하여 셀벽을 따른 방향으로 x축 및 y축을 정의하고, 각 축과 외주면의 교점으로부터 원점을 향하고, 축 상 또는 축에 가장 가까운 2번째의 유로(13-2)(단, 최외주(最外周)의 불완전 유로(13-1)를 제외함)의 내측(원점측)의 셀벽의 중심선과 축의 교점(x축 상에 2군데 및 y축 상에 2군데)을 구하고, 원점으로부터 각 교점까지의 길이의 평균값을 r로 했을 때, 원점을 중심으로 한 반경 r의 원 α의 외측(외주측)의 영역 Z를 일컫는다. 그리고, 상기 셀벽과 축의 교점의 좌표를 a(x1, 0), b(x2, 0), c(0, y1) 및 d(0, y2)[단, x1>x2 및 y1>y2]로 했을 때, 반경 r은 r=(x1-x2+y1-y2)/4로 구할 수 있다.
외주부에 있어서의 중심점간 거리 So는, 상기 외주부에 위치하는 4군데의 셀벽 교차부를 하기와 같이 하여 선택하고, 각각의 셀벽 교차부에 있어서, 선택한 셀벽 교차부 및 그것에 인접하는 2개의 셀벽 교차부의 합계 3개의 셀벽 교차부의 중심점간 거리 S의 평균값을 구하고, 이들을 상기 4군데의 셀벽 교차부에 대해서 평균한 값으로 정의한다. 여기서 외주부의 4군데의 셀벽 교차부는, 허니컴 구조체 축중심 O로부터 셀벽을 따른(x축 또는 y축) 방향(이하 「90°방향」)으로 2군데, 및 셀벽의 교점(유로의 대각선)의 방향(이하 「45°방향」)으로 2군데를 선택한다. 또한 선택한 셀벽 교차부에 인접하는 2개의 셀벽 교차부는, 예를 들면, 셀벽을 따른 방향(90°방향)의 셀벽 교차부를 선택한 경우에는, 인접하는 셀벽 교차부 중 축중심 O의 방향에 직교하는 측에 인접하는 2개의 셀벽 교차부이며, 셀벽의 교점의 방향(45°방향)의 셀벽 교차부를 선택한 경우에는, 인접하는 셀벽 교차부 중 축중심 O에 가까운 측의 2개의 셀벽 교차부이다.
중앙부에 있어서의 중심점간 거리 Sc는, 세라믹 허니컴 구조체의 중심에 가장 가까운 셀벽 교차부와, 거기에 인접하는 4개의 셀벽 교차부의 합계 5개의 셀벽 교차부에 있어서의 중심점간 거리의 평균값으로 정의한다.
여기서, 상기 외접원(16)의 중심점 CR은, 하나의 셀벽 교차부(14)에 있어서의 부채꼴 볼록부(15a, 15b, 15c, 15d)의 원호(16a, 16b, 16c, 16d) 부분으로부터 구한 중심이며, 상기 셀벽 교차부(14)의 중심점 CW는, 하나의 셀벽 교차부(14)에서 교차하는 2개의 셀벽(12)의 중심선의 교점이다. 구체적으로는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 셀벽 교차부(14)를 중심으로 4방향으로 연장되는 각 셀벽(12a, 12b, 12c, 12d)에 있어서, 셀벽 두께 방향의 중점(中点) M1, 중점 M2, 중점 M3 및 중점 M4를 구하고, 중점 M1과 중점 M3, 및 중점 M2와 중점 M4를 잇고, 그 교점을 셀벽 교차부(14)의 중심점 CW(XW, YW)로 한다. 여기서 (XW, YW)는 중심점 CW의 좌표를 나타낸다. 그리고 중점 M1, 중점 M2, 중점 M3 및 중점 M4는 셀벽 교차부(14)와, 인접하는 셀벽 교차부의 중간 부분에서 구한다. 한편, 하나의 셀벽 교차부(14)에 있어서, 4군데의 부채꼴 볼록부(15a, 15b, 15c, 15d)의 원호(16a, 16b, 16c, 16d)의 윤곽에 외접하도록 형성되는 외접원(16)의 중심을 외접원(16)의 중심점 CR(XR, YR)로 한다. 여기서 (XR, YR)은 중심점 CR의 좌표를 나타낸다. 그리고 셀벽 교차부(14)에 따라서는, 유로(13)에 돌출하는 부채꼴 볼록부가 3군데(또는 2군데)밖에 명확하게 존재하지 않는 경우가 있지만, 그 때는 3군데(또는 2군데)의 부채꼴 볼록부의 원호로부터 외접원(16)을 그리고, 그 중심을 외접원(16)의 중심점 CR(XR, YR)로 한다.
여기서, 외접원(16)의 반경이 모든 셀벽 교차부(14)에 있어서 일정하다는 것은, 제조에 의해 발생하는 변동의 범위 내에서 일정한 것을 의미한다. 즉, 세라믹 허니컴 구조체는 상기 부채꼴 볼록부의 원호 부분에 외접하는 외접원의 반경이 일정하게 되도록 설계하여 제조되지만, 제조과정에서 셀벽 및 부채꼴 볼록부에 극히 미소한 변형이 생기고, 그 결과, 외접원의 반경이 위치에 따라 어떤 변동을 가지는 것이 된다. 따라서, 본 발명에 있어서는, 외접원의 반경이 이 변동의 범위 내에 포함되는 값이라면 일정한 것으로 간주한다. 여기서 외접원의 반경의 변동의 범위는 ±5% 이내이다.
부채꼴 볼록부(15a, 15b, 15c, 15d)의 원호(16a, 16b, 16c, 16d)에 외접하는 외접원(16)의 반경을 각셀벽 교차부(14)에 있어서 일정하게 함으로써, 길이 방향 단면의 중앙부에 있어서의 부채꼴 볼록부(15a, 15b, 15c, 15d)의 합계 면적과 길이 방향 단면의 외주부에 있어서의 부채꼴 볼록부(15a, 15b, 15c, 15d)의 합계 면적이 거의 동일하게 되므로, 압출 성형 시에, 배토를 공급하는 공급공과 상기 공급공에 연통되는 격자형의 슬릿을 가지는 압출 성형용 금형으로의 원료의 공급량이 중앙부와 외주부에서 거의 다르지 않으며, 중앙부와 외주부의 사이에서 성형 불균일이 발생하지 않아, 소성 시에 균열의 발생이 억제된다.
중심점간 거리 S는 중심점 CW와 중심점 CR 사이의 거리이며, S=[(XW-XR)2+(YW-YR)2]1/2로 구해진다. 그리고 중심점 CW의 좌표 (XW, YW) 및 중심점 CR의 좌표 (XR, YR)은, 임의의 점, 예를 들면, 세라믹 허니컴 구조체(10)의 중심점을 원점으로 하여 설정하면 된다. 이들 중심점 CW 및 중심점 CR은, 세라믹 허니컴 구조체(10)의 단면을, 예를 들면, 화상측정기(가부시키가이샤미쓰도요에서 제조한 퀵 비전)에 의해 측정하여 구할 수 있다.
본 발명의 세라믹 허니컴 구조체(10)의 단면도를 도 5에 나타내고, 그 단면도에 있어서, 중앙부(A) 및 외주부(B)∼외주부(F)에 있어서의 셀벽 교차부(14)의 확대도를 각각 도 6의 (A)∼도 6의 (F)에 나타낸다. 또한 도 5의 중앙부(A) 및 외주부(B)∼외주부(F)의 위치에 있어서의 셀벽 교차부(14)에 있어서, 부채꼴 볼록부(15a, 15b, 15c, 15d)의 원호(16a, 16b, 16c, 16d)에 외접하는 외접원(16)의 중심점 CR과 셀벽 교차부(14)의 중심점 CW 사이의 중심점간 거리 S 및 그 방향을 각각 도 7의 (A)∼도 7의 (F)에 나타낸다. 도 7의 (A)에 나타낸 바와 같이, 세라믹 허니컴 구조체(10)의 중앙부(A)에 있어서는, 상기 외접원(16)의 중심점 CR과 상기 셀벽 교차부(14)의 중심점 CW가 일치하도록 설계하는 것이 바람직하다.
그러나, 세라믹 허니컴 구조체(10)의 중앙부(A)에 있어서의 외접원(16)의 중심점 CR과 셀벽 교차부(14)의 중심점 CW의 위치는, 세라믹 허니컴 구조체(10)의 제조 조건 등에 의존하며, 실제로는 완전히 일치하는 것은 아니다. 따라서, 중앙부(A)에 있어서의 외접원(16)의 중심점 CR과 셀벽 교차부(14)의 중심점 CW 사이의 중심점간 거리 SC는, 세라믹 허니컴 구조체(10)의 중심에 가장 가까운 셀벽 교차부와, 그 셀벽 교차부에 인접하는 4개의 셀벽 교차부의 합계 5개의 셀벽 교차부에 대해서 측정하고, 그것들의 평균값으로 나타낸다.
본 발명에 있어서, 외주부에 있어서의 중심점간 거리 So(예를 들면, 외주부(C), 외주부(D), 외주부(E) 및 외주부(F)의 4군데의 평균)가, 중앙부(A)에 있어서의 중심점간 거리 Sc보다 커지도록, 즉 Sc<So가 되도록 구성된다.
예를 들면, 도 5에 기재된 허니컴 구조체에 있어서, 90°방향인 외주부(C) 및 외주부(D), 및 45°방향인 외주부(E) 및 외주부(F)을 선택하여 중심점간 거리 So를 구하는 방법에 대하여 설명한다. 먼저 외주부(C)의 셀벽 교차부 및 그것에 인접하는 2개의 셀벽 교차부((C2) 및 (C3))의 합계 3개의 셀벽 교차부의 중심점간 거리 S를 측정하고, 그것들의 평균값을 구한다. 또한 외주부(D), 외주부(E) 및 외주부(F)의 셀벽 교차부 에 대해서도, 동일하게 하여, 각각의 개소(箇所)와 그것에 인접하는 2개의 셀벽 교차부(각각, (D2) 및 (D3), (E2) 및 (E3), 및 (F2) 및 (F3))의 합계 3개의 셀벽 교차부에 있어서의 중심점간 거리의 평균값을 구한다. 이 4군데(외주부(C), 외주부(D), 외주부(E) 및 외주부(F))의 중심점간 거리의 평균값을 또한 평균하는 것에 의해, 중심점간 거리 So를 구할 수 있다.
외접원(16)의 중심점 CR은, 셀벽 교차부(14)의 중심점 CW에 대하여, 상기 세라믹 허니컴 구조체(10)의 외주벽(11) 측에 중심점간 거리 So만 이격하여 위치하고 있는 것이 바람직하다. 여기서 외주벽(11) 측은, 셀벽 교차부(14)로부터 가장 가까운 외주벽(11)의 측, 즉 세라믹 허니컴 구조체의 중심축 측과는 반대인 측이다.
즉, 도 7의　(A)에 나타낸 바와 같이, 중앙부(A)에 있어서는 부채꼴 볼록부(15a, 15b, 15c, 15d)가 4개의 유로에 거의 균일하게 형성되어 있는 것에 비해, 도 7의 (C)에 나타낸 바와 같이, 90°방향인 외주부(C)에 있어서는, 외주벽(11) 측(도면에서는 좌측)에 형성되는 부채꼴 볼록부(15a, 15d)의 면적이 세라믹 허니컴 구조체(10)의 중심축측(도면에서는 우측)에 형성되는 부채꼴 볼록부(15b, 15c)의 면적보다 상대적으로 넓게 구성되어 있는 것이 바람직하다.
마찬가지로, 도 7의 (B)에 나타낸 바와 같이, 90°방향인 외주부(B)에 있어서는, 외주벽(11)측(도면에서는 우측)에 형성되는 부채꼴 볼록부(15b, 15c)의 면적이 중심측(도면에서는 좌측)에 형성되는 부채꼴 볼록부(15a, 15d)의 면적보다 상대적으로 넓게 구성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 도 7의 (D)에 나타낸 바와 같이, 90°방향인 외주부(D)에 있어서는, 외주벽(11) 측(도면에서는 하측)에 형성되는 부채꼴 볼록부(15c, 15d)의 면적이 중심측(도면에서는 상측)에 형성되는 부채꼴 볼록부(15a, 15b)의 면적보다 상대적으로 넓게 구성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 도 7의 (E)에 나타낸 바와 같이, 세라믹 허니컴 구조체의 중심축으로부터 45°방향인 외주부(E)에 있어서는, 외주벽(11) 측(도에서는 우하측)에 형성되는 부채꼴 볼록부(15c)의 면적이 중심측(도면에서는 좌상측)에 형성되는 부채꼴 볼록부(15a)의 면적보다 상대적으로 넓게, 셀벽 교차부(14)의 우상 및 좌화에 형성되는 부채꼴 볼록부(15b, 15)d의 면적은 그들의 중간의 넓이로 되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
마찬가지로, 도 7의 (F)에 나타낸 바와 같이, 세라믹 허니컴 구조체의 중심축으로부터 45°방향인 외주부(F)에 있어서는, 외주벽(11) 측(도면에서는 좌하측)에 형성되는 부채꼴 볼록부(15d)의 면적이 중심측(도면에서는 우상측)에 형성되는 부채꼴 볼록부(15b)의 면적보다 상대적으로 넓게, 셀벽 교차부(14)의 좌상 및 우하에 형성되는 부채꼴 볼록부(15a, 15c)의 면적은 그들의 중간의 넓이로 되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이, 세라믹 허니컴 구조체의 외주부에 있어서의 중심점간 거리 So와, 중앙부에 있어서의 중심점간 거리 Sc가, Sc<So를 만족시키고 또한, 외주부에 있어서 외접원(16)의 중심점 CR이, 셀벽 교차부(14)의 중심점 CW에 대하여, 세라믹 허니컴 구조체(10)의 중심축으로부터 외주벽(11) 방향으로, 중심점간 거리 So만큼 이격되어 위치하고 있으므로, 압출 성형 후의 세라믹 허니컴 성형체나 세라믹 허니컴 성형체를 건조 및 소성하여 이루어지는 세라믹 허니컴 소성체가, 그 외주부에 있어서의 셀벽 교차부(14)에 형성된 상이한 면적을 가지는 부채꼴 볼록부(15a, 15b, 15c, 15d)에 의해 보강되어, 균열이 생기기 어려워진다. 또한, 설령 균열이 발생해도 세라믹 허니컴 구조체(10) 내부로 균열이 진전하지는 않는다. 외주부에 있어서의 셀벽 교차부(14)에 형성된 상이한 면적을 가지는 부채꼴 볼록부(15a, 15b, 15c, 15d) 중 면적이 큰 부채꼴 볼록부가, 보강에 공헌하고 있는 것으로 여겨진다. 특히, 외주면으로부터 충격을 받은 경우라도, 외주벽(11) 측에 형성된 상대적으로 넓은 면적 을 가지는 부채꼴 볼록부가 셀벽 교차부(14)를 더욱 양호하게 보강할 수 있다. 이로써, 외주부에 있어서의 중심점간 거리 So가, 중앙부에 있어서의 중심점간 거리 Sc와 동일한 세라믹 허니컴 구조체와 비교하여, 외주부에 있어서 보다 우수한 기계적 강도를 가지므로 바람직하다. 또한, 세라믹 허니컴 구조체의 중앙부에 있어서의 부채꼴 볼록부(15a, 15b, 15c, 15d)의 합계 면적과 외주부에 있어서의 부채꼴 볼록부(15a, 15b, 15c, 15d)의 합계 면적이 거의 동일하므로, 중앙부와 외주부에서 개구율이 거의 동일하며, 외주부에 있어서의 중심점간 거리 So가, 중앙부에 있어서의 중심점간 거리 Sc와 동등한 세라믹 허니컴 구조체와 비교해도 압력 손실의 상승이 없으므로 바람직하다.
본 발명에 있어서, 중앙부(A)에 있어서의 중심점간 거리 Sc는 20μm 이하인 것이 바람직하다. 또한, 외접원(16)의 중심점 CR과, 셀벽 교차부(14)의 중심점 CW의 중심점간 거리 S는, 세라믹 허니컴 구조체(10)의 중심으로부터 셀벽 교차부(14)까지의 거리에 따라 커지는 것이 바람직하다. 이 때 세라믹 허니컴 구조체(10)의 중앙부에 있어서의 중심점간 거리 Sc와 외주부에 있어서의 중심점간 거리 So의 차는 5∼150 μm인 것이 바람직하다. 이 Sc와 So의 차는, 바람직하게는 10∼120 μm 이며, 보다 바람직하게는 10∼100 μm이다. 이와 같은 중심점간 거리 Sc 및 Sc와 So의 차를 가지는 것에 의해, 셀벽 교차부가 보다 양호하게 보강되어, 외주벽(11) 측으로부터 충격을 받은 경우라도, 내부로 균열이 진전되기 어려워진다.
중심점간 거리 S(μm)는, 세라믹 허니컴 구조체(10)의 축중심으로부터 X(mm) 이격된 위치에 있어서,
S=F1×X+M1[단, F1은 0.05∼0.4, M1은 0∼20의 상수이다.]
으로 표시되는 것이 더욱 바람직하다. 여기서, M1은 중앙부에 있어서의 중심점간 거리 Sc를 나타내므로, 중앙부에 있어서의 중심점간 거리 Sc와 외주부에 있어서의 중심점간 거리 So의 차는, 하기 식:
So-Sc= F1×ΔX[ΔX는 축중심으로부터 외주부까지의 거리(mm)이다.]
로 표시된다.
세라믹 허니컴 구조체의 중앙부와 상기 외주부의 중간을 중간부로 했을 때, 상기 중간부에 있어서의 셀벽 교차부의 중심점간 거리 Sh가, Sc<Sh<So를 만족시키는 것이 바람직하다. 여기서, 중간부는, 세라믹 허니컴 구조체의 중앙부로부터, 상기 중앙부와 외주부의 거리의 약 절반의 거리에 위치하는 부위이다. 또한 중심점간 거리 Sh는, 상기 중간부에 위치하는 4군데의 셀벽 교차부를 선택(90°방향으로 2군데 및 45°방향으로 2군데)하고, 각각의 셀벽 교차부에 있어서, 선택한 셀벽 교차부(예를 들면, 도 5에 있어서의 (G) 또는 (H)) 및 그것에 인접하는 2개의 셀벽 교차부((G2) 및 (G3), 또는 (H2) 및 (H3))의 합계 3개의 셀벽 교차부의 중심점간 거리 S의 평균값을 구하고, 이들을 상기 4군데의 셀벽 교차부에 대하여 평균한 값이다. 도 5에 나타낸 세라믹 허니컴 구조체의 중앙부(A), 중간부(G) 및 중간부(H)(중앙부와 외주부의 중점부), 및 외주부(B) 및 외주부(C)에 있어서의 셀벽 교차부(14)의 부채꼴 볼록부(15a, 15b, 15c, 15d)의 형상을, 각각 도 6의 (A), 도 6의 (G), 도 6의 (H), 도 6의 (B)및 도 6의 (C)에 나타낸다.
예를 들면, 세라믹 허니컴 구조체의 중앙부(A), 중간부(H) 및 외주부(C)에 있어서, 셀벽 교차부(14)에 형성되는 부채꼴 볼록부(15a, 15b, 15c, 15d) 중, 외주부(C)에 가까운 외주벽(11) 측에 형성되는 부채꼴 볼록부(15a, 15d)(도면에서는 좌측)의 면적이, 중앙부(A), 중간부(H), 외주부(C)의 순으로 상대적으로 넓게 형성되어 있고, 그 반대측에 형성되는 부채꼴 볼록부(15b, 15c)(도면에서는 우측)의 면적이 이 순서로 상대적으로 좁게 형성되어 있다.
마찬가지로, 세라믹 허니컴 구조체의 중앙부(A), 중간부(G) 및 외주부(B)에 있어서도, 외주부(B)에 가까운 외주벽(11) 측에 형성되는 부채꼴 볼록부(15b, 15c)(도면에서는 우측)의 면적이, 중앙부(A), 중간부(G), 외주부(B)의 순으로 상대적으로 넓게 형성되고, 그 반대측에 형성되는 부채꼴 볼록부(15a, 15d)(도면에서는 좌측)의 면적이 이 순서로 상대적으로 좁게 형성되어 있다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 외주부에 있어서의 중심점간 거리 So가, 중앙부에 있어서의 중심점간 거리 Sc와 동일한 세라믹 허니컴 구조체와 비교하여 외주부 및 중간부에 있어서 외주벽(11)에 가까운 측의 부채꼴 볼록부가 보강되어, 균열이 보다 생기기 어려워, 기계적 강도가 보다 양호하게 된다.
외접원(16)의 반경은, 세라믹 허니컴 구조체(10)의 셀벽의 두께의 0.75∼1.25 배인 것이 바람직하고, 0.8∼1.1 배인 것이 보다 바람직하다. 셀벽의 두께에 따라 다르지만, 이 외접원(16)의 반경은, 230∼380 μm인 것이 바람직하고, 240∼330 μm인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 세라믹 허니컴 구조체는, 평균 셀벽 두께가 4∼15 mil(0.102∼0.381 mm), 평균 셀 밀도가 150∼300 cpsi(23.3∼46.5 셀/cm2)인 것이 바람직하다. 이와 같은 셀벽 구조를 가짐으로써, 대형 및/또는 얇은 벽이라도 충분한 기계적 강도를 가질 수 있다. 평균 셀벽 두께가 4mil 미만인 경우, 셀벽의 강도가 저하되며, 한편, 15 mil을 초과하는 경우, 사용 개시에 있어서 낮은 압력 손실을 유지하는 것이 어려워진다. 평균 셀 밀도가 150 cpsi 미만인 경우, 셀벽의 강도가 저하되며, 한편, 300 cpsi를 초과하는 경우, 낮은 압력 손실을 유지하는 것이 어려워진다.
본 발명의 세라믹 허니컴 구조체의 셀벽의 재질로서는, 세라믹 허니컴 구조체가 디젤 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 정화하기 위해 사용되므로, 내열성 을 가지는 세라믹스, 즉 알루미나, 뮬라이트, 코디어라이트, 탄화규소, 질화규소, 지르코니아, 티탄산 알루미늄, 리튬알루미늄실리케이트 을 주결정으로 하는 세라믹스인 것이 바람직하다. 그 중에서도 내열충격성이 우수한 저열팽창의 코디어라이트를 주결정으로 하는 것이 바람직하다.
[2] 세라믹 허니컴 구조체의 제조 방법
본 발명의 세라믹 허니컴 구조체를 제조하는 방법은, (a) 세라믹 원료를 포함하는 배토를 소정의 성형체로 압출 성형하여 외주부와 셀벽이 일체로 형성된 성형체를 얻는 공정과, (b) 상기 성형체를 건조 및 소성하여 소성체를 얻는 공정을 가지고,
상기 압출 성형 공정에 있어서 사용하는 허니컴 성형용 금형은,
배토를 공급하기 위한 공급공과, 상기 공급공이 형성된 구멍 형성면의 반대면에 형성된, 상기 공급공에 연통하고, 상기 배토를 허니컴 형상으로 성형하기 위한 격자형의 슬릿를 가지고,
상기 격자형의 슬릿이 교차하는 슬릿 교차부에 있어서의 금형 부재의 4군데의 코너부에, 압출 방향에서 볼 때 원호형 오목부를 가지고,
상기 4군데의 원호형 오목부에 내접하는 내접원의 반경이 모든 슬릿 교차부에 있어서 일정하며,
상기 내접원의 중심점과 상기 슬릿 교차부의 중심점 사이의 거리를 금형 중심점간 거리 Sd로 했을 때, 상기 허니컴 성형용 금형의 금형 중앙부에 있어서의 금형 중심점간 거리 Sdc와, 상기 허니컴 성형용 금형의 금형 외주부에 있어서의 금형 중심점간 거리 Sdo가,
Sdc<Sdo를 만족시킨다.
그리고, 상기 성형체를 건조 및 소성하여 소성체를 얻는 공정(b) 후에, 필요에 따라, (c) 상기 소성체의 외주부, 또는 외주부를 가공에 의해 제거한 외주면에 코팅재를 도포하고, 열처리를 행하여 외주벽을 형성하는 공정을 가져도 된다.
상기 금형을 사용하여 세라믹 배토를 압출 성형함으로써 얻어지는 세라믹 허니컴 성형체는, 단면 격자형으로 배치된 셀벽에 의해 길이 방향으로 형성된 다수의 유로를 가지고, 길이 방향에 직교하는 단면에 있어서, 상기 셀벽이 교차하는 셀벽 교차부에, 상기 유로에 부채꼴로 돌출하는 부채꼴 볼록부를 적어도 1군데 가지고 있고, 상기 부채꼴 볼록부의 원호 부분에 외접하는 외접원의 반경이 모든 셀벽 교차부에 있어서 일정하며, 상기 외접원의 중심점과, 상기 셀벽 교차부의 중심점 사이의 거리를 중심점간 거리 S로 했을 때, 상기 세라믹 허니컴 구조체의 외주부에 있어서의 중심점간 거리 So와, 중앙부에 있어서의 중심점간 거리 Sc가, Sc<So를 만족시킨다. 이 세라믹 허니컴 성형체를 건조 및 소성하고, 외주벽을 형성하는 것에 의해, 본 발명의 세라믹 허니컴 구조체를 얻을 수 있다.
(1) 세라믹 원료
세라믹 원료는, 코디어라이트화 원료로 되도록 조제하는 것이 바람직하다. 코디어라이트화 원료는, 주결정이 코디어라이트(주성분의 화학 조성이 42∼56 질량%의 SiO2, 30∼45 질량%의 Al2O3 및 12∼16 질량%의 MgO)로 되도록, 실리카원 성분, 알루미나원 성분 및 마그네시아원 성분을 가지는 각 원료 분말을 배합한 것이다. 코디어라이트를 주결정으로 하는 세라믹스에 형성되는 세공(細孔)은, 소성 과정에 있어서 세라믹 원료의 용융에 의해 생기므로, 카올린, 실리카, 탈크, 알루미나 등의 세라믹 원료의 입경(粒徑) 및 입도 분포를 조절함으로써, 코디어라이트질 세라믹스가 소성되었을 때에 생기는 세공 구조를 제어할 수 있다.
(2) 허니컴 성형용 금형
성형용 금형(20)은, 도 8a 및 도 8b에 나타낸 바와 같이, 배토를 공급하기 위한 공급공(22)과, 상기 공급공(22)이 형성된 구멍 형성면의 반대면에 형성된, 상기 공급공(22)에 연통하고, 상기 배토를 허니컴 형상으로 성형하기 위한 격자형의 슬릿(21)을 가진다. 공급공(22)으로부터 성형용 금형(20) 내에 도입된 세라믹 배토는, 슬릿(21)에서 허니컴형으로 성형된다. 여기서 슬릿(21)에 에워싸인 금형 부재(26)의 4각형의 단면 형상이 형성되는 허니컴 구조체의 유로의 단면 형상에 대응한다. 격자형으로 설치한 슬릿(21)의 모든 교차부와 공급공(22)이 연통되어 있는 경우나, 슬릿(21)의 각 교차부에 대하여 1개 건너뛴 위치에서 지그재그형으로 슬릿(21)과 공급공(22)이 연통되어 있는 경우(도 9에 나타내는 경우)가 있다.
본 발명의 성형용 금형(20)을 도 10a 및 도 10b에 나타낸다. 또한 도 10a에 나타낸 성형용 금형(20)의 A, B, D 및 E의 위치에 있어서의 슬릿 교차부의 확대도를 도 11의 (A), (B), (D) 및 (E)에 나타낸다. 본 발명의 성형용 금형(20)은, 상기 격자형의 슬릿(21)이 교차하는 슬릿 교차부(23)에 있어서의 4군데의 금형 부재(26a, 26b, 26c, 26d)의 코너부에, 압출 방향에서 볼 때 원호형 오목부(24a, 24b, 24c, 24d)를 가지고, 상기 4군데의 원호형 오목부(24a, 24b, 24c, 24d)에 내접하는 내접원(24)의 반경이 모든 슬릿 교차부에 있어서 일정하다. 금형 부재(26)의 슬릿(21)이 형성된 면의 외주부에는, 허니컴 구조체의 외경을 규정하여 외주벽을 형성하기 위한 가이드 링(29)(도 10a 에 나타낸 바와 같이, 허니컴 구조체의 외형이 원형인 경우에는 가이드 링(29)의 내형상도 원형이다.)이 배치되어 있고, 가이드 링(29)의 내형상이 금형 부재(26)의 최외주(25)가 된다.
상기 내접원(24)의 중심점 Ca와 상기 슬릿 교차부(23)의 중심점 Cs의 거리를 금형 중심점간 거리 Sd로 했을 때, 상기 허니컴 성형용 금형(20)의 중앙부에 있어서의 금형 중심점간 거리 Sdc와,
상기 허니컴 성형용 금형의 외주부에 있어서의 금형 중심점간 거리 Sdo가,
Sdc<Sdo를 만족시킨다.
여기서, 중앙부에 있어서의 금형 중심점간 거리 Sdc는, 압출 방향에서 볼 때, 허니컴 성형용 금형의 중심에 가장 가까운 슬릿 교차부와, 거기에 인접하는 4개의 슬릿 교차부의 합계 5개의 슬릿 교차부에 있어서의 금형 중심점간 거리의 평균값으로 정의한다. 외주부는, 도 10a에 나타낸 바와 같이, 압출 방향에서 볼 때, 금형의 중심 Od를 원점으로 하여 슬릿(21)을 따른 방향으로 x축 및 y축을 정의 하고, 각 축과 최외주(25)의 교점으로부터 원점을 향하고, 축 상 또는 축에 가장 가까운 3번째 슬릿 교차부(21-3)와 4번째 슬릿 교차부(21-4)의 중간부와 축과의 교점(x축 상에 2군데 및 y축 상에 2군데)을 구하고, 원점으로부터 각 교점까지의 길이의 평균값을 rd로 했을 때, 원점을 중심으로 한 반경 rd의 원 β의 외측(외주 측)의 영역 Zd를 일컫는다. 외주부 있어서의 금형 중심점간 거리 Sdo는, 상기 외주부에 위치하는 4군데의 슬릿 교차부를 선택하고, 각각의 슬릿 교차부에 있어서, 선택한 슬릿 교차부 및 그것에 인접하는 2개의 슬릿 교차부의 합계 3개의 슬릿 교차부의 금형 중심점간 거리의 평균값을 구하고, 이들을 상기 4군데의 슬릿 교차부에 대하여 평균한 값으로 정의한다.
여기서, 도 11의 (A)에 나타낸 바와 같이, 허니컴 성형용 금형(20)의 중심(도 10a의 A의 위치)에 있어서는, 상기 내접원(24)의 중심점 Ca와 상기 슬릿 교차부(23)의 중심점 Cs가 일치하도록 설계하는 것이 바람직하다. 그러나, 이와 같이 허니컴 성형용 금형(20)을 설계한 경우라도, 중심점 Ca와 중심점 Cs의 위치는 실제로는 완전히 일치하지는 않는다. 따라서, 금형 중앙부(도 10a의 A의 위치)에 있어서의 금형 중심점간 거리 Sdc는, 금형 중심에 가장 가까운 슬릿 교차부와, 거기에 인접하는 4개의 슬릿 교차부의 합계 5개의 슬릿 교차부에 대해서 측정하고, 이들의 평균값으로 나타낸다.
상기 허니컴 성형용 금형(20)의 외주부의 위치(도 10a의 B, D 및 E의 위치)에 있어서는, 각각 도 11의 (B), 도 11의 (D) 및 도 11의 (E)에 나타낸 바와 같이, 상기 내접원(24)의 중심점 Ca의 위치가 상기 슬릿 교차부(23)의 중심점 Cs의 위치에 대하여, 상기 최외주(25) 방향(허니컴 성형용 금형(20)의 중심으로부터 반경 방향)으로 이격하고 있다. 예를 들면, E의 위치에 있어서의 내접원(24)의 중심점 Ca는, 허니컴 성형용 금형(20)의 중심, 즉 A의 위치의 교차부(23)의 중심점 Cs와, E의 위치에 있어서의 교차부(23)의 중심점 Cs를 지나는 직선 상이며, 동시에 최외주(25) 방향으로 이격된 위치에 있다.
금형 외주부(도 10a의 B, D, E 및 F의 위치)에 있어서의 중심점 Ca와 중심점 Cs의 금형 중심점간 거리 Sdo는, 외주부에 위치하는 4군데의 슬릿 교차부를 선택하고, 각각의 슬릿 교차부에 있어서, 선택한 슬릿 교차부 및 그것에 인접하는 2개의 슬릿 교차부의 합계 3개의 슬릿 교차부의 금형 중심점간 거리의 평균값을 구하고, 이들을 상기 4군데의 슬릿 교차부에 대하여 평균한 값이다. 이와 같이 하여 1개의 슬릿 교차부와 그것에 인접하는 2개의 슬릿 교차부의 합계 3개의 슬릿 교차부의 금형 중심점간 거리의 평균값을, 외주부의 4군데의 슬릿 교차부에 대하여 구하고, 이들 값을 또한 평균하는 것에 의해, 금형 중심점간 거리 Sdo를 구한다. 여기서, 외주부의 4군데의 슬릿 교차부는, 허니컴 성형용 금형(20)의 중심으로부터 슬릿을 따른 방향(이하 「90°방향」)으로 2군데, 및 슬릿의 대각선의 방향(이하 「45°방향」)으로 2군데를 선택한다.
예를 들면, 도 10a에 나타낸 금형에 있어서, 90°방향인 외주부 B 및 외주부 D, 및 45°방향인 외주부 E 및 외주부 F를 선택하여 금형 중심점간 거리 Sdo를 구하는 방법에 대하여 설명한다. 먼저 외주부의 1개의 슬릿 교차부(B)와 그것에 인접하는 2개의 슬릿 교차부(B2 및 B3)의 합계 3개의 슬릿 교차부의 금형 중심점간 거리를 측정하고, 이들의 평균값을 구한다. 또한 외주부 D, 외주부 E 및 외주부 F의 슬릿 교차부에 대하여도, 동일하게 행하여, 각각의 개소의 슬릿 교차부(D, E 및 F)와 그것에 인접하는 2개의 슬릿 교차부(각각, D2 및 D3, E2 및 E3, 및 F2 및 F3)의 합계 3개의 슬릿 교차부에 있어서의 금형 중심점간 거리의 평균값을 구한다. 이 4군데(외주부 B, D, E 및 F)의 금형 중심점간 거리의 평균값을 또한 평균하는 것에 의해, 금형 중심점간 거리 Sdo를 구할 수 있다.
상기 금형 중앙부와 상기 금형 외주부의 중간을 금형 중간부(도 10a의 I 및 J의 위치)로 했을 때, 상기 금형 중간부에 있어서의 슬릿 교차부의 금형 중심점간 거리 Sdh가, Sdc<Sdh<Sdo를 만족시키는 것이 바람직하다. 이 때, 금형 외주부에 있어서의 금형 중심점간 거리 Sdo는, 금형 중앙부에 있어서의 금형 중심점간 거리 Sdc의 1.5∼3 배인 것이 바람직하고, 1.7∼2.5 배인 것이 보다 바람직하다. 금형 중간부에 있어서의 금형 중심점간 거리 Sdh는, 상기 금형 중앙부에 있어서의 금형 중심점간 거리 Sdc의 1.1∼2.5 배인 것이 바람직하고, 1.3∼2.0 배인 것이 보다 바람직하다.
여기서, 금형 중간부는, 금형의 중앙부로부터, 상기 중앙부와 금형 외주부의 거리의 약 절반의 거리에 위치하는 부위이다. 또한, 금형 중간부에 있어서의 슬릿 교차부의 금형 중심점간 거리 Sdh는, 외주부의 경우와 같이 금형 중간부의 4군데의 슬릿 교차부에 있어서, 1개의 슬릿 교차부와 그것에 인접하는 2개의 슬릿 교차부의 합계 3개의 슬릿 교차부의 금형 중심점간 거리의 평균값을 구하고, 이들을 상기 4군데의 슬릿 교차부에 대해서 평균한 값이다.
중심점간 거리 Sd(μm)는, 허니컴 성형용 금형(20)의 중심으로부터 X(mm) 이격된 위치에 있어서,
Sd=F2×X+M2[단, F2는 0.05∼0.5, M2는 0∼30의 상수이다.]
로 표시되는 것이 더욱 바람직하다. 즉, 허니컴 성형용 금형(20)의 중심으로부터의 거리에 비례하여 최외주(25) 방향으로 중심점간 거리가 커지도록 구성되어 있는 것이 더욱 바람직하다.
상기 내접원(24)의 직경은, 슬릿(21)의 폭보다 크면 되지만, 바람직하게는 슬릿(21)의 폭 t의 1.5∼2.5 배이며, 보다 바람직하게는 1.6∼2.2 배이다.
이와 같은 허니컴 성형용 금형(20)은, 먼저 공급공(22)을 형성하고, 다음으로 공급공(22)이 형성된 구멍 형성면의 반대면에 구멍(240)을 형성한 후, 슬릿(21)을 형성함으로써 제조할 수 있다. 이 때, 이 구멍(240)의 중심의 위치가 내접원(24)의 중심점 Ca의 위치로 되고, 허니컴 성형용 금형(20)의 슬릿 교차부(23)에 있어서의 금형 부재의 4군데의 코너부에, 압출 방향에서 볼 때 오목형으로 모따기부가 형성된다. 구멍(240)의 중심의 위치(내접원(24)의 중심점 Ca의 위치)가, 슬릿 교차부(23)의 중심점 Cs의 위치에 대하여, 허니컴 성형용 금형(20)의 중심으로부터 최외주(25)으로 향하고, 상기 중심점간 거리 Sd만 최외주(25) 측으로 이격되도록 구멍 및 슬릿(21)을 형성한다. 여기서, 구멍(240)은, 예를 들면, 정밀한 XY 스테이지를 가지는 드릴링 머신을 사용하여, 구멍의 위치를 제어하면서 드릴로 구멍을 뚫는 가공을 행함으로써 형성할 수 있다.
(3) 코팅재
필요에 따라 소성체의 외주부, 또는 외주부를 가공에 의해 제거한 외주면에 도포되는 상기 코팅재는, 세라믹스 골재 입자 및 무기 바인더를 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 상기 코팅재는, 그 골재로서 세라믹스 골재 입자를 사용하고, 그 골재를 결합시킬 목적으로 무기 바인더를 사용한다. 상기 코팅재가 세라믹스 골재 입자 및 무기 바인더를 주성분으로 함으로써, 외주부를 가공에 의해 제거한 세라믹 허니컴 본체의 외주면에, 코팅재를 도포하고, 열처리한 후에 있어서, 외주벽과 외주면이 양호하게 접합되므로, 세라믹 허니컴 본체 내부에 균열이 쉽게 생기지 않아, 내열충격성이 양호한 세라믹 허니컴 구조체를 얻을 수 있다.
본 발명의 세라믹 허니컴 구조체는, 배기 가스 정화 장치로서 사용되므로, 상기 코팅재에 사용되는 상기 세라믹스 골재 입자는, 내열성이 양호한 코디어라이트, 실리카, 알루미나, 뮬라이트, 탄화규소, 질화규소, 티탄산 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종 이상인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 코디어라이트 및/또는 실리카를 사용함으로써, 외주벽의 열팽창계수가 저감되어, 더욱 우수한 내열충격성이 얻어진다.
[실시예]
본 발명을 실시예에 의해 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1∼3
압출 성형용 금형으로서, 도 8a, 도 8b, 도 9, 도 10a, 도 10b 및 도 11에 나타낸 금형(20)을 준비했다. 금형(20)은, 배토를 공급하기 위한 공급공(22)과, 상기 공급공(22)이 형성된 구멍 형성면의 반대면에, 상기 공급공(22)에 연통되고 배토를 허니컴 형상으로 성형하기 위한 격자형의 슬릿(21)을 형성하고, 슬릿(21)(폭 300μm 및 피치 1.58 mm)의 슬릿 교차부(23)에, 직경 540μm의 원호형 오목부(24a, 24b, 24c, 24d)를 형성했다. 이 금형(20)에 있어서, 원호형 오목부(24a, 24b, 24c, 24d)에 내접하는 내접원(24)의 중심점 Ca의 위치가, 슬릿 교차부(23)의 중심점 Cs의 위치에 대하여, 허니컴 성형용 금형(20)의 중심으로부터 최외주(25)(허니컴 성형용 금형(20)의 중심으로부터 반경 방향)으로 향하고, 식: Sd(μm)=0.14×X+17[단, X는 금형 중심으로부터의 반경 방향의 거리(mm)]로 표시되는 중심점간 거리 Sd(μm)만 최외주(25) 측으로 이격되도록 제작했다. 최외주(25)의 내경은, 실시예 1 및 2에서는 277mm, 실시예 3에서는 239mm로 했다.
도 12에, 실시예 1의 금형의 슬릿 교차부(23)의 현미경 사진을 나타낸다. 도 12의 (A)는 금형의 중앙부(도 10a의 A의 위치)에 위치하는 슬릿 교차부, 도 12의 (E)는 금형의 외주부(도 10a의 E의 위치)에 위치하는 슬릿 교차부, 도 12의 (I)는 도 12의 (A)에 나타낸 슬릿 교차부와 도 12의 (E)에 나타낸 슬릿 교차부의 중간부(도 10a의 I의 위치)에 위치하는 슬릿 교차부, 도 12의 (D)는 외주부(도 10a의 D의 위치)에 위치하는 슬릿 교차부, 및 도 12의 (J)는 도 12의 (A)에 나타낸 슬릿 교차부와 도 12의 (D)에 나타낸 슬릿 교차부의 중간부(도 10a의 J의 위치)에 위치하는 슬릿 교차부를 나타낸다.
실시예 1의 금형의 중앙부, 외주부 및 중간부에 있어서의 슬릿 교차부의 중심점간 거리 Sd(내접원(24)의 중심점 Ca와 슬릿 교차부(23)의 중심점 Cs의 거리)를 이하와 같이 하여 구하였다. 중앙부(도 10a의 A의 위치)에 대해서는, 축중심에 가장 가까운 1개의 슬릿 교차부 및 그것에 인접하는 4개의 슬릿 교차부(합계 5개)의 평균값을 구하였다. 외주부는, 도 10a의 B, D, E 및 F의 4군데의 슬릿 교차부에 대하여, 각각 1개의 슬릿 교차부 및 그것에 인접하는 2개의 슬릿 교차부(각각, B2 및 B3, D2 및 D3, E2 및 E3, 및 F2 및 F3)의 합계 3개의 슬릿 교차부의 평균값을 구하고, 이들을 4군데의 슬릿 교차부에 대하여 평균하여 구했다. 중간부는, 도 10a의 I 및 J, 및 다른 2군데(도시하지 않음)의 합계 4군데의 슬릿 교차부에 대하여, 각각 1개의 슬릿 교차부 및 그것에 인접하는 2개의 슬릿 교차부(I2 및 I3, 및 J2 및 J3)의 합계 3개의 슬릿 교차부의 평균값을 구하고, 이들을 4군데의 슬릿 교차부에 대하여 평균하여 구했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 2 및 실시예 3의 금형의 중앙부, 외주부 및 중간부에 있어서의 슬릿 교차부의 중심점간 거리 Sd(내접원(24)의 중심점 Ca와 슬릿 교차부(23)의 중심점 Cs의 거리)을, 실시예 1과 동일하게 하여 구하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[표 1]
Figure pct00001
주(1): (A), (D), (E), (I) 및 (J)의 부호는 도 10a에 기재한 위치를 나타내고, 부호가 없는 것은 도시하지 않은 것이다.
주(2): (각각의 부위의 중심점간 거리 Sd의 평균값)- (금형 중앙부에 있어서의 중심점간 거리 Sd)
주(3): 내접원의 중심점 Ca가 슬릿 교차부의 중심점 CS보다 최외주 방향으로 위치한다.
[표 1](계속)
Figure pct00002
[표 1](계속)
Figure pct00003
다음으로, 카올린 분말, 탈크 분말, 실리카 분말 및 알루미나 분말을 조정 하고, 50질량%의 SiO2, 36질량%의 Al2O3 및 14질량%의 MgO을 포함하는 코디어라이트 생성 원료 분말로 하고, 여기에 바인더로서 메틸셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스, 윤활제, 조공재(造孔材)로서 벌룬(balloon)형의 발포 수지를 첨가하고, 건식으로 충분히 혼합한 후, 규정량의 물을 첨가하고, 충분한 혼련을 행하여 가소화된 세라믹 배토를 제작했다.
얻어진 세라믹 배토를, 상기 금형을 사용하여 압출 성형하고, 소정 길이로 절단하여, 세라믹 허니컴 성형체를 얻었다. 이 성형체를 건조 후, 1410℃로 소성하여 코디어라이트질의 세라믹 허니컴 소성체를 얻었다. 이 세라믹 허니컴 소성체의 외주부를 가공에 의해 제거한 세라믹 허니컴 본체의 외주면에, 비정질 실리카와 콜로이달 실리카와 물을 포함하는 외피재를 코팅하고 건조시켜, 실시예 1 및 2에서는 외경 266.7mm, 전장(全長) 304.8mm, 셀벽 두께 0.3mm, 셀 피치 1.58mm, 셀벽의 기공율이 61%인 코디어라이트질 세라믹 허니컴 구조체, 실시예 3에서는 외경 228.6mm, 전장 254mm, 셀벽 두께 0.3mm, 셀 피치 1.58mm, 셀벽의 기공율이 61%인 코디어라이트질 세라믹 허니컴 구조체를 제작했다.
도 13a, 도 13b및 도 13c에, 실시예 1의 세라믹 허니컴 구조체의 길이 방향으로 직교하는 단면을 광학현미경으로 관찰한 결과를 나타낸다. 도 13a는 중앙부의 위치(A)의 셀벽 교차부를 나타내고, 도 13b는 중심축으로부터 셀벽 교점의 방향(45°방향)의 중간부(위치(I): 중심축으로부터의 거리 67mm) 및 외주부(위치(E) 및 위치(F): 중심축으로부터의 거리 133mm)의 셀벽 교차부를 나타내고, 도 13c는 중심축으로부터 셀벽을 따른 방향(90°방향)의 중간부(위치(G): 중심축으로부터의 거리 67mm) 및 외주부(위치(B) 및 위치(C): 중심축으로부터의 거리 133mm)의 셀벽 교차부를 나타낸다. 이들 결과로부터, 실시예 1의 세라믹 허니컴 구조체는 셀벽 교차부에 유로에 부채꼴로 돌출하는 부채꼴 볼록부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
이들 셀벽 교차부의 광학 현미경 사진으로부터, 화상측정기(가부시키가이샤 미쓰도요에서 제조한 퀵 비전)로, 부채꼴 볼록부의 원호 부분에 외접하는 외접원을 구하고, 그 반경, 외접원의 중심점 CR과 셀벽 교차부의 중심점 CW의 중심점간 거리 S, 그 위치 관계, 및 외접원의 반경/셀벽 두께를 구했다. 그리고 중심점간 거리는, 중앙부에 있어서는 중심부 근방의 셀벽 교차부와, 거기에 인접하는 4개의 셀벽 교차부의 합계 5개의 중심점간 거리의 평균값으로 나타내고, 외주부 및 중간부 에 있어서는 90°방향으로 2군데 및 45°방향으로 2군데의 합계 4군데의 셀벽 교차부를 선택하고, 각각의 셀벽 교차부에 있어서, 선택한 셀벽 교차부와, 거기에 인접하는 2개의 셀벽 교차부((B2) 및 (B3), (C2) 및 (C3), (D2) 및 (D3), (E2) 및 (E3), (F2) 및 (F3), (H2) 및 (H3), 및 (G2) 및 (G3))의 합계 3개의 셀벽 교차부의 중심점간 거리 S의 평균값으로 나타내었다. 결과를 표 2에 나타낸다.
[표 2]
Figure pct00004
주(1): (A)∼(C), (E)∼(G) 및 (I)의 부호는 도 13a∼도 13c 중에 기재한 위치이며, 부호가 없는 것은 도시하지 않은 것이다.
주(2): (각각의 부위의 중심점간 거리 S의 평균값)-(중앙부에 있어서의 중심점간 거리 S)
주(3): 외접원의 중심점 CR이 셀벽 교차부의 중심점 CW보다 외주벽에 가까운 쪽에 위치한다.
[표 2](계속)
Figure pct00005
[표 2](계속)
Figure pct00006
[표 2](계속)
Figure pct00007
[표 2](계속)
Figure pct00008
[표 2](계속)
Figure pct00009
실시예 1∼3에서 제작한 세라믹 허니컴 구조체에 대해서 B축 압축 파괴 강도의 측정을 행하였다. B축 압축 파괴 강도는, 사단법인자동차기술회가 정한 규격 M505-87 「자동차배기가스 정화촉매용 세라믹 모노리스 담체의 시험방법」에 따라, 세라믹 허니컴 구조체로부터 채취한 직경 24.5mm 및 길이 24.5mm의 시험편(17)을 사용하여 행하였다. 그리고, 시험편(17)은, 도 14에 나타낸 바와 같이 세라믹 허니컴 구조체의 x축 또는 y축이 압축 하중의 부하 방향을 따르도록, 또한 외주부(단, 외주벽 및 최외주의 불완전 유로를 제외함)가 포함되도록 하여 채취했다. B축 압축 파괴 강도의 측정은, 각 세라믹 허니컴 구조체로부터 3개씩 채취한 시험편(17)을 사용하여 행하였고, 이들의 3개의 평균값을 B축 압축 파괴 강도로 했다. 결과를 표 5에 나타낸다.
비교예 1
세라믹 배토를 압출 성형하는 금형으로서, 슬릿(21)(폭 300μm 및 피치 1.58mm)의 슬릿 교차부(23)에 있어서의 금형 부재(26)의 4군데의 코너부에, 직경 540μm의 원호형 오목부(24a, 24b, 24c, 24d)가 형성된 허니컴 성형용 금형(20)을 제작했다. 단, 이 금형은, 원호형 오목부(24a, 24b, 24c, 24d)에 내접하는 내접원(24)의 중심점 Ca와, 슬릿 교차부(23)의 중심점 Cs의 거리인 금형 중심점간 거리 Sd가, 금형 중앙부에서는 18μm, 중간부에서는 18μm, 외주부에서는 17μm였다. 비교예 1에서 사용한 금형의 최외주(25)의 내경은, 277mm로 했다. 이 금형 구성을 표3에 나타낸다.
[표 3]
Figure pct00010
주(1): (A), (D), (E), (I) 및 (J)의 부호는 도 10a에 기재한 위치이다.
주(2): (각각의 부위의 중심점간 거리 Sd의 평균값)-(금형 중앙부에 있어서의 중심점간 거리 Sd)
주(3): 접원의 중심점 Ca가 슬릿 교차부의 중심점 CS보다 최외주 방향으로 위치한다.
이 금형을 사용한 점 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 외경 266.7mm, 전장 304.8mm, 셀벽 두께 0.3mm, 셀 피치 1.58mm, 셀벽의 기공율이 61%인 비교예 1의 코디어라이트질 세라믹 허니컴 구조체를 제작했다. 비교예 1의 코디어라이트질 세라믹 허니컴 구조체에 대하여도, 실시예 1과 동일하게 하여, 중앙부, 외주부 및 중간부의 셀벽 교차부에 대해서, 부채꼴 볼록부의 원호 부분에 외접하는 외접원을 구하고, 그 반경, 외접원의 중심점 CR과 셀벽 교차부의 중심점 CW의 중심점간 거리 S, 및 그 위치 관계를 구했다. 결과를 표 4에 나타낸다. 비교예 1의 코디어라이트질 세라믹 허니컴 구조체의 중앙부, 외주부 및 중간부의 셀벽 교차부에서의 중심점간 거리 S는, 세라믹 허니컴 구조체의 중앙부에 있어서의 중심점간 거리 Sc와 외주부에 있어서의 중심점간 거리 So가 Sc<So를 만족시키지 않았다. 또한, 실시예 1과 동일하게 측정한 비교예 1의 세라믹 허니컴 구조체의 B축 압축 파괴 강도를 표 5에 나타낸다.
[표 4]
Figure pct00011
주(1): (A)∼(C), (E)∼(G) 및 (I)의 부호는 도 13a∼도 13c 중에 기재한 위치이며, 부호가 없는 것은 도시하지 않은 것이다.
주(2): (각각의 부위의 중심점간 거리 S의 평균값)-(중앙부에 있어서의 중심점간 거리 S)
주(3): 외접원의 중심점 CR이 셀벽 교차부의 중심점 CW보다 외주벽에 가까운 쪽에 위치한다.
주(4): 외접원의 중심점 CR이 셀벽 교차부의 중심점 CW보다 중심축에 가까운 쪽에 위치한다.
[표 4](계속)
Figure pct00012
[표 5]
Figure pct00013
이상의 결과로부터 밝혀진 바와 같이, 본 발명의 실시예 1∼3의 세라믹 허니컴 구조체는, 셀벽이 교차하는 셀벽 교차부에, 유로로 부채꼴로 돌출하는 부채꼴 볼록부를 가지고 있고, 세라믹 허니컴 구조체의 외주부에 있어서의 중심점간 거리 So(부채꼴 볼록부의 중심점과 셀벽 교차부의 중심점의 거리)가, 중앙부에 있어서의 중심점간 거리 Sc보다 크고(Sc<So), 또한 세라믹 허니컴 구조체의 중앙부와 외주부의 중간인 중간부에 있어서의 중심점간 거리 Sh가, 중앙부에 있어서의 중심점간 거리 Sc보다 크고, 외주부에 있어서의 중심점간 거리 So보다 작았다(Sc<Sh<So). 이와 같은 셀벽 구조를 가지는 것에 의해, 실시예 1에서 제작된 세라믹 허니컴 구조체는 높은 강도를 가지고 있었다. 한편 비교예 1의 세라믹 허니컴 구조체는 본 발명에 비교하여 강도가 뒤떨어졌다.

Claims (8)

  1. 단면(斷面) 격자형으로 배치된 셀벽에 의해 길이 방향으로 형성된 다수의 유로(流路)와, 상기 유로의 외주(外周)에 설치된 외주벽을 가지는 세라믹 허니컴 구조체에 있어서,
    길이 방향에 직교하는 단면에서, 상기 셀벽이 교차하는 셀벽 교차부에 상기 유로에 부채꼴로 돌출하는 부채꼴 볼록부를 적어도 1군데 가지고 있고,
    상기 부채꼴 볼록부의 원호 부분에 외접하는 외접원의 반경이 모든 셀벽 교차부에 있어서 일정하며,
    상기 외접원의 중심점과 상기 셀벽 교차부의 중심점 사이의 거리를 중심점간 거리 S로 했을 때,
    상기 세라믹 허니컴 구조체의 외주부에 있어서의 중심점간 거리 So와, 상기 세라믹 허니컴 구조체의 중앙부에 있어서의 중심점간 거리 Sc가
    Sc<So를 만족시키는,
    세라믹 허니컴 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세라믹 허니컴 구조체의 외주부에서는,
    상기 외접원의 중심점이, 상기 셀벽 교차부의 중심점에 대하여, 상기 세라믹 허니컴 구조체의 외주벽 측에 위치하고 있는, 세라믹 허니컴 구조체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 세라믹 허니컴 구조체의 중앙부에 있어서의 중심점간 거리 Sc가 20μm 이하이며,
    외주부에 있어서의 중심점간 거리 So와 상기 중앙부에 있어서의 중심점간 거리 Sc의 차가 5∼150 μm인, 세라믹 허니컴 구조체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 허니컴 구조체의 상기 중앙부와 상기 외주부 사이의 중간을 중간부로 했을 때, 상기 중간부에 있어서의 셀벽 교차부의 중심점간 거리 Sh가,
    Sc<Sh<So를 만족시키는, 세라믹 허니컴 구조체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외접원의 반경이, 상기 세라믹 허니컴 구조체의 셀벽의 두께의 0.75∼1.25 배인, 세라믹 허니컴 구조체.
  6. 배토(moldable material)를 공급하기 위한 공급공과, 상기 공급공이 형성된 구멍형성면의 반대면에 형성된, 상기 공급공에 연통하고, 상기 배토를 허니컴 형상으로 성형하기 위한 격자형의 슬릿을 가지는 허니컴 성형용 금형에 있어서,
    상기 격자형의 슬릿이 교차하는 슬릿 교차부에 있어서의 금형 부재의 4군데의 코너부에, 압출 방향에서 볼 때 원호형 오목부를 가지고,
    상기 4군데의 원호형 오목부에 내접하는 내접원의 반경이 모든 슬릿 교차부에 있어서 일정하며,
    상기 내접원의 중심점과 상기 슬릿 교차부의 중심점 사이의 거리를 금형 중심점간 거리 Sd로 했을 때, 상기 허니컴 성형용 금형의 금형 중앙부에 있어서의 금형 중심점간 거리 Sdc와, 상기 허니컴 성형용 금형의 금형 외주부에 있어서의 금형 중심점간 거리 Sdo가,
    Sdc<Sdo를 만족시키는, 허니컴 성형용 금형.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 금형 외주부에서는,
    상기 내접원의 중심점이, 상기 슬릿 교차부의 중심점에 대하여, 상기 허니컴 성형용 금형의 외주 측에 위치하고 있는, 허니컴 성형용 금형.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 금형 중앙부와 상기 금형 외주부 사이의 중간을 금형 중간부로 했을 때, 상기 금형 중간부에 있어서의 슬릿 교차부의 금형 중심점간 거리 Sdh가,
    Sdc<Sdh<Sdo를 만족시키는, 허니컴 성형용 금형.
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