WO2001007224A1 - Procede de decoupe d'article ceramique moule en nid d'abeille - Google Patents

Description

明 細 書 セラミック八二カム成形体の切断方法 技術分野

本発明は、 セラミックハニカム成形体を、 貫通孔の向きに対してほぼ直角に切 断するセラミック八二カム成形体の切断方法に関する。 背景技術

集塵フィルタ一、 排ガス浄化触媒用担体等として用いられるセラミックハニカ ム構造体は、 セラミック粉末を含む坏土をハニカム形状に成形し、 この成形体を 適宜な長さに切断した後、 乾燥、 焼成することにより製造される。 従って、 軟質 で変形しやすい、 セラミックハニカム成形体を、 形状に影響を与えることなく切 断する手段が必要であり、 従来、 そのような手段として、 図 5に示すように、 2 つの滑車 1の間に張った細線 2にバネ 3にて張力を与え、 この細線 2をその長さ 方向に往復運動させることにより切断する方法、 図 6に示すように、 2基のサー ボモ一夕一 7に設けたボビン 8間に張った細線 2に、 サ一ボモーター 7のトルク を調節することにより適宜な張力を与えつつ、 サーボモーター 7の回転により細 線 2を一方のボビン 8に巻き取る過程で細線 2を走行させ、 切断する方法等が行 われてきた。

しかしながら、 上記の方法では、 細線 2を長さ方向に運動させながら切断する ため、 セラミックハニカム成形体 5の肉厚の外周を切断する際の抵抗により、 被 切断物に細線 2の運動方向の荷重がかかり、 セラミックハニカム成形体 5に歪み が生じるという問題があった。 特に、 近年、 ハニカム構造体の隔壁は従来の 1 5 0 m前後から 5 0〜 1 2 5 ^ m、 或いはそれ以下へと、 より薄肉化する方向に あるため、 ハニカム構造体断面の開口率は上昇し、 ハニカム成形体の強度が小さ くなることから、 切断に起因する歪みの問題はより深刻である。

又、 ハニカム成形体全体の歪みだけでなく、 切断の際の下方向荷重によりハニ 力ム構造体の隔壁が変形し潰れてしまうこともより深刻化している。 この現象を 回避するには、 より緩やかに切断を行えばよいが、 切断効率は落ちてしまうこと になる。

又、 細線を長さ方向に運動させながら切断するため、 細線の寿命が短く、 頻繁 に細線の交換を行わなければならないが、 細線の交換の度に張力を調節する必要 があり、 セラミックハニカム成形体の切断効率を著しく損なっていた。

本発明はかかる状況に鑑みてなされたものであり、 その目的とするところは、 セラミックハニカム成形体に歪みを生じさせることなく、 かつ、 従来よりも切断 効率のよいセラミックハニカム成形体の切断方法を提供することにある。 発明の開示

即ち、 本発明によれば、 適宜な張力にて張った細線にて、 セラミックハニカム 成形体を、 その貫通孔の向きに対してほぼ直角に切断するセラミックハニカム成 形体の切断方法であって、 セラミックハニカム成形体の外周に、 貫通孔の向きに 対してほぼ直角に、 上記外周を貫通する切断誘導溝を設け、 上記切断誘導溝に細 線をあてがい、 上記細線をセラミック八二カム成形体に押しつけることのみによ りセラミック八二カム成形体を切断するセラミック八二カム成形体の切断方法が 提供される。

上記の切断方法においては、 上記細線をボビン間に張り、 適宜な回数の切断を 行う毎に、 切断に使用する細線の部位を変えてもよい。 又、 上記の切断方法にお いて、 切断誘導溝は外周のみを貫通することが好ましい。 又、 切断誘導溝はナイ フにて設けてもよい。

さらに、 上記の切断方法においては、 成形機より搬送路を通って搬出されてき たセラミックハニカム成形体に、 上記搬送路に設置したナイフにて一定間隔で切 断誘導溝を設け、 搬送路において上記ナイフの下流側に設置した細線にてセラミ ックハ二カム成形体を切断してもよい。

さらに、 上記の切断方法においては、 搬送路にセラミックハニカム成形体の切 断部位を少なくとも 2箇所に設け、 細線にてセラミックハニカム成形体を複数箇 所にて切断してもよい。 図面の簡単な説明

図 1 ( a ) 及び （b ) は、 本発明の切断方法の一例を示す工程図である。 図 2は、 本発明の切断方法における切断誘導溝の設置態様の一例を示す模式図 である。

図 3は、 本発明の切断方法の他の例を示す模式図である。

図 4は、 本発明の切断方法のさらに他の例を示す模式図である。

図 5は、 従来の切断方法の一例を示す模式図である。

図 6は、 従来の切断方法の他の例を示す模式図である。

図 7 ( a ) は本発明及び従来の切断方法により切断したセラミックハニカム成 形体の真円度を示すグラフ、 図 7 ( b ) は真円度の測定におけるデ一夕の測定部 位を示す模式図である。 発明を実施するための最良の形態

本発明においては、 適宜な張力にて張った細線で、 セラミックハニカム成形体 を、その貫通孔の向きに対してほぼ直角に切断する場合において、まず、図 1 ( a ) に示すように、 セラミック八二カム成形体 5の外周に、 貫通孔 9の向きに対して ほぼ直角に、 上記外周を貫通する切断誘導溝 1 0を設け、 次ぎに、 図 1 ( b ) に 示すように、 その切断誘導溝 1 0に細線 2をあてがい、 上記細線 2をセラミック ハニカム成形体 5に押しつけることのみにより切断する。

即ち、 細線 2をその長さ方向に運動させずに切断を行うため、 セラミックハニ カム成形体 5に細線 2の運動方向の荷重がかかることがなく、 ハニカム体 5の隔 壁が薄い場合においても、 歪みの発生を防止することができる。 又、 細線 2をそ の長さ方向に運動させることがなく、 又、 切断抵抗の大きい外周部分を他の手段 にて切断することから細線 2の寿命が長く、 細線交換の頻度が少ないため、 頻繁 な張力の調節により切断効率を損なうことがない。

尚、 切断誘導溝 1 0を設けるのは、 切断抵坊の最も大きい外周を予め切断して おくことにより、 細線 2を長さ方向に運動させずに、 細線をセラミックハニカム 成形体に押しつけることのみにより切断を可能とするためである。 又、 成形体に 細線を侵入させる際にセルを潰すおそれもなくなる。 切断誘導溝を設ける方法に特に制限はなく、 回転刃、 レーザ一、 ウォータ一ジ ェット等の手段を用いることができるが、 ナイフにて設けることも可能である。 この場合、 ナイフの刃幅は 0 . 5〜2 . 0 mmであることが好ましい。 0 . 5 m m未満では、 細線を切断誘導溝に的確に誘導することが困難となり、 2 . 0 mm を超える場合は、 ハニカム構造体の外形に影響を与えるからである。 又、 ナイフ の材質に特に制限はなく、 八二カム成形体よりも大きな硬度を有するものであれ ばよいが、 鉄、 鋼、 超鋼等が好適に用いられる。

本発明の切断方法においては、 図 2に示すように、 切断誘導溝 1 0は外周 1 1 のみを貫通するように設けることが好ましい。 切断誘導溝 1 0をナイフ等で設け る場合には、 ハニカム成形体の外周にてナイフの刃を相対的に移動させて切断す ることになるが、 このような方法で隔壁も同時に切断すると、 隔壁の厚さが非常 に薄い場合には、 切断の際に隔壁が破損するおそれがあるからである。

又、 切断誘導溝をナイフ等で設ける場合には、 切断速度は 2 0〜 1 5 O mmZ 秒であることが好ましい。 2 O mmZ秒未満では、 切断効率が損なわれ、 1 5 0 mmZ秒を超える場合には、 隔壁の厚さとの関係で、 セラミックハニカム成形体 に歪みを生じさせる場合があるからである。

本発明の切断方法において、 細線の材質に特に制限はなく、 セラミックハニカ ム成形体を好適に切断できるものであればよいが、 ピアノ線、 鋼線、 合成樹脂繊 維、 炭素繊維等のファイバ一線、 若しくはダイヤモンドコート、 小さな粒子を散 りばめた細線等を好適に用いることができる。 又、 細線の直径は 2 0〜 1 0 0 mであることが好ましい。

本発明の切断方法において、 細線 2は、 図 1 ( b ) に示すように、 2個のボビ ン 8間に張り渡してもよい。この場合、各ボビン 8に各 1基のモー夕一 7を設け、 細線 2の張力を 2基のモーターに反対方向の回転力を与えることにより生じさ せ、 その強さは回転力の強さにて調節する。 又、 細線 2の老朽化による切断を防 いで、 細線 2の張り直し及び張力の調整の頻度増大による切断効率の低下を防ぐ 観点より、 適宜な回数の切断を行う毎にモーターを回転させ、 切断に使用する細 線 2の部位を変えてもよい。 尚、 上記の目的に使用が可能である限り、 モーター の種類に特に制限はないが、 サーボモーター、 トルクモー夕一等が好適に用いら れる。

この場合に、 八二カム成形体 5を細線 2を用いて切断するには、 細線 2を 2 5 O mmZ秒以下の速度で下方に移動させることが好ましい。 2 5 O mmZ秒を超 える場合には、 隔壁の厚さとの関係で、 セル構造が変形し潰れを生じさせる場合 があるからである。

又、 本発明の切断方法により切断するハニカム成形体の端面の形状に特に制限 はなく、 円形、 楕円形、 四角形、 三角形、 五角形、 六角形等種々の形状の端面を 有するハニカム成形体を好適に切断することができる。

また、 本発明においては、 図 4に示すように、 搬送路にセラミックハニカム成 形体 5の切断部位を少なくとも 2箇所に設け、 細線 2にてセラミックハニカム成 形体 5を複数箇所にて切断することが好ましい。

上述した通り、 八二カム構造体の隔壁はより薄肉化する方向にあるが、 その薄 い隔壁を変形させることなく切断を行うには、 より細い細線を用いて、 より弱い 張力で切断するとよいことが分かっている。 しかし、 より細い細線を用いて、 よ り弱い張力で切断を行えば、 細線の強度は弱くなり、 緩やかな速度で切断するこ とが必要になり、 生産効率は低下することになる。

そこで、 本発明によれば、 切断部位を少なくとも 2箇所に設け、 複数本の細線 2を搬送台 6と同期をさせながら同時期的に切断し切断効率を上げることで、 生 産効率を低下させないで緩やかな切断が可能となる。 この発明を用いれば、 これ からのハニカム構造体の薄肉化にも容易に対応できることとなる。

以下、 本発明を図示の実施例を用いてさらに詳しく説明するが、 本発明はこれ らの実施例に限られるものではない。

(実施例 1 )

セラミックハニカム成形体の外周に切断誘導溝を設けた後、 その切断誘導溝に 細線をあてがい、 細線をセラミックハニカム成形体に押しつけることのみにより 切断し、 切断したハニカム成形体の歪みを測定した。

切断は、 端面の形状が直径 1 1 1 . O mmの円形であり、 隔壁の厚さが 1 2 0 m、 セルピッチが 1 . 4 0 mm、 外周の厚さが 0 . 5 O mmである焼成前のセ ラミックハニカム成形体に対して行った。図 3に示すように、成形機（図示せず。） から搬送路を通って、 5 OmmZ秒の速度で搬出されてきたセラミックハニカム 成形体 5に対し、 まず、 搬送路に設置したナイフ 12にて 22 Omm間隔で切断 誘導溝 10を設け、 次ぎに、 搬送路においてナイフ 12の 22 Omm下流側に設 置した細線 2にてセラミック八二カム成形体 5を切断した。

ナイフ 12は超鋼製で刃幅 1. Ommのものを用いた。 このナイフ 12をセラ ミックハ二カム成形体 5の外周に、 八二カム体 5の貫通孔 9とほぼ直角に 75 m mZ秒の速度で移動させることにより、 切断誘導溝 10を設けた。 切断誘導溝 1 0の深さは lmm、 即ち外周の厚さと同じとし、 切断誘導溝 10の幅は lmmと した。 又、 切断誘導溝 10は、 図 2に示すように、 切断誘導溝 10の両端とハニ カム成形体 5の円形断面の中心点 13とを結ぶ 2本の直線の交わる角度が 80° になるように設けた。

細線 2は鋼製で直径 0. 07 Ommのものを用いた。 細線 2は、 図 1 (b) に 示すように、 2基のサーボモ一ター （図示せず。） に 62 Ommの間隔で設けた ボビン 8間に張り渡して使用した。 細線 2には、 2基のサーボモーターに反対方 向の回転力を与えることにより 750 g f の張力を生じさせた。 切断は、 細線 2 を 20 OmmZ秒の速度で下方に移動させ、 ハニカム体 5に押しつけることによ り行った。

切断した成形体の歪みを真円度を測定することにより調べた。 真円度の測定は デジタルノギス等を用いて自動計測により行った。 測定部位を図 7 (b) に、 結 果を図 7 (a) に示す。

(実施例 2 )

切断は、 図 4に示すように、 成形機 （図示せず。） から搬送路を通って、 50 mmZ秒の速度で搬出されてきたセラミックハニカム成形体 5に対し、 まず、 搬 送路に設置したナイフ 12にて 22 Omm間隔で切断誘導溝 10を設け、次ぎに、 搬送路においてナイフ 12の 65 Omm下流側に設置した細線 2及び、 更に 19 Omm下流側に設置した細線 2にてセラミックハニカム成形体 5を切断した。 細線 2は鋼製で直径 0. 055mmのものを用いた。 細線 2には、 2基のサー ボモ一夕一に反対方向の回転力を与えることにより 500 g f の張力を生じさせ た。 切断は、 細線 2を 5 Omm/秒の速度で下方に移動させ、 ハニカム体 5に押 しっけることにより行った。

他の条件は実施例 1と同様とした。 切断した成形体の歪みを、 実施例 1と同様 に真円度を測定することにより調べた。 結果を図 7 ( a ) に示す。

(比較例 1 )

図 5に示すように、 2つの滑車 1の間に張った細線 2にバネ 3にて張力を与え、 この細線 2をその長さ方向に往復運動させることによりセラミックハニカム成形 体 5を切断し、 切断した八二カム成形体の歪みを測定した。

切断は、 成形機から搬送路を通って搬出されてきたセラミックハニカム成形体 5に対し、 2 0 O mmZ秒の速度で往復運動をする細線 2を 2 0 O mmZ秒の速 度で下方に移動させることにより行った。 他の条件は実施例 1と同様とした。 切 断した成形体の歪みを、 実施例 1と同様に真円度を測定することにより調べた。 結果を図 7 ( a ) に示す。

(比較例 2 )

図 6に示すように、 2基のサーボモーター 7に設けたボビン 8間に張った細線 2に、 サーボモ一夕一 7のトルクを調節することにより適宜な張力を与えつつ、 サーボモーター 7の回転により細線 2を一方のボビン 8に巻き取る過程で、 セラ ミックハ二カム成形体 5を切断した。

切断は、 成形機から搬送路を通って搬出されてきたセラミックハニカム成形体 5に対し、 2 5 O mmZ秒の速度で巻き取る過程の細線 2を 1 0 O mmZ秒の速 度で下方に移動させることにより行った。 他の条件は実施例 1と同様とした。 切 断した成形体の歪みを、 実施例 1と同様に真円度を測定することにより調べた。 結果を図 7 ( a ) に示す。

図 7 ( a ) より、 実施例 1及び 2の方法で切断した場合には、 切断物の真円度 は小さいのに対し、 比較例 1の方法で切断した場合には、 切断物の真円度が大き いことがわかる。 産業上の利用可能性

本発明の切断方法を用いることにより、 1 2 5 m以下という薄い隔壁を有す るセラミックハ二カム成形体を、歪みを生じさせることなく切断することができ、 又、 細線の切断頻度を小さくすることができるため、 切断効率を向上させること ができる。 又、 細線をボビン間に張り、 適宜な回数の切断を行う毎に、 切断に使 用する細線の部位を変えることとすれば、 細線の切断頻度をさらに小さくするこ とができるため、 切断効率をより向上させることができる。

さらに、 切断部位を少なくとも 2箇所に設け、 セラミックハニカム成形体を複 数箇所にて切断することとすれば、 生産効率を落とすことなく緩やかな切断が可 能となるので、 1 2 5 以下という開口率の高い、 薄いハニカム構造体の隔壁 を変形し潰してしまうことなく切断することができる。 また、 この場合には、 各 切断部位における単位時間当たりの切断回数は半分になることから、 同じ長さの 細線を使用しても、 切断部位が 1箇所の場合に比べ 2倍の時間の連続生産が可能 となる。

したがって、 本発明の切断方法により得られるセラミックハニカム成形体は、 次いで乾燥、 焼成してハニカム構造体とされ、 集塵フィルター、 排ガス浄化触媒 用担体等として好ましく用いられる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 適宜な張力にて張った細線にて、 セラミックハニカム成形体を、 その貫通 孔の向きに対してほぼ直角に切断するセラミック八二カム成形体の切断方法であ つて、

セラミックハニカム成形体の外周に、 貫通孔の向きに対してほぼ直角に、 該外 周を貫通する切断誘導溝を設け、

該切断誘導溝に細線をあてがい、 該細線をセラミックハニカム成形体に押しつ けることのみによりセラミック八二カム成形体を切断することを特徴とするセラ ミックハ二カム成形体の切断方法。

2 . 該細線をボビン間に張り、 適宜な回数の切断を行う毎に、 切断に使用する 細線の部位を変える請求項 1に記載のセラミック八二カム成形体の切断方法。

3 . 該切断誘導溝が該外周のみを貫通する請求項 1又は 2に記載のセラミック 八二カム成形体の切断方法。

4 . ナイフにて該切断誘導溝を設ける請求項 1、 2又は 3に記載のセラミック 八二カム成形体の切断方法。

5 . 成形機より搬送路を通って搬出されてきたセラミックハニカム成形体に、 該搬送路に設置したナイフにて一定間隔で該切断誘導溝を設け、 該搬送路におい て該ナイフの下流側に設置した細線にて該セラミック八二カム成形体を切断する 請求項 1、 2、 3又は 4に記載のセラミック八二カム成形体の切断方法。

6 . 該搬送路にセラミックハニカム成形体の切断部位を少なくとも 2箇所に設 け、 該細線にてセラミック八二カム成形体を複数箇所にて切断する請求項 1〜 5 のいずれか 1項に記載のセラミックハニカム成形体の切断方法。