JP2006159571A - Fundamental honeycomb structure, its extrusion molding die and manufacturing method of large-sized honeycomb structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関やボイラーの燃焼器から排出される排ガス中に含まれるカーボン微粒子、未燃焼の炭化水素、及び窒素酸化物等の各種排出物の処理、並びに各種生活環境から放出される化学物質、埃、及び臭いの処理を触媒反応を利用して行なう際に使用する触媒担持用のハニカム構造体及びそれを成形する成形用ダイスに関する。 The present invention relates to the treatment of various emissions such as carbon particulates, unburned hydrocarbons and nitrogen oxides contained in exhaust gas discharged from internal combustion engines and boiler combustors, and chemicals released from various living environments. The present invention relates to a honeycomb structure for supporting a catalyst used when a substance, dust, and odor are treated using a catalytic reaction, and a forming die for forming the honeycomb structure.
従来、排ガス中の各種排出物を触媒反応を利用して処理する場合、例えば、触媒で形成したハニカム構造体又は表面に触媒が担持されたハニカム構造体を触媒が活性化する温度域に保ちその内部に排ガスを導入し、ハニカム構造体を構成する小孔の側壁と排ガスとの間で十分な接触時間が確保されるようにして排ガスを流通させていた。
ここで、ハニカム構造体の加熱は、流通させる排ガスの熱を利用して行なっているので、内燃機関やボイラーの燃焼器の始動時ではハニカム構造体の温度が低く、しかも排出される排ガスの温度も低いため、触媒が活性化する温度域にハニカム構造体の温度が上昇するまで十分な処理機能を発揮することができないという欠点があった。
そこで、ハニカム構造体加熱用のヒータを設け、側壁の厚みをできるだけ薄くし、ハニカム構造体の温度が素早く触媒が活性化する温度域まで上昇できるようにすることが試みられている。しかし、ハニカム構造体の小孔を形成する側壁の厚みを薄くすると、ハニカム構造体の強度が低下するという問題が生じる。
Conventionally, when various emissions in exhaust gas are treated using a catalytic reaction, for example, a honeycomb structure formed of a catalyst or a honeycomb structure having a catalyst supported on the surface is kept in a temperature range where the catalyst is activated. Exhaust gas was introduced into the inside, and the exhaust gas was circulated so as to ensure sufficient contact time between the side walls of the small holes constituting the honeycomb structure and the exhaust gas.
Here, since the heating of the honeycomb structure is performed using the heat of the exhaust gas to be circulated, the temperature of the honeycomb structure is low at the start of the internal combustion engine and the boiler combustor, and the exhaust gas temperature is discharged. Therefore, there is a disadvantage that a sufficient treatment function cannot be exhibited until the temperature of the honeycomb structure rises in the temperature range where the catalyst is activated.
Therefore, an attempt has been made to provide a heater for heating the honeycomb structure so that the thickness of the side wall is as thin as possible so that the temperature of the honeycomb structure can quickly rise to a temperature range where the catalyst is activated. However, when the thickness of the side wall forming the small holes of the honeycomb structure is reduced, there arises a problem that the strength of the honeycomb structure is lowered.
一方、排ガスと小孔の側壁との間で十分な接触時間が確保されるようにするために、ハニカム構造体の小孔の断面積を小さくして、すなわち、単位面積当たりの小孔の個数を多くして排ガスに接触する側壁の面積を増加させることが試みられている。
しかし、ハニカム構造体の小孔の断面積を小さくすると、排ガスとの接触面積は増加するが、排ガスの流れによる差圧が上昇して排ガスが通過し難くなるという問題が生じると共に、ハニカム構造体を押し出し成形する際の押し出し圧力が上昇し成形性が悪くなるという問題が生じる。更に、押し出し成形用ダイスの加工が複雑になり、押し出し成形用ダイスの耐久性も低下するという問題がある。
On the other hand, in order to ensure sufficient contact time between the exhaust gas and the side walls of the small holes, the cross-sectional area of the small holes of the honeycomb structure is reduced, that is, the number of small holes per unit area Attempts have been made to increase the area of the side wall in contact with the exhaust gas by increasing the amount.
However, when the cross-sectional area of the small holes of the honeycomb structure is reduced, the contact area with the exhaust gas increases, but there arises a problem that the differential pressure due to the flow of the exhaust gas increases and it becomes difficult for the exhaust gas to pass through. There is a problem that the extrusion pressure at the time of extrusion molding increases and the moldability deteriorates. Furthermore, there is a problem that the processing of the extrusion die is complicated and the durability of the extrusion die is also lowered.
そこで、図１１に示すように、内部の基本小孔の隔壁１００の厚みｔc が０．１１ｍｍ以下、外壁１０１の厚みｔs が０．２ｍｍ以上であり、基本小孔の開口率が８０％以上であると共に、最外周部の小孔の側壁１０２の厚みｔr 、基本小孔の隔壁１００の厚みｔc 、及び外壁１０１の厚みｔs が、０．７≦ｔc ／ｔr ≦０．９、 ０．３≦ｔr ／ｔs ≦０．７の関係を満たすようにする高強度薄壁ハニカム構造体１０３が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これによって、小孔の形状が適宜選択された薄壁高強度のハニカム構造体を得ることができる。なお、符号１０４は最外周部の小孔の側壁１０２と基本小孔の隔壁１００との境界線を示す。
ここで、ハニカム構造体の表面に触媒を担持させる方法としては、ハニカム構造体を触媒粒子が分散しているウォッシュコート溶液中に浸漬する方法が広く用いられている。しかしながら、小孔の形状が多角形の場合、図１２（Ａ）〜（Ｃ）にそれぞれ示すように、小孔の隣り合う側壁１０５、１０６、１０７の内側の角部１０８、１０９、１１０では、ウォッシュコート層（コーティング層）の厚みがその他の部位におけるウォッシュコート層の厚みに比較して非常に厚くなるコート溜り１１１、１１２、１１３という現象が生じる。これは、ウォッシュコート溶液の表面張力により、小孔の開口部の形状が円に近づくという原理に起因した結果である。そして、角部１０８、１０９、１１０には必要以上に多くの触媒が担持されることになるため、ハニカム構造体に担持させる触媒の総量が増加し触媒コストの上昇を招くという問題が生じる。
また、角部には周囲の領域に比較して多くの触媒が担持されているため、触媒反応に伴う発熱又は吸熱が大きくなり、角部の温度は周囲の温度と比較して常に高くなる。このため、内燃機関やボイラーの燃焼器が運転と停止を繰り返したり、運転中に運転条件が変動する場合では、角部における温度変動幅は周囲の領域における温度変動幅より大きくなり、角部にはその周囲の領域に比較して大きな熱膨張及び熱収縮が発生することになる。その結果、角部に担持された触媒層にひびが生じ側壁から剥離したり、角部にひび割れが発生したりする。
Here, as a method of supporting the catalyst on the surface of the honeycomb structure, a method of immersing the honeycomb structure in a washcoat solution in which catalyst particles are dispersed is widely used. However, when the shape of the small hole is a polygon, as shown in FIGS. 12A to 12C, the
In addition, since more catalyst is supported in the corner portion than in the surrounding region, heat generation or endotherm accompanying the catalytic reaction is increased, and the temperature of the corner portion is always higher than the ambient temperature. For this reason, when the internal combustion engine or boiler combustor repeats operation and stoppage, or when the operating conditions fluctuate during operation, the temperature fluctuation width at the corner becomes larger than the temperature fluctuation width in the surrounding area, and the corner Therefore, large thermal expansion and contraction occur in the surrounding area. As a result, the catalyst layer supported at the corners cracks and peels off from the side walls, or cracks occur at the corners.
そこで、図１３に示すように、小孔の形状を多角形の小孔に内接する円形にすると、側壁に均一厚みのウォッシュコート層を形成することができるが、排ガスが通過する流路の断面積が減少して排ガス流の差圧が大きくなると共に、排ガスが接触する側壁の総面積も減少するという問題がある。更に、隣り合う二つの小孔間の側壁Ｐの厚みは薄く、隣り合う三つの小孔間の側壁Ｑの厚みは不必要に厚くなって、側壁間に厚みの不均一が生じる。
このため、ハニカム構造体を押し出し成形によって形成する際、隣り合う二つの小孔間の側壁Ｐでは断面積が小さくなり押し出し性は低下し、隣り合う三つの小孔間の側壁Ｑでは断面積が大きくなり押し出し性は向上する。従って、得られたハニカム構造体の中で、隣り合う二つの小孔間の側壁Ｐには押し出し成形時の歪みが残留して、使用時の熱衝撃や物理的（機械的）衝撃に対して弱くなる傾向を示す。
Therefore, as shown in FIG. 13, if the shape of the small holes is a circle inscribed in the polygonal small holes, a washcoat layer having a uniform thickness can be formed on the side wall, but the flow path through which the exhaust gas passes is cut off. There is a problem in that the area is reduced and the differential pressure of the exhaust gas flow is increased, and the total area of the side walls in contact with the exhaust gas is also reduced. Furthermore, the thickness of the side wall P between two adjacent small holes is thin, and the thickness of the side wall Q between three adjacent small holes becomes unnecessarily thick, resulting in uneven thickness between the side walls.
For this reason, when the honeycomb structure is formed by extrusion molding, the cross-sectional area becomes small at the side wall P between two adjacent small holes and the extrudability is lowered, and the cross-sectional area at the side wall Q between three adjacent small holes is small. It becomes larger and pushability improves. Therefore, in the obtained honeycomb structure, the distortion at the time of extrusion molding remains on the side wall P between two adjacent small holes, so that the thermal shock and physical (mechanical) shock during use remain. Shows a tendency to weaken.
また、排ガスを効率的に処理しようとする場合、大口径のハニカム構造体を使用するのが好ましい。そのためには、大型のダイスを準備する必要があるが、大型のダイスの加工は非常に困難であり、また高価になるという問題がある。しかし、大口径のハニカム構造体の需要と、これに使用されるダイスの加工技術や押し出し成形技術とはトレードオフの関係にあり、これ以上の飛躍的改善はあまり期待できない状況に置かれている。 Moreover, when trying to treat exhaust gas efficiently, it is preferable to use a large-diameter honeycomb structure. For this purpose, it is necessary to prepare a large die, but there is a problem that processing of the large die is very difficult and expensive. However, there is a trade-off relationship between the demand for large-diameter honeycomb structures and the processing technology and extrusion technology of the dies used therefor, and there is a situation where further dramatic improvements cannot be expected. .
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、成形時の残留歪みが小さくウォッシュコート層の厚みが小孔の側壁の部位によって異なることが防止された基本ハニカム構造体及びその押し出し成形用ダイス、並びに大型ハニカム構造体の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, a basic honeycomb structure in which residual distortion at the time of molding is small and the thickness of the washcoat layer is prevented from being different depending on the side wall portion of the small hole, and its extrusion molding die, It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a large honeycomb structure.
前記目的に沿う第１の発明に係る基本ハニカム構造体は、同一断面形状の四角形又は六角形の小孔が、隣接した状態で並べて配置される基本ハニカム構造体において、
前記小孔の隣り合う側壁が交わる角部内側は、内表面の断面形状が円弧状又は直線状となった連結部によって滑らかに連結している。
The basic honeycomb structure according to the first invention that meets the above-described object is a basic honeycomb structure in which square or hexagonal small holes having the same cross-sectional shape are arranged side by side in an adjacent state.
The inside of the corner where the adjacent side walls of the small holes meet is smoothly connected by a connecting portion whose inner surface has a circular or linear cross-sectional shape.
前記目的に沿う第２の発明に係る押し出し成形用ダイスは、ベース部と、該ベース部上に、互いに隙間を設けて並べて配置され、断面が同一形状の四角形又は六角形からなる複数のロッド部とを備え、前記ベース部には、該ベース部と前記複数のロッド部の隙間によって形成される溝に原料を供給する複数の注入口を有する押し出し成形用ダイスにおいて、
前記ロッド部の隣り合う側壁の交差部には、角を滑らかにする角取り部が形成され、しかも、前記角取り部の断面幅は、該角取り部が形成される前記側壁の幅の０．０５倍以上で０．４５倍以下の範囲にある。なお、角部を形成する２つの側壁の幅が異なる場合は、２つの側壁の幅の平均値を側壁の幅とする。
The extrusion molding die according to the second invention that meets the above-mentioned object is a base part and a plurality of rod parts that are arranged side by side with a gap on the base part, and are made of a square or a hexagon having the same shape. In the extrusion die having a plurality of inlets for supplying a raw material to a groove formed by the gap between the base portion and the plurality of rod portions,
A chamfered portion for smoothing a corner is formed at the intersection of adjacent side walls of the rod portion, and the cross-sectional width of the chamfered portion is 0 of the width of the side wall where the chamfered portion is formed. .05 times or more and 0.45 times or less. When the widths of the two side walls forming the corner are different, the average value of the widths of the two side walls is set as the width of the side wall.
前記目的に沿う第３の発明に係る大型ハニカム構造体の製造方法は、必要とする大型ハニカム構造体を、それぞれ周囲に外壁を有し内部に同一断面形状の四角形又は六角形の複数の小孔を備える同一又は異なる形状の基本ハニカム構造体に分割し、
前記それぞれの基本ハニカム構造体を、ベース部と、該ベース部上に、互いに隙間を設けて並べて配置され、断面が同一形状の四角形又は六角形からなる複数のロッド部とを有し、前記ベース部には、該ベース部と前記複数のロッド部の隙間によって形成される溝に原料を供給する複数の注入口を有し、更に前記ロッド部の隣り合う側壁の交差部には、角を滑らかにする角取り部が形成され、しかも、前記角取り部の断面幅は、該角取り部が形成される前記側壁の中で短い側の側壁の幅の０．０５倍以上で０．４５倍以下の範囲にある押し出し成形用ダイスによって製造し、
最終的には、前記基本ハニカム構造体を連結する。
A method for manufacturing a large honeycomb structure according to the third aspect of the present invention, in which a required large honeycomb structure has a plurality of rectangular or hexagonal small holes each having an outer wall around the inside and having the same cross-sectional shape inside. Divided into basic honeycomb structures of the same or different shapes,
Each of the basic honeycomb structures includes a base portion, and a plurality of rod portions each having a quadrangular shape or a hexagonal shape with the same cross-section and arranged on the base portion with a gap therebetween. The portion has a plurality of inlets for supplying the raw material to a groove formed by the gap between the base portion and the plurality of rod portions, and the corners of the adjacent side walls of the rod portion have smooth corners. And the cross-sectional width of the chamfered portion is 0.05 times or more and 0.45 times the width of the short side wall among the side walls on which the chamfered portion is formed. Produced with an extrusion die in the following range,
Finally, the basic honeycomb structure is connected.
前記目的に沿う第４の発明に係る大型ハニカム構造体の製造方法は、並べて配置された複数の押し出し成形用ダイスに同時に原料を注入して、大型ハニカム構造体を製造する方法であって、
前記各押し出し成形用ダイスは、ベース部と、該ベース部上に、互いに隙間を設けて並べて配置され、断面が同一形状の四角形又は六角形からなる複数のロッド部とを有し、前記ベース部には、該ベース部と前記複数のロッド部の隙間によって形成される溝に原料を供給する複数の注入口を有し、前記ロッド部の隣り合う側壁の交差部には、角を滑らかにする角取り部が形成され、しかも、前記角取り部の断面幅は、該角取り部が形成される前記側壁の中で短い側の側壁の幅の０．０５倍以上で０．４５倍以下の範囲にある。
A method for manufacturing a large honeycomb structure according to a fourth invention that meets the above-described object is a method for manufacturing a large honeycomb structure by simultaneously injecting raw materials into a plurality of extrusion forming dies arranged side by side.
Each of the extrusion dies has a base portion and a plurality of rod portions that are arranged side by side with a gap on the base portion and are formed of a square or a hexagon having the same cross section. Has a plurality of inlets for supplying a raw material to a groove formed by a gap between the base portion and the plurality of rod portions, and the corners of the adjacent side walls of the rod portion have smooth corners. A chamfered portion is formed, and the cross-sectional width of the chamfered portion is not less than 0.05 times and not more than 0.45 times the width of the short side wall among the side walls on which the chamfered portion is formed. Is in range.
第１の発明に係る基本ハニカム構造体においては、小孔の隣り合う側壁が交わる角部内側を、内表面の断面形状が円弧状又は直線状となった連結部によって滑らかに連結するので、基本ハニカム構造体を触媒粒子が分散しているウォッシュコート溶液中に浸漬して側壁にウォッシュコート層を形成した際に、隣り合う側壁が交わる角部内側で発生するコート溜りを従来よりも減少させることができる。
特に、連結部の断面幅が、連結部が連接する側壁の中で短い側の側壁の幅の０．０５倍以上で０．４５倍以下の範囲にある場合は、側壁と連結部の内側に形成される角度を、隣り合う側壁の内側に形成される角度より大きくすることができ、コート溜りを減少させると共に小孔内に均一な厚みのウォッシュコート層を形成し易くすることができる。
In the basic honeycomb structure according to the first aspect of the present invention, the inner side of the corner where the adjacent side walls of the small holes intersect is smoothly connected by the connecting portion whose inner surface has a circular or linear cross-sectional shape. When the honeycomb structure is immersed in a washcoat solution in which catalyst particles are dispersed to form a washcoat layer on the side walls, the amount of coat accumulation generated at the corners where adjacent side walls meet is reduced compared to the conventional case. Can do.
In particular, when the cross-sectional width of the connecting portion is in the range of 0.05 to 0.45 times the width of the short side wall among the side walls connected to the connecting portion, The formed angle can be made larger than the angle formed inside the adjacent side wall, and the coating pool can be reduced and a wash coat layer having a uniform thickness can be easily formed in the small holes.
第２の発明に係る押し出し成形用ダイスにおいては、ロッド部の隣り合う側壁の交差部に、角を滑らかにする角取り部が形成され、しかも、角取り部の断面幅が、角取り部が形成される側壁の幅の０．０５倍以上で０．４５倍以下の範囲にあるので、注入された原料が溝を通過する際の通過抵抗を小さくすることができ、押し出し成形用ダイス内での原料圧密度の差や押し出し速度の差を小さくすることが可能になる。その結果、内部歪みの少ないハニカム構造体を得ることができ、使用時の急熱急冷に対する耐久性を向上させることができる。 In the extrusion molding die according to the second invention, a chamfered portion for smoothing the corner is formed at the intersection of adjacent side walls of the rod portion, and the cross-sectional width of the chamfered portion is Since it is in the range of 0.05 times or more and 0.45 times or less of the width of the side wall to be formed, it is possible to reduce the passage resistance when the injected raw material passes through the groove, and in the extrusion die. It is possible to reduce the difference in raw material pressure density and the difference in extrusion speed. As a result, a honeycomb structure with less internal strain can be obtained, and durability against rapid heating and quenching during use can be improved.
第３の発明に係る大型ハニカム構造体の製造方法においては、同一又は異なる形状の基本ハニカム構造体を連結して必要とする大型ハニカム構造体を製造するので、大型ハニカム構造体を容易かつ安価に製造することができる。また、各基本ハニカム構造体では小孔内でのコート溜まりの発生を抑えて均一な厚みのウォッシュコート層を形成することができるので、大型ハニカム構造体の小孔内にウォッシュコート層を形成する際に消費されるウォッシュコート溶液量を減少させることが可能になる。
更に、均一な厚みのウォッシュコート層が形成されることから、各側壁には均一な量の触媒を担持することができ、触媒反応に伴う発熱又は吸熱を大型ハニカム構造体で均一にすることが可能になる。その結果、大型ハニカム構造体で発生する熱膨張及び熱収縮を均一にすることができ、担持された触媒層にひびが生じて側壁から剥離したり、側壁にひび割れが発生するのを防止できる。
In the method for manufacturing a large honeycomb structure according to the third invention, the required large honeycomb structure is manufactured by connecting basic honeycomb structures of the same or different shapes, so that the large honeycomb structure can be manufactured easily and inexpensively. Can be manufactured. In addition, in each basic honeycomb structure, it is possible to form a washcoat layer having a uniform thickness while suppressing the occurrence of coat accumulation in the small holes, so the washcoat layer is formed in the small holes of the large honeycomb structure. It is possible to reduce the amount of washcoat solution consumed at the time.
Furthermore, since a washcoat layer having a uniform thickness is formed, each side wall can carry a uniform amount of catalyst, and heat generation or heat absorption associated with the catalytic reaction can be made uniform in the large honeycomb structure. It becomes possible. As a result, it is possible to make the thermal expansion and contraction generated in the large honeycomb structure uniform, and it is possible to prevent the supported catalyst layer from cracking and peeling from the side wall or cracking from the side wall.
第４の発明に係る大型ハニカム構造体の製造方法においては、大型ハニカム構造体用の大型成形ダイスを作製する必要がないので、短期間で容易かつ安価に大型ハニカム構造体を製造することができる。また、大型ハニカム構造体の小孔内にコート溜まりの発生を抑えて均一な厚みのウォッシュコート層を形成することができるので、消費されるウォッシュコート溶液量を減少させることが可能になる。
更に、均一な厚みのウォッシュコート層が形成されることから、各側壁には均一な量の触媒を担持することができ、触媒反応に伴う発熱又は吸熱を大型ハニカム構造体で均一にすることが可能になる。その結果、大型ハニカム構造体で発生する熱膨張及び熱収縮を均一にすることができ、担持された触媒層にひびが生じて側壁から剥離したり、側壁にひび割れが発生するのを防止できる。
In the method for manufacturing a large honeycomb structure according to the fourth aspect of the invention, it is not necessary to prepare a large forming die for the large honeycomb structure, so that the large honeycomb structure can be manufactured easily and inexpensively in a short period of time. . In addition, since a washcoat layer having a uniform thickness can be formed in the small holes of the large honeycomb structure while suppressing generation of coat accumulation, the amount of washcoat solution consumed can be reduced.
Furthermore, since a washcoat layer having a uniform thickness is formed, each side wall can carry a uniform amount of catalyst, and heat generation or heat absorption associated with the catalytic reaction can be made uniform in the large honeycomb structure. It becomes possible. As a result, it is possible to make the thermal expansion and contraction generated in the large honeycomb structure uniform, and it is possible to prevent the supported catalyst layer from cracking and peeling from the side wall or cracking from the side wall.
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の第１の実施の形態に係る基本ハニカム構造体の部分平面図、図２は本発明の第２の実施の形態に係る押し出し成形用ダイスの部分平面図、図３は同押し出し成形用ダイスの部分側面図、図４（Ａ）は本発明の第３の実施の形態に係る大型ハニカム構造体の平面図、（Ｂ）及び（Ｃ）は同大型ハニカム構造体の製造方法で使用する基本ハニカム構造体の平面図、図５（Ａ）は変形例に係る大型ハニカム構造体の平面図、（Ｂ）は同大型ハニカム構造体の製造方法で使用する基本ハニカム構造体の平面図、図６（Ａ）は別の変形例に係る大型ハニカム構造体の平面図、（Ｂ）、（Ｃ）は同大型ハニカム構造体の製造方法で使用する基本ハニカム構造体の平面図、図７は本発明の第４の実施の形態に係る大型ハニカム構造体の製造方法で使用する複数の押し出し成形用ダイスを組み合わせて構成した大型成形ダイスの平面図、図８は（Ａ）は同大型成形ダイスで製造した大型ハニカム構造体の平面図、（Ｂ）は大型ハニカム構造体を収容するケースの平面図、（Ｃ）はケース内に収容した大型ハニカム構造体の状態を示す平面図、図９は（Ａ）は同大型成形ダイスで製造した大型ハニカム構造体の平面図、（Ｂ）は大型ハニカム構造体を収容する別のケースの平面図、（Ｃ）はケース内に収容した大型ハニカム構造体の状態を示す平面図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
Here, FIG. 1 is a partial plan view of a basic honeycomb structure according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partial plan view of an extrusion die according to the second embodiment of the present invention. 3 is a partial side view of the extrusion molding die, FIG. 4A is a plan view of a large honeycomb structure according to a third embodiment of the present invention, and FIGS. 4B and 4C are the large honeycomb structure. FIG. 5A is a plan view of a large honeycomb structure according to a modification, and FIG. 5B is a basic honeycomb structure used in the method for manufacturing the large honeycomb structure. 6A is a plan view of a large honeycomb structure according to another modification, and FIGS. 6B and 6C are planes of a basic honeycomb structure used in the method for manufacturing the large honeycomb structure. FIG. 7 shows a large honeycomb structure according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 8A is a plan view of a large honeycomb structure manufactured by using the same large molding die, and FIG. 8B is a large plan view of the large molding die formed by combining a plurality of extrusion molding dies used in the manufacturing method. FIG. 9C is a plan view showing a state of the large honeycomb structure housed in the case, and FIG. 9A is a plan view of the large honeycomb structure manufactured with the same large forming die. FIG. 4B is a plan view of another case that accommodates the large honeycomb structure, and FIG. 4C is a plan view showing a state of the large honeycomb structure accommodated in the case.
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る基本ハニカム構造体１０は、同一断面形状の正六角形の小孔１１が隣接した状態で並べて配置され、小孔１１の隣り合う側壁１２が交わる角部内側は、内表面の断面形状が直線状となった連結部１３によって滑らかに連結している。
ここで、連結部１３の断面幅Ｗは、連結部１３が連接する側壁１２の幅Ａの０．０５倍以上で０．４５倍以下の範囲にある。なお、正六角形の小孔１１であるため、側壁１２の幅Ａはすべて実質的に同一長さである。連結部１３が存在しない場合、図１０に示すように、隣り合う側壁１２の内側の角部の角度α（以下、単に二面角αという）は１２０°であるが、連結部１３が存在する場合、連結部１３と側壁１２の内側の角部の角度β（以下、単に二面角βという）は１５０°となる。
このため、基本ハニカム構造体１０を触媒粒子が分散しているウォッシュコート溶液中に浸漬して側壁１２及び連結部１３にウォッシュコート層を形成した際に発生するコート溜りの総量を減少させて、小孔１１内にほぼ均一な厚みのウォッシュコート層を形成することができる。
As shown in FIG. 1, the
Here, the cross-sectional width W of the connecting
For this reason, the total amount of the coating pool generated when the
連結部の断面幅Ｗが０．０５Ａ未満では、連結部を介して隣り合う側壁１２間の距離が小さくなり過ぎて、基本ハニカム構造体１０をウォッシュコート溶液中に浸漬して引き上げウォッシュコート層を形成する際に、隣り合う側壁１２の影響を直接受けて発生するコート溜りが大きくなる。一方、連結部の断面幅Ｗが０．４５Ａを超えると、側壁１２の両側に連接する連結部同士が接近し過ぎて、隣り合う連結部の影響が強くなりコート溜りが大きくなる。このため、連結部の断面幅Ｗを、０．０５Ａ以上、好ましくは０．０６Ａ以上で０．４５Ａ以下好ましくは０．１Ａ以下とした。
なお、基本ハニカム構造体１０を構成する材料は、熱膨張係数の小さな耐熱材料であることが好ましく、例えば、コーディエライト、ムライト、窒化珪素、又は炭化硅素を用いて構成することができる。
If the cross-sectional width W of the connecting portion is less than 0.05A, the distance between the
In addition, it is preferable that the material which comprises the
図２、図３に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る押し出し成形用ダイス１４は、ベース部１５と、ベース部１５上に、互いに隙間を設けて並べて配置され、断面が同一形状の正六角形からなる複数のロッド部１６とを備え、ベース部１５には、ベース部１５と複数のロッド部１６の隙間によって形成される溝１７に原料を供給する複数の注入口１８を有している。なお、各溝１７の交差部の背面側（ベース部１５側）にはロッド部１６の基側角部を切り欠いて原料溜まり部１８ａが形成され、各溝１７は原料溜まり部１８ａを介して注入口１８と連通している。そして、ロッド部１６の隣り合う側壁の交差部には、角を滑らかにする角取り部１９が形成され、角取り部１９の断面幅Ｖは、角取り部１９が形成される側壁の幅Ｃの０．０５倍以上で０．４５倍以下の範囲にある。
これによって、原料が各溝１７内を通過する際の通過抵抗を小さくすることができ、押し出し成形時における原料圧密度の差や押し出し速度の差を小さくすることができる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the extrusion molding die 14 according to the second embodiment of the present invention is arranged side by side with a gap on the
Thereby, the passage resistance when the raw material passes through each
角取り部の断面幅Ｖが０．０５Ｃ未満では、角取りの効果が小さ過ぎてロッド部１６の角部の影響が残り原料が各溝内を通過する際の通過抵抗を下げることができず、押し出し成形時における原料圧密度の差や押し出し速度の差が大きくなる。一方、角取り部の断面幅Ｖが０．４５Ｃを超えると、溝の幅が場所によって大きく異なるようになるため、押し出し成形時における原料圧密度の差や押し出し速度の差が大きくなる。
このため、角取り部の断面幅Ｖを、０．０５Ｃ以上で０．４５Ｃ以下とした。ここで、最適な角取り部の断面幅Ｖは原料の状態（粒度分布、可塑変形性）、押し出し成形用ダイスの材質、及び押し出し圧等で若干変化するが、側壁の幅Ｃの０．０６以上で０．１以下の場合に押し出し成形性が最もよくなる。なお、ロッド部１６及びベース部１５は、例えば、合金工具鋼材を用いて構成することができ、面取りは放電加工により行なうことができる。
If the cross-sectional width V of the chamfered portion is less than 0.05C, the effect of chamfering is too small, and the influence of the corner portion of the
For this reason, the cross-sectional width V of the chamfered portion is set to 0.05C or more and 0.45C or less. Here, the optimum cross-sectional width V of the chamfered portion varies slightly depending on the state of the raw material (particle size distribution, plastic deformability), the material of the extrusion die, the extrusion pressure, and the like, but the side wall width C is 0.06. When the above is 0.1 or less, the extrusion moldability is the best. In addition, the
本発明の第３の実施の形態に係る大型ハニカム構造体の製造方法は、例えば、図４（Ａ）に示すような断面が正六角形の大型ハニカム構造体２０を製造する方法で、図４（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、製造する大型ハニカム構造体２０を、周囲に外壁２１を有し内部に同一断面形状の正六角形の複数の小孔１１を備える第１の基本ハニカム構造体２２と、周囲に外壁２３を有し内部に同一断面形状の正六角形の複数の小孔１１を備える第２の基本ハニカム構造体２４に分割する工程を有している。
また、大型ハニカム構造体２０の製造方法は、第２の実施の形態に係る押し出し成形用ダイス１４を用いて、第１及び第２の基本ハニカム構造体２２、２４の原形となる成形体をそれぞれ製造し、各成形体を乾燥させてから焼成する工程を有している。更に、大型ハニカム構造体２０の製造方法は、焼成して得られた第１及び第２の基本ハニカム構造体２２、２４を連結して大型ハニカム構造体２０を構成する工程を有している。これによって、断面形状が正六角形の大口径のハニカム構造体を容易にかつ安価に得ることができる。
The method for manufacturing a large honeycomb structure according to the third embodiment of the present invention is, for example, a method for manufacturing a
Further, the manufacturing method of the
また、押し出し成形用ダイス１４を用いて、第１及び第２の基本ハニカム構造体２２、２４の原形となる成形体をそれぞれ製造する場合、各成形体における連結部１３の断面幅Ｗ及び側壁１２の幅Ａは、押し出し成形用ダイス１４の角取り部１９の断面幅Ｖ及び側壁の幅Ｃとそれぞれ実質的に一致する。また、各成形体は乾燥させて乾燥体とし、この乾燥体を焼成することにより基本ハニカム構造体２２、２４が得られる。
ここで、成形体は乾燥中に収縮するので乾燥体の寸法は成形体の寸法より減少し、乾燥体は焼成中に収縮するので基本ハニカム構造体２２、２４の寸法は乾燥体の寸法より減少する。従って、押し出し成形用ダイス１４の角取り部１９の断面幅Ｖ及び側壁の幅Ｃは、第１及び第２の基本ハニカム構造体２２、２４の連結部１３の断面幅Ｗ及び側壁１２の幅Ａに対して、それぞれ焼成収縮率及び乾燥収縮率を考慮して決定する。更に、成形体の外壁の幅の寸法も、第１及び第２の基本ハニカム構造体２２、２４の外壁２１、２３の幅の寸法に対して、焼成収縮率及び乾燥収縮率を考慮して決定する。
Further, when the molded bodies that are the original shapes of the first and second
Here, since the molded body shrinks during drying, the size of the dried body is smaller than the size of the molded body, and since the dried body shrinks during firing, the dimensions of the
そして、大型ハニカム構造体２０を触媒粒子が分散しているウォッシュコート溶液中に浸漬して、第１及び第２の基本ハニカム構造体２０、２４の各小孔１１を形成する側壁１２及び連結部１３にウォッシュコート層を形成する。小孔１１の隣り合う側壁１２が交わる角部内側は連結部１３によって滑らかに連結されているので、コート溜まりの発生を防止してほぼ均一な厚みのウォッシュコート層を形成することができる。その結果、必要以上に多くの触媒が担持されるのが防止され、触媒の使用量が減少することで触媒コストの低減を図ることができる。
また、小孔１１内にほぼ均一な厚みのウォッシュコート層が形成されることから、触媒反応に伴う発熱又は吸熱が大型ハニカム構造体２０の各小孔１１内で一様に生じ、大型ハニカム構造体２０内での温度分布が一様になる。このため、内燃機関やボイラーの燃焼器が運転と停止を繰り返したり、運転中に運転条件が変動する場合の温度変動幅の差が大型ハニカム構造体２０内で発生せず、大型ハニカム構造体２０全体が一様に熱膨張及び熱収縮して、担持された触媒層にひびが生じ側壁１２から剥離したり、側壁１２にひび割れが発生するのを防止できる。
Then, the
Further, since a wash coat layer having a substantially uniform thickness is formed in the
なお、必要とする大型ハニカム構造体の外形形状に応じて、大型ハニカム構造体を基本ハニカム構造体に分割する方法を選択することにより、大型のハニカム構造体を容易に得ることができる。例えば、図５（Ａ）に示すような断面が矩形の大型ハニカム構造体２５を製造する場合では、図５（Ｂ）に示すように、大型ハニカム構造体２５を、断面が矩形で周囲に外壁２６、２６ａを有し内部に同一断面形状の正六角形の複数の小孔１１を備える第３の基本ハニカム構造体２７に分割し、第２の実施の形態に係る押し出し成形用ダイス１４を用いて第３の基本ハニカム構造体２７の原形となる成形体を製造して焼成し、焼成して得られた第３の基本ハニカム構造体２７の各外壁２６、２６ａ同士を密接させて並べることにより構成する。これによって、断面が矩形の大型ハニカム構造体２５を容易にかつ安価に得ることができる。
A large honeycomb structure can be easily obtained by selecting a method of dividing the large honeycomb structure into basic honeycomb structures according to the required outer shape of the large honeycomb structure. For example, in the case of manufacturing a
更に、図６（Ａ）に示すような断面が円形の大型ハニカム構造体２８を製造する場合では、大型ハニカム構造体２８を、例えば、同一中心に対して半径の異なる第１及び第２の円弧外壁２８ａ、２８ｂと各円弧外壁２８ａ、２８ｂの両端を結ぶ平面外壁２９を有し内部に同一断面形状の正六角形の複数の小孔１１を備える第４の基本ハニカム構造体３０と、断面が円形で周囲に外壁３１を有し内部に同一断面形状の正六角形の複数の小孔１１を備える第５の基本ハニカム構造体３２に分割する。そして、第２の実施の形態に係る押し出し成形用ダイス１４を用いて各基本ハニカム構造体３０、３２の原形となる成形体を成形して焼成する。
次いで、得られた第４の基本ハニカム構造体３０の平面外壁２９同士を密接させて円環状の構造体を形成し、第２の円弧外壁２８ｂで囲まれた孔内に第５の基本ハニカム構造体３２を装入し、第５の基本ハニカム構造体３２の外壁３１と第２の円弧外壁２８ｂとを密接させる。これによって、断面が円形の大型ハニカム構造体２８を容易にかつ安価に得ることができる。
Further, in the case of manufacturing a
Next, the planar
本発明の第４の実施の形態に係る大型ハニカム構造体の製造方法は、図７に示すように、断面が正六角形となる第２の実施の形態に係る押し出し成形用ダイス１４を並べて配置して大型成形ダイス３３形成し、この大型成形ダイス３３を図示しない押し出し成形機に組み込んで各押し出し成形用ダイス１４に同時に原料を注入して、図８（Ａ）及び図９（Ａ）に示すような大型ハニカム構造体３４の原形となる成形体を成形する工程と、得られた成形体を乾燥して焼成する工程を有している。これによって、大型ハニカム構造体３４を短期間で容易かつ安価に製造できる。
In the method for manufacturing a large honeycomb structure according to the fourth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 7, the extrusion dies 14 according to the second embodiment having a regular hexagonal cross section are arranged side by side. As shown in FIG. 8 (A) and FIG. 9 (A), a large molding die 33 is formed, and the large molding die 33 is incorporated into an extrusion molding machine (not shown) and raw materials are simultaneously injected into each extrusion molding die 14. And a step of forming a molded body that is an original shape of the
更に、大型ハニカム構造体３４の有する小孔１１では、隣り合う側壁１２の内側は連結部１３により滑らかに連結しているので、大型ハニカム構造体３４を触媒粒子が分散しているウォッシュコート溶液中に浸漬して小孔１１を形成する側壁１２及び連結部１３にウォッシュコート層を形成する際に、コート溜まりの発生を防止してほぼ均一な厚みのウォッシュコート層を形成することができる。
その結果、必要以上に多くの触媒が担持されるのが防止され、触媒の使用量が減少することで触媒コストの低減を図ることができる。また、小孔１１内にほぼ均一な厚みのウォッシュコート層が形成されることから、大型ハニカム構造体３４内の側壁１２及び連結部１３の表面に均一な量の触媒を担持させることができる。
Further, in the
As a result, it is possible to prevent an excessive amount of catalyst from being supported, and to reduce the catalyst cost by reducing the amount of catalyst used. In addition, since a wash coat layer having a substantially uniform thickness is formed in the
そして、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように内側に、大型ハニカム構造体３４の外周側に形成されている凹部３５に嵌入する凸部３６と、大型ハニカム構造体３４の突出部の外壁３７に当接する支持部３８が形成されたケース３９内に大型ハニカム構造体３４を装着させて、図８（Ｃ）に示すような排ガス処理システム４０を構成して排ガスを通過させた際に、大型ハニカム構造体３４内の側壁１２及び連結部１３の表面には均一な量の触媒が担持されているので、触媒反応に伴う発熱又は吸熱が大型ハニカム構造体３４内で一様に生じ、大型ハニカム構造体３４内での温度分布を一様にすることができる。
このため、内燃機関やボイラーの燃焼器が運転と停止を繰り返したり、運転中に運転条件が変動する場合の温度変動幅の差が大型ハニカム構造体３４内で発生せず、大型ハニカム構造体３４全体が一様に熱膨張及び熱収縮して、担持された触媒層にひびが生じ側壁１２から剥離したり、側壁１２にひび割れが発生するのを防止できる。
Then, as shown in FIGS. 8A and 8B, on the inner side, a
For this reason, a difference in temperature fluctuation width does not occur in the
また、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように内側に大型ハニカム構造体３４の突出部の外壁３７に当接する支持部３８のみが形成されたケース４１内に大型ハニカム構造体３４を装着させて、図９（Ｃ）に示すような排ガス処理システム４２を構成した場合、ケース４１の内側と大型ハニカム構造体３４との間に貫通する空間部４３を形成することができる。そして、この空間部４３に、加温した空気を流して触媒反応により生じる反応熱がケース４１側に流出するのを防止したり、冷却した空気を流して触媒反応により発生した熱を除去することができ、触媒反応を促進することができる。
なお、押し出し成形用ダイスの組み合わせ方法を変えることにより、あるいは押し出し成形用ダイスの断面形状を変えることにより、種々の断面形状を有する大型成形ダイスを形成することができ、それを用いることにより種々の断面形状を有する大型ハニカム構造体を成形することができる。
Further, as shown in FIGS. 9A and 9B, the
In addition, by changing the combination method of the extrusion dies, or by changing the cross-sectional shape of the extrusion dies, large dies having various cross-sectional shapes can be formed. A large honeycomb structure having a cross-sectional shape can be formed.
［実施例１］
合金工具鋼材から直径が２５．４ｍｍのベース部と、ベース部の一面側に断面が正六角形のロッドを、隙間を設けて平行かつ立体的に配置（約６００本／平方インチ）して隣り合うロッド間に溝が形成されるようにした。また、溝の底部に複数の注入口を設けてベース部内に形成した原料供給路と連通状態にし、更に、ロッド部の角部を放電加工により面取りして押し出し成形用ダイスを作製した。なお、面取り幅は、正六角形の一辺の長さの１／１８とした。
作製した押し出し成形用ダイスを押し出し成形機に組み込み、市販のコーディエライトから粒度調整した原料粉末に粘土と水を添加して脱気しながら混練して原料を調製して、押し出し成形用ダイスから原料を押し出して長さが１００ｍｍの基本ハニカム構造体を成形した。このときの押し出し圧は４．７ＭＰａで、１００ｍｍの基本ハニカム構造体を成形するのに３０秒を要した。成形した後２４時間乾燥させた乾燥品を１２００℃で焼成し、焼成品を得た。焼成品は乾燥品に対して、長手方向に０．０８％、径方向に０．０６％それぞれ収縮したが、ひびが生じたり小孔を形成している側壁に欠損が生じることはかった。
[Example 1]
A base part having a diameter of 25.4 mm made of alloy tool steel and a rod having a regular hexagonal cross section on one surface side of the base part are arranged in parallel and three-dimensionally (approximately 600 pieces / square inch) with a gap therebetween. A groove was formed between the rods. Further, a plurality of inlets were provided at the bottom of the groove to communicate with the raw material supply path formed in the base, and the corner of the rod was chamfered by electric discharge machining to produce an extrusion die. The chamfering width was 1/18 of the length of one side of the regular hexagon.
The produced extrusion die is incorporated into an extrusion molding machine, and the raw material powder prepared by adjusting the particle size from commercially available cordierite is added with clay and water and degassed to prepare the raw material. From the extrusion die The raw material was extruded to form a basic honeycomb structure having a length of 100 mm. The extrusion pressure at this time was 4.7 MPa, and it took 30 seconds to form a 100 mm basic honeycomb structure. The dried product which was dried for 24 hours after molding was fired at 1200 ° C. to obtain a fired product. Although the fired product contracted 0.08% in the longitudinal direction and 0.06% in the radial direction with respect to the dried product, it did not cause cracks or defects on the side walls forming small holes.
［比較例１］
合金工具鋼材から直径が２５．４ｍｍのベース部と、ベース部の一面側に断面が正六角形のロッドを隙間を設けて平行かつ立体的に配置（約６００本／平方インチ）して隣り合うロッド間に溝が形成されるようにした。また、溝の底部に複数の注入口を設けてベース部内に形成した原料供給路と連通状態にして押し出し成形用ダイスを作製した。
作製した押し出し成形用ダイスを実施例１で使用した押し出し成形機に組み込み、実施例１と同様に調製した原料をこの押し出し成形用ダイスから押し出して長さが１００ｍｍの基本ハニカム構造体を成形した。得られた基本ハニカム構造体の断面状態を図１０に示す。このときの押し出し圧は５．３ＭＰａで、１００ｍｍの基本ハニカム構造体を成形するのに４０秒を要した。成形した後２４時間乾燥させた乾燥品を１２００℃で焼成し、焼成品を得た。焼成品は乾燥品に対して、長手方向に０．０８％、径方向に０．０６％それぞれ収縮したが、ひびや、小孔を形成している側壁に欠損が生じた箇所の総計は１５０箇所であった。
[Comparative Example 1]
A base part having a diameter of 25.4 mm from an alloy tool steel, and a rod having a regular hexagonal cross section on one side of the base part, arranged in parallel and three-dimensionally (about 600 rods / square inch) and adjacent to each other Grooves were formed between them. Further, an extrusion die was produced by providing a plurality of inlets at the bottom of the groove and communicating with the raw material supply path formed in the base portion.
The produced extrusion die was incorporated into the extrusion machine used in Example 1, and the raw material prepared in the same manner as in Example 1 was extruded from the extrusion die to form a basic honeycomb structure having a length of 100 mm. FIG. 10 shows a cross-sectional state of the obtained basic honeycomb structure. The extrusion pressure at this time was 5.3 MPa, and it took 40 seconds to form a 100 mm basic honeycomb structure. The dried product which was dried for 24 hours after molding was fired at 1200 ° C. to obtain a fired product. The calcined product shrunk 0.08% in the longitudinal direction and 0.06% in the radial direction with respect to the dried product, but the total number of places where cracks and defects on the side walls forming small holes occurred was 150. It was a place.
このように、実施例１では比較例１より押し出し成形時の圧力が低く、成形時間も短くなっている。従って、ロッド部の角部を面取りすることで、原料が溝を通過する際の通過抵抗を小さくすることができることが確認できた。また、実施例１ではひびや、小孔を形成している側壁に欠損が生じた箇所が存在しないことから、原料が溝を通過する際の通過抵抗を小さくすると、押し出し成形時における原料圧密度の差や押し出し速度の差が小さくなって内部歪みの少ないハニカム構造体が得られることが確認できた。 Thus, in Example 1, the pressure at the time of extrusion molding is lower than that of Comparative Example 1, and the molding time is also shortened. Therefore, it was confirmed that by chamfering the corner portion of the rod portion, the passage resistance when the raw material passes through the groove can be reduced. Further, in Example 1, there is no crack or a portion where a defect is formed on the side wall forming the small hole. Therefore, if the passage resistance when the raw material passes through the groove is reduced, the raw material pressure density at the time of extrusion molding It was confirmed that a honeycomb structure with little internal strain was obtained by reducing the difference in extrusion and the difference in extrusion speed.
［実施例２］
実施例１で作製した基本ハニカム構造体を、７００ｈＰａに減圧して脱気した２０重量％アルミナゾル溶液中に２時間浸漬した後取り出し、１０時間静置し更に６０〜８０℃で１２時間の乾燥を行なった。そして、乾燥後の基本ハニカム構造体の重量を測定し、浸漬前の基本ハニカム構造体の重量と比較してアルミナゾルのウォッシュコート層の形成による重量増加率を求めると７重量％であった。また、比較例１で作製した基本ハニカム構造体に同様にアルミナゾルのウォッシュコート層を形成させて、そのときの重量増加率を求めると８．５重量％であった。
このように、実施例１で作製した基本ハニカム構造体では、比較例１で作製した基本ハニカム構造体と比べてアルミナゾルのウォッシュコート層形成による重量増加率が小さく、コート溜まりの発生が少ないと考えられる。
[Example 2]
The basic honeycomb structure manufactured in Example 1 was immersed in a 20 wt% alumina sol solution deaerated at 700 hPa for 2 hours, then taken out, left to stand for 10 hours, and further dried at 60 to 80 ° C. for 12 hours. I did it. The weight of the basic honeycomb structure after drying was measured, and the weight increase rate due to the formation of the alumina sol washcoat layer compared with the weight of the basic honeycomb structure before immersion was 7% by weight. Further, when a washcoat layer of alumina sol was similarly formed on the basic honeycomb structure produced in Comparative Example 1, the weight increase rate at that time was 8.5% by weight.
Thus, in the basic honeycomb structure manufactured in Example 1, the weight increase rate due to the formation of the washcoat layer of alumina sol is smaller than that of the basic honeycomb structure manufactured in Comparative Example 1, and the occurrence of coating accumulation is small. It is done.
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の基本ハニカム構造体及びその押し出し成形用ダイス並びに大型ハニカム構造体の製造方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
例えば、基本ハニカム構造体の小孔の隣り合う側壁が交わる角部内側を内表面の断面形状が直線状となった連結部によって滑らかに連結するようにしたが、内表面の断面形状が円弧状となった連結部によって滑らかに連結するようにしてもよい。また、周囲を実質的に同一幅の６枚の側壁で囲んで正六角形の小孔を形成したが、隣り合う側壁の幅が異なり線対称となる六角形の小孔を形成しても、周囲を４枚の側壁で囲んで形成される正方形又は矩形のいずれかの形状を有する小孔を形成するようにしてもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this embodiment, The change in the range which does not change the summary of invention is possible, Each above-mentioned embodiment is possible. The case where the basic honeycomb structure of the present invention, its extrusion forming die, and the manufacturing method of the large honeycomb structure are configured by combining some or all of the forms and modifications are also included in the scope of the present invention.
For example, the inner side of the corner where the adjacent side walls of the small holes of the basic honeycomb structure intersect is smoothly connected by a connecting part whose inner surface has a linear cross-sectional shape, but the inner surface has a circular arc shape. You may make it connect smoothly by the connecting part which became. In addition, a regular hexagonal small hole was formed by surrounding the periphery with six side walls having substantially the same width. However, even if a hexagonal small hole having a different line width and a line symmetry is formed, You may make it form the small hole which has either the square shape or the rectangular shape formed by enclosing with 4 side walls.
更に、押し出し成形用ダイスを断面が正六角形で隣り合う側壁の交差部に表面の断面形状が直線状となった角取り部を形成したが、表面の断面形状が円弧状となった角取り部を形成してもよい。また、隣り合う辺の長さが異なり線対称となる六角形の断面を有するロッド部を使用しても、断面が正方形又は矩形のいずれかの形状を有するロッド部を使用して押し出し成形用ダイスを構成することもできる。 Furthermore, the extrusion forming die has a regular hexagonal cross section, and a chamfered portion where the cross-sectional shape of the surface is a straight line is formed at the intersection of adjacent side walls. May be formed. In addition, even if a rod part having a hexagonal cross section in which the lengths of adjacent sides are different and symmetrical is used, a die part for extrusion molding using a rod part having a square or rectangular cross section is used. Can also be configured.
１０：基本ハニカム構造体、１１：小孔、１２：側壁、１３：連結部、１４：押し出し成形用ダイス、１５：ベース部、１６：ロッド部、１７：溝、１８：注入口、１８ａ：原料溜まり部、１９：角取り部、２０：大型ハニカム構造体、２１：外壁、２２：第１の基本ハニカム構造体、２３：外壁、２４：第２の基本ハニカム構造体、２５：大型ハニカム構造体、２６、２６ａ：外壁、２７：第３の基本ハニカム構造体、２８：大型ハニカム構造体、２８ａ：第１の円弧外壁、２８ｂ：第２の円弧外壁、２９：平面外壁、３０：第４の基本ハニカム構造体、３１：外壁、３２：第５の基本ハニカム構造体、３３：大型成形ダイス、３４：大型ハニカム構造体、３５：凹部、３６：凸部、３７：外壁、３８：支持部、３９：ケース、４０：排ガス処理システム、４１：ケース、４２：排ガス処理システム、４３：空間部 10: Basic honeycomb structure, 11: Small hole, 12: Side wall, 13: Connection part, 14: Extrusion die, 15: Base part, 16: Rod part, 17: Groove, 18: Injection port, 18a: Raw material Reservoir, 19: Chamfer, 20: Large honeycomb structure, 21: Outer wall, 22: First basic honeycomb structure, 23: Outer wall, 24: Second basic honeycomb structure, 25: Large honeycomb structure , 26, 26a: outer wall, 27: third basic honeycomb structure, 28: large honeycomb structure, 28a: first arc outer wall, 28b: second arc outer wall, 29: planar outer wall, 30: fourth Basic honeycomb structure, 31: outer wall, 32: fifth basic honeycomb structure, 33: large dies, 34: large honeycomb structure, 35: concave portion, 36: convex portion, 37: outer wall, 38: support portion, 39: Case, 40: Waste gas Processing system, 41: Case, 42: exhaust gas treatment system, 43: space
Claims (5)
前記小孔の隣り合う側壁が交わる角部内側は、内表面の断面形状が円弧状又は直線状となった連結部によって滑らかに連結していることを特徴とする基本ハニカム構造体。 In the basic honeycomb structure in which square or hexagonal small holes having the same cross-sectional shape are arranged side by side in an adjacent state,
A basic honeycomb structure characterized in that the inner sides of the corners where adjacent side walls of the small holes intersect are smoothly connected by a connecting part whose inner surface has a circular or linear cross-sectional shape.
前記ロッド部の隣り合う側壁の交差部には、角を滑らかにする角取り部が形成され、しかも、前記角取り部の断面幅は、該角取り部が形成される前記側壁の幅の０．０５倍以上で０．４５倍以下の範囲にあることを特徴とする押し出し成形用ダイス。 A base portion and a plurality of rod portions which are arranged side by side with a gap on the base portion and have a square or hexagonal shape with the same cross section, and the base portion includes the base portion and the plurality of rod portions. In an extrusion die having a plurality of inlets for supplying raw material to a groove formed by the gap of the rod part of
A chamfered portion for smoothing a corner is formed at the intersection of adjacent side walls of the rod portion, and the cross-sectional width of the chamfered portion is 0 of the width of the side wall where the chamfered portion is formed. A die for extrusion molding characterized by being in a range of not less than 05 times and not more than 0.45 times.
前記それぞれの基本ハニカム構造体を、ベース部と、該ベース部上に、互いに隙間を設けて並べて配置され、断面が同一形状の四角形又は六角形からなる複数のロッド部とを有し、前記ベース部には、該ベース部と前記複数のロッド部の隙間によって形成される溝に原料を供給する複数の注入口を有し、更に前記ロッド部の隣り合う側壁の交差部には、角を滑らかにする角取り部が形成され、しかも、前記角取り部の断面幅は、該角取り部が形成される前記側壁の中で短い側の側壁の幅の０．０５倍以上で０．４５倍以下の範囲にある押し出し成形用ダイスによって製造し、
最終的には、前記基本ハニカム構造体を連結することを特徴とする大型ハニカム構造体の製造方法。 The required large honeycomb structure is divided into basic honeycomb structures of the same or different shapes each having an outer wall around each and having a plurality of square or hexagonal small holes with the same cross-sectional shape inside.
Each of the basic honeycomb structures includes a base portion, and a plurality of rod portions each having a quadrangular shape or a hexagonal shape with the same cross-section and arranged on the base portion with a gap therebetween. The portion has a plurality of inlets for supplying the raw material to a groove formed by the gap between the base portion and the plurality of rod portions, and the corners of the adjacent side walls of the rod portion have smooth corners. And the cross-sectional width of the chamfered portion is 0.05 times or more and 0.45 times the width of the short side wall among the side walls on which the chamfered portion is formed. Produced with an extrusion die in the following range,
Finally, a method for manufacturing a large honeycomb structure, comprising connecting the basic honeycomb structures.
前記各押し出し成形用ダイスは、ベース部と、該ベース部上に、互いに隙間を設けて並べて配置され、断面が同一形状の四角形又は六角形からなる複数のロッド部とを有し、前記ベース部には、該ベース部と前記複数のロッド部の隙間によって形成される溝に原料を供給する複数の注入口を有し、前記ロッド部の隣り合う側壁の交差部には、角を滑らかにする角取り部が形成され、しかも、前記角取り部の断面幅は、該角取り部が形成される前記側壁の中で短い側の側壁の幅の０．０５倍以上で０．４５倍以下の範囲にあることを特徴とする大型ハニカム構造体の製造方法。 A method of manufacturing a large honeycomb structure by simultaneously injecting raw materials into a plurality of extrusion forming dies arranged side by side,
Each of the extrusion dies has a base portion and a plurality of rod portions that are arranged side by side with a gap on the base portion and are formed of a square or a hexagon having the same cross section. Has a plurality of inlets for supplying a raw material to a groove formed by a gap between the base portion and the plurality of rod portions, and the corners of the adjacent side walls of the rod portion have smooth corners. A chamfered portion is formed, and the cross-sectional width of the chamfered portion is not less than 0.05 times and not more than 0.45 times the width of the short side wall among the side walls on which the chamfered portion is formed. A method for producing a large honeycomb structure characterized by being in the range.
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