JP5150231B2 - Manufacturing method of honeycomb segment bonded body - Google Patents
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Description
本発明は、ダミーセグメントを使用するハニカムセグメント接合体の作製方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a joined honeycomb segment using dummy segments.
環境改善、公害防止等のため、排ガスの集塵用フィルター、例えば、ディーゼルエンジン等の排ガスに含まれるスート等の粒子状物質(パティキュレート)を捕捉し除去するためのディーゼルパティキュレートフィルター(DPF)として、ハニカム構造体が広く使用されている。現在、例えば、SiC製DPFは熱衝撃性による割れを防止するために分割した基材(ハニカムセグメント)で接合し一体化して作製している(例えば、特許文献1)。 Dust collection filter for exhaust gas, for example, diesel particulate filter (DPF) for capturing and removing particulate matter (particulate) such as soot contained in exhaust gas from diesel engines, etc. for environmental improvement and pollution prevention As such, honeycomb structures are widely used. At present, for example, SiC DPF is manufactured by joining and integrating with divided base materials (honeycomb segments) in order to prevent cracking due to thermal shock (for example, Patent Document 1).
ところで、従来技術では、このようなディーゼルパティキュレートフィルター(DPF)を作製する際の、DPFの外周加工において、四隅のセグメントは完全に削られてしまい、削られて使用されないセグメントが必ず発生し、環境面や生産コスト面等から問題となっていた。 By the way, in the conventional technology, when manufacturing such a diesel particulate filter (DPF), in the outer periphery processing of the DPF, the four corner segments are completely cut, and the cut and unused segments are always generated. This was a problem in terms of environment and production costs.
とりわけ、使用されないハニカムセグメントを削るには、ダイヤモンドツール等の研削手段で切削工程が行われることが一般的であるが、このような工業用ダイヤは高価なものであり、切削面積が大きいと、それだけ工業ダイヤの磨耗も進み、ひいては製作コストを引き上げ、全体のコストアップとなっていた。また、完全に使用されないセグメントの生産、切削工程に費やされる人的、時間的資源は僅かばかりでなく、大きな負担となっている。 In particular, in order to cut the unused honeycomb segment, it is common that the cutting process is performed by a grinding means such as a diamond tool, but such an industrial diamond is expensive, if the cutting area is large, As a result, the wear of industrial diamonds has progressed, and as a result, the manufacturing cost has been raised, raising the overall cost. In addition, the human and time resources spent on production and cutting processes of segments that are not completely used are not only small, but also a heavy burden.
さらに、環境面やコスト面への配慮から、削られたセグメントを、粉砕等し、再びセグメントとして利用することも行われているが、ストリーラインとしての生産工程が複雑多岐にわたり、さらなる人的、かつ、コスト的な負担増ともなっている。 Furthermore, from the environmental and cost considerations, the scraped segments are crushed and reused as segments, but the production process as a streamline is complicated and diverse. At the same time, the cost is increased.
このような問題に対して、隅部のセグメントをなくした(抜いた)状態で製作することも試案されてきたが、隅部のセグメントを抜いて各セグメントを接合すると、乾燥工程で隅部のセグメントがない分だけ外気に晒され易くなり、例えば、外周列にあるセグメントの乾燥(若しくは、セグメントとセグメントを接合する接合材の乾燥)が、均等に進まないか、乾燥の度合いが速くなり、セグメント体(セグメント接合体)の外周列の接合幅が薄くなってしまう、という新たな問題が生じている。 In order to deal with such problems, it has been proposed to produce the product without (extracted) the corner segments. However, if the corner segments are removed and the segments are joined, the corners are removed during the drying process. It becomes easy to be exposed to the outside air as much as there are no segments, for example, drying of the segments in the outer circumferential row (or drying of the bonding material that joins the segments) does not proceed evenly or the degree of drying becomes faster, There is a new problem that the joining width of the outer circumferential row of the segment bodies (segment joined bodies) becomes thin.
さらに、上述した新たな問題に加えて、隅部のセグメントをなくした状態でハニカムセグメントを接合する場合には、加圧シリンダー等での加圧工程時に、セグメント体に均等に加圧力が伝わらず、加圧力のバランスが悪くなり、セグメント体の外周列の接合幅が薄くなるといった問題も生じている。 Furthermore, in addition to the new problem described above, when joining honeycomb segments with the corner segments eliminated, the applied pressure is not evenly transmitted to the segment body during the pressurizing process with a pressurizing cylinder or the like. Further, there is a problem that the balance of the applied pressure is deteriorated and the joining width of the outer peripheral row of the segment body is reduced.
以上のように、隅部のセグメントをなくした状態で、隅部のセグメントがある状態と変わらないセグメントを接合する方法としては、根本的な解決には至っておらず、未だ十分なものではなかった。 As described above, as a method of joining the segments that are not different from the state where the corner segments are present without the corner segments, the fundamental solution has not yet been reached, and it has not been sufficient yet. .
本発明は上記問題点を解決すべくなされたものであり、ハニカムセグメントを接合する際に各セグメント、とりわけ外周に位置するセグメントを、バランスよく乾燥可能させて、セグメント体(接合体)に均等に加圧を行い得ることにより、安定的な接合幅を保ち、コスト削減を達成し得る、ダミーセグメントを使用するハニカムセグメント接合体の作製方法を提供する。 The present invention has been made to solve the above problems, and when joining the honeycomb segments, each segment, especially the segment located on the outer periphery, can be dried in a balanced manner, and the segment body (joined body) can be evenly distributed. Provided is a method for manufacturing a joined honeycomb segment using a dummy segment, which can maintain a stable joining width and achieve cost reduction by being able to perform pressurization.
本発明により、以下のダミーセグメントを使用する接合方法が提供される。 The present invention provides a bonding method using the following dummy segments.
[1] 隔壁により仕切られ軸方向に貫通する複数のセルを有するハニカムセグメントの複数個を、接合材で接合することにより一体化する接合工程を含む、セラミックスからなるハニカム構造体の製造方法であって、いずれかの隅部にハニカムセグメントの代わりにリサイクル可能なダミーセグメントを使用するハニカムセグメント接合体の作製方法であり、前記接合工程は、前記ハニカムセグメントと前記ダミーセグメントを接合した接合体を得る工程であり、前記接合工程後、得られた前記接合体を乾燥する乾燥工程を有し、さらに、前記乾燥工程後、前記ダミーセグメントのみを取り外して、ハニカムセグメント接合体を作製するハニカムセグメント接合体の作製方法であり、前記ダミーセグメントが2.0〜10GPaの圧縮弾性率を有しているとともに、前記ダミーセグメントが120℃以上の耐熱温度を有しているハニカムセグメント接合体の作製方法。
[2] 前記接合工程で得られた前記接合体を、さらに、加圧して接合幅を調整する加圧工程を経た後、前記乾燥工程が行われる[1]に記載のハニカムセグメント接合体の作製方法。
[1] A method for manufacturing a honeycomb structure made of ceramics, including a joining step in which a plurality of honeycomb segments having a plurality of cells that are partitioned by partition walls and penetrate in the axial direction are joined together by a joining material. A honeycomb segment joined body manufacturing method using a recyclable dummy segment instead of a honeycomb segment at any corner, and the joining step obtains a joined body obtained by joining the honeycomb segment and the dummy segment. A bonded honeycomb segment assembly having a drying step of drying the obtained bonded body after the bonding step, and further removing the dummy segments after the drying step to produce a bonded honeycomb segment assembly And the dummy segment has a compressive elastic modulus of 2.0 to 10 GPa And the dummy segment has a heat-resistant temperature of 120 ° C. or higher .
[2] Production of the bonded honeycomb segment according to [1], wherein the bonded body obtained in the bonding step is further subjected to a pressing step for adjusting a bonding width by pressurizing, and then the drying step is performed. Method.
[3] 前記ダミーセグメントを少なくとも接地面に接する隅部に使用する[1]又は[2]に記載のハニカムセグメント接合体の作製方法。 [ 3 ] The method for manufacturing a joined honeycomb segment according to [1] or [2] , wherein the dummy segment is used at least in a corner portion in contact with the ground plane.
[4] 前記ダミーセグメントを全ての隅部に使用する[1]〜[3]のいずれかに記載のハニカムセグメント接合体の作製方法。 [ 4 ] The method for manufacturing a joined honeycomb segment according to any one of [1] to [3], wherein the dummy segment is used at all corners.
本発明によれば、各ハニカムセグメント、とりわけ外周にあるハニカムセグメントをバランスよく乾燥させて、ハニカムセグメント体(ハニカムセグメント接合体)に均等に加圧を行い得ることにより、安定的な接合幅を保ち、コスト削減を達成し得る、ダミーセグメントを使用するハニカムセグメント接合体の作製方法を提供できるという優れた効果を奏する。 According to the present invention, each honeycomb segment, in particular, the honeycomb segment on the outer periphery can be dried in a balanced manner, and the honeycomb segment body (honeycomb segment bonded body) can be uniformly pressurized, thereby maintaining a stable bonding width. In addition, it is possible to provide a method for producing a bonded honeycomb segment assembly using dummy segments that can achieve cost reduction.
以下、本発明のダミーセグメントを使用する接合方法を実施するための最良の形態について具体的に説明する。但し、本発明はその発明特定事項を備えるダミーセグメントを使用する接合方法を広く包含するものであり、以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, the best mode for carrying out the joining method using the dummy segment of the present invention will be specifically described. However, the present invention broadly encompasses a joining method using dummy segments having the invention-specific matters, and is not limited to the following embodiments.
[1]本発明のハニカムセグメント接合体の作製方法の構成:
本発明のハニカムセグメント接合体の作製方法の一の実施形態は、図7、8に示されるように、隔壁により仕切られ軸方向に貫通する複数のセルを有するハニカムセグメント3の複数個を、接合材4で接合することにより一体化する接合工程を含むセラミックスからなるハニカム構造体の製造方法であって、いずれかの隅部6にハニカムセグメントセグメントの代わりにリサイクル可能なダミーセグメントを使用する使用するものである。
[1] Configuration of a method for producing a joined honeycomb segment assembly of the present invention:
As shown in FIGS. 7 and 8, one embodiment of a method for manufacturing a joined honeycomb segment assembly according to the present invention is to join a plurality of
[1−1]ハニカムセグメント接合体の製造工程:
ハニカムセグメント接合体の製造工程は、図1に示されるように、S1〜S7の工程を経て作製される。まず、基材(ハニカムセグメント)の作製をする(S1)。次に、接合材を作製する(S2)。さらに、ダミーセグメントの作製をする(S3)。そして、ダミーセグメントがいずれかの隅部にハニカムセグメントの代わりに配置されるよう、接合材を用いてハニカムセグメントと接合して一体化し、接合体を得る(S4)。S4で得られた接合体を加圧機等で接合体の外周面から所定の圧力で加圧し、均一な接合幅に調整する(S5)。S5の工程後得られた接合体を熱風等で乾燥する(S6)。乾燥した接合体から、ダミーセグメントを取り外し、ハニカムセグメント接合体を得る(S7)。その後、必要に応じて所望の形状にダイヤモンドツール等で切削加工する(S8)。また、これらの製造工程の他に、接合材のはみ出しがある場合には、ハニカムセグメント外周面にマスキングテープを貼り付けて接合材の付着を防止したり、接合材をかき取ったりすることがより好ましい。また、熱風乾燥する前に室温にて一定時間放置した後、熱風乾燥することがより好ましい。
[1-1] Manufacturing process of honeycomb segment bonded body:
As shown in FIG. 1, the manufacturing process of the joined honeycomb segment assembly is performed through steps S1 to S7. First, a base material (honeycomb segment) is produced (S1). Next, a bonding material is produced (S2). Further, a dummy segment is produced (S3). Then, as the dummy segment is arranged in place of the honeycomb segmenting preparative the corners of either integrally bonded to the honeycomb segments using the bonding material to obtain a conjugate (S4). The joined body obtained in S4 is pressurized with a predetermined pressure from the outer peripheral surface of the joined body with a pressurizer or the like, and adjusted to a uniform joining width (S5). The joined body obtained after the step S5 is dried with hot air or the like (S6). The dummy segment is removed from the dried joined body to obtain a honeycomb segment joined body (S7). Thereafter, a desired shape is cut with a diamond tool or the like as necessary (S8). In addition to these manufacturing processes, if there is protrusion of the bonding material, a masking tape may be applied to the outer peripheral surface of the honeycomb segment to prevent adhesion of the bonding material or to scrape the bonding material. preferable. Moreover, it is more preferable to leave it at room temperature for a certain time before drying with hot air and then dry with hot air.
なお、上記S1〜S8工程の他に、本発明のハニカムセグメント接合体1をフィルターとして用いる場合には、図7及び8に示されるように、一部のセル12がハニカムセグメントの端面において目封じされていることが好ましい。特に隣接するセル12が互いに反対側となる端面において交互に目封じされており、端面が市松模様に目封じされていることが好ましい。このように目封じすることにより、例えば、一の端面から流入した被処理流体は隔壁を通って、他の端面から流出し、被処理流体が隔壁を通る際に多孔質の隔壁がフィルターの役目をはたし、目的物を除去できる。
In addition to the above steps S1 to S8, when the joined honeycomb segment assembly 1 of the present invention is used as a filter, as shown in FIGS. 7 and 8, some of the
[1−2]ハニカムセグメント:
図7及び図8に示すように、ハニカムセグメント3は、隔壁11によって仕切られ軸方向に貫通する複数のセルを有する。換言すれば、区画、形成された流体の流路となる複数のセル12が中心軸方向に互いに並行するように配設された構造を有し、それぞれが全体構造の一部を構成するとともに、ハニカム構造体Hの中心軸に対して垂直な方向に組み付けられることによって全体構造を構成することになるハニカムセグメント3が、本発明の接合材組成物から形成された接合材4Sの層によって一体的に接合されたハニカムセグメント接合体として構成されてなるものである。
[1-2] Honeycomb segment:
As shown in FIGS. 7 and 8, the
接合材層4Sによって一体的に接合されたハニカムセグメント接合体1は、接合後、その全体の断面形状が円形、楕円形、三角形、正方形、その他の所望の形状となるように研削加工され、外周面がコーティング材13によって被覆される。なお、このハニカム構造体Hを、DPFとして用いる場合には、図8及びそのA−A断面図である図9に示すように、ハニカムセグメント3の各セル12を、それぞれ一方の端部において、充填材14により交互に目封じしておくとよい。
After the joining, the joined honeycomb segment assembly 1 integrally joined by the joining
ハニカムセグメントの材料としては、強度、耐熱性の観点から、炭化珪素(SiC)を骨材としてかつ珪素(Si)を結合剤として形成された珪素−炭化珪素系複合材料、窒素化珪素、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素−コージェライト系複合材、リチウムアルミニウムシリケート、チタン酸アルミニウム、Fe−Cr−Al系金属からなる群から選択される少なくとも一種の材料を好適なものとして挙げることができる。中でも、炭化珪素(SiC)又は珪素−炭化珪素系複合材料から構成されてなるものが好ましい。また、目封止部の構成材料は、ハニカムセグメントとの熱膨張差を小さくするため、ハニカムセグメントと同じ材料を用いることが好ましい。 As the material of the honeycomb segment, from the viewpoint of strength and heat resistance, a silicon-silicon carbide composite material formed using silicon carbide (SiC) as an aggregate and silicon (Si) as a binder, silicon nitride, cordierite Suitable examples include at least one material selected from the group consisting of mullite, alumina, spinel, silicon carbide cordierite composite, lithium aluminum silicate, aluminum titanate, and Fe-Cr-Al metal. it can. Among these, those made of silicon carbide (SiC) or a silicon-silicon carbide based composite material are preferable. Further, the constituent material of the plugged portion is preferably the same material as that of the honeycomb segment in order to reduce the difference in thermal expansion from the honeycomb segment.
ハニカムセグメントの製造方法には、従来公知の方法を用いることができる。具体的な方法の一例としては、前記のような材料に、メチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等のバインダー、造孔剤、界面活性剤、溶媒としての水等を添加して、可塑性の坏土とし、この坏土を所定のハニカム形状となるように押出成形し、次いでマイクロ波、熱風等によって乾燥した後、焼成する。なお、セルに目封止部を形成した後で、目封止部の焼成と一緒に行うようにしても良い。 A conventionally well-known method can be used for the manufacturing method of a honeycomb segment. As an example of a specific method, a binder such as methyl cellulose, hydroxypropoxyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, and polyvinyl alcohol, a pore-forming agent, a surfactant, water as a solvent, and the like are added to the above materials. Then, a plastic clay is formed, and this clay is extruded so as to have a predetermined honeycomb shape, and then dried by microwaves, hot air or the like, and then fired. In addition, after forming a plugging part in a cell, you may make it carry out with baking of a plugging part.
図2A〜図2Cは、接合体1の具体例を示したものであり、ハニカムセグメント3を、接合材を介して接合して作製した接合体を模式的に示したものであり、接合体の幅方向の断面を示した模式図である。例えば、図2Aに示されるように、接合体1Aの構成を縦6本×横6本とする場合には、従来では、ハニカムセグメント3が36本全て必要となるが、本実施形態では、いずれかの隅部6(6a,6b,6c,6d)に、ダミーセグメント5を配置すると、ハニカムセグメント3を36本全て使用しなくて済む。また、例えば、図2Bに示されるように接合体の構成を7本×7本とする場合には、従来では、ハニカムセグメント3が49本全て必要であったが、いずれかの隅部6(6e,6f,6g,6h)に、ダミーセグメント5を配置すると、ハニカムセグメント3を47本全て使用しなくて済む。さらに、例えば、図2Cに示されるように、接合体の構成を8本×8本とする場合には、いずれかの隅部6(6i,6j,6k,6l)に、後述のダミーセグメント5を配置すると、ハニカムセグメントを62本全て使用しなくて済む。したがって、本願の効果を奏することができる。
2A to 2C show a specific example of the joined body 1, schematically showing a joined body produced by joining the
ここで、「接合体」とは、ダミーセグメントとハニカムセグメントとを接合材を介して接合したものをいい、前述の図1ではS4までの工程を経て得られたものをいう。また、「ハニカムセグメント接合体」とは、上述の接合体からダミーセグメントを取り外したものをいい、前述の図1ではS7の工程を経て得られたものをいう。 Here, the “bonded body” refers to a structure in which a dummy segment and a honeycomb segment are bonded via a bonding material, and is obtained through the steps up to S4 in FIG. 1 described above. The “honeycomb segment bonded body” refers to a structure obtained by removing the dummy segment from the above-described bonded body, and in FIG. 1 described above, is obtained through the process of S7.
なお、前述の「少なくともいずれかの隅部」とは、図2Aを例にすると、(1)6a〜6dのいずれか1つの隅部のみをいう場合に限らず、(2)6aと6b、6aと6c、6aと6d、6bと6c、6bと6d、6cと6dといったいずれかの2つの隅部をいう場合、(3)6aと6bと6c、6aと6bと6d、6aと6cと6d、6bと6cと6dといったいずれかの3つの隅部をいう場合、さらには(4)6aと6bと6cと6dといった4つの隅部をいう場合を包含する趣旨である。 The above-mentioned “at least one corner” is not limited to the case of (1) any one of the corners of 6a to 6d, and (2) 6a and 6b, taking FIG. 2A as an example. When referring to any two corners such as 6a and 6c, 6a and 6d, 6b and 6c, 6b and 6d, 6c and 6d, (3) 6a and 6b and 6c, 6a and 6b and 6d, 6a and 6c, When referring to any three corners such as 6d, 6b, 6c, and 6d, it further includes the case of (4) four corners such as 6a, 6b, 6c, and 6d.
より好ましいのは、少なくとも接地面に接する2つの隅部にダミーセグメントを配置して得られた接合体である。例えば、図2Aに示されるように、接合体1Aの構成が縦6本×横6本とする場合に、少なくとも接地面に接する2つの隅部6(6a、6b)に、ダミーセグメント5(5a、5b)を配置する構成とすると、ハニカムセグメント3は34本で足りることになり好ましい。また、例えば、図2Bに示されるように、接合体の構成を7本×7本とする場合に、少なくとも接地面に接する2隅部6(6e、6f)に、ダミーセグメント5(5c、5d)を配置する構成とすると、ハニカムセグメント3は47本で足りることになり好ましい。さらに、例えば、図2Cに示されるように、接合体の構成を8本×8本とする場合に、少なくとも接地面に接する2隅部6(6i、6j)に、ダミーセグメント5(5e、5f)を配置する構成とすると、ハニカムセグメントは62本で足りることになり好ましい。
More preferable is a joined body obtained by disposing dummy segments in at least two corners in contact with the ground plane. For example, as shown in FIG. 2A, in the case where the structure of the joined
なお、図3A〜Cに示されるように、ダミーセグメント5を4つの隅部の全てに使用する場合には、この限りではなく、縦6本×横6本の構成とする接合体1Dの場合には、ダミーセグメント5は4本(5g、5h、5i、5j)用いることで、ハニカムセグメント3は32本あればよく、7本×7本の構成とする接合体1Fの場合には、ダミーセグメント5は4本(5k、5l、5m、5n)用いることで、ハニカムセグメント3は45本あればよく、8本×8本の構成とする接合体1Gの場合には、ダミーセグメント5は4本(5p、5q、5r、5s)用いることで、ハニカムセグメント3は60本あればよくなり、さらに好ましい。
As shown in FIGS. 3A to 3C, when the dummy segment 5 is used for all four corners, the present invention is not limited to this, and the case of a joined
また、接合体の構成本数は、上述の例示に限定されるものではなく、必要に応じて、縦又は横の構成本数が増減するもの、例えば、縦3本×横3本=9本の構成からなる接合体、縦9本×横9本=81本からなる接合体等も含まれる。ハニカムセグメント接合体の全く使用されない隅部に、ハニカムセグメントの代わりにダミーセグメントを使用することにより、本発明の効果を奏する事ができ得るからである。 Further, the number of components of the joined body is not limited to the above-described example, and the number of components in the vertical or horizontal direction is increased or decreased as necessary, for example, the configuration of vertical 3 × horizontal 3 = 9 And a joined body composed of 9 verticals × 9 horizontals = 81. This is because the effect of the present invention can be achieved by using dummy segments instead of honeycomb segments at corners where the joined honeycomb segment assembly is not used.
[1−3]ダミーセグメント:
ダミーセグメント3は、ハニカムセグメントの代わりに使用されるものであり、図2A〜2C、図3A〜3Cに示されるように、接合体1の隅部6であって、いずれかの隅部に配置されるように接合される。接合体の隅部にダミーセグメントを配置するのは、セグメント体に加工する際の切削工程で、隅部に位置するセグメントは、完全に切削されてしまい不要となるが、ハニカムセグメントを隅部に配置せず、或いは、ダミーセグメントをも配置しない場合には、接合材の乾燥が適度に行われず、外周に配置されたセグメントの乾燥が内部に配置されたセグメントよりも進んでしまい、その結果、機械的強度等を損なうことにもなるため、そのような弊害を防ぐためである。
[1-3] Dummy segment:
The
また、接合材を塗布等した後には、接合幅の調整を図るための加圧工程が製作過程で行われるのが一般的であるが、その加圧工程では、隅部のハニカムセグメントがないと、加圧力が伝わりやすく、外周列の接合幅が薄くなってしまい、やはり機械的強度が劣ってしまう。ここで、図4A、Bは、ハニカムセグメント及びダミーセグメントを隅部に配置しないで接合体を形成する場合には、加圧した際に生じる接合加圧時のズレを模式的に示したものである。この図4Aに示されるように、接合材を塗布した接合体の隅部6(6m、6n、6p、6q)には、ハニカムセグメントもダミーセグメントも配置されていない。しかして、このようなハニカムセグメント接合体に、図4Bの紙面方向上から下にある加圧基準面9aに向けて、あるいは、右から左方向にある加圧基準面9bに向けて、それぞれ加圧シリンダー9a、9bによって加圧すると、ハニカムセグメントが配置されていない分だけ、ハニカムセグメント接合体を構成する各セグメント3に、加圧が伝わりやすくなり、外周に位置するハニカムセグメントに塗布される接合材の接合幅が薄くなり、機械的強度等の特性を損ないかねない。なお、上記加圧方向は、上下及び左右逆に入れ替えても同じであることは言うまでもない。
In addition, after applying the bonding material, etc., a pressurizing process for adjusting the bonding width is generally performed in the manufacturing process, but in the pressurizing process, there is no corner honeycomb segment. The applied pressure is easily transmitted, the joining width of the outer circumferential row becomes thin, and the mechanical strength is also inferior. Here, FIGS. 4A and 4B schematically show the displacement at the time of bonding pressurization that occurs when the bonded body is formed without arranging the honeycomb segment and the dummy segment at the corner. is there. As shown in FIG. 4A, neither the honeycomb segment nor the dummy segment is arranged at the corner 6 (6m, 6n, 6p, 6q) of the joined body to which the joining material is applied. Therefore, such a bonded honeycomb segment assembly is respectively applied toward the
さらに、加圧が伝わり易いことにより、接合面がずれてしまったりする不具合も生じかねない。特に、図4Aに示されるX1、X2のハニカムセグメントからなる列(ハニカムセグメント群)には隅部6p、6qにハニカムセグメントがないため、セグメント3c、3dに、その分重力等の負担がかかるため、自らの重みだけでも接合箇所(接合面4c、4d)がずれやすい。したがって、そのような接合箇所のずれを防ぐために、ダミーセグメントが少なくとも接地面に接する隅部に使用されることがより好ましい。このように少なくとも接地面に配置される場合には、積み重ねたハニカムセグメントの重量をダミーセグメントで支えることができ、さらに、隅部に本来配置されるはずであったハニカムセグメントを使用しなくて済むため、本願の効果をより奏することができる。したがって、好ましい形態の一つである。
Furthermore, since the pressurization is easily transmitted, there may be a problem that the joining surface is displaced. In particular, since the rows (honeycomb segment group) of the X 1 and X 2 honeycomb segments shown in FIG. 4A do not have the honeycomb segments at the
ここで、「少なくとも接地面に配置される隅部」とは、接合体の4つの隅部のうち、接地面に接する2つの隅部をいい、たとえば、図4では、接地面に接する隅部6p、6qの2箇所に、ダミーセグメントが配置される隅部のことをいう。
Here, “at least the corners arranged on the ground plane” means two corners in contact with the ground plane among the four corners of the joined body. For example, in FIG. It refers to corners where dummy segments are arranged at two
なお、ハニカムセグメントの長さ方向を設置面に接するように接地する、いわゆる横置きの場合と、ハニカムセグメントの幅方向断面が設置面に接するように接地する、いわゆる縦置きの場合のいずれにおいても、接地面に接する2つの端部に少なくともダミーセグメントを1本ずつ配されることが好ましい。この接地面側の端部(隅部)に少なくともダミーセグメントが配されないと、前述のように端部(隅部)上に配置されるハニカムセグメントの重みを支えきれずに、接合面がずれたりするおそれがあり、機械的強度等、ハニカムセグメント接合体として必要な特性を損ないかねないからである。また、乾燥の度合いが偏ることにもなり、接合幅が所望の範囲に収まらないことにもなり得るからである。換言すれば、接地面に接する2つの端部に少なくともダミーセグメントを1本ずつ配されると、前述の自重を支えることができ、乾燥工程での適切な接合幅等を得ることができ、さらに、切削等に使用されないハニカムセグメントを配置する無駄を省くこともできるため、本願の効果を奏することが出来るのである。 It should be noted that both the so-called horizontal placement in which the length direction of the honeycomb segment is in contact with the installation surface, and the so-called vertical placement in which the cross section in the width direction of the honeycomb segment is in contact with the installation surface. Preferably, at least one dummy segment is disposed at each of the two end portions in contact with the ground plane. If at least the dummy segment is not disposed at the end (corner) on the ground surface side, the weight of the honeycomb segment disposed on the end (corner) cannot be supported as described above, and the joining surface may be displaced. This is because there is a possibility that the characteristics required for the joined honeycomb segment assembly, such as mechanical strength, may be impaired. In addition, the degree of drying may be biased, and the bonding width may not be within a desired range. In other words, if at least one dummy segment is disposed at each of the two end portions in contact with the ground plane, the above-mentioned weight can be supported, and an appropriate joining width in the drying process can be obtained. Since the waste of arranging honeycomb segments that are not used for cutting or the like can be eliminated, the effects of the present application can be achieved.
ここで加圧シリンダーによる「加圧」とは、接合工程において加圧シリンダー等でハニカムセグメントに所定の圧力をかけるものをいい、接合材を各セグメントの接合面に確実に馴染ませて接合し易くするとともに、接合面の接合幅を調整し、接合面から余分な接合材の除去をするために行われる。また、「加圧基準面」とは、加圧された接合体を下支え、又は、横支えして接合状態のズレをなくすよう接合体を一時的に固定し得る、接合体との接触面をいう。 Here, “pressurization” using a pressure cylinder means that a predetermined pressure is applied to the honeycomb segment by a pressure cylinder or the like in the joining process, and it is easy to join the joining material to the joining surface of each segment without fail. At the same time, the bonding width of the bonding surface is adjusted, and excess bonding material is removed from the bonding surface. In addition, the “pressurization reference surface” is a contact surface with the joined body that can temporarily fix the joined body so that the pressurized joined body is supported or laterally supported to eliminate the displacement of the joined state. Say.
なお、「接地面に接する隅部」としては、例えば、図2Aに示される縦6本×横6本からなる接合体1Aの場合には、符号6a、6bにあたり、図2Bに示される、縦7本×横7本からなる接合体1Bの場合には、符号6e、6fにあたり、図2Cに示される縦8本×横8本からなる接合体1Cの場合には、符号6i、6jにあたる。
In addition, as the “corner portion in contact with the ground plane”, for example, in the case of the joined
ダミーセグメントは、リサイクル可能に形成されている。すなわち、ダミーセグメントとハニカムセグメントとを接合した接合体から、加圧して接合幅を調整する加圧工程S5、熱風等で乾燥させる熱風乾燥工程S6を経た後、ダミーセグメントのみを接合体(セグメント体)から取り外し(引き離し)、再び接合体の接合工程で利用可能に形成されている。換言すれば、ダミーセグメントを引き離して(取り外して)、得られたハニカムセグメント接合体のみを必要に応じて、次の切削工程S8に進めることが可能となる。したがって、切削工程等では、接合体の隅部6に配置されたダミーセグメント体の分だけ、切削面積が少なくなり、取り外したダミーセグメントは、水等により洗う洗浄工程を経れば、再び利用できる。このようにして、ダミーセグメントの切削工程にかかる時間を省け、かつ、全体のコストダウンにもつながるため、本発明の効果を奏することができる。
The dummy segment is formed so as to be recyclable. That is, after passing through a pressurizing step S5 for adjusting the joining width by pressurizing from a joined body obtained by joining the dummy segment and the honeycomb segment, and a hot air drying step S6 for drying with hot air or the like, only the dummy segment is joined to the joined body (segment body). It is formed so that it can be used again in the joining process of the joined body. In other words, the dummy segments can be separated (removed), and only the obtained bonded honeycomb segment assembly can be advanced to the next cutting step S8 as necessary. Therefore, in the cutting process or the like, the cutting area is reduced by the amount of the dummy segment body arranged at the
ダミーセグメントの取り外し方法は、接合体からダミーセグメントを手等で引き離して行う。また、ダミーセグメントの長さ方向にある端部を挟持し得る機械等で引き離してもよい。ダミーセグメントは、接合体から剥がれ易い材質等で成型されている。そのため、ダミーセグメントの箇所は、他のセグメントと異なり適度な力で引っ張ることにより、接合体から取り外し易く(離型させ易く)構成されている。なお、このようにダミーセグメントを取り外し得られたハニカムセグメント接合体は、図5A〜Cに示されるように、隅部にセグメントはないものの、乾燥工程S7を経ていることにより、自重に耐え得る程度の強度を得ているため、接合箇所がずれたりすることもない。こうして、得られたハニカムセグメント接合体は、その後必要に応じて切削等の工程を経ることになる。 The dummy segment is removed by pulling the dummy segment away from the joined body by hand. Moreover, you may pull apart with the machine etc. which can clamp the edge part in the length direction of a dummy segment. The dummy segment is formed of a material that is easily peeled off from the joined body. Therefore, the location of the dummy segment is configured to be easily removed from the joined body (easily released from the mold) by being pulled with an appropriate force unlike the other segments. In addition, as shown in FIGS. 5A to 5C, the joined honeycomb segment assembly obtained by removing the dummy segment in this manner has no segment at the corner, but can withstand its own weight through the drying step S7. Since the strength is obtained, the joining portion is not displaced. Thus, the obtained bonded honeycomb segment assembly is then subjected to a process such as cutting as necessary.
なお、少なくとも接地面に接する隅部にダミーセグメントを2本配置して接合体を構成する場合には、上述の例の他に、図6A、図6Bに示されるような接合体であっても、本実施形態に含まれる。図6Aは、接地面に接する隅部の上部側に相当する隅部6t、6uに、ハニカムセグメント及びダミーセグメントのいずれもない場合を表した模式図である。このような接合体であっても、接地面側に位置する隅部6r、6sに配置されたダミーセグメント5t、5uが、外周側に接合材を介して積層されたハニカムセグメント群X3、X4を下支えでき、さらに、加圧工程の際の加圧によって接合幅が薄くなることを少なくとも防ぐことができ、加えて、ハニカムセグメントを4本分減少させることができるため、本発明の実施形態の一つといえる。また、図6Bは、接地面に接する隅部6v、6wのみ、ダミーセグメント5v、5wを配置し、その隅部の上部側に相当する隅部6x、6yには、ハニカムセグメント3を配置した接合体を表した模式図である。このような接合体であっても、接地面側に位置する隅部6v、6wに配置されたダミーセグメント5v、5wが、接合材を介して外周側に積層されたハニカムセグメント群X5、X6を下支えできる。また、加圧工程の際の加圧によって接合幅が薄くなることをダミーセグメントが少なくとも防ぐことができる。さらには、ハニカムセグメントを少なくとも2本分減少させることができるため、本発明の効果を奏することができるから本実施形態の一つといえる。
In the case where the joined body is configured by arranging two dummy segments at least at the corners in contact with the ground plane, the joined body shown in FIGS. 6A and 6B may be used in addition to the above-described example. , Included in this embodiment. FIG. 6A is a schematic diagram illustrating a case where neither the honeycomb segment nor the dummy segment is present in the
ただし、より好ましいのはダミーセグメントを全ての隅部に使用することである。全ての隅部にダミーセグメントを配置して、他のハニカムセグメントと接合することにより、前述のいわゆる横置きする場合に限らず、接合体の断面に沿って接地する場合、すなわち、いわゆる縦置きする場合にも、4隅にハニカムセグメントが配置されているのと実質的に変わらず、接合の際の加圧時に接合幅が所望の厚さに保つことができる。また外周面に配置されるハニカムセグメントの接合箇所の乾燥度合いもバランスがとれ、機械的強度等を満たし得るハニカムセグメント接合体を形成できるのでより好ましい形態の一つである。 However, it is more preferable to use dummy segments at all corners. By placing dummy segments in all corners and joining with other honeycomb segments, not only the so-called horizontal placement described above, but also the case of grounding along the cross section of the joined body, that is, so-called vertical placement Even in this case, the bonding width can be kept at a desired thickness at the time of pressurization during bonding, which is substantially the same as the honeycomb segments arranged at the four corners. Further, since the degree of drying of the joined portions of the honeycomb segments arranged on the outer peripheral surface is balanced and a joined honeycomb segment assembly that can satisfy the mechanical strength and the like can be formed, this is one of the more preferable embodiments.
ダミーセグメントを隅部全てに配置する場合には、図3A、B、Cの各隅部にダミーセグメントが4本配置されることになるため、図3Aに示される縦6本×横6本からなる接合体の場合には、接地面に接する隅部5i、5jの2本と、それらの各隅部からハニカムセグメントを積み重ねた最上段部に位置する隅部5g、5hの2本とが使用されず、完全に削り落と(切削)されるはずであったものが、ダミーセグメントに置き換えられることになる。また、例えば、図3Bに示される縦7本×横7本からなる接合体の場合には、接地面に接する隅部5m、5の2本と、それらの各隅部からハニカムセグメントを積み重ねた最上段部に位置する隅部5k、5lの2本とがダミーセグメントに置き換えられ、図3Cに示される縦8本×横8本からなる接合体の場合には、接地面に接する隅部5r、5sの2本と、それらの各隅部から、ハニカムセグメントを積み重ねた最上段部に位置する隅部5p、5qの2本がダミーセグメントに置き換えられる。
When dummy segments are arranged in all corners, four dummy segments are arranged in each corner of FIGS. 3A, 3B, and 3C, and therefore, from the 6 vertical × 6 horizontal shown in FIG. 3A. In the case of the joined body, two
また、本実施形態で使用されるダミーセグメントは、乾燥に耐え、加圧力を伝える最低限の硬さ、およびセグメントを破損しない程度の軟らかさを有し、乾燥後に容易に剥がれる必要がある。したがって、フッ素樹脂系、一般高分子系からなる素材により形成されることが望ましい。 In addition, the dummy segment used in the present embodiment has a minimum hardness that can withstand drying and transmit pressure, and has a softness that does not damage the segment, and needs to be easily peeled off after drying. Therefore, it is desirable to form with the material which consists of a fluororesin type and a general polymer type.
フッ素樹脂系としては、ポリテトラフルオロエチレン(4フッ化)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(4.6フッ化)、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド(2フッ化)、ポリクロロトリフルオロエチレン(3フッ化)、クロロトリフルオエチレン・エチレン共重合体、等が挙げられる。 The fluororesin system includes polytetrafluoroethylene (tetrafluoroethylene), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (4.6 fluoro), tetrafluoroethylene / Examples thereof include ethylene copolymers, polyvinylidene fluoride (difluoride), polychlorotrifluoroethylene (trifluoride), and chlorotrifluoroethylene / ethylene copolymers.
一般高分子系としては、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリベンゾイミダゾール、6ナイロン、66ナイロン、等が挙げられる。 Examples of general polymer systems include polyetherimide, polyphenylene sulfide, polyetheretherketone, polyamideimide, polyimide, polybenzimidazole, 6 nylon, 66 nylon, and the like.
また、ダミーセグメントが2.0〜10GPaの圧縮弾性率を有している。ダミーセグメントの圧縮弾性率が10GPaよりも高いと、接合加圧時に加圧シリンダー等の圧力が強すぎ、ハニカムセグメント接合体が破損してしまうため好ましくなく、ダミーセグメントの圧縮弾性率が2.0よりも低いと、軟らかすぎるため加圧時の加圧シリンダー等の圧力が、ダミーセグメントに吸収されてしまい、ダミーセグメントを介してハニカムセグメントに圧力が十分に伝わらず、接合幅が所望の厚さよりも厚くなるため、好ましくない。 The dummy segments that have a compression modulus of 2.0~10GPa. When the compression elastic modulus of the dummy segment is higher than 10 GPa, the pressure of the pressure cylinder or the like is too strong at the time of bonding pressurization, and the honeycomb segment bonded body is damaged. If it is lower, the pressure of the pressurizing cylinder or the like at the time of pressurization is absorbed by the dummy segment because it is too soft, and the pressure is not sufficiently transmitted to the honeycomb segment through the dummy segment, and the joining width is larger than the desired thickness. Is also not preferable because it becomes thicker.
また、ダミーセグメントが120℃以上の耐熱温度を有している。ダミーセグメントとハニカムセグメントとを接合材を介して接合し、乾燥させる乾燥工程では、マイクロ波または熱風乾燥機等で凡そ120℃前後の熱風を吹きかけて乾燥させる。したがって、ダミーセグメントの耐熱温度が120℃以下の場合には、ダミーセグメントが溶けるおそれがあり、ダミーセグメントの取り外し時に、取り外せなかったり、取り外せてもきれいに剥がれなかったりして、ハニカムセグメント接合体の特性を損ねることにもなり得るからである。さらに、ダミーセグメントの再利用ができなくなることにもなる。 The dummy segments that have a heat resistant temperature of more than 120 ° C.. In the drying process in which the dummy segment and the honeycomb segment are joined through a joining material and dried, hot air of about 120 ° C. is blown and dried with a microwave or a hot air drier. Therefore, when the heat-resistant temperature of the dummy segment is 120 ° C or less, the dummy segment may be melted. When the dummy segment is removed, the dummy segment cannot be removed or may not be removed cleanly. It is because it can also damage. Furthermore, the dummy segment cannot be reused .
また、ダミーセグメントを使用して接合した接合体の接合幅は、1.0±0.5mmの範囲内であることが好ましい。この数値内に接合幅が調整されることにより、機械的強度/弾性等を備えたDPFを成形することができる。 Moreover, it is preferable that the joining width of the joined body joined using the dummy segment is within a range of 1.0 ± 0.5 mm. By adjusting the bonding width within this numerical value, a DPF having mechanical strength / elasticity and the like can be molded.
また、このようにダミーセグメントを使用することにより、例えば、次表1に示される組本数が縦6本×横6本(図10参照)、縦7本×横7本(図11参照)、縦8本×横8本(図12参照)、から構成されるセグメント体であれば、そのセグメント使用率を引き上げることができる。すなわち、縦6本×横6本であれば、ダミーセグメントを使用しないで得られる完成品(切削工程後)のセグメント使用率(完成体の断面積/接合体の断面積×100)は、57.2%であるのに対し、4隅にダミーセグメントを使用して得られた完成品(切削工程S8後)は、63.9%と使用率の大幅アップとなっている。同様に、縦7本×横7本であれば60.5%から65.6%へ、縦8本×横8本であれば72.4%から76.9%へとアップしており、確実にダミーセグメントを使用することでコスト削減を達成し得ることがわかる。なお、図10〜11で、ダミーセグメントの使用時とは、黒く塗りつぶしている4隅のセグメントZに、ダミーセグメントを使用する場合のことであり、完成品(完成の形状)は、円(○)で囲まれた形状である。 Further, by using dummy segments in this way, for example, the number of groups shown in the following table 1 is 6 vertical x 6 horizontal (see FIG. 10), 7 vertical x 7 horizontal (see FIG. 11), If the segment body is composed of 8 vertical x 8 horizontal (see FIG. 12), the segment usage rate can be increased. That is, if the length is 6 × width, the segment usage rate of the finished product (after the cutting process) obtained without using the dummy segment (cross-sectional area of the finished body / cross-sectional area of the joined body × 100) is 57. The finished product (after the cutting step S8) obtained by using the dummy segments at the four corners is 63.9%, which is a significant increase in the usage rate. Similarly, if it is 7 vertical x 7 horizontal, it will increase from 60.5% to 65.6%, if it is 8 vertical x 8 horizontal, it will increase from 72.4% to 76.9%. It can be seen that cost reduction can be achieved by using dummy segments without fail. 10-11, the use of the dummy segment means that the dummy segment is used for the four corner segments Z that are painted black, and the completed product (completed shape) is a circle (○ ).
[1−4]接合材:
接合材としては、耐熱性を有するセラミックファイバー、セラミック粒子等からなるフィラーと、コロイダルシリカ等の無機接着剤とを主成分とし、更に必要に応じて有機バインダー(例えば、メチルセルロース(MC)、カルボキシメチルセルロース(CMC)等)、分散剤、水等を加え、それをミキサー等の混練機を使用して混合、混練してペースト状にしたものが好ましい。
[1-4] Joining material:
As a bonding material, heat-resistant ceramic fibers, ceramic particles and other inorganic adhesives such as colloidal silica, and organic binders (for example, methylcellulose (MC), carboxymethylcellulose) are used as necessary. (CMC), etc.), a dispersant, water, etc. are added, and the mixture is mixed and kneaded using a kneader such as a mixer to give a paste.
全てのハニカムセグメントとダミーセグメントを所定位置に設置し、接合材を介して接合した後、乾燥硬化させる。乾燥効果したハニカムセグメントとダミーセグメントの接合体から、ダミーセグメントを引き離して得られたハニカム接合体は、その後必要に応じて、外周部を切削加工する等して、円柱状の所望形状に加工してもよい。なお、この場合、加工により外周壁が除去され、内部の壁部とセルが露出した状態となるので、露出面をコーティング材で被覆などして外周壁を再形成することが好ましい。 All the honeycomb segments and dummy segments are placed at predetermined positions, joined through a joining material, and then dried and cured. The honeycomb bonded body obtained by separating the dummy segment from the bonded honeycomb segment / dummy segment bonded body is then processed into a cylindrical desired shape by cutting the outer periphery as necessary. May be. In this case, since the outer peripheral wall is removed by processing and the inner wall portion and the cell are exposed, it is preferable to re-form the outer peripheral wall by covering the exposed surface with a coating material.
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。なお、以下の実施例および比較例における「部」および「%」は特に断りのない限り質量部および質量%を意味する。また、実施例における各種の評価、測定は、下記方法により実施した。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In the following examples and comparative examples, “parts” and “%” mean parts by mass and mass% unless otherwise specified. Various evaluations and measurements in the examples were performed by the following methods.
なお、後述の表2に示されるダミーセグメントの連続使用温度及び圧縮弾性率は、JIS規格(A 9511)に基づいており、使用温度が高い程耐熱性が高いといえ、圧縮弾性率が大きいほど硬くなるといえる。 In addition, the continuous use temperature and compression elastic modulus of the dummy segment shown in Table 2 described later are based on the JIS standard (A 9511), and it can be said that the higher the use temperature, the higher the heat resistance, and the higher the compression elastic modulus. It can be said that it becomes hard.
[1]内部の接合幅:
ハニカムセグメント接合体の内部に位置する、ハニカムセグメントの接合幅を測定した。測定方法は、次の通りである。得られたダミーセグメントの接合部上にルーペを当てて、全接合部であって各接合された辺の中央部分を測定する。例えば、図13に示されるように、ダミーセグメントが縦6×横6本から構成される場合には、全接合部で各辺の中央部分はポイントP(●)で示され、ポイントPを両面測定し、その平均値を計算して内部の接合幅を求める。
[2]外周の接合幅:
ハニカムセグメント接合体の外部に位置する、ハニカムセグメントの接合幅を測定した。測定方法は、次の通りである。得られたダミーセグメントの接合部上にルーペを当てて、外周に位置する接合部であって、各接合された辺の中央部分を測定する。例えば、図14に示されるように、ダミーセグメントが縦6×横6本から構成される場合には、外周に位置する接合部であって、各接合された辺の中央部分はポイントP(●)で示され、ポイントP2を両面測定し、その平均値を計算して外周の接合幅を求める。
[3]乾燥後の離型性:
ダミーセグメントが乾燥に耐えるものか、接合体を120℃の熱風乾燥機で乾燥させて、ダミーの剥がれ状態を調査、観察した。この離型性の調査方法は、機械等によって行うことも可能であるが、ダミーセグメントをハニカムセグメントから引き離す(引き剥がす)等の作業は、人力で行われる方が多いと思われるため、あえて人の手で容易に剥がれるか否かについて調べた。また、ダミーセグメントをハニカムセグメントから離した(剥がした)後の、ハニカムセグメントの外周面について、ルーペを用いて観察した。
[1] Internal joint width:
The bonding width of the honeycomb segments located inside the honeycomb segment bonded body was measured. The measuring method is as follows. A magnifying glass is applied to the obtained joint portion of the dummy segment, and the central portion of each joined side of all the joined portions is measured. For example, as shown in FIG. 13, in the case where the dummy segment is composed of 6 vertical × 6 horizontal, the central portion of each side is indicated by a point P (●) at all joints, and the point P is shown on both sides. Measure and calculate the average value to determine the internal joint width.
[2] Bonding width of outer periphery:
The bonding width of the honeycomb segment located outside the bonded honeycomb segment assembly was measured. The measuring method is as follows. A loupe is applied to the obtained joint portion of the dummy segment, and a joint portion located on the outer periphery, and a central portion of each joined side is measured. For example, as shown in FIG. 14, in the case where the dummy segment is composed of 6 vertical × 6 horizontal, it is a joint located on the outer periphery, and the central part of each joined side is a point P (● ), The point P2 is measured on both sides, and the average value is calculated to obtain the outer joint width.
[3] Release property after drying:
Whether the dummy segment was resistant to drying or not was dried with a hot air dryer at 120 ° C., and the peeling state of the dummy was investigated and observed. This method of investigating releasability can also be performed by a machine, etc., but since it is considered that the work of pulling the dummy segment away from the honeycomb segment (peeling off) is likely to be performed by human power, It was investigated whether it was easily peeled off by hand. Further, the outer peripheral surface of the honeycomb segment after the dummy segment was separated (peeled) from the honeycomb segment was observed using a loupe.
(ハニカムセグメントの作製)
ハニカムセグメント原料として、SiC粉末及び金属Si粉末を80:20の質量割合で混合し、これに造孔剤として澱粉、発泡樹脂を加え、さらにメチルセルロース及びヒドロキシプロポキシルメチルセルロース、界面活性剤及び水を添加して、可塑性の坏土を作製した。この坏土を押出成形し、マイクロ波及び熱風で乾燥して隔壁の厚さが310μm、セル密度が約46.5セル/cm2(300セル/平方インチ)、断面が一辺35mmの正四角形、長さが152mmのハニカムセグメント成形体を得た。このハニカムセグメント成形体を、端面が市松模様状を呈するように、セルの両端面を目封じした。すなわち、隣接するセルが、互いに反対側の端部で封じられるように目封じを行った。目封じ材としては、ハニカムセグメント原料と同様な材料を用いた。セルの両端面を目封じし、乾燥させた後、大気雰囲気中約400℃で脱脂し、その後、Ar不活性雰囲気で約1450℃で焼成して、SiC結晶粒子をSiで結合させた、多孔質構造を有するハニカムセグメントを得た。
(Manufacture of honeycomb segments)
As a honeycomb segment raw material, SiC powder and metal Si powder are mixed at a mass ratio of 80:20, starch and foamed resin are added as a pore-forming agent, and methylcellulose and hydroxypropoxylmethylcellulose, a surfactant and water are added. Thus, a plastic clay was produced. This kneaded clay is extruded and dried with microwaves and hot air to form a square having a partition wall thickness of 310 μm, a cell density of about 46.5 cells / cm 2 (300 cells / square inch), and a cross section of 35 mm on a side, A honeycomb segment formed body having a length of 152 mm was obtained. In this honeycomb segment molded body, both end faces of the cells were sealed so that the end faces had a checkered pattern. That is, the sealing was performed so that adjacent cells were sealed at opposite ends. As the plugging material, the same material as the honeycomb segment material was used. After sealing both ends of the cell and drying, degreasing at about 400 ° C. in an air atmosphere, and then baking at about 1450 ° C. in an Ar inert atmosphere to bond SiC crystal particles with Si. A honeycomb segment having a quality structure was obtained.
(接合材の調製)
無機繊維としてアルミノシリケート繊維を用い、ショット率は全て50%であった。無
機バインダーとしてコロイダルシリカを22質量%及び粘土を1質量%、無機粒子としてSiCを混合したものにさらに水を加えて、場合によっては、有機バインダー(CMC、PVA)、発泡樹脂及び分散剤を加えて、ミキサーにて30分間混練を行い、ペースト状の接合材を得た。
(Preparation of bonding material)
Aluminosilicate fibers were used as inorganic fibers, and the shot ratios were all 50%. Water is added to 22% by mass of colloidal silica and 1% by mass of clay as an inorganic binder, and SiC is mixed as inorganic particles. In some cases, an organic binder (CMC, PVA), a foamed resin and a dispersant are added. Then, the mixture was kneaded for 30 minutes to obtain a paste-like bonding material.
(ダミーセグメントの作製)
PVDF(ポリフッ化ビニリデン)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、PA6(6ナイロン)、アルミニウム、高密度ポリエチレン、の各部材からダミーセグメントを製造した。それぞれのダミーセグメントのサイズは、上述のように成形したハニカムセグメントのサイズに対応させるべく、断面が一辺35mmの正四角形、長さが152mmとした。
(Dummy segment production)
Dummy segments were manufactured from PVDF (polyvinylidene fluoride), PEEK (polyetheretherketone), PA6 (6 nylon), aluminum, and high-density polyethylene. The size of each dummy segment was a regular square with a cross section of 35 mm on a side and a length of 152 mm so as to correspond to the size of the honeycomb segment formed as described above.
(ハニカム構造体の作製)
ハニカムセグメントの外壁面に、厚さ1±0.5mmとなるように接合材をコーティングして接合材層を形成し、4つの隅部にダミーセグメントを配置し、その上に別のハニカムセグメントを載置する工程を繰り返し、16個のハニカムセグメントからなるハニカムセグメント積層体を作製し、外部より圧力を加え、全体を接合させた後、140℃、2時間乾燥してハニカムセグメント接合体を得た。
(Preparation of honeycomb structure)
A bonding material is coated on the outer wall surface of the honeycomb segment so as to have a thickness of 1 ± 0.5 mm to form a bonding material layer, dummy segments are arranged at four corners, and another honeycomb segment is formed thereon. The mounting process was repeated to produce a honeycomb segment laminate composed of 16 honeycomb segments, pressure was applied from the outside, the whole was joined, and then dried at 140 ° C. for 2 hours to obtain a joined honeycomb segment. .
(実施例1)
PVDF(ポリフッ化ビニリデン)からダミーセグメント形成し、当該ダミーセグメントとハニカムセグメントとを、ダミーセグメントが4つの隅部に位置するように接合し、加圧工程、乾燥工程を経て、接合体1を得た。
Example 1
A dummy segment is formed from PVDF (polyvinylidene fluoride), the dummy segment and the honeycomb segment are joined so that the dummy segments are positioned at four corners, and a bonded body 1 is obtained through a pressing process and a drying process. It was.
(実施例2)
PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)からダミーセグメント形成し、当該ダミーセグメントとハニカムセグメントとを、ダミーセグメントが4つの隅部に位置するように接合し、加圧工程、乾燥工程を経て、接合体2を得た。
(Example 2)
A dummy segment is formed from PEEK (polyetheretherketone), and the dummy segment and the honeycomb segment are joined so that the dummy segments are positioned at the four corners. Obtained.
(実施例3)
PA6(6ナイロン)からダミーセグメント形成し、当該ダミーセグメントとハニカムセグメントとを、ダミーセグメントが4つの隅部に位置するように接合し、加圧工程、乾燥工程を経て、接合体3を得た。
(Example 3)
A dummy segment was formed from PA6 (6 nylon), and the dummy segment and the honeycomb segment were joined so that the dummy segment was positioned at the four corners, and a bonded
(実施例4)
PVDF(ポリフッ化ビニリデン)からダミーセグメント形成し、当該ダミーセグメントとハニカムセグメントとを、ダミーセグメントが上側2つの隅部に位置するように接合し、加圧工程、乾燥工程を経て、接合体4を得た。
Example 4
A dummy segment is formed from PVDF (polyvinylidene fluoride), the dummy segment and the honeycomb segment are joined so that the dummy segment is positioned at the upper two corners, and after passing through the pressing step and the drying step, the joined
(実施例5)
PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)からダミーセグメント形成し、当該ダミーセグメントとハニカムセグメントとを、ダミーセグメントが上側2つの隅部に位置するように接合し、加圧工程、乾燥工程を経て、接合体5を得た。
(Example 5)
A dummy segment is formed from PEEK (polyetheretherketone), the dummy segment and the honeycomb segment are joined so that the dummy segment is positioned at the upper two corners, and after passing through the pressing step and the drying step, the joined body 5 Got.
(実施例6)
PA6(6ナイロン)からダミーセグメント形成し、当該ダミーセグメントとハニカムセグメントとを、ダミーセグメントが上側2つの隅部に位置するように接合し、加圧工程、乾燥工程を経て、接合体6を得た。
(Example 6)
A dummy segment is formed from PA6 (6 nylon), and the dummy segment and the honeycomb segment are bonded so that the dummy segment is positioned at the upper two corners, and a bonded
(実施例7)
PVDF(ポリフッ化ビニリデン)からダミーセグメント形成し、当該ダミーセグメントとハニカムセグメントとを、ダミーセグメントが下側2つの隅部に位置するように接合し、加圧工程、乾燥工程を経て、接合体7を得た。
(Example 7)
A dummy segment is formed from PVDF (polyvinylidene fluoride), the dummy segment and the honeycomb segment are joined so that the dummy segment is positioned at the two lower corners, and after passing through the pressing step and the drying step, the joined body 7 Got.
(実施例8)
PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)からダミーセグメント形成し、当該ダミーセグメントとハニカムセグメントとを、ダミーセグメントが下側2つの隅部に位置するように接合し、加圧工程、乾燥工程を経て、接合体8を得た。
(Example 8)
A dummy segment is formed from PEEK (polyetheretherketone), and the dummy segment and the honeycomb segment are joined so that the dummy segment is positioned at the two lower corners, and then subjected to a pressurizing step and a drying step. 8 was obtained.
(実施例9)
PA6(6ナイロン)からダミーセグメント形成し、当該ダミーセグメントとハニカムセグメントとを、ダミーセグメントが上側2つの隅部に位置するように接合し、加圧工程、乾燥工程を経て、接合体9を得た。
Example 9
A dummy segment is formed from PA6 (6 nylon), and the dummy segment and the honeycomb segment are bonded so that the dummy segment is positioned at the upper two corners, and a bonded body 9 is obtained through a pressing process and a drying process. It was.
(比較例1)
アルミニウムからダミーセグメント形成し、当該ダミーセグメントとハニカムセグメントとを、ダミーセグメントが4つの隅部に位置するように接合し、加圧工程、乾燥工程を経て、接合体10を得た。
(Comparative Example 1)
A dummy segment was formed from aluminum, the dummy segment and the honeycomb segment were joined so that the dummy segments were positioned at four corners, and a bonded body 10 was obtained through a pressurizing step and a drying step.
(比較例2)
高密度ポリエチレンからダミーセグメント形成し、当該ダミーセグメントとハニカムセグメントとを、ダミーセグメントが4つの隅部に位置するように接合し、加圧工程、乾燥工程を経て、接合体11を得た。
(Comparative Example 2)
Dummy segments were formed from high-density polyethylene, the dummy segments and the honeycomb segments were joined so that the dummy segments were positioned at the four corners, and a bonded
(比較例3)
アルミニウムからダミーセグメント形成し、当該ダミーセグメントとハニカムセグメントとを、ダミーセグメントが上側2つの隅部に位置するように接合し、加圧工程、乾燥工程を経て、接合体12を得た。
(Comparative Example 3)
A dummy segment was formed from aluminum, the dummy segment and the honeycomb segment were joined such that the dummy segment was positioned at the upper two corners, and a bonded
(比較例4)
高密度ポリエチレンからダミーセグメント形成し、当該ダミーセグメントとハニカムセグメントとを、ダミーセグメントが上側2つの隅部に位置するように接合し、加圧工程、乾燥工程を経て、接合体13を得た。
(Comparative Example 4)
A dummy segment was formed from high-density polyethylene, and the dummy segment and the honeycomb segment were joined so that the dummy segment was positioned in the upper two corners, and a joined
(比較例5)
アルミニウムからダミーセグメント形成し、当該ダミーセグメントとハニカムセグメントとを、ダミーセグメントが下側2つの隅部に位置するように接合し、加圧工程、乾燥工程を経て、接合体14を得た。
(Comparative Example 5)
A dummy segment was formed from aluminum, and the dummy segment and the honeycomb segment were joined such that the dummy segment was positioned at the two lower corners, and a bonded
(比較例6)
高密度ポリエチレンからダミーセグメント形成し、当該ダミーセグメントとハニカムセグメントとを、ダミーセグメントが下側2つの隅部に位置するように接合し、加圧工程、乾燥工程を経て、接合体15を得た。
(Comparative Example 6)
A dummy segment is formed from high-density polyethylene, and the dummy segment and the honeycomb segment are joined so that the dummy segment is positioned at the lower two corners, and a bonded body 15 is obtained through a pressing process and a drying process. .
(比較例7)
ダミーセグメントを使用せずに、上2隅の箇所からハニカムセグメントを抜いて、他のハニカムセグメント同士を、接合材を介して接合させ、加圧工程、乾燥工程を経て、凸状の接合体16を得た。
(Comparative Example 7)
Without using the dummy segments, the honeycomb segments are pulled out from the upper two corners, and the other honeycomb segments are bonded to each other via a bonding material. Got.
(比較例8)
ダミーセグメントを使用せずに、4隅の箇所からハニカムセグメントを抜いて、他のハニカムセグメント同士を、接合材を介して接合させ、加圧工程、乾燥工程を経て、凸状の接合体17を得た。
(Comparative Example 8)
Without using the dummy segments, the honeycomb segments are pulled out from the four corners, and the other honeycomb segments are bonded to each other through the bonding material, and after passing through the pressing step and the drying step, the convex bonded body 17 is formed. Obtained.
(考察)
以上のように、角の四隅すべてにダミーセグメントを挿入して成形した接合体、上側2隅にダミーセグメントを挿入して成形した接合体、下側2隅にダミーセグメントを挿入して成形した接合体、さらには、ダミーセグメント及びハニカムセグメントを使用せずに成形した接合体を、それぞれ得た後、接合状態を観察した。
(Discussion)
As described above, a joined body formed by inserting dummy segments in all four corners, a joined body formed by inserting dummy segments in the upper two corners, and a joined body formed by inserting dummy segments in the lower two corners After the respective bodies and the joined bodies formed without using the dummy segments and the honeycomb segments were obtained, the joined state was observed.
表2、3に示されるように、実施例1〜3の、角の四隅すべてにダミーセグメントを接合して得られた接合体、実施例4〜6の、上側2つの隅部にダミーセグメントを接合して得られた接合体、さらには、実施例7〜9の、接地面に接する2つの隅部にダミーセグメントを接合して得られた接合体では、いずれも所望の接合幅を有し、良好な接合体が得られた。 As shown in Tables 2 and 3, joined bodies obtained by joining dummy segments to all four corners of Examples 1 to 3, and dummy segments at upper two corners of Examples 4 to 6 The joined bodies obtained by joining, and the joined bodies obtained by joining the dummy segments to the two corners in contact with the ground plane in Examples 7 to 9 both have a desired joining width. A good joined body was obtained.
他方、表4、5に示されるように、比較例1及び2の角の四隅すべてにダミーセグメント接合して得た接合体、比較例3及び4の上側2つの隅部にダミーセグメントを接合して得られた接合体、さらに、比較例5及び6の接地面に接する下側2つの隅部にダミーセグメントを接合して得られた接合体では、いずれも問題が発生した。比較例1、3、5のアルミニウムからなるダミーセグメントでは、ハニカムセグメントに比べて硬いため、接合加圧時にハニカムセグメントが破損した。この結果から、ハニカムセグメントの弾性率は10〜20GPaであるため、それより弾性率が高い材質はダミーセグメントとして不適であることが実証付けられた。さらに、比較例2、4、6の高密度ポリエチレンからなるダミーセグメントでは、セグメントの破損は生じないものの、軟らかすぎるため加圧時に圧力が伝わらず接合幅が通常より厚くなった。したがって、ダミーセグメントの弾性率として適切な範囲は、2.0〜10GPaであることが実証づけられた。 On the other hand, as shown in Tables 4 and 5, the joined body obtained by joining the dummy segments to all four corners of the comparative examples 1 and 2, and the dummy segments were joined to the upper two corners of the comparative examples 3 and 4. In the joined body obtained in this way, and in the joined body obtained by joining the dummy segments to the lower two corners in contact with the ground contact surfaces of Comparative Examples 5 and 6, problems occurred. Since the dummy segments made of aluminum in Comparative Examples 1, 3, and 5 were harder than the honeycomb segments, the honeycomb segments were damaged during the pressurizing process. From this result, since the elastic modulus of the honeycomb segment is 10 to 20 GPa, it was proved that a material having a higher elastic modulus is not suitable as a dummy segment. Further, in the dummy segments made of high-density polyethylene of Comparative Examples 2, 4, and 6, the segment was not damaged, but was too soft, so that pressure was not transmitted during pressurization and the joining width was thicker than usual. Therefore, it was demonstrated that an appropriate range for the elastic modulus of the dummy segment is 2.0 to 10 GPa.
さらに、ダミーセグメント及びハニカムセグメントを使用せずに成形した接合体として得られた比較例7、8では、表5に示されるように、内部の4×4の接合幅は、所望の範囲であったが、外周の接合幅が薄くなってしまい、DPFとしての使用に耐えられるものではなかった。これは、隅部にハニカムセグメント(或いは、ダミーセグメント)を配置しないため、乾燥が内部に配置されるハニカムセグメントよりも速く進んでしまったためと思われる。なお、表5には示されていないが、比較例7、8を成形する際、隅部にハニカムセグメント(或いは、ダミーセグメント)が配置されないことから、隅部状に積み重ねられるハニカムセグメントが、接合材で接合されただけでは、自重の重みに耐え切れず、ズレ落ちたりした。したがって、比較例7、8では、その成形工程で必要以上に手間がかかり、コスト軽減等に寄与しないことが確認された。 Furthermore, in Comparative Examples 7 and 8 obtained as bonded bodies formed without using dummy segments and honeycomb segments, as shown in Table 5, the internal 4 × 4 bonding width was within a desired range. However, the bonding width on the outer periphery becomes thin, and it cannot be used as a DPF. This is probably because the honeycomb segment (or dummy segment) is not arranged at the corner, and thus drying proceeds faster than the honeycomb segment arranged inside. Although not shown in Table 5, when the comparative examples 7 and 8 are molded, the honeycomb segments (or dummy segments) are not arranged at the corners. Just by joining with the material, it could not withstand the weight of its own weight and fell off. Therefore, in Comparative Examples 7 and 8, it was confirmed that the molding process takes more time than necessary and does not contribute to cost reduction or the like.
次ぎに、接合体を120℃の熱風乾燥機で乾燥を行い、ダミーセグメントの剥がれ状態を観察した。その結果、もっとも剥がれやすいものはポリフッ化ビニリデンからなる実施例1、4、7のダミーセグメントであり、この結果から自己潤滑性をもつフッ素樹脂系の材質からなるダミーセグメントが最も適していると考えられる。さらに、実施例2、5、8のPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)の材質からなるダミーセグメント、実施例3、6、9のPA6(6ナイロン)の材質からなるダミーセグメントでは、多少接合材が付着するものの、容易に剥がすことができた。したがって、いずれの付着も後工程に影響を与えるものでもなければ、またDPFの特性に影響を与えるものでもなく、ダミーセグメントとして好適に用いることができるものであった。なお、ダミーセグメントに付着した接合材は水に浸しておけば容易に除去できるため、使用上の問題もない。 Next, the joined body was dried with a hot air dryer at 120 ° C., and the peeled state of the dummy segment was observed. As a result, it is the dummy segments of Examples 1, 4, and 7 made of polyvinylidene fluoride that are most easily peeled off. From this result, the dummy segment made of a fluororesin material having self-lubricating properties is considered most suitable. It is done. Further, in the dummy segments made of the PEEK (polyetheretherketone) material of Examples 2, 5, and 8, and the dummy segments made of the PA6 (6 nylon) material of Examples 3, 6, and 9, the bonding material is somewhat adhered. However, it could be easily removed. Therefore, any adhesion does not affect the post-process and does not affect the characteristics of the DPF, and can be suitably used as a dummy segment. Since the bonding material adhering to the dummy segment can be easily removed by immersing it in water, there is no problem in use.
他方、比較例1〜6では、接合材がそれぞれのダミーセグメントに完全に固着してしまい剥がすことが困難であった。したがって、いずれの比較例のダミーセグメントを、いずれかの隅部、とりわけ接地面に接する2つの隅部、あるいは、角の四隅すべてに、ハニカムセグメントの代わりとしての使用に適さないことが実証された。 On the other hand, in Comparative Examples 1 to 6, it was difficult for the bonding material to be completely fixed to each dummy segment and peeled off. Therefore, it was proved that the dummy segment of any comparative example is not suitable for use as a substitute for the honeycomb segment at any corner, in particular, at the two corners in contact with the ground plane, or at all four corners. .
本発明は、DPF等の集塵用フィルター等に使用されるハニカムセグメント接合体の作製方法として好適に使用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be suitably used as a method for manufacturing a joined honeycomb segment used for a dust collection filter such as DPF.
1、1A,1B,1C,1D,1F,1G:接合体、2:ハニカムセグメント接合体、3,3c,3d:ハニカムセグメント、4:接合材、4c,4d:接合面、4S:接合材層、5,5a,5b,5c,5d,5e,5f,5g,5h,5i,5j,5k,5l,5m,5n,5p,5q,5r,5s,5t,5u,5v,5w:ダミーセグメント、6,6a,6b,6c,6d,6e,6f,6g,6h,6i,6j,6k,6l,6m,6n,6p,6q,6r,6s,6t,6u,6v,6w,6x,6y:隅部、8,8a,8b:加圧シリンダー、9,9a,9b:加圧基準面、X1,X2,X3,X4,X5,X6:ハニカムセグメントからなる列(ハニカムセグメント群)、11:隔壁、12:セル、13:コーティング材、14:充填材、H:ハニカム構造体、P:ポイント。
1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1F, 1G: joined body, 2: honeycomb segment joined body, 3, 3c, 3d: honeycomb segment, 4: joined material, 4c, 4d: joined surface, 4S: joined
Claims (4)
いずれかの隅部にハニカムセグメントの代わりにリサイクル可能なダミーセグメントを使用するハニカムセグメント接合体の作製方法であり、
前記接合工程は、前記ハニカムセグメントと前記ダミーセグメントを接合した接合体を得る工程であり、
前記接合工程後、得られた前記接合体を乾燥する乾燥工程を有し、
さらに、前記乾燥工程後、前記ダミーセグメントのみを取り外して、ハニカムセグメント接合体を作製するハニカムセグメント接合体の作製方法であり、
前記ダミーセグメントが2.0〜10GPaの圧縮弾性率を有しているとともに、前記ダミーセグメントが120℃以上の耐熱温度を有しているハニカムセグメント接合体の作製方法。 A method for manufacturing a honeycomb structure made of ceramics, comprising a joining step of integrating a plurality of honeycomb segments having a plurality of cells that are partitioned by partition walls and penetrate in the axial direction by joining with a joining material,
A method for producing a joined honeycomb segment using a recyclable dummy segment instead of a honeycomb segment at any corner,
The joining step is a step of obtaining a joined body obtained by joining the honeycomb segment and the dummy segment,
After the joining step, the method has a drying step of drying the obtained joined body,
Further, after the drying step, only the dummy segment is removed, and a honeycomb segment bonded body manufacturing method for manufacturing a honeycomb segment bonded body ,
A method for producing a bonded honeycomb segment, wherein the dummy segment has a compressive elastic modulus of 2.0 to 10 GPa and the dummy segment has a heat resistant temperature of 120 ° C or higher .
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