JP6389401B2 - Extrusion mold - Google Patents
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Description
本発明は、押出成形用金型に関する。 The present invention relates to an extrusion mold.
バス、トラック等の車両及び建設機械等の内燃機関から排出される排ガス中のスス等のパティキュレートが、環境又は人体に害を及ぼすことが近年問題となっている。そこで、排ガス中のパティキュレートを捕集して排ガスを浄化するフィルタとして、複数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム焼成体からなるハニカム構造体を用いたものが種々提案されている。
また、従来のハニカム焼成体の材料としては、耐熱性及び強度に優れるという観点から、多孔質の炭化ケイ素やコージェライト等が知られている。
In recent years, it has become a problem that particulates such as soot in exhaust gas discharged from vehicles such as buses and trucks and internal combustion engines such as construction machines cause harm to the environment or the human body. Therefore, various proposals have been made as a filter for collecting particulates in exhaust gas and purifying the exhaust gas, using a honeycomb structure comprising a honeycomb fired body in which a plurality of cells are arranged in parallel in the longitudinal direction across the cell wall. Has been.
Further, as a material for a conventional honeycomb fired body, porous silicon carbide, cordierite, and the like are known from the viewpoint of excellent heat resistance and strength.
ハニカム構造体は、その基本特性として、圧力損失が低いことが要求されている。圧力損失を低くするためには、気孔率を高くすることや開口率を高くすること等が有効な手段である。しかしながら、気孔率や開口率を高くすると、強度を低下させてしまうという問題があった。そこで、例えば、特許文献１には、ハニカム構造体を構成する多孔質セラミック部材において、該多孔質セラミック部材の気孔率や開口率を所定の範囲に保ちつつ、外縁壁を厚くし、かつ、外周部分のセルの角部に該角部を充填する充填体を設けることにより、圧力損失を低く抑えた状態で強度も確保することができるハニカム構造体が開示されている。 A honeycomb structure is required to have a low pressure loss as its basic characteristics. In order to reduce the pressure loss, increasing the porosity and increasing the aperture ratio are effective means. However, when the porosity and the aperture ratio are increased, there is a problem that the strength is lowered. Therefore, for example, in Patent Document 1, in the porous ceramic member constituting the honeycomb structure, the outer peripheral wall is thickened while maintaining the porosity and opening ratio of the porous ceramic member in a predetermined range, and There has been disclosed a honeycomb structure in which strength is ensured in a state in which pressure loss is suppressed to a low level by providing a filler that fills the corners of the partial cells.
一般に、ハニカム構造体を製造する際には、まず、セラミック粉末とバインダーと分散媒液とを混合して成形体作製用の混合組成物を調製した後、この混合組成物を押出成形用金型を備えた押出成形装置に投入し、押出成形を行うことにより、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された角柱形状のハニカム成形体を作製する。そして、次に、得られたハニカム成形体をヒーター等を用いて乾燥させた後、ハニカム成形体中のバインダー等を熱分解させる脱脂工程、及び、セラミックの焼成を行う焼成工程を行うことによって、ハニカム焼成体を作製する。最後に、得られたハニカム焼成体を接着材層を介して複数個結束することにより、ハニカム構造体を製造している。 In general, when manufacturing a honeycomb structure, first, a ceramic powder, a binder, and a dispersion medium liquid are mixed to prepare a mixed composition for forming a molded body, and then this mixed composition is used as an extrusion mold. Is put into an extrusion molding apparatus equipped with a rectangular column-shaped honeycomb molded body in which a large number of cells are arranged in parallel in the longitudinal direction with the cell walls interposed therebetween. And then, after drying the obtained honeycomb formed body using a heater or the like, by performing a degreasing step of thermally decomposing a binder or the like in the honeycomb formed body, and a firing step of firing the ceramic, A honeycomb fired body is produced. Finally, a honeycomb structure is manufactured by binding a plurality of obtained honeycomb fired bodies through an adhesive layer.
ハニカム成形体を作製するための押出成形用金型としては、成形原料を供給するための原料供給孔と、上記原料供給孔に連通して格子状に設けられ、成形原料をハニカム成形体の形状に成形するためのスリットとを有する金型が知られている。
通常、このような押出成形用金型は、ブレード加工により、原料供給孔及びスリットを形成している。例えば、特許文献２では、原料供給孔及びスリットをブレード加工により形成した後、最外周のスリット壁面を流体研磨することにより、最外周のスリットから成形原料がスムーズに押し出され、だま状のセラミック屑が形成されにくい押出成形用金型が開示されている。
As an extrusion mold for producing a honeycomb molded body, a raw material supply hole for supplying a molding raw material, and a grid connected to the raw material supply hole are provided in a lattice shape. There is known a mold having a slit for forming into a slit.
Normally, such an extrusion mold has a raw material supply hole and a slit formed by blade processing. For example, in Patent Document 2, after forming the raw material supply holes and slits by blade machining, the outer peripheral slit wall surface is fluid-polished to smoothly extrude the forming raw material from the outermost peripheral slits. An extrusion mold is disclosed in which it is difficult to form.
ガソリンエンジンは、ディーゼルエンジンに比べて排ガス温度が高く、パティキュレートの排出量が少ないという長所がある。
一方、ガソリンエンジンは、ディーゼルエンジンに比べて燃費が劣るという欠点がある。そのため、ガソリンエンジンから排出される排ガスを浄化することを考えた場合、排ガスを浄化するためのフィルタには、圧力損失が低いことが求められる。
また、フィルタの熱容量が低いと温度が上昇しやすいため、急激な熱膨張によりクラックが生じることもあり、フィルタには熱容量が高いことが求められる。
Gasoline engines have the advantages of higher exhaust gas temperatures and lower particulate emissions than diesel engines.
On the other hand, gasoline engines have the drawback of inferior fuel efficiency compared to diesel engines. Therefore, when considering exhaust gas exhausted from a gasoline engine, a filter for purifying exhaust gas is required to have a low pressure loss.
Moreover, since the temperature tends to rise when the heat capacity of the filter is low, cracks may occur due to rapid thermal expansion, and the filter is required to have a high heat capacity.
近年、このような要求を満たすハニカム構造体として、特許文献１に記載されたハニカム構造体を構成する多孔質セラミック部材において、該多孔質セラミック部材のセル壁の厚さをさらに薄くすることで圧力損失を低くし、該多孔質セラミック部材の外縁壁の厚さをさらに厚くすることで熱容量を高くしたハニカム構造体の開発が進められている。 In recent years, as a honeycomb structure satisfying such requirements, in the porous ceramic member constituting the honeycomb structure described in Patent Document 1, pressure has been reduced by further reducing the thickness of the cell wall of the porous ceramic member. Development of a honeycomb structure having a high heat capacity by reducing the loss and further increasing the thickness of the outer edge wall of the porous ceramic member is underway.
しかしながら、このようなハニカム構造体を構成する多孔質セラミック部材を、特許文献２に記載された金型を用いて押出成形すると、該多孔質セラミック部材の外縁壁部分に相当する最外周スリットに比べて、該多孔質セラミック部材のセル壁部分に相当する内部スリットが薄すぎて、該内部スリットからのセラミック原料の排出速度が遅くなる。その結果、該内部スリットから押し出されるセラミック原料は、該最外周スリットから押し出されるセラミック原料に引っ張られて切れるという問題があった。また、該最外周スリットから押し出されるセラミック原料は、該内部スリットから押し出されるセラミック原料に引っ張られて撚れるという問題があった。 However, when the porous ceramic member constituting such a honeycomb structure is extruded using the mold described in Patent Document 2, it is compared with the outermost peripheral slit corresponding to the outer edge wall portion of the porous ceramic member. Thus, the internal slit corresponding to the cell wall portion of the porous ceramic member is too thin, and the discharge rate of the ceramic raw material from the internal slit is slow. As a result, there has been a problem that the ceramic raw material extruded from the internal slit is pulled by the ceramic raw material extruded from the outermost peripheral slit. Further, there is a problem that the ceramic raw material extruded from the outermost slit is pulled and twisted by the ceramic raw material extruded from the inner slit.
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、押出成形用金型から押し出される成形原料の排出速度のバラツキを抑えることが可能な押出成形用金型を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide an extrusion mold that can suppress variations in the discharge rate of the molding material extruded from the extrusion mold. To do.
上記目的を達成するために、本発明の押出成形用金型では、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設され、上記セル壁の厚さが０．２１ｍｍ以下であるハニカム成形体を作製するために用いられ、第一の面と、上記第一の面の反対側に形成された第二の面と、上記第一の面から上記第二の面に向かって形成された第一貫通孔を有する原料供給部と、上記第二の面から上記第一の面に向かって、上記第一貫通孔と連通するように形成された第二貫通孔を有する成形部とを備える押出成形用金型であって、上記第二の面から見た上記第二貫通孔の形状は、上記ハニカム成形体の最外周壁を成形するための最外周スリットと、上記ハニカム成形体の最外周部に配置された最外周セル間のセル壁を成形するための外周スリットと、上記最外周セルより内側に配置された内部セルのセル壁を成形するための内部スリットとから構成された格子形状であり、上記第二の面から見た、上記内部スリットに囲まれた内部格子の形状は、同一の略矩形であり、上記第二の面から見た、上記内部格子の外側で、かつ、角部以外に配置された外周格子の形状は、上記内部格子の形状から２つの角部が面取りされた形状であり、かつ、上記面取りされた角部が上記最外周スリット側に配置されており、上記第二の面から見た上記外周格子の各面積が、上記内部格子の各面積の６０〜８０％であり、上記最外周スリット及び上記外周スリットの内壁面には原料通過抑制面が形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the extrusion mold of the present invention, a honeycomb molded body in which a large number of cells are arranged side by side in the longitudinal direction across the cell wall, and the thickness of the cell wall is 0.21 mm or less. A first surface, a second surface formed on the opposite side of the first surface, and a second surface formed from the first surface toward the second surface. Extrusion comprising a raw material supply part having one through hole and a molding part having a second through hole formed so as to communicate with the first through hole from the second surface toward the first surface A mold for molding, wherein the shape of the second through hole viewed from the second surface is the outermost peripheral slit for forming the outermost peripheral wall of the honeycomb molded body, and the outermost peripheral of the honeycomb molded body Outer peripheral slit for forming a cell wall between the outermost peripheral cells arranged in the section, and the outermost peripheral cell Is a lattice shape composed of internal slits for forming the cell walls of the internal cells arranged on the inner side, and the shape of the internal lattice surrounded by the internal slits as seen from the second surface is The shape of the outer peripheral grid arranged outside the inner grid and other than the corners as viewed from the second surface is the same substantially rectangular, and the two corners are chamfered from the shape of the inner grid. And the chamfered corners are arranged on the outermost slit side, and each area of the outer circumferential grid viewed from the second surface is 60% of each area of the inner grid. It is -80%, The raw material passage suppression surface is formed in the inner wall surface of the said outermost periphery slit and the said outer periphery slit, It is characterized by the above-mentioned.
上記最外周スリット及び上記外周スリットの内壁面に原料通過抑制面が形成されていると、原料通過抑制面が抵抗となり、上記最外周スリット及び上記外周スリットから成形原料が排出されにくくなる。その結果、上記最外周スリット及び上記外周スリットから押し出される成形原料の排出速度が遅くなり、上記最外周スリット、上記外周スリット及び上記内部スリットから押し出される成形原料の排出速度のバラツキが小さくなる。 If the raw material passage suppression surface is formed on the innermost wall surface of the outermost peripheral slit and the outer peripheral slit, the raw material passage suppression surface becomes a resistance, and the molding raw material is hardly discharged from the outermost peripheral slit and the outer peripheral slit. As a result, the discharge speed of the molding raw material extruded from the outermost peripheral slit and the outer peripheral slit is reduced, and the variation in the discharge speed of the molding raw material extruded from the outermost peripheral slit, the outer peripheral slit and the inner slit is reduced.
このように、上記最外周スリット、上記外周スリット及び上記内部スリットから押し出される成形原料の排出速度のバラツキが小さくなると、上記内部スリットから押し出される成形原料組成物が、上記最外周スリット及び上記外周スリットから押し出される成形原料組成物に引っ張られにくくなり、切れにくくなる。また、上記最外周スリット及び上記外周スリットから押し出される成形原料組成物が、上記内部スリットから押し出される成形原料組成物に引っ張られにくくなり、撚れにくくなる。その結果、セル壁の厚さが０．２１ｍｍ以下であるハニカム成形体を問題なく製造することができる。
さらに、このようなハニカム成形体を脱脂、焼成してハニカム焼成体を作製し、得られたハニカム焼成体を接着材層を介して複数個結束することにより、圧力損失が低く、かつ、熱容量が高いハニカム構造体を製造することができる。
Thus, when the variation in the discharge speed of the molding material extruded from the outermost slit, the outer circumferential slit and the inner slit is reduced, the molding raw material composition extruded from the inner slit becomes the outermost slit and the outer slit. It becomes difficult to be pulled by the molding raw material composition extruded from and difficult to cut. Moreover, the molding raw material composition extruded from the outermost peripheral slit and the outer peripheral slit is less likely to be pulled by the molding raw material composition extruded from the inner slit and twisted. As a result, a honeycomb formed body having a cell wall thickness of 0.21 mm or less can be produced without any problem.
Furthermore, such a honeycomb formed body is degreased and fired to prepare a honeycomb fired body, and a plurality of the obtained honeycomb fired bodies are bundled through an adhesive layer, thereby reducing pressure loss and heat capacity. A high honeycomb structure can be manufactured.
本発明の押出成形用金型では、上記原料通過抑制面の表面粗さＲａは、上記内部スリットの内壁面の表面粗さＲａより大きいことが望ましい。
上記原料通過抑制面の表面粗さＲａが、上記内部スリットの内壁面の表面粗さＲａより大きいと、上記最外周スリット及び上記外周スリットから成形原料がより排出されにくくなる。その結果、上記最外周スリット及び上記外周スリットから押し出される成形原料の排出速度が遅くなり、上記最外周スリット、上記外周スリット及び上記内部スリットから押し出される成形原料の排出速度のバラツキがより小さくなる。
In the extrusion mold according to the present invention, it is desirable that the surface roughness Ra of the raw material passage suppressing surface is larger than the surface roughness Ra of the inner wall surface of the internal slit.
If the surface roughness Ra of the raw material passage suppressing surface is larger than the surface roughness Ra of the inner wall surface of the internal slit, the molding raw material is more difficult to be discharged from the outermost peripheral slit and the outer peripheral slit. As a result, the discharge speed of the molding material extruded from the outermost peripheral slit and the outer peripheral slit is reduced, and the variation in the discharge speed of the molding raw material extruded from the outermost slit, the outer peripheral slit, and the inner slit becomes smaller.
本発明の押出成形用金型では、上記原料通過抑制面は、放電加工により形成された粗化面であることが望ましい。
上記原料通過抑制面が放電加工により形成されていると、好適な抵抗を有する原料通過抑制面を形成することができる。
また、放電加工を用いると、硬度の高い金型の素材であっても、所定形状に好適に加工することができる。さらに、放電加工を用いると、原料通過抑制面を形成するスリット内壁面の形状が複雑であっても、好適に加工することができる。
In the extrusion mold according to the present invention, the raw material passage suppressing surface is preferably a roughened surface formed by electric discharge machining.
When the raw material passage suppression surface is formed by electric discharge machining, a raw material passage suppression surface having suitable resistance can be formed.
In addition, when electric discharge machining is used, even a hard mold material can be suitably machined into a predetermined shape. Furthermore, when electric discharge machining is used, even if the shape of the inner wall surface of the slit forming the raw material passage suppression surface is complicated, it can be suitably machined.
本発明の押出成形用金型では、上記粗化面の表面粗さＲａは、０．１〜０．６μｍであることが望ましい。
上記粗化面の表面粗さＲａが０．１〜０．６μｍであると、好適な排出速度で成形原料を押し出すことができる。
上記粗化面の表面粗さＲａが０．１μｍ未満であると、上記内部スリットから押し出される成形原料の排出速度に比べて、上記最外周スリット及び上記外周スリットから押し出される成形原料の排出速度が速くなり、成形原料が切れたり、撚れたりすることがある。
上記粗化面の表面粗さＲａが０．６μｍを超えると、上記内部スリットから押し出される成形原料の排出速度に比べて、上記最外周スリット及び上記外周スリットから押し出される成形原料の排出速度が遅くなり、成形原料が切れたり、撚れたりすることがある。
In the mold for extrusion molding of the present invention, the surface roughness Ra of the roughened surface is preferably 0.1 to 0.6 μm.
When the surface roughness Ra of the roughened surface is 0.1 to 0.6 μm, the forming raw material can be extruded at a suitable discharge rate.
When the surface roughness Ra of the roughened surface is less than 0.1 μm, the discharge rate of the molding material extruded from the outermost slit and the outer slit is higher than the discharge rate of the molding material extruded from the inner slit. It may become faster and the forming material may be cut or twisted.
When the surface roughness Ra of the roughened surface exceeds 0.6 μm, the discharge rate of the molding material extruded from the outermost slit and the outer slit is slower than the discharge rate of the molding material extruded from the inner slit. Therefore, the forming raw material may be cut or twisted.
本発明の押出成形用金型では、上記最外周スリットのスリット幅の最小値は、上記内部スリットのスリット幅の１．５〜４倍の値であることが望ましい。
上記最外周スリットのスリット幅の最小値が、上記内部スリットのスリット幅の１．５〜４倍の値であると、より熱容量が高いハニカム構造体を製造することができる。
上記最外周スリットのスリット幅の最小値が、上記内部スリットのスリット幅の１．５倍未満の値であると、製造されるハニカム構造体の熱容量が低い場合がある。また、製造されるハニカム構造体の強度が弱い場合がある。
上記最外周スリットのスリット幅の最小値が、上記内部スリットのスリット幅の４倍を超える値であると、製造されるハニカム構造体の最外周壁の厚さが厚くなり、圧力損失が高くなる場合がある。
In the extrusion mold according to the present invention, it is desirable that the minimum value of the slit width of the outermost peripheral slit is 1.5 to 4 times the slit width of the internal slit.
When the minimum value of the slit width of the outermost peripheral slit is 1.5 to 4 times the slit width of the internal slit, a honeycomb structure having a higher heat capacity can be manufactured.
When the minimum value of the slit width of the outermost slit is less than 1.5 times the slit width of the internal slit, the manufactured honeycomb structure may have a low heat capacity. Moreover, the strength of the manufactured honeycomb structure may be weak.
When the minimum value of the slit width of the outermost slit is more than four times the slit width of the inner slit, the thickness of the outermost peripheral wall of the manufactured honeycomb structure is increased, and the pressure loss is increased. There is a case.
以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and can be applied with appropriate modifications without departing from the scope of the present invention.
（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態に係る押出成形用金型について、図面を参照しながら説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, an extrusion mold according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態に係る押出成形用金型は、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設され、上記セル壁の厚さが０．２１ｍｍ以下であるハニカム成形体を作製するために用いられ、第一の面と、上記第一の面の反対側に形成された第二の面と、上記第一の面から上記第二の面に向かって形成された第一貫通孔を有する原料供給部と、上記第二の面から上記第一の面に向かって、上記第一貫通孔と連通するように形成された第二貫通孔を有する成形部とを備える押出成形用金型であって、上記第二の面から見た上記第二貫通孔の形状は、上記ハニカム成形体の最外周壁を成形するための最外周スリットと、上記ハニカム成形体の最外周部に配置された最外周セル間のセル壁を成形するための外周スリットと、上記最外周セルより内側に配置された内部セルのセル壁を成形するための内部スリットとから構成された格子形状であり、上記第二の面から見た、上記内部スリットに囲まれた内部格子の形状は、同一の略矩形であり、上記第二の面から見た、上記内部格子の外側で、かつ、角部以外に配置された外周格子の形状は、上記内部格子の形状から２つの角部が面取りされた形状であり、かつ、上記面取りされた角部が上記最外周スリット側に配置されており、上記第二の面から見た上記外周格子の各面積が、上記内部格子の各面積の６０〜８０％であり、上記最外周スリット及び上記外周スリットの内壁面には原料通過抑制面が形成されていることを特徴とする。 The extrusion molding die according to the present embodiment is used to produce a honeycomb molded body in which a large number of cells are arranged in parallel in the longitudinal direction across the cell wall, and the thickness of the cell wall is 0.21 mm or less. A raw material having a first surface, a second surface formed on the opposite side of the first surface, and a first through hole formed from the first surface toward the second surface An extrusion mold comprising: a supply unit; and a molding unit having a second through hole formed so as to communicate with the first through hole from the second surface toward the first surface. The shape of the second through hole viewed from the second surface is the outermost slit for forming the outermost peripheral wall of the honeycomb molded body and the outermost peripheral portion disposed at the outermost peripheral portion of the honeycomb molded body. An outer peripheral slit for forming a cell wall between the outer peripheral cells and an inner side of the outermost peripheral cell. The internal lattice surrounded by the internal slit as viewed from the second surface is the same substantially rectangular shape. The shape of the outer peripheral grid arranged outside the internal grid and other than the corners viewed from the second surface is a shape in which two corners are chamfered from the shape of the internal grid, And the chamfered corners are arranged on the outermost slit side, and each area of the outer peripheral lattice viewed from the second surface is 60 to 80% of each area of the inner lattice, A raw material passage suppression surface is formed on the innermost wall surface of the outermost circumferential slit and the outer circumferential slit.
図１は、本発明の第一実施形態に係る押出成形用金型の一例を模式的に示す断面図である。
図１に示す断面図は、成形原料を押し出す方向に平行な方向における押出成形用金型の断面図である。ここで、成形原料を押し出す方向は、図１中に矢印ａで示す。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of an extrusion mold according to the first embodiment of the present invention.
The cross-sectional view shown in FIG. 1 is a cross-sectional view of the extrusion mold in a direction parallel to the direction in which the forming raw material is extruded. Here, the direction of extruding the forming raw material is indicated by an arrow a in FIG.
図１に示すように、押出成形用金型１００は、第一の面１０ａと、第一の面１０ａの反対側に形成された第二の面１０ｂと、第一の面１０ａから第二の面１０ｂに向かって形成された円筒形状の第一貫通孔１１１を有する原料供給部１１と、第二の面１０ｂから第一の面１０ａに向かって、第一貫通孔１１１と連通するように形成された第二貫通孔１２１を有する成形部１２とを備える。成形部１２は、複数の第二貫通孔１２１がつながって格子状に形成されたスリットである。
ここで、原料供給部１１には、成形原料組成物を供給し、通過させるために、第一貫通孔１１１が形成されている。また、成形部１２には、原料供給部１１を通過した成形原料組成物をハニカム成形体の形状に成形するために、第二貫通孔１２１が形成されている。
なお、押出成形用金型１００を固定するため、押出成形用金型１００の周囲に形成された外枠２０は、必要に応じて備えられていればよい。
As shown in FIG. 1, the
Here, a first through
In addition, in order to fix the
原料供給部１１の厚さＸは、５〜１０ｍｍであることが好ましい。原料供給部１１の厚さＸが５〜１０ｍｍであると、成形圧力を適切な範囲に維持することができ、押出成形用金型の寿命が長くなる。
原料供給部１１の厚さＸが５ｍｍ未満であると、原料供給部１１の厚さＸが薄くなりすぎるため、成形部１２への負荷が大きくなり、押出成形用金型の寿命が短くなる場合がある。一方、原料供給部１１の厚さＸが１０ｍｍを超えると、成形圧力を高く設定しなければならず、成形速度を上げることが困難となる場合がある。無理に成形速度を上げようとすると、押出成形用金型１００への負担が大きくなり、種々の不都合が発生しやすくなる場合がある。
The thickness X of the raw
When the thickness X of the raw
成形部１２の厚さＹは、１〜４ｍｍであることが好ましい。成形部１２の厚さが１〜４ｍｍであると、成形圧力を適切な範囲に維持することができ、成形体の形状をほぼ設定通りとすることができる。
成形部１２の厚さＹが１ｍｍ未満であると、成形部１２の厚さが薄くなりすぎるため、成形体の形状をほぼ設定通りとすることが困難となり、不良品が発生し易くなる場合がある。一方、成形部１２の厚さＹが４ｍｍを超えると、成形圧力を高く設定しなければならず、成形速度を上げるのが困難となる場合がある。無理に成形速度を上げようとすると、押出成形用金型１００への負担が大きくなり、種々の不都合が発生し易くなる場合がある。
The thickness Y of the molded
If the thickness Y of the molded
原料供給部１１の厚さＸに対する成形部１２の厚さＹ（Ｙ／Ｘ）は、０．１〜０．５であることが好ましい。原料供給部１１の厚さＸに対する成形部１２の厚さＹ（Ｙ／Ｘ）が０．１〜０．５であると、成形圧力を適切な範囲に維持することができ、成形体の形状をほぼ設定通りとすることができる。また、押出成形用金型の寿命を長く保つことができる。
原料供給部１１の厚さＸに対する成形部１２の厚さＹ（Ｙ／Ｘ）が０．１未満であると、成形部１２の厚さＹが小さすぎて（薄すぎて）、成形体の形状が設計から外れる場合がある。また、原料供給部１１の厚さＸが大きすぎて（厚すぎて）、成形圧力を高く設定しなければならず、成形速度を上げることが困難となる場合がある。
原料供給部１１の厚さＸに対する成形部１２の厚さＹ（Ｙ／Ｘ）が０．５を超えると、成形部１２の厚さＹが大きすぎて（厚すぎて）、成形圧力を高く設定しなければならず、成形速度を上げることが困難となる場合がある。また、原料供給部１１の厚さＸが小さすぎて（薄すぎて）、成形部１２への負荷が大きくなり、押出成形用金型の寿命が短くなる場合がある。
The thickness Y (Y / X) of the
If the thickness Y (Y / X) of the
If the thickness Y (Y / X) of the
図２（ａ）は、図１に示す押出成形用金型を第二の面から見たときの平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す押出成形用金型の一部拡大図である。
図２（ａ）に示すように、第二の面１０ｂから見た第二貫通孔１２１の形状は、ハニカム成形体の最外周壁を成形するための最外周スリット１２１ａと、ハニカム成形体の最外周部に配置された最外周セル間のセル壁を成形するための外周スリット１２１ｂと、最外周セルより内側に配置された内部セルのセル壁を成形するための内部スリット１２１ｃとから構成された格子形状である。
2A is a plan view of the extrusion mold shown in FIG. 1 when viewed from the second surface, and FIG. 2B is an extrusion mold shown in FIG. 2A. FIG.
As shown in FIG. 2 (a), the shape of the second through-
ここで、最外周スリット１２１ａ、外周スリット１２１ｂ及び内部スリット１２１ｃについて、図２（ａ）及び（ｂ）を用いて詳しく説明する。
最外周スリット１２１ａは、ハニカム成形体の最外周壁を成形するためのスリットである。すなわち、図２（ｂ）に示すように、外周格子１３２及び角部外周格子１３３より外側に配置されたスリット、及び、外周格子１３２と、隣り合う外周格子１３２又は角部外周格子１３３との間に配置されたスリットのうち、スリット幅がこれらの格子間に向かって徐々に大きくなるスリットが、最外周スリット１２１ａである。
外周スリット１２１ｂは、ハニカム成形体の最外周部に配置された最外周セル間のセル壁を成形するためのスリットである。ここで、ハニカム成形体の最外周部に配置された最外周セル間のセル壁とは、最外周セルより内側に配置された内部セルのセル壁と同一の厚さを有するセル壁をいう。すなわち、図２（ｂ）に示すように、外周格子１３２と隣り合う外周格子１３２との間に配置されたスリットのうち、内部スリット１２１ｃと同一のスリット幅を有するスリットが、外周スリット１２１ｂである。また、内部格子１３１の外側で、かつ、角部には、角部外周格子１３３が配置されているが、この角部外周格子１３３と隣り合う外周格子１３２との間に配置されたスリットのうち、内部スリット１２１ｃと同一のスリット幅を有するスリットも、外周スリット１２１ｂである。
内部スリット１２１ｃは、最外周セルより内側に配置された内部セルのセル壁を成形するためのスリットである。すなわち、図２（ｂ）に示すように、外周格子１３２より内側に配置されたすべてのスリットが、内部スリット１２１ｃである。例えば、内部格子１３１と隣り合う内部格子１３１との間に配置されたスリットは、内部スリット１２１ｃである。また、内部格子１３１と隣り合う外周格子１３２との間に配置されたスリットも、内部スリット１２１ｃである。
Here, the outermost
The outermost
The outer
The
最外周スリット幅（図２（ａ）中、ｐで示す長さ）の最小値は、０．１〜０．６ｍｍであることが好ましく、外周スリット幅（図２（ａ）中、ｑで示す長さ）は、０．０７〜０．３０ｍｍであることが好ましく、内部スリット幅（図２（ａ）中、ｒで示す長さ）は、０．０７〜０．２１ｍｍであることが好ましい。
最外周スリット１２１ａのスリット幅の最小値は、内部スリット１２１ｃのスリット幅の１．５〜４倍の値である。
The minimum value of the outermost slit width (the length indicated by p in FIG. 2A) is preferably 0.1 to 0.6 mm, and the outer peripheral slit width (indicated by q in FIG. 2A). The length is preferably 0.07 to 0.30 mm, and the internal slit width (the length indicated by r in FIG. 2A) is preferably 0.07 to 0.21 mm.
The minimum value of the slit width of the outermost
第二の面１０ｂから見た、内部スリット１２１ｃに囲まれた内部格子１３１の形状は、同一の略矩形αである。好ましくは、同一の正方形である。
ここで、内部スリット１２１ｃに囲まれた内部格子１３１とは、第二の面１０ｂから見たとき、内部スリット１２１ｃの最も内側のラインで構成される格子をいう。
The shape of the
Here, the
第二の面１０ｂから見た、内部格子１３１の外側で、かつ、角部以外に配置された外周格子１３２の形状は、内部格子１３１の形状から２つの角部が面取りされた形状であり、かつ、上記面取りされた角部が最外周スリット１２１ａ側に配置されている。そのため、最外周スリット１２１ａのスリット幅ｐは、外周格子１３２と隣り合う外周格子１３２との間に向かうにつれて徐々に大きくなる。最外周スリット幅がこのように形成されていると、押出成形されたハニカム成形体の最外周壁が部分的に分厚くなるため、セル壁の厚さが０．２１ｍｍ以下であっても、機械的に頑丈な構造となり、外部からの衝撃等に対し充分に高い強度を有する。また、脱脂、焼成工程を行ったハニカム焼成体の熱容量の低下を抑制することができる。
The shape of the outer
ここで、内部格子１３１の外側で、かつ、角部以外に配置された外周格子１３２とは、最外周スリット１２１ａ、外周スリット１２１ｂ、及び、一部の内部スリット１２１ｃの最も内側のラインで構成される格子をいう。
なお、本明細書において、「角部が面取りされた形状」とは、略矩形の内部格子から、略矩形の角部を直線又は曲線で切り取った形状を意味する。
Here, the outer
In the present specification, the “shape with chamfered corners” means a shape obtained by cutting a substantially rectangular corner portion with a straight line or a curve from a substantially rectangular inner lattice.
第二の面１０ｂから見た、外周格子１３２の形状は、図３（ａ）〜（ｅ）に示すような形状であってもよい。
図３（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第一実施形態に係る押出成形用金型における、第二の面から見た外周格子の形状の一例を示す平面図である。ここで、図３（ａ）〜（ｅ）中に示す破線は、内部格子の形状を示す。
The shape of the outer
FIGS. 3A to 3E are plan views showing an example of the shape of the outer peripheral lattice as viewed from the second surface in the extrusion mold according to the first embodiment of the present invention. Here, the broken lines shown in FIGS. 3A to 3E indicate the shape of the internal lattice.
図３（ａ）は、略矩形αの隣り合う２つの角部が２つの線分Ａ及びＢにより、それぞれ切り取られた６角形である外周格子１３２ａの断面形状を示している。線分Ａ及びＢは直接接しておらず、線分Ａ及びＢを延長すると略矩形αの外側でこれらが交わることになる。また、切り取られた２つの角部の間にある略矩形αの辺の一部は、上記６角形の一辺を形成している。
図３（ａ）中、Ｖ１及びＶ２で示す長さは、同じ長さであることが好ましい。また、線分ＡとＢとは、同じ長さであることが好ましい。
FIG. 3A shows a cross-sectional shape of the outer
In FIG. 3A, the lengths indicated by V 1 and V 2 are preferably the same length. Moreover, it is preferable that the line segments A and B are the same length.
図３（ｂ）は、略矩形αの隣り合う２つの角部が２つの線分Ｃ及びＤにより、それぞれ切り取られた５角形である外周格子１３２ｂの断面形状を示している。線分Ｃと線分Ｄとは略矩形αを形成する辺において交差している。なお、線分Ｃと線分Ｄとは略矩形αの内部で交差していてもよい。すなわち、切り取られる２つの角部の間には、上記５角形を構成する辺が存在していない。
FIG. 3B shows a cross-sectional shape of the outer
図３（ｃ）は、略矩形αの隣り合う２つの角部のうち一方の角部が線分Ｅ及びＦにより切り取られ、もう一方の角部が線分Ｇ及びＨにより切り取られた８角形である外周格子１３２ｃの断面形状を示している。線分Ｅと線分Ｆとは、略矩形αの内部で互い交差している。さらに、線分Ｇと線分Ｈとも、略矩形αの内部で互い交差している。また、切り取られた２つの角部の間にある矩形αの辺の一部は、上記８角形の一辺を形成している。
FIG. 3C shows an octagon in which one corner of two adjacent corners of a substantially rectangular α is cut off by line segments E and F, and the other corner is cut off by line segments G and H. The cross-sectional shape of the outer periphery grating |
図３（ｄ）は、略矩形αの隣り合う２つの角部が２つの曲線Ａ´及びＢ´により、それぞれ切り取られた外周格子１３２ｄの断面形状を示している。曲線Ａ´及びＢ´は、略矩形αの角部がＲ面取りされるように線分Ａ及びＢを折り曲げた曲線である。切り取られた２つの角部の間にある略矩形αの辺の一部は、外周格子１３２ｄの断面形状の輪郭を形成している。
FIG. 3D shows a cross-sectional shape of the outer
図３（ｅ）は、略矩形αの隣り合う２つの角部が２つの曲線Ｃ´及びＤ´により、それぞれ切り取られた外周格子１３２ｅの断面形状を示している。曲線Ｃ´及びＤ´は、略矩形αの角部がＲ面取りされるように線分Ｃ及びＤを折り曲げた曲線である。曲線Ｃ´と曲線Ｄ´とは、略矩形を形成する辺において交差している。なお、曲線Ｃ´と曲線Ｄ´とは、略矩形αの内部で交差していてもよい。
FIG. 3E shows a cross-sectional shape of the outer
図３（ａ）〜（ｅ）に示す外周格子１３２の形状のうち、特に、図３（ｄ）又は（ｅ）に示す形状であることが好ましい。外周格子１３２の形状が図３（ｄ）又は（ｅ）に示す形状であると、製造されるハニカム構造体の最外周壁が滑らかな曲線から構成されるため、クラックの起点となりにくくなる。そのため、外部からの衝撃等に対し充分に高い強度を有するハニカム構造体を製造することができる。
Of the shapes of the outer
外周格子１３２の各面積は、内部格子１３１の各面積の６０〜８０％である。外周格子１３２の各面積が、内部格子１３１の各面積の６０〜８０％であると、押出成形されたハニカム成形体の最外周壁の厚さが厚くなる。その結果、脱脂、焼成、接着工程を行うことにより、圧力損失が低く、熱容量の高いハニカム構造体を製造することができる。
Each area of the outer
内部格子１３１の外側で、かつ、角部には、角部外周格子１３３が配置されている。角部外周格子１３３の形状は、特に限定されないが、内部格子１３１の形状から少なくとも１つの角部が面取りされた形状であることが好ましい。角部外周格子１３３がこのような形状であると、押出成形されたハニカム成形体の最外周壁近傍の体積が大きくなる。そのため、ハニカム成形体は、セル壁の厚さが０．２１ｍｍ以下であっても、機械的に頑丈な構造となり、外部からの衝撃等に対し充分に高い強度を有する。また、脱脂、焼成工程を行ったハニカム焼成体の熱容量の低下を抑制することができる。
A corner outer
第二の面１０ｂから見た、角部外周格子１３３の形状は、図４（ａ）〜（ｄ）に示すような形状であってもよい。
図４（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第一実施形態に係る押出成形用金型における、第二の面から見た角部外周格子の形状の一例を示す平面図である。ここで、図４（ａ）〜（ｄ）中に示す破線は、内部格子の形状を示す。
The shape of the corner
4 (a) to 4 (d) are plan views showing an example of the shape of the corner outer periphery lattice viewed from the second surface in the extrusion mold according to the first embodiment of the present invention. Here, the broken lines shown in FIGS. 4A to 4D indicate the shape of the internal lattice.
図４（ａ）は、略矩形αの角部のうち最も押出成形用金型の内側になる角部を除く３つの角部が、線分Ｉ、Ｊ及びＫにより、それぞれ切り取られた７角形である角部外周格子１３３ａの断面形状を示している。線分Ｉ及びＪは直接接しておらず、線分Ｉ及びＪを延長すると略矩形αの外側でこれらが交わることになる。また、線分Ｉ及びＫは直接接しておらず、線分Ｉ及びＫを延長すると略矩形αの外側でこれらが交わることになる。切り取られた３つの角部の間にそれぞれある略矩形αの辺の一部は、角部外周格子１３３ａの断面形状である７角形の一辺をそれぞれ形成している。
図４（ａ）中、Ｖ３及びＶ４で示す長さは、同じ長さであることが好ましい。また、Ｗ２及びＷ３で示す長さは、同じ長さであることが好ましい。さらに、線分Ｉ及びＪ、並びに、線分Ｉ及びＫは、それぞれの線分を延長すると略矩形αの外側で直角に交わることが好ましい。
FIG. 4A shows a heptagon in which three corners of the substantially rectangular α except for the corner that is most inside the extrusion mold are cut off by line segments I, J, and K, respectively. The cross-sectional shape of the corner | angular part outer periphery grating |
In FIG. 4A, the lengths indicated by V 3 and V 4 are preferably the same length. Further, the length indicated by W 2 and W 3 are preferably the same length. Furthermore, it is preferable that the line segments I and J and the line segments I and K intersect at right angles outside the substantially rectangular α when the respective line segments are extended.
図４（ｂ）は、略矩形αの角部のうち最も押出成形用金型の内側になる角部が線分Ｌにより切り取られた５角形である角部外周格子１３３ｂの断面形状を示している。
FIG. 4B shows a cross-sectional shape of the corner outer
図４（ｃ）は、略矩形αの角部のうち最も押出成形用金型の内側になる角部を除く３つの角部が、曲線Ｉ´、Ｊ´及びＫ´により、それぞれ切り取られた角部外周格子１３３ｃの断面形状を示している。曲線Ｉ´、Ｊ´及びＫ´は、略矩形αの角部がＲ面取りされるように線分Ｉ、Ｊ及びＫを折り曲げた曲線である。切り取られた３つの角部の間にそれぞれある略矩形αの辺の一部は、角部外周格子１３３ｃの断面形状の輪郭を形成している。
In FIG. 4 (c), three corners except for the corner that is most inside the extrusion mold among the corners of the substantially rectangular α are cut off by the curves I ′, J ′, and K ′, respectively. The cross-sectional shape of the corner | angular part outer periphery grating |
図４（ｄ）は、略矩形αの角部のうち最も押出成形用金型の内側になる角部が曲線Ｌ´により切り取られた角部外周格子１３３ｄの断面形状を示している。曲線Ｌ´は、略矩形αの角部がＲ面取りされるように線分Ｌを折り曲げた曲線である。
FIG. 4D shows a cross-sectional shape of a corner outer
図４（ａ）〜（ｄ）に示す角部外周格子１３３の形状のうち、特に、図４（ａ）又は（ｃ）に示す形状であると、押出成形後、脱脂、焼成工程を行って得られたハニカム焼成体に、圧縮応力がかかりにくくなる。そのため、外部からの衝撃等に対し充分に高い強度を有するハニカム焼成体を得ることができる。
Among the shapes of the corner outer
次に、最外周スリット１２１ａ及び外周スリット１２１ｂの内壁面に形成された原料通過抑制面１６について説明する。ここで、原料通過抑制面とは、原料が通過しにくくなるよう、表面を加工した面のことをいう。
原料通過抑制面としては、例えば、放電加工により形成された粗化面が挙げられる。一般的に、押出成形用金型は、ブレード加工により所定の形状に加工される。そこで、本発明では、第一貫通孔１１１及び内部スリット１２１ｃをブレード加工により形成した後、最外周スリット１２１ａ及び外周スリット１２１ｂを放電加工により形成することで、最外周スリット１２１ａ及び外周スリット１２１ｂの内壁面に粗化面を形成する。最外周スリット１２１ａ及び外周スリット１２１ｂの内壁面に粗化面が形成されていると、粗化面が抵抗となって、成形原料組成物が通りにくくなる。その結果、内部スリット１２１ｃから押し出される成形原料組成物が、最外周スリット１２１ａ及び外周スリット１２１ｂから押し出される成形原料組成物に引っ張られにくくなり、切れにくくなる。また、最外周スリット１２１ａ及び外周スリット１２１ｂから押し出される成形原料組成物が、内部スリット１２１ｃから押し出される成形原料組成物に引っ張られにくくなり、撚れにくくなる。
Next, the raw material
As a raw material passage suppression surface, the roughening surface formed by electric discharge machining is mentioned, for example. Generally, an extrusion mold is processed into a predetermined shape by blade processing. Therefore, in the present invention, after the first through
原料通過抑制面１６が粗化面で ある場合、表面粗さＲａは、０．１〜０．６μｍである。
なお、表面粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（１９９４）に準拠した中心線平均粗さであり、例えば、触針式表面粗さ測定器等により測定することができる。
When the raw material
The surface roughness Ra is a center line average roughness according to JIS B 0601 (1994), and can be measured by, for example, a stylus type surface roughness measuring instrument.
内部スリット１２１ｃの内壁面の表面粗さＲａは、０．０１〜０．０７μｍであることが好ましい。内部スリット１２１ｃの内壁面の表面粗さＲａが０．０１〜０．０７μｍであると、好適な排出速度で成形原料を押し出すことができる。
上記内部スリット１２１ｃの内壁面の表面粗さＲａが０．０１μｍ未満であると、上記内部スリットから押し出される成形原料の排出速度に比べて、上記最外周スリット及び上記外周スリットから押し出される成形原料の排出速度が遅くなり、成形原料が切れたり、撚れたりすることがある。
上記内部スリット１２１ｃの内壁面の表面粗さＲａが０．０７μｍを超えると、上記内部スリットから押し出される成形原料の排出速度に比べて、上記最外周スリット及び上記外周スリットから押し出される成形原料の排出速度が速くなり、成形原料が切れたり、撚れたりすることがある。
The surface roughness Ra of the inner wall surface of the
When the surface roughness Ra of the inner wall surface of the
When the surface roughness Ra of the inner wall surface of the
図５は、図１に示す押出成形用金型を第二の面から見たときの拡大図である。
図５に示すように、内部スリット１２１ｃ（第二貫通孔１２１）は、原料供給部１１の第一貫通孔１１１と連通するように格子状に設けられている。
上記各スリット同士が交わる箇所を交点１５としたとき、交点１５の数は、１００〜５００個／ｉｎｃｈ２であることが望ましく、２００〜４００個／ｉｎｃｈ２であることがより望ましい。
FIG. 5 is an enlarged view when the extrusion mold shown in FIG. 1 is viewed from the second surface.
As shown in FIG. 5, the
When the location where the slits intersect each other is defined as an
原料供給部１１の第一貫通孔１１１は、通常、スリットが交差する位置に対応して設けられている。
具体的には、図５に示すように、スリット１２１ｃ同士の交点のうち隣接する交点をそれぞれ１５ａ及び１５ｂとしたとき、第一貫通孔１１１は交点１５ａ上に設けられている。
The first through
Specifically, as shown in FIG. 5, when the adjacent intersections among the intersections of the
成形原料組成物は、作製するハニカム成形体（ハニカム構造体）の構成材料に応じて選択すればよい。成形原料組成物としては、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、又は、窒化チタン等の窒化物セラミック、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、又は、炭化タングステン等の炭化物セラミック粉末、アルミナ、ジルコニア、コージェライト、ムライト、シリカ、又は、チタン酸アルミニウム等の酸化物セラミック粉末等を挙げることができる。その中でも特に、炭化ケイ素粉末であることが好ましい。 What is necessary is just to select a shaping | molding raw material composition according to the constituent material of the honeycomb molded object (honeycomb structure) to produce. As the forming raw material composition, for example, nitride ceramics such as aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, or titanium nitride, carbide ceramic powder such as silicon carbide, zirconium carbide, titanium carbide, tantalum carbide, or tungsten carbide, Examples thereof include alumina, zirconia, cordierite, mullite, silica, and oxide ceramic powder such as aluminum titanate. Among these, silicon carbide powder is particularly preferable.
押出成形用金型の素材は、炭化タングステンとコバルトとを混合して焼結した超硬合金、炭化タングステンとコバルトとその他微量粒子（例えば、ＴｉＣ、ＴｉＮ等）とを混合して焼結した超硬合金、工具鋼、ステンレス鋼、又は、アルミニウム合金等であることが好ましく、炭化タングステンとコバルトとを混合して焼結した超硬合金であることがより好ましい。
ここで、炭化タングステンとコバルトとを混合して焼結した超硬合金の硬度は、一般に、１０００〜１５００Ｈｖである。
The material of the extrusion mold is a cemented carbide obtained by mixing and sintering tungsten carbide and cobalt, and a cemented carbide obtained by mixing and sintering tungsten carbide, cobalt and other trace particles (for example, TiC, TiN, etc.). It is preferably a hard alloy, tool steel, stainless steel, or an aluminum alloy, and more preferably a cemented carbide obtained by mixing and sintering tungsten carbide and cobalt.
Here, the hardness of the cemented carbide obtained by mixing and sintering tungsten carbide and cobalt is generally 1000 to 1500 Hv.
次に、本実施形態に係る押出成形用金型の製造方法について説明する。
本実施形態に係る押出成形用金型は、金型素材に第一貫通孔１１１及び内部スリット１２１ｃを形成する第一加工工程と、上記第一加工工程により得られた金型に最外周スリット１２１ａ及び外周スリット１２１ｂを形成する第二加工工程とを行うことにより製造することができる。
Next, a method for manufacturing an extrusion mold according to this embodiment will be described.
The extrusion mold according to the present embodiment includes a first machining step for forming the first through
まず、金型素材に第一貫通孔１１１及び内部スリット１２１ｃを形成する第一加工工程を行う。
具体的には、図１に示すように、まず、第一の面１０ａから第二の面１０ｂに向かって第一貫通孔１１１を形成し、その後、第二の面１０ｂから第一の面１０ａに向かって、第一貫通孔１１１と連通するように内部スリット１２１ｃを形成する。
第一貫通孔１１１及び内部スリット１２１ｃの形状等については、既に説明したため、その詳細な説明は省略する。
First, the 1st process process which forms the 1st through-
Specifically, as shown in FIG. 1, first, the first through
Since the shape etc. of the 1st through-
第一貫通孔１１１及び内部スリット１２１ｃを形成する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、ブレード加工等が挙げられる。
A method for forming the first through
次に、最外周スリット１２１ａ及び外周スリット１２１ｂを形成する第二加工工程を行う。
具体的には、図２（ａ）に示すように、第二の面１０ｂから第一の面１０ａに向かって、第一貫通孔１１１と連通するように最外周スリット１２１ａ及び外周スリット１２１ｂを形成する。上記第二加工工程により、最外周スリット１２１ａ及び外周スリット１２１ｂの内壁面には、原料通過抑制面１６が形成される。
原料通過抑制面１６が粗化面である場合、最外周スリット１２１ａ及び外周スリット１２１ｂを形成する方法としては、例えば、放電加工等が挙げられる。
Next, the 2nd process process which forms the
Specifically, as shown in FIG. 2A, the outermost
When the raw material
最後に、本実施形態に係る押出成形用金型を用いて製造するハニカム構造体の製造方法の一例について説明する。
ハニカム構造体の製造方法は、本実施形態に係る押出成形用金型を用いて成形原料を押出成形することにより、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム成形体を作製する工程と、上記ハニカム成形体を焼成することにより、ハニカム焼成体を作製する工程と、少なくとも１つのハニカム焼成体を用いてセラミックブロックを作製する工程とを含む。
Finally, an example of a method for manufacturing a honeycomb structure manufactured using the extrusion mold according to the present embodiment will be described.
The method for manufacturing a honeycomb structure includes a honeycomb formed body in which a large number of cells are arranged in parallel in the longitudinal direction with cell walls separated by extruding a forming raw material using the extrusion mold according to the present embodiment. A step of producing, a step of producing a honeycomb fired body by firing the honeycomb formed body, and a step of producing a ceramic block using at least one honeycomb fired body.
（１）まず、セラミック粉末とバインダとを含む湿潤混合物（成形原料）を調製する。
具体的には、まず、セラミック粉末と、有機バインダと、液状の可塑剤と、潤滑剤と、水とを混合することにより、ハニカム成形体製造用の湿潤混合物を調製する。
(1) First, a wet mixture (molding raw material) containing ceramic powder and a binder is prepared.
Specifically, first, a wet mixture for manufacturing a honeycomb formed body is prepared by mixing ceramic powder, an organic binder, a liquid plasticizer, a lubricant, and water.
上記セラミック粉末は、作製するハニカム成形体（ハニカム構造体）の構成材料に応じて選択すればよい。
ハニカム成形体の構成材料の主成分としては、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミック、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物セラミック、アルミナ、ジルコニア、コージェライト、ムライト、シリカ、チタン酸アルミニウム等の酸化物セラミック等を挙げることができる。
ハニカム成形体の構成材料の主成分の中では、非酸化物セラミックが好ましく、炭化ケイ素が特に好ましい。耐熱性、機械強度、熱伝導率等に優れるからである。
本明細書において、「主成分が炭化ケイ素である」とは、セラミック粉末が炭化ケイ素を６０重量％以上含有することをいう。主成分が炭化ケイ素である場合、炭化ケイ素のみならず、ケイ素結合炭化ケイ素も含まれる。また、炭化ケイ素以外の構成材料の主成分についても同様である。
What is necessary is just to select the said ceramic powder according to the constituent material of the honeycomb molded object (honeycomb structure) to produce.
As a main component of the constituent material of the honeycomb formed body, for example, nitride ceramics such as aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, and titanium nitride, carbide ceramics such as silicon carbide, zirconium carbide, titanium carbide, tantalum carbide, and tungsten carbide, Examples thereof include oxide ceramics such as alumina, zirconia, cordierite, mullite, silica, and aluminum titanate.
Among the main components of the constituent material of the honeycomb formed body, non-oxide ceramics are preferable, and silicon carbide is particularly preferable. It is because it is excellent in heat resistance, mechanical strength, thermal conductivity and the like.
In this specification, “the main component is silicon carbide” means that the ceramic powder contains 60% by weight or more of silicon carbide. When the main component is silicon carbide, not only silicon carbide but also silicon-bonded silicon carbide is included. The same applies to the main components of constituent materials other than silicon carbide.
（２）次に、上記湿潤混合物（成形原料）を押出成形し、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機、凍結乾燥機等を用いて乾燥させることにより、所定の形状のハニカム成形体を作製する。
この際、本実施形態に係る押出成形用金型を用いて押出成形を行う。
(2) Next, the wet mixture (molding raw material) is extruded and dried using a microwave dryer, hot air dryer, dielectric dryer, vacuum dryer, vacuum dryer, freeze dryer, or the like. Then, a honeycomb formed body having a predetermined shape is produced.
At this time, extrusion molding is performed using the extrusion mold according to the present embodiment.
図６は、本発明の第一実施形態に係る押出成形用金型を用いて押出成形されたハニカム成形体の一例を模式的に示す斜視図である。図６に示すハニカム成形体５００には、多数のセル５０１がセル壁５０２を隔てて長手方向（図６中、両矢印ｆの方向）に並設されるとともに、その周囲に最外周壁５０３が形成されている。
FIG. 6 is a perspective view schematically showing an example of a honeycomb formed body extruded by using the extrusion mold according to the first embodiment of the present invention. In the honeycomb formed
（３）その後、ハニカム成形体を、所定の条件で脱脂処理（例えば、２００〜５００℃）、及び、焼成処理（例えば、１４００〜２３００℃）を行う。
上記の工程を経ることにより、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設され、周囲に外周壁が形成されたハニカム焼成体を作製することができる。
なお、上記ハニカム成形体の乾燥体の脱脂処理及び焼成処理の条件は、従来からハニカム焼成体を作製する際に用いられている条件を適用することができる。
(3) Thereafter, the honeycomb formed body is degreased (for example, 200 to 500 ° C.) and fired (for example, 1400 to 2300 ° C.) under predetermined conditions.
By passing through the above steps, a honeycomb fired body in which a large number of cells are juxtaposed in the longitudinal direction across the cell wall and an outer peripheral wall is formed around the cell can be manufactured.
In addition, the conditions currently used when manufacturing a honeycomb fired body can be applied to the degreasing treatment and firing treatment conditions of the dried honeycomb molded body.
本実施形態に係る押出成形用金型を用いて製造するハニカム構造体の製造方法においては、セルのいずれか一方の端部が封止されたハニカム焼成体を作製することもできる。この場合、上記（３）の工程において、乾燥後、ハニカム成形体の乾燥体が有するセルの所定の端部に、封止材となる封止材ペーストを所定量充填してセルを封止する。その後、上述した脱脂処理及び焼成処理を行うことにより、セルのいずれか一方の端部が封止されたハニカム焼成体を作製することができる。なお、セルを封止する処理は、焼成処理以降に行うこともできる。
ここで、封止材ペーストとしては、上記湿潤混合物を用いることができる。
In the method for manufacturing a honeycomb structure manufactured using the extrusion mold according to the present embodiment, a honeycomb fired body in which either one end of the cells is sealed can be manufactured. In this case, in the step (3), after drying, a predetermined amount of a sealing material paste as a sealing material is filled in a predetermined end portion of the cell of the dried body of the honeycomb formed body to seal the cell. . Thereafter, by performing the above-described degreasing treatment and firing treatment, a honeycomb fired body in which either one end of the cell is sealed can be manufactured. In addition, the process which seals a cell can also be performed after a baking process.
Here, the wet mixture can be used as the sealing material paste.
図７（ａ）は、本実施形態に係る押出成形用金型を用いて製造するハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示すハニカム焼成体のＭ−Ｍ線断面図である。
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すハニカム焼成体６００には、多数のセル６０１がセル壁６０２を隔てて長手方向（図７（ａ）中、矢印ｇの方向）に並設されるとともに、その周囲に外周壁６０３が形成されている。そして、セル６０１のいずれかの端部は、封止材６０４で封止されている。
従って、一方の端面が開口したセル６０１に流入した排ガス（図７（ｂ）中、排ガスの流れを矢印で示す）は、必ずセル６０１を隔てるセル壁６０２を通過した後、他方の端面が開口した他のセル６０１から流出するようになっている。排ガスがセル壁６０２を通過する際に、排ガス中のＰＭ等が捕集されるため、セル壁６０２は、フィルタとして機能する。
Fig.7 (a) is a perspective view which shows typically an example of the honeycomb fired body manufactured using the die for extrusion molding which concerns on this embodiment, FIG.7 (b) is FIG.7 (a). It is the MM sectional view taken on the line of the shown honeycomb fired body.
In the honeycomb fired
Therefore, the exhaust gas flowing into the cell 601 with one end face opened (in FIG. 7B, the flow of the exhaust gas is indicated by an arrow) always passes through the
このように、セルのいずれか一方の端部が封止されたハニカム焼成体を含むハニカム構造体は、セラミックフィルタとして好適に使用することができる。また、セルのいずれの端部も封止されていないハニカム焼成体を含むハニカム構造体は、触媒担持体として好適に使用することができる。 Thus, the honeycomb structure including the honeycomb fired body in which either one end of the cell is sealed can be suitably used as a ceramic filter. In addition, a honeycomb structure including a honeycomb fired body in which neither end of the cell is sealed can be suitably used as a catalyst carrier.
（４）続いて、少なくとも１つのハニカム焼成体を用いてセラミックブロックを作製する。
一例として、複数のハニカム焼成体が接着材層を介して結束されてなるセラミックブロックを作製する方法について説明する。
まず、上記ハニカム焼成体のそれぞれの所定の側面に、接着材層となる接着材ペーストを塗布して接着材ペースト層を形成し、この接着材ペースト層の上に、順次他のハニカム焼成体を積層する工程を繰り返し、ハニカム焼成体の集合体を作製する。
次に、ハニカム焼成体の集合体を加熱して接着材ペースト層を乾燥、固化させて接着材層とすることにより、セラミックブロックを作製する。
ここで、接着材ペーストとしては、例えば、無機バインダと有機バインダと無機粒子とからなるものを使用する。また、上記接着材ペーストは、さらに無機繊維及び／又はウィスカを含んでいてもよい。
(4) Subsequently, a ceramic block is produced using at least one honeycomb fired body.
As an example, a method for producing a ceramic block in which a plurality of honeycomb fired bodies are bundled through an adhesive layer will be described.
First, an adhesive paste serving as an adhesive layer is applied to each predetermined side surface of the honeycomb fired body to form an adhesive paste layer, and another honeycomb fired body is sequentially placed on the adhesive paste layer. The process of laminating is repeated to produce an aggregate of honeycomb fired bodies.
Next, the aggregate of honeycomb fired bodies is heated to dry and solidify the adhesive paste layer, thereby producing a ceramic block.
Here, as the adhesive paste, for example, a paste made of an inorganic binder, an organic binder, and inorganic particles is used. The adhesive paste may further contain inorganic fibers and / or whiskers.
（５）その後、セラミックブロックに切削加工を施す。
具体的には、ダイヤモンドカッター等を用いてセラミックブロックの外周を切削することにより、外周が円柱状に加工されたセラミックブロックを作製する。
(5) Thereafter, the ceramic block is cut.
Specifically, a ceramic block whose outer periphery is processed into a columnar shape is manufactured by cutting the outer periphery of the ceramic block using a diamond cutter or the like.
（６）さらに、円柱状のセラミックブロックの外周面に、外周コート材ペーストを塗布し、乾燥固化して外周コート層を形成する。
ここで、外周コート材ペーストとしては、上記接着材ペーストを使用することができる。なお、外周コート材ペーストして、上記接着材ペーストと異なる組成のペーストを使用してもよい。
また、外周コート層は必ずしも設ける必要はなく、必要に応じて設ければよい。
以上の工程によって、ハニカム構造体を製造することができる。
(6) Further, an outer peripheral coating material paste is applied to the outer peripheral surface of the cylindrical ceramic block, and dried and solidified to form an outer peripheral coating layer.
Here, the said adhesive paste can be used as an outer periphery coating material paste. Note that a paste having a composition different from that of the adhesive paste may be used as the outer periphery coating material paste.
Further, the outer peripheral coat layer is not necessarily provided, and may be provided as necessary.
A honeycomb structure can be manufactured by the above process.
図８は、本実施形態に係る押出成形用金型を用いて製造するハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図である。
図８に示すハニカム構造体７００では、ハニカム焼成体６００が複数個ずつ接着材層７０１を介して結束されてセラミックブロック７０３を構成し、さらに、このセラミックブロック７０３の外周に外周コート層７０２が形成されている。なお、外周コート層は、必要に応じて形成されていればよい。
このような、ハニカム焼成体が複数個結束されてなるハニカム構造体は、集合型ハニカム構造体ともいう。
FIG. 8 is a perspective view schematically showing an example of a honeycomb structure manufactured using the extrusion mold according to the present embodiment.
In the
Such a honeycomb structure in which a plurality of honeycomb fired bodies are bundled is also referred to as an aggregated honeycomb structure.
以下、本実施形態に係る押出成形用金型の作用効果について列挙する。
（１）本実施形態に係る押出成形用金型では、最外周スリット及び外周スリットの内壁面に原料通過抑制面が形成されている。最外周スリット及び外周スリットの内壁面に原料通過抑制面が形成されていると、原料通過抑制面が抵抗となり、上記最外周スリット及び上記外周スリットから成形原料が排出されにくくなる。その結果、上記最外周スリット及び上記外周スリットから押し出される成形原料の排出速度が遅くなり、上記最外周スリット、上記外周スリット及び上記内部スリットから押し出される成形原料の排出速度のバラツキが小さくなる。
このように、上記最外周スリット、上記外周スリット及び上記内部スリットから押し出される成形原料の排出速度のバラツキが小さくなると、上記内部スリットから押し出される成形原料組成物が、上記最外周スリット及び上記外周スリットから押し出される成形原料組成物に引っ張られにくくなり、切れにくくなる。また、上記最外周スリット及び上記外周スリットから押し出される成形原料組成物が、上記内部スリットから押し出される成形原料組成物に引っ張られにくくなり、撚れにくくなる。その結果、セル壁の厚さが０．２１ｍｍ以下であるハニカム成形体を問題なく製造することができる。
さらに、このようなハニカム成形体を脱脂、焼成してハニカム焼成体を作製し、得られたハニカム焼成体を接着材層を介して複数個結束することにより、圧力損失が低く、かつ、熱容量が高いハニカム構造体を製造することができる。
（２）本実施形態に係る押出成形用金型では、上記原料通過抑制面の表面粗さＲａは、上記内部スリットの内壁面の表面粗さＲａより大きいことが望ましい。
上記原料通過抑制面の表面粗さＲａが、上記内部スリットの内壁面の表面粗さＲａより大きいと、上記最外周スリット及び上記外周スリットから成形原料がより排出されにくくなる。その結果、上記最外周スリット及び上記外周スリットから押し出される成形原料の排出速度が遅くなり、上記最外周スリット、上記外周スリット及び上記内部スリットから押し出される成形原料の排出速度のバラツキがより小さくなる。
（３）本実施形態に係る押出成形用金型では、原料通過抑制面は、放電加工により形成された粗化面であることが望ましい。
原料通過抑制面が放電加工により形成されていると、好適な抵抗を有する原料通過抑制面を形成することができる。
また、放電加工を用いると、硬度の高い金型の素材であっても、所定形状に好適に加工することができる。さらに、放電加工を用いると、原料通過抑制面を形成するスリット内壁面の形状が複雑であっても、好適に加工することができる。
（４）本実施形態に係る押出成形用金型では、粗化面の表面粗さＲａは、０．１〜０．６μｍであることが望ましい。
粗化面の表面粗さＲａが０．１〜０．６μｍであると、好適な排出速度で成形原料を押し出すことができる。粗化面の表面粗さＲａが０．１μｍ未満であると、内部スリットから押し出される成形原料の排出速度に比べて、最外周スリット及び外周スリットから押し出される成形原料の排出速度が速くなり、成形原料が切れたり、撚れたりすることがある。粗化面の表面粗さＲａが０．６μｍを超えると、内部スリットから押し出される成形原料の排出速度に比べて、最外周スリット及び外周スリットから押し出される成形原料の排出速度が遅くなり、成形原料が切れたり、撚れたりすることがある。
（５）本実施形態に係る押出成形用金型では、最外周スリットのスリット幅の最小値は、上記内部スリットのスリット幅の１．５〜４倍の値であることが望ましい。
最外周スリットのスリット幅の最小値が、内部スリットのスリット幅の１．５〜４倍の値であると、より熱容量が高いハニカム構造体を製造することができる。最外周スリットのスリット幅の最小値が、内部スリットのスリット幅の１．５倍未満の値であると、製造されるハニカム構造体の熱容量が低い場合がある。また、製造されるハニカム構造体の強度が弱い場合がある。最外周スリットのスリット幅の最小値が、内部スリットのスリット幅の４倍を超える値であると、製造されるハニカム構造体の最外周壁の厚さが厚くなり、圧力損失が高くなる場合がある。
Hereinafter, effects of the extrusion mold according to this embodiment will be listed.
(1) In the extrusion mold according to this embodiment, the raw material passage suppression surface is formed on the inner wall surface of the outermost peripheral slit and the outer peripheral slit. When the raw material passage suppression surface is formed on the innermost wall surface of the outermost slit and the outer peripheral slit, the raw material passage suppression surface becomes a resistance, and the molding raw material is hardly discharged from the outermost slit and the outer peripheral slit. As a result, the discharge speed of the molding raw material extruded from the outermost peripheral slit and the outer peripheral slit is reduced, and the variation in the discharge speed of the molding raw material extruded from the outermost peripheral slit, the outer peripheral slit and the inner slit is reduced.
Thus, when the variation in the discharge speed of the molding material extruded from the outermost slit, the outer circumferential slit and the inner slit is reduced, the molding raw material composition extruded from the inner slit becomes the outermost slit and the outer slit. It becomes difficult to be pulled by the molding raw material composition extruded from and difficult to cut. Moreover, the molding raw material composition extruded from the outermost peripheral slit and the outer peripheral slit is less likely to be pulled by the molding raw material composition extruded from the inner slit and twisted. As a result, a honeycomb formed body having a cell wall thickness of 0.21 mm or less can be produced without any problem.
Furthermore, such a honeycomb formed body is degreased and fired to prepare a honeycomb fired body, and a plurality of the obtained honeycomb fired bodies are bundled through an adhesive layer, thereby reducing pressure loss and heat capacity. A high honeycomb structure can be manufactured.
(2) In the extrusion mold according to this embodiment, it is desirable that the surface roughness Ra of the raw material passage suppressing surface is larger than the surface roughness Ra of the inner wall surface of the internal slit.
If the surface roughness Ra of the raw material passage suppressing surface is larger than the surface roughness Ra of the inner wall surface of the internal slit, the molding raw material is more difficult to be discharged from the outermost peripheral slit and the outer peripheral slit. As a result, the discharge speed of the molding material extruded from the outermost peripheral slit and the outer peripheral slit is reduced, and the variation in the discharge speed of the molding raw material extruded from the outermost slit, the outer peripheral slit, and the inner slit becomes smaller.
(3) In the extrusion mold according to the present embodiment, the raw material passage suppression surface is desirably a roughened surface formed by electric discharge machining.
When the raw material passage suppression surface is formed by electric discharge machining, a raw material passage suppression surface having suitable resistance can be formed.
In addition, when electric discharge machining is used, even a hard mold material can be suitably machined into a predetermined shape. Furthermore, when electric discharge machining is used, even if the shape of the inner wall surface of the slit forming the raw material passage suppression surface is complicated, it can be suitably machined.
(4) In the extrusion mold according to the present embodiment, the surface roughness Ra of the roughened surface is desirably 0.1 to 0.6 μm.
When the surface roughness Ra of the roughened surface is 0.1 to 0.6 μm, the forming raw material can be extruded at a suitable discharge rate. When the surface roughness Ra of the roughened surface is less than 0.1 μm, the discharge rate of the molding material extruded from the outermost slit and the outer slit becomes faster than the discharge rate of the molding material extruded from the inner slit, and the molding The raw material may be cut or twisted. When the surface roughness Ra of the roughened surface exceeds 0.6 μm, the discharge rate of the molding material extruded from the outermost slit and outer periphery slit becomes slower than the discharge rate of the molding material extruded from the inner slit, and the molding material May break or twist.
(5) In the extrusion mold according to the present embodiment, the minimum value of the slit width of the outermost slit is preferably 1.5 to 4 times the slit width of the internal slit.
When the minimum value of the slit width of the outermost slit is 1.5 to 4 times the slit width of the internal slit, a honeycomb structure having a higher heat capacity can be manufactured. When the minimum value of the slit width of the outermost slit is a value less than 1.5 times the slit width of the internal slit, the heat capacity of the manufactured honeycomb structure may be low. Moreover, the strength of the manufactured honeycomb structure may be weak. If the minimum value of the slit width of the outermost slit is more than four times the slit width of the inner slit, the thickness of the outermost peripheral wall of the manufactured honeycomb structure becomes thick, and the pressure loss may increase. is there.
（実施例）
以下、本実施形態をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
(Example)
Hereinafter, examples that more specifically disclose the present embodiment will be described. In addition, this invention is not limited only to these Examples.
実施例では、外周格子が図３（ａ）に示す形状、角部外周格子が図４（ａ）に示す形状である場合の本発明の第一実施形態をより具体的に示す。
（実施例１）
（１）押出成形用金型の製造
まず、金型素材として、材質が炭化タングステンとコバルトとを混合して焼結した超硬合金を準備した。ここで、金型素材の硬度は、１２００Ｈｖであった。
次に、ブレード加工により、上記金型素材に第一貫通孔及び内部スリットを形成した。具体的には、まず、第二貫通孔を形成する第二の面を周囲よりも突出させるように外周部を切削した。次に、第一の面から第二の面に向かって断面形状が円形の第一貫通孔を形成した。その後、第二の面から第一の面に向かって、第一貫通孔と連通するように、内部スリットを形成した。
第一貫通孔及び内部スリットの内壁面の表面粗さＲａは、０．０３５８μｍであった。
In the examples, the first embodiment of the present invention in the case where the outer peripheral lattice has the shape shown in FIG. 3A and the corner outer peripheral lattice has the shape shown in FIG.
Example 1
(1) Production of extrusion mold First, a cemented carbide obtained by mixing and sintering tungsten carbide and cobalt as a mold material was prepared. Here, the hardness of the mold material was 1200 Hv.
Next, a first through hole and an internal slit were formed in the mold material by blade machining. Specifically, first, the outer peripheral portion was cut so that the second surface forming the second through hole protruded from the periphery. Next, a first through hole having a circular cross-sectional shape was formed from the first surface toward the second surface. Thereafter, an internal slit was formed from the second surface toward the first surface so as to communicate with the first through hole.
The surface roughness Ra of the inner wall surface of the first through hole and the internal slit was 0.0358 μm.
ブレード加工は、スライサー（（株）ナガセインテグレックス製、ＳＰＧ−１５０）を用いて行った。なお、加工条件は、ブレード幅：０．２３ｍｍ、回転数：８１５０ｒｐｍ、送り速度：４ｍｍ／ｍｉｎとした。 Blade processing was performed using a slicer (manufactured by Nagase Integrex, SPG-150). The processing conditions were blade width: 0.23 mm, rotation speed: 8150 rpm, and feed rate: 4 mm / min.
続いて、放電加工により、最外周スリット及び外周スリットを形成した。
具体的には、第二の面から第一の面に向かって、第一貫通孔と連通するように最外周スリット及び外周スリットを形成した。これにより、最外周スリット及び外周スリットの内壁面には、表面粗さＲａが０．４１００μｍの粗化面が形成された。
Subsequently, the outermost peripheral slit and the outer peripheral slit were formed by electric discharge machining.
Specifically, the outermost peripheral slit and the outer peripheral slit were formed so as to communicate with the first through hole from the second surface toward the first surface. As a result, a roughened surface having a surface roughness Ra of 0.4100 μm was formed on the inner wall surfaces of the outermost peripheral slit and the outer peripheral slit.
放電加工は、形彫放電加工機（三菱電機（株）社製、ＥＡ８ＰＶ）を用いて、設計した図面に基づいて行った。 The electric discharge machining was performed based on the designed drawing using a die-sinking electric discharge machine (EA8PV, manufactured by Mitsubishi Electric Corporation).
製造した押出成形用金型は、原料供給部の厚さＸが８．５ｍｍ、成形部の厚さＹが２ｍｍ、最外周スリット幅ｐの最小値が０．３０４８ｍｍ、外周スリット幅ｑが０．０７６２ｍｍ、内部スリット幅ｒが０．０７６２ｍｍであった。つまり、最外周スリット幅ｐの最小値は、内部スリットのスリット幅の４倍であった。
また、第二の面から見た内部格子の形状は、一辺が１．８ｍｍの正方形であった。第二の面から見た外周格子の形状は、図３（ａ）に示す形状であって、図３（ａ）中にＶ１及びＶ２で示す長さは０．３３ｍｍであり、Ｗ１で示す長さは０．１ｍｍであった。また、線分ＡとＢとは、同じ長さであった。第二の面から見た角部外周格子の形状は、図４（ａ）に示す形状であって、図４（ａ）中にＶ３及びＶ４で示す長さは０．３３ｍｍであり、Ｗ２及びＷ３で示す長さは０．１ｍｍであった。また、線分Ｉ及びＪ、並びに、線分Ｉ及びＫは、それぞれの線分を延長すると略矩形αの外側で直角に交わっていた。
The manufactured extrusion mold has a thickness X of the raw material supply part of 8.5 mm, a thickness Y of the molding part of 2 mm, a minimum outermost slit width p of 0.3048 mm, and an outer peripheral slit width q of 0.8 mm. 0762 mm, and the internal slit width r was 0.0762 mm. That is, the minimum value of the outermost peripheral slit width p was four times the slit width of the internal slit.
Moreover, the shape of the internal lattice viewed from the second surface was a square having a side of 1.8 mm. The shape of the outer peripheral lattice viewed from the second surface is the shape shown in FIG. 3A, the lengths indicated by V 1 and V 2 in FIG. 3A are 0.33 mm, and W 1 The length indicated by is 0.1 mm. Line segments A and B were the same length. The shape of the corner peripheral grating viewed from the second surface is the shape shown in FIG. 4A, and the lengths indicated by V 3 and V 4 in FIG. 4A are 0.33 mm, length indicated by W 2 and W 3 was 0.1 mm. Further, the line segments I and J and the line segments I and K intersected at right angles outside the substantially rectangular α when the respective line segments were extended.
スリットを構成する第二貫通孔は、原料供給部を構成する第一貫通孔と連通するように格子状に設けられ、スリット溝同士の交点の数は２００個／ｉｎｃｈ２であった。 Second through holes constituting the slit is provided in a grid pattern so as to communicate with the first through-holes constituting the raw material supply unit, the number of intersections of the slit groove was 200 / inch 2.
（２）ハニカム成形体の製造
（２−１）成形原料組成物準備工程
平均粒子径２２μｍを有する炭化ケイ素の粗粉末５２．８重量％と、平均粒子径０．５μｍの炭化ケイ素の微粉末２２．６重量％とを混合し、得られた混合物に対して、有機バインダ（メチルセルロース）４．６重量％、潤滑剤（日油社製 ユニルーブ）０．８重量％、グリセリン１．３重量％、造孔材（アクリル樹脂）１．９重量％、オレイン酸２．８重量％、及び、水１３．２重量％を加えて混合して成形原料組成物を準備した。
（２−２）押出成形工程
上記（１）で製造した押出成形用金型を押出成形装置に取付け、上記（２−１）で準備した成形原料組成物を押出成形装置内に投入した。その後、成形速度４０００ｍｍ／ｍｉｎで成形体を連続的に作製した後、切断、及び、乾燥させることにより、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム成形体を作製した。
なお、作製したハニカム成形体の長手方向の長さは１２．７ｃｍ、長手方向に垂直な断面において、断面形状は正方形で、大きさは３４．３ｍｍ×３４．３ｍｍ、最外周壁の厚さの最小値は０．３０４８ｍｍ、内部セルのセル壁の厚さは０．０７６２ｍｍ、セルの数は１８セル×１８セルであった。
(2) Manufacture of honeycomb formed body (2-1) Molding raw material composition preparation step 52.8% by weight of silicon carbide coarse powder having an average particle size of 22 μm and silicon carbide fine powder 22 having an average particle size of 0.5 μm 6 wt%, and the resulting mixture is 4.6 wt% organic binder (methyl cellulose), 0.8 wt% lubricant (Unilube, NOF Corporation), 1.3 wt% glycerin, A molding material composition was prepared by adding and mixing 1.9% by weight of a pore former (acrylic resin), 2.8% by weight of oleic acid, and 13.2% by weight of water.
(2-2) Extrusion Molding Step The extrusion mold produced in (1) above was attached to an extrusion molding apparatus, and the molding raw material composition prepared in (2-1) above was charged into the extrusion molding apparatus. Then, after continuously forming the formed body at a forming speed of 4000 mm / min, cutting and drying were performed to prepare a honeycomb formed body in which a large number of cells were arranged in parallel in the longitudinal direction with the cell walls interposed therebetween.
In addition, the length of the manufactured honeycomb formed body in the longitudinal direction is 12.7 cm, and in a cross section perpendicular to the longitudinal direction, the cross-sectional shape is square, the size is 34.3 mm × 34.3 mm, and the thickness of the outermost peripheral wall is The minimum value was 0.3048 mm, the cell wall thickness of the inner cell was 0.0762 mm, and the number of cells was 18 cells × 18 cells.
（実施例２〜４）
製造した押出成形用金型の内部スリット幅ｒを、実施例２では０．１０１６ｍｍ、実施例３では０．１５２４ｍｍ、実施例４では０．２０３２ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして押出成形用金型を製造し、その後、上記押出成形用金型を用いてハニカム成形体を作製した。
(Examples 2 to 4)
Extrusion was carried out in the same manner as in Example 1 except that the inner slit width r of the manufactured extrusion mold was 0.1016 mm in Example 2, 0.1524 mm in Example 3, and 0.2032 mm in Example 4. A molding die was manufactured, and then a honeycomb molded body was produced using the extrusion molding die.
（比較例１）
ブレード加工により、最外周スリット及び外周スリットを形成した以外は、実施例１と同様にして押出成形用金型を製造し、その後、上記押出成形用金型を用いてハニカム成形体を作製した。最外周スリット及び外周スリットの内壁面の表面粗さＲａは、０．０３５８μｍであった。
(Comparative Example 1)
Extrusion molds were manufactured in the same manner as in Example 1 except that the outermost peripheral slit and the outer peripheral slit were formed by blade processing. Thereafter, a honeycomb molded body was manufactured using the extrusion mold. The surface roughness Ra of the outermost slit and the inner wall surface of the outer slit was 0.0358 μm.
（比較例２〜４）
製造した押出成形用金型の内部スリット幅ｒを、比較例２では０．１０１６ｍｍ、比較例３では０．１５２４ｍｍ、比較例４では０．２０３２ｍｍとした以外は、比較例１と同様にして押出成形用金型を製造し、その後、上記押出成形用金型を用いてハニカム成形体を作製した。
(Comparative Examples 2 to 4)
Extrusion was carried out in the same manner as in Comparative Example 1 except that the internal slit width r of the manufactured extrusion mold was 0.1016 mm in Comparative Example 2, 0.1524 mm in Comparative Example 3, and 0.2032 mm in Comparative Example 4. A molding die was manufactured, and then a honeycomb molded body was produced using the extrusion molding die.
（良品率の算出）
実施例１〜４、及び、比較例１〜４のハニカム成形体を、それぞれ２０個ずつ作製した。そして、セル壁が切れていない、セル壁に穴が開いていない、かつ、セル壁が波打っていないハニカム成形体を良品であるとして、良品率を下記式（１）に基づき算出した。算出した良品率を表１に示す。
20 honeycomb formed bodies of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were produced. Then, the non-defective product rate was calculated based on the following formula (1), assuming that the honeycomb formed body in which the cell wall was not cut, the hole was not formed in the cell wall, and the cell wall was not wavy was a good product. Table 1 shows the calculated yield rate.
表１の結果からわかるように、最外周スリット及び外周スリットの内壁面に原料通過抑制面が形成された実施例１では、同じ内部スリット幅を有し、最外周スリット及び外周スリットの内壁面に原料通過抑制面が形成されていない比較例１に比べて、良品率が高いことが分かる。同様に、最外周スリット及び外周スリットの内壁面に原料通過抑制面が形成された実施例２〜４でも、それぞれ同じ内部スリット幅を有し、最外周スリット及び外周スリットの内壁面に原料通過抑制面が形成されていない比較例２〜４に比べて、良品率が高いことが分かる。 As can be seen from the results in Table 1, in Example 1 in which the raw material passage suppression surface was formed on the inner wall surface of the outermost circumferential slit and the outer circumferential slit, the inner wall surface of the outermost circumferential slit and the outer circumferential slit had the same internal slit width. It can be seen that the non-defective rate is higher than that of Comparative Example 1 in which the raw material passage suppressing surface is not formed. Similarly, in Examples 2 to 4 in which the raw material passage suppression surface is formed on the inner wall surface of the outermost peripheral slit and the outer peripheral slit, each has the same internal slit width, and the raw material passage suppression is performed on the inner wall surface of the outermost peripheral slit and the outer peripheral slit. It can be seen that the non-defective rate is higher than those of Comparative Examples 2 to 4 in which no surface is formed.
（その他の実施形態）
本発明の第一実施形態に係る押出成形用金型を用いて製造されるハニカム構造体は集合型ハニカム構造体であるが、１つのハニカム焼成体からなるハニカム構造体（一体型ハニカム構造体）を製造してもよい。
(Other embodiments)
The honeycomb structure manufactured by using the extrusion mold according to the first embodiment of the present invention is a collective honeycomb structure, but a honeycomb structure including one honeycomb fired body (integrated honeycomb structure) May be manufactured.
一体型ハニカム構造体を製造する場合には、押出成形により成形するハニカム成形体の大きさが、本発明の第一実施形態において説明したハニカム成形体の大きさに比べて大きく、その外形が異なる他は、本発明の第一実施形態と同様にしてハニカム成形体を作製する。
つまり、得られるハニカム成形体の形状に対応する断面形状を有する他は、本発明の第一実施形態に係る押出成形用金型と同様の構成を有する押出成形用金型を用いてハニカム成形体を作製すればよい。
In the case of manufacturing an integral honeycomb structure, the size of the honeycomb formed body formed by extrusion is larger than the size of the honeycomb formed body described in the first embodiment of the present invention, and the outer shape thereof is different. Otherwise, the honeycomb formed body is manufactured in the same manner as in the first embodiment of the present invention.
That is, a honeycomb molded body using an extrusion mold having the same configuration as that of the extrusion mold according to the first embodiment of the present invention, except that it has a cross-sectional shape corresponding to the shape of the obtained honeycomb molded body. Can be produced.
その他の工程は、本発明の第一実施形態で説明したハニカム構造体の製造工程と同様である。ただし、ハニカム構造体が１つのハニカム焼成体からなるため、ハニカム焼成体の集合体を作製する必要はない。また、円柱状のハニカム成形体を作製する場合には、セラミックブロックの外周を切削する必要はない。 Other processes are the same as the manufacturing process of the honeycomb structure described in the first embodiment of the present invention. However, since the honeycomb structure is composed of one honeycomb fired body, it is not necessary to prepare an aggregate of honeycomb fired bodies. Moreover, when producing a columnar honeycomb molded body, it is not necessary to cut the outer periphery of the ceramic block.
本発明の実施形態に係る押出成形用金型において、金型本体の原料供給部の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、成形原料を押し出す方向に平行な断面形状が矩形状、テーパー形状、又は、台形状等を挙げることができる。
これらの中では、成形原料の押出しが容易である点で、断面形状がテーパー形状であることが望ましい。
In the extrusion mold according to the embodiment of the present invention, the shape of the raw material supply portion of the mold main body is not particularly limited. For example, the cross-sectional shape parallel to the direction of extruding the forming raw material is rectangular and tapered. A shape, a trapezoidal shape, etc. can be mentioned.
Among these, it is desirable that the cross-sectional shape is a taper shape in terms of easy extrusion of the forming raw material.
同様に、本発明の実施形態に係る押出成形用金型において、金型本体のスリットの形状は、特に限定されるものではなく、例えば、成形原料を押し出す方向に平行な断面形状が矩形状、又は、テーパー形状等を挙げることができる。
これらの中では、スリットの形成が容易である点で、断面形状が矩形状であることが望ましい。
Similarly, in the extrusion mold according to the embodiment of the present invention, the shape of the slit of the mold body is not particularly limited, for example, the cross-sectional shape parallel to the direction of extruding the forming raw material is rectangular, Or a taper shape etc. can be mentioned.
Among these, it is desirable that the cross-sectional shape is rectangular in that the slit can be easily formed.
本発明の押出成形用金型は、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設され、上記セル壁の厚さが０．２１ｍｍ以下であるハニカム成形体を作製するために用いられ、第一の面と、上記第一の面の反対側に形成された第二の面と、上記第一の面から上記第二の面に向かって形成された第一貫通孔を有する原料供給部と、上記第二の面から上記第一の面に向かって、上記第一貫通孔と連通するように形成された第二貫通孔を有する成形部とを備える押出成形用金型であって、上記第二の面から見た上記第二貫通孔の形状は、上記ハニカム成形体の最外周壁を成形するための最外周スリットと、上記ハニカム成形体の最外周部に配置された最外周セル間のセル壁を成形するための外周スリットと、上記最外周セルより内側に配置された内部セルのセル壁を成形するための内部スリットとから構成された格子形状であり、上記第二の面から見た、上記内部スリットに囲まれた内部格子の形状は、同一の略矩形であり、上記第二の面から見た、上記内部格子の外側で、かつ、角部以外に配置された外周格子の形状は、上記内部格子の形状から２つの角部が面取りされた形状であり、かつ、上記面取りされた角部が上記最外周スリット側に配置されており、上記第二の面から見た上記外周格子の各面積が、上記内部格子の各面積の６０〜８０％であり、上記最外周スリット及び上記外周スリットの内壁面には原料通過抑制面が形成されていることが必須の構成要素である。
係る必須の構成要素に、本発明の第一実施形態、及び、本発明のその他の実施形態で詳述した種々の構成（例えば、一体型ハニカム構造体、原料供給部の形状、スリットの形状等）を適宜組み合わせることにより所望の効果を得ることができる。
The extrusion mold of the present invention is used to produce a honeycomb molded body in which a large number of cells are arranged side by side in the longitudinal direction across a cell wall, and the thickness of the cell wall is 0.21 mm or less. A raw material supply unit having a first surface, a second surface formed on the opposite side of the first surface, and a first through hole formed from the first surface toward the second surface And an extrusion mold comprising a second through hole formed so as to communicate with the first through hole from the second surface toward the first surface, The shape of the second through-hole as viewed from the second surface is the outermost peripheral slit for forming the outermost peripheral wall of the honeycomb formed body and the outermost peripheral cell disposed at the outermost peripheral portion of the honeycomb formed body. An outer peripheral slit for forming a cell wall between the inner cell and an inner cell disposed inside the outermost peripheral cell A grid shape configured with an internal slit for forming a cell wall, and the shape of the internal grid surrounded by the internal slit as viewed from the second surface is the same substantially rectangular shape, The shape of the outer peripheral grid arranged outside the internal grid and other than the corners as viewed from two planes is a shape in which two corners are chamfered from the shape of the internal grid, and Chamfered corners are arranged on the outermost slit side, and each area of the outer circumferential grid viewed from the second surface is 60 to 80% of each area of the inner grid, and the outermost circumferential It is an essential component that a raw material passage suppression surface is formed on the inner wall surface of the slit and the outer peripheral slit.
The essential components include various configurations described in detail in the first embodiment of the present invention and other embodiments of the present invention (for example, an integrated honeycomb structure, a shape of a raw material supply unit, a shape of a slit, etc. ) Can be combined as appropriate to achieve the desired effect.
１０ａ 第一の面
１０ｂ 第二の面
１１ 原料供給部
１２ 成形部
１００ 押出成形用金型
１１１ 第一貫通孔
１２１ 第二貫通孔
１２１ａ 最外周スリット
１２１ｂ 外周スリット
１２１ｃ 内部スリット
１３１ 内部格子
１３２ 外周格子
５００ ハニカム成形体
５０１ 多数のセル
５０２ セル壁
５０３ 最外周壁
Claims (5)
第一の面と、前記第一の面の反対側に形成された第二の面と、前記第一の面から前記第二の面に向かって形成された第一貫通孔を有する原料供給部と、前記第二の面から前記第一の面に向かって、前記第一貫通孔と連通するように形成された第二貫通孔を有する成形部とを備える押出成形用金型であって、
前記第二の面から見た前記第二貫通孔の形状は、前記ハニカム成形体の最外周壁を成形するための最外周スリットと、前記ハニカム成形体の最外周部に配置された最外周セル間のセル壁を成形するための外周スリットと、前記最外周セルより内側に配置された内部セルのセル壁を成形するための内部スリットとから構成された格子形状であり、
前記第二の面から見た、前記内部スリットに囲まれた内部格子の形状は、同一の略矩形であり、
前記第二の面から見た、前記内部格子の外側で、かつ、角部以外に配置された外周格子の形状は、前記内部格子の形状から２つの角部が面取りされた形状であり、かつ、前記面取りされた角部が前記最外周スリット側に配置されており、
前記第二の面から見た前記外周格子の各面積が、前記内部格子の各面積の６０〜８０％であり、
前記最外周スリット及び前記外周スリットの内壁面には原料通過抑制面が形成されていることを特徴とする押出成形用金型。 A large number of cells are arranged side by side in the longitudinal direction across the cell wall, and used to produce a honeycomb formed body having a cell wall thickness of 0.21 mm or less,
A raw material supply unit having a first surface, a second surface formed on the opposite side of the first surface, and a first through hole formed from the first surface toward the second surface. And an extrusion mold comprising a second through hole formed so as to communicate with the first through hole from the second surface toward the first surface,
The shape of the second through hole viewed from the second surface is the outermost peripheral slit for forming the outermost peripheral wall of the honeycomb formed body and the outermost peripheral cell disposed at the outermost peripheral portion of the honeycomb formed body. It is a lattice shape composed of an outer peripheral slit for forming a cell wall between and an inner slit for forming a cell wall of an inner cell arranged inside the outermost peripheral cell,
The shape of the internal lattice surrounded by the internal slits as viewed from the second surface is the same substantially rectangular shape,
The shape of the outer peripheral lattice disposed outside the inner lattice and other than the corners as viewed from the second surface is a shape in which two corners are chamfered from the shape of the inner lattice, and The chamfered corner is disposed on the outermost slit side,
Each area of the outer peripheral lattice viewed from the second surface is 60 to 80% of each area of the inner lattice,
An extrusion molding die, wherein a raw material passage restraining surface is formed on an inner wall surface of the outermost peripheral slit and the outer peripheral slit.
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