JP6673209B2 - セラミックハニカム構造体及びその製造方法、並びにハニカム成形用金型 - Google Patents
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Description
本発明は、セラミックハニカム構造体及びセラミックハニカム構造体を製造する方法、並びにハニカム成形体を成形するための金型に関するものである。
内燃機関の排ガス浄化装置における触媒担体やフィルターとして、セラミックハニカム構造体が使用されている。図9に示すように、セラミックハニカム構造体60は、外周壁61と、その内周側で多孔質構造の隔壁62により囲まれた多数の流路63を有している。このようなセラミックハニカム構造体は、可塑性を有するセラミック坏土を公知の金型を用いて押出成形することによりハニカム成形体を得たのち、これを切断、乾燥及び焼成することにより得ることができる。
しかしながら、ディーゼルエンジン用の触媒担体やフィルターとして用いられる、例えば外径が190 mm以上で長さが203 mm以上の大型のセラミックハニカム構造体や、隔壁の厚さが0.15 mmよりも薄い薄壁のセラミックハニカム構造体の場合には、押出成形時に、成形体自体の自重や、成形体の強度が十分でないことにより、自重を支えきれず、成形体外周部の隔壁が変形したりして、所定の寸法精度や強度が得られないという問題があった。
この問題に対して、特開平3-275309号は、セラミック杯土を押出成形、乾燥及び焼成してハニカム構造を有する焼成体とした後、このハニカム構造を有する焼成体の最外周を構成する外周隔壁とその周縁部を研削加工によって所定直径寸法より小さくする除去加工を行い、除去加工した外周面にコート材を塗布、乾燥及び硬化させて外周壁を形成する方法を開示している。特開平3-275309号は、この方法によれば、ハニカム構造を有する焼成体の最外周を構成する外周隔壁とその周縁部を研削加工で除去しているので、周縁部の変形した流路を除くことができ、機械的強度を高くでき、さらにハニカム構造を有する焼成体全体の真円度が悪い場合にも、研削加工により真円度を高めた後に外周壁を形成することにより、寸法精度が向上されると記載している。
しかしながら、特開平3-275309号に記載の方法は、ハニカム構造を有する焼成体の最外周を構成する外周隔壁とその周縁部を除去する機械加工を行うため、加工時に外部に開放された流路がダメージを受けたり、後工程での変形、割れ等の不具合が発生するという問題や、除去加工を行うことによりコストが増大するという問題を有している。そのため、寸法精度の高いハニカム構造体を容易に製造することが可能なハニカム構造体の製造方法が求められている。
特開2008-155594号は、ハニカム成形体の最外周を構成する外周隔壁と、前記外周隔壁内にハニカム状に配設された隔壁と、前記隔壁内に区画されていると共に両端に貫通するよう軸方向に沿って形成された多数の流路とを有するハニカム構造体を製造する方法において、少なくとも原料粉末と水とを混練してなるセラミック原料を押出成形することにより、図10(a)及び図10(b)に示すように、ハニカム成形体の最外周を構成する外周隔壁を備えることなく前記隔壁52の端部55を外周側面に露出させたスキンレスハニカム成形体50を得る押出成形工程と、前記スキンレスハニカム成形体を乾燥させる乾燥工程と、前記スキンレスハニカム成形体の外周側面に機械加工を施すことなく前記外周側面を覆うコート材を配設すると共に、熱処理を行って、ハニカム構造体を得るスキン形成・熱処理工程とを有し、前記押出成形工程は、材料を供給するために穴成形面に形成された供給穴と、前記供給穴に連通し材料をハニカム形状に成形するために穴成形面の反対側の面である溝成形面に形成された多角形格子状のスリットとを有する金型本体と、前記スキンレスハニカム成形体の外径を規制するために前記溝成形面に当接するように設けられたガイドリングとを有し、前記金型本体の前記供給穴は、前記ガイドリングの最小内径位置よりも外周側には存在しない又は材料が侵入しないよう閉塞されており、かつ前記ガイドリングは、溝成形面に対し100°±5°の範囲内の傾斜を有する内周面を有する金型を用いることを特徴とするハニカム構造体の製造方法を開示している。特開2008-155594号は、この方法により、寸法精度の高いハニカム構造体及び寸法精度の高いスキンレスハニカム成形体を容易に得ることができると記載している。
しかしながら、本発明者らが特開2008-155594号に記載の方法に基づいてセラミックハニカム構造体を製造してみると、この方法には以下のような問題があることが分かった。すなわち、図10(a)及び図10(b)に示すように、特開2008-155594号に記載された金型で成形されたスキンレスハニカム成形体50は、その外周側面に隔壁52の端部55が露出し外部に開口して軸方向に延びる多数の溝56を有しているため、押出成形後のスキンレスハニカム成形体50の外周側面を覆うコート材を配設するスキン形成工程において、ハンドリングの際に、前記外周側面に露出した隔壁52が破損する場合があることが分かった。露出した隔壁52が破損する際に、その衝撃が隔壁交差部に伝達され、隔壁交差部にキレツが生じる場合がある。隔壁交差部にキレツが生じたセラミックハニカム体が熱衝撃を受けた場合には、前記隔壁交差部に生じたキレツを起点にセラミックハニカム構造体の内部にまでキレツが進展することがあり、セラミックハニカム構造体の耐熱衝撃性の低下を招くことがある。さらに、例えば、外径150 mm及び全長150 mm以上の大型で、50%以上の高い気孔率を有するハニカム構造体を製造する場合、最外周の流路に変形が生じ易くなるため、セラミックハニカム構造体のアイソスタティック強度が低下してしまうことが分かった。
実開昭63-144836号は、所定の外形寸法より小さいセラミックハニカム構造体の外周壁に、所定の外形寸法と実際の寸法との差を補う被覆層を部分的又は全体的に設けてなるセラミックハニカム構造体を開示している。実開昭63-144836号は、このような被覆層を設けることにより、外周壁を補強するとともに所定の外形寸法に修正することができると記載している。
しかしながら、例えば、外径150 mm及び全長150 mm以上の大型で、50%以上の高い気孔率を有するハニカム構造体を製造する場合、最外周の流路に変形が生じ易くなるため、セラミックハニカム構造体のアイソスタティック強度が低下し、実開昭63-144836号に記載されたような被覆層のみでは十分な改良効果が得られず、さらなる対策が必要となる。
特開2005-7218号は、隔壁と一体に形成された外周壁を有するセラミックハニカム構造体において、前記外周壁の少なくとも一部に、軸方向に連続し、且つセラミックハニカム構造体の軸方向垂直断面における径が0.1 mm以上である孔を有するセラミックハニカム構造体を開示しており、このような孔を外周壁に設けることにより、強度を確保するために外周壁を厚肉化した場合でも外周壁の熱容量が小さくなるので、熱伝導性が向上し、耐熱衝撃性が改良されると記載している。
しかしながら、例えば、外径150 mm及び全長150 mm以上の大型で、50%以上の高い気孔率を有するハニカム構造体を製造する場合、最外周の流路に変形が生じ易くなるため、セラミックハニカム構造体のアイソスタティック強度が低下し、特開2005-7218号に記載されたような方法では十分な改良効果が得られないことが分かった。
特開2009-61683号は、材料を供給するための供給穴を設けた供給穴部と、前記供給穴に連通して前記材料をハニカム状に成形するための格子状のスリット溝を設けたスリット溝部とを有する金型本体と、前記スリット溝部の外周部から前記材料の押出方向に伸びたガイド立設部と、前記ガイド立設部から内方に向かって突出していると共に前記スリット溝部との間に間隙を設けたガイド突出部とを有するガイドリングとを備えており、前記スリット溝部は、前記ガイド突出部に対面しない部分に、前記材料の押出方向に突出した段付部を有し、前記スリット溝部と前記ガイド突出部との間の前記間隙の厚さをスペーサ厚a、前記段付部の外周側面と前記ガイド突出部の先端部との間の距離をクリアランスb、前記スリット溝部における前記段付部を有する部分の高さを段付高さcとした場合に、(c-a)/b>1、かつ(a/b)>1の関係を満たし、前記段付部の外周側面と前記スリット溝部における前記段付部の周囲の部分のスリット溝形成面とが成す角度を段付角度θとした場合に、90°≦θ≦130°を満たすことを特徴とするハニカム構造体成形用金型を開示している。
しかしながら、特開2009-61683号に記載されたハニカム構造体成形用金型は、外周壁を形成するガイドリングの形状が軸方向視で円形であるため、四角形格子状の隔壁によって形成された流路はハニカム構造体の最外周部分では完全な四角形とならず、円弧状の外周壁によって一部が区切られた三角形や五角形の形状の不完全なものとなってしまう。そのため、特に外径150 mm及び全長150 mm以上の大型で、50%以上の高い気孔率を有するハニカム構造体を製造する場合、そのような不完全な流路付近では流路の変形が生じやすく、このような最外周の流路に生じる変形により、セラミックハニカム構造体のアイソスタティック強度が低下してしまうことが分かった。
したがって、本発明の目的は、押出成形により外周隔壁が一体に形成され、押出成形後のハニカム成形体の外周面に機械加工を施す必要がなく、かつ押出成形後のセラミックハニカム成形体のハンドリングの際に、セラミックハニカム成形体の外周面に破損が生じ難く、その結果セラミックハニカム構造体の内部にまでキレツが進展し難く、耐熱衝撃性の低下を招き難く、さらに、押出成形時に最外周の流路に変形が生じ難く、十分なアイソスタティック強度を有するセラミックハニカム構造体及びその製造方法、並びにハニカム成形体用金型を提供することにある。
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、軸方向に延びる多数の流路を構成する断面四角形格子状の隔壁と、前記隔壁の四角形格子形状を反映した外周面形状を有し、前記隔壁の厚さよりも厚い外周隔壁とを押出成形によって一体に形成することにより、外周面に機械加工を施す必要がなく、ハンドリングの際に外周面に破損が生じ難く、さらに最外周の流路に変形が生じにくいセラミックハニカム成形体が得られることを見出し、本発明に想到した。
すなわち、本発明のセラミックハニカム構造体は、断面四角形格子状の隔壁によって形成された軸方向に延びる多数の流路を有するセラミックハニカム本体と、前記セラミックハニカム本体の外周に設けられた外周壁とを有し、
前記セラミックハニカム本体の最外周を構成する外周隔壁が、
前記隔壁の四角形格子形状を反映した外周面形状を有し、
前記外周隔壁の最小厚さが前記隔壁の厚さよりも厚く、
前記外周壁は、前記外周隔壁の外周面を被覆するように形成されていることを特徴とする。
前記セラミックハニカム本体の最外周を構成する外周隔壁が、
前記隔壁の四角形格子形状を反映した外周面形状を有し、
前記外周隔壁の最小厚さが前記隔壁の厚さよりも厚く、
前記外周壁は、前記外周隔壁の外周面を被覆するように形成されていることを特徴とする。
前記外周隔壁の最小厚さTと、前記隔壁の厚さtとの比T/tは、1＜T/t≦10を満たすのが好ましい。
軸方向断面視での流路変形度をD1/D0[ただし、D1は最外周流路での隔壁に内接する最大の円の直径であり、D0は変形の無い理想的な流路の隔壁に内接する最大の円の直径である。]で表したとき、前記流路変形度が0.9〜1.1であるのが好ましい。
断面四角形格子状の隔壁によって形成された軸方向に延びる多数の流路を有するセラミックハニカム本体と、前記セラミックハニカム本体の外周に設けられた外周壁とを有するセラミックハニカム構造体を製造する本発明の方法は、
セラミック杯土を押出成形することにより、軸方向に延びる多数の流路を構成する断面四角形格子状の隔壁と、前記隔壁の四角形格子形状を反映した外周面形状を有し、前記セラミックハニカム本体の最外周を構成する外周隔壁とを一体に形成してなるセラミックハニカム成形体を得る押出成形工程と、
前記セラミックハニカム成形体を乾燥及び焼成してセラミックハニカム本体を得る乾燥・焼成工程と、
前記セラミックハニカム本体の前記外周隔壁の外周面にコート材を塗布し、熱処理を行って外周壁を形成する外周壁形成工程とを有し、
前記押出し成形工程において使用する金型は、
前記セラミック坏土を供給するための供給穴と、前記供給穴が形成された穴形成面の反対面に形成された、前記供給穴に連通し、前記供給穴から供給した前記セラミック坏土をハニカム形状に押出し成形するための四角形格子状のスリットとを有する金型本体と、
前記スリットが形成された溝形成面側に配置された、前記セラミックハニカム成形体の外周隔壁の外周面形状を規制するためのガイドリングとを有し、
前記溝形成面は、前記四角形格子形状の隔壁を形成する隔壁形成領域と、前記隔壁形成領域の外側に前記隔壁形成領域が凸となるように段差Hを設けて構成された外周領域とを有し、
前記隔壁形成領域は、前記スリットの四角形格子形状を反映した外周形状を有し、
前記ガイドリングは、前記隔壁形成領域を取り囲むように配置され、前記隔壁形成領域の外周形状に沿った内周形状を有するとともに、前記外周領域の溝形成面との間に、前記段差Hよりも小さい、前記外周隔壁を形成するセラミック坏土を供給するためのクリアランスを有することを特徴とする。
セラミック杯土を押出成形することにより、軸方向に延びる多数の流路を構成する断面四角形格子状の隔壁と、前記隔壁の四角形格子形状を反映した外周面形状を有し、前記セラミックハニカム本体の最外周を構成する外周隔壁とを一体に形成してなるセラミックハニカム成形体を得る押出成形工程と、
前記セラミックハニカム成形体を乾燥及び焼成してセラミックハニカム本体を得る乾燥・焼成工程と、
前記セラミックハニカム本体の前記外周隔壁の外周面にコート材を塗布し、熱処理を行って外周壁を形成する外周壁形成工程とを有し、
前記押出し成形工程において使用する金型は、
前記セラミック坏土を供給するための供給穴と、前記供給穴が形成された穴形成面の反対面に形成された、前記供給穴に連通し、前記供給穴から供給した前記セラミック坏土をハニカム形状に押出し成形するための四角形格子状のスリットとを有する金型本体と、
前記スリットが形成された溝形成面側に配置された、前記セラミックハニカム成形体の外周隔壁の外周面形状を規制するためのガイドリングとを有し、
前記溝形成面は、前記四角形格子形状の隔壁を形成する隔壁形成領域と、前記隔壁形成領域の外側に前記隔壁形成領域が凸となるように段差Hを設けて構成された外周領域とを有し、
前記隔壁形成領域は、前記スリットの四角形格子形状を反映した外周形状を有し、
前記ガイドリングは、前記隔壁形成領域を取り囲むように配置され、前記隔壁形成領域の外周形状に沿った内周形状を有するとともに、前記外周領域の溝形成面との間に、前記段差Hよりも小さい、前記外周隔壁を形成するセラミック坏土を供給するためのクリアランスを有することを特徴とする。
前記外周隔壁の最小厚さTと、前記隔壁の厚さtとの比T/tは、1＜T/t≦10を満たすのが好ましい。
前記コート材はセラミックス骨材粒子及び無機バインダーを主成分とするのが好ましい。
前記セラミックス骨材粒子はコーディエライト、シリカ、アルミナ、ムライト、炭化珪素、窒化珪素及びチタン酸アルミニウムからなる群から選ばれた少なくとも1種であるのが好ましい。
断面四角形格子状の隔壁によって形成された軸方向に延びる多数の流路を有するセラミックハニカム成形体を押出成形する本発明の金型は、坏土を供給するための供給穴と、前記供給穴が形成された穴形成面の反対面に形成された、前記供給穴に連通し、前記坏土をハニカム形状に成形するための四角形格子状のスリットとを有する金型本体と、
前記スリットが形成された溝形成面側に配置された、前記ハニカム成形体の最外周を構成する外周隔壁の外周面形状を規制するためのガイドリングとを有し、
前記溝形成面は、前記四角形格子形状の隔壁を形成する隔壁形成領域と、前記隔壁形成領域の外側に前記隔壁形成領域が凸となるように段差Hを設けて構成された外周領域とを有し、
前記隔壁形成領域は、前記スリットの四角形格子形状を反映した外周形状を有し、
前記ガイドリングは、前記隔壁形成領域を取り囲むように配置され、前記隔壁形成領域の外周形状に沿った内周形状を有するとともに、前記外周領域の溝形成面との間に、前記段差Hよりも小さい、前記外周隔壁を形成する坏土を供給するためのクリアランスを有することを特徴とする。
前記スリットが形成された溝形成面側に配置された、前記ハニカム成形体の最外周を構成する外周隔壁の外周面形状を規制するためのガイドリングとを有し、
前記溝形成面は、前記四角形格子形状の隔壁を形成する隔壁形成領域と、前記隔壁形成領域の外側に前記隔壁形成領域が凸となるように段差Hを設けて構成された外周領域とを有し、
前記隔壁形成領域は、前記スリットの四角形格子形状を反映した外周形状を有し、
前記ガイドリングは、前記隔壁形成領域を取り囲むように配置され、前記隔壁形成領域の外周形状に沿った内周形状を有するとともに、前記外周領域の溝形成面との間に、前記段差Hよりも小さい、前記外周隔壁を形成する坏土を供給するためのクリアランスを有することを特徴とする。
前記四角形格子状のスリットに直交する方向における、前記ガイドリングの内周面と前記隔壁形成領域の最外周部との最短間隔dは、前記四角形格子の隣接するスリットとスリットとの間隔をs、スリット幅をtsとしたとき、式：ts＜d≦(s+ts)を満たすのが好ましい。
前記ガイドリングの内周面と、前記溝形成面との角度θは、30°≦θ＜90°を満たすのが好ましい。
本発明の方法よれば、押出成形後のハニカム成形体の外周面に機械加工を施すことなく外周壁を形成でき、押出成形後のセラミックハニカム成形体のハンドリングの際に、セラミックハニカム成形体の外周面で隔壁の破損が生じ難く、最外周の流路に変形が生じ難く、十分なアイソスタティック強度を有するセラミックハニカム構造体を製造することができる。
本発明のハニカム成形体用金型を用いて押出成形することによって、軸方向に延びる多数の流路を構成する断面四角形格子状の隔壁と、前記隔壁の四角形格子形状を反映した外周面形状を有し、前記隔壁の厚さよりも厚い外周隔壁とを一体に形成することができるとともに、最外周の流路に変形が生じにくい。
以下、本発明の実施の形態を具体的に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。
[1] セラミックハニカム構造体
本発明のセラミックハニカム構造体10は、図1(a)及び図1(b)に示すように、断面四角形格子状の隔壁12によって形成された軸方向に延びる多数の流路13を有するセラミックハニカム本体11（図1(a)）と、その外周に設けられた外周壁15とを有し、前記セラミックハニカム本体11の最外周を構成する外周隔壁12aが、前記隔壁12の四角形格子形状を反映した外周面14形状を有し、外周壁15は、前記セラミックハニカム本体11の前記外周隔壁12aの外周面14に機械加工を施すことなく、前記外周隔壁12aの外周面14を被覆するように形成されている。ここで、隔壁の四角形格子形状を反映した外周面形状とは、最外周に位置する四角形流路を構成する４つの隔壁のうち、外部に露出する１又は２の隔壁（外周隔壁12a）が、外周面を構成してなる形状のことである。また、隔壁12の四角形格子形状を反映した外周面14形状を有する外周隔壁12aは、四角形格子を構成する隔壁12の最外部に位置する隔壁を、隔壁12の厚さより厚く形成したものである。半径方向断面における前記外周隔壁12aの外周面14形状は、前記外周面14形状に内接する最大の円と、前記外周面14形状に外接する最小の円との直径の差が最小になるように選ぶのが好ましい。
本発明のセラミックハニカム構造体10は、図1(a)及び図1(b)に示すように、断面四角形格子状の隔壁12によって形成された軸方向に延びる多数の流路13を有するセラミックハニカム本体11（図1(a)）と、その外周に設けられた外周壁15とを有し、前記セラミックハニカム本体11の最外周を構成する外周隔壁12aが、前記隔壁12の四角形格子形状を反映した外周面14形状を有し、外周壁15は、前記セラミックハニカム本体11の前記外周隔壁12aの外周面14に機械加工を施すことなく、前記外周隔壁12aの外周面14を被覆するように形成されている。ここで、隔壁の四角形格子形状を反映した外周面形状とは、最外周に位置する四角形流路を構成する４つの隔壁のうち、外部に露出する１又は２の隔壁（外周隔壁12a）が、外周面を構成してなる形状のことである。また、隔壁12の四角形格子形状を反映した外周面14形状を有する外周隔壁12aは、四角形格子を構成する隔壁12の最外部に位置する隔壁を、隔壁12の厚さより厚く形成したものである。半径方向断面における前記外周隔壁12aの外周面14形状は、前記外周面14形状に内接する最大の円と、前記外周面14形状に外接する最小の円との直径の差が最小になるように選ぶのが好ましい。
セラミックハニカム本体11の外周隔壁12aが、前記隔壁12の四角形格子形状を反映した外周面14形状を有することにより、図1(a)に示すように、セラミックハニカム本体11を構成する前記隔壁12が、最外周を構成する外周隔壁12aを含めて、全て完全な格子を形成しており、図10(a)及び図10(b)に示すような、端部55を外周面に露出させたような不完全な隔壁52が存在しておらず、押出成形後のセラミックハニカム成形体11を乾燥及び焼成する工程や、乾燥及び焼成したセラミックハニカム本体11の外周面14に外周壁15を形成する工程におけるハンドリングの際に、セラミックハニカム成形体11の外周面14の破損が起こり難くなり、セラミックハニカム構造体の内部にまでキレツが進展し難く、耐熱衝撃性の低下を招き難くなる。さらに、本発明のセラミックハニカム構造体10は、最外周の流路に変形が生じ難くなるため、十分なアイソスタティック強度を有する。
前記セラミックハニカム本体11を構成する前記外周隔壁12aの最小厚さTは、最外周でない前記隔壁12の厚さtよりも大きく、つまりT＞tを満たすように形成されている。ここで前記外周隔壁12aの最小厚さTとは、前記隔壁12に直交する任意の方向における外周隔壁12aの厚さのうちの最小値である。実際には、最外周部に位置する任意の流路（例えば、20個の流路）について、その１辺又は２辺の外周隔壁12aの厚さを求め、それらの内の最小の厚さをTとすればよい。最小厚さTの外周隔壁12aは、図2(a)に示すように、一辺がTの正方形をその一辺（一部又は全部）が最外周面に接した状態で回転させずに滑らかに移動させた軌跡で表されるのが好ましい。なお図2(a)では、最外周に位置する任意の連続した5つの流路（流路13a〜流路13e）についての軌跡を図示している。また、外周隔壁は、図2(b)に示すように、外周隔壁に外接する最小の直径X1の円と、その円の内部に描いた直径X2の円（ただし、X2<X1）との間に全て存在しているのが好ましい。前記直径X2の円を、外周隔壁に内接する最大の円として描いたときに、外周隔壁に外接する最小の円の直径X1と、外周隔壁に内接する最大の円の直径X2との差が最小になるように外周隔壁を構成するのが好ましい。このとき、直径X1及び直径X2は、0.9≦X2/X1であるのが好ましく、0.93≦X2/X1であるのがより好ましくは、0.95≦X2/X1であるのが最も好ましい。なお、X1はハニカム本体の直径を表す。
外周隔壁12aの最小厚さTが、最外周でない隔壁12の厚さtよりも大きいことで、セラミックハニカム成形体11をハンドリングする際に、セラミックハニカム成形体11の外周面14で、隔壁（外周隔壁12a）が破損し難くなる。前記外周隔壁12aの最小厚さTは、前記隔壁の厚さtの10倍以下、すなわち、比T/tが1＜T/t≦10を満たすのが好ましい。前記比T/tは、1.5＜T/t≦7を満たすのがより好ましく、1.5＜T/t≦5を満たすのがさらに好ましい。外周隔壁12aの最小厚さTを、T=3t、T=5t、T=7t及びT=10tとなるように作製したセラミックハニカム成形体11の断面をそれぞれ図3(a)、図3(b)、図3(c)及び図3(d)に模式的に示す。
流路の変形度は、図4(a)〜図4(d)に示すように、セラミックハニカム構造体の軸に垂直な断面において、流路を構成する４つの隔壁のうち少なくとの２つの隔壁に内接する最大の円（以下、「内接する最大円」という。）の直径で評価する。すなわち、変形のない理想的な流路（設計値）に内接する最大円の直径をD0として、任意の流路に内接する最大円の直径をD1としたときに、その流路の流路変形度をD1/D0で表す。例えば、正四角形の理想的な流路（図4(a)）に対して、隔壁の曲がり変形はないが菱形に変形した場合（図4(b)）、さらに隔壁の曲がり変形が加わった場合（図4(c)及び図4(d)）が考えられる。本発明において、最外周流路における流路変形度D1/D0が0.9〜1.1の範囲にあるのが好ましく、0.92〜1.08であるのがさらに好ましい。なお最外周流路における流路変形度D1/D0は、無作為に選択した20カ所の最外周流路（最外周に位置する流路）について測定した平均値で表す。
本発明のセラミックハニカム構造体10は、外周壁15が形成された後の流路13が、図5(a)に示すように、セラミックハニカム構造体10の中心軸zに対してほぼ平行であってもよいし、図5(b)に示すように、セラミックハニカム構造体の中心軸zに対して傾斜していてもよい。さらに、図5(c)に示すように、流路が湾曲した形態、図5(d)に示すように、流路の断面積が漸次増減する形態であっても良い。
[2] セラミックハニカム構造体の製造方法
断面四角形格子状の隔壁によって形成された軸方向に延びる多数の流路を有するセラミックハニカム本体と、前記セラミックハニカム本体の外周に設けられた外周壁とを有するセラミックハニカム構造体を製造する本発明の方法は、
(a)セラミック杯土を押出成形することにより、軸方向に延びる多数の流路を構成する断面四角形格子状の隔壁と、前記隔壁の四角形格子形状を反映した外周面形状を有し、前記セラミックハニカム本体の最外周を構成する外周隔壁とを一体に形成してなるセラミックハニカム成形体を得る押出成形工程と、(b)前記セラミックハニカム成形体を乾燥及び焼成してセラミックハニカム本体を得る乾燥・焼成工程と、(c)前記セラミックハニカム本体の前記外周隔壁の外周面にコート材を塗布し、熱処理を行って外周壁を形成する外周壁形成工程とを有し、
前記押出し成形工程において使用する金型は、(1)前記セラミック坏土を供給するための供給穴と、前記供給穴が形成された穴形成面の反対面に形成された、前記供給穴に連通し、前記供給穴から供給した前記セラミック坏土をハニカム形状に押出し成形するための四角形格子状のスリットとを有する金型本体と、(2)前記スリットが形成された溝形成面側に配置された、前記セラミックハニカム成形体の外周隔壁の外周面形状を規制するためのガイドリングとを有し、
前記溝形成面は、前記四角形格子形状の隔壁を形成する隔壁形成領域と、前記隔壁形成領域の外側に前記隔壁形成領域が凸となるように段差Hを設けて構成された外周領域とを有し、
前記隔壁形成領域は、前記スリットの四角形格子形状を反映した外周形状を有し、
前記ガイドリングは、前記隔壁形成領域を取り囲むように配置され、前記隔壁形成領域の外周形状に沿った内周形状を有するとともに、前記外周領域の溝形成面との間に、前記段差Hよりも小さい、前記外周隔壁を形成するセラミック坏土を供給するためのクリアランスを有することを特徴とする。
断面四角形格子状の隔壁によって形成された軸方向に延びる多数の流路を有するセラミックハニカム本体と、前記セラミックハニカム本体の外周に設けられた外周壁とを有するセラミックハニカム構造体を製造する本発明の方法は、
(a)セラミック杯土を押出成形することにより、軸方向に延びる多数の流路を構成する断面四角形格子状の隔壁と、前記隔壁の四角形格子形状を反映した外周面形状を有し、前記セラミックハニカム本体の最外周を構成する外周隔壁とを一体に形成してなるセラミックハニカム成形体を得る押出成形工程と、(b)前記セラミックハニカム成形体を乾燥及び焼成してセラミックハニカム本体を得る乾燥・焼成工程と、(c)前記セラミックハニカム本体の前記外周隔壁の外周面にコート材を塗布し、熱処理を行って外周壁を形成する外周壁形成工程とを有し、
前記押出し成形工程において使用する金型は、(1)前記セラミック坏土を供給するための供給穴と、前記供給穴が形成された穴形成面の反対面に形成された、前記供給穴に連通し、前記供給穴から供給した前記セラミック坏土をハニカム形状に押出し成形するための四角形格子状のスリットとを有する金型本体と、(2)前記スリットが形成された溝形成面側に配置された、前記セラミックハニカム成形体の外周隔壁の外周面形状を規制するためのガイドリングとを有し、
前記溝形成面は、前記四角形格子形状の隔壁を形成する隔壁形成領域と、前記隔壁形成領域の外側に前記隔壁形成領域が凸となるように段差Hを設けて構成された外周領域とを有し、
前記隔壁形成領域は、前記スリットの四角形格子形状を反映した外周形状を有し、
前記ガイドリングは、前記隔壁形成領域を取り囲むように配置され、前記隔壁形成領域の外周形状に沿った内周形状を有するとともに、前記外周領域の溝形成面との間に、前記段差Hよりも小さい、前記外周隔壁を形成するセラミック坏土を供給するためのクリアランスを有することを特徴とする。
前記金型を用いてセラミック杯土を押出成形することによって得られるセラミックハニカム成形体は、軸方向に延びる多数の流路を構成する断面四角形格子状の隔壁と、前記隔壁の四角形格子形状を反映した外周面形状を有し、前記隔壁の厚さよりも厚い外周隔壁とを一体に形成してなるので、外周近くに変形流路が生じ難く、四角形格子形状となっていない不完全な流路が無く、そのため押出成形後のセラミックハニカム成形体のハンドリングの際に、セラミックハニカム成形体の外周面で隔壁の破損が生じ難い。前記セラミックハニカム成形体を乾燥及び焼成してなるセラミックハニカム本体は、機械加工を施すことなく外周隔壁で形成された外周面に外周壁を形成することができ、かつ外周近くに変形流路がないので高いアイソスタティック強度を有するセラミックハニカム構造体とすることができる。
(1)コート材
前記コート材は、セラミックス骨材粒子及び無機バインダーを主成分とするのが好ましい。前記コート材は、その骨材としてセラミックス骨材粒子を用い、その骨材を結合させる目的で無機バインダーを用いる。前記コート材がセラミックス骨材粒子及び無機バインダーを主成分とすることで、セラミックハニカム本体の外周面に、機械加工を施すことなくコート材を塗布し、熱処理した後において、外周壁と外周面とが好適に接合されるので、セラミックハニカム本体内部にキレツが生じ難く、耐熱衝撃性の良好なセラミックハニカム構造体を得ることができる。無機バインダーとしては、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ等のコロイド状酸化物を用いることができる。また、コート材には、セラミックスファイバーを含んでいても良い。
前記コート材は、セラミックス骨材粒子及び無機バインダーを主成分とするのが好ましい。前記コート材は、その骨材としてセラミックス骨材粒子を用い、その骨材を結合させる目的で無機バインダーを用いる。前記コート材がセラミックス骨材粒子及び無機バインダーを主成分とすることで、セラミックハニカム本体の外周面に、機械加工を施すことなくコート材を塗布し、熱処理した後において、外周壁と外周面とが好適に接合されるので、セラミックハニカム本体内部にキレツが生じ難く、耐熱衝撃性の良好なセラミックハニカム構造体を得ることができる。無機バインダーとしては、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ等のコロイド状酸化物を用いることができる。また、コート材には、セラミックスファイバーを含んでいても良い。
ここで、本発明のセラミックハニカム構造体は、排ガス浄化装置として使用されることから、前記セラミックス骨材粒子は、耐熱性に良好なコーディエライト、シリカ、アルミナ、ムライト、炭化珪素、窒化珪素、チタン酸アルミニウムから選ばれる少なくとも1種以上であることが好ましい。なかでも、コーディエライト及び／又は非晶質シリカを用いることにより、外周壁の熱膨張係数が低減されて、さらに優れた耐熱衝撃性が得られる。
(2)ハニカム成型用金型
金型30は、図6(a)〜図6(d)に示すように、坏土（例えば、セラミック坏土）を供給する供給穴31が穴形成面31aに開口するように形成され、前記供給穴31が形成された穴形成面31aの反対面である溝形成面32a,32bに、供給穴31に連通する四角形格子状のスリット32が開口するように形成されている。前記溝形成面32aは、ハニカム成形体の四角形格子形状の隔壁を形成する隔壁形成領域33aを構成する面であり、前記溝形成面32bは、前記隔壁形成領域33aの外側に位置する外周領域33bを構成する面である。前記隔壁形成領域33aは、前記スリット32の四角形格子形状を反映した外周形状を有する。前記外周領域33bの溝形成面32bは、前記隔壁形成領域33aの溝形成面32aが凸となるように段差Hを設けて構成されている。すなわち前記隔壁形成領域33aと前記外周領域33bとの境界に前記段差Hが形成されている。前記段差Hは、ハニカム成形体の外周隔壁を形成するスリット32cを利用して形成されている。すなわち、隔壁形成領域33aの最外周部33cは、前記外周隔壁を形成するスリット32cの内側（金型の中心側）の面に一致する。軸方向断面視における前記隔壁形成領域33aの外周形状は、前記外周形状に内接する最大の円と、前記外周形状に外接する最小の円との直径の差が最小になるように選ぶのが好ましい。
金型30は、図6(a)〜図6(d)に示すように、坏土（例えば、セラミック坏土）を供給する供給穴31が穴形成面31aに開口するように形成され、前記供給穴31が形成された穴形成面31aの反対面である溝形成面32a,32bに、供給穴31に連通する四角形格子状のスリット32が開口するように形成されている。前記溝形成面32aは、ハニカム成形体の四角形格子形状の隔壁を形成する隔壁形成領域33aを構成する面であり、前記溝形成面32bは、前記隔壁形成領域33aの外側に位置する外周領域33bを構成する面である。前記隔壁形成領域33aは、前記スリット32の四角形格子形状を反映した外周形状を有する。前記外周領域33bの溝形成面32bは、前記隔壁形成領域33aの溝形成面32aが凸となるように段差Hを設けて構成されている。すなわち前記隔壁形成領域33aと前記外周領域33bとの境界に前記段差Hが形成されている。前記段差Hは、ハニカム成形体の外周隔壁を形成するスリット32cを利用して形成されている。すなわち、隔壁形成領域33aの最外周部33cは、前記外周隔壁を形成するスリット32cの内側（金型の中心側）の面に一致する。軸方向断面視における前記隔壁形成領域33aの外周形状は、前記外周形状に内接する最大の円と、前記外周形状に外接する最小の円との直径の差が最小になるように選ぶのが好ましい。
前記外周領域33bの溝形成面32bには、前記ハニカム成形体11の外周隔壁12aの外周面14形状を規制するためのガイドリング35が、前記隔壁形成領域33aの最外周部33cを取り囲むように配置されている。ガイドリング35は、溝形成面32bに当接される当接面35bと、溝形成面32bとの間にクリアランスLを形成する非当接面35pとを有しており、前記クリアランスLが、前記溝形成面32aと前記溝形成面32bとの段差Hよりも小(L＜H)となるように構成されている。ガイドリング35の内周面35aは、押出方向から見たときに、前記隔壁形成領域33aの外周形状に沿った形状を有している。なお隔壁形成領域33a及びガイドリング35は、所望するハニカム構造体の直径から外周壁厚さを考慮したハニカム本体の外径となるように選択する。
本発明の金型がこのような構成（段差Hが設けられた位置にスリット32cが位置し、ガイドリング35のクリアランスLを段差Hよりも小さくした構成）を有することで、図7(a)に示すように、溝形成面32bのスリット32から排出された坏土が、隔壁形成領域32aの最外周部33c（段差Hを設けた部分）でその流動方向を押出方向（軸方向）に変化する際に、坏土には押出方向のみの力が作用するため、セラミックハニカム成形体の最外周の流路に変形が生じ難くなる。これに対して、特開2009-61683号に記載された金型のように、ガイドリングがセラミックハニカム成形体の外周隔壁の外周面形状に沿った内周形状を有していない場合（例えば、円形の場合）、例えば図7(b)に示すように、前記段差Hが設けられた位置にスリット32cが位置していない箇所が生じるため、最外周部33cと隣接するスリット32dとの間隔s1が小さくなり、外周壁を形成する坏土がハニカム成形体の中心方向への力を受け、最外周の流路に変形が生じやすくなる。
ガイドリング35の内周面35aと非当接面35p（外周領域33bの溝形成面32b）との角度θは、図8(a)及び図8(b)に示すように、90°よりも小さい角度であるのが好ましく、30°≦θ＜90°であるがより好ましい。θが30°未満の場合、ガイドリング35の強度が弱くなるため、溝形成面32bから排出される坏土の圧力によって前記ガイドリング35が変形する場合があり、外周隔壁及び最外周の流路が変形してしまうので好ましくない。
このような金型で、例えばセラミック坏土を押出成形することで、図1(a)に示すような、軸方向に延びる多数の流路を構成する断面四角形格子状の隔壁と、前記隔壁の四角形格子形状を反映した外周面形状を有し、前記隔壁の厚さよりも厚い外周隔壁とを一体に形成してなるセラミックハニカム成形体を好適に得ることができ、ハンドリングの際に、セラミックハニカム成形体の外周面での隔壁の破損が発生し難くなるとともに、押出成形時に最外周の流路に変形が生じにくい。そのため、外周隔壁の外周面にコート材を塗布して外周壁を形成することで、高いアイソスタティック強度を有するセラミックハニカム構造体を得ることができる。
このようなハニカム成形体を好適に得るためには、前記非当接面35pと前記溝形成面32bとのクリアランスLと、前記溝形成面32aと前記溝形成面32bとの段差Hとの比L/Hが、0.1≦L/H≦0.9を満たすのが好ましい。クリアランスLと段差Hとの比L/Hが0.1未満の場合、溝形成面32bからの坏土の排出が困難となり、外周隔壁が形成され難くなるので好ましくない。一方、比L/Hが0.9を超えると、溝形成面32bから排出された坏土がハニカム成形体に求心方向の力を加えるため、外周隔壁及び最外周の流路が変形し易くなるので好ましくない。好ましくは0.2≦L/H≦0.8でる。
本発明で用いる金型において、ガイドリング35の内周面35aと隔壁形成領域32aの最外周部33cとの最短間隔dは、スリット幅tsよりも大きい必要があり、隣接するスリットとスリットとの間隔s及び前記スリット幅tsの和(s+ts)以下であるのが好ましい。つまり前記最短間隔d、隣接するスリットとスリットとの間隔s及びスリット幅tsが、式：ts＜d≦(s+ts)を満たすのが好ましい。ここで間隔sとスリット幅tsとの和は、スリットのピッチに相当する。前記最短間隔dが(s+ts)よりも大きい場合、前記外周領域33bにおいて外周隔壁を形成するために供給されたセラミック坏土がまとまらず、外周隔壁がうまく形成されない場合がある。d≦(s+ts)であることで、軸方向に延びる多数の流路を構成する断面四角形格子状の隔壁と、前記隔壁の四角形格子形状を反映した外周面形状を有し、前記隔壁の厚さよりも厚い、前記多数の流路の最外周を構成する外周隔壁とを一体に形成してなるハニカム成形体を好適に得ることができる。
また、ガイドリング35の非当接面35pの前記内周面35aからの長さをLpとすると、(Lp+d)は(s+2ts)以上であるのが好ましい。(Lp+d)は(s+2ts)以上である場合、前記外周領域33bの２つ以上のスリット（図6(b)及び図8(b)に示す金型では３つのスリット）から供給されたセラミック坏土が前記最短間隔dから押し出され、外周隔壁を形成する。Lpの長さは、前記外周領域33bの２〜15個のスリットが(Lp+d)の範囲に含まれるように設定するのが好ましく、3〜12個のスリットが含まれるように設定するのがさらに好ましく、4〜10個のスリットが含まれるように設定するのが最も好ましい。
本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
実施例1〜3及び比較例1
カオリン粉末、タルク粉末、シリカ粉末及びアルミナ粉末を調整し、50質量％のSiO2、36質量％のAl2O3及び14質量％のMgOのコーディエライト組成となるように調整し、これにバインダーとしてメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、潤滑剤、造孔材としてバルーン型の発泡樹脂を添加し、乾式で十分混合した後、規定量の水を添加して、十分な混練を行って可塑化したセラミック杯土を作製した。
カオリン粉末、タルク粉末、シリカ粉末及びアルミナ粉末を調整し、50質量％のSiO2、36質量％のAl2O3及び14質量％のMgOのコーディエライト組成となるように調整し、これにバインダーとしてメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、潤滑剤、造孔材としてバルーン型の発泡樹脂を添加し、乾式で十分混合した後、規定量の水を添加して、十分な混練を行って可塑化したセラミック杯土を作製した。
このセラミック坏土を押出成型するための金型として、図6(a)〜図6(c)及び図11に示す特開2008-155594号に記載された金型を準備し、実施例1〜3を図6(a)〜図6(c)に示す金型30で作製し、比較例１を図11に示す特開2008-155594号に記載された金型で作製した。金型の構成を表1に示す。ここでLはガイドリング35の非当接面35pと溝形成面32bとの間のクリアランス、Hは溝形成面32aと溝形成面32bとの段差、dはガイドリング35の内周面35aと隔壁形成領域33aの最外周部33cとの最短間隔、sは隣接するスリット32とスリット32との間隔、及びtsスリット幅であり、nは(Lp+d)の範囲に含まれるスリットの数（図6(a)〜図6(c)を参照）、すなわち最短間隔dから押し出され外周隔壁を形成するセラミック坏土を供給するスリットの数を表す。
前記金型を用いてセラミック坏土を押出成型し、所定長さに切断し、セラミックハニカム成形体を得た。実施例1〜3のセラミックハニカム成形体は、図1(a)に示すような、軸方向に延びる多数の流路を構成する断面四角形格子状の隔壁と、前記隔壁の四角形格子形状を反映した外周面形状を有し、前記セラミックハニカム成形体の最外周を構成する外周隔壁とを一体に形成してなるセラミックハニカム成形体であり、比較例1のセラミックハニカム成形体は、図10(a)及び図10(b)に示すような、ハニカム成形体の最外周を構成する外周隔壁を備えることなく前記隔壁52の端部55を外周側面に露出させたスキンレスハニカム成形体50であった。
これらの成形体を乾燥後、1410℃で焼成して、外径264 mm、全長305 mm、隔壁厚さ0.13 mm、流路ピッチ1.57 mm、隔壁の気孔率が61％のコーディエライト質のセラミックハニカム本体を得た。これらのセラミックハニカム本体の外周隔壁及び隔壁の厚さを表2に示す。ここで、外径は、外周隔壁12aを全て包含する最小の円の直径、すなわちセラミックハニカム本体に外接する円筒の直径である。
注(2)：X2は外周隔壁に内接する最大円の直径である。
これらのセラミックハニカム本体の外周面に、表3に示す骨材及び無機バインダー、並びにメチルセルロース（有機バインダー）及び水を配合してなるコート材を塗布し、140℃で2時間乾燥し、（セラミックハニカム本体の外径＋2 mm）の直径を有する円柱状の外形のセラミックハニカム構造体を得た。
実施例1〜3及び比較例1について、外周面にコート材を塗布する前のセラミックハニカム本体の流路変形度D1/D0、コート材塗布時のハンドリングでの破損、及び外周面にコート材を塗布して得られたセラミックハニカム構造体のアイソスタティック強度の評価を行った。
＜流路変形度＞
流路変形度は、任意の最外周流路に断面円形の鋼線を挿入し、挿入可能な鋼線の最大直径を、その流路の隔壁に内接する最大の円の直径D1とし、変形の無い理想的な流路の直径D0を設計値から求め、比D1/D0で評価した。無作為に選択した20カ所の最外周流路について流路変形度D1/D0を測定し、それらの平均値で評価した。結果を表4に示す。
流路変形度は、任意の最外周流路に断面円形の鋼線を挿入し、挿入可能な鋼線の最大直径を、その流路の隔壁に内接する最大の円の直径D1とし、変形の無い理想的な流路の直径D0を設計値から求め、比D1/D0で評価した。無作為に選択した20カ所の最外周流路について流路変形度D1/D0を測定し、それらの平均値で評価した。結果を表4に示す。
＜ハンドリング時の破損＞
セラミックハニカム成形体の外周面にコート材を塗布する工程において、外周面に生じた破損の有無を目視で評価した。破損が見られなかった場合を無、破損が1か所でも見られた場合を有として評価した。
セラミックハニカム成形体の外周面にコート材を塗布する工程において、外周面に生じた破損の有無を目視で評価した。破損が見られなかった場合を無、破損が1か所でも見られた場合を有として評価した。
＜アイソスタティック強度＞
アイソスタティック強度試験は、社団法人自動車技術会発行の自動車規格(JASO)M505-87に基づいて行った。セラミックハニカム構造体の軸方向両端面に厚さ20 mmのアルミ板を当接して両端を密閉するとともに、外壁部表面に厚さ2 mmのゴムシートを密着させた試料を圧力容器に入れ、圧力容器内に水を注入して、外壁部表面から静水圧を加えてゆき、セラミックハニカム構造体が破壊した時の圧力を測定して、アイソスタティック強度とした。アイソスタティック強度は、
アイソスタティック強度が2 MPa以上有するものを「優(◎)」、
アイソスタティック強度が1.5 MPa以上2 MPa未満有するものを「良(○)」、
アイソスタティック強度が1.0 MPa以上1.5 MPa未満有するものを「可(△)」、及び
アイソスタティック強度が1.0 MPa未満のものを「不可(×)」
として評価した。その結果を表4に示す。
アイソスタティック強度試験は、社団法人自動車技術会発行の自動車規格(JASO)M505-87に基づいて行った。セラミックハニカム構造体の軸方向両端面に厚さ20 mmのアルミ板を当接して両端を密閉するとともに、外壁部表面に厚さ2 mmのゴムシートを密着させた試料を圧力容器に入れ、圧力容器内に水を注入して、外壁部表面から静水圧を加えてゆき、セラミックハニカム構造体が破壊した時の圧力を測定して、アイソスタティック強度とした。アイソスタティック強度は、
アイソスタティック強度が2 MPa以上有するものを「優(◎)」、
アイソスタティック強度が1.5 MPa以上2 MPa未満有するものを「良(○)」、
アイソスタティック強度が1.0 MPa以上1.5 MPa未満有するものを「可(△)」、及び
アイソスタティック強度が1.0 MPa未満のものを「不可(×)」
として評価した。その結果を表4に示す。
表4から、本発明の実施例1〜3のセラミックハニカム構造体は、流路変形度が低く、アイソスタティック強度が良好であることがわかる。一方、比較例1は、外周壁が破損し易く、アイソスタティック強度に問題があることがわかる。
Claims (7)
- 断面四角形格子状の隔壁によって形成された軸方向に延びる多数の流路を有するセラミックハニカム本体と、前記セラミックハニカム本体の外周に設けられた外周壁とを有するセラミックハニカム構造体を製造する方法であって、
セラミック杯土を押出成形することにより、軸方向に延びる多数の流路を構成する断面四角形格子状の隔壁と、前記セラミックハニカム本体の最外周を構成する外周隔壁とを一体に形成してなるセラミックハニカム成形体を得る押出成形工程と、
前記セラミックハニカム成形体を乾燥及び焼成してセラミックハニカム本体を得る乾燥・焼成工程と、
前記セラミックハニカム本体の前記外周隔壁の外周面にコート材を塗布し、熱処理を行って外周壁を形成する外周壁形成工程とを有し、
前記押出成形工程において使用する金型は、
前記セラミック坏土を供給するための供給穴と、前記供給穴が形成された穴形成面の反対面に形成された、前記供給穴に連通し、前記供給穴から供給した前記セラミック坏土をハニカム形状に押出し成形するための四角形格子状のスリットとを有する金型本体と、
前記スリットが形成された溝形成面側に配置された、前記セラミックハニカム成形体の外周隔壁の外周面形状を規制するためのガイドリングとを有し、
前記溝形成面は、前記四角形格子形状の隔壁を形成する隔壁形成領域と、前記隔壁形成領域の外側に前記隔壁形成領域が凸となるように段差Hを設けて構成された外周領域とを有し、
前記段差Hは、前記ハニカム成形体の外周隔壁を形成するスリットの金型中心側の面によって形成されており、
前記隔壁形成領域は、軸方向視で、前記外周隔壁を形成するスリットの金型中心側の辺をつないで形成される外周形状を有し、ただし、前記外周形状は、軸方向視で、前記外周形状に内接する最大の円と、前記外周形状に外接する最小の円との直径の差が最小になるように選択され、
前記ガイドリングは、前記ガイドリングの内周面と前記隔壁形成領域の最外周部との間に所定の間隔を設けて、前記隔壁形成領域を取り囲むように配置され、ただし、前記所定の間隔とは、前記ガイドリングの内周面と前記隔壁形成領域の最外周部との最短間隔dを一辺とする正方形をその一辺が前記隔壁形成領域の最外周面に接した状態で回転させずに滑らかに移動させた軌跡で表されるものであり、
前記ガイドリングは、さらに前記外周領域の溝形成面との間に、前記段差Hよりも小さい、前記外周隔壁を形成するセラミック坏土を供給するためのクリアランスLを有することを特徴とするセラミックハニカム構造体の製造方法。 - 請求項1に記載のセラミックハニカム構造体の製造方法において、前記外周隔壁の最小厚さTと、前記隔壁の厚さtとの比T/tが、1＜T/t≦10を満たすことを特徴とするセラミックハニカム構造体の製造方法。
- 請求項1又は2に記載のセラミックハニカム構造体の製造方法において、前記コート材がセラミックス骨材粒子及び無機バインダーを主成分とすることを特徴とするセラミックハニカム構造体の製造方法。
- 請求項3に記載のセラミックハニカム構造体の製造方法において、前記セラミックス骨材粒子がコーディエライト、シリカ、アルミナ、ムライト、炭化珪素、窒化珪素及びチタン酸アルミニウムからなる群から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とするセラミックハニカム構造体の製造方法。
- 断面四角形格子状の隔壁によって形成された軸方向に延びる多数の流路を有するセラミックハニカム成形体を押出成形する金型であって、坏土を供給するための供給穴と、前記供給穴が形成された穴形成面の反対面に形成された、前記供給穴に連通し、前記坏土をハニカム形状に成形するための四角形格子状のスリットとを有する金型本体と、
前記スリットが形成された溝形成面側に配置された、前記ハニカム成形体の最外周を構成する外周隔壁の外周面形状を規制するためのガイドリングとを有し、
前記溝形成面は、前記四角形格子形状の隔壁を形成する隔壁形成領域と、前記隔壁形成領域の外側に前記隔壁形成領域が凸となるように段差Hを設けて構成された外周領域とを有し、
前記段差Hは、前記ハニカム成形体の外周隔壁を形成するスリットの金型中心側の面によって形成されており、
前記隔壁形成領域は、軸方向視で、前記外周隔壁を形成するスリットの金型中心側の辺をつないで形成される外周形状を有し、ただし、前記外周形状は、軸方向視で、前記外周形状に内接する最大の円と、前記外周形状に外接する最小の円との直径の差が最小になるように選択され、
前記ガイドリングは、前記ガイドリングの内周面と前記隔壁形成領域の最外周部との間に所定の間隔を設けて、前記隔壁形成領域を取り囲むように配置され、ただし、前記所定の間隔とは、前記ガイドリングの内周面と前記隔壁形成領域の最外周部との最短間隔dを一辺とする正方形をその一辺が前記隔壁形成領域の最外周面に接した状態で回転させずに滑らかに移動させた軌跡で表されるものであり、
前記ガイドリングは、さらに前記外周領域の溝形成面との間に、前記段差Hよりも小さい、前記外周隔壁を形成するセラミック坏土を供給するためのクリアランスLを有することを特徴とするハニカム成形用金型。 - 請求項5に記載のハニカム成形用金型において、前記四角形格子状のスリットに直交する方向における、前記ガイドリングの内周面と前記隔壁形成領域の最外周部との最短間隔dが、前記四角形格子の隣接するスリットとスリットとの間隔をs、スリット幅をtsとしたとき、式：ts＜d≦(s+ts)を満たすことを特徴とするハニカム成形用金型。
- 請求項5又は6に記載のハニカム成形用金型において、前記ガイドリングの内周面と、前記溝形成面との角度θが、30°≦θ＜90°を満たすことを特徴とするハニカム成形用金型。
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