JP7215943B2 - Honeycomb structure manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、ハニカム構造体の製造方法に関する。更に詳しくは、複数個のハニカムセグメントを接合する接合層の接合強度の向上を図ることが可能なハニカム構造体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a honeycomb structure. More specifically, it relates to a method for manufacturing a honeycomb structure capable of improving the bonding strength of a bonding layer that bonds a plurality of honeycomb segments.
近年では、社会全体で環境問題に対する意識が高まっており、燃料を燃焼して動力を生成する技術分野では、燃料の燃焼時に発生する排ガスから、窒素酸化物等の有害成分を除去する様々な技術が開発されている。例えば、自動車のエンジンから排出される排ガスから、窒素酸化物等の有害成分を除去する様々な技術が開発されている。こうした排ガス中の有害成分の除去の際には、触媒を用いて有害成分に化学反応を起こさせて比較的無害な別の成分に変化させるのが一般的である。そして、排ガス浄化用の触媒を担持するための触媒担体として、ハニカム構造体が用いられている。 In recent years, society as a whole has become more aware of environmental issues, and in the field of technology that burns fuel to generate power, there are various technologies that remove harmful components such as nitrogen oxides from the exhaust gas generated when fuel is burned. is being developed. For example, various techniques have been developed to remove harmful components such as nitrogen oxides from exhaust gases emitted from automobile engines. When removing such harmful components from the exhaust gas, it is common to use a catalyst to chemically react the harmful components to change them into other relatively harmless components. A honeycomb structure is used as a catalyst carrier for carrying a catalyst for exhaust gas purification.
また、内燃機関の燃焼により排出される排ガスには、窒素酸化物等の有毒ガスとともに、煤等の粒子状物質が含まれている。以下、粒子状物質を、「PM」ということがある。PMは、「Particulate Matter」の略である。例えば、ガソリンエンジンから排出されるPMの除去に関する規制は世界的に厳しくなっており、PMを除去するためのフィルタとして、ハニカム構造体が用いられている。 Exhaust gas emitted by combustion of an internal combustion engine contains particulate matter such as soot together with toxic gases such as nitrogen oxides. Hereinafter, particulate matter may be referred to as "PM". PM is an abbreviation for "Particulate Matter". For example, regulations regarding the removal of PM emitted from gasoline engines are becoming stricter worldwide, and honeycomb structures are used as filters for removing PM.
従来、このようなハニカム構造体として、複数個のハニカムセグメントが接合層によって接合されたハニカム構造体が開示されている(例えば、特許文献1参照)。以下、このようなハニカム構造体を「セグメント構造のハニカム構造体」ということがある。セグメント構造のハニカム構造体は、1つのハニカム構造体が、複数個のハニカムセグメントによって分割された構造を有しているため、ハニカム構造体に生じる熱応力を分散させることができる。また、セグメント構造のハニカム構造体では、複数個のハニカムセグメントを接合する接合層が、熱応力を緩和する緩衝部材の役割を果すこともある。 Conventionally, as such a honeycomb structure, a honeycomb structure in which a plurality of honeycomb segments are joined by a joining layer has been disclosed (see, for example, Patent Document 1). Hereinafter, such a honeycomb structure may be referred to as a "segment structure honeycomb structure". A honeycomb structure having a segment structure has a structure in which one honeycomb structure is divided by a plurality of honeycomb segments, so that thermal stress generated in the honeycomb structure can be dispersed. Moreover, in a honeycomb structure having a segment structure, a bonding layer that bonds a plurality of honeycomb segments may serve as a cushioning member that relaxes thermal stress.
セグメント構造のハニカム構造体は、例えば、以下の方法で製造されている。まず、複数個のハニカムセグメントを作製する。次に、作製したハニカムセグメントの側面に、ペースト状の接合材を塗布する。次に、接合材を塗布したハニカムセグメントを、互いの側面同士が対向するように組み合わせて、ハニカムセグメントの組立体を作製する。次に、ハニカムセグメントの組立体を乾燥させて、複数個のハニカムセグメントの側面同士を接合材によって接合して、ハニカムセグメントの接合体を作製する。次に、必要に応じて、ハニカムセグメントの接合体の外周部分を所望の形状に加工して、ハニカム構造体を製造する。以下、本明細書において、「接合材」とは、乾燥する前のペースト状の流動性を有する物質を意味し、「接合層」とは、接合材が乾燥した後の固体状の物質を示す。接合材が乾燥した後の接合層は、通常、多孔質の構造体である。 A honeycomb structure having a segment structure is manufactured, for example, by the following method. First, a plurality of honeycomb segments are produced. Next, a paste-like bonding material is applied to the sides of the manufactured honeycomb segment. Next, the honeycomb segments to which the bonding material has been applied are combined so that the side faces face each other to produce a honeycomb segment assembly. Next, the honeycomb segment assembly is dried, and the side faces of the plurality of honeycomb segments are joined with a joining material to produce a joined body of honeycomb segments. Next, if necessary, the peripheral portion of the bonded body of honeycomb segments is processed into a desired shape to manufacture a honeycomb structure. Hereinafter, in the present specification, the term “joining material” means a paste-like fluid substance before drying, and the term “joining layer” means a solid substance after the drying of the jointing material. . The bonding layer after drying the bonding material is usually a porous structure.
セグメント構造のハニカム構造体を製造する方法において、ハニカムセグメントの側面同士を接合する接合材としては、例えば、無機繊維、コロイダルシリカ、粘土、SiC粒子等の無機材料に、有機バインダ、発泡樹脂、分散剤等の添加剤を加えて調製したペースト状の接合材が用いられている。ハニカムセグメントの組立体を乾燥する方法としては、例えば、連続乾燥炉を用いて熱風乾燥させる方法が挙げられ、その乾燥時の最高温度は、例えば、120℃である。 In the method for manufacturing a honeycomb structure having a segment structure, examples of the bonding material for bonding the side surfaces of the honeycomb segments include inorganic materials such as inorganic fibers, colloidal silica, clay, and SiC particles, organic binders, foamed resins, and dispersions. Paste-like bonding materials prepared by adding additives such as adhesive agents are used. As a method for drying the assembly of honeycomb segments, for example, there is a method of drying with hot air using a continuous drying furnace, and the maximum temperature during drying is, for example, 120°C.
上述したハニカムセグメントの組立体の乾燥において、組立体の外周部に比して、組立体の内部は、接合材の乾燥に長い時間を要する。従来のセグメント構造のハニカム構造体は、ハニカムセグメント同士を接合する接合強度に関し、組立体の外周部の接合層よりも、組立体の内部の接合層の方が、その接合強度が低いという問題があった。特に、このような傾向は、ハニカムセグメントの組立体が大きくなるほど顕著になる傾向にある。上述したように、組立体の内部は、接合材の乾燥に長い時間を要するため、乾燥後の接合層は、多孔質体の気孔が繋がりあって粗な構造になり易く、結果的に、組立体の内部の接合層の接合強度が低下してしまうものと推察される。なお、乾燥時の最高温度をより高くすることで、乾燥に要する時間を短縮することはできる。しかしながら、接合材の表面から急速な乾燥収縮が起こり、ハニカムセグメントの組立体が割れ易くなり歩留りが悪くなってしまう。このため、ハニカムセグメントの組立体を乾燥する際には、ハニカムセグメントの組立体の内外での乾燥差を小さくするように、ゆっくり加熱する必要がある。 In drying the honeycomb segment assembly described above, it takes a longer time to dry the bonding material inside the assembly than in the outer peripheral portion of the assembly. A conventional honeycomb structure having a segment structure has a problem that the bonding strength of the bonding layer inside the assembly is lower than that of the bonding layer on the outer periphery of the assembly with respect to the bonding strength for bonding the honeycomb segments. there were. In particular, this tendency tends to become more pronounced as the size of the honeycomb segment assembly increases. As described above, since it takes a long time to dry the bonding material inside the assembly, the bonding layer after drying tends to have a rough structure due to the connection of the pores of the porous body. It is presumed that the bonding strength of the bonding layer inside the three-dimensional body is lowered. The time required for drying can be shortened by increasing the maximum temperature during drying. However, rapid drying shrinkage occurs from the surface of the bonding material, and the honeycomb segment assembly tends to crack, resulting in a poor yield. Therefore, when drying the honeycomb segment assembly, it is necessary to heat slowly so as to reduce the drying difference between the inside and outside of the honeycomb segment assembly.
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものである。本発明によれば、セグメント構造のハニカム構造体において、接合層の接合強度の向上を図ることが可能なハニカム構造体の製造方法が提供される。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art. According to the present invention, there is provided a method for manufacturing a honeycomb structure that can improve the bonding strength of a bonding layer in a honeycomb structure having a segment structure.
本発明によれば、以下に示す、ハニカム構造体の製造方法が提供される。 According to the present invention, the following method for manufacturing a honeycomb structure is provided.
[1] 複数のセルを取り囲むように配置された多孔質の隔壁及び前記隔壁を囲繞するように配置されたセグメント外壁を有する角柱状のハニカムセグメントを複数個作製する、ハニカムセグメント作製工程と、
前記ハニカムセグメントの側面に接合用ペーストを塗工し、複数個の前記ハニカムセグメントを、複数個の前記ハニカムセグメントの側面相互間に前記接合用ペーストを介在させた状態で格子状に組み合わせて、前記ハニカムセグメントの組立体を作製する、組立体作製工程と、
前記ハニカムセグメントの前記組立体を乾燥させて、複数個の前記ハニカムセグメントの側面同士を前記接合用ペーストによって接合して、前記ハニカムセグメントの接合体を作製する、接合体作製工程と、を備え、
前記組立体作製工程において、少なくとも1つの前記ハニカムセグメントの側面部分に、繊維状又は網状の伝熱補助部材を配設し、前記伝熱補助部材を配設した前記ハニカムセグメントを含む複数個の前記ハニカムセグメントを組み合わせて、前記ハニカムセグメントの前記組立体を作製する、ハニカム構造体の製造方法。
[1] a honeycomb segment manufacturing step of manufacturing a plurality of prismatic honeycomb segments having porous partition walls arranged to surround a plurality of cells and segment outer walls arranged to surround the partition walls;
A bonding paste is applied to the side surfaces of the honeycomb segments, and a plurality of the honeycomb segments are combined in a lattice with the bonding paste interposed between the side surfaces of the plurality of honeycomb segments. an assembly manufacturing step of manufacturing an assembly of honeycomb segments;
a bonded body manufacturing step of drying the assembly of the honeycomb segments and bonding the side faces of a plurality of the honeycomb segments together with the bonding paste to manufacture a bonded body of the honeycomb segments;
In the assembly manufacturing step, a fibrous or net-like heat transfer auxiliary member is provided on a side portion of at least one of the honeycomb segments, and a plurality of the honeycomb segments including the honeycomb segment provided with the heat transfer auxiliary member are arranged. A method for manufacturing a honeycomb structure, comprising combining honeycomb segments to manufacture the assembly of the honeycomb segments.
[2] 前記伝熱補助部材が、金属又は合金製の繊維によって構成されたものである、前記[1]に記載のハニカム構造体の製造方法。 [2] The method for manufacturing a honeycomb structure according to [1], wherein the auxiliary heat transfer member is made of metal or alloy fibers.
[3] 前記金属又は合金製の繊維の太さが、接合する2つの前記ハニカムセグメントの側面相互間の距離に対して、10~50%である、前記[2]に記載のハニカム構造体の製造方法。 [3] The honeycomb structure according to [2], wherein the thickness of the metal or alloy fiber is 10 to 50% of the distance between the side surfaces of the two honeycomb segments to be joined. Production method.
[4] 少なくとも1つの前記ハニカムセグメントの側面部分に、前記金属又は合金製の繊維を巻き付けることにより、前記伝熱補助部材を配設する、前記[2]又は[3]に記載のハニカム構造体の製造方法。 [4] The honeycomb structure according to [2] or [3], wherein the heat transfer auxiliary member is arranged by winding the metal or alloy fiber around the side portion of at least one of the honeycomb segments. manufacturing method.
[5] 前記伝熱補助部材が、金属又は合金製の網状部材である、前記[1]に記載のハニカム構造体の製造方法。 [5] The method for manufacturing a honeycomb structure according to [1], wherein the auxiliary heat transfer member is a mesh member made of metal or alloy.
[6] 前記ハニカムセグメントの端面の形状が正方形であり、且つ当該ハニカムセグメントを格子状に組み合わせた前記組立体の端面の形状が正方形であり、
前記組立体作製工程において、前記ハニカムセグメントの前記組立体のいずれか一方の端面側の重心を中心とした、当該組立体の当該端面の一辺の長さの50%の長さによって囲われる範囲内に、前記伝熱補助部材が配設された前記ハニカムセグメントを少なくとも配置する、前記[1]~[5]のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
[6] the end faces of the honeycomb segments are square, and the end faces of the assembly obtained by combining the honeycomb segments in a lattice shape are square;
In the assembly manufacturing step, a range surrounded by 50% of the length of one side of the end face of the assembly centered on the center of gravity of one end face side of the assembly of the honeycomb segment (2) The method for manufacturing a honeycomb structure according to any one of [1] to [5], wherein at least the honeycomb segment provided with the heat transfer auxiliary member is disposed.
[7] 前記接合体作製工程において、前記ハニカムセグメントの前記組立体を100℃以上に加熱する、前記[1]~[6]のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。 [7] The method for manufacturing a honeycomb structure according to any one of [1] to [6], wherein in the joined body manufacturing step, the assembly of the honeycomb segments is heated to 100° C. or higher.
[8] 前記接合体作製工程後に行われる工程であって、前記接合体の外周を所望の形状に研削加工する、接合体研削工程を更に備える、前記[1]~[7]のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。 [8] Any one of the above [1] to [7], further comprising a bonded body grinding step, which is a step performed after the bonded body manufacturing step, in which the outer periphery of the bonded body is ground into a desired shape. A method for manufacturing the honeycomb structure described above.
本発明のハニカム構造体の製造方法によれば、複数個のハニカムセグメントを接合する接合層の接合強度の向上を図ることができる。すなわち、組立体作製工程において、少なくとも1つのハニカムセグメントの側面部分に、繊維状又は網状の伝熱補助部材を配設することにより、ハニカムセグメントの組立体の乾燥時に、接合用ペーストの乾燥を促進させることができる。このため、接合用ペーストが乾燥することによって形成される接合層が、緻密な多孔質体となり、接合層の接合強度を向上させることができる。 According to the method for manufacturing a honeycomb structure of the present invention, it is possible to improve the bonding strength of the bonding layer that bonds a plurality of honeycomb segments. That is, in the assembly manufacturing process, by disposing a fibrous or net-like heat transfer auxiliary member on the side portion of at least one honeycomb segment, the drying of the bonding paste is accelerated when the honeycomb segment assembly is dried. can be made Therefore, the bonding layer formed by drying the bonding paste becomes a dense porous body, and the bonding strength of the bonding layer can be improved.
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。したがって、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、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。 Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following embodiments. Therefore, it is understood that the following modifications, improvements, etc., to the following embodiments are also included in the scope of the present invention without departing from the spirit of the present invention, based on the ordinary knowledge of those skilled in the art. should.
(1)ハニカム構造体の製造方法:
本発明のハニカム構造体の製造方法の一の実施形態は、図1~図4に示すようなハニカム構造体100を製造するための製造方法である。ここで、図1は、本発明のハニカム構造体の製造方法の一の実施形態によって製造されたハニカム構造を模式的に示す斜視図である。図2は、図1に示すハニカム構造体の第一端面側を示す平面図である。図3は、図2のA-A’断面を模式的に示す断面図である。図4は、図2のB-B’断面を模式的に示す断面図である。
(1) Manufacturing method of honeycomb structure:
One embodiment of the method for manufacturing a honeycomb structure of the present invention is a method for manufacturing a
図1~図4に示すハニカム構造体100は、複数個のハニカムセグメント4と、複数個のハニカムセグメント4の側面同士を接合する接合層14と、を備えたハニカム構造体100である。ハニカム構造体100において、複数個のハニカムセグメント4の互いの側面同士が、接合層14によって接合されることにより、1つのハニカム形状の構造体を構成している。
The
ハニカムセグメント4は、複数のセル2を取り囲むように配置された多孔質の隔壁1、及びこの隔壁1を囲繞するように配置されたセグメント外壁3(図5参照)を有する角柱状のものである。以下、角柱状のハニカムセグメント4の一方の端面を「第一端面11」とし、角柱状のハニカムセグメント4のもう一方の端面を「第二端面12」とする。ハニカムセグメント4のセグメント外壁3は、角柱状のハニカムセグメント4の側面を構成している。図1~図4に示すハニカム構造体100は、接合層によって接合された複数個のハニカムセグメント4を取り囲むように配設された外周壁13を更に有している。
The
本実施形態のハニカム構造体の製造方法は、「ハニカムセグメント作製工程」と、「組立体作製工程」と、「接合体作製工程」と、を備えている。 The method for manufacturing a honeycomb structure of the present embodiment includes a "honeycomb segment manufacturing process", an "assembly manufacturing process", and a "bonded body manufacturing process".
ハニカムセグメント作製工程は、図5に示すような、複数のセル2を取り囲むように配置された多孔質の隔壁1、及び隔壁1を囲繞するように配置されたセグメント外壁3を有する角柱状のハニカムセグメント4を複数個作製する工程である。図5は、本発明のハニカム構造体の製造方法の一の実施形態におけるハニカムセグメント作製工程によって作製されたハニカムセグメントを模式的に示す斜視図である。
In the honeycomb segment manufacturing process, as shown in FIG. This is the step of producing a plurality of
組立体作製工程は、図6~図9に示すように、複数個のハニカムセグメント4を格子状に組み合わせて、ハニカムセグメント4の組立体10を作製する工程である。より具体的には、組立体作製工程では、まず、ハニカムセグメント4の側面(別言すれば、「セグメント外壁3」)に接合用ペースト14aを塗工する。次に、複数個のハニカムセグメント4を、互いの側面相互間に接合用ペースト14aを介在させた状態で格子状に組み合わせて、ハニカムセグメント4の組立体10を作製する。図6~図9は、本発明のハニカム構造体の製造方法の一の実施形態における組立体作製工程の一部を説明する模式図である。
As shown in FIGS. 6 to 9, the assembly production step is a step of producing an
接合体作製工程は、ハニカムセグメント4の組立体10を乾燥させて、複数個のハニカムセグメント4の側面同士を接合用ペースト14aによって接合して、ハニカムセグメント4の接合体を作製する工程である。接合体作製工程は、主に、ハニカムセグメント4の側面同士を接合する接合用ペースト14aを乾燥・固化させるための工程であり、乾燥・固化した接合用ペースト14aは、図1~図4に示すハニカム構造体100における接合層14となり、この乾燥・固化により、接合層14に所望の接合力が発現する。
The bonded body manufacturing step is a step of drying the
本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、「組立体作製工程」において、以下のような操作を更に含むことを、主要な構成としている。即ち、図6に示すように、組立体作製工程において、少なくとも1つのハニカムセグメント4の側面部分(別言すれば、セグメント外壁3の表面)に、繊維状又は網状の伝熱補助部材15を配設する操作を更に含む。伝熱補助部材15を配設する操作は、ハニカムセグメント4の側面に接合用ペースト14aを塗工する前に行うことが好ましい。接合用ペースト14aを塗工する前に伝熱補助部材15を配設したとしても、伝熱補助部材15の繊維目又は網目を介して、接合用ペースト14aがハニカムセグメント4の側面まで到達し、その後の組立体作製工程を妨げることがない。
In the manufacturing method of the honeycomb structure of the present embodiment, the main configuration is that the “assembly manufacturing step” further includes the following operations. That is, as shown in FIG. 6, in the assembly manufacturing process, a fibrous or net-like heat transfer
そして、少なくとも1つのハニカムセグメント4の側面部分に伝熱補助部材15を配設した後、図7に示すように、複数個のハニカムセグメント4(伝熱補助部材15を配設したハニカムセグメント4を含む)の側面に接合用ペースト14aを塗工する。その後、複数個のハニカムセグメント4を、互いの側面相互間に接合用ペースト14aを介在させた状態で格子状に組み合わせて、ハニカムセグメント4の組立体10を作製する。
After the auxiliary
本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、「組立体作製工程」において、上記のような伝熱補助部材15をハニカムセグメント4の側面部分に配設した後、接合体作製工程にて、接合用ペースト14aを乾燥させる。このように構成されたハニカム構造体の製造方法によれば、ハニカムセグメント4の組立体10の乾燥時に、接合用ペースト14aの乾燥を促進させることができる。このため、接合用ペースト14aが乾燥することによって形成される接合層14(図1参照)が、緻密な多孔質体となり、接合層14(図1参照)の接合強度を向上させることができる。
In the manufacturing method of the honeycomb structure of the present embodiment, after disposing the auxiliary
以下、本実施形態のハニカム構造体の製造方法について、各工程ごとに更に詳細に説明する。 Each step of the manufacturing method of the honeycomb structure of the present embodiment will be described in more detail below.
(1-1)ハニカムセグメント作製工程:
ハニカムセグメント作製工程は、図5に示すようなハニカムセグメント4を、複数個作製する工程である。ハニカムセグメント作製工程は、従来公知のセグメント構造のハニカム構造体を製造する方法における、ハニカムセグメントの作製方法に準じて行うことができる。例えば、以下のような方法を挙げることができる。
(1-1) Honeycomb segment manufacturing process:
The honeycomb segment manufacturing step is a step of manufacturing a plurality of
まず、ハニカムセグメントを作製するための可塑性の坏土を調製する。ハニカムセグメントを作製するための坏土は、原料粉末に、適宜、バインダ等の添加剤、造孔材、及び水を添加することによって調製することができる。原料粉末としては、例えば、炭化珪素、コージェライト、珪素-炭化珪素複合材料、コージェライト-炭化珪素複合材料、窒化珪素、ムライト、アルミナ及びチタン酸アルミニウムから構成される群から選択される少なくとも1種を含むセラミック粉末等を挙げることができる。 First, a plastic clay for producing honeycomb segments is prepared. Clay for making honeycomb segments can be prepared by adding additives such as a binder, a pore-forming material, and water to raw material powders. The raw material powder is, for example, at least one selected from the group consisting of silicon carbide, cordierite, silicon-silicon carbide composite material, cordierite-silicon carbide composite material, silicon nitride, mullite, alumina and aluminum titanate. and ceramic powder containing.
次に、このようにして得られた坏土を押出成形することにより、複数のセルを区画形成する隔壁、及びこの隔壁を囲繞するように配設されたセグメント外壁を有する、ハニカムセグメント成形体を作製する。 Next, by extruding the clay thus obtained, a formed honeycomb segment body having partition walls defining a plurality of cells and outer segment walls surrounding the partition walls is formed. make.
次に、ハニカムセグメント成形体を焼成することにより、ハニカムセグメントを製造する。焼成温度及び焼成雰囲気は原料により異なり、当業者であれば、選択された材料に最適な焼成温度及び焼成雰囲気を選択することができる。ハニカムセグメント作製工程において作製するハニカムセグメント4の個数についての制限はなく、セグメント構造のハニカム構造体100(図1参照)を製造するために必要な個数を適宜作製すればよい。なお、ハニカムセグメント作製工程において、必要に応じて、ハニカムセグメント4のセル2の第一端面11側又は第二端面12側の端部に、セルの開口部が交互に目封止されるように目封止部(図示せず)を配設してもよい。
Next, a honeycomb segment is manufactured by firing the formed honeycomb segment body. The firing temperature and firing atmosphere vary depending on the raw material, and those skilled in the art can select the optimal firing temperature and firing atmosphere for the selected material. There is no limit to the number of
(1-2)組立体作製工程:
組立体作製工程は、図7~図8に示すように、ハニカムセグメント作製工程によって作製された複数個のハニカムセグメント4を格子状に組み合わせて、ハニカムセグメント4の組立体10を作製する工程である。組立体作製工程においては、図6に示すように、まず、少なくとも1つのハニカムセグメント4の側面部分に、繊維状又は網状の伝熱補助部材15を配設する。伝熱補助部材15を配設するハニカムセグメント4は、少なくとも1つであればよい。特に、伝熱補助部材15を配設するハニカムセグメント4は、ハニカムセグメント4の組立体10の作製時に、この組立体10の内側寄りに配置されるものであることが好ましい。
(1-2) Assembly manufacturing process:
As shown in FIGS. 7 and 8, the assembly production process is a process of producing an
伝熱補助部材15としては、例えば、金属又は合金製の繊維によって構成された繊維状の伝熱補助部材15を挙げることができる。金属又は合金製の繊維の太さは、接合する2つのハニカムセグメント4の側面相互間の距離に対して、10~50%であることが好ましく、20~40%であることが更に好ましい。このような繊維によって構成された伝熱補助部材15は、接合用ペースト14aの乾燥を良好に促進することができる。金属繊維の密度については特に制限はなく、接合用ペースト14aの乾燥により形成される接合層14(図1参照)の接合強度に影響が少なく、且つ、良好な熱伝導を確保することができるような密度であればよい。なお、接合する2つのハニカムセグメント4の側面相互間の距離については、接合用ペースト14aの乾燥収縮を考慮し、ハニカム構造体100(例えば、図1参照)が完成した状態における相互間距離とする。
The auxiliary
金属又は合金製の繊維によって構成された伝熱補助部材15については、少なくとも1つのハニカムセグメント4の側面部分に、金属又は合金製の繊維を巻き付けることによって配設することができる。このため、伝熱補助部材15を、ハニカムセグメント4の側面部分にしっかりと配設することができる。
The auxiliary
また、伝熱補助部材15としては、例えば、金属又は合金製の網状部材によって構成された網状の伝熱補助部材15を挙げることができる。なお、網状部材は、金属線等を編んだものだけでなく、例えば、金属製の板状部材にパンチングプレスを施したパンチングプレートであってもよい。網状部材の厚さについては特に制限はないが、例えば、接合する2つのハニカムセグメント4の側面相互間の距離に対して、5~40%であることが好ましく、5~20%であることが更に好ましい。網状部材を配設する際には、ハニカムセグメント4の側面と同程度の大きさの網状部材を用意し、ハニカムセグメント4の各側面部分に対して、個々に網状部材を配設することができる。また、例えば、網状部材に対してL字加工を施し、L字加工した網状部材を、ハニカムセグメント4の側面部分に沿って配設してもよい。なお、接合する2つのハニカムセグメント4の側面相互間の距離については、接合用ペースト14aの乾燥収縮を考慮し、ハニカム構造体100(例えば、図1参照)が完成した状態における相互間距離とする。
Further, as the heat transfer
伝熱補助部材としては、融点が700℃以上で、熱伝導率が15W/mK以上のものであることが好ましい。伝熱補助部材を構成する材質として、例えば、銅、SUS304等のステンレスを挙げることができる。なお、銅の融点は1085℃であり、熱伝導率は385W/mKである。SUS304の融点は1400℃であり、熱伝導率は16W/mKである。銅は、伝熱性、耐食性に優れ、更に、安価で入手することができる。例えば、銅製の網目構造を有する伝熱補助部材15として、細線からなる汎用品などを入手することができる。SUS304は、耐食性に特に優れ、細線からなる汎用品などを入手することができる。
The heat transfer auxiliary member preferably has a melting point of 700° C. or higher and a thermal conductivity of 15 W/mK or higher. Examples of materials that constitute the heat transfer auxiliary member include copper and stainless steel such as SUS304. Copper has a melting point of 1085° C. and a thermal conductivity of 385 W/mK. SUS304 has a melting point of 1400° C. and a thermal conductivity of 16 W/mK. Copper has excellent heat conductivity and corrosion resistance, and is available at low cost. For example, as the heat transfer
また、組立体作製工程においては、別途、接合用ペースト14aを調製する。接合用ペースト14aの調製方法については特に制限はなく、従来公知のセグメント構造のハニカム構造体を製造する方法における、接合用ペーストの調製方法に準じて行うことができる。例えば、接合用ペーストは、接合用ペースト作製用の原料粉末に、適宜、バインダ等の添加剤、造孔材、及び水を添加することによって調製することができる。
Also, in the assembly manufacturing process, the
次に、調製した接合用ペースト14aを、ハニカムセグメント4の側面であるセグメント外壁3の表面に塗工する。接合用ペースト14aの塗工方法等についても、従来公知のセグメント構造のハニカム構造体を製造する方法にて行われる各方法と同様の方法を採用することができる。ハニカムセグメント4を塗工するハニカムセグメント4には、上述したような、その側面部分に伝熱補助部材15が配設されたハニカムセグメント4が含まれている。
Next, the
次に、複数個のハニカムセグメント4を、互いの側面相互間に接合用ペースト14aを介在させた状態で格子状に組み合わせて、ハニカムセグメント4の組立体10を作製する。ハニカムセグメント4の側面相互間の距離(別言すれば、伝熱補助部材15を含む接合用ペースト14aの厚み)については特に制限はないが、伝熱補助部材15の厚さを考慮して、適宜決定することができる。例えば、接合する2つのハニカムセグメント4の側面相互間の距離は、0.5~3.0mmであることが好ましく、0.5~2.0mmであることが更に好ましい。
Next, a plurality of
ハニカムセグメント4の組立体10を作製する際には、伝熱補助部材15が配設されたハニカムセグメント4が、なるべく組立体10の内側に配置することが好ましい。例えば、伝熱補助部材15が配設されたハニカムセグメント4は、ハニカムセグメント4の組立体10の第一端面11側の重心を中心とした、この組立体10の一辺の長さの50%の長さによって囲われる範囲内に少なくとも配置されることが好ましい。このように構成することによって、組立体10の内部の接合用ペースト14aの乾燥を促進することができる。
When fabricating the
(1-3)接合体作製工程:
接合体作製工程は、ハニカムセグメント4の組立体10を乾燥させて、複数個のハニカムセグメント4の側面同士を接合用ペースト14aによって接合して、ハニカムセグメント4の接合体を作製する工程である。本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、接合用ペースト14aの交点部に筒状の伝熱補助部材15を配設しているため、組立体10の軸方向内部まで乾燥時の熱が伝達し易く、接合用ペースト14aの乾燥を促進させることができる。このため、接合用ペースト14aが乾燥することによって形成される接合層14(図1参照)が、緻密な多孔質体となり、接合層14(図1参照)の接合強度を向上させることができる。
(1-3) Joined body production process:
The bonded body manufacturing step is a step of drying the
乾燥の方法は特に制限はなく、例えば、マイクロ波加熱乾燥、高周波誘電加熱乾燥等の電磁波加熱方式と、熱風乾燥、過熱水蒸気乾燥等の外部加熱方式とを挙げることができる。これらの中でも、成形体全体を迅速かつ均一に、クラックが生じないように乾燥することができる点で、電磁波加熱方式で一定量の水分を乾燥させた後、残りの水分を外部加熱方式により乾燥させることが好ましい。乾燥の条件として、電磁波加熱方式にて、乾燥前の水分量に対して、30~95質量%の水分を除いた後、外部加熱方式にて、3質量%以下の水分にすることが好ましい。電磁波加熱方式としては、誘電加熱乾燥が好ましく、外部加熱方式としては、熱風乾燥が好ましい。乾燥温度は、90~180℃が好ましい。乾燥時間は1~10時間が好ましい。なお、水分が蒸発するように、ハニカムセグメントの前記組立体を100℃以上に加熱することも好ましい形態の1つである。 The drying method is not particularly limited, and examples thereof include electromagnetic heating methods such as microwave heating drying and high frequency dielectric heating drying, and external heating methods such as hot air drying and superheated steam drying. Among these, the entire molded body can be dried quickly and uniformly without cracks. It is preferable to let As for the drying conditions, it is preferable to remove 30 to 95% by mass of moisture with respect to the moisture content before drying by an electromagnetic wave heating method, and then reduce the moisture content to 3% by mass or less by an external heating method. As the electromagnetic wave heating method, dielectric heating drying is preferable, and as the external heating method, hot air drying is preferable. The drying temperature is preferably 90 to 180°C. The drying time is preferably 1 to 10 hours. In addition, it is also one of preferable modes to heat the assembly of the honeycomb segments to 100° C. or higher so that the moisture evaporates.
接合体作製工程によって、ハニカムセグメント4の接合体を作製した後、得られた接合体の外周部分を所望の形状となるように研削加工してもよい。また、接合体の外周部分を研削加工した後、その外周面に外周コート層を配設して、ハニカム構造体100(図1参照)の外周壁13(図1参照)を作製してもよい。このような接合体作製工程以降の各製造工程については、例えば、従来公知のセグメント構造のハニカム構造体を製造する方法に準じて行うことができる。例えば、接合体作製工程後に行われる工程であって、ハニカムセグメントの接合体の外周を所望の形状に研削加工する、接合体研削工程を更に備えていてもよい。このような接合体研削工程を更に備えることにより、所望形状のハニカム構造体を簡便に製造することができる。
After the joined body of the
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
(実施例1)
まず、ハニカムセグメントを作製するための坏土を調製するための原料粉末として、炭化珪素(SiC)粉末と金属珪素(Si)粉末とを混合した混合原料を準備した。そして、準備した混合原料に、バインダ、造孔材、及び水を適量加えて、可塑性の坏土を調製した。
(Example 1)
First, as raw material powder for preparing clay for manufacturing honeycomb segments, a mixed raw material was prepared by mixing silicon carbide (SiC) powder and metal silicon (Si) powder. Appropriate amounts of a binder, a pore-forming material, and water were added to the prepared mixed raw material to prepare a plastic clay.
次に、得られた坏土を、押出成形機を用いて成形し、四角柱状のハニカム成形体を49個作製した。次に、得られたハニカム成形体を高周波誘電加熱乾燥した後、熱風乾燥機を用いて更に乾燥した。次に、乾燥後のハニカムセグメント成形体のセルの端部に、セルの開口部が第一端面側と第二端面側とで交互に目封止されるように目封止部を配設した。 Next, the obtained clay was molded using an extruder to produce 49 rectangular prism-shaped honeycomb molded bodies. Next, the obtained honeycomb formed body was dried by high-frequency dielectric heating, and then further dried by using a hot air dryer. Next, plugging portions were provided at the end portions of the cells of the dried honeycomb segment formed body so that the opening portions of the cells were alternately plugged on the first end face side and the second end face side. .
次に、ハニカムセグメント成形体を、脱脂し、焼成して、49個のハニカムセグメントを作製した。各ハニカムセグメントの端面の大きさは、1辺が40mmの正方形であり、各ハニカムセグメントの第一端面から第二端面までの軸方向の長さは、300mmであった。 Next, the honeycomb segment molded body was degreased and fired to produce 49 honeycomb segments. The size of the end face of each honeycomb segment was a square with one side of 40 mm, and the axial length from the first end face to the second end face of each honeycomb segment was 300 mm.
次に、1つのハニカムセグメントの側面部分に、銅繊維によって構成された繊維状の伝熱補助部材を巻き付けた。伝熱補助部材を構成する銅繊維の太さは、0.3mmであった。表1の「伝熱補助部材」の「配置方法」、「材質」、「繊維直径又は板厚(mm)」及び「配置(参照図)」の欄に、実施例1にて使用した伝熱補助部材に関する情報を示す。表1の「伝熱補助部材」の「配置方法」の欄は、実施例1のように、繊維状の伝熱補助部材を、ハニカムセグメントの側面部分に巻き付けて配設した場合には、「繊維状部材の巻き付け」と記す。また、後述するように、L字加工した網状部材からなる伝熱補助部材を、ハニカムセグメントの側面部分に配置した場合には、「L字網状部材の配置」と記す。表1の「繊維直径又は板厚」の「(mm)」の欄は、伝熱補助部材が繊維状のものである場合は、その直径(mm)を示し、後述する網状部材やパンチングプレート(Punching plate)の場合は、その厚さ(mm)を示す。表1の「繊維直径又は板厚」の「接合幅に対する比率(%)」の欄は、接合する2つのハニカムセグメントの側面相互間の距離(mm)に対する、上記厚さ(mm)の比率(百分率)を示す。また、表1の「伝熱補助部材」の「配置(参照図)」の欄は、伝熱補助部材の配設箇所に関する参照図を示す。 Next, a fibrous heat transfer auxiliary member made of copper fibers was wound around the side surface of one honeycomb segment. The thickness of the copper fiber forming the heat transfer auxiliary member was 0.3 mm. The heat transfer used in Example 1 is shown in the columns of "arrangement method", "material", "fiber diameter or plate thickness (mm)" and "arrangement (reference diagram)" of "heat transfer auxiliary member" in Table 1. Shows information about auxiliary members. In the column of "arrangement method" of "heat transfer auxiliary member" in Table 1, when the fibrous heat transfer auxiliary member is wound around the side portion of the honeycomb segment as in Example 1, " winding of the fibrous member”. As will be described later, when the heat transfer auxiliary member made of the L-shaped net member is arranged on the side surface of the honeycomb segment, it is described as "arrangement of L-shaped net member". The "(mm)" column of "fiber diameter or plate thickness" in Table 1 indicates the diameter (mm) when the heat transfer auxiliary member is fibrous, and the mesh member or punching plate ( In the case of punching plate), the thickness (mm) is indicated. The column of "ratio (%) to bonding width" of "fiber diameter or plate thickness" in Table 1 shows the ratio of the thickness (mm) to the distance (mm) between the side surfaces of two honeycomb segments to be bonded ( percentage). In addition, the column of "arrangement (reference diagram)" of "heat transfer auxiliary member" in Table 1 shows reference diagrams related to the arrangement location of the heat transfer auxiliary member.
次に、ハニカムセグメントの側面に、SiC系モルタル接着材である接合用ペーストを塗工し、49個のハニカムセグメントを、縦方向及び横方向にそれぞれ7個ずつ配置されるように接合用ペーストを介して格子状に組み合わせて、ハニカムセグメントの組立体を作製した。ハニカムセグメントの組立体を作製する際のハニカムセグメントの配置及び個数を、表1の「ハニカムセグメント」における「配置」及び「総数(個)」の欄に示す。なお、「配置」の欄には、例えば、上述したように、縦方向及び横方向にそれぞれ7個ずつハニカムセグメントが配置される場合には、「7×7」と示す。なお、実施例1においては、伝熱補助部材を配設したハニカムセグメントを、組立体の縦方向及び横方向の各中央に位置するように配置した。なお、接合する2つのハニカムセグメントの側面相互間の距離は、1mmとした。 Next, a bonding paste, which is an SiC-based mortar adhesive, is applied to the side surfaces of the honeycomb segments, and the bonding paste is applied so that 49 honeycomb segments are arranged in each of the vertical and horizontal directions. An assembly of honeycomb segments was produced by combining them in a grid-like manner. The arrangement and the number of honeycomb segments in manufacturing a honeycomb segment assembly are shown in the columns of "arrangement" and "total number (pieces)" in "honeycomb segment" in Table 1. For example, when seven honeycomb segments are arranged in each of the vertical and horizontal directions as described above, "7×7" is indicated in the "arrangement" column. In Example 1, the honeycomb segments provided with the auxiliary heat transfer members were arranged so as to be positioned at the centers of the assembly in the vertical and horizontal directions. The distance between the side surfaces of the two honeycomb segments to be joined was 1 mm.
次に、伝熱補助部材を接合用ペーストの交点部に配置した組立体を、100℃の大気雰囲気で、1時間乾燥して、ハニカムセグメントの接合体を作製した。 Next, the assembly in which the auxiliary heat transfer members were arranged at the intersections of the bonding paste was dried in an air atmosphere at 100° C. for 1 hour to produce a bonded body of honeycomb segments.
次に、作製したハニカムセグメントの接合体の外周を円柱形状に研削加工し、その外周面に外周コート層を配設して、ハニカム構造体を製造した。実施例1にて製造したハニカム構造体は、図10に示すハニカム構造体200のように、49個のハニカムセグメント4が、接合層14によって接合されたハニカム構造体200であった。そして、ハニカム構造体200の第一端面11のちょうど中央に位置するハニカムセグメント4は、その側面部分に繊維状の伝熱補助部材15が巻き付けられたものであった。ここで、図10~図13は、組立体作製工程における伝熱補助部材の配設箇所の一例を説明する平面図である。図10~図13に示すハニカム構造体200,300,400,500において、図1~図4に示すハニカム構造体100と同様の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
Next, the outer periphery of the manufactured joined body of honeycomb segments was ground into a cylindrical shape, and an outer peripheral coat layer was provided on the outer peripheral surface to manufacture a honeycomb structure. The honeycomb structure manufactured in Example 1 was a
実施例1にて製造したハニカム構造体について、以下の方法で、「接合層の接合強度評価」を行った。結果を表1に示す。 For the honeycomb structure manufactured in Example 1, "evaluation of bonding strength of bonding layer" was performed by the following method. Table 1 shows the results.
[接合層の接合強度評価]
まず、各実施例及び比較例にて製造したハニカム構造体の接合層の接合強度を、以下の方法で測定した。まず、各実施例及び比較例のハニカム構造体について、接合強度の評価対象とする接合層を決め、評価対象とした接合層を含む2つのハニカムセグメントを機械加工によって切り出して、接合強度評価用の試験片を作製した。なお、評価対象とした接合層を含む2つのハニカムセグメントは、評価対象とした接合層によって接合された2つのハニカムセグメントである。次に、作製した試験片を、試験台上に載置して固定した。試験片の固定の際には、試験台上に載置される部位を、試験片に含まれる一方のハニカムセグメントの底面のみとし、試験台上において試験片が転倒しないようにしっかりと固定した。次に、試験片の、試験台上に載置されていない方のハニカムセグメントの天面に対して、圧縮試験機により荷重を印加し、接合層が破壊する際の荷重を測定した。接合層が破壊する際の荷重を、接合層の接合強度とした。接合層の接合強度評価においては、後述する比較例1,2にて製造したハニカム構造体の接合層の接合強度を基準値として、評価対象のハニカム構造体の接合層の接合強度の比率を求めた。なお、実施例1~4,9~12,17~20については、比較例1を基準とした。また、実施例5~8,13~16,21~24については、比較例2を基準とした。
[Evaluation of Bonding Strength of Bonding Layer]
First, the bonding strength of the bonding layer of the honeycomb structure manufactured in each example and comparative example was measured by the following method. First, for the honeycomb structures of each example and comparative example, a bonding layer to be evaluated for bonding strength was determined, and two honeycomb segments including the bonding layer to be evaluated were cut out by machining and used for bonding strength evaluation. A test piece was produced. The two honeycomb segments including the bonding layer to be evaluated are two honeycomb segments bonded by the bonding layer to be evaluated. Next, the prepared test piece was placed and fixed on a test table. When fixing the test piece, only the bottom surface of one honeycomb segment included in the test piece was placed on the test table, and the test piece was firmly fixed on the test table so that it would not fall over. Next, a compression tester was used to apply a load to the top surface of the honeycomb segment of the test piece which was not placed on the test stand, and the load at which the bonding layer was destroyed was measured. The load at which the bonding layer broke was taken as the bonding strength of the bonding layer. In the evaluation of the bonding strength of the bonding layer, the bonding strength of the bonding layer of the honeycomb structure manufactured in Comparative Examples 1 and 2 described later was used as a reference value, and the ratio of the bonding strength of the bonding layer of the honeycomb structure to be evaluated was obtained. rice field. Comparative Example 1 was used as a reference for Examples 1 to 4, 9 to 12, and 17 to 20. Comparative Example 2 was used as a reference for Examples 5 to 8, 13 to 16, and 21 to 24.
(実施例2~6)
実施例2~6においては、伝熱補助部材の「材質」、「繊維直径(mm)」、及び「配置(参照図)」を、表1に示すように変更して、ハニカム構造体を作製した。なお、表1の「伝熱補助部材」の「材質」、「繊維直径又は板厚(mm)」、及び「配置(参照図)」の欄に示すこと以外に関する製造工程については、実施例1と同様の製造工程によりハニカム構造体を作製した。なお、実施例5,6においては、伝熱補助部材として、ステンレスのSUS304製のものを用いた。
(Examples 2-6)
In Examples 2 to 6, the "material", "fiber diameter (mm)", and "arrangement (reference diagram)" of the heat transfer auxiliary member were changed as shown in Table 1 to fabricate a honeycomb structure. bottom. Regarding the manufacturing process other than those shown in the columns of "Material", "Fiber diameter or plate thickness (mm)", and "Arrangement (reference diagram)" of "Heat transfer auxiliary member" in Table 1, see Example 1 A honeycomb structure was manufactured by the same manufacturing process as in the above. In Examples 5 and 6, a stainless steel SUS304 member was used as the heat transfer auxiliary member.
(比較例1)
比較例1においては、ハニカムセグメントの側面部分に伝熱補助部材を配設しなかったこと以外は、実施例1と同様の製造工程によりハニカム構造体を作製した。
(Comparative example 1)
In Comparative Example 1, a honeycomb structure was produced by the same manufacturing process as in Example 1, except that the auxiliary heat transfer member was not arranged on the side surface portion of the honeycomb segment.
(実施例7~10)
実施例7~10においては、ハニカムセグメントの大きさ、及び使用個数を変更してハニカム構造体を作製した。実施例7~10にて作製したハニカムセグメントの端面の大きさは、1辺が40mmの正方形であり、各ハニカムセグメントの第一端面から第二端面までの軸方向の長さは、230mmであった。このようなハニカムセグメントを36個作製し、縦方向及び横方向にそれぞれ6個ずつ配置されるように接合用ペーストを介して格子状に組み合わせて、ハニカムセグメントの組立体を作製した。また、実施例7~10における、伝熱補助部材の配置方法やその材質は、表1に示す通りである。
(Examples 7-10)
In Examples 7 to 10, honeycomb structures were produced by changing the size and the number of honeycomb segments used. The size of the end faces of the honeycomb segments produced in Examples 7 to 10 was a square with one side of 40 mm, and the axial length from the first end face to the second end face of each honeycomb segment was 230 mm. rice field. Thirty-six of such honeycomb segments were produced, and were combined in a grid pattern with bonding paste interposed so that six each were arranged in the vertical and horizontal directions to produce a honeycomb segment assembly. In Examples 7 to 10, the method of arranging the auxiliary heat transfer member and the material thereof are as shown in Table 1.
(比較例2)
比較例2においては、ハニカムセグメントの側面部分に伝熱補助部材を配設しなかったこと以外は、実施例7と同様の製造工程によりハニカム構造体を作製した。
(Comparative example 2)
In Comparative Example 2, a honeycomb structure was produced by the same manufacturing process as in Example 7, except that the auxiliary heat transfer member was not arranged on the side surface portion of the honeycomb segment.
(実施例11~14)
実施例11~14においては、伝熱補助部材として、Cuの純度が99.90質量%以上のタフピッチ銅(JIS H 3100の「C1100」)の網状部材を用意した。そして、この網状部材に対してL字加工を施し、L字加工した網状部材からなる伝熱補助部材を使用した。なお、表2の「伝熱補助部材」の「配置方法」、「材質」、「繊維直径又は板厚(mm)」、及び「配置(参照図)」の欄に示すこと以外に関する製造工程については、実施例1と同様の製造工程によりハニカム構造体を作製した。
(Examples 11 to 14)
In Examples 11 to 14, a mesh member made of tough pitch copper (“C1100” in JIS H 3100) having a Cu purity of 99.90% by mass or more was prepared as a heat transfer auxiliary member. Then, this mesh member was L-shaped, and a heat transfer auxiliary member made of the L-shaped mesh member was used. In addition, regarding the manufacturing process other than those shown in the columns of "arrangement method", "material", "fiber diameter or plate thickness (mm)", and "arrangement (reference diagram)" of "heat transfer auxiliary member" in Table 2 manufactured a honeycomb structure by the same manufacturing process as in Example 1.
(実施例15~18)
実施例15~18においても、実施例11~14で使用したものと同様に構成された伝熱補助部材を使用した。なお、表2の「伝熱補助部材」の「配置方法」、「材質」、「繊維直径又は板厚(mm)」、及び「配置(参照図)」の欄に示すこと以外に関する製造工程については、実施例7と同様の製造工程によりハニカム構造体を作製した。
(Examples 15-18)
Also in Examples 15-18, a heat transfer auxiliary member having the same structure as that used in Examples 11-14 was used. In addition, regarding the manufacturing process other than those shown in the columns of "arrangement method", "material", "fiber diameter or plate thickness (mm)", and "arrangement (reference diagram)" of "heat transfer auxiliary member" in Table 2 manufactured a honeycomb structure by the same manufacturing process as in Example 7.
(実施例19~27)
実施例19~27においては、伝熱補助部材として、表2に示すような材質のパンチングプレートを用意した。そして、このパンチングプレートを、表2の「配置(参照図)」に示すような配置にて、ハニカムセグメントの側面部分に配設してハニカム構造体を作製した。なお、表2の「伝熱補助部材」の「配置方法」、「材質」、「繊維直径又は板厚(mm)」及び「配置(参照図)」の欄に示すこと以外に関する製造工程については、実施例1と同様の製造工程によりハニカム構造体を作製した。
(Examples 19-27)
In Examples 19 to 27, punching plates made of materials shown in Table 2 were prepared as heat transfer auxiliary members. Then, this punching plate was arranged on the side surface portion of the honeycomb segment in the arrangement shown in Table 2, "Arrangement (reference diagram)", to fabricate a honeycomb structure. In addition, regarding the manufacturing process other than those shown in the columns of "arrangement method", "material", "fiber diameter or plate thickness (mm)" and "arrangement (reference diagram)" of "heat transfer auxiliary member" in Table 2 , a honeycomb structure was produced by the same manufacturing process as in Example 1.
実施例2~27及び比較例1,2にて製造したハニカム構造体についても、上述した方法にて「接合層の接合強度評価」を行った。結果を表1に示す。 The honeycomb structures manufactured in Examples 2 to 27 and Comparative Examples 1 and 2 were also subjected to the "bonding strength evaluation of the bonding layer" by the method described above. Table 1 shows the results.
(結果)
実施例1~6,11~14,19~23にて製造したハニカム構造体は、比較例1にて製造したハニカム構造体に比して、接合層の接合強度が向上していることが確認された。実施例7~10,15~18,24~27にて製造したハニカム構造体も、比較例2にて製造したハニカム構造体に比して、接合層の接合強度が向上していることが確認された。
(result)
It was confirmed that the honeycomb structures manufactured in Examples 1 to 6, 11 to 14, and 19 to 23 had improved bonding strength of the bonding layers compared to the honeycomb structure manufactured in Comparative Example 1. was done. It was confirmed that the honeycomb structures manufactured in Examples 7 to 10, 15 to 18, and 24 to 27 also had improved bonding strength of the bonding layers compared to the honeycomb structure manufactured in Comparative Example 2. was done.
伝熱補助部材の材質に関しては、銅製のものを用いた場合の方が、SUS304製のものを用いた場合よりも、接合層の接合強度がより向上するという結果が得られた。また、伝熱補助部材を配設するハニカムセグメントの個数を増やすほど、接合層の接合強度が向上するという結果が得られた。 As for the material of the heat transfer auxiliary member, it was found that the bonding strength of the bonding layer was improved more when copper was used than when SUS304 was used. Moreover, the result was obtained that the bonding strength of the bonding layer was improved as the number of honeycomb segments in which the heat transfer auxiliary members were arranged was increased.
本発明のハニカム構造体の製造方法は、排気ガスを浄化するための浄化部材としてのハニカム構造体を製造する方法として利用することができる。 The method for manufacturing a honeycomb structure of the present invention can be used as a method for manufacturing a honeycomb structure as a purification member for purifying exhaust gas.
1:隔壁、2:セル、3:セグメント外壁、4:ハニカムセグメント、10:ハニカムセグメントの組立体、11:第一端面、12:第二端面、13:外周壁、14:接合層、14a:接合用ペースト、15:伝熱補助部材、100,200,300,400,500:ハニカム構造体。 1: partition wall, 2: cell, 3: segment outer wall, 4: honeycomb segment, 10: honeycomb segment assembly, 11: first end face, 12: second end face, 13: outer peripheral wall, 14: bonding layer, 14a: Joining paste, 15: heat transfer auxiliary member, 100, 200, 300, 400, 500: honeycomb structure.
Claims (8)
前記ハニカムセグメントの側面に接合用ペーストを塗工し、複数個の前記ハニカムセグメントを、複数個の前記ハニカムセグメントの側面相互間に前記接合用ペーストを介在させた状態で格子状に組み合わせて、前記ハニカムセグメントの組立体を作製する、組立体作製工程と、
前記ハニカムセグメントの前記組立体を乾燥させて、複数個の前記ハニカムセグメントの側面同士を前記接合用ペーストによって接合して、前記ハニカムセグメントの接合体を作製する、接合体作製工程と、を備え、
前記組立体作製工程において、少なくとも1つの前記ハニカムセグメントの側面部分に、繊維状又は網状の伝熱補助部材を配設し、前記伝熱補助部材を配設した前記ハニカムセグメントを含む複数個の前記ハニカムセグメントを組み合わせて、前記ハニカムセグメントの前記組立体を作製する、ハニカム構造体の製造方法。 a honeycomb segment manufacturing step of manufacturing a plurality of prismatic honeycomb segments having porous partition walls arranged to surround a plurality of cells and segment outer walls arranged to surround the partition walls;
A bonding paste is applied to the side surfaces of the honeycomb segments, and a plurality of the honeycomb segments are combined in a lattice with the bonding paste interposed between the side surfaces of the plurality of honeycomb segments. an assembly manufacturing step of manufacturing an assembly of honeycomb segments;
a bonded body manufacturing step of drying the assembly of the honeycomb segments and bonding the side faces of a plurality of the honeycomb segments together with the bonding paste to manufacture a bonded body of the honeycomb segments;
In the assembly manufacturing step, a fibrous or net-like heat transfer auxiliary member is provided on a side portion of at least one of the honeycomb segments, and a plurality of the honeycomb segments including the honeycomb segment provided with the heat transfer auxiliary member are arranged. A method for manufacturing a honeycomb structure, comprising combining honeycomb segments to manufacture the assembly of the honeycomb segments.
前記組立体作製工程において、前記ハニカムセグメントの前記組立体のいずれか一方の端面側の重心を中心とした、当該組立体の当該端面の一辺の長さの50%の長さによって囲われる範囲内に、前記伝熱補助部材が配設された前記ハニカムセグメントを少なくとも配置する、請求項1~5のいずれか一項に記載のハニカム構造体の製造方法。 end faces of the honeycomb segments are square, and an end face of the assembly obtained by combining the honeycomb segments in a lattice shape is square;
In the assembly manufacturing step, a range surrounded by 50% of the length of one side of the end face of the assembly centered on the center of gravity of one end face side of the assembly of the honeycomb segment 6. The method for manufacturing a honeycomb structure according to any one of claims 1 to 5, wherein at least the honeycomb segments provided with the heat transfer auxiliary members are arranged in the.
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002113798A (en) | 2000-10-10 | 2002-04-16 | Nippon Steel Corp | Honeycomb body using metal fiber nonwoven fabric |
| WO2007083711A1 (en) | 2006-01-18 | 2007-07-26 | Ngk Insulators, Ltd. | Honeycomb structure |
| WO2008088013A1 (en) | 2007-01-18 | 2008-07-24 | Ngk Insulators, Ltd. | Process for producing honeycomb segment combination |
| WO2011125228A1 (en) | 2010-04-09 | 2011-10-13 | イビデン株式会社 | Honeycomb structure |
| US20110311761A1 (en) | 2009-02-27 | 2011-12-22 | Andre Boulet | Parallel Passage Fluid Contactor Structure |
| JP2015166051A (en) | 2014-03-03 | 2015-09-24 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | honeycomb structure |
| JP2015187044A (en) | 2014-03-26 | 2015-10-29 | 日本碍子株式会社 | honeycomb structure |
| WO2016159063A1 (en) | 2015-03-31 | 2016-10-06 | 日本碍子株式会社 | Method for manufacturing honeycomb structure and binder |
-
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002113798A (en) | 2000-10-10 | 2002-04-16 | Nippon Steel Corp | Honeycomb body using metal fiber nonwoven fabric |
| WO2007083711A1 (en) | 2006-01-18 | 2007-07-26 | Ngk Insulators, Ltd. | Honeycomb structure |
| WO2008088013A1 (en) | 2007-01-18 | 2008-07-24 | Ngk Insulators, Ltd. | Process for producing honeycomb segment combination |
| US20110311761A1 (en) | 2009-02-27 | 2011-12-22 | Andre Boulet | Parallel Passage Fluid Contactor Structure |
| WO2011125228A1 (en) | 2010-04-09 | 2011-10-13 | イビデン株式会社 | Honeycomb structure |
| JP2015166051A (en) | 2014-03-03 | 2015-09-24 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | honeycomb structure |
| JP2015187044A (en) | 2014-03-26 | 2015-10-29 | 日本碍子株式会社 | honeycomb structure |
| WO2016159063A1 (en) | 2015-03-31 | 2016-10-06 | 日本碍子株式会社 | Method for manufacturing honeycomb structure and binder |
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