JP7817201B2 - Honeycomb structure and method for manufacturing honeycomb structure - Google Patents
Honeycomb structure and method for manufacturing honeycomb structureInfo
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Description
本発明は、ハニカム構造体およびハニカム構造体の製造方法に関する。 The present invention relates to a honeycomb structure and a method for manufacturing a honeycomb structure.
車両エンジンから排出された排ガス中の有害物質の処理に、担体に触媒を担持させた触媒担体が用いられている。処理の際、エンジン始動時に触媒温度が低いと、触媒が所定の温度まで昇温されず、排ガスが十分に浄化されないという問題がある。このような問題を解決するために、導電性を有する担体に通電して担体を発熱させることにより、担体に担持された触媒をエンジン始動前またはエンジン始動時に活性温度まで昇温する電気加熱触媒(EHC)を用いた排ガス処理装置の開発が進んでいる。このような担体として、特許文献1には、セラミック製のハニカム構造部が開示されている。 Catalyst carriers, which have a catalyst supported on a carrier, are used to treat harmful substances in exhaust gases emitted from vehicle engines. During treatment, if the catalyst temperature is low when the engine is started, the catalyst does not heat up to the required temperature, resulting in insufficient purification of the exhaust gas. To solve this problem, development is underway on exhaust gas treatment devices that use electrically heated catalysts (EHCs). Electricity is passed through a conductive carrier to heat it, thereby heating the catalyst supported on the carrier to its activation temperature before or during engine start-up. Patent Document 1 discloses a ceramic honeycomb structure as one such carrier.
上記ハニカム構造部を発熱させるため、その側面には電極層が配設される。例えば、ハニカム構造部の通電発熱特性を向上させるため、配設される電極層の厚みはより均一であることが求められる。 To make the honeycomb structure generate heat, electrode layers are disposed on its sides. For example, to improve the heat generation characteristics of the honeycomb structure when electricity is applied, the thickness of the disposed electrode layers must be as uniform as possible.
上記に鑑み、本発明は、厚みの均一性に優れた電極層を備えるハニカム構造体を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a honeycomb structure having an electrode layer with excellent thickness uniformity.
1.本発明の実施形態によるハニカム構造体の製造方法は、セラミック原料を含む成形材料を押出し成形してハニカム成形体を得る成形工程と、前記ハニカム成形体を乾燥させたハニカム乾燥体を焼成してハニカム構造体を得る焼成工程と、を有するハニカム構造体の製造方法であって、前記ハニカム構造体は、外周壁と前記外周壁の内側に配設される隔壁とを有するハニカム構造部と、前記ハニカム構造部の側面に配設される一対の電極層と、を備え、前記成形工程は、前記押出し成形によって得られる円筒状のハニカム成形体のセルが延びる方向に沿う外周面を受台で支持して搬送することを含み、前記受台は、前記セルが延びる方向に沿う溝部を有する本体部と、前記本体部の前記溝部に配置され前記ハニカム成形体の下半分に当接する円弧状の湾曲面を有する当接部と、を有し、前記当接部は、硬度74N以下の材質で構成され、前記円弧状の当接部の径と前記押出し成形の金型の径との差は0.6mm以下である。
2.上記1に記載のハニカム構造体の製造方法において、上記セラミック原料は、炭化ケイ素および金属ケイ素を含んでもよい。
3.上記1または2に記載のハニカム構造体の製造方法において、上記ハニカム成形体の比重は0.3以上であってもよい。
4.上記1から3のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法において、上記当接部の周方向端部は、上記ハニカム成形体の外周面に隙間なく当接してもよい。
5.上記1から4のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法において、上記当接部は軟質ウレタンフォームで構成されてもよい。
1. A method for manufacturing a honeycomb structure according to an embodiment of the present invention includes a molding step of extruding a molding material containing ceramic raw materials to obtain a honeycomb molded body, and a firing step of drying the honeycomb molded body and firing the resulting dried honeycomb body to obtain a honeycomb structure, wherein the honeycomb structure includes a honeycomb structure part having an outer peripheral wall and partition walls arranged inside the outer peripheral wall, and a pair of electrode layers arranged on side surfaces of the honeycomb structure part, and the molding step includes transporting the cylindrical honeycomb molded body obtained by the extrusion molding while supporting the outer peripheral surface along the cell extension direction of the cylindrical honeycomb molded body obtained by the extrusion molding on a receiving table, and the receiving table has a main body part having grooves along the cell extension direction, and an abutting part having an arc-shaped curved surface that is disposed in the groove of the main body part and abuts against the lower half of the honeycomb molded body, and the abutting part is made of a material having a hardness of 74 N or less, and the difference between the diameter of the arc-shaped abutting part and the diameter of the extrusion molding die is 0.6 mm or less.
2. In the method for manufacturing a honeycomb structure according to the above item 1, the ceramic raw material may contain silicon carbide and metallic silicon.
3. In the method for manufacturing a honeycomb structure according to the above 1 or 2, the specific gravity of the honeycomb formed body may be 0.3 or more.
4. In the method for manufacturing a honeycomb structure according to any one of the above 1 to 3, the circumferential end of the contact portion may be in contact with the outer peripheral surface of the honeycomb formed body without any gap.
5. In the method for manufacturing a honeycomb structure according to any one of the above items 1 to 4, the contact portion may be made of a soft urethane foam.
6.本発明の別の実施形態によるハニカム構造体は、第一端面から第二端面まで延びる流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁と、外周に位置する外周壁とを有するハニカム構造部と、前記ハニカム構造部の側面に配設される一対の電極層と、を備え、前記ハニカム構造部は、炭化ケイ素および金属ケイ素を含み、前記ハニカム構造部の前記セルの延びる方向に直交する面の真円度は1mm以下であり、前記電極層の厚みは0.05mm以上0.50mm以下であり、前記電極層の厚みのバラツキは35%以下である。 6. A honeycomb structure according to another embodiment of the present invention comprises a honeycomb structure portion having partition walls that define a plurality of cells that serve as fluid flow paths extending from a first end face to a second end face and an outer peripheral wall located on the periphery, and a pair of electrode layers disposed on the side surfaces of the honeycomb structure portion, wherein the honeycomb structure portion contains silicon carbide and silicon metal, the circularity of a surface of the honeycomb structure portion perpendicular to the cell extension direction is 1 mm or less, the thickness of the electrode layer is 0.05 mm or more and 0.50 mm or less, and the variation in thickness of the electrode layer is 35% or less.
本発明の実施形態によれば、厚みの均一性に優れた電極層を備えるハニカム構造体を得ることができる。 According to an embodiment of the present invention, a honeycomb structure having an electrode layer with excellent thickness uniformity can be obtained.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。また、図面は説明をより明確にするため、実施の形態に比べ、各部の幅、厚み、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments. Furthermore, to clarify the explanation, the drawings may show the width, thickness, shape, etc. of each part more schematically than in the embodiments, but these are merely examples and do not limit the interpretation of the present invention.
A.ハニカム構造体
図1は本発明の1つの実施形態に係るハニカム構造体の概略の構成を示す斜視図であり、図2および図3は図1に示すハニカム構造体の断面図である。ハニカム構造体30は、ハニカム構造部10と、ハニカム構造部10の側面に配設され、ハニカム構造部10を介して互いに対向する一対の電極層20、20と、を備える。
A. Honeycomb Structure Fig. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a honeycomb structure according to one embodiment of the present invention, and Fig. 2 and Fig. 3 are cross-sectional views of the honeycomb structure shown in Fig. 1. The honeycomb structure 30 comprises a honeycomb structure part 10 and a pair of electrode layers 20, 20 disposed on the side surfaces of the honeycomb structure part 10 and facing each other with the honeycomb structure part 10 interposed therebetween.
ハニカム構造部10は、第一端面10aから第二端面10bまで(長さ方向に)延びて流体の流路となり得る複数のセル12を区画形成する隔壁14と、外周に位置して隔壁14を囲む外周壁16とを有する。外周壁16は、長さ方向に延びる。複数のセル12はそれぞれ、長さ方向に延びる空間とされる。長さ方向に垂直な各セル12の断面形状は、図示例では略正六角形であるが、他の多角形(例えば、三角形、四角形、五角形)、円形、楕円形等の他の形状であってもよい。長さ方向に垂直な外周壁16の断面形状は、代表的には円形であるが、多角形や楕円形であってもよい。なお、図3においては、隔壁14は省略している。 The honeycomb structure 10 has partition walls 14 that define a plurality of cells 12 that extend (in the lengthwise direction) from the first end face 10a to the second end face 10b and can serve as fluid flow paths, and an outer peripheral wall 16 that is located on the periphery and surrounds the partition walls 14. The outer peripheral wall 16 extends in the lengthwise direction. Each of the plurality of cells 12 is formed as a space extending in the lengthwise direction. In the illustrated example, the cross-sectional shape of each cell 12 perpendicular to the lengthwise direction is approximately a regular hexagon, but may be other shapes such as other polygons (e.g., triangles, rectangles, pentagons), circles, or ellipses. The cross-sectional shape of the outer peripheral wall 16 perpendicular to the lengthwise direction is typically circular, but may also be polygonal or ellipsoidal. Note that the partition walls 14 are omitted from Figure 3.
ハニカム構造部10(外周壁16)のセル12の延びる方向に直交する面の真円度は、例えば1mm以下であり、好ましくは0.6mm以下である。真円度は、例えば、光ゲージ曲がり測定(レーザー変位計を用いた測定)により得ることができる。具体的には、ハニカム構造部10の長さ方向の上端部、中央部および下端部の3点について外周形状を測定し、得られた測定データを、基準の外周形状に対してベストフィット処理(基準値からのずれ量を最小とする処理)し、基準値との差の絶対値を求めることにより真円度(単位:mm)を得ることができる。このような真円度を満足することにより、厚みの均一性に優れた電極層を備えるハニカム構造体を得ることができる。なお、本明細書において、「直交する面」には、「直交する断面」も含まれ得る。 The circularity of the surface of the honeycomb structure 10 (peripheral wall 16) perpendicular to the extension direction of the cells 12 is, for example, 1 mm or less, and preferably 0.6 mm or less. Circularity can be measured, for example, by optical gauge bending measurement (measurement using a laser displacement meter). Specifically, the peripheral shape of the honeycomb structure 10 is measured at three points in the longitudinal direction: the top end, center, and bottom end. The obtained measurement data is best-fitted (a process that minimizes deviation from the reference value) to a reference peripheral shape, and the absolute value of the difference from the reference value is calculated to obtain circularity (unit: mm). Satisfying this circularity requirement allows for the production of a honeycomb structure equipped with an electrode layer with excellent thickness uniformity. Note that, in this specification, "perpendicular surface" can also include "perpendicular cross section."
外周壁16の厚みは、例えば、強度の観点から、好ましくは0.2mm以上である。一方、外周壁16の厚みは、例えば1mm以下であり、好ましくは0.7mm以下であり、より好ましくは0.4mm以下である。外周壁の厚みのバラツキ(セル12の延びる方向に直交する面の面内におけるバラツキ)は、30%以下であることが好ましく、より好ましくは20%以下である。なお、外周壁の厚みのバラツキは、一定の間隔をあけて(中心角で45°おきに)、外周壁の厚みをCNC画像測定システム(例えば、ニコン社製のNEXIVシリーズ)により8か所測定し、それぞれの測定値とこれらの平均値との差の絶対値を平均値で除することにより算出することができる。 From the standpoint of strength, the thickness of the outer wall 16 is preferably 0.2 mm or more. On the other hand, the thickness of the outer wall 16 is, for example, 1 mm or less, preferably 0.7 mm or less, and more preferably 0.4 mm or less. The variation in the thickness of the outer wall (the variation within the plane perpendicular to the extension direction of the cells 12) is preferably 30% or less, and more preferably 20% or less. The variation in the thickness of the outer wall can be calculated by measuring the thickness of the outer wall at eight locations at regular intervals (every 45° central angle) using a CNC image measuring system (for example, Nikon's NEXIV series), and then dividing the absolute value of the difference between each measurement value and the average value by the average value.
隔壁14の厚みは、例えば、触媒担体としての利用の観点から、好ましくは310μm以下であり、より好ましくは250μm以下であり、さらに好ましくは230μm以下である。一方、隔壁14の厚みは、例えば、強度の観点から、好ましくは100μm以上であり、より好ましくは130μm以上であり、さらに好ましくは150μm以上である。 From the viewpoint of use as a catalyst carrier, the thickness of the partition wall 14 is preferably 310 μm or less, more preferably 250 μm or less, and even more preferably 230 μm or less. On the other hand, from the viewpoint of strength, the thickness of the partition wall 14 is preferably 100 μm or more, more preferably 130 μm or more, and even more preferably 150 μm or more.
セル12の延びる方向に直交する面における単位面積当たりのセル12の数は、例えば50セル/cm2~150セル/cm2であり、好ましくは60セル/cm2~100セル/cm2である。 The number of cells 12 per unit area in a plane perpendicular to the direction in which the cells 12 extend is, for example, 50 cells/cm 2 to 150 cells/cm 2 , and preferably 60 cells/cm 2 to 100 cells/cm 2 .
セル12の延びる方向に直交する面におけるセル12のセルピッチPは、例えば0.8mm以上1.6mm以下であり、好ましくは1.0mm以上1.4mm以下である。ここで、セルピッチPは、図4に示すように、対向する略平行な隔壁14の厚み方向における中央部14a間の距離である。 The cell pitch P of the cells 12 in a plane perpendicular to the extension direction of the cells 12 is, for example, 0.8 mm or more and 1.6 mm or less, and preferably 1.0 mm or more and 1.4 mm or less. Here, the cell pitch P is the distance between the central portions 14a of opposing, approximately parallel partition walls 14 in the thickness direction, as shown in Figure 4.
セルピッチPのバラツキ(セル12の延びる方向に直交する面の面内におけるバラツキ)は、好ましくは5.5%以下であり、より好ましくは4.5%以下である。セルピッチのバラツキは、各直径方向に沿って、一定の間隔をあけてセルピッチをCNC画像測定システム(例えば、ニコン社製のNEXIVシリーズ)により計10か所以上測定し、それぞれの測定値とこれらの平均値との差の絶対値を平均値で除することにより算出することができる。ここで、「各直径方向」とは、セルの断面形状が四角形の場合はX方向およびY方向の二方向を意味し、セルの断面形状が六角形の場合は三方向(一組の対向する隔壁に対し直交する方向)を意味する。 The variation in cell pitch P (in-plane variation perpendicular to the extension direction of the cells 12) is preferably 5.5% or less, and more preferably 4.5% or less. The variation in cell pitch can be calculated by measuring the cell pitch at a total of 10 or more locations at regular intervals along each diameter direction using a CNC image measuring system (e.g., Nikon's NEXIV series), and then dividing the absolute value of the difference between each measurement value and the average value by the average value. Here, "each diameter direction" refers to two directions, the X and Y directions, when the cross-sectional shape of the cell is rectangular, and three directions (directions perpendicular to a pair of opposing partition walls) when the cross-sectional shape of the cell is hexagonal.
一対の電極層20、20は、ハニカム構造部10の中心軸を挟んで配設され、それぞれ、ハニカム構造部10のセル12の延びる方向に延びる帯状に形成されている。図示しないが、一対の電極層20、20にはそれぞれ金属製の端子が設けられ、一方の端子は電源のプラス極に接続され、他方の端子は電源のマイナス極に接続され得る。 The pair of electrode layers 20, 20 are arranged on either side of the central axis of the honeycomb structure section 10, and are each formed in a strip shape extending in the extension direction of the cells 12 of the honeycomb structure section 10. Although not shown, each of the pair of electrode layers 20, 20 is provided with a metal terminal, one terminal of which can be connected to the positive pole of a power source, and the other terminal of which can be connected to the negative pole of the power source.
電極層20の厚みは、例えば0.05mm以上0.50mm以下である。電極層20の厚みのバラツキは、35%以下であることが好ましく、より好ましくは32%以下であり、さらに好ましくは30%以下である。電極層20の厚みのバラツキの下限については、特に制限は無いが、例えば、20%以上であってもよく、25%以上であってもよい。なお、電極層の厚みのバラツキは、ハニカム構造体のセルの延びる方向に直交する複数の断面における電極層の厚みを、光学顕微鏡により各断面において4点以上測定し、それぞれの測定値とこれらの平均値との差の絶対値を平均値で除することにより算出することができる。本発明の実施形態によるハニカム構造部によれば、このような厚みの均一性が達成され、得られるハニカム構造体の通電発熱性を確保し、通電発熱ムラが抑制され、均一にハニカム構造体を加熱し得る。 The thickness of the electrode layer 20 is, for example, 0.05 mm or more and 0.50 mm or less. The variation in thickness of the electrode layer 20 is preferably 35% or less, more preferably 32% or less, and even more preferably 30% or less. There is no particular lower limit to the variation in thickness of the electrode layer 20, but it may be, for example, 20% or more, or 25% or more. The variation in thickness of the electrode layer can be calculated by measuring the thickness of the electrode layer at four or more points on each cross section perpendicular to the cell extension direction of the honeycomb structure using an optical microscope, and then dividing the absolute value of the difference between each measurement value and the average value by the average value. The honeycomb structure according to an embodiment of the present invention achieves such thickness uniformity, ensuring the electrical heat generation properties of the resulting honeycomb structure, suppressing uneven electrical heat generation, and enabling the honeycomb structure to be heated uniformly.
電極層20の形成範囲は特に限定されないが、一対の電極層20、20は、それぞれ、セル12の延びる方向に直交する面における円弧の中心角θで、例えば80°以上の範囲に形成され、好ましくは99°以上180°未満の範囲に形成される。このような形成範囲においても、上記電極層の厚みのバラツキを達成し得る。 The formation range of the electrode layers 20 is not particularly limited, but the pair of electrode layers 20, 20 are each formed such that the central angle θ of an arc on a plane perpendicular to the extension direction of the cell 12 is, for example, in a range of 80° or more, and preferably in a range of 99° or more and less than 180°. Even within this formation range, it is possible to achieve the above-mentioned variation in the thickness of the electrode layer.
ハニカム構造部10の25℃における電気抵抗率は、好ましくは0.1Ωcm~200Ωcmである。電極層20の25℃における電気抵抗率は、好ましくは0.1Ωcm~100Ωcmであり、より好ましくは0.1Ωcm~50Ωcmである。 The electrical resistivity of the honeycomb structure portion 10 at 25°C is preferably 0.1 Ωcm to 200 Ωcm. The electrical resistivity of the electrode layer 20 at 25°C is preferably 0.1 Ωcm to 100 Ωcm, and more preferably 0.1 Ωcm to 50 Ωcm.
ハニカム構造部10は、代表的には、多孔質体で構成される。ハニカム構造部10は、セラミック原料を含む材料により形成される。代表的には、炭化ケイ素および金属ケイ素を含む材料により形成される。具体的には、ケイ素-炭化ケイ素複合材料を主成分とする(例えば、95質量%以上含む)材料により形成される。ケイ素-炭化ケイ素複合材料は、複数の炭化ケイ素粒子が、金属ケイ素によって結合された材料であり得る。ハニカム構造部が、ケイ素-炭化ケイ素複合材料で形成される場合、ハニカム構造部に含有される「骨材としての炭化ケイ素粒子の質量」と、ハニカム構造部に含有される「結合材としてのケイ素の質量」との合計に対する、ハニカム構造部に含有される「結合材としてのケイ素の質量」の比率が、10質量%~40質量%であることが好ましく、15質量%~35質量%であることがさらに好ましい。このような材料によれば、上記電気抵抗率を良好に達成し得る。 The honeycomb structure 10 is typically composed of a porous body. It is formed from a material containing ceramic raw materials. It is typically formed from a material containing silicon carbide and metallic silicon. Specifically, it is formed from a material primarily composed of a silicon-silicon carbide composite material (e.g., containing 95% by mass or more). The silicon-silicon carbide composite material can be a material in which multiple silicon carbide particles are bonded together with metallic silicon. When the honeycomb structure is formed from a silicon-silicon carbide composite material, the ratio of the "mass of silicon as a binder" contained in the honeycomb structure to the sum of the "mass of silicon carbide particles as aggregate" contained in the honeycomb structure and the "mass of silicon as a binder" contained in the honeycomb structure is preferably 10% by mass to 40% by mass, and more preferably 15% by mass to 35% by mass. Such a material can satisfactorily achieve the above-mentioned electrical resistivity.
代表的には、電極層20の体積抵抗率をハニカム構造部10の体積抵抗率より低くする。このような関係によれば、電極層20に優先的に電気が流れやすくなり、通電時に電気がセル12の延びる方向および周方向に広がりやすくなる。電極層20の体積抵抗率は、ハニカム構造部10の体積抵抗率の1/10以下であることが好ましく、1/20以下であることがより好ましく、1/30以下であることがさらに好ましい。一方で、両者の体積抵抗率の差が大きくなりすぎると、対向する電極層20の端部間に電流が集中してハニカム構造部10の発熱に偏りが生じるおそれがある。電極層20の体積抵抗率は、ハニカム構造部10の体積抵抗率の1/200以上であることが好ましく、1/150以上であることがより好ましく、1/100以上であることがさらに好ましい。ここで、電極層20の体積抵抗率は、四端子法により25℃で測定した値である。 Typically, the volume resistivity of the electrode layer 20 is set lower than that of the honeycomb structure section 10. This relationship allows electricity to flow preferentially through the electrode layer 20, facilitating the spread of electricity in the extension direction and circumferential direction of the cells 12 when current is applied. The volume resistivity of the electrode layer 20 is preferably 1/10 or less, more preferably 1/20 or less, and even more preferably 1/30 or less, of the volume resistivity of the honeycomb structure section 10. On the other hand, if the difference in volume resistivity between the two is too large, current may concentrate between the opposing ends of the electrode layer 20, resulting in uneven heat generation in the honeycomb structure section 10. The volume resistivity of the electrode layer 20 is preferably 1/200 or more, more preferably 1/150 or more, and even more preferably 1/100 or more, of the volume resistivity of the honeycomb structure section 10. Here, the volume resistivity of the electrode layer 20 is a value measured at 25°C using a four-terminal method.
電極層20の材質としては、例えば、導電性セラミックス、金属、または、金属と導電性セラミックスとの複合材(サーメット)を用いることができる。金属としては、例えば、Cr、Fe、Co、Ni、SiもしくはTiの単体金属、または、これらの金属よりなる群から選択される少なくとも一種の金属を含有する合金が挙げられる。導電性セラミックスとしては、例えば、炭化ケイ素(SiC);珪化タンタル(TaSi2)、珪化クロム(CrSi2)等の金属珪化物等の金属化合物が挙げられる。金属と導電性セラミックスとの複合材(サーメット)の具体例としては、金属ケイ素と炭化ケイ素との複合材、上記金属珪化物と金属ケイ素と炭化ケイ素との複合材が挙げられる。また、金属と導電性セラミックスとの複合材(サーメット)の具体例としては、熱膨張低減の観点から、上記の一種または二種以上の金属に、アルミナ、ムライト、ジルコニア、コージェライト、窒化ケイ素、窒化アルミ等の絶縁性セラミックスを一種または二種以上添加した複合材が挙げられる。これの中でも、例えば、ハニカム構造部10と同時に焼成し得、製造工程の簡素化に資する観点から、金属珪化物と金属ケイ素と炭化ケイ素との複合材が好ましく用いられる。 Examples of materials that can be used for the electrode layer 20 include conductive ceramics, metals, and composites (cermets) of metals and conductive ceramics. Examples of metals include elemental metals such as Cr, Fe, Co, Ni, Si, or Ti, or alloys containing at least one metal selected from the group consisting of these metals. Examples of conductive ceramics include metal compounds such as silicon carbide (SiC) and metal silicides such as tantalum silicide (TaSi 2 ) and chromium silicide (CrSi 2 ). Specific examples of composites (cermets) of metals and conductive ceramics include composites of metal silicon and silicon carbide, and composites of the above metal silicides, metal silicon, and silicon carbide. Specific examples of composites (cermets) of metals and conductive ceramics include composites in which one or more insulating ceramics, such as alumina, mullite, zirconia, cordierite, silicon nitride, or aluminum nitride, are added to one or more of the above metals in order to reduce thermal expansion. Among these, for example, a composite material of metal silicide, metal silicon, and silicon carbide is preferably used from the viewpoint that it can be fired simultaneously with the honeycomb structure part 10 and contributes to simplifying the manufacturing process.
ハニカム構造体30を触媒担体として使用する場合、隔壁14には触媒が担持され、セル12を通過する排ガス中のCO、NOx、炭化水素などを触媒反応によって無害な物質にすることが可能となる。触媒は、好ましくは、貴金属(例えば、白金、ロジウム、パラジウム、ルテニウム、インジウム、銀、金)、アルミニウム、ニッケル、ジルコニウム、チタン、セリウム、コバルト、マンガン、亜鉛、銅、スズ、鉄、ニオブ、マグネシウム、ランタン、サマリウム、ビスマス、バリウム、およびこれらの組み合わせを含有し得る。 When the honeycomb structure 30 is used as a catalyst carrier, a catalyst is supported on the partition walls 14, and CO, NO x , hydrocarbons, and the like in the exhaust gas passing through the cells 12 can be converted into harmless substances through a catalytic reaction. The catalyst may preferably contain a noble metal (e.g., platinum, rhodium, palladium, ruthenium, indium, silver, gold), aluminum, nickel, zirconium, titanium, cerium, cobalt, manganese, zinc, copper, tin, iron, niobium, magnesium, lanthanum, samarium, bismuth, barium, or a combination thereof.
B.製造方法
上記ハニカム構造体(ハニカム構造部)は、代表的には、セラミック原料を含む成形材料を押出し成形してハニカム成形体を得る成形工程と、ハニカム成形体を乾燥させたハニカム乾燥体を焼成してハニカム構造体(ハニカム構造部)を得る焼成工程と、を有する方法により製造され得る。
B. Manufacturing Method The above honeycomb structure (honeycomb structure part) can be typically manufactured by a method including a molding step of extruding a molding material containing ceramic raw materials to obtain a honeycomb formed body, and a firing step of drying the honeycomb formed body and firing the resulting dried honeycomb body to obtain a honeycomb structure (honeycomb structure part).
上述のとおり、成形材料は、セラミック原料を含む。代表的には、炭化ケイ素(粉末)および金属ケイ素(粉末)を含む。成形材料に含まれ得る他の原料としては、例えば、バインダー、分散媒、添加剤が挙げられる。 As mentioned above, the molding material contains ceramic raw materials. Typically, it contains silicon carbide (powder) and silicon metal (powder). Other raw materials that may be contained in the molding material include, for example, binders, dispersion media, and additives.
上記成形工程において、代表的には、ハニカム構造部の隔壁に対応するスリットが形成された口金から成形材料を押し出して、流体の流路となるセルを区画形成する隔壁を有する円筒状のハニカム成形体を得る。そして、成形工程において、押出し成形によって得られるハニカム成形体のセルが延びる方向に沿う外周面を受台で支持して搬送する。 In the above-mentioned molding process, typically, the molding material is extruded from a die with slits formed that correspond to the partition walls of the honeycomb structure to obtain a cylindrical honeycomb molded body with partition walls that define the cells that serve as fluid flow paths. Then, in the molding process, the outer peripheral surface of the honeycomb molded body obtained by extrusion molding, which extends in the direction of the cells, is supported by a receiving table and transported.
図5Aは、押出し成形されたハニカム成形体が受台で支持される様子の一例を示す模式図である。図5Aに示すように、押出し成形機40の金型(押え板)41で固定された口金42から押し出された円筒状のハニカム成形体44は、押出し成形機40の金型41の出口に配置される受台100に受け渡されて搬送される。金型(押え板)41は、ハニカム構造部の外周壁を規定する。図示しないが、受台100は、代表的には、所定の速度(例えば、成形材料の押出し速度と略同一速度)で搬送する搬送路上に配置される。搬送路は、特に限定されないが、例えば、コンベア式の搬送路が採用される。 Figure 5A is a schematic diagram showing an example of how an extrusion-molded honeycomb molded body is supported on a receiving table. As shown in Figure 5A, a cylindrical honeycomb molded body 44 extruded from a die 42 fixed by a die (pressure plate) 41 of an extrusion molding machine 40 is delivered to a receiving table 100 located at the outlet of the die 41 of the extrusion molding machine 40 and transported. The die (pressure plate) 41 defines the outer wall of the honeycomb structure. Although not shown, the receiving table 100 is typically placed on a transport path that transports the honeycomb structure at a predetermined speed (e.g., approximately the same speed as the extrusion speed of the molding material). The transport path is not particularly limited, but a conveyor-type transport path, for example, is used.
ハニカム成形体44は、上述のとおり、炭化ケイ素および金属ケイ素を含む成形材料により形成され得る。このような成形体は、比重が高くなる傾向にあり、その比重は例えば0.3以上である。ここで、ハニカム成形体の比重は、ハニカム成形体の重量および容積(成形長と押出し成形の金型の径から算出される容積)から算出される。 As mentioned above, the honeycomb formed body 44 can be formed from a molding material containing silicon carbide and silicon metal. Such formed bodies tend to have a high specific gravity, for example, 0.3 or more. Here, the specific gravity of the honeycomb formed body is calculated from the weight and volume of the honeycomb formed body (volume calculated from the formed length and the diameter of the extrusion mold).
ハニカム成形体44の水分率は、好ましくは19%~27%である。このような水分率によれば、後述の当接の際に変形を抑制することができる。 The moisture content of the honeycomb formed body 44 is preferably 19% to 27%. This moisture content helps to prevent deformation during contact, as described below.
押出し成形機から押し出されるハニカム成形体の先端の凹凸パターン(押出し量のバラツキ)を制御することにより、後述の当接を良好に行うことができる。ハニカム成形体の先端の凹凸パターンは、ハニカム成形体の比重、水分率、硬度等に応じて適切に設計され得る。押出し成形機の金型41から押し出されるハニカム成形体44の先端の凹凸パターンの一例を図5Bに示す。図5Bに示すように、最も多く押し出された箇所(図示例では中央部)と最も少なく押し出された箇所(図示例では外周部)との差(高さh)を0mm~2mmに制御することが好ましい。 By controlling the uneven pattern (extrusion amount variation) at the tip of the honeycomb formed body extruded from the extrusion molding machine, it is possible to achieve good contact, as described below. The uneven pattern at the tip of the honeycomb formed body can be appropriately designed depending on the specific gravity, moisture content, hardness, etc. of the honeycomb formed body. An example of the uneven pattern at the tip of a honeycomb formed body 44 extruded from the die 41 of the extrusion molding machine is shown in Figure 5B. As shown in Figure 5B, it is preferable to control the difference (height h) between the most extruded point (the center in the illustrated example) and the least extruded point (the outer periphery in the illustrated example) to be between 0 mm and 2 mm.
図6は、本発明の1つの実施形態に係るハニカム構造体の製造方法に用いられる受台の概略の構成を示す斜視図である。受台100は、本体部50と本体部50上に配置される当接部60とを有する。 Figure 6 is a perspective view showing the general configuration of a support used in a honeycomb structure manufacturing method according to one embodiment of the present invention. The support 100 has a main body portion 50 and an abutment portion 60 placed on the main body portion 50.
本体部50は、一方向に延びる溝部51を有する。溝部51の形状は、特に限定されないが、例えば、ハニカム成形体44の形状に対応する形状、サイズに応じて調整され得る。図示例では、溝部51は、ハニカム成形体44のセルが延びる方向に沿う外周面の下半分に対応する湾曲面を有し、溝部51の延びる方向に直交する面は、ハニカム成形体44のセルの延びる方向に直交する面の下半分(半円)とされる。 The main body 50 has a groove 51 extending in one direction. The shape of the groove 51 is not particularly limited, but can be adjusted, for example, according to the shape and size corresponding to the shape of the honeycomb formed body 44. In the illustrated example, the groove 51 has a curved surface corresponding to the lower half of the outer peripheral surface along the extension direction of the cells of the honeycomb formed body 44, and the surface perpendicular to the extension direction of the groove 51 is the lower half (semicircle) of the surface perpendicular to the extension direction of the cells of the honeycomb formed body 44.
当接部60は、本体部50の溝部51に配置され、ハニカム成形体44に当接する。当接部60は、ハニカム成形体44のセルが延びる方向に沿う外周面の下半分と略同一の円弧状の湾曲面を有する。具体的には、円弧状の当接部(当接面)60の径L1と押出し成形の金型41の径L2との差(クリアランス)は0mm以上0.6mm以下であり、好ましくは0.2mm以下であり、より好ましくは0.1mm以下である。当接部60の周方向両端部60a、60aは、図7に示すように、ハニカム成形体44の外周面に隙間なく当接することが好ましい。このような構成によれば、支持された状態で、当接部60とハニカム成形体44との間の隙間に向けてハニカム成形体44が自重により変形することを効果的に抑制し、上記真円度をはじめ、外周壁の厚みのバラツキ、セルピッチのバラツキを良好に達成することができる。ハニカム成形体の比重が高い場合は自重により変形しやすく、特に効果的である。 The abutment portion 60 is positioned in the groove portion 51 of the main body portion 50 and abuts against the honeycomb formed body 44. The abutment portion 60 has an arc-shaped curved surface that is approximately the same as the lower half of the outer peripheral surface along the cell extension direction of the honeycomb formed body 44. Specifically, the difference (clearance) between the diameter L1 of the arc-shaped abutment portion (abutment surface) 60 and the diameter L2 of the extrusion molding die 41 is 0 mm or more and 0.6 mm or less, preferably 0.2 mm or less, and more preferably 0.1 mm or less. It is preferable that both circumferential ends 60a, 60a of the abutment portion 60 abut against the outer peripheral surface of the honeycomb formed body 44 without any gaps, as shown in Figure 7. This configuration effectively prevents the honeycomb formed body 44 from deforming under its own weight toward the gap between the abutment portion 60 and the honeycomb formed body 44 while supported, thereby achieving the above-mentioned circularity, as well as variations in the thickness of the outer wall and cell pitch. This is particularly effective when the specific gravity of the honeycomb formed body is high, as it is prone to deformation under its own weight.
当接部60は、硬度74N以下の材質で構成される。当接部を構成する材質の硬度は、好ましくは70N以下であり、より好ましくは65N以下であり、60N以下であってもよい。一方、当接部60は、硬度44N以上の材質で構成されることが好ましく、50N以上であってもよく、55N以上であってもよい。ここで、硬度はJIS K6400-2の6.7(D法)に準拠して測定される25%圧縮時の硬さである。具体的には、測定対象(当接部)を、その当初の厚み(元厚)の75%の厚みになるまで予備圧縮して元厚に戻った後、元厚の25%の厚みになるまで押し込み20秒間保持したときの荷重(N)である。 The contact portion 60 is made of a material with a hardness of 74N or less. The hardness of the material making up the contact portion is preferably 70N or less, more preferably 65N or less, and may be 60N or less. On the other hand, the contact portion 60 is preferably made of a material with a hardness of 44N or more, and may be 50N or more, or may be 55N or more. Here, hardness refers to the hardness at 25% compression measured in accordance with JIS K6400-2, 6.7 (Method D). Specifically, it is the load (N) applied when the object to be measured (contact portion) is pre-compressed to 75% of its original thickness (original thickness), returned to its original thickness, and then pressed down to 25% of the original thickness and held for 20 seconds.
ハニカム成形体44を受台100に受け渡す際、ハニカム成形体44は当接部60(特に、当接部60の周方向端部60a)に衝突し易いが、当接部60が硬度74N以下の材質で構成されていることにより、衝突による変形を抑制することができる。また、上記硬度を満足し得る材質を採用することにより、支持された状態で、ハニカム成形体44の自重による変形(例えば、セル形状の変形・潰れ)を抑制することができる。ハニカム成形体44の変形を抑制することにより、歩留りが格段に向上し得る。 When the honeycomb formed body 44 is transferred to the receiving table 100, it is likely to collide with the abutment portion 60 (particularly the circumferential end portion 60a of the abutment portion 60). However, because the abutment portion 60 is made of a material with a hardness of 74N or less, deformation due to the collision can be suppressed. Furthermore, by using a material that satisfies the above hardness, deformation due to the weight of the honeycomb formed body 44 while it is supported (e.g., deformation or crushing of the cell shape) can be suppressed. By suppressing deformation of the honeycomb formed body 44, yield can be significantly improved.
上記硬度を良好に満足させる観点から、当接部60は軟質ウレタンフォームで構成されることが好ましい。当接部60の厚みは、例えば9.2mm~10.8mmである。このような厚みによれば、図示例のように、当接部60は、本体部50の溝部51に倣って湾曲して、ハニカム成形体のセルが延びる方向に沿う外周面と略同一の円弧状の湾曲面を有することができる。 From the perspective of satisfactorily satisfying the above-mentioned hardness requirement, the abutment portion 60 is preferably made of soft urethane foam. The thickness of the abutment portion 60 is, for example, 9.2 mm to 10.8 mm. With this thickness, as shown in the example, the abutment portion 60 can be curved to follow the groove portion 51 of the main body portion 50, and have an arc-shaped curved surface that is approximately the same as the outer peripheral surface along the extension direction of the cells of the honeycomb molded body.
本体部50は、任意の適切な材料で構成され得る。溝部51の加工精度の観点から、硬質材料で構成されることが好ましい。硬質材料は、例えば、ISO 868に準拠して測定されるショアD硬度が40HS~70HSを満足する。硬質材料の中でも、取扱い性の観点から、硬質樹脂で構成されることがより好ましい。硬質樹脂の具体例としては、発泡スチロール、多孔質ポリウレタン樹脂が挙げられる。 The main body 50 may be made of any suitable material. From the perspective of machining precision of the groove 51, it is preferable that it be made of a hard material. For example, the hard material has a Shore D hardness of 40HS to 70HS measured in accordance with ISO 868. Of the hard materials, from the perspective of handleability, it is more preferable that it be made of a hard resin. Specific examples of hard resins include polystyrene foam and porous polyurethane resin.
搬送後、上記ハニカム成形体を乾燥させてハニカム乾燥体を得る。乾燥前に(例えば、搬送途中において)、ハニカム成形体は、所定の長さとなるように切断されてもよい。 After transportation, the honeycomb formed body is dried to obtain a dried honeycomb body. Before drying (e.g., during transportation), the honeycomb formed body may be cut to a predetermined length.
ハニカム成形体の乾燥方法としては、例えば、熱風乾燥、マイクロ波乾燥、誘電乾燥、減圧乾燥、真空乾燥、凍結乾燥が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、ハニカム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。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、50℃~120℃とすることが好ましい。 Methods for drying honeycomb molded bodies include, for example, hot air drying, microwave drying, dielectric drying, reduced pressure drying, vacuum drying, and freeze drying. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to dry a certain amount of moisture using an electromagnetic heating method, and then dry the remaining moisture using an external heating method, as this allows the entire honeycomb molded body to be dried quickly, uniformly, and without cracks. Dielectric heating drying is preferred as the electromagnetic heating method, and hot air drying is preferred as the external heating method. The drying temperature is preferably 50°C to 120°C.
上記ハニカム乾燥体を焼成してハニカム構造体(ハニカム構造部)を得る。焼成条件としては、任意の適切な条件が採用され得る。焼成温度は、例えば1400℃~1500℃である。焼成時間は、例えば20時間~80時間である。焼成は、連続的に行ってもよいし、異なる温度で多段的に行ってもよい。なお、多段的に焼成を行う場合、上記焼成時間は、各段階の焼成時間の合計である。 The dried honeycomb body is fired to obtain a honeycomb structure (honeycomb structure portion). Any appropriate firing conditions can be used. The firing temperature is, for example, 1400°C to 1500°C. The firing time is, for example, 20 to 80 hours. Firing may be carried out continuously or in multiple stages at different temperatures. When firing in multiple stages, the firing time is the total of the firing times for each stage.
ハニカム乾燥体を焼成処理に供する前に、ハニカム乾燥体を仮焼してもよい。仮焼温度は、例えば、ハニカム乾燥体に含まれる有機物の燃焼温度に応じて決定され得る。仮焼温度は、例えば200℃~1000℃である。仮焼時間は、例えば10時間~100時間である。なお、仮焼と焼成とは連続的に行ってもよい。具体的には、焼成の昇温過程において、仮焼を行ってもよい。 The dried honeycomb body may be calcined before being subjected to the firing process. The calcination temperature may be determined, for example, according to the combustion temperature of the organic matter contained in the dried honeycomb body. The calcination temperature is, for example, 200°C to 1000°C. The calcination time is, for example, 10 hours to 100 hours. Note that calcination and firing may be performed consecutively. Specifically, calcination may be performed during the temperature rise process of firing.
上記電極層は、代表的には、電極層形成材料を塗布して得られる塗布層を焼成することにより形成される。電極層形成材料は、任意の適切なタイミングで塗布され得る。代表的には、電極層形成材料は上記ハニカム乾燥体に塗布される。なお、電極層形成材料はハニカム焼成体に(上記焼成工程の途中に)塗布されてもよい。電極層形成材料の塗布方法としては、好ましくは印刷法が採用される。例えば、ハニカム乾燥体の側面に開口部が形成された製版を配置し、製版の上からペースト状の電極層形成材料をスキージで押圧して塗布する。このような方法によれば、塗布面(曲面である側面)に対し、良好に電極層を形成することができる。加えて、得られるハニカム構造部は上記真円度を良好に達成し得ることから、電極層形成材料の塗布面の均一性が高く、厚みの均一性に優れた電極層を形成することができる。 The electrode layer is typically formed by applying an electrode layer-forming material and firing the resulting coating layer. The electrode layer-forming material can be applied at any appropriate time. Typically, the electrode layer-forming material is applied to the dried honeycomb body. The electrode layer-forming material may also be applied to the fired honeycomb body (during the firing process). A printing method is preferably used to apply the electrode layer-forming material. For example, a printing plate with openings formed on the side of the dried honeycomb body is placed, and the electrode layer-forming material paste is applied by pressing it onto the plate with a squeegee. This method allows for the electrode layer to be formed satisfactorily on the application surface (the curved side surface). Additionally, since the resulting honeycomb structure can achieve the above-mentioned circularity well, the electrode layer-forming material can be applied uniformly on the application surface, resulting in the formation of an electrode layer with excellent thickness uniformity.
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。 The present invention will be explained in detail below using examples, but the present invention is not limited to these examples.
[実施例1]
(受台)
図6に示すような断面が半円の溝部を有する本体部を、エンドミルを用いて発泡スチロールを切削加工することにより作製した。得られた本体部の溝部に、厚み10mmで硬度60Nのシート状の軟質ウレタンフォームを図6に示すように配置し、断面が直径(L1)86.4mmの半円の当接部を形成し、受台を作製した。
[Example 1]
(receiving table)
A main body having a semicircular cross-section groove as shown in Figure 6 was fabricated by cutting polystyrene foam using an end mill. A sheet of soft urethane foam with a thickness of 10 mm and a hardness of 60 N was placed in the groove of the obtained main body as shown in Figure 6 to form a semicircular contact part with a cross-section diameter (L1) of 86.4 mm, thereby fabricating a support base.
(成形材料)
篩に通した炭化ケイ素粉末と金属ケイ素粉末とを70:30の質量比で混合し、原料粉末を得た。得られた原料粉末に、バインダー、添加剤および水を添加し、これらを混合して湿粉(混合物)を得た。ここで、得られるハニカム成形体の水分率が23%となるように水の添加量を調整した。得られた湿紛を混練し、坏土を得た。
(molding material)
Sieved silicon carbide powder and metallic silicon powder were mixed in a mass ratio of 70:30 to obtain a raw material powder. A binder, additives, and water were added to the obtained raw material powder, and the mixture was mixed to obtain a wet powder (mixture). The amount of water added was adjusted so that the moisture content of the resulting honeycomb molded body was 23%. The obtained wet powder was kneaded to obtain a clay.
上記坏土を、図5Aに示すように、直径(L2)86.4mmの押え板で口金を装着した押出し成形機により押し出し、押し出された円筒状のハニカム成形体を、押出し成形機の押え板の出口に配置した受台に保持させた。その後、ハニカム成形体を乾燥させ、ハニカム乾燥体を得た。 The above clay was extruded using an extrusion molding machine equipped with a die and a pressure plate with a diameter (L2) of 86.4 mm, as shown in Figure 5A, and the extruded cylindrical honeycomb molded body was held on a receiving table placed at the outlet of the pressure plate of the extrusion molding machine. The honeycomb molded body was then dried to obtain a dried honeycomb body.
(電極層形成材料)
平均粒子径が6μmの金属ケイ素(Si)粉末、平均粒子径が35μmの炭化ケイ素(SiC)粉末、メチルセルロース、グリセリンおよび水を、自転公転攪拌機で混合して、電極層形成材料を調製した。Si粉末およびSiC粉末は体積比で、Si粉末:SiC粉末=40:60となるように配合した。また、Si粉末およびSiC粉末の合計を100質量部としたときに、配合量は、メチルセルロースは0.5質量部であり、グリセリンは10質量部であり、水は38質量部であった。
(Electrode layer forming material)
An electrode layer-forming material was prepared by mixing metal silicon (Si) powder with an average particle size of 6 μm, silicon carbide (SiC) powder with an average particle size of 35 μm, methyl cellulose, glycerin, and water using a planetary centrifugal mixer. The Si powder and SiC powder were blended in a volume ratio of Si powder:SiC powder = 40:60. Furthermore, when the total amount of Si powder and SiC powder was 100 parts by mass, the blend amounts were 0.5 parts by mass of methyl cellulose, 10 parts by mass of glycerin, and 38 parts by mass of water.
(電極層)
印刷法により、図1に示すような電極層が得られるように、上記電極層形成材料を上記ハニカム乾燥体の側面に塗布した(一方の電極層の中心角90°)。具体的には、ハニカム乾燥体の外周面に開口部が形成された製版を配置し、製版の上から上記電極層形成材料をスキージで押圧することで塗布した。
(electrode layer)
The electrode layer-forming material was applied to the side surfaces of the dried honeycomb body by a printing method (central angle of one electrode layer: 90°) so as to obtain an electrode layer as shown in Fig. 1. Specifically, a printing plate having openings formed therein was placed on the outer peripheral surface of the dried honeycomb body, and the electrode layer-forming material was applied by pressing it onto the printing plate with a squeegee.
(焼成)
ハニカム乾燥体に塗布された電極層形成材料を乾燥させた後、アルゴン雰囲気下で焼成し、さらに、大気雰囲気下で焼成し、適宜長さを調整し、長さ65mmのハニカム構造体を得た。
(Firing)
After the electrode layer forming material applied to the dried honeycomb body was dried, it was fired in an argon atmosphere and then fired in an air atmosphere, and the length was adjusted appropriately to obtain a honeycomb structure with a length of 65 mm.
[実施例2]
受台の作製において、当接部の直径(L1)86.6mmとなるように本体部の切削加工を行ったこと以外は実施例1と同様にして、ハニカム構造体を得た。
[Example 2]
A honeycomb structure was obtained in the same manner as in Example 1, except that in the preparation of the support, the main body portion was cut so that the diameter (L1) of the contact portion was 86.6 mm.
[実施例3]
受台の作製において、厚み10mmで硬度50Nのシート状の軟質ウレタンフォームを用いたこと以外は実施例1と同様にして、ハニカム構造体を得た。
[Example 3]
A honeycomb structure was obtained in the same manner as in Example 1, except that a sheet-like soft urethane foam having a thickness of 10 mm and a hardness of 50 N was used in the preparation of the support base.
[実施例4]
受台の作製において、厚み10mmで硬度70Nのシート状の軟質ウレタンフォームを用いたこと以外は実施例1と同様にして、ハニカム構造体を得た。
[Example 4]
A honeycomb structure was obtained in the same manner as in Example 1, except that a sheet-like soft urethane foam having a thickness of 10 mm and a hardness of 70 N was used in the preparation of the support base.
[比較例1]
受台の作製において、厚み10mmで硬度110Nのシート状の軟質ウレタンフォームを用い、当接部の直径(L1)86.6mmとなるように本体部の切削加工を行ったこと以外は実施例1と同様にして、ハニカム構造体を得た。
[Comparative Example 1]
A honeycomb structure was obtained in the same manner as in Example 1, except that a sheet-shaped soft urethane foam with a thickness of 10 mm and a hardness of 110 N was used to prepare the support base, and the main body was machined so that the diameter (L1) of the contact part was 86.6 mm.
[比較例2]
受台の作製において、シート状の軟質ウレタンフォームを用いずに、当接部の直径(L1)が86.8mmとなるように本体部の切削加工を行ったこと以外は実施例1と同様にして、ハニカム構造体を得た。ここで、当接部の直径(L1)が86.8mmとなるように、厚み1mmの布を本体部とハニカム成形体の間に配置させて調整した。なお、布は、重さの緩衝効果はないため、硬度は求められないものである。
[Comparative Example 2]
A honeycomb structure was obtained in the same manner as in Example 1, except that in the preparation of the support base, no sheet-like soft urethane foam was used and the main body was machined so that the diameter (L1) of the contact portion was 86.8 mm. Here, a cloth with a thickness of 1 mm was placed between the main body and the honeycomb molded body to adjust the diameter (L1) of the contact portion to 86.8 mm. Note that the cloth does not have a weight-cushioning effect, so hardness is not required.
<評価>
実施例および比較例について、真円度および電極層の厚みのバラツキを評価した。評価方法は下記のとおりである。評価結果を表1および表2にまとめる。
<Evaluation>
The circularity and the thickness variation of the electrode layer were evaluated for the examples and comparative examples. The evaluation methods are as follows. The evaluation results are summarized in Tables 1 and 2.
1.真円度
レーザー変位計(レーザーセンサー、Micro-Epsilon社製)により真円度を評価した。具体的には、得られたハニカム成形体およびハニカム乾燥体の長さ方向の上端部(先端から6mmの部位)、下端部(終端から6mmの部位)および中央部(上端部と下端部との中間)の3点について外周形状を測定した。得られた測定データを、基準の外周形状に対してベストフィット処理を行い、基準値との差の絶対値を求めた。
なお、ハニカム焼成体(ハニカム構造部)の真円度は、ハニカム乾燥体の真円度と同程度(具体的には、最大でもハニカム乾燥体の真円度に対して0.05mm大きくなる程度)であった。
2.電極層の厚みのバラツキ
得られたハニカム構造体のセルの延びる方向に直交する複数の断面(先端および終端)における電極層の厚みを、光学顕微鏡により各断面において10点測定し、電極層の厚みのバラツキを評価した。
1. Circularity The circularity was evaluated using a laser displacement meter (laser sensor, manufactured by Micro-Epsilon Corporation). Specifically, the peripheral shapes of the obtained honeycomb molded body and dried honeycomb body were measured at three points in the length direction: the upper end (a portion 6 mm from the tip), the lower end (a portion 6 mm from the end), and the center (the middle between the upper end and the lower end). The obtained measurement data was subjected to a best-fit process with respect to a reference peripheral shape, and the absolute value of the difference from the reference value was calculated.
The roundness of the fired honeycomb body (honeycomb structure portion) was approximately the same as that of the dried honeycomb body (specifically, at most 0.05 mm larger than the roundness of the dried honeycomb body).
2. Variation in Thickness of Electrode Layer The thickness of the electrode layer at a plurality of cross sections (leading and trailing ends) of the obtained honeycomb structure perpendicular to the cell extension direction was measured at 10 points on each cross section using an optical microscope, and the variation in thickness of the electrode layer was evaluated.
比較例において、受台の当接部の周方向端部に衝突することによるハニカム成形体の変形を防止する観点から、表1に示すクリアランスよりも低い値に設定することは困難である。 In the comparative example, from the standpoint of preventing deformation of the honeycomb formed body due to collision with the circumferential end of the abutment portion of the support base, it is difficult to set the clearance to a value lower than that shown in Table 1.
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態で示した構成と実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, the configuration shown in the above-described embodiment can be replaced with a configuration that is substantially the same as the configuration shown in the above-described embodiment, a configuration that provides the same effects, or a configuration that can achieve the same purpose.
本発明の実施形態のハニカム構造体は、内燃機関の排ガスの処理(浄化)用途に好適に用いられ得る。 The honeycomb structure of the present invention can be suitably used for treating (purifying) exhaust gas from internal combustion engines.
10 ハニカム構造部、10a 第一端面、10b 第二端面、12 セル、14 隔壁、16 外周壁、20 電極層、30 ハニカム構造体、40 押出し成形機、41 押出し成形の金型(押え板)、42 口金、44 ハニカム成形体、50 本体部、51 溝部、60 当接部、60a 周方向端部、100 受台、L1 当接部(当接面)の径、L2 押出し成形の金型(押え板)の径。 10 Honeycomb structure portion, 10a First end face, 10b Second end face, 12 Cell, 14 Partition wall, 16 Outer wall, 20 Electrode layer, 30 Honeycomb structure, 40 Extrusion molding machine, 41 Extrusion molding die (pressure plate), 42 Die, 44 Honeycomb molded body, 50 Main body portion, 51 Groove portion, 60 Contact portion, 60a Circumferential end portion, 100 Receiving base, L1 Diameter of contact portion (contact surface), L2 Diameter of extrusion molding die (pressure plate).
Claims (6)
前記ハニカム構造体は、外周壁と前記外周壁の内側に配設される隔壁とを有するハニカム構造部と、前記ハニカム構造部の側面に配設される一対の電極層と、を備え、
前記電極層は、開口部が形成された製版の上から電極層形成材料をスキージで押圧して塗布することにより形成され、
前記成形工程は、前記押出し成形によって得られる円筒状のハニカム成形体のセルが延びる方向に沿う外周面を受台で支持して搬送することを含み、
前記受台は、前記セルが延びる方向に沿う溝部を有する本体部と、前記本体部の前記溝部に配置され前記ハニカム成形体の下半分に当接する円弧状の湾曲面を有する当接部と、を有し、
前記当接部は、硬度74N以下の材質で構成され、
前記円弧状の当接部の径と前記押出し成形の金型の径との差は0mm以上0.6mm以下である、
ハニカム構造体の製造方法。 A method for manufacturing a honeycomb structure, comprising: a molding step of extruding a molding material containing a ceramic raw material to obtain a honeycomb formed body; and a firing step of drying the honeycomb formed body to obtain a dried honeycomb body, thereby obtaining a honeycomb structure,
The honeycomb structure includes a honeycomb structure part having an outer peripheral wall and partition walls disposed inside the outer peripheral wall, and a pair of electrode layers disposed on side surfaces of the honeycomb structure part,
the electrode layer is formed by applying an electrode layer-forming material onto a plate having openings formed therein by pressing the material with a squeegee;
the forming step includes transporting the cylindrical honeycomb formed body obtained by the extrusion forming while supporting an outer peripheral surface thereof along a cell extension direction on a receiving table,
the support base has a main body portion having a groove portion along the extending direction of the cells, and a contact portion having an arc-shaped curved surface that is disposed in the groove portion of the main body portion and contacts a lower half of the honeycomb molded body,
The contact portion is made of a material having a hardness of 74N or less,
a difference between the diameter of the arc-shaped contact portion and the diameter of the die for extrusion molding being 0 mm or more and 0.6 mm or less;
A method for manufacturing a honeycomb structure.
前記ハニカム構造部の側面に配設される一対の電極層と、を備え、
前記ハニカム構造部は、炭化ケイ素および金属ケイ素を含み、
前記ハニカム構造部の前記セルの延びる方向に直交する面の真円度は1mm以下であり、
前記電極層の厚みは0.05mm以上0.50mm以下であり、前記電極層の厚みのバラツキは35%以下である、
ハニカム構造体。 a honeycomb structure portion having partition walls that define a plurality of cells that serve as fluid flow paths extending from a first end face to a second end face, and an outer peripheral wall located on the outer periphery;
a pair of electrode layers disposed on the side surfaces of the honeycomb structure section;
the honeycomb structure includes silicon carbide and silicon metal,
the roundness of the surface of the honeycomb structure part perpendicular to the cell extension direction is 1 mm or less,
The thickness of the electrode layer is 0.05 mm or more and 0.50 mm or less, and the variation in the thickness of the electrode layer is 35% or less.
Honeycomb structure.
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|---|---|---|---|---|
| US20100219556A1 (en) | 2009-02-27 | 2010-09-02 | Noni Douglas M | Support Tray For Extruded Ceramic Ware And Method |
| JP2014124616A (en) | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Method of manufacturing diesel particulate filter and pedestal for green honeycomb molded body |
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