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JP5476048B2 - Manufacturing method of honeycomb structure - Google Patents

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JP5476048B2 JP2009146089A JP2009146089A JP5476048B2 JP 5476048 B2 JP5476048 B2 JP 5476048B2 JP 2009146089 A JP2009146089 A JP 2009146089A JP 2009146089 A JP2009146089 A JP 2009146089A JP 5476048 B2 JP5476048 B2 JP 5476048B2
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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、サイズの大きい大型のハニカム構造体を高い寸法精度で製造す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, the present invention relates to a method for manufacturing a honeycomb structure capable of manufacturing a large honeycomb structure having a large size with high dimensional accuracy.

一般に、自動車排気ガス浄化用触媒担体に用いられるハニカム構造体は、量産性を向上させるために、押出成形によってハニカム成形体を得、得られたハニカム成形体を焼成することによって製造されている。   In general, a honeycomb structure used for a catalyst carrier for automobile exhaust gas purification is manufactured by obtaining a honeycomb formed body by extrusion molding and firing the obtained honeycomb formed body in order to improve mass productivity.

このような押出成形を用いたハニカム構造体の製造方法においては、押出成形に用いる坏土の成形性が低いため、得られたハニカム成形体の自重により、外周壁周辺のセルが潰れたり(セルヨレともいう)、外周部にササクレ状の不良が発生したりするといった問題が生じていた。また、得られるハニカム成形体の成形精度が低いため、焼成後のハニカム構造体の外周部を研削加工し、その外周面上に外周コート材からなる外周コート層を配設する必要が生じていた。特に、寸法精度の問題は、例えば、端面の直径が229mm以上の大型のハニカム構造体においてより深刻となる。   In such a method for manufacturing a honeycomb structure using extrusion molding, since the moldability of the clay used for extrusion molding is low, the cells around the outer peripheral wall may be crushed by the weight of the obtained honeycomb molded body (cellyore). In other words, there is a problem that a sasker-like defect occurs on the outer periphery. Further, since the forming accuracy of the obtained honeycomb formed body is low, it has been necessary to grind the outer peripheral portion of the fired honeycomb structure and dispose the outer peripheral coat layer made of the outer peripheral coat material on the outer peripheral surface. . In particular, the problem of dimensional accuracy becomes more serious in, for example, a large honeycomb structure having an end face diameter of 229 mm or more.

上記したように外周コート層を配設することにより、最終製品としてのハニカム構造体の真円度を向上させることは可能であるが、製造工程が極めて煩雑となり製造コストが増大する。   Although it is possible to improve the roundness of the honeycomb structure as a final product by arranging the outer peripheral coat layer as described above, the manufacturing process becomes very complicated and the manufacturing cost increases.

このため、例えば、押出成形用のコージェライト化原料バッチ中に、タルク、カオリン及び水酸化アルミニウムよりなる結晶水を有する偏平かつ板状のコージェライト化生原料を65重量%以上含有させ、且つこのコージェライト化生原料のBET比表面積がそれぞれ、タルクが7〜18m/g、カオリンが14〜22m/g、水酸化アルミニウムが6〜18m/gのものを使用する薄壁コージェライト質ハニカム構造体の製造方法が開示されている(特許文献1参照)。また、押出成形用のコージェライト化原料バッチ中に、タルク、カオリン、水酸化アルミニウムよりなる結晶水を有するコージェライト化生原料を65重量%以上含有させ、且つ平均粒径が5μm以上、BET比表面積が10m/g以下であるカオリンを10重量%以上配合させる製造方法も開示されている(特許文献2参照)。 For this reason, for example, a cordierite raw material batch for extrusion molding contains 65% by weight or more of a flat and plate-like cordierite raw material having crystal water composed of talc, kaolin and aluminum hydroxide, and each BET specific surface area of the cordierite-forming raw material, talc 7~18m 2 / g, kaolin 14~22m 2 / g, aluminum hydroxide using those 6~18m 2 / g thin wall cordierite A method for manufacturing a honeycomb structure is disclosed (see Patent Document 1). Also, the cordierite raw material batch for extrusion molding contains at least 65% by weight of a cordierite raw material having crystal water composed of talc, kaolin, and aluminum hydroxide, and has an average particle size of 5 μm or more and a BET ratio. A production method in which 10% by weight or more of kaolin having a surface area of 10 m 2 / g or less is also disclosed (see Patent Document 2).

特許第3150928号公報Japanese Patent No. 3150928 特許第3340689号公報Japanese Patent No. 3340689

しかしながら、上記した特許文献1及び2に記載されたハニカム構造体の製造方法は、隔壁の厚さが薄く、且つ比較的に小型のハニカム構造体を製造するための製造方法であり、自重により変形を生じ易い大型のハニカム構造体を製造する方法に適用することは困難であった。このため、比較的にサイズの大きい大型のハニカム構造体であっても、高い寸法精度で製造することが可能な製造方法の開発が要望されている。   However, the manufacturing method of the honeycomb structure described in Patent Documents 1 and 2 described above is a manufacturing method for manufacturing a relatively small honeycomb structure having a thin partition wall and is deformed by its own weight. It has been difficult to apply to a method for manufacturing a large honeycomb structure that is liable to cause erosion. For this reason, there is a demand for development of a manufacturing method capable of manufacturing a large honeycomb structure having a relatively large size with high dimensional accuracy.

本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、比較的にサイズの大きい大型のハニカム構造体であっても、高い寸法精度で製造することが可能な製造方法を提供するものである。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and a manufacturing method capable of manufacturing a large honeycomb structure having a relatively large size with high dimensional accuracy. Is to provide.

本発明者は、前記のような従来技術の課題を解決するために鋭意検討した結果、押出成形用の坏土を調製する工程において、レオメーター硬度を一定以上の値に保ちながら、流動性に優れた坏土を調製することにより、上記課題が解決されることに想到し、本発明を完成させた。具体的には、本発明により、以下のハニカム構造体の製造方法が提供される。   As a result of intensive studies to solve the problems of the prior art as described above, the inventor has achieved fluidity while maintaining the rheometer hardness at a certain value or more in the process of preparing the clay for extrusion molding. It was conceived that the above problems could be solved by preparing an excellent clay, and the present invention was completed. Specifically, the present invention provides the following method for manufacturing a honeycomb structure.

[1] セラミック原料を含有する成形原料を混合し混練して坏土を得る坏土調製工程と、得られた前記坏土をハニカム形状に押出成形してハニカム成形体を得る成形工程と、得られた前記ハニカム成形体を乾燥し、焼成して、流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁と、前記隔壁を囲むように配置された外壁とを有するハニカム構造体を得る焼成工程と、を備え、前記坏土調製工程において、レオメーター硬度を2.0kgfに調節した状態での押出成形時における押出し応力が25MPa以下となる前記坏土を調製するハニカム構造体の製造方法。 [1] A clay preparation step in which a forming raw material containing a ceramic raw material is mixed and kneaded to obtain a clay, a molding step in which the obtained clay is extruded into a honeycomb shape to obtain a honeycomb formed body, and A honeycomb structure having a porous partition wall for partitioning and forming a plurality of cells serving as fluid flow paths, and an outer wall disposed so as to surround the partition wall, by drying and firing the formed honeycomb molded body. A honeycomb structure for preparing the clay that has an extrusion stress of 25 MPa or less at the time of extrusion molding in a state in which the rheometer hardness is adjusted to 2.0 kgf in the clay preparation step. Method.

[2] 前記セラミック原料として、その粒度分布における1μm以下の粒子の割合が20体積%以上で、且つ10μm以上の粒子の割合が30体積%以上のセラミック原料を用いる前記[1]に記載のハニカム構造体の製造方法。 [2] The honeycomb according to [1], wherein the ceramic raw material is a ceramic raw material in which the proportion of particles of 1 μm or less in the particle size distribution is 20% by volume or more and the proportion of particles of 10 μm or more is 30% by volume or more. Manufacturing method of structure.

[3] 前記セラミック原料として、平均粒子径が1μm以下で、且つBET比表面積が17m/g以上のカオリン粒子、及び平均粒子径が5μm以上で、且つBET比表面積が7m/g以下であるカオリン粒子を少なくとも用いる前記[1]又は[2]に記載のハニカム構造体の製造方法。 [3] As the ceramic raw material, kaolin particles having an average particle diameter of 1 μm or less and a BET specific surface area of 17 m 2 / g or more, and an average particle diameter of 5 μm or more and a BET specific surface area of 7 m 2 / g or less. The method for manufacturing a honeycomb structured body according to [1] or [2], wherein at least certain kaolin particles are used.

[4] 前記カオリン粒子を、前記セラミック原料中に、2〜40質量%含有させる前記[3]に記載のハニカム構造体の製造方法。 [4] The method for manufacturing a honeycomb structure according to [3], wherein the kaolin particles are contained in the ceramic raw material in an amount of 2 to 40% by mass.

[5] 前記セラミック原料として、平均粒子径が25μm以上で、且つBET比表面積が2m/g以下であるタルク粒子を少なくとも用いる前記[1]〜[4]のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。 [5] The honeycomb structure according to any one of [1] to [4], wherein at least talc particles having an average particle diameter of 25 μm or more and a BET specific surface area of 2 m 2 / g or less are used as the ceramic raw material. Manufacturing method.

[6] 前記タルク粒子を、前記セラミック原料中に、1〜30質量%含有させる前記[5]に記載のハニカム構造体の製造方法。 [6] The method for manufacturing a honeycomb structured body according to [5], wherein 1 to 30% by mass of the talc particles are contained in the ceramic raw material.

[7] 前記セラミック原料として、仮焼カオリンと生カオリンとを少なくとも用い、前記生カオリンの使用量に対する前記仮焼カオリンの使用量の割合が、質量換算で25/75〜75/25である前記[1]〜[6]のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。 [7] As the ceramic raw material, at least calcined kaolin and raw kaolin are used, and the ratio of the amount of the calcined kaolin used to the amount of the raw kaolin used is 25/75 to 75/25 in terms of mass. The method for manufacturing a honeycomb structure according to any one of [1] to [6].

[8] 前記成形原料中に、吸水性ポリマーを0.1〜2質量%含有させる前記[1]〜[7]のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。 [8] The method for manufacturing a honeycomb structure according to any one of [1] to [7], wherein the forming raw material contains 0.1 to 2% by mass of a water-absorbing polymer.

[9] 前記成形原料中に、(メタ)アクリル酸系ポリマーを1〜4質量%含有させる前記[1]〜[8]のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。 [9] The method for manufacturing a honeycomb structure according to any one of [1] to [8], wherein 1 to 4% by mass of a (meth) acrylic acid polymer is contained in the forming raw material.

[10] 端面の直径が229mm以上の円柱状のハニカム構造体を製造する方法であり、前記ハニカム構造体の外周部を研削加工することなく、前記外周部の真円度を1mm以下に製造する前記[1]〜[9]のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。 [10] A method of manufacturing a cylindrical honeycomb structure having an end face diameter of 229 mm or more, and manufacturing the roundness of the outer peripheral portion to 1 mm or less without grinding the outer peripheral portion of the honeycomb structure. The method for manufacturing a honeycomb structure according to any one of [1] to [9].

本発明のハニカム構造体の製造方法によれば、ハニカム構造体を高い寸法精度で製造することができる。特に、本発明のハニカム構造体の製造方法は、サイズの大きい大型のハニカム構造体を製造する場合であっても、押出成形によって得られたハニカム成形体が変形し難いため、乾燥や焼成を行った後でも高い寸法精度を維持することができる。このため、従来のハニカム構造体の製造方法にて行われていた、外周部を研削加工して外周コート層を配設しなくとも、真円度の高いハニカム構造体を簡便且つ低コストに製造することができる。   According to the method for manufacturing a honeycomb structure of the present invention, the honeycomb structure can be manufactured with high dimensional accuracy. In particular, the method for manufacturing a honeycomb structure of the present invention performs drying and firing because the honeycomb formed body obtained by extrusion molding is not easily deformed even when manufacturing a large honeycomb structure having a large size. High dimensional accuracy can be maintained even after. For this reason, a honeycomb structure with high roundness can be easily and inexpensively manufactured without grinding the outer peripheral portion and disposing the outer peripheral coat layer, which has been performed by the conventional method for manufacturing a honeycomb structure. can do.

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るハニカム構造体を模式的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing a honeycomb structure manufactured by one embodiment of a method for manufacturing a honeycomb structure of the present invention.

以下、本発明のハニカム構造体の製造方法の実施形態について具体的に説明する。但し、本発明はその発明特定事項を備えるハニカム構造体の製造方法を広く包含するものであり、以下の実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the method for manufacturing a honeycomb structure of the present invention will be specifically described. However, the present invention broadly encompasses a method for manufacturing a honeycomb structure having the invention-specific matters, and is not limited to the following embodiments.

〔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実施形態は、図1に示すような、一方の端面11から他方の端面12まで貫通し流体の流路となる複数のセル2を区画形成する多孔質の隔壁3と、セル2を区画形成する隔壁3の外周を囲むように配設された外周壁4と、を備えたハニカム構造体1を製造する方法である。
[1] Manufacturing method of honeycomb structure:
One embodiment of a method for manufacturing a honeycomb structure according to the present invention is a porous structure in which a plurality of cells 2 penetrating from one end face 11 to the other end face 12 and serving as fluid flow paths are formed as shown in FIG. 1 and a peripheral wall 4 disposed so as to surround the outer periphery of the partition wall 3 that defines the cell 2.

本実施形態のハニカム構造体の製造方法は、セラミック原料を含有する成形原料を混合し混練して坏土を得る坏土調製工程(以下、「坏土調製工程(1)」ということがある)と、得られた坏土をハニカム形状に押出成形してハニカム成形体を得る成形工程(以下、「成形工程(2)」ということがある)と、得られた前記ハニカム成形体を乾燥し、焼成して、流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁と、隔壁を囲むように配置された外壁とを有するハニカム構造体を得る焼成工程(以下、「焼成工程(3)」ということがある)と、を備え、上記した坏土調製工程(1)において、レオメーター硬度を2.0kgfに調節した状態での押出成形時における押出し応力が25MPa以下となる坏土を調製するものである。そして、本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、このような坏土を、レオメーター硬度が2.0kgf以上、且つ押出し応力が25MPa以下となるような状態にて押出成形を行ってハニカム成形体を作製する。   In the method for manufacturing a honeycomb structure of the present embodiment, a clay preparation step in which a forming raw material containing a ceramic raw material is mixed and kneaded to obtain a clay (hereinafter, sometimes referred to as “a clay preparation step (1)”) A molding step of extruding the obtained clay into a honeycomb shape to obtain a honeycomb molded body (hereinafter sometimes referred to as “molding step (2)”), and drying the obtained honeycomb molded body, A firing step (hereinafter, referred to as “firing step (3)” is performed by firing to obtain a honeycomb structure having porous partition walls that form a plurality of cells serving as fluid flow paths and outer walls disposed so as to surround the partition walls. ) ”, And in the above-described clay preparation step (1), a clay having an extrusion stress of 25 MPa or less at the time of extrusion molding in a state in which the rheometer hardness is adjusted to 2.0 kgf. To be prepared. In the method for manufacturing a honeycomb structure of the present embodiment, such a clay is subjected to extrusion molding in a state where the rheometer hardness is 2.0 kgf or more and the extrusion stress is 25 MPa or less. A molded body is produced.

従来のハニカム構造体の製造方法においては、押出成形時における押出し応力を小さくして、換言すれば、坏土の流動性を向上させて成形性を向上させることは行われていたが、坏土の流動性の向上が主に注目されていたため、得られるハニカム成形体が柔らかくなりすぎ、成形後、例えば自重によって変形を生じ易く、特に大型のハニカム構造体を製造する場合には、寸法精度が著しく低下するものであった。即ち、成形用の坏土を押出形成してハニカム成形体を得る場合には、例えば、押出成形時における押出し応力を25MPa以下となるように、坏土の硬度(レオメーター硬度)を調節する必要があり、従来の製造方法において調製された坏土は、押出し応力を25MPa以下とすると、坏土の硬度(レオメーター硬度)が著しく低く(柔らかく)なるため、結果として、得られるハニカム成形体の硬度も低くなってしまっていた。   In the conventional method for manufacturing a honeycomb structure, the extrusion stress during extrusion molding is reduced, in other words, the fluidity of the clay is improved to improve the moldability. As a result, the honeycomb formed body obtained is too soft and is likely to be deformed, for example, by its own weight, especially when manufacturing a large honeycomb structure. It was significantly reduced. That is, in the case of obtaining a honeycomb formed body by extrusion forming a molding clay, it is necessary to adjust the hardness (rheometer hardness) of the clay so that the extrusion stress at the time of extrusion molding is 25 MPa or less, for example. Since the clay prepared by the conventional manufacturing method has an extrusion stress of 25 MPa or less, the hardness (rheometer hardness) of the clay is extremely low (soft). The hardness was also low.

本実施形態のハニカム構造体の製造方法は、一定値(2.0kgf)以上のレオメーター硬度を有しながらも、押出し応力を25MPa以下とすることが可能な坏土を用いてハニカム成形体を成形することによって、ハニカム構造体を高い寸法精度で製造することができる。特に、サイズの大きい大型のハニカム構造体を製造する場合であっても、押出成形によって得られたハニカム成形体が変形し難いため、乾燥や焼成を行った後でも高い寸法精度を維持することができる。即ち、押出成形時における押出し応力を小さくして、成形性を良好に保ちつつ、成形して得られるハニカム成形体を保形性に優れたものとすることができる。このため、従来のハニカム構造体の製造方法にて行われていた、外周部を研削加工して外周コート層を配設しなくとも、真円度の高いハニカム構造体を簡便且つ低コストに製造することができる。   The method for manufacturing a honeycomb structure according to the present embodiment uses a clay that has a rheometer hardness of a certain value (2.0 kgf) or more, and that can make the extrusion stress 25 MPa or less. By forming, the honeycomb structure can be manufactured with high dimensional accuracy. In particular, even when manufacturing a large honeycomb structure having a large size, the honeycomb molded body obtained by extrusion molding is not easily deformed, so that high dimensional accuracy can be maintained even after drying and firing. it can. That is, the extrusion stress at the time of extrusion molding can be reduced, and the honeycomb formed body obtained by molding can be made excellent in shape retention while maintaining good moldability. For this reason, a honeycomb structure with high roundness can be easily and inexpensively manufactured without grinding the outer peripheral portion and disposing the outer peripheral coat layer, which has been performed by the conventional method for manufacturing a honeycomb structure. can do.

なお、レオメーター硬度(kgf)は、厚さ50mmの押出し坏土について4箇所の貫入試験を行って測定された荷重の最初のピークの平均値とする。なお、貫入試験に用いられるプランジャーは直径3mmの円形とし、貫入速度は20mm/minとする。なお、このようなレオメーター硬度は、レオテック社製の「FUDOHレオメーター RT−2008D・D(商品名)」によって測定することができる。   In addition, rheometer hardness (kgf) is taken as the average value of the first peak of the load measured by conducting the penetration test of 4 places about the extruded clay of thickness 50mm. The plunger used for the penetration test is a circle with a diameter of 3 mm, and the penetration speed is 20 mm / min. Such rheometer hardness can be measured by “FUDOH rheometer RT-2008D • D (trade name)” manufactured by Rheotech.

また、押出成形時における押出し応力は、JIS K7199に準拠した方法で測定した値である。即ち、一定体積流量で坏土をシリンダによってスリットダイから押出す際に、その坏土にかかる押出し圧力(押出し荷重)を測定したものである。より具体的には、坏土を押出すシリンダ内径は直径25mmとし、スリットダイの断面形状を0.1×2.5mmとし、坏土をシリンダに充填し、シリンダのピストンを1mm/minの速さで押し、スリットダイの出口から薄板を押出成形する。このときのピストン先端に取り付けた圧力センサの値を、押出し圧力とする。上記方法により、押出成形によって得られるハニカム成形体の一部(隔壁)の成形性を模式化することができ、流動性の評価を行うことができる。なお、押出し応力が低いほど坏土の流動性がよいことを意味する。上記測定は、島津製作所社製の「オートグラフ AG−5000A(商品名)」によって行うことができる。   Moreover, the extrusion stress at the time of extrusion molding is a value measured by a method based on JIS K7199. That is, the extrusion pressure (extrusion load) applied to the clay when the clay is extruded from the slit die by the cylinder at a constant volume flow rate is measured. More specifically, the inner diameter of the cylinder through which the clay is extruded is 25 mm in diameter, the cross-sectional shape of the slit die is 0.1 × 2.5 mm, the cylinder is filled with the cylinder, and the cylinder piston is moved at a speed of 1 mm / min. Then, the thin plate is extruded from the exit of the slit die. The value of the pressure sensor attached to the piston tip at this time is defined as the extrusion pressure. According to the above method, the formability of a part (partition wall) of the honeycomb formed body obtained by extrusion molding can be modeled, and the fluidity can be evaluated. In addition, it means that the fluidity | liquidity of a clay is so good that extrusion stress is low. The said measurement can be performed by "Autograph AG-5000A (brand name)" by Shimadzu Corporation.

なお、上記したレオメーター硬度及び押出し応力を満足するような坏土は、坏土の調製に用いられる成形原料に含有させるセラミック原料の種類、粒子径、粒度分布、及び成形原料に含有されるその他の添加物の種類を適宜選択することによって調製することができる。   In addition, the clay that satisfies the rheometer hardness and extrusion stress described above is the type of ceramic raw material, the particle size, the particle size distribution, and the other contained in the forming raw material to be included in the forming raw material used for preparing the clay. It can be prepared by appropriately selecting the kind of additive.

なお、得られるハニカム成形体のレオメーター硬度が2.0kgf未満となるような坏土であると、得られるハニカム成形体の保形性が低下し、得られたハニカム成形体が変形し易くなってしまう。このため、乾燥、及び焼成の工程を経る間にハニカム成形体が変形し、得られるハニカム構造体の寸法精度が低くなってしまう。   In addition, if the clay is such that the rheometer hardness of the obtained honeycomb formed body is less than 2.0 kgf, the shape retention of the obtained honeycomb formed body is lowered, and the obtained honeycomb formed body is easily deformed. End up. For this reason, the honeycomb formed body is deformed during the drying and firing processes, and the dimensional accuracy of the obtained honeycomb structure is lowered.

また、押出成形時における押出し応力が25MPaを超えるような坏土であると、坏土の流動性が著しく低下し、押出成形が困難になったり、成形不良を生じることがある。   Further, if the clay is such that the extrusion stress at the time of extrusion molding exceeds 25 MPa, the fluidity of the clay is remarkably lowered, and extrusion molding may become difficult or defective molding may occur.

なお、坏土調製工程(1)にて調製する坏土は、レオメーター硬度が2kgf以上のものであることが好ましく、2.0〜2.2kgfのものであることが好ましい。これにより、得られるハニカム成形体のレオメーター硬度を2.0kgf以上とすることができ、保形性に優れた成形体を得ることができる。   The clay prepared in the clay preparation step (1) preferably has a rheometer hardness of 2 kgf or more, preferably 2.0 to 2.2 kgf. Thereby, the rheometer hardness of the obtained honeycomb molded body can be 2.0 kgf or more, and a molded body excellent in shape retention can be obtained.

また、この坏土は、押出成形時における押出し応力が25MPa以下となるように調製されたものであることが好ましく、18〜25MPaとなるように調製されたものであることが好ましい。   Moreover, this clay is preferably prepared so that the extrusion stress during extrusion molding is 25 MPa or less, and is preferably prepared so as to be 18 to 25 MPa.

以下、本実施形態のハニカム構造体の製造方法について、各工程毎に更に具体的に説明する。   Hereinafter, the method for manufacturing a honeycomb structured body of the present embodiment will be described more specifically for each step.

〔1−1〕坏土調製工程(1):
まず、本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、セラミック原料を含有する成形原料を混合し混練して、レオメーター硬度を2.0kgfに調節した状態での押出成形時における押出し応力が25MPa以下となる坏土を調製する(坏土調製工程(1))。
[1-1] Clay preparation step (1):
First, in the method for manufacturing a honeycomb structure of the present embodiment, the extrusion stress at the time of extrusion molding in a state where the rheometer hardness is adjusted to 2.0 kgf is mixed with a molding raw material containing a ceramic raw material and kneaded. The following kneaded clay is prepared (kneaded material preparing step (1)).

より具体的には、セラミック原料に、例えば、バインダ、界面活性剤、水等を添加して成形原料とする。セラミック原料としては、カオリン、タルク、仮焼カオリン、アルミナ、水酸化アルミニウム、シリカを挙げることができる。特に、カオリン、タルク、仮焼カオリン、アルミナ、水酸化アルミニウム、シリカからなる群より選択される少なくとも二以上の無機原料を、コージェライトの化学組成となるような割合で含むセラミック原料を好適例として挙げることができる。   More specifically, for example, a binder, a surfactant, water or the like is added to the ceramic raw material to obtain a forming raw material. Examples of the ceramic raw material include kaolin, talc, calcined kaolin, alumina, aluminum hydroxide, and silica. In particular, a ceramic material containing at least two or more inorganic raw materials selected from the group consisting of kaolin, talc, calcined kaolin, alumina, aluminum hydroxide, and silica in a proportion that will give a chemical composition of cordierite is a preferred example. Can be mentioned.

なお、本発明において、単に「カオリン」という場合には、鉱物として産出されるカオリン(生カオリンともいう)のことをいう。一方、「仮焼カオリン」とは、上記した生カオリンを、所定の温度、例えば、1000〜1100℃にて仮焼したもののことをいう。   In the present invention, the term “kaolin” simply refers to kaolin produced as a mineral (also referred to as raw kaolin). On the other hand, “calcined kaolin” refers to the above-described raw kaolin calcined at a predetermined temperature, for example, 1000 to 1100 ° C.

本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、上記セラミック原料として、その粒度分布における1μm以下の粒子の割合が20体積%以上で、且つ10μm以上の粒子の割合が30体積%以上のセラミック原料を用いることが好ましい。このように構成することによって、押出成形によって得られたハニカム成形体が変形し難いものとなり、乾燥や焼成を行った後でも高い寸法精度を維持することができる。例えば、粒度分布における1μm以下の粒子の割合が20体積%未満であると、微粒な粒子が少ないためベアリング効果を生むことができなく、流動性が向上しないことがあり、10μm以上の粒子の割合が30体積%未満であると、微粒な粒子が多すぎるため粒子が凝集し、流動性が向上しないことがある。ベアリング効果とは、微粒子が粗粒子の周りに存在することで粒子全体が流れやすくなる効果をいう。   In the method for manufacturing a honeycomb structure of the present embodiment, as the ceramic raw material, a ceramic raw material in which the proportion of particles of 1 μm or less in the particle size distribution is 20% by volume or more and the proportion of particles of 10 μm or more is 30% by volume or more. Is preferably used. By comprising in this way, the honeycomb molded body obtained by extrusion molding becomes difficult to deform, and high dimensional accuracy can be maintained even after drying and firing. For example, if the ratio of particles of 1 μm or less in the particle size distribution is less than 20% by volume, the bearing effect cannot be produced because there are few fine particles, and the fluidity may not be improved. If it is less than 30% by volume, there are too many fine particles, so that the particles may aggregate and the fluidity may not be improved. The bearing effect refers to an effect that the entire particles are easy to flow when the fine particles are present around the coarse particles.

なお、上記した粒度分布における各粒子径の粒子の割合は、例えば、横軸に粒子径(μm)、縦軸に割合(体積%)の粒度分布を示すグラフを作成し、そのグラフから粒子の割合(体積%)を読み取ることができる。   In addition, the ratio of the particle | grains of each particle diameter in the above-mentioned particle size distribution produces the graph which shows the particle size distribution of a particle diameter (micrometer) on a horizontal axis, and a ratio (volume%) on a vertical axis | shaft, for example, The ratio (volume%) can be read.

また、セラミック原料として、平均粒子径が1μm以下で、且つBET比表面積が17m/g以上のカオリン粒子、及び平均粒子径が5μm以上で、且つBET比表面積が7m/g以下であるカオリン粒子を少なくとも用いることが好ましい。このように構成することによって、粒子径大小の組合せによってベアリング効果を生み、流動性を向上させることができ、且つ坏土調製に必要な水分量を低減させることができる。例えば、カオリン粒子の平均粒子径が1μm以下で、且つBET比表面積が17m/g未満であると、粗粒子の周りに微粒子が密に存在しないため、流動性が向上しないことがあり、一方、平均粒子径が5μm以上で、且つBET比表面積が7m/gを超えると、微粒子との相互作用が生まれず、流動性が向上しないことがある。 Further, as ceramic raw materials, kaolin particles having an average particle diameter of 1 μm or less and a BET specific surface area of 17 m 2 / g or more, and kaolin having an average particle diameter of 5 μm or more and a BET specific surface area of 7 m 2 / g or less. It is preferable to use at least particles. By comprising in this way, a bearing effect can be produced by the combination of particle size large and small, fluidity | liquidity can be improved, and the moisture content required for clay preparation can be reduced. For example, when the average particle diameter of kaolin particles is 1 μm or less and the BET specific surface area is less than 17 m 2 / g, fine particles do not exist densely around the coarse particles, and thus the fluidity may not be improved. When the average particle diameter is 5 μm or more and the BET specific surface area exceeds 7 m 2 / g, the interaction with the fine particles is not generated and the fluidity may not be improved.

なお、このような特定の平均粒子径及びBET比表面積のカオリン粒子は、セラミック原料中に、2〜40質量%含有させることが好ましく、20〜35質量%含有させることが更に好ましい。このようなカオリン粒子の含有割合が2質量%未満であると、押出し応力が25MPa以下になり難く、一方、40質量%を超えると、ハニカム成形体を焼成する際にひび割れ(キレ)が発生することがある。   Such kaolin particles having a specific average particle diameter and BET specific surface area are preferably contained in the ceramic raw material in an amount of 2 to 40% by mass, and more preferably 20 to 35% by mass. When the content of such kaolin particles is less than 2% by mass, the extrusion stress is unlikely to be 25 MPa or less. On the other hand, when the content exceeds 40% by mass, cracks (cracks) occur when the honeycomb formed body is fired. Sometimes.

なお、上記した平均粒子径は、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置で測定した粒度分布のメジアン径の値である。   The above average particle diameter is the median diameter value of the particle size distribution measured with a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus.

また、BET比表面積は、例えば、BET流動法を測定原理としたBET比表面積測定器によって測定することができる。具体的な測定方法としては、例えば、試料(例えば、セラミック粒子)を吸着セルに入れ、加熱しながらセル内を真空にすることにより試料表面に吸着しているガス分子を取り除いた後に、試料の質量を測定する。次に、ガス分子を取り除いた試料が封入された吸着セル内に、窒素ガスを流す。これにより、試料表面に窒素が吸着し、更に流入させるガスの流量を増やすと、ガス分子が試料表面に複数の層を形成する。ここで、上記の過程を圧力の変化に対する吸着量の変化としてプロットし、グラフを作成する。得られたグラフから、試料表面にだけ吸着したガス分子の吸着量をBET吸着等温式より求める。窒素分子はあらかじめ吸着占有面積が判明しているため、ガス分子の吸着量により試料の表面積を算出することができる。   The BET specific surface area can be measured by, for example, a BET specific surface area measuring instrument using the BET flow method as a measurement principle. As a specific measuring method, for example, a sample (for example, ceramic particles) is placed in an adsorption cell, and after the gas molecules adsorbed on the sample surface are removed by evacuating the inside of the cell while heating, Measure the mass. Next, nitrogen gas is passed through the adsorption cell in which the sample from which the gas molecules have been removed is enclosed. As a result, when nitrogen is adsorbed on the sample surface and the flow rate of the inflowing gas is further increased, gas molecules form a plurality of layers on the sample surface. Here, the above process is plotted as a change in adsorption amount with respect to a change in pressure, and a graph is created. From the obtained graph, the adsorption amount of the gas molecules adsorbed only on the sample surface is obtained from the BET adsorption isotherm. Since the adsorption occupation area of nitrogen molecules is known in advance, the surface area of the sample can be calculated from the amount of adsorption of gas molecules.

また、本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、セラミック原料として、平均粒子径が25μm以上で、且つBET比表面積が2m/g以下であるタルク粒子を少なくとも用いることが好ましい。このように構成することによって、微粒子によるベアリング効果を生み、流動性を向上させることができ、且つ坏土調製に必要な水分量を低減させることができる。例えば、タルク粒子の平均粒子径が25μm以上で、且つBET比表面積が2m/gを超えると、粒子との相互作用が生まれず、流動性が向上しないことがある。 In the method for manufacturing a honeycomb structured body of the present embodiment, it is preferable to use at least talc particles having an average particle diameter of 25 μm or more and a BET specific surface area of 2 m 2 / g or less as the ceramic raw material. By comprising in this way, the bearing effect by microparticles | fine-particles can be produced, fluidity | liquidity can be improved, and the moisture content required for clay preparation can be reduced. For example, when the average particle diameter of the talc particles is 25 μm or more and the BET specific surface area exceeds 2 m 2 / g, the interaction with the particles is not generated and the fluidity may not be improved.

なお、このような所定の平均粒子径及びBET比表面積のタルク粒子は、セラミック原料中に、1〜30質量%含有させることが好ましく、20〜25質量%含有させることが更に好ましい。なお、このようなタルク粒子の含有割合が1質量%未満であると、押出し荷応力が25MPa以下になり難く、一方、30質量%を超えると、粗大粒子の割合が大きくなり、ハニカム成形体(又は焼成後のハニカム構造体)を構成する隔壁に欠陥を生じることがある。また、このようなタルク粒子は、上記したカオリン粒子と併用して用いることが更に好ましい。上記タルク粒子及びカオリン粒子を併用して用いることによって、粗粒子と微粒子の相互作用により流動性を大きく向上させることができる。   Such talc particles having a predetermined average particle diameter and BET specific surface area are preferably contained in the ceramic raw material in an amount of 1 to 30% by mass, and more preferably 20 to 25% by mass. When the content of such talc particles is less than 1% by mass, the extruding load stress is unlikely to be 25 MPa or less. On the other hand, when the content exceeds 30% by mass, the proportion of coarse particles increases, and the honeycomb formed body ( Alternatively, defects may occur in the partition walls constituting the fired honeycomb structure. Such talc particles are more preferably used in combination with the kaolin particles described above. By using the talc particles and kaolin particles in combination, the fluidity can be greatly improved by the interaction between the coarse particles and the fine particles.

また、セラミック原料として、仮焼カオリンと生カオリンとを少なくとも用い、上記生カオリンの使用量に対する上記仮焼カオリンの使用量の割合が、質量換算で25/75〜75/25であることが好ましい。このように構成することによって、ハニカム構造体をより高い寸法精度で歩留まりよく製造することができる。上記仮焼カオリンの使用量の割合は、40/60〜60/40であることが更に好ましい。なお、上記生カオリンは、上述した特定の平均粒子径及びBET比表面積のカオリン粒子であることが特に好ましい。仮焼カオリンの使用量の割合が25/75未満であると、坏土の成形性が向上し難くなることがあり、一方、仮焼カオリンの使用量の割合が75/25超であると、ハニカム成形体を焼成する際にひび割れ(キレ)が発生することがある。   Moreover, it is preferable to use at least calcined kaolin and raw kaolin as the ceramic raw material, and the ratio of the amount of the calcined kaolin used to the amount of the raw kaolin used is 25/75 to 75/25 in terms of mass. . With this configuration, the honeycomb structure can be manufactured with higher dimensional accuracy and high yield. The ratio of the amount of the calcined kaolin used is more preferably 40/60 to 60/40. The raw kaolin is particularly preferably kaolin particles having the specific average particle diameter and BET specific surface area described above. If the ratio of the amount of calcined kaolin used is less than 25/75, the moldability of the clay may be difficult to improve, while the ratio of the amount of calcined kaolin used is more than 75/25, When the honeycomb formed body is fired, cracks may occur.

セラミック原料として、以上説明したようなセラミック原料を使用することによって、レオメーター硬度が2.0kgf以上で、且つ押出成形時における押出し応力が25MPa以下となる坏土を良好に調製することができる。   By using the ceramic raw material described above as the ceramic raw material, a clay having a rheometer hardness of 2.0 kgf or more and an extrusion stress of 25 MPa or less at the time of extrusion molding can be well prepared.

坏土を調製する際に使用する水は、成形原料全体に対して15〜28質量%であることが好ましく、18〜22質量%であることが更に好ましい。なお、この水の量は、使用するセラミック原料の種類と、レオメーター硬度及び押出し応力の値を考慮して、上記範囲からより最適な配合割合を決定することができる。   The water used for preparing the kneaded material is preferably 15 to 28% by mass, more preferably 18 to 22% by mass, based on the entire forming raw material. In addition, the amount of this water can determine the optimal mixing | blending ratio from the said range in consideration of the kind of ceramic raw material to be used, the value of rheometer hardness, and an extrusion stress.

また、この坏土調製工程(1)においては、成形原料中に、吸水性ポリマーを0.1〜2質量%含有させることが好ましく、0.4〜2質量%含有させることが更に好ましい。このように構成することによって、ハニカム構造体をより高い寸法精度で歩留まりよく製造することができる。なお、吸水性ポリマーの含有量が0.1質量%未満であると、坏土の成形性が向上し難くなることがあり、一方、吸水性ポリマーの含有量が2質量%を超えると、坏土を調製する際に必要となる水の比率を多くする必要が生じ、ハニカム成形体の乾燥を十分にできなくなるおそれがある。   Moreover, in this clay preparation process (1), it is preferable to contain 0.1-2 mass% of water-absorbing polymers in a shaping | molding raw material, and it is still more preferable to contain 0.4-2 mass%. With this configuration, the honeycomb structure can be manufactured with higher dimensional accuracy and high yield. If the water-absorbing polymer content is less than 0.1% by mass, the moldability of the clay may be difficult to improve. On the other hand, if the water-absorbing polymer content exceeds 2% by mass, There is a need to increase the ratio of water required when preparing the soil, and the honeycomb formed body may not be sufficiently dried.

吸水性ポリマーとしては、例えば、粒子状で、吸水後の平均粒径が2〜200μmである吸水性ポリマーを好適例として挙げることができる。なお、吸水倍率が15〜20倍であり、吸水後の平均粒径が10〜30μmの吸水性ポリマー(例えば、吸水性樹脂)を更に好適に用いることができる。具体的な吸水性ポリマーの種類としては、上記特性を有するアクリル系樹脂を挙げることができる。   As a water-absorbing polymer, for example, a water-absorbing polymer having a particle shape and an average particle diameter after water absorption of 2 to 200 μm can be mentioned as a suitable example. A water-absorbing polymer (for example, a water-absorbing resin) having a water absorption ratio of 15 to 20 times and an average particle diameter after water absorption of 10 to 30 μm can be used more suitably. Specific examples of the water-absorbing polymer include acrylic resins having the above characteristics.

上述したように、吸水性ポリマーとして、吸水後の平均粒径が10〜30μmの吸水性ポリマーを用いた場合には、得られるハニカム構造体の耐熱衝撃性を向上させることが可能となる。この理由としては、得られるハニカム構造体に、10〜30μmの吸水性ポリマーに起因する10〜30μmの細孔が多く形成され、熱衝撃のクラック進展を緩和するのではないかと推測される。例えば、吸水性ポリマーの吸水後の平均粒径が10μm未満の場合には、ハニカム構造体に形成される細孔も小さくなり、且つ平均細孔径も小さくなるため、熱衝撃のクラック進展を十分に緩和できないことがあり、一方、吸水性ポリマーの吸水後の平均粒径が30μmを超えると、ハニカム構造体に形成される細孔が大きくなり、強度が低下することがある。   As described above, when a water-absorbing polymer having an average particle diameter after water absorption of 10 to 30 μm is used as the water-absorbing polymer, the thermal shock resistance of the resulting honeycomb structure can be improved. This is presumably because the resulting honeycomb structure has many 10 to 30 μm pores due to the 10 to 30 μm water-absorbing polymer, which alleviates the crack growth of thermal shock. For example, when the water-absorbing polymer has an average particle diameter after water absorption of less than 10 μm, the pores formed in the honeycomb structure also become smaller and the average pore diameter also becomes smaller. On the other hand, if the average particle diameter of the water-absorbing polymer after water absorption exceeds 30 μm, the pores formed in the honeycomb structure may become large and the strength may be lowered.

本実施形態のハニカム構造体の製造方法に用いられる吸水性ポリマーとは、セラミック原料や有機バインダとともに水と混合、混練されると、吸水して、そのポリマー中に水分を保持した構造となり、機械的強度が高く潰れ難い特性を有するポリマーを意味する。吸水性ポリマー及びセラミック原料は、混合、混練されると、顆粒状となるため、坏土の可塑性を向上させることができる。このような状態で、坏土を押出成形してハニカム成形体を行う場合には、押出型(口金)より押出される坏土の交点圧着が十分に行われるため、欠陥生成を抑制することができる。なお、交点圧着とは、坏土が押出型から押出されることにより、押出型の左右上下の4方向の溝から流れて一点で合流する坏土の結合現象をいう。   The water-absorbing polymer used in the method for manufacturing a honeycomb structure of the present embodiment is a structure in which water is absorbed when mixed and kneaded with water together with a ceramic raw material and an organic binder, and moisture is retained in the polymer. It means a polymer having high strength and resistance to crushing. Since the water-absorbing polymer and the ceramic raw material are granulated when mixed and kneaded, the plasticity of the clay can be improved. In such a state, when forming the honeycomb formed body by extruding the kneaded material, the cross-section pressure bonding of the kneaded material extruded from the extrusion die (die) is sufficiently performed, so that the generation of defects can be suppressed. it can. In addition, the intersection pressure bonding refers to a bonding phenomenon of the clay that flows from the grooves in the four directions on the left, right, and top of the extrusion mold and merges at one point when the clay is extruded from the extrusion mold.

このような吸水性ポリマーとしては、例えば、国際公開第2005/063360号パンフレットに記載された吸水性樹脂を好適に用いることができる。   As such a water-absorbing polymer, for example, a water-absorbing resin described in International Publication No. 2005/063360 pamphlet can be suitably used.

なお、このような吸水性ポリマーを用いる場合には、上述した特定の平均粒子径やBET比表面積のセラミック原料と併用して用いることにより、ハニカム構造体をより高い寸法精度で製造することが可能となる。   When such a water-absorbing polymer is used, the honeycomb structure can be manufactured with higher dimensional accuracy by using in combination with the ceramic raw material having the specific average particle diameter or BET specific surface area described above. It becomes.

また、成形原料中に、(メタ)アクリル酸系ポリマーを1〜4質量%含有させてもよい。なお、(メタ)アクリル酸系ポリマーは、2〜4質量%含有させることが更に好ましい。このように構成することによって、ハニカム構造体をより高い寸法精度で歩留まりよく製造することができる。なお、(メタ)アクリル酸系ポリマーの含有量が1質量%未満であると、坏土の成形性が向上し難くなることがあり、一方、(メタ)アクリル酸系ポリマーの含有量が4質量%超であっても、それ以上の成形性の向上は認められないことがある。   Moreover, you may contain 1-4 mass% of (meth) acrylic-acid type polymers in a shaping | molding raw material. The (meth) acrylic acid polymer is more preferably contained in an amount of 2 to 4% by mass. With this configuration, the honeycomb structure can be manufactured with higher dimensional accuracy and high yield. If the content of the (meth) acrylic acid polymer is less than 1% by mass, the moldability of the clay may be difficult to improve, while the content of the (meth) acrylic acid polymer is 4% by mass. Even if it exceeds%, further improvement in formability may not be observed.

上記した(メタ)アクリル酸系ポリマーは、(メタ)アクリル酸(塩)及び下記一般式(1)で表されるビニルモノマーに由来する構造単位を含有するポリマーのことである。   The (meth) acrylic acid-based polymer described above is a polymer containing a structural unit derived from (meth) acrylic acid (salt) and a vinyl monomer represented by the following general formula (1).

−O−(AO−)X ・・・・(1)
(但し、上記一般式(1)において、Rは(メタ)アクリロイル基、AOは炭素数2〜4のオキシアルキレン基、Xは水素又は炭素数1〜12のアルキル基を示し、pは1〜200の整数である。)
R 1 —O— (AO—) p X (1)
(In the general formula (1), R 1 is a (meth) acryloyl group, AO is an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms, X is hydrogen or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and p is 1 It is an integer of ~ 200.)

なお、(メタ)アクリル酸(塩)としては、公知の(メタ)アクリル酸(塩)を使用することができる。塩には、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩等が含まれる。これらは2種以上の混合物であってもよい。なお、本明細書において「(メタ)アクリル」とは、アクリル及びメタクリルをいう。即ち、「(メタ)アクリル酸」は、「アクリル酸及び/又はメタクリル酸」を意味し、「アクリル酸(塩)」は、「アクリル酸及び/又はアクリル酸塩」を意味する。   In addition, as (meth) acrylic acid (salt), well-known (meth) acrylic acid (salt) can be used. Salts include alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts, organic amine salts and the like. These may be a mixture of two or more. In the present specification, “(meth) acryl” refers to acryl and methacryl. That is, “(meth) acrylic acid” means “acrylic acid and / or methacrylic acid”, and “acrylic acid (salt)” means “acrylic acid and / or acrylate”.

公知の(メタ)アクリル酸(塩)のうち、押出成形性等の観点から、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩、(メタ)アクリル酸アンモニウム塩、(メタ)アクリル酸有機アミン塩、更に好ましいのは(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸ナトリウム塩、(メタ)アクリル酸アンモニウム塩、(メタ)アクリル酸有機アミン塩、最も好ましいのはメタクリル酸、メタクリル酸アンモニウム塩、メタクリル酸有機アミン塩を好適例として挙げることができる。   Of the known (meth) acrylic acid (salt), from the viewpoint of extrusion moldability, (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid alkali metal salt, (meth) acrylic acid ammonium salt, (meth) acrylic acid organic Amine salts, more preferred are (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid sodium salt, (meth) acrylic acid ammonium salt, (meth) acrylic acid organic amine salt, most preferred are methacrylic acid, ammonium methacrylate salt, A preferred example is a methacrylic acid organic amine salt.

上記一般式(1)において、Rは、メタクリロイル基であることが好ましい。これにより、押出成形時における成形性を向上させることができる。 In the general formula (1), R 1 is preferably a methacryloyl group. Thereby, the moldability at the time of extrusion molding can be improved.

また、上記一般式(1)において、AOは、オキシエチレン基及びオキシプロピレン基が好ましく、オキシエチレン基が更に好ましい。このように構成することによって、押出成形時に成形性を更に向上させることができる。   In the general formula (1), AO is preferably an oxyethylene group or an oxypropylene group, and more preferably an oxyethylene group. By comprising in this way, a moldability can be further improved at the time of extrusion molding.

なお、上記一般式(1)においてpが2以上の場合、複数の炭素数2〜4のオキシアルキレン基(AO)は、同一のものであってもよいし、異なるものであってもよい。複数種類のオキシアルキレン基が混在する場合には、その結合形態はブロック状、ランダム状及びこれらの混合のいずれであってもよい。   In the general formula (1), when p is 2 or more, the plurality of oxyalkylene groups (AO) having 2 to 4 carbon atoms may be the same or different. When a plurality of types of oxyalkylene groups are mixed, the bonding form may be any of a block form, a random form, and a mixture thereof.

上記一般式(1)におけるpは、9〜190の整数であることが好ましく、21〜150の整数であることが更に好ましく、30〜100の整数であることが特に好ましい。このように構成することによって、押出成形時に成形性を更に向上させることができる。   P in the general formula (1) is preferably an integer of 9 to 190, more preferably an integer of 21 to 150, and particularly preferably an integer of 30 to 100. By comprising in this way, a moldability can be further improved at the time of extrusion molding.

上記一般式(1)におけるXとしては、炭素数1〜12の直鎖アルキル基、及び炭素数3〜12の分岐アルキル基を挙げることができる。直鎖アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−ウンデシル基及びn−ドデシル基等が好ましく、分岐アルキル基としては、イソプロピル基、t−ブチル基、2−エチルヘキシル基、イソデシル基及びイソドデシル基等が好ましい。なかでも、直鎖アルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、n−ブチル基、n−ヘキシル基及びn−オクチル基が特に好ましい。このように構成することによって、押出成形時における成形性を更に向上させることができる。   Examples of X in the general formula (1) include linear alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms and branched alkyl groups having 3 to 12 carbon atoms. As the linear alkyl group, a methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, an n-hexyl group, an n-octyl group, an n-decyl group, an n-undecyl group, an n-dodecyl group, and the like are preferable. Is preferably an isopropyl group, a t-butyl group, a 2-ethylhexyl group, an isodecyl group, an isododecyl group, or the like. Among these, a linear alkyl group is more preferable, and a methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, an n-hexyl group, and an n-octyl group are particularly preferable. By comprising in this way, the moldability at the time of extrusion molding can further be improved.

上記一般式(1)で表されるビニルモノマーとしては、アルキルポリオキシアルキレン(メタ)アクリレート、ポリオキシアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレートを挙げることができる。   Examples of the vinyl monomer represented by the general formula (1) include alkyl polyoxyalkylene (meth) acrylate and polyoxyalkylene glycol mono (meth) acrylate.

(メタ)アクリル酸系ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、42,000〜240,000であることが好ましく、50,000〜150,000であることが更に好ましい。なお、上記した(メタ)アクリル酸系ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)法(標準物質:ポリエチレングリコール)による重量平均分子量である。重量平均分子量が42,000未満であると、粘性が下がるため流動性が向上するが、保形性が低下してしまうことがあり、重量平均分子量が240,000を超えると、粘性が上がるため保形性は向上するが、流動性が低下することがある。   The weight average molecular weight (Mw) of the (meth) acrylic acid polymer is preferably 42,000 to 240,000, and more preferably 50,000 to 150,000. The weight average molecular weight (Mw) of the above (meth) acrylic acid polymer is a weight average molecular weight determined by gel permeation chromatography (GPC) method (standard substance: polyethylene glycol). When the weight average molecular weight is less than 42,000, the viscosity is lowered and the fluidity is improved. However, the shape retention may be lowered, and when the weight average molecular weight exceeds 240,000, the viscosity is increased. Although shape retention is improved, fluidity may be reduced.

また、(メタ)アクリル酸系ポリマーは、40%水溶性ポリマーであることが好ましい。このように構成することによって、押出成形時における成形性を更に向上させることができる。なお、「40%水溶性ポリマー」とは、ポリマーを40質量%含んだ水溶液のことをいう。   The (meth) acrylic acid polymer is preferably a 40% water-soluble polymer. By comprising in this way, the moldability at the time of extrusion molding can further be improved. The “40% water-soluble polymer” refers to an aqueous solution containing 40% by mass of a polymer.

このような(メタ)アクリル酸系ポリマーとしては、例えば、特開2008−137829号公報に記載されたビニルポリマー(ビニルポリマー(P))を好適に用いることができる。   As such a (meth) acrylic acid polymer, for example, a vinyl polymer (vinyl polymer (P)) described in JP 2008-137829 A can be suitably used.

なお、このような(メタ)アクリル酸系ポリマーを用いる場合には、上述した特定の平均粒子径やBET比表面積のセラミック原料と併用して用いることにより、ハニカム構造体をより高い寸法精度で製造することが可能となる。   When such a (meth) acrylic acid polymer is used, a honeycomb structure can be produced with higher dimensional accuracy by using in combination with the above-mentioned ceramic raw material having a specific average particle diameter or BET specific surface area. It becomes possible to do.

このような成形原料を混合し混練して坏土を調製する。成形原料を混練して坏土を調製する方法としては特に制限はなく、例えば、ニーダー、真空土練機等を用いる方法を挙げることができる。   Such molding raw materials are mixed and kneaded to prepare a clay. There is no restriction | limiting in particular as a method of knead | mixing a shaping | molding raw material and preparing a clay, For example, the method of using a kneader, a vacuum clay kneader, etc. can be mentioned.

〔1−2〕成形工程(2):
次に、本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、得られた坏土をハニカム形状に押出成形してハニカム成形体を得る(成形工程(2))。
[1-2] Molding step (2):
Next, in the method for manufacturing a honeycomb structure of the present embodiment, the obtained clay is extruded into a honeycomb shape to obtain a honeycomb formed body (forming step (2)).

坏土を押出成形する方法については特に制限はなく、従来公知のハニカム構造体の製造方法において行われる成形方法に準じて行うことができる。例えば、所望のセル形状、隔壁厚さ、セル密度を有する口金を用いて押出成形してハニカム成形体を形成する方法等を好適例として挙げることができる。口金の材質としては、摩耗し難い超硬合金が好ましい。   There is no restriction | limiting in particular about the method of extruding a kneaded material, It can carry out according to the shaping | molding method performed in the manufacturing method of a conventionally well-known honeycomb structure. For example, a method of forming a honeycomb formed body by extrusion molding using a die having a desired cell shape, partition wall thickness, and cell density can be cited as a suitable example. As the material of the die, a cemented carbide which does not easily wear is preferable.

ハニカム成形体の隔壁の厚さは、焼成後に、0.05〜0.45mmとなるものであることが好ましく、焼成後に、0.06〜0.43mmとなるものであることが更に好ましい。0.05mmより薄いと、得られるハニカム構造体の強度が低下することがあり、0.45mmより厚いと、ハニカム構造体をDPF等のフィルタとして用いた場合に、排ガスがセル内を通過するときの圧力損失が大きくなることがある。   The partition wall thickness of the formed honeycomb body is preferably 0.05 to 0.45 mm after firing, and more preferably 0.06 to 0.43 mm after firing. If it is thinner than 0.05 mm, the strength of the resulting honeycomb structure may be reduced. If it is thicker than 0.45 mm, when the honeycomb structure is used as a filter such as DPF, the exhaust gas passes through the cell. The pressure loss may increase.

ハニカム成形体の中心軸に直交する断面のセル密度は、8〜155セル/cmであることが好ましく、16〜140セル/cmであることが更に好ましい。8セル/cmより小さいと、得られるハニカム構造体の強度が低下することがあり、155セル/cmより大きいと、ハニカム構造体をDPF等のフィルタとして用いた場合に、排ガスがセル内を通過するときの圧力損失が大きくなることがある。 The cell density of a cross section perpendicular to the central axis of the honeycomb formed body is preferably 8-155 cells / cm 2, more preferably from 16 to 140 cells / cm 2. If it is less than 8 cells / cm 2 , the strength of the resulting honeycomb structure may be reduced. If it is greater than 155 cells / cm 2 , the exhaust gas is not contained in the cell when the honeycomb structure is used as a filter such as a DPF. Pressure loss when passing through may increase.

また、ハニカム成形体のセル形状は特に限定されないが、中心軸に直交する断面において、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形、円形、又は楕円形であることが好ましく、その他不定形であってもよい。   The cell shape of the honeycomb formed body is not particularly limited, but in a cross section perpendicular to the central axis, it is preferably a polygon such as a triangle, a quadrangle, a pentagon, a hexagon, a circle, or an ellipse, and other irregular shapes. There may be.

また、ハニカム成形体の外形としては、特に限定されないが、円筒形、楕円筒形、四角筒形等の底面多角形の筒形状、底面不定形の筒形状等を挙げることができる。また、ハニカム成形体の大きさは、特に限定されないが、中心軸方向長さが100〜360mmであることが好ましい。また、例えば、ハニカム成形体の外形が円筒状の場合、その端面の直径が40〜360mmであることが好ましい。本実施形態のハニカム構造体の製造方法は、比較的大型、即ち、端面の直径が229mm以上の円柱状のハニカム構造体の製造方法として特に有効である。   Further, the outer shape of the honeycomb formed body is not particularly limited, and examples thereof include a cylindrical shape of a bottom surface such as a cylindrical shape, an elliptical cylindrical shape, and a rectangular cylindrical shape, and a cylindrical shape having an indefinite bottom shape. Further, the size of the honeycomb formed body is not particularly limited, but the length in the central axis direction is preferably 100 to 360 mm. For example, when the honeycomb molded body has a cylindrical outer shape, the diameter of the end face is preferably 40 to 360 mm. The method for manufacturing a honeycomb structure of the present embodiment is particularly effective as a method for manufacturing a honeycomb structure having a relatively large size, that is, a columnar honeycomb structure having an end face diameter of 229 mm or more.

従来のハニカム構造体の製造方法では、端面の直径が229mm以上の円柱状のハニカム構造体を高い寸法精度で製造することは困難であり、隔壁と外周壁とを一体化してハニカム構造体を製造したとしても、外周部分の真円度が低下し、DPF等に使用する場合には、外周部を一度研削加工して引き剥がし、その外周部分に外周コート層を別途配設しなければならなかった。本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、端面の直径が229mm以上の円柱状のハニカム構造体の真円度を1mm以下に抑えることが可能となる。なお、「真円度」とは、焼成して得られるハニカム構造体の最大外径(mm)から最小外径(mm)を減算した値のことをいう。   In the conventional method for manufacturing a honeycomb structure, it is difficult to manufacture a cylindrical honeycomb structure having an end face diameter of 229 mm or more with high dimensional accuracy, and the partition wall and the outer peripheral wall are integrated to manufacture the honeycomb structure. However, when the roundness of the outer peripheral portion is reduced and used in a DPF or the like, the outer peripheral portion must be ground and peeled off once, and an outer peripheral coat layer must be separately provided on the outer peripheral portion. It was. In the method for manufacturing a honeycomb structure of the present embodiment, the roundness of a cylindrical honeycomb structure having an end face diameter of 229 mm or more can be suppressed to 1 mm or less. The “roundness” refers to a value obtained by subtracting the minimum outer diameter (mm) from the maximum outer diameter (mm) of the honeycomb structure obtained by firing.

〔1−3〕焼成工程(3):
次に、得られたハニカム成形体を乾燥し、焼成して、流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁と、隔壁を囲むように配置された外壁とを有するハニカム構造体を得る(焼成工程(3))。
[1-3] Firing step (3):
Next, the obtained honeycomb molded body is dried and fired to form a honeycomb structure having a porous partition wall for partitioning a plurality of cells serving as a fluid flow path, and an outer wall disposed so as to surround the partition wall A body is obtained (firing step (3)).

乾燥の方法については特に制限はなく、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、凍結乾燥等の公知の乾燥法を用いることができる。なかでも、ハニカム成形体全体を迅速かつ均一に乾燥することができる点で、熱風乾燥と、マイクロ波乾燥又は誘電乾燥とを組み合わせた乾燥方法が好ましい。   There is no restriction | limiting in particular about the method of drying, For example, well-known drying methods, such as hot air drying, microwave drying, dielectric drying, reduced pressure drying, vacuum drying, freeze-drying, can be used. Especially, the drying method which combined hot air drying and microwave drying or dielectric drying is preferable at the point which can dry the whole honeycomb molded object rapidly and uniformly.

また、焼成工程(3)においては、乾燥したハニカム成形体を焼成する前に仮焼することが好ましい。「仮焼」とは、ハニカム成形体中の有機物(有機バインダ、分散剤、造孔材等)を燃焼させて除去する操作を意味する。一般に、有機バインダの燃焼温度は100〜300℃程度であるので、仮焼温度は200〜500℃程度とすればよい。仮焼時間としては特に制限はないが、通常は、10〜100時間程度である。   In the firing step (3), it is preferable to calcine before firing the dried honeycomb formed body. The “calcination” means an operation for burning and removing organic substances (organic binder, dispersant, pore former, etc.) in the honeycomb formed body. In general, since the combustion temperature of the organic binder is about 100 to 300 ° C, the calcining temperature may be about 200 to 500 ° C. Although there is no restriction | limiting in particular as a calcination time, Usually, it is about 10 to 100 hours.

上述したような乾燥や仮焼を必要に応じて行った後、ハニカム成形体を、焼成(本焼成ともいう)することによってハニカム構造体を製造する。   After performing drying and calcination as described above as necessary, the honeycomb formed body is fired (also referred to as main firing) to produce a honeycomb structure.

なお、本発明において「焼成」とは、坏土を押出成形したハニカム成形体を焼結させて緻密化し、所定の強度を確保するための操作を意味する。ここで、「ハニカム成形体を焼結させる」とは、ハニカム成形体に含有される成形原料を焼結させることを意味する。焼成温度は、例えば、1400〜1440℃が好ましく、1410〜1430℃が更に好ましい。また、仮焼と本焼成を連続的に行うことによって、1回の焼成とすることもできる。   In the present invention, “firing” means an operation for sintering and densifying the honeycomb formed body obtained by extruding the kneaded clay to ensure a predetermined strength. Here, “sintering the honeycomb formed body” means sintering the forming raw material contained in the honeycomb formed body. For example, the firing temperature is preferably 1400 to 1440 ° C, and more preferably 1410 to 1430 ° C. Moreover, it can also be set as one baking by performing calcination and main baking continuously.

以上のようにして、本実施形態のハニカム構造体の製造方法によれば、図1に示すようなハニカム構造体を高い寸法精度で製造することができる。   As described above, according to the method for manufacturing a honeycomb structure of the present embodiment, a honeycomb structure as shown in FIG. 1 can be manufactured with high dimensional accuracy.

なお、本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、ハニカム構造体のセルの開口部に目封止を行って、セルの一方の端部と他方の端部とが交互に目封止された目封止ハニカム構造体を製造することもできる。ハニカム構造体のセルの開口部を目封止する方法については特に制限はなく、例えば、所定のセルの一方の開口部にマスクを配設し、残余のセルの開口部に目封止スラリーを充填する方法を挙げることができる。このように充填した目封止スラリーを乾燥、焼成することによってセルの開口部が目封止されたハニカム構造体を製造することができる。なお、上記した目封止の方法は、従来公知のハニカム構造体の製造方法にて行われる目封止の方法に準じて行うことができる。   In the method for manufacturing a honeycomb structure of the present embodiment, plugging is performed on the opening of the cell of the honeycomb structure, and one end and the other end of the cell are alternately plugged. A plugged honeycomb structure can also be manufactured. The method for plugging the openings of the cells of the honeycomb structure is not particularly limited. For example, a mask is disposed in one opening of a predetermined cell, and the plugging slurry is applied to the openings of the remaining cells. A filling method can be mentioned. By drying and firing the plugged slurry thus filled, a honeycomb structure in which the cell openings are plugged can be manufactured. The plugging method described above can be performed in accordance with a plugging method performed by a conventionally known method for manufacturing a honeycomb structure.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、実施例における各種の評価、測定は、下記方法により実施した。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Various evaluations and measurements in the examples were performed by the following methods.

〔1〕レオメーター硬度(kgf):
厚さ50mmの押出形成用の坏土について、レオテック社製の「FUDOHレオメーター RT−2008D・D(商品名)」を用いて、4箇所の貫入試験を行って荷重を測定した。測定されたそれぞれの荷重の最初のピークの値を求め、この値の平均値をレオメーター硬度(kgf)とした。なお、プランジャーは直径3mmの円形とし、貫入速度は20mm/minとした。
[1] Rheometer hardness (kgf):
About the 50 mm-thick extrusion forming clay, a penetration test was conducted at four locations using “FUDOH Rheometer RT-2008D • D (trade name)” manufactured by Rheotech Co., Ltd., and the load was measured. The value of the first peak of each measured load was determined, and the average value of these values was defined as rheometer hardness (kgf). The plunger was a circle with a diameter of 3 mm, and the penetration speed was 20 mm / min.

〔2〕押出し応力(MPa):
JIS K7199に準拠した方法で、島津製作所社製の「オートグラフ AG−5000A(商品名)」によって測定した。坏土を押出すシリンダ内径は直径25mmとし、スリットダイの断面形状を0.1×2.5mmとし、シリンダのピストンを1mm/minの速さで押してスリットダイの出口から坏土を薄板状に押出した際の、ピストン先端に取り付けた圧力センサの値を、押出し応力(MPa)として測定した。
[2] Extrusion stress (MPa):
It was measured by “Autograph AG-5000A (trade name)” manufactured by Shimadzu Corporation by a method based on JIS K7199. The inner diameter of the cylinder through which the clay is extruded is 25 mm in diameter, the cross-sectional shape of the slit die is 0.1 × 2.5 mm, and the cylinder piston is pushed at a speed of 1 mm / min, and the clay is made into a thin plate from the outlet of the slit die. The value of the pressure sensor attached to the piston tip at the time of extrusion was measured as extrusion stress (MPa).

〔3〕真円度(mm):
得られるハニカム構造体の最大外径(mm)から最小外径(mm)を減算した値(最大外径−最小外径(mm))を測定し、ハニカム構造体の真円度とした。真円度が1mm以下のハニカム構造体を真円度が良好とした。
[3] Roundness (mm):
A value obtained by subtracting the minimum outer diameter (mm) from the maximum outer diameter (mm) of the obtained honeycomb structure (maximum outer diameter−minimum outer diameter (mm)) was measured to obtain the roundness of the honeycomb structure. A honeycomb structure having a roundness of 1 mm or less was considered to have good roundness.

〔4〕乾燥性:
成形体を誘電乾燥機にて20分間乾燥させ、成形体を手で掴んだ際の外壁潰れ有無を下記の基準で評価した。
○:潰れがなく、乾燥性良好。
△:通常の力では潰れないが、強く掴むとつぶれる可能性がある。
×:通常の力で掴むとつぶれてしまう。
[4] Dryability:
The molded body was dried with a dielectric dryer for 20 minutes, and whether or not the outer wall was crushed when the molded body was gripped by hand was evaluated according to the following criteria.
○: No crushing and good drying properties.
Δ: Not crushed by normal force, but may be crushed when firmly grasped.
X: It will be crushed when grabbed with normal force.

〔5〕隔壁の欠損:
成形体を作製し、乾燥後、断面中の隔壁欠損有無を目視にて行い、下記の基準で評価した。
○:隔壁欠損が全く確認されない。
△:隔壁欠損は確認されないが、隔壁変形が確認された。
×:隔壁欠損が確認された。
[5] Bulkhead defect:
A molded body was prepared, dried, and visually checked for the presence or absence of partition wall defects in the cross section, and evaluated according to the following criteria.
○: No partition wall defect was confirmed.
Δ: No partition wall defect was confirmed, but deformation of the partition wall was confirmed.
X: Separation of partition walls was confirmed.

〔6〕焼成クラック:
ハニカム構造体を焼成した際のクラックの有無を、目視によって下記の基準で評価した。なお、40時間と60時間の2つの条件で焼成を行い、それぞれのハニカム構造体について評価を行った。
○:クラックなし。
△:5セル以内の連続したクラックあり。
×:6セル以上の連続したクラックあり。
[6] Firing crack:
The presence or absence of cracks when the honeycomb structure was fired was visually evaluated according to the following criteria. In addition, it fired on two conditions of 40 hours and 60 hours, and evaluated each honeycomb structure.
○: No crack.
Δ: Continuous cracks within 5 cells.
X: There are continuous cracks of 6 cells or more.

〔7〕セラミック材料の粒子径:
セラミック材料を構成する各成分(粒子)の粒子径を、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置(堀場製作所製の「LA−920」(商品名))で測定した。なお、各成分(粒子)の粒子径は、粒度分布のメジアン径(50%径)とした。
[7] Particle size of ceramic material:
The particle size of each component (particle) constituting the ceramic material was measured with a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus (“LA-920” (trade name) manufactured by Horiba, Ltd.). The particle diameter of each component (particle) was the median diameter (50% diameter) of the particle size distribution.

〔8〕セラミック材料のBET比表面積:
セラミック材料を構成する各成分(粒子)のBET比表面積を、BET比表面積測定装置(Mountech製の「Macsorb HM model−1208」(商品名))で測定した。
[8] BET specific surface area of ceramic material:
The BET specific surface area of each component (particle) constituting the ceramic material was measured with a BET specific surface area measuring device (“Macsorb HM model-1208” (trade name) manufactured by Mounttech).

〔9〕熱膨張係数(×10−6/℃):
社団法人自動車技術会規格会議制定の自動車規格:自動車排気ガス浄化触媒用セラミックモノリス担体の試験方法(JASO M 505−87)に記載の方法に準拠して、測定した。なお、熱膨張係数は、ハニカム構造体の中心軸方向において測定した値である。
[9] Coefficient of thermal expansion (× 10 −6 / ° C.):
Car standards established by the Japan Automobile Engineers Association Standards Council: Measurements were made in accordance with the method described in the test method (JASO M 505-87) for ceramic monolith carriers for automobile exhaust gas purification catalysts. The thermal expansion coefficient is a value measured in the central axis direction of the honeycomb structure.

〔10〕気孔率(%):
「JASO 自動車規格 自動車排気ガス浄化触媒セラミックモノリス担体の試験方法 M505−87の6.3」に記載の方法によって全細孔容積を測定し、得られた全細孔容積から、コーディエライトの真比重を2.52g/cmとして、気孔率(%)を算出した。
[10] Porosity (%):
The total pore volume was measured by the method described in “JASO Automotive Standard Automotive Exhaust Gas Purification Catalyst Ceramic Monolith Carrier Test Method M505-87 6.3”, and from the total pore volume obtained, the cordierite true The porosity (%) was calculated with a specific gravity of 2.52 g / cm 3 .

〔11〕平均細孔径(μm):
「JASO 自動車規格 自動車排気ガス浄化触媒セラミックモノリス担体の試験方法 M505−87の6.3」に記載の方法によってメジアン細孔径を測定し、得られたメジアン細孔径を、平均細孔径(μm)とした。
[11] Average pore diameter (μm):
The median pore diameter was measured by the method described in “JASO Automotive Standard Automotive Exhaust Gas Purification Catalyst Ceramic Monolith Carrier Test Method M505-87 6.3”, and the obtained median pore diameter was determined as the average pore diameter (μm). did.

〔12〕耐熱衝撃性(℃):
所定の温度に設定した電気炉でハニカム構造体を30分間加熱し、加熱したハニカム構造体を電気炉から25℃の室温に取り出し、取り出したハニカム構造体の外周におけるクラックの発生の有無を目視にて確認した。650℃から50℃ずつ電気炉の温度を上げ、電気炉から室温に取り出した際に、外周にクラックが入らない最高温度を耐熱衝撃性の温度とした。
[12] Thermal shock resistance (° C):
The honeycomb structure is heated for 30 minutes in an electric furnace set to a predetermined temperature, the heated honeycomb structure is taken out from the electric furnace to a room temperature of 25 ° C., and the occurrence of cracks on the outer periphery of the taken-out honeycomb structure is visually observed. Confirmed. The temperature of the electric furnace was increased from 650 ° C. to 50 ° C., and when the electric furnace was taken out to room temperature from the electric furnace, the highest temperature at which no cracks were formed on the outer periphery was defined as the thermal shock resistance temperature.

〔13〕アイソスタティック強度(MPa):
ハニカム構造体と同じ径のゴムチューブにハニカム構造体を挿入し、水圧により均等圧を掛け、部分破壊を生じた圧力(MPa)を測定した。各実施例においてハニカム構造体を10体作製し、その10体のハニカム構造体において上記圧力の測定を行い、得られた測定値の平均値をアイソスタティック強度とした。
[13] Isostatic strength (MPa):
The honeycomb structure was inserted into a rubber tube having the same diameter as that of the honeycomb structure, an equal pressure was applied by water pressure, and the pressure (MPa) at which partial fracture occurred was measured. In each example, 10 honeycomb structures were produced, the pressure was measured on the 10 honeycomb structures, and the average value of the obtained measured values was defined as isostatic strength.

(実施例1)
まず、セラミック材料を含有する成形原料として、コージェライトの理論組成(2MgO・2Al・5SiO)となるようなコージェライト化原料を調製した。具体的には、カオリン、タルク、及び他のコージェライト化原料を、SiOが42〜56質量%、Alが30〜45質量%、MgOが12〜16質量%となるように選択し、各原料を混合してコージェライト化原料を調製した。実施例1においては、カオリンとして、表1に示すような、カオリンA(粒子径5.8μm、BET比表面積6.5m/g)3質量%、カオリンB(粒子径0.5μm、BET比表面積17.5m/g)8質量%、表2に示すような、タルクA(粒子径8μm、BET比表面積8.3m/g)15質量%、タルクB(粒子径10.9μm、BET比表面積5.2m/g)24質量%、仮焼カオリン33質量%、アルミナ11質量%、水酸化アルミニウム5質量%、及びシリカ1質量%を混合してコージェライト化原料を調製した。表3にコージェライト化原料の配合処方を示す。なお、表1は、各実施例に使用したカオリンの粒子径とBET比表面積を示し、表2は、各実施例に使用したタルクの粒子径とBET比表面積を示す。
Example 1
First, a cordierite forming raw material having a cordierite theoretical composition (2MgO · 2Al 2 O 3 · 5SiO 2 ) was prepared as a forming raw material containing a ceramic material. Specifically, kaolin, talc, and other cordierite forming raw materials are selected so that SiO 2 is 42 to 56 mass%, Al 2 O 3 is 30 to 45 mass%, and MgO is 12 to 16 mass%. Each raw material was mixed to prepare a cordierite forming raw material. In Example 1, as kaolin, as shown in Table 1, kaolin A (particle diameter 5.8 μm, BET specific surface area 6.5 m 2 / g) 3 mass%, kaolin B (particle diameter 0.5 μm, BET ratio) Surface area 17.5 m 2 / g) 8% by mass, as shown in Table 2, talc A (particle diameter 8 μm, BET specific surface area 8.3 m 2 / g) 15% by mass, talc B (particle diameter 10.9 μm, BET (Specific surface area 5.2 m 2 / g) 24 mass%, calcined kaolin 33 mass%, alumina 11 mass%, aluminum hydroxide 5 mass%, and silica 1 mass% were mixed to prepare a cordierite forming raw material. Table 3 shows the formulation of the cordierite forming raw material. Table 1 shows the particle diameter and BET specific surface area of kaolin used in each example, and Table 2 shows the particle diameter and BET specific surface area of talc used in each example.

Figure 0005476048
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このようなコージェライト化原料(セラミック原料)100質量部に対して、分散媒(水)を25〜30質量部、界面活性剤を2質量部、及び成形助剤を0.05〜5質量部添加した成形原料を混合・混練して、押出成形可能に可塑化した坏土を得た。坏土の調製には、ニーダーを用いた。なお、表4に示すように、コージェライト化原料(セラミック原料)の粒度分布における1μm以下の粒子の割合は22体積%で、且つ、10μm以上の粒子の割合は32体積%であった。また、生カオリン(カオリンA及びB)に対する仮焼カオリンの使用量の割合(仮焼カオリン/生カオリン)は、75/25であった。   With respect to 100 parts by mass of such a cordierite forming raw material (ceramic raw material), the dispersion medium (water) is 25 to 30 parts by mass, the surfactant is 2 parts by mass, and the molding aid is 0.05 to 5 parts by mass. The added forming raw material was mixed and kneaded to obtain a clay that was plasticized so as to be extruded. A kneader was used for preparing the kneaded material. As shown in Table 4, the ratio of particles of 1 μm or less in the particle size distribution of the cordierite forming raw material (ceramic raw material) was 22% by volume, and the ratio of particles of 10 μm or more was 32% by volume. Moreover, the ratio (calcined kaolin / raw kaolin) of the usage-amount of calcined kaolin with respect to raw kaolin (kaolin A and B) was 75/25.

このようにして得られた坏土を押出成形して、端面の直径が229mm、高さ300mmの円柱状のハニカム成形体を作製した。また、得られた坏土のレオメーター硬度(kgf)が2.0kgfとなる状態での押出し応力(MPa)を、上記した方法に従い測定した。測定結果を表5に示す。なお、実施例1において、実際に押出成形を行った坏土のレオメーター硬度は2.0kgfである。なお、2.0kgfにおける押出し応力(MPa)は、坏土のレオメーター硬度を変えて3種類の坏土を調製し、それぞれの坏土における押出し応力を測定して、得られた押出し応力とレオメーター硬度との関係式(直線式)から算出した。   The kneaded material thus obtained was extruded to produce a cylindrical honeycomb molded body having an end face diameter of 229 mm and a height of 300 mm. Moreover, the extrusion stress (MPa) in a state where the rheometer hardness (kgf) of the obtained clay was 2.0 kgf was measured according to the method described above. Table 5 shows the measurement results. In Example 1, the rheometer hardness of the clay actually subjected to extrusion molding is 2.0 kgf. In addition, the extrusion stress (MPa) at 2.0 kgf was prepared by changing the rheometer hardness of the clay to prepare three types of clay, measuring the extrusion stress in each clay, and obtaining the extrusion stress and rheology obtained. It calculated from the relational expression (linear formula) with meter hardness.

次に、得られたハニカム成形体を、乾燥し、その後焼成してハニカム構造体を製造した。乾燥は誘電乾燥機にて20分間乾燥させ、焼成は最高温度1430℃で5〜15時間保持し、全体で40〜60時間焼成した。また、各製造工程において、上述した乾燥性、隔壁の欠損、及び焼成クラックの評価を行った。結果を表5に示す。焼成して得られたハニカム構造体の隔壁の厚さは0.165mmであり、セル密度は62セル/cmであった。 Next, the obtained honeycomb formed body was dried and then fired to manufacture a honeycomb structure. The drying was performed for 20 minutes in a dielectric dryer, and the baking was held at a maximum temperature of 1430 ° C. for 5 to 15 hours, and the baking was performed for a total of 40 to 60 hours. Moreover, in each manufacturing process, the dryness mentioned above, the defect | deletion of a partition, and the baking crack were evaluated. The results are shown in Table 5. The honeycomb structure obtained by firing had a partition wall thickness of 0.165 mm and a cell density of 62 cells / cm 2 .

Figure 0005476048
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(実施例2〜19)
セラミック原料として、表1に示すカオリンA,B、及び表2に示すタルクA〜Dを使用し、表3に示す配合処方となるように各成形原料を用いて坏土を調製したこと以外は、実施例1と同様の方法によってハニカム構造体を作製した。得られた坏土のレオメーター硬度(kgf)が2.0kgfとなる状態での押出し応力(MPa)を、上記した方法に従い測定し、また、各製造工程において、乾燥性、隔壁の欠損、及び焼成クラックの評価を行った。評価結果を表5に示す。なお、実施例2〜19においても、実際に押出成形を行った坏土のレオメーター硬度は2.0kgfである。
(Examples 2 to 19)
As the ceramic raw material, kaolin A and B shown in Table 1 and talc A to D shown in Table 2 were used, except that the clay was prepared using each forming raw material so as to have the formulation shown in Table 3. A honeycomb structure was produced by the same method as in Example 1. The extrusion stress (MPa) in a state where the rheometer hardness (kgf) of the obtained clay is 2.0 kgf is measured according to the method described above, and in each manufacturing process, drying properties, partition wall defects, and Evaluation of firing cracks was performed. The evaluation results are shown in Table 5. In Examples 2 to 19 as well, the rheometer hardness of the clay that was actually extruded was 2.0 kgf.

なお、実施例9〜19においては、成形原料に、吸水性ポリマーを表3に示す量添加した。この吸水性ポリマーは、粒子状のポリアクリル系アンモニウム塩であり、吸水倍率が15〜20倍で、吸水後の粒子径が10〜30μmとなるものを使用した。   In Examples 9 to 19, a water-absorbing polymer was added in the amount shown in Table 3 to the forming raw material. This water-absorbing polymer was a particulate polyacrylic ammonium salt having a water absorption ratio of 15 to 20 times and a particle diameter after water absorption of 10 to 30 μm.

更に、実施例16〜19においては、成形原料に、メタクリル酸系ポリマーを表3に示す量添加した。このメタクリル酸系ポリマーは、主鎖にメタクリル酸アンモニウム塩を有し、重量平均分子量(Mw)が4.5万のポリマーである。なお、上記Mwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)法(標準物質:ポリエチレングリコール)による重量平均分子量である。   Furthermore, in Examples 16 to 19, the methacrylic acid polymer was added to the forming raw material in the amount shown in Table 3. This methacrylic acid polymer is a polymer having an ammonium methacrylate salt in the main chain and a weight average molecular weight (Mw) of 45,000. In addition, said Mw is the weight average molecular weight by a gel permeation chromatography (GPC) method (standard substance: polyethyleneglycol).

(比較例1〜7)
セラミック原料として、表1に示すカオリンA〜C、及び表2に示すタルクA〜Dを使用し、表6に示す配合処方となるように各成形原料を用いて坏土を調製したこと以外は、実施例1と同様の方法によってハニカム構造体を作製した。得られた坏土のレオメーター硬度(kgf)が2.0kgfとなる状態での押出し応力(MPa)を、上記した方法に従い測定し、また、各製造工程において、乾燥性、隔壁の欠損、及び焼成クラックの評価を行った。評価結果を表7に示す。なお、比較例1〜5における坏土を用いて、実際に押出成形する際には、分散媒を加えて押出し応力が25MPaとなるように調製したものを用いた。この際の坏土のレオメーター硬度(kgf)は、1.4kgfであった。
(Comparative Examples 1-7)
As the ceramic raw material, kaolins A to C shown in Table 1 and talc A to D shown in Table 2 were used, except that the kneaded material was prepared using each forming raw material so as to have the compounding recipe shown in Table 6. A honeycomb structure was produced by the same method as in Example 1. The extrusion stress (MPa) in a state where the rheometer hardness (kgf) of the obtained clay is 2.0 kgf is measured according to the method described above, and in each manufacturing process, drying properties, partition wall defects, and Evaluation of firing cracks was performed. Table 7 shows the evaluation results. In addition, when actually extruding using the clay in Comparative Examples 1 to 5, a dispersion medium was added and the one prepared to have an extrusion stress of 25 MPa was used. The rheometer hardness (kgf) of the clay was 1.4 kgf.

Figure 0005476048
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Figure 0005476048
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(考察1)
表6及び表7に示すように、実施例1〜19の製造方法は、レオメーター硬度が2.0kgfとなるように調節した状態での押出し応力が25MPa以下となる坏土を調製することができ、坏土を良好に押出成形することができた。また、得られたハニカム構造体の真円度も1mm以下となり、乾燥、及び焼成の工程を経た後でも、高い寸法精度を維持することができた。また、乾燥性については、実施例14では調合水量が多く、乾燥が多少不十分になることがあったが、その他はいずれも良好な結果を得ることができた。また、隔壁の欠損については、実施例3では粗大粒子を多く使用したため、成形金型中に粒子が一部詰まってしまうことがあったが、その他はいずれも良好な結果を得ることができた。また、焼成クラックについては、実施例2、7、8では生カオリンが多い(80以上)ため、生カオリン中の水分脱水に伴う収縮によって焼成キレが多少発生したが、その他はいずれも良好な結果を得ることができた。なお、実施例2、7、及び8に関しても焼成時間を長くすることで改善され、良好な結果を得ることができた。
(Discussion 1)
As shown in Table 6 and Table 7, the manufacturing methods of Examples 1 to 19 can prepare clay with an extrusion stress of 25 MPa or less in a state where the rheometer hardness is adjusted to 2.0 kgf. It was possible to extrude the clay well. Further, the roundness of the obtained honeycomb structure was 1 mm or less, and high dimensional accuracy could be maintained even after the drying and firing processes. Regarding the drying property, in Example 14, the amount of the prepared water was large and drying was somewhat insufficient, but in all other cases, good results could be obtained. Moreover, about the defect | deletion of a partition, since many coarse particles were used in Example 3, a part of particle | grains might be clogged in a shaping | molding metal mold | die, and the other could have obtained a favorable result. . In addition, with regard to firing cracks, Examples 2, 7, and 8 have a large amount of raw kaolin (80 or more), so some firing cracks occurred due to shrinkage due to moisture dehydration in the raw kaolin. Could get. In addition, Examples 2, 7, and 8 were also improved by increasing the firing time, and good results could be obtained.

一方、比較例1〜7の製造方法においては、レオメーター硬度が2.0kgfとなるように調節した状態での坏土の押出し荷重が25MPaを超えるものとなり、そのままの坏土の状態では押出成形を行うことができず、坏土の硬度を低く(柔らかく)して押出形成を行った。このため、実際の成形時における比較例1〜7の坏土のレオメーター硬度は2.0kgf未満となり、ハニカム成形体のレオメーター硬度もそれに伴って2.0kgf未満となっていた。このため、ハニカム成形体に歪みが生じ、最終製品としてもハニカム構造体の真円度が1mmを超えるものとなってしまった。   On the other hand, in the production methods of Comparative Examples 1 to 7, the extruding load of the clay in a state adjusted so that the rheometer hardness becomes 2.0 kgf exceeds 25 MPa. And the extrusion was formed with the hardness of the clay low (soft). For this reason, the rheometer hardness of the clays of Comparative Examples 1 to 7 during actual molding was less than 2.0 kgf, and the rheometer hardness of the honeycomb molded body was also less than 2.0 kgf accordingly. For this reason, distortion occurred in the honeycomb molded body, and the roundness of the honeycomb structure exceeded 1 mm as the final product.

(実施例20〜23)
表8に記載の平均粒子径(吸水後の平均粒子径)の吸水性ポリマーを使用し、実施例18と同様に構成された坏土を用い、押出成形用の口金を変更した以外は、実施例18と同様の方法によってハニカム構造体を作製した。得られたハニカム構造体は、焼成後のサイズが直径110mm、高さ100mm、隔壁厚さ0.064mm、セル密度62セル/cmであった。各製造工程において、上述した乾燥性、隔壁の欠損、及び焼成クラックの評価を行った。また、得られたハニカム構造体の真円度、気孔率、平均細孔径、熱膨張係数、耐熱衝撃性、及びアイソスタティック強度を測定した。結果を表8に示す。
(Examples 20 to 23)
Except for using a water-absorbing polymer having an average particle size (average particle size after water absorption) shown in Table 8 and using a clay constructed in the same manner as in Example 18, the extrusion die was changed. A honeycomb structure was manufactured in the same manner as in Example 18. The obtained honeycomb structure had a fired size of 110 mm in diameter, 100 mm in height, 0.064 mm in partition wall thickness, and a cell density of 62 cells / cm 2 . In each manufacturing process, the above-described drying properties, partition wall defects, and firing cracks were evaluated. Further, the roundness, porosity, average pore diameter, thermal expansion coefficient, thermal shock resistance, and isostatic strength of the obtained honeycomb structure were measured. The results are shown in Table 8.

(比較例8)
比較例6に使用した坏土と同様に構成された坏土を用いた以外は、実施例20と同様の方法によってハニカム構造体を作製した。各製造工程において、上述した乾燥性、隔壁の欠損、及び焼成クラックの評価を行った。また、得られたハニカム構造体の真円度、気孔率、平均細孔径、熱膨張係数、耐熱衝撃性、及びアイソスタティック強度を測定した。結果を表8に示す。
(Comparative Example 8)
A honeycomb structure was manufactured in the same manner as in Example 20 except that the clay having the same configuration as that of the clay used in Comparative Example 6 was used. In each manufacturing process, the above-described drying properties, partition wall defects, and firing cracks were evaluated. Further, the roundness, porosity, average pore diameter, thermal expansion coefficient, thermal shock resistance, and isostatic strength of the obtained honeycomb structure were measured. The results are shown in Table 8.

Figure 0005476048
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(考察2)
表8に示すように、実施例20〜23の製造方法は、隔壁厚さ0.064mm、セル密度62セル/cmと高開口率のハニカム構造体を製造した場合であっても、真円度が1mm未満と高い寸法精度を維持することができた。また、実施例20において得られたハニカム構造体は、耐熱衝撃性が800℃であり、極めて耐熱衝撃性に優れたものであった。これは、吸水後の粒子径が10〜30μmの吸水性ポリマーを添加したことにより、ハニカム構造体に10〜30μmの細孔が多数形成され、熱衝撃のクラック進展を緩和したことによるものと推定される。
(Discussion 2)
As shown in Table 8, the manufacturing method of Examples 20 to 23 was a perfect circle even when a honeycomb structure with a partition wall thickness of 0.064 mm and a cell density of 62 cells / cm 2 and a high aperture ratio was manufactured. The degree was less than 1 mm and high dimensional accuracy could be maintained. Further, the honeycomb structure obtained in Example 20 had a thermal shock resistance of 800 ° C. and was extremely excellent in thermal shock resistance. This is presumably due to the fact that the addition of a water-absorbing polymer having a particle diameter of 10 to 30 μm after water absorption resulted in the formation of a large number of 10 to 30 μm pores in the honeycomb structure and the relaxation of thermal shock cracks. Is done.

一方、比較例8の製造方法においては、ハニカム成形体に歪みが生じ、最終製品としてもハニカム構造体の真円度が1mmを超えるものとなってしまった。セルが変形していたため、アイソスタティック強度も0.3MPaと小さいものであった。また、所定の粒子径の吸水性ポリマーが添加されていないため、実施例20と比較して、得られたハニカム構造体の平均細孔径が減少し、耐熱衝撃性についても100℃ほど減少したものであった。   On the other hand, in the manufacturing method of Comparative Example 8, distortion occurred in the honeycomb molded body, and the roundness of the honeycomb structure exceeded 1 mm as the final product. Since the cell was deformed, the isostatic strength was as small as 0.3 MPa. In addition, since no water-absorbing polymer having a predetermined particle size was added, the average pore size of the obtained honeycomb structure was reduced and the thermal shock resistance was also reduced by about 100 ° C. compared to Example 20. Met.

吸水後の平均粒子径が8μmの吸水性ポリマーを用いた実施例22では、耐熱衝撃性の改善が50℃と小さくなっていた。また、吸水後の平均粒子径が40μmの吸水性ポリマーを用いた実施例23では、アイソスタティック強度が0.5MPaと若干低くなっており、実使用上において、十分な強度を得ることができない可能性があるということが判明した。   In Example 22 using a water-absorbing polymer having an average particle diameter of 8 μm after water absorption, the improvement in thermal shock resistance was as small as 50 ° C. Further, in Example 23 using the water-absorbing polymer having an average particle diameter of 40 μm after water absorption, the isostatic strength is slightly low at 0.5 MPa, and it may not be possible to obtain sufficient strength in actual use. It turns out that there is sex.

本発明のハニカム構造体の製造方法は、ディーゼルエンジン、普通自動車用エンジン、トラックやバス等の大型自動車用エンジンをはじめとする内燃機関、各種燃焼装置から排出される排ガスを浄化するためのフィルタに使用されるハニカム構造体を製造する方法として好適に利用することができる。特に、本発明のハニカム構造体の製造方法は、サイズの大きい大型のハニカム構造体を高い寸法精度で製造することができる。   The method for manufacturing a honeycomb structure according to the present invention is applied to a filter for purifying exhaust gas discharged from various internal combustion engines, such as diesel engines, ordinary automobile engines, engines for large automobiles such as trucks and buses, and various combustion apparatuses. It can be suitably used as a method for producing a honeycomb structure to be used. In particular, the method for manufacturing a honeycomb structure of the present invention can manufacture a large honeycomb structure having a large size with high dimensional accuracy.

1:ハニカム構造体、2:セル、3:隔壁、4:外周壁、11:一方の端面、12:他方の端面。 1: honeycomb structure, 2: cell, 3: partition, 4: outer peripheral wall, 11: one end face, 12: the other end face.

Claims (10)

セラミック原料を含有する成形原料を混合し混練して坏土を得る坏土調製工程と、
得られた前記坏土をハニカム形状に押出成形してハニカム成形体を得る成形工程と、
得られた前記ハニカム成形体を乾燥し、焼成して、流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁と、前記隔壁を囲むように配置された外壁とを有するハニカム構造体を得る焼成工程と、を備え、
前記坏土調製工程において、レオメーター硬度を2.0kgfに調節した状態での押出成形時における押出し応力が25MPa以下となる前記坏土を調製するハニカム構造体の製造方法。
A clay preparation step of mixing a kneading raw material containing ceramic raw materials and kneading to obtain a clay;
A molding step of extruding the obtained clay into a honeycomb shape to obtain a honeycomb molded body; and
The honeycomb formed body is dried and fired to form a honeycomb structure having porous partition walls that define a plurality of cells serving as fluid flow paths, and an outer wall disposed so as to surround the partition walls. A firing step to obtain
A method for manufacturing a honeycomb structure in which the clay is prepared so that an extrusion stress is 25 MPa or less during extrusion molding in a state where the rheometer hardness is adjusted to 2.0 kgf in the clay preparation step.
前記セラミック原料として、その粒度分布における1μm以下の粒子の割合が20体積%以上で、且つ10μm以上の粒子の割合が30体積%以上のセラミック原料を用いる請求項1に記載のハニカム構造体の製造方法。   2. The honeycomb structure according to claim 1, wherein the ceramic raw material is a ceramic raw material having a particle size distribution of 1 μm or less in a particle size distribution of 20% by volume or more and 10 μm or more in a particle size distribution of 30% by volume or more. Method. 前記セラミック原料として、平均粒子径が1μm以下で、且つBET比表面積が17m/g以上のカオリン粒子、及び平均粒子径が5μm以上で、且つBET比表面積が7m/g以下であるカオリン粒子を少なくとも用いる請求項1又は2に記載のハニカム構造体の製造方法。 As the ceramic raw material, kaolin particles having an average particle diameter of 1 μm or less and a BET specific surface area of 17 m 2 / g or more, and kaolin particles having an average particle diameter of 5 μm or more and a BET specific surface area of 7 m 2 / g or less The method for manufacturing a honeycomb structured body according to claim 1 or 2, wherein at least the above is used. 前記カオリン粒子を、前記セラミック原料中に、2〜40質量%含有させる請求項3に記載のハニカム構造体の製造方法。   The method for manufacturing a honeycomb structured body according to claim 3, wherein the kaolin particles are contained in the ceramic raw material in an amount of 2 to 40 mass%. 前記セラミック原料として、平均粒子径が25μm以上で、且つBET比表面積が2m/g以下であるタルク粒子を少なくとも用いる請求項1〜4のいずれか一項に記載のハニカム構造体の製造方法。 The method for manufacturing a honeycomb structured body according to any one of claims 1 to 4, wherein at least talc particles having an average particle diameter of 25 µm or more and a BET specific surface area of 2 m 2 / g or less are used as the ceramic raw material. 前記タルク粒子を、前記セラミック原料中に、1〜30質量%含有させる請求項5に記載のハニカム構造体の製造方法。   The manufacturing method of the honeycomb structure according to claim 5, wherein the talc particles are contained in the ceramic raw material in an amount of 1 to 30% by mass. 前記セラミック原料として、仮焼カオリンと生カオリンとを少なくとも用い、前記生カオリンの使用量に対する前記仮焼カオリンの使用量の割合が、質量換算で25/75〜75/25である請求項1〜6のいずれか一項に記載のハニカム構造体の製造方法。   The calcined kaolin and raw kaolin are used as the ceramic raw material, and the ratio of the amount of the calcined kaolin used to the amount of the raw kaolin used is 25/75 to 75/25 in terms of mass. The method for manufacturing a honeycomb structure according to any one of claims 6 to 10. 前記成形原料中に、吸水性ポリマーを0.1〜2質量%含有させる請求項1〜7のいずれか一項に記載のハニカム構造体の製造方法。   The method for manufacturing a honeycomb structure according to any one of claims 1 to 7, wherein the forming raw material contains 0.1 to 2% by mass of a water-absorbing polymer. 前記成形原料中に、(メタ)アクリル酸系ポリマーを1〜4質量%含有させる請求項1〜8のいずれか一項に記載のハニカム構造体の製造方法。   The method for manufacturing a honeycomb structured body according to any one of claims 1 to 8, wherein 1 to 4% by mass of a (meth) acrylic acid polymer is contained in the forming raw material. 端面の直径が229mm以上の円柱状のハニカム構造体を製造する方法であり、
前記ハニカム構造体の外周部を研削加工することなく、前記外周部の真円度を1mm以下に製造する請求項1〜9のいずれか一項に記載のハニカム構造体の製造方法。
A method of manufacturing a cylindrical honeycomb structure having an end face diameter of 229 mm or more,
The method for manufacturing a honeycomb structure according to any one of claims 1 to 9, wherein the roundness of the outer peripheral portion is manufactured to 1 mm or less without grinding the outer peripheral portion of the honeycomb structure.
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