特許 6818036 ハニカム体のための押出成形部品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6818036

(24)【登録日】2021年1月4日

(45)【発行日】2021年1月20日

(54)【発明の名称】ハニカム体のための押出成形部品

(51)【国際特許分類】

   B28B 3/26 20060101AFI20210107BHJP

【ＦＩ】

   B28B3/26 A

【請求項の数】5

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2018-542737(P2018-542737)

(86)(22)【出願日】2017年2月13日

(65)【公表番号】特表2019-504786(P2019-504786A)

(43)【公表日】2019年2月21日

(86)【国際出願番号】US2017017653

(87)【国際公開番号】WO2017139753

(87)【国際公開日】20170817

【審査請求日】2018年10月15日

(31)【優先権主張番号】62/294,199

(32)【優先日】2016年2月11日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】62/295,384

(32)【優先日】2016年2月15日

(33)【優先権主張国】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】397068274

【氏名又は名称】コーニング インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100073184

【弁理士】

【氏名又は名称】柳田 征史

(72)【発明者】

【氏名】アラード，ジョン ウィルバー

(72)【発明者】

【氏名】ブリュー，トーマス ウィリアム

(72)【発明者】

【氏名】ガラティ，タシャー

(72)【発明者】

【氏名】レツェル，ヘルムート ローランド

(72)【発明者】

【氏名】シェン，ミン

【審査官】 手島 理

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２８０２１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００５２７４５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２８Ｂ ３／００− ５／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハニカム押出ダイであって、
ダイ本体を含み、該ダイ本体が、
入口面及び該入口面とは反対側の吐出面；
前記入口面から前記ダイ本体内へと延在する供給孔；
前記ダイ本体内の交点において前記供給孔と接続するように前記吐出面から前記ダイ本体内へと延在する、吐出スロットの交差アレイであって、前記スロットによって囲まれた複数のピンの側面によって形成されており、かつ、前記吐出面から前記ダイ本体内へと延在している、吐出スロットの交差アレイ
を含み、
前記スロットの壁を形成する前記ピンの少なくとも幾つかの前記側面が、前記供給孔−スロット交点から離間され、かつ、前記吐出面から離間されたディボットを含み、
複数の前記スロットが、
前記吐出面における隣接するピン間の幅Ｗ１を含む前記スロットの第１の群と、
前記吐出面における隣接するピン間の、Ｗ１より大きい第２の幅Ｗ２を有する幅広部分を含む前記スロットの第２の群であって、該幅広部分は、前記吐出面から前記ディボットの下流端まで延在するものである第２の群と、
を含む、
ハニカム押出ダイ。

【請求項2】

前記スロットの前記第２の群が、少なくとも幾つかの前記ディボットを含み、Ｗ２が、前記吐出面から前記ディボットまで一定であることを特徴とする、請求項１に記載のハニカム押出ダイ。

【請求項3】

前記スロットの前記第１の群が、少なくとも幾つかの前記ディボットを含み、Ｗ１が、前記吐出面から前記ディボットまで一定であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のハニカム押出ダイ。

【請求項4】

Ｗ１が、前記供給孔−スロット交点から前記ディボットまで一定であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のハニカム押出ダイ。

【請求項5】

前記スロットの前記第２の群のスロットが、前記スロットの前記第１の群から前記ダイの周縁領域に向かって配置されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のハニカム押出ダイ。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

本出願は、その内容が依拠され、その全体がここに参照することによって本願に援用される、２０１６年２月１１日出願の米国仮特許出願第６２／２９４，１９９号及び２０１６年２月１５日出願の米国仮特許出願第６２／２９５，３８４号に関連する。

【技術分野】

【0002】

本開示の例示的な実施形態は、押出ダイ及びハニカム体を作製するためのその使用方法に関し、より詳細には、セラミック組成物を押出成形するための押出ダイ、及びそれを使用するセラミック組成物のハニカム体の製造方法に関する。

【背景技術】

【0003】

空気濾過及び内燃機関からの排ガスの後処理などの流体の清浄化には、高表面積基板及びフィルタ上に担持された触媒を用いることができる。これらの用途のフィルタ及び触媒担体は、耐熱性であり、耐熱衝撃性であり、ｐＯ_２条件の範囲で安定であり、触媒系と非反応性であり、かつ、流体の流れに対して低い抵抗をもたらしうる。多孔性のセラミックフロースルーハニカム基板及びウォールフローハニカムフィルタを含めたハニカム体は、これらの用途に用いられうる。

【0004】

セラミックハニカム体の製造は、セラミック粉末バッチ混合物をハニカム押出ダイに通して押出成形してハニカム押出物を形成し、該押出物を乾燥及び焼成して高い強度及び熱耐久性のセラミックハニカムを生成するプロセスによって達成されうる。こうして生成されたセラミックハニカムは、流体を清浄化するためのセラミック触媒担体及びウォールフロー微粒子フィルタとして幅広く用いられる。

【0005】

ハニカム押出ダイは、複数の供給孔と、吐出スロットのハニカムネットワークを画成するように離間されたピンのアレイとを含みうる。ダイは、セラミック及び／又はセラミック形成材料のバッチからハニカム体を押出成形するために押出装置の一部に取り付けられうる。

【0006】

この背景技術のセクションで開示された上記情報は、単に、本開示の背景の理解を高めることを目的とし、したがって、先行技術の一部を構成しない情報も、先行技術が当業者に示唆しないであろうことも、含んでいる可能性がある。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の例示的な実施形態は、ハニカム押出ダイを提供する。

【0008】

本開示の例示的な実施形態はまた、ハニカム押出ダイの製造方法も提供する。

【0009】

本開示の例示的な実施形態はまた、ハニカム体を製造する方法も提供する。

【0010】

本開示の例示的な実施形態はまた、ハニカム体も提供する。

【0011】

本開示のさらなる特徴は、以下の説明に記載され、一部には、その説明から明らかとなり、あるいは、本開示を実施することによって習得されよう。

【0012】

例示的な実施形態は、ダイ本体を含む、ハニカム押出ダイを開示する。ダイ本体は、入口面及び該入口面とは反対側の吐出面、入口面からダイ本体内へと延在する供給孔、及びダイ本体内の交点において供給孔と接続するように吐出面からダイ本体内へと延在する、吐出スロットの交差アレイを含み、該吐出スロットの交差アレイは、スロットで境界された複数のピンの側面によって形成されており、かつ、吐出面からダイ本体内へと延在している。スロットの壁を形成するピンの少なくとも幾つかの側面は、供給孔−スロット交点から離間され、かつ、吐出面から離間されたディボットを含む。複数のスロットは、吐出面における隣接するピン間の幅Ｗ１を含むスロットの第１の群と、吐出面における隣接するピン間の、Ｗ１より大きい第２の幅Ｗ２を含むスロットの第２の群とを含む。

【0013】

例示的な実施形態はまた、セラミック物品の製造方法も開示する。本方法は、ハニカム押出ダイを通してバッチ材料を押出成形する工程を含む。

【0014】

例示的な実施形態はまた、ハニカム押出物のバルク領域における公称厚さの交差する壁と、バルク領域を取り囲むハニカム押出物の強化された領域における、より大きい厚さの交差する壁とを含む、ハニカム体についても開示する。

【0015】

例示的な実施形態はまた、スロットを境界する第１の対向する側面を含む、少なくとも２つの隣接するピンを含むハニカム押出ダイについても開示し、ここで、第１の対向する側面は、供給孔からバッチを受け取るように構成されたスロット上流部分を境界する供給セクション、スロットディボット部分を境界するディボットセクション、及び吐出面においてバッチを吐出するように構成されたスロット吐出部分を境界する吐出セクションを含み、スロットディボット部分は、スロット上流部分とスロット吐出部分との間に配置されており、かつ、スロットディボット部分は、スロット上流部分及びスロット吐出部分より幅広く、スロット吐出部分は、スロット上流部分より幅広くなっている。ハニカム押出ダイのこれらの例示的な実施形態の幾つかの態様では、スロット吐出部分は、スロットディボット部分から吐出面へと一定の幅を含む。

【0016】

例示的な実施形態はまた、ダイ本体を含むハニカム押出ダイについても開示する。ダイ本体は、入口面及び該入口面とは反対側の吐出面、入口面からダイ本体内へと延在する供給孔、及びダイ本体内の交点において供給孔と接続するように吐出面からダイ本体内へと延在する、吐出スロットの交差アレイを含み、該吐出スロットの交差アレイは、スロットで境界された複数のピンの側面によって形成されており、かつ、吐出面からダイ本体内へと延在している。スロットの壁を形成するピンの少なくとも幾つかの側面は、吐出面から離間されたプレナムを含む。複数のスロットは、吐出面における隣接するピン間の幅Ｗ１を含むスロットの第１の群と、吐出面における隣接するピン間の、Ｗ１より大きい第２の幅Ｗ２を含むスロットの第２の群とを含む。

【0017】

前述の概要及び以下の詳細な説明はいずれも例示的かつ説明的なものであり、本開示のさらなる説明を提供することが意図されていることが理解されるべきである。

【0018】

本開示のさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に取り込まれてその一部を構成する添付の図面は、本開示の例示的な実施形態を例証しており、その説明とともに、本開示の原理を説明する役割を担う。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】押出機の前端及びハニカム押出物の概略図

【図2】本開示の第１の例示的な実施形態に従う、供給孔とスロットとの交点（供給孔−スロット交点）から吐出面に向かって離間されたディボットと、ハニカム押出物の周縁領域を強化するようにダイ内へと延在する吐出面の幅広部分とを有するスロット、及び、関連する性能特性を含むダイについての２つの安定な（双安定）状態のバッチ流れの概略図

【図3】本開示の第１の例示的な実施形態に従う、供給孔との交点から吐出面に向かって離間されたディボットと、ハニカム押出物の周縁領域を強化するための吐出面の幅広部分とを有するスロットを含むダイの部分断面を示す概略図

【図4】本開示の第１の例示的な実施形態に従う、供給孔との交点から吐出面に向かって離間されたディボットと吐出面の幅広部分とを有するダイスロットについての図２の双安定状態「Ｂ２」における計算されたインピーダンスプロファイルのグラフプロット

【図5】本開示の第１の例示的な実施形態に従う、供給孔との交点から吐出面に向かって離間されたディボットと吐出面の幅広部分とを有するダイスロット、及び、供給孔との交点から吐出面に向かって離間されたディボットを有する公称スロットを示す図

【図6】吐出面にディボットを有するが幅広部分を有しない公称スロットを取り囲む、供給孔との交点から吐出面に向かって離間されたディボットと吐出面の幅広部分（補強ゾーン）とを有する周縁ダイスロットを含むダイを通して押出成形されたハニカム体の端面の写真

【図7】本開示の第２の例示的な実施形態に従う、吐出面にディボットを有するが幅広部分を有しない公称スロットを取り囲む、供給孔との交点から吐出面に向かって離間されたディボットと、ダイ内へと延在する補強ゾーンの吐出面の幅広部分とを有する周縁ダイスロットの概略的な断面図

【図8】本開示の第２の例示的な実施形態に従う、各々が供給孔との交点から吐出面に向かって離間されたディボットとハニカム押出物の周縁領域を強化するようにディボットの方へとダイ本体内に延在する吐出面の幅広部分とを有する、少なくとも幾つかのスロットを含むダイの部分断面を示す概略図

【図9】本開示の第２の例示的な実施形態に従う、各々が供給孔との交点から吐出面に向かって離間されたディボットとダイ本体内へとディボットの方に延在する吐出面の幅広部分とを含む、少なくとも幾つかのスロットを有するダイスロットについての図７のバッチ流れ状態「Ｂ４」の計算されたインピーダンスプロファイルのグラフプロット

【図10】本開示の第２の例示的な実施形態に従う、吐出面にディボットを有するが幅広部分を有しない公称スロット（バルク又は公称ゾーン）を取り囲む、各々が供給孔との交点から吐出面に向かって離間されたディボットとディボットの方へとダイ本体内に延在する吐出面の幅広部分（補強ゾーン）とを含む少なくとも幾つかのスロットを有する周縁ダイスロットを含むダイを通して押出成形されたハニカム体の端面の写真

【図11】本開示の第３の例示的な実施形態に従う、スロットを供給孔に接続するプレナムを含み、少なくとも幾つかのスロットが、各々、プレナムとの交点から吐出面に向かって離間されたディボットと、ハニカム押出物の周縁領域を強化するようにディボットの方へとダイ本体内に延在する吐出面の幅広部分とを含む、ダイの部分断面を示す概略図

【発明を実施するための形態】

【0020】

本開示は、本開示の例示的な実施形態を示す添付の図面を参照して、以下により十分に説明される。しかしながら、本開示は、多くの異なる形態で具体化することができ、本明細書に記載される例示的な実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底的であり、本開示の範囲を当業者に十分に伝えるように提供される。図面において、層及び領域のサイズ及び相対的なサイズは、明確にするために誇張されている場合がある。

【0021】

要素又は層が、別の要素又は層の「上」にある、別の要素又は層に「接続」されている、又は別の要素又は層に「隣接」していると称される場合、それは、他の要素又は層の上に直接存在していてもよく、それらに直接接続していてもよく、若しくは、それらに直接隣接していてもよく、あるいは、介在する要素又は層が存在していてもよいことが理解されよう。対照的に、要素又は層が、別の要素又は層の上に直接存在する、それらに直接接続する、又はそれらに直接隣接すると称される場合、介在する要素又は層は存在しない。図面における同様の参照番号は同様の要素を意味する。本開示の目的では、「Ｘ、Ｙ、及びＺのうちの少なくとも１つ」は、Ｘのみ、Ｙのみ、Ｚのみ、又は、Ｘ、Ｙ、及びＺのうちの２つ以上の項目の任意の組合せ（例えば、ＸＹＺ、ＸＹＹ、ＹＺ、ＺＺ）と解釈されうることが理解されよう。

【0022】

多孔性のセラミックハニカム体の製造は、セラミック粉末バッチ混合物を可塑化し、混合物をハニカム押出ダイに通して押出成形してハニカム体を形成し、該ハニカム体を切断、乾燥、及び焼成して第１の端面から第２の端面まで軸方向に延在するチャネルを有する高強度及び熱耐久性の多孔性のセラミックハニカム体を生成するプロセスによって達成されうる。押出機から軸方向に出る際に、バッチは固くなり、軸方向に延在するチャネルを形成する軸方向に延在する交差する壁のネットワーク（ウェブ）と軸方向に延在する外周面とを含む、湿った押出物となる。ウェブ及びチャネルは、マトリクスを含む。マトリクスの外周には外周面が配置される。外周面は、本明細書では、同時押出成形された外皮、一体形成された同時押出成形された外皮、又は外皮とも称されうる。マトリクス上の外皮と共に押出される未焼成素地のハニカム体又は多孔性のセラミックハニカム体は、本明細書では、押出成形ハニカム体と称される。本明細書で用いられる場合、セラミックハニカム体には、セラミックハニカムモノリス及びセグメント化されたセラミックハニカム体、並びにハニカム体セグメントが含まれる。本明細書で用いられる場合、ハニカム体とは、湿った又は乾燥した未焼成の素地、又は焼成された素地、ハニカム押出物、ハニカムログ、ハニカム片、又はハニカム物品のことを指しうる。

【0023】

同時押出される又は後に施される外皮は、セラミックハニカム体の第１の端面から第２の端面まで軸方向に延在する外周面を形成しうる。交差する壁（ウェブ）によって画成されるハニカム体の各チャネルは、モノリス型であるかセグメント化されているかにかかわらず、入口面又は出口面で閉塞されて、フィルタを生成しうる。幾つかのチャネルが閉塞されずに残される場合には、部分フィルタが生成されうる。ハニカム体は、モノリス型であるかセグメント化されているかにかかわらず、基材を生成するように触媒されうる。非閉塞のハニカム体は、概して、本明細書では基材と称される。触媒された基材は、後で施された触媒を有していてもよく、あるいは、押出成形触媒を含んでいてもよい。さらには、フィルタ及び部分フィルタは、多機能性を提供するように触媒されてもよい。こうして生成されたセラミックハニカム体は、エンジン排気の浄化など、流体を清浄化するための触媒担体、膜担体として、ウォールフローフィルタとして、部分フィルタとして、及びそれらの組合せとして、幅広く用いられる。

【0024】

セラミックハニカム体の組成物は、特に限定されず、多量及び少量のコージエライト、チタン酸アルミニウム、ムライト、β−スポジュメン、炭化ケイ素、ゼオライトなど、並びにそれらの組合せを含みうる。さらなる例として、セラミックハニカム体は、押出成形ゼオライト又は他の押出成形触媒を含みうる。

【0025】

図１は、押出機及びハニカム押出物の概略図である。押出機は、バッチがハニカム押出物２００として押出機１００から出る前端１０２を含みうる。押出機カートリッジ１０４は、押出ダイ及び外皮形成マスクを含む押出成形ハードウェアを含みうる。ハニカム押出物２００は、長さＬ１を有し、第１の端面２０２と、押出機の前端１０２から第１の端面２０２まで延在する外周面２０６とを含む。互いに隣接するチャネル２１０を形成する複数の交差する壁２０８は、軸方向「Ａ」で示される押出方向に延在し、ハニカムマトリクス２１２を形成する。押出方向に延在するチャネル２１６を形成する交差する壁２１４が、説明のために示されている。軸方向に対して垂直な最大断面寸法は、「Ｄ１」で示されている。例えば、ハニカム押出物２００が円筒形状の場合、最大寸法「Ｄ１」は、端面２０２の直径でありうる。例えば、軸方向に対して垂直なハニカム押出物２００の断面が長方形の場合、最大寸法「Ｄ１」は、端面の対角線でありうる。

【0026】

本開示の例示的な実施形態に従うハニカムマトリクス２１２は、ハニカム押出物２００のバルク領域２１８における公称厚さの交差する壁２０８と、バルク領域２１８を取り囲むハニカム押出物２００の強化された領域２２０（本明細書では「補強」領域とも称される）における、より大きい厚さの交差する壁２０４とを含む。バルク領域２１８は、「Ｄ１」より小さい第２の寸法「Ｄ２」によって境界されうる。強化された領域２２０は、「Ｄ２」から「Ｄ１」まで、又は「Ｄ２」から「Ｄ１」未満まで延在しうる。周縁領域２２０の厚い壁は、ハニカム押出物２００に対する強化効果をもたらす。補強領域２２０は、ハニカム押出物２００の外周まで延在しうる。ハニカム押出物２００は、切断されて第２の端面を形成し、乾燥及び焼成されて、より厚いチャネル壁２０４の強化された周縁領域２２０を有する多孔性のセラミックハニカム体を形成しうる。他の例示的な実施形態では、補強領域は、正方形のマトリクスでは４５°の方向、又は六角形のマトリクスでは６０°の方向などで、バルク領域を横断してもよい。

【0027】

典型的にはステンレス鋼などの高強度材料で形成される押出ダイは、可塑化されたセラミックバッチ材料をダイ内へと導入する供給孔を備えたダイ本体を含む。供給孔には、ダイの吐出面で終結する吐出スロットが接続されており、そこから、可塑化されたバッチ材料が、輪郭を取り囲み、周壁２０４に接着する、押出成形された外皮２０６を有するハニカム押出物２００の形態で吐出される。

【0028】

内壁２０８より大きい厚さを有するより強い周壁２０４を製造する目的で、拡幅された周縁吐出スロットが設けられる。スロットの拡幅は、適切な幅のタブ電極を用いるプランジＥＤＭ加工によって達成されうる。予想通り、このスロットの拡幅は、結果的に、乾燥及び焼成されたハニカム構造に追加の強度を付与することを意図する、厚くなった周縁ハニカム体壁を生じる。しかしながら、意図されない結果として、厚くなった周壁の歪みが挙げられ、このような歪みは、所望の強化に干渉し、幾つかの事例では、焼成されたハニカム体の強度を低下させうる。

【0029】

周縁補強領域２２０を有するハニカム体を押出成形するためには、バッチ流れのインピーダンス（圧力損失）を、公称スロット幅を有するダイ中心のバルクゾーンよりもダイ周縁の幅広いスロット幅を有する補強ゾーンにおいて適切に低くする必要があること、及び、幅広いスロットが徐々に広くなる場合、外皮に近くなるほどフローインピーダンスを低くする必要があることが判明した。したがって、ダイ供給孔の流量分布は、当然、公称ゾーンよりも補強ゾーンへの流れが多くなり、外皮に近いほど、より多くのバッチがより幅広いスロットへと流れる。このような流れは、幅広いスロットを十分に満たすことを可能にし、結果的に、内壁２０８と一致した押出速度で幅広いハニカム体の壁を生じ、質量流量を平衡化することから、このような配置は、周縁補強セクションに必要とされる。

【0030】

しかしながら、本発明者らは、ダイ供給孔におけるバッチ流れ分布が、公称ゾーンよりも補強ゾーンに対してより多くの流れを当然に生じるのではなく、ダイスロットが幅広くなるときに、外皮に近づくほど、より多くのバッチがより幅広いスロットに流れるわけではないことを見出した。実際には、意外にもその反対が真であることが分かった；補強ゾーンにおけるバッチ流れのインピーダンスは、公称ゾーンのフローインピーダンスよりもさらに高く、該インピーダンスは、スロットが外皮に近づくほど幅広くなるにつれて、さらに増加した。ダイフローのモデリングを用いたこの驚くべき効果に対する調査は、補強セクションにおけるスロット拡張が、バッチ流れの下流側の（前向きの）段差部を生じうることを示唆した。前向きの段差部は、幅広いスロットがバッチで十分に満たされる場合に、渦又は「デッドゾーン」に捕らわれたバッチの上をスライドするバッチ（本明細書ではバッチ・オン・バッチと称される）に起因して、追加的な圧力損失を生じうる。追加的な圧力は、拡張されたスロットにおける圧力低下を無効にすることができ、また、補強セクションを通じたより高い圧力損失を生じうる。バッチ・オン・バッチ圧力は、補強セクションにおけるスロットのより幅広い拡張に起因して、外周に近づくと増加することが判明した。増加したインピーダンス傾向によって、バッチ流れをさらに低下させる、より少ない流れが補強セクション内に生じ、ハニカム体の許容可能な補強領域を押出成形するのに必要とされるのとは逆に、外皮の方に向かって減少する。したがって、補強ゾーンの幅広いスロット内に正しいバッチ流れを確立するためには、インピーダンスプロファイルを補強ゾーンで低下させる必要がある。

【0031】

補強ゾーンにより高いインピーダンスを生じる前向きの段差部に加えて、前向きの段差部はまた、補強ゾーン内に、一定のより低いインピーダンスを有するが、その設計された寸法が十分に満たされていない幅広いスロットを有する、別の安定な状態も生じうる。増加したインピーダンス安定状態を有するバッチ・オン・バッチ、及び、より低いインピーダンス安定状態を有する、満たされていない幅広いスロットは、これらの安定な状態（本明細書では、いずれも双安定状態と称される）がいずれも、押出成形されたハニカム体に不正なバッチ流れ及び押出欠陥を生じることから、いずれも押出成形プロセス中は望ましくない。双安定状態に由来する欠陥を回避するために、補強ゾーンのスロット内の前向きの段差部を除去してもよい。しかしながら、前向きの段差部の除去は、圧力損失の大きすぎる低下及び補強ゾーン内の過剰なバッチ流れにつながりうる、ピンの根元にまで及ぶ幅広いスロットを必要とする可能性があり、幾つかのダイ幾何学形状は、ピンの根元へのこのような拡張を促さない。

【0032】

その全内容が、参照することにより本明細書に完全に記載されているかのように本明細書に組み込まれる米国特許第６，０８０，３４８号明細書に記載されるように、ダイの吐出スロットを境界するピンは、ダイを通過する押出可能な材料の流れを変更するための幾何学的に設計された表面特徴を含む側面を取り込むことができる。これらの幾何学的に設計された表面特徴は、本明細書では、ディボットと称される。ディボットは、押出可能な材料内に剪断を導入するように作用し、それによって凹部を組み込んだピン表面を通過する流れをいくらか妨げる、ダイピンの選択された側面に形成された溝又は凹部でありうる。ディボットは、ピンの上面によって形成されるダイの吐出面、及び、ダイ本体内の供給孔と吐出スロットとの間に形成される供給孔−スロット交点の両方から離間されうる。

【0033】

ディボットは、ハニカム押出ダイのピン又はスロット表面に付けられた所定のサイズ及び形状の特徴である。これは、典型的には従前の実施に従って機械加工された押出ダイのスロット領域に存在する種類のランダムな表面変動とは対照的である。

【0034】

吐出スロット内のディボットの存在に起因する、可塑化されたバッチ材料内に発生する流れの変更は、ディボットの数、サイズ、及び形状のみならず、押出成形される材料のレオロジー及び採用される押出速度などの因子にも依存する。しかしながら、特定のバッチ材料、ハニカム体形状、及び／又は押出成形条件にとって最適なディボットの幾何学形状は、日常的な実験又は流れのモデル化によって容易に決定することができる。吐出スロットは、ディボットの上流及び下流のスロット部分よりもディボットにおいて幅広くなっている。

【0035】

本発明者らは、驚くべきことに、ディボットを含む少なくとも幾つかのスロットを有するダイ、並びにディボット及びプレナムを含む少なくとも幾つかのスロットを有するダイでは、補強ゾーン内では多すぎるが、その代わりにディボットの下流端では少なくなりうる、バッチ流れを生じうる可能性がある、幅広いスロットがピンの根元まで延在しない場合であっても、補強ゾーンに適切なインピーダンスプロファイルを達成できることを見出した。吐出面からディボットの下流端へと延在する補強ゾーンの幅広いスロットを含む押出ダイは、正しい圧力損失プロファイルをもたらすことができ、その結果、バッチ流れの双安定状態及び関連欠陥を低減又は排除しつつ、補強スロット領域に自立したバッチ流れを供給することができる。

【0036】

本開示の第１の例示的な実施形態は、本開示の例示的な実施形態に従う、各々が、供給孔との交点から吐出面に向かって離間されたディボットと、ダイ本体内へと延在するが、ハニカム押出物の周縁領域を強化するように吐出面において公称スロット幅のバルク領域を取り囲む周縁領域のディボットから離間されている吐出面の幅広部分を有する、少なくとも幾つかのダイスロットを含む新しいダイ設計に関する。これらの例示的な実施形態によれば、ダイは、外周の方に向かって徐々に増加する壁幅を有するハニカム体を生成することができる。これらの例示的な実施形態によれば、ダイを通じた押出成形は、ハニカム体の補強領域に目的とする壁厚をもたらす。

【0037】

本開示の第２の例示的な実施形態は、本開示の例示的な実施形態に従う、各々が、供給孔との交点から吐出面に向かって離間されたディボットと、ハニカム押出物の周縁領域を強化するために吐出面において公称スロット幅のバルク領域を取り囲む周縁領域においてディボットの方へとダイ本体内に延在する吐出面の幅広部分とを有する、少なくとも幾つかのダイスロットを含む新しいダイ設計に関する。これらの実施形態は、より幅広いスロット部分とディボットとの相互作用を利用して、バッチ流れの双安定状態及びバッチ・オン・バッチ流れに由来する追加的な圧力を回避し、したがって、補強領域の幅広いスロット部分内の正しいバッチ流れに必要とされるインピーダンスプロファイルを提供する。これらの例示的な実施形態によれば、ダイは、外周の方に向かって徐々に増加する壁幅を有するハニカム体を生成することができる。これらの例示的な実施形態によれば、ダイを通じた押出成形は、ハニカム体の補強領域に目的とする壁厚を達成することにつながる、十分に満たされた周縁ダイスロットを提示し、周縁近くの壁の歪み及びハニカム体の補強領域とバルク領域との間の引き裂きなどの押出欠陥を回避する。

【0038】

これらの第２の例示的な実施形態によれば、ディボットは、非接合部（non-knitters）及びウェブの反りなどの流れの欠陥並びに多孔性のセラミック壁内の亀裂などの焼成欠陥の低減へのディボットの寄与、及び、より高いアイソスタティック強度及びチッピングの低減などの改善された強度をハニカム体にもたらす補強領域を維持しつつ、バルク流れに対する周縁流れの最適なバランスをもたらすように、スロットの深さに沿った位置に配置されうる。

【0039】

図２は、本開示の第１の例示的な実施形態に従う、供給孔とスロットとの交点（供給孔−スロット交点）から吐出面に向かって離間されたディボットと、ハニカム押出物の周縁領域を強化するようにダイ内へと延在する吐出面の幅広部分とを有するスロット、及び関連する性能特性を含むダイについてのバッチ流れの２つの安定な（双安定）状態の概略図を提示している。図２は、ダイ３００のダイ本体の供給孔３０４におけるバッチ流れ「Ｑ」を示している。バッチは、補強スロット３０８の上流部分３１０にバッチ流れの矢印「Ｂ１」で示されるように、供給孔３０４から第１の例示的な補強スロット３０８内へと流れる。上流スロット部分３１０は、公称スロット幅「ｔ１」でありうる。公称スロット幅「ｔ１」は、ダイ３００のバルク領域内のスロットのスロット幅でありうる。

【0040】

スロットは、上流部分、ディボット部分、及び出口部分（幅広部分）を含む。バッチは上流スロット部分３１０からディボット３１２内へ、下流スロット部分３１４内へ、次に幅広いスロット部分３１８内へと流れる。バッチは、ダイ吐出面３２４のスロット出口部分３２０において補強スロット３０８から出る。下流スロット部分３１４はまた、公称スロット幅「ｔ１」も含んでよく、幅広部分３１８は、第１の例示的な補強スロット３０８が下流側の段差部３２８を含むように、公称スロット幅「ｔ１」より大きい幅広いスロット幅「ｔ２」を含みうる。述べたように、幅広部分３１８は、第２の補強スロット３０８が、幅広いスロット幅「ｔ２」より大きい「ｔ３」の幅広部分３１８を含みうるように、外周の方に向けて配置されたスロットにおいて徐々に拡幅されてもよい。

【0041】

安定なバッチ流れ状態「Ｂ２」は、前向きの段差部３２８上のバッチ・オン・バッチ流れを表している。状態「Ｂ２」は、公称インピーダンス、すなわち、供給孔３０４からディボット３１２へと公称幅「ｔ１」のスロットを通るバッチ流れのインピーダンス及びディボット３１２から吐出面３２４へと通過するインピーダンスより結果的に高くなる。公称インピーダンスより高い状態「Ｂ２」が第１の例示的な補強領域の幅広いスロット部分３１８において起こるとともに、幅広いスロット部分３１８は、その設計寸法又はその近辺において、バッチで十分に満たされうる；公称スロット幅のバルク領域よりも幅広いスロット部分３１８においてバッチ流れが少なくなり、ウェブ引き裂き欠陥を生じうる。

【0042】

安定なバッチ流れ状態「Ｂ３」は、公称インピーダンスよりも一貫して低いが、その設計された寸法に十分に満たされていない幅広いスロット部分３１８を有する、前向きの段差部３２８上の安定な状態を表している。幅広いスロット部分３１８は、バッチ流れ方向「Ａ」に対して垂直な幅方向では満たされていないため、状態「Ｂ３」は、幅広いスロット幅「ｔ２」又は「ｔ３」とは無関係の一定のインピーダンスをもたらす。状態「Ｂ３」の公称インピーダンスより低くなると、第１の例示的な補強領域内に多すぎるバッチ流れ又はより高いウェブ速度を生じ、ハニカム体２２０の周縁領域２２０に曲がったウェブを生じる。

【0043】

双安定状態「Ｂ２」、「Ｂ３」のいずれも、スロットの幅広部分３１８が、より厚い周壁２１０を有する強化されたハニカム体２００を達成するために必要とされるハニカム押出物２００の外周２０６の方に向かって徐々に拡幅されるにつれて徐々に低下するバッチ流れのインピーダンスプロファイルをもたらすことができない。

【0044】

図３は、本開示の第１の例示的な実施形態に従う、供給孔３０４との交点３３２から吐出面３２４に向かって離間されたディボット３１２と、補強領域３３０におけるハニカム押出物２００の周縁領域２２０を強化するための吐出面３２４の幅広部分３１８と、ハニカム体２００のバルク領域２１８に対応するバルク公称断面３３４とを有するスロットを含む、ダイ３００の部分断面を示す概略図である。バルク領域３３４の公称スロット３３８は、公称ピン３４０に囲まれ、補強領域スロット３０８は、補強領域ピン３４４に囲まれている。補強領域スロット３０８からダイ外周３５０の方へと向かう補強領域スロット３４８は、幅「ｔ２」の補強領域スロット３０８の幅広部分３１８よりも大きい幅「ｔ３」の幅広部分３１８を含みうる。供給孔３０４は、ダイ入口面３５４からダイ本体３５８内へと延在する。

【0045】

図４は、本開示の第１の例示的な実施形態に従う、供給孔との交点から吐出面に向かって離間されたディボットと吐出面の幅広部分とを有するダイスロットについての図２の双安定状態「Ｂ２」における計算されたインピーダンスプロファイルのグラフプロットである。補強ゾーンのより幅広いスロット及びより厚いハニカム体壁に起因して、補強ゾーンにより多くのバッチ流れを必要とするのとは反対に、公称インピーダンスより高いことにより（Ｐｒ／Ｐ公称＞１）、周縁補強ゾーン（本明細書では「補強」ゾーンとも称される）が、吐出面に幅広部分を有しないスロットのゾーン（本明細書では、交差する「公称」スロットの「公称」又は「バルク」領域と称される）よりも遅いバッチ流速を有するようになる。壁の引き裂きは、結果的に押出欠陥を生じる／につながる可能性が高い。補強段差部０ではＰｒ／Ｐ公称＝１であり、これは、バルク公称領域に対応する。

【0046】

図５は、本開示の第１の例示的な実施形態に従う、供給孔との交点から吐出面に向かって離間されたディボットと吐出面の幅広部分とを有するダイスロット及び供給孔との交点から吐出面に向かって離間されたディボットを有する公称ダイスロットを示している。

【0047】

図６は、供給孔との交点から吐出面に向かって離間されたディボットと、ディボットを有するが吐出面に幅広部分を有しない公称スロットを取り囲む吐出面における幅広部分（補強ゾーン）とを有する周縁ダイスロットを含むダイを通して押出成形されたハニカム体の端面の写真である。このダイ設計から得られるハニカム体の押出欠陥事象には、図２に示される補強ゾーンのバッチ流れの状態「Ｂ３」に起因する、壁の周縁歪み及び設計厚さより薄い壁が含まれる。差し込み図は、第１の例示的な周縁補強領域における壁の欠陥の詳細図を提示している。

【0048】

図７は、ダイ本体７０２を含むダイ７００の概略的な断面図である。ダイ本体７０２は、本開示の第２の例示的な実施形態に従う、供給孔３０４との交点３３２（供給孔−スロット交点３３２）から吐出面７１０に向かって離間されたディボット３１２と、ディボット３１２を有するが吐出面７１０に幅広部分７２２を有しない公称スロット３３８を取り囲む補強ゾーンの吐出面においてダイ内へと延在する幅広部分７２２とを有する周縁ダイスロット７０４を含む。図示されるように、幅広部分７２２は、吐出面７１０から本開示の第２の例示的な実施形態に従うディボット３１２の下流部分まで延在する。吐出面７１０からディボット３１２へと延在する幅広部分７２２を有することにより、下流側の段差部３２８及び図２の双安定型のバッチ流れ状態「Ｂ２」及び「Ｂ３」が排除される。スロットの幅広部分７２２内のバッチ流れ「Ｂ４」は、スロット幅「ｔ４」を満たし、公称スロット３３８よりも低いバッチインピーダンスを有する。スロット７０２は、上流部分３１０、ディボット部分３１２、及び出口部分（幅広部分）７２２を含む。

【0049】

ダイ７００は、スロット７０４を境界する対向する側面を含む少なくとも２つの隣接するピン７４４、７４６を含む。ピン７４４、７４６の対向する側面は、スロット上流部分３１０を境界する供給セクション、ディボット３１２を境界するディボットセクション、及びスロット幅広部分７２２を境界する吐出セクション（吐出部分）を含む。ダイ７００は、公称スロット３３８を境界する対向する側面（図５）を含む少なくとも２つの他の隣接するピン３４０、３６０をさらに含みうる。ピン３４０、３６０の対向する側面は、スロット上流部分３１０を境界する供給セクション、ディボット３１２を境界するディボットセクション、及びスロット吐出部分３６２を境界する吐出セクションを含む。ダイ７００は、スロット上流部分３１０を境界する供給セクション、ディボット３１２を境界するディボットセクション、及びスロット幅広部分７２２を境界する吐出セクションを含む第１の対向側面、並びに、スロット上流部分３１０を境界する供給セクション、ディボット３１２を境界するディボットセクション、及びスロット吐出部分３６２を境界する吐出セクションを含む第２の対向側面を含むピンをさらに含みうる。スロット３３８、７０４は、ディボットの上流３１０及び下流３１８、３６２、７２２のスロット部分よりもディボット３１２で幅広くなっている。

【0050】

図８は、本開示の第２の例示的な実施形態に従う、各々が、供給孔３０４との交点３３２から吐出面７１０に向かって離間されたディボット３１２と、補強領域７３０におけるハニカム押出物２００の周縁領域２２０を強化するようにダイ本体７０２内へとディボット３１２の方に延在する吐出面７１０の幅広部分７２２とを有する、少なくとも幾つかのスロット３３８、７０４、並びに、ハニカム体２００のバルク領域２１８に対応するバルク公称断面７３４を含む、ダイ７００の部分断面を示す概略図である。バルク領域７３４の公称スロット３３８は、公称ピン３４０に囲まれており、補強領域スロット７０４は、補強領域ピン７４４、７４６に囲まれている。補強領域スロット７０４からダイ外周７５０の方へと向かう補強領域スロット７４８は、幅「ｔ４」の補強領域スロット７０４の幅広部分７２２よりも大きい幅「ｔ５」の幅広部分７２２を含みうる。代替的な実施形態では、補強領域は、１つの幅「ｔ４」の幅広部分７２２を有する少なくとも２つのスロット７０４を含みうる。代替的な実施形態では、補強領域は、１つの幅「ｔ４」の幅広部分７２２を有するすべてのスロット７０４を含みうる。供給孔３０４は、ダイ入口面７５４からダイ本体７０２内へと延在する。

【0051】

図９は、本開示の第２の例示的な実施形態に従う、各々が、供給孔３０４との交点３３２から吐出面７１０に向かって離間されたディボット３１２と、ディボット３１２の方へとダイ本体７０２内に延在する吐出面７１０の幅広部分７２２とを含む、少なくとも幾つかのスロット７０４、７４８を有するダイスロットについての図７のバッチ流れ状態「Ｂ４」における計算されたインピーダンスプロファイルのグラフプロットである。これらの例示的な実施形態は、吐出面７１０からディボット３１２へと延在するように、補強ゾーン７３０に幅広いスロット部分７２２を設けて、下流側の（「前向きの」）段差部３２８を効果的に排除し、第１の例示的な実施形態の双安定状態「Ｂ２」及び「Ｂ３」を排除する。結果的に得られるインピーダンスプロファイルは、幅広部分７２２がピン７４４の各列（補強段差の数）の後で幅広くなるにつれて、外周７５０の方に向かって徐々に低くなる、補強ゾーンスロット７０４、７４８の公称インピーダンスより低いインピーダンスを示す。幅広部分７２２が徐々に広くなるにつれて、外周７５０の方に向かって徐々に低くなる補強ゾーンスロット７０４、７４８における、より低いインピーダンスは、ハニカム体２００の外周２０６の方に向かって徐々に広くなる補強領域２２０の幅広い壁２０４を有するハニカム体２００を押出成形するために補強ゾーン７３０のスロットに正しいバッチ流れ状態「Ｂ４」を達成するのに必要とされるものである。

【0052】

図１０は、本開示の第２の例示的な実施形態に従う、各々が、供給孔との交点から吐出面に向かって離間されたディボットと、ディボットを有するが吐出面に幅広部分を有しない公称スロット（バルク又は公称ゾーン）７３４を取り囲む、ディボットの方へとダイ本体内に延在する吐出面の幅広部分（補強ゾーン）７３０とを含む、少なくとも幾つかのスロットを有する周縁ダイスロットを含むダイを通して押出成形されたハニカム体の端面の写真である。図１０の差し込み図は、歪みをほとんど又は全く示さない（図６と比較して）壁２０４の詳細な図を提供している。これらの第２の例示的な実施形態に従うダイ設計は、周縁歪みがほとんど又はまったくなしに外周２０６に向かって徐々に厚くなる、均一に厚い壁２０４の補強領域２２０を有する押出成形されたハニカム体２００をもたらし、補強スロット７０４、７４８がバッチで十分に満たされており、バッチが、幅方向「ｔ４」、「ｔ５」にスロットにわたって正しい速度で流れることが示唆される。このダイ設計から得られるハニカム体２００内における押出欠陥の不存在は、図７に示される補強ゾーンのスロット内のバッチ流れの状態「Ｂ４」に起因しうる。

【0053】

すべての態様に必要とされるわけではないが、ディボット３１２は、吐出面７１０から供給孔３０４との交点３３２におけるスロットの根元へとスロットの長さの半分以下だけ吐出面７１０から離間して、ダイピン３４０、７４４の側面に配置することができることが判明した。幾つかの態様では、ディボット３１２は、スロット幅の約５〜７倍だけ吐出面７１０から離間されて、ダイピン３４０、７４４の側面に配置されうる。幅広部分７２２は、吐出面７１０からディボット３１２の下流端まで延在する。

【0054】

ハニカム体２００及びダイ７００の例示的な実施形態は、１平方インチあたり約１００〜１２００のセル数（ｃｐｓｉ）（１平方センチあたり約１５．５〜約１８６のセル数）を含みうる。典型的なセル壁厚及び対応するダイスロット幅は、約０．０２５ｍｍ〜約１．５ｍｍ（約１〜６０ミル）の範囲でありうる。例えば、ハニカム体２００及びダイ７００の幾何学形状は、４００ｃｐｓｉ（１平方センチあたり約６２のセル数）であってよく、約８ミル（約０．２０３２ｍｍ）（４００／８）の壁／スロット厚さ又は約６ミル（約０．１５２４ｍｍ）（４００／６）の壁／スロット厚さを有しうる。他の幾何学形状には、例えば、１００／１７、２００／１２、２００／１９、２７０／１９、３５０／３、４００／３、４００／４、５００／２、６００／２、６００／３、６００／４、７５０／２、９００／２、９００／３、１２００／２、さらには７５０／１及び９００／１が含まれる。本明細書で用いられる場合、ハニカム体２００は、概して、ハニカム構造を含むことが意図されるが、正方形の構造に厳密に限定されるものではない。例えば、六角形、八角形、三角形、長方形又は任意の他の適切なセル形状が用いられうる。また、セル状ハニカム体２００の断面は円形でありうるが、それに限定されず、例えば、断面は、楕円形、正方形、長方形、又は他の所望の形状、及びそれらの組合せでありうる。

【0055】

本開示の例示的な実施形態は、単なる例示であって、限定することを意図するものではない、ある特定の典型例及びそれらの特定の実施形態に関してさらに説明される。一例では、ダイは、１２ミル（０．０１２インチ又は０．３０ｍｍ）の公称スロット厚さ、及び約５〜１０段の補強領域を含んでよく、例えば、各段は、ピン幅、１列のピン、幾つかのピン幅、又は幾つかの列のピンであってよく、ここで、スロットの幅広部分の幅は、１段あたり約０．７５ミル（０．０００７５インチ又は０．０１９ｍｍ）だけ増加する。この例では、外周のスロットの幅広部分の幅は、約２０ミル（０．０２０インチ又は０．５１ｍｍ）でありうる。別の例では、ダイは、２ミル（０．００２インチ又は０．０５１ｍｍ）の公称スロット幅及び約２段の補強領域を含んでよく、ここで、スロットの幅広部分の幅は、１段あたり約０．３ミル（０．００７６ｍｍ）だけ増加する。この例では、外周におけるスロットの幅広部分の幅は、約２．５ミル（０．０６４ｍｍ）でありうる。すなわち、外周におけるスロットの幅広部分の幅が約２．５ミル（０．０６４ｍｍ）〜約２０ミル（０．５１ｍｍ）になりうるように、公称スロット幅は、約２ミル（０．０５１ｍｍ）〜約２０ミル（０．５１ｍｍ）であってよく、補強領域は、１段あたり約０．３ミル（０．００７６ｍｍ）〜約０．７５ミル（０．０１９ｍｍ）で約２〜約１０段を含みうる。別の例では、ダイは、公称スロット幅及び公称スロット幅から約１段の補強領域を含みうる。この例では、補強ゾーンにおけるスロットの幅広部分は一定である。別の例では、ダイは、２ミル（０．０５１ｍｍ）の公称スロット幅及び最厚スロットの幅広部分が約６ミル（０．１５２ｍｍ）である補強領域を含んでよく、この事例では、ディボット深さは、吐出面から約１０ミル（０．２５４ｍｍ）〜約４２ミル（１．０７ｍｍ）でありうる。幾つかの例示的な実施形態では、ディボットは、吐出面から約２５ミル（０．６４ｍｍ）〜約７０ミル（１．７８ｍｍ）でありうる。

【0056】

図１１は、本開示の第３の例示的な実施形態に従う、スロットを供給孔３０４に接続するプレナム１１０２、各々、プレナム１１０２との交点から吐出面１１１０に向かって離間されたディボット３１２と、補強領域１１３０におけるハニカム押出物２００の周縁領域２２０を強化するためにダイ本体１１２４内へとディボット３１２の方に延在する吐出面１１１０の幅広部分１１２２とを含む少なくとも幾つかのスロット１１０４、並びにハニカム体２００のバルク領域２１８に対応するバルク公称断面１１３４を含む、ダイ１１００の部分断面を示す概略図である。バルク領域１１３４内の公称スロット１１３８は、公称ピン１１４０に囲まれ、補強領域スロット１１０４は、補強領域ピン１１４４に囲まれている。補強領域スロット１１０４からダイ外周１１５０の方に向かう補強領域スロット１１４８は、幅「ｔ６」の補強領域スロット１１０４の幅広部分１１２２より大きい、幅「ｔ７」の幅広部分１１２２を含みうる。供給孔３０４は、ダイ入口面１１５４からダイ本体１１２４内へと延在する。

【0057】

本開示の例示的な実施形態に従うプレナム１１０２は、その全内容が、参照することにより、本明細書に完全に記載されているかのように本明細書に組み込まれる、２０１５年１１月２０日に出願の同時係属中の米国仮特許出願第６２／２５８，１３７号明細書に開示される追加的利点をもたらす。例えば、プレナム１１０２は、ウェブのうねりの低減に必要とされる幅に対するスロット長を維持しつつ、より狭いスロットの圧力負担を和らげることができると同時に、例えば、上流の流れの乱れに対する低い感度など、バッチ流れに対する低い感度をもたらすことができる。

【0058】

この例示的な実施形態によれば、補強スロット設計を有するディボットダイでは双安定状態が低減又は排除される。これは、周縁補強領域の特徴を有するハニカム体の押出成形に関連した頻繁な問題であることが判明している、設計寸法を満たしていない補強ゾーンのウェブ、並びに、バッチ・オン・バッチのインピーダンス及び圧力から生じるウェブの引き裂きなどを原因とする、ハニカム押出物の周縁ウェブの歪みを回避する。ディボットを有しないダイでは、補強領域におけるスロットの幅広部分は、補強領域におけるバッチ流れの双安定状態を回避するように吐出面からピンの根元へと延在しうる。これらの例示的な実施形態では、補強ゾーンにおけるスロットの幅広部分の深さとディボット位置との相互作用が、良好な押出品質を生じるバッチ流れの利益をもたらす。

【0059】

スロットの幅広部分が吐出面からディボットへと延在する補強ゾーンを含むダイの別の利点は、例えば、本明細書に開示されるような第１の例示的なダイ設計を、例えばプランジＥＤＭなどの放電加工（ＥＤＭ）によって、第２の例示的な設計へと改造することができることである。さらには、本開示の第２の例示的な実施形態及び第３の例示的な実施形態に従う、スロットの幅広部分が吐出面からディボットまで延在する補強ゾーンを含むダイは、亀裂の減少のためにダイの上流に配置された成形プレートの実装に対する感度が低い、スキン形成領域におけるバッチ流れのバランスをもたらす。

【0060】

本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、本開示にさまざまな修正及び変形がなされうることは、当業者にとって明白であろう。よって、添付の特許請求の範囲は、それらが添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物の範囲内に入ることを条件に、本開示の修正及び変形にも及ぶことが意図されている。

【0061】

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

【0062】

実施形態１
ハニカム押出ダイであって、
ダイ本体を含み、該ダイ本体が、
入口面及び該入口面とは反対側の吐出面；
前記入口面から前記ダイ本体内へと延在する供給孔；
前記ダイ本体内の交点において前記供給孔と接続するように前記吐出面から前記ダイ本体内へと延在する、吐出スロットの交差アレイであって、前記スロットによって囲まれた複数のピンの側面によって形成されており、かつ、前記吐出面から前記ダイ本体内へと延在している、吐出スロットの交差アレイ
を含み、
前記スロットの壁を形成する前記ピンの少なくとも幾つかの前記側面が、前記供給孔−スロット交点から離間され、かつ、前記吐出面から離間されたディボットを含み、
複数の前記スロットが、
前記吐出面における隣接するピン間の幅Ｗ１を含む前記スロットの第１の群と、
前記吐出面における隣接するピン間の、Ｗ１より大きい第２の幅Ｗ２を含む前記スロットの第２の群と
を含む、
ハニカム押出ダイ。

【0063】

実施形態２
前記スロットの前記第２の群が、少なくとも幾つかの前記ディボットを含み、Ｗ２が、前記吐出面から前記ディボットまで一定であることを特徴とする、実施形態１に記載のハニカム押出ダイ。

【0064】

実施形態３
前記スロットの前記第１の群が、少なくとも幾つかの前記ディボットを含み、Ｗ１が、前記吐出面から前記ディボットまで一定であることを特徴とする、実施形態１又は２に記載のハニカム押出ダイ。

【0065】

実施形態４
Ｗ１が、前記供給孔−スロット交点から前記ディボットまで一定であることを特徴とする、実施形態１〜３のいずれかに記載のハニカム押出ダイ。

【0066】

実施形態５
前記スロットの前記第２の群のスロットが、前記スロットの前記第１の群から前記ダイの周縁領域に向かって配置されていることを特徴とする、実施形態１〜４のいずれかに記載のハニカム押出ダイ。

【0067】

実施形態６
前記スロットの前記第２の群が、前記スロットの前記第１の群を取り囲んでいることを特徴とする、実施形態１〜５のいずれかに記載のハニカム押出ダイ。

【0068】

実施形態７
前記複数のスロットが、前記吐出面における隣接するピン間の、Ｗ２より大きい幅Ｗ３を含む前記スロットの第３の群をさらに含むことを特徴とする、実施形態１〜６のいずれかに記載のハニカム押出ダイ。

【0069】

実施形態８
前記スロットの前記第３の群が、少なくとも幾つかの前記ディボットを含み、Ｗ３が、前記吐出面から前記ディボットまで一定であることを特徴とする、実施形態１〜７のいずれかに記載のハニカム押出ダイ。

【0070】

実施形態９
前記スロットの前記第３の群のスロットが、前記スロットの前記第２の群から前記ダイの周縁領域に向かって配置されていることを特徴とする、実施形態１〜８のいずれかに記載のハニカム押出ダイ。

【0071】

実施形態１０
前記スロットの前記第３の群が、前記スロットの前記第２の群を取り囲んでいることを特徴とする、実施形態１〜９のいずれかに記載のハニカム押出ダイ。

【0072】

実施形態１１
前記スロットの前記第２の群が、少なくとも幾つかの前記ディボットを含み、Ｗ２が、前記吐出面から前記ディボットまで一定であることを特徴とする、実施形態１〜１０のいずれかに記載のハニカム押出ダイ。

【0073】

実施形態１２
Ｗ１とＷ２との差異が段差距離であり、Ｗ２とＷ３との差異が同じ段差距離であることを特徴とする、実施形態１〜１１のいずれかに記載のハニカム押出ダイ。

【0074】

実施形態１３
前記スロットが、前記同じ段差距離だけ徐々に大きくなる幅を含む、前記スロットの追加の群を含むことを特徴とする、実施形態１〜１２のいずれかに記載のハニカム押出ダイ。

【0075】

実施形態１４
徐々に厚くなる幅の前記スロットの前記追加の群の各々が、１つ小さい段差距離の幅を含む前記スロットの群から前記ダイの周縁の方に向けて配置されていることを特徴とする、実施形態１３に記載のハニカム押出ダイ。

【0076】

実施形態１５
徐々に厚くなる幅の前記スロットの前記追加の群の各々が、１つ小さい段差の幅を含む前記スロットの群を取り囲んで配置されていることを特徴とする、実施形態１３又は１４に記載のハニカム押出ダイ。

【0077】

実施形態１６
前記スロットの前記追加の群の各々が、少なくとも幾つかの前記ディボットを含み、前記スロットの前記追加の群の幅が、前記吐出面から前記ディボットまで一定であることを特徴とする、実施形態１３〜１５のいずれかに記載のハニカム押出ダイ。

【0078】

実施形態１７
前記スロットの前記追加の群の数が１から８であることを特徴とする、実施形態１３〜１６のいずれかに記載のハニカム押出ダイ。

【0079】

実施形態１８
前記スロットの前記第３の群が、スキン形成領域に隣接して配置されていることを特徴とする、実施形態１〜１７のいずれかに記載のハニカム押出ダイ。

【0080】

実施形態１９
前記ディボットが、前記吐出面から前記スロットと前記供給孔との前記交点までの距離の半分以下だけ、前記吐出面から離間されていることを特徴とする、実施形態１〜１８のいずれかに記載のハニカム押出ダイ。

【0081】

実施形態２０
前記ディボットが、Ｗ１の約５〜７倍からＷ２の約５〜７倍の範囲で前記吐出面から離間されていることを特徴とする、実施形態１〜１９のいずれかに記載のハニカム押出ダイ。

【0082】

実施形態２１
前記ディボットが、Ｗ１の約５倍からＷ２の約７倍の範囲で前記吐出面から離間されていることを特徴とする、実施形態１〜２０のいずれかに記載のハニカム押出ダイ。

【0083】

実施形態２２
前記スロットの壁を形成する前記ピンの少なくとも幾つかの前記側面が、前記供給孔−スロット交点に配置され、かつ、前記ディボットから離間されたプレナムを含むことを特徴とする、実施形態１〜２１のいずれかに記載のハニカム押出ダイ。

【0084】

実施形態２３
実施形態１〜２２のいずれかに記載のダイを通してバッチ材料を押出成形する工程を含む、ハニカム体を製造する方法。

【0085】

実施形態２４
ハニカム押出ダイであって、
スロットを境界する第１の対向する側面を含む、少なくとも２つの隣接するピン
を含み、
前記第１の対向する側面が、
供給孔からバッチを受け取るように構成されたスロット上流部分を境界する供給セクション、
スロットディボット部分を境界するディボットセクション、及び
吐出面においてバッチを吐出するように構成されたスロット吐出部分を境界する吐出セクション
を含み、
前記スロットディボット部分が、前記スロット上流部分と前記スロット吐出部分との間に配置されており、かつ、前記スロットディボット部分が、前記スロット上流部分及び前記スロット吐出部分より幅広く、前記スロット吐出部分が、前記スロット上流部分より幅広くなっている、
ハニカム押出ダイ。

【0086】

実施形態２５
前記スロット吐出部分が、前記スロットディボット部分から前記吐出面まで一定の幅を含むことを特徴とする、実施形態２４に記載のハニカム押出ダイ。

【0087】

実施形態２６
公称スロットを境界する第２の対向する側面を形成する前記２つの隣接するピンの一方の他方の側に面する表面を含む第３のピンをさらに含み、
前記第２の対向する側面が、
前記供給孔からバッチを受け取るように構成された公称スロット上流部分を境界する公称供給セクション、
公称スロットディボット部分を境界する公称ディボットセクション、及び
前記吐出面においてバッチを吐出するように構成された公称スロット吐出部分を境界する公称吐出セクション
を含み、
前記公称スロットディボット部分が、前記公称スロット上流部分と前記公称スロット吐出部分との間に配置されており、かつ、前記公称スロットディボット部分が、前記公称スロット上流部分及び前記公称スロット吐出部分より幅広く、前記公称スロット吐出部分が、前記公称スロット上流部分と同じ幅である
ことを特徴とする、実施形態２４又は２５に記載のハニカム押出ダイ。

【0088】

実施形態２７
前記２つの隣接するピンが、前記第３のピンから前記ダイの周縁の方に向けて配置されていることを特徴とする、実施形態２４〜２６のいずれかに記載のハニカム押出ダイ。

【0089】

実施形態２８
ハニカム押出ダイであって、
ダイ本体を含み、該ダイ本体が、
入口面及び該入口面とは反対側の吐出面；
前記入口面から前記ダイ本体内へと延在する供給孔；
前記ダイ本体内の交点において前記供給孔と接続するように前記吐出面から前記ダイ本体内へと延在する、吐出スロットの交差アレイであって、前記スロットによって囲まれた複数のピンの側面によって形成されており、かつ、前記吐出面から前記ダイ本体内へと延在している、吐出スロットの交差アレイ
を含み、
前記スロットの壁を形成する前記ピンの少なくとも幾つかの前記側面が、前記吐出面から離間されたプレナムを含み、
前記複数のスロットが、
前記吐出面における隣接するピン間の幅Ｗ１を含む前記スロットの第１の群と、
前記吐出面における隣接するピン間の、Ｗ１より大きい第２の幅Ｗ２を含む前記スロットの第２の群と
を含む、
ハニカム押出ダイ。

【符号の説明】

【0090】

１００ 押出機
１０２ 押出機の前端
１０４ 押出機カートリッジ
２００ ハニカム押出物／ハニカム体
２０２ 第１の端面
２０４ 交差する壁
２０６ 外周面
２０８ 交差する壁
２１０ チャネル
２１２ ハニカムマトリクス
２１４ 交差する壁
２１６ チャネル
２１８ バルク領域
２２０ 周縁領域／強化された領域
３００ ダイ
３０４ 供給孔
３０８ 補強領域スロット
３１０ 上流スロット部分
３１２ ディボット
３１４ 下流スロット部分
３１８ 幅広部分
３２０ スロット出口部分
３２４ ダイ吐出面
３２８ 下流側の段差部
３３０ 補強領域
３３２ 交点
３３４ バルク領域
３３８ 公称スロット
３４０ 公称ピン／隣接するピン
３４４ 補強領域ピン
３４８ 補強領域スロット
３５０ ダイ外周
３５４ ダイ入口面
３５８ ダイ本体
３６０ 隣接するピン
３６２ スロット吐出部分
７００ ダイ
７０２ ダイ本体
７０４ 補強領域スロット
７１０ 吐出面
７２２ スロット幅広部分
７３０ 補強領域／補強ゾーン
７３４ バルク公称断面
７４４，７４６ 補強領域ピン
７４８ 補強領域スロット
７５０ ダイ外周
７５４ ダイ入口面
１１００ ダイ
１１０２ プレナム
１１０４ 補強領域スロット
１１１０ 吐出面
１１２２ 幅広部分
１１２４ ダイ本体
１１３０ 補強領域
１１３４ バルク領域
１１３８ 公称スロット
１１４０ 公称ピン
１１４４ 補強領域ピン
１１４８ 補強領域スロット
１１５０ ダイ外周

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】