ハニカム構造体の目封止用マスク、目封止装置、目封止方法、及び製造方法
【課題】製造時間を短縮することにより製造コストを削減し、産業廃棄物の排出を抑制して目封止ハニカム構造体を得ることができるハニカム構造体の目封止用マスク、目封止装置、目封止方法、及び製造方法を提供する。
【解決手段】目封止装置１０は、ハニカム構造体３１のセル３３の一方の開口端部と他方の開口端部とに互い違いに目封止部３４を形成するための原料となるスラリーを貯留する貯留部１１と、その貯留部１１の上面側にマスク部１と、ハニカム構造体３１をマスク部１に載置した後にセル３３へスラリーを流入させるスラリー流入機構１６と、を備える。マスク部１は、ハニカム構造体３１の一部のセル３３の開口に嵌合するように形成された複数の凸状嵌合部２と、残余のセル３３の開口に対応するように開口し、スラリーを残余のセル３３に流入させるための複数の開口部３と、を有する。
【解決手段】目封止装置１０は、ハニカム構造体３１のセル３３の一方の開口端部と他方の開口端部とに互い違いに目封止部３４を形成するための原料となるスラリーを貯留する貯留部１１と、その貯留部１１の上面側にマスク部１と、ハニカム構造体３１をマスク部１に載置した後にセル３３へスラリーを流入させるスラリー流入機構１６と、を備える。マスク部１は、ハニカム構造体３１の一部のセル３３の開口に嵌合するように形成された複数の凸状嵌合部２と、残余のセル３３の開口に対応するように開口し、スラリーを残余のセル３３に流入させるための複数の開口部３と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体のセルの開口端部に目封止部を形成するためのハニカム構造体の目封止用マスク、目封止装置、目封止方法、及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、ボイラー等の排気ガス中の微粒子や有害物質は、環境への影響を考慮して排気ガス中から除去する必要性が高まっている。特に、ディーゼルエンジンから排出される微粒子（以下、ＰＭということがある）の除去に関する規制は欧米、日本国内ともに強化される方向にあり、ＰＭを除去するための捕集フィルタにハニカム構造体が用いられている。
【０００３】
このような目的で使用されるフィルタとしては、多孔質の隔壁によってハニカム状に区画されることにより形成された、隔壁によって流体の流路となる複数のセルが区画形成されたハニカム構造体と、複数のセルの一方の開口端部及び他方の開口端部を互い違いに目封止する目封止部とを備えた目封止ハニカム構造体を利用したハニカムフィルタが挙げられる。このようなハニカムフィルタによれば、排ガス流入側端面からセル内に排ガスＧ１を流入させることにより、排ガスＧ１が隔壁を通過する際に排ガス中のパティキュレートが隔壁に捕集されるため、パティキュレートが除去された浄化ガスＧ２を浄化ガス流出側端面から流出させることが可能となる。
【０００４】
そして、上記のような目封止ハニカム構造体の製造方法として、例えば、ハニカム構造体（未焼成のセラミック乾燥体）の一方の端面に、粘着シート等を貼着し、画像処理を利用したレーザ加工等によりその粘着シート等の目封止すべきセル（目封止セル）に対応する部分のみに孔開けをしてマスクとし、そのマスクが貼着されたハニカム構造体の端面をスラリー（セラミックスラリー）中に浸漬し、ハニカム構造体の目封止セルにスラリーを充填して目封止部を形成し、これと同様の工程をハニカム構造体の他方の端面についても行った後、乾燥し、焼成することにより目封止ハニカム構造体を得る方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３００９２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように粘着シートに孔開けを行い、この粘着シートをマスクとしてスラリー中にハニカム構造体を浸漬する方法によれば、作業時間を要するため、コストアップの要因となっていた。また、ハニカム構造体１基片面当たり、１枚の粘着シートが必要であり、これが産業廃棄物として排出されていた。
【０００７】
本発明の課題は、製造時間を短縮することにより製造コストを削減し、産業廃棄物の排出を抑制して目封止ハニカム構造体を得ることができるハニカム構造体の目封止用マスク、目封止装置、目封止方法、及び製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、ハニカム構造体のセルの一方の開口端部にあてがった場合に、一部のセルの開口に嵌合するように形成された複数の凸状嵌合部と、残余のセルの開口に対応するように開口し、目封止部を形成するための原料となるスラリーを残余のセルに流入させて目封止部を形成する複数の開口部と、を有する目封止用マスクを利用することにより、上記課題を解決しうることを見いだした。すなわち、本発明により、以下のハニカム構造体の目封止用マスク、目封止装置、目封止方法、及び製造方法が提供される。
【０００９】
［１］ 多孔質の隔壁によってハニカム状に区画されることにより形成された、ガスの流路となる複数のセルを備えたハニカム構造体の前記セルの一方の開口端部にあてがった場合に、一部の前記セルの開口に嵌合するように形成された複数の凸状嵌合部と、残余の前記セルの開口に対応するように開口し、目封止部を形成するための原料となるスラリーを残余の前記セルに流入させて前記目封止部を形成するための複数の開口部と、を有するハニカム構造体の目封止用マスク。
【００１０】
［２］ 前記凸状嵌合部は、その先端が細くなる先細の凸状に形成された前記［１］に記載のハニカム構造体の目封止用マスク。
【００１１】
［３］ 前記凸状嵌合部は、その突出する方向に垂直な断面の断面形状が、前記ハニカム構造体の前記セルの前記開口の形状に嵌合する相似形に形成された前記［２］に記載のハニカム構造体の目封止用マスク。
【００１２】
［４］ 前記凸状嵌合部は、角錐状または円錐状に形成された前記［２］または［３］に記載のハニカム構造体の目封止用マスク。
【００１３】
［５］ 多孔質の隔壁によってハニカム状に区画されることにより形成された、ガスの流路となる複数のセルを備えたハニカム構造体の前記セルの一方の開口端部と他方の開口端部とに互い違いに目封止部を形成するための原料となるスラリーを貯留する貯留部と、その貯留部の上面側に、前記ハニカム構造体を載置することにより、前記ハニカム構造体の一部の前記セルの開口に嵌合するように形成された複数の凸状嵌合部と、前記貯留部の前記スラリーが流通するように前記ハニカム構造体の残余の前記セルに対応して開口した複数の開口部と、を有するマスク部と、前記ハニカム構造体を前記マスク部に載置した後に、前記貯留部内の前記スラリーを上面側に流動させて前記マスク部の前記開口部から流出させ、前記凸状嵌合部に嵌合していない残余の前記セルへ前記スラリーを流入させるスラリー流入機構と、を備えるハニカム構造体の目封止装置。
【００１４】
［６］ 前記スラリー流入機構は、前記貯留部の下面側に、前記貯留部の内周面に嵌合して摺動可能に構成されて前記貯留部内の前記スラリーを前記マスク部の前記開口部から流出させるピストン部を備える前記［５］に記載のハニカム構造体の目封止装置。
【００１５】
［７］ 前記貯留部は、前記スラリーをその内部に供給するために流入させる流入口を有する前記［５］または［６］に記載のハニカム構造体の目封止装置。
【００１６】
［８］ 前記凸状嵌合部は、その先端が細くなる先細の凸状に形成された前記［５］〜［７］のいずれかに記載のハニカム構造体の目封止装置。
【００１７】
［９］ 前記凸状嵌合部は、その突出する方向に垂直な断面の断面形状が、前記ハニカム構造体の前記セルの前記開口の形状に嵌合する相似形に形成された前記［８］に記載のハニカム構造体の目封止装置。
【００１８】
［１０］ 前記凸状嵌合部は、角錐状または円錐状に形成された前記［８］または［９］に記載のハニカム構造体の目封止装置。
【００１９】
［１１］ 多孔質の隔壁によってハニカム状に区画されることにより形成された、ガスの流路となる複数のセルを備えたハニカム構造体の前記セルの一方の開口端部に、一部の前記セルの開口に嵌合するように形成された複数の凸状嵌合部と、残余の前記セルに対応するように開口した複数の開口部と、を有する目封止用マスクをあてがって、目封止部を形成するための原料となるスラリーを残余の前記セルに流入させて、前記セルに前記目封止部を形成するハニカム構造体の目封止方法。
【００２０】
［１２］ 前記ハニカム構造体の前記開口端部に水分を付与した後に、前記目封止用マスクをあてがって前記目封止部を形成する前記［１１］に記載のハニカム構造体の目封止方法。
【００２１】
［１３］ 前記ハニカム構造体の前記開口端部を撮像し、その画像を画像処理することにより前記ハニカム構造体と前記目封止用マスクとの位置決めを行う前記［１１］または［１２］に記載のハニカム構造体の目封止方法。
【００２２】
［１４］ 多孔質の隔壁によってハニカム状に区画されることにより形成された、ガスの流路となる複数のセルを備えたハニカム構造体の前記セルの一方の開口端部に、一部の前記セルの開口に嵌合するように形成された複数の凸状嵌合部と、残余の前記セルに対応するように開口した複数の開口部と、を有する目封止用マスクをあてがって、目封止部を形成するための原料となるスラリーを残余の前記セルに流入させて、前記セルに前記目封止部を形成するハニカム構造体の製造方法。
【００２３】
［１５］ 前記ハニカム構造体の前記開口端部に水分を付与した後に、前記目封止用マスクをあてがって前記目封止部を形成する前記［１４］に記載のハニカム構造体の製造方法。
【００２４】
［１６］ 前記ハニカム構造体の前記開口端部を撮像し、その画像を画像処理することにより前記ハニカム構造体と前記目封止用マスクとの位置決めを行う前記［１４］または［１５］に記載のハニカム構造体の製造方法。
【発明の効果】
【００２５】
ハニカム構造体のセルの一方の開口端部にあてがった場合に、一部のセルの開口に嵌合するように形成された複数の凸状嵌合部と、残余のセルの開口に対応するように開口した複数の開口部と、を有するハニカム構造体の目封止用マスクを用いることにより、開口部からスラリーをセル内に流入させて、目封止部を形成することができる。このようにすることにより、製造時間を短縮することができる。また、従来使用されていた粘着シートを必要としないため、産業廃棄物の排出を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、改良を加え得るものである。
【００２７】
図１に本発明のハニカム構造体３１の目封止用マスク１の平面図を示す。目封止用マスク１は、多孔質の隔壁３２によってハニカム状に区画されることにより形成された、ガスの流路となる複数のセル３３を備えたハニカム構造体３１のセル３３の一方の開口端部にあてがった場合に、一部のセル３３の開口に嵌合するように形成された複数の凸状嵌合部２と、残余のセル３３の開口に対応するように開口し、目封止部３４を形成するための原料となるスラリーを残余のセル３３に流入させて目封止部３４を形成する複数の開口部３と、を有する。
【００２８】
図２に目封止用マスク（以下、マスク部ともいう）１を備えたハニカム構造体３１の目封止装置１０の断面図を示す。ハニカム構造体３１のセル３３の一方の開口端部と他方の開口端部とに互い違いに目封止部３４を形成するための原料となるスラリーを貯留する貯留部１１と、その貯留部１１の上面側にマスク部１と、ハニカム構造体３１をマスク部１に載置した後にセル３３へスラリーを流入させるスラリー流入機構１６と、を備える。
【００２９】
貯留部１１は、例えば、円筒形に形成され、上部にマスク部１、下部にスラリー流入機構１６を備えて、その内部にスラリーを貯留することができる。また、その壁面には、スラリーをその内部に供給するために流入させる流入口１２が形成されている。流入口１２には、スラリーを流入させる場合に開状態とし、マスク部１からスラリーを流出させる場合に閉状態とする開閉弁１３が設けられている。
【００３０】
マスク部１は、ハニカム構造体３１を載置することにより、ハニカム構造体３１の一部のセル３３の開口に嵌合するように形成された複数の凸状嵌合部２と、貯留部１１のスラリーが流通するようにハニカム構造体３１の残余のセル３３に対応して開口した複数の開口部３と、を有する。凸状嵌合部２は、ハニカム構造体３１のセル３３の開口に嵌合するように、その先端が細くなる先細の凸状に形成されている。また、凸状嵌合部２は、その突出する方向に垂直な断面の断面形状が、ハニカム構造体３１のセル３３の開口の形状に嵌合する相似形に形成されると、セル３３と凸状嵌合部２との間に隙間ができず、余剰目封止の発生を抑制できる。さらに、具体的には、凸状嵌合部２は、目封止するハニカム構造体３１のセル３３の形状に合わせて角錐状または円錐状に形成されている。このため、後述するように、凸状嵌合部２に嵌合したセル３３にスラリーが流入することを防ぐことができる。なお、角錐状とは、四角錐のみならず、セル３３の開口の形状に合わせて、その開口に嵌合する形状であれば六角錐や八角錐等であってもよく、例えば、セル３の開口の形状が四角形であれば、凸状嵌合部２が、四角錐に形成されれば、その突出する方向に垂直な断面の断面形状がセル３の開口の形状と相似形の四角形となり、セル３３に凸状嵌合部２を密着させることができる。
【００３１】
一方、マスク部１の開口部３は、マスク部１の一方の第一面と、他方の第二面とを貫通する貫通孔として形成されている。開口部３は、図１では、円形状に形成されているが、スラリーが通過すればよいため、この形状に限定されない。
【００３２】
マスク部１は、例えば、金属、具体的には、ＳＵＳ等を利用して作製することができるが、これに限定されない。
【００３３】
スラリー流入機構１６は、ハニカム構造体３１をマスク部１に載置した後に、貯留部１１内のスラリーを上面側に流動させてマスク部１の開口部３から流出させ、凸状嵌合部２に嵌合していないセル３３へスラリーを流入させる機能を有する。具体的には、本実施形態においては、スラリー流入機構１６は、貯留部１１の下面側に、貯留部１１の内周面に嵌合して摺動可能に構成されて貯留部１１内のスラリーをマスク部１の開口部３から流出させるピストン部を備えるように構成されている。なお、スラリー流入機構１６は、ピストン部として構成する場合に限られず、例えば、図８に示すように、外部から圧力を印加してスラリーをマスク部１の開口部３から流出されられる構造であってもよい。
【００３４】
図３〜図６を用いて本発明の目封止装置１０を用いた目封止工程について説明する。適当な粘度に調整した坏土を所望のセル形状、隔壁厚さ、セル密度を有する口金を用いて押出成形し、乾燥後、両端面を切断して平滑面とすることにより目封止前のハニカム構造体３１を製造する。ハニカム構造体３１は、多孔質の隔壁３２によってハニカム状に区画されることにより形成された、ガスの流路となる多数のセル３３を有し、例えば、コージェライトにより形成される。
【００３５】
一方、目封止部３４を形成するために使用したスラリーは、例えば、セラミック粉末としてコージェライト粉末、結合剤としてメチルセルロース、解膠剤として高分子界面活性剤を用い、これらを混合したものに、分散媒として水を加えて混合し、そのスラリー粘度を１０〜５００Ｐａ・ｓ、好ましくは２００Ｐａ・ｓ程度に調製する。そして、目封止装置１０の流入口１２から開閉弁１３を開状態として貯留部１１へ供給して貯留する。
【００３６】
ハニカム構造体３１（目封止部３４を有していないもの）は、通常、セラミック坏土の押出成形により製造されるため、セル形状、隔壁厚さ、セル密度等が一様ではなく、歪みを生じている場合がある。その場合、同一ピッチで作成した前述のマスク部１（目封止成形用金型）を用いた場合、開口部３、凸状嵌合部２と、目封止セル、非目封止セルの位置ずれが生じ、過剰目封止や目封止不足が発生する。この歪によるハニカム構造体３１とマスク部１の位置ずれを解決するため、図３に示すように、ハニカム構造体３１にスチーム発生装置４１を用いて水分を付与し軟化させ、変形させる。この際付与させる水分量は１．５〜３．０ｇ／端面とすることが好ましい。水分量が不足するとセル軟化が不十分で位置ずれが解消しない。また水分が過多の場合、過剰にセル３３が軟化しスラリー導入時に隔壁破壊及び乾燥工程でのクラックが生じる。適正水分量を付与し、セル３３が十分軟化した３〜１０分後にスラリーを導入する。
【００３７】
セル３３にスラリーを導入するために、マスク部１の開口部３、凸状嵌合部２の位置を予め記憶しておき、図４に示すように、ハニカム構造体３１の端面をＣＣＤカメラ４２等で撮像し、目封止セル、非目封止セル位置を検出し、マスク部１の開口部３、凸状嵌合部２に合うように位置決めする。このようにすると、正確に、短いタクトで量産することができる。
【００３８】
そして、上記マスク部１を貯留部１１（シリンダ）の上部に設置し貯留部１１内部にはスラリーを充填した目封止装置１０に、撮像による画像を画像処理することにより、図５のように、セル軟化させたハニカム構造体３１をマスク部１の凸状嵌合部２に嵌合させることによって固定する。このとき、図６に示すように、凸状嵌合部２は、セル３３に押し当てられ、ピストン部を摺動させることにより、ハニカム構造体３１の一部のセル３３にスラリーを流入させる。このとき、凸状嵌合部２に嵌合するセル３３内には、スラリーが流入しないため、目封止部３４が形成されない。この際、マスク部１にハニカム構造体３１を押圧することにより、軟化したハニカム構造体３１が変形し、開口部３、凸状嵌合部２と、目封止セル、非目封止セルの位置ずれが解消し、確実な目封止ができる。
【００３９】
ピストン部を所望の目封止深さが得られる位置まで押圧することにより、目封止セルのみに上記スラリーを圧入させて目封止部３４を形成した後、ハニカム構造体３１を取り外し、これと同様の工程をハニカム構造体３１の他方の端面についても行う。そして、これを乾燥し、焼成することにより、図７に示すように、多数のセル３３の一方の開口端部と他方の開口端部とを互い違いに目封止する目封止部３４を備えた目封止ハニカム構造体３１を製造することができる。
【００４０】
以上のように、マスク部１の凸形状部（凸状嵌合部２）の先端を細くすることで、歪を持つハニカム構造体３１であっても、マスク部１に対する位置的なずれを修正し、適合させて密着させることが可能となる。また、ハニカム構造体３１への水分付加によりセル３３を軟化させてマスク部１にフィットさせることが可能となる。この場合、セル３３の形状の歪み（例えば、円形の歪）のみならず、平面度のばらつきも許容して、ハニカム構造体３１とマスク部１とを密着させることができる。その結果、目封止材の漏れを防ぎ、洗浄が不要となる。
【００４１】
さらに、ピストン部の変位をサーボモーター等で制御すれば、連続的に目封止が可能であり、量産が可能となる。数１０個から数１００個目封止した後、開閉弁１３を開け、貯留部１１に目封止材を補充すれば、再度連続的に目封止することが可能である。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４３】
実施例、比較例において使用するハニカム構造体３１として、多孔質の隔壁３２によってハニカム状に区画されることにより形成された、ガスの流路となる多数のセル３３を有するハニカム構造体３１を用意した。このハニカム構造体３１は、コージェライトからなり、底面形状が１４０ｍｍφの円形、長さが１５２ｍｍの円筒状であり、セル形状は四角形、隔壁厚さは０．４ｍｍ、セル密度は３００個／平方インチのものであった。
【００４４】
上記のハニカム構造体３１は、適当な粘度に調整した坏土を上記セル形状、隔壁厚さ、セル密度を有する口金を用いて押出成形し、乾燥後、両端面を切断して平滑面とすることにより製造した。以下の実施例、比較例においては、このハニカム構造体３１の多数のセル３３の一方の開口端部と他方の開口端部とに互い違いに目封止部３４を形成することによって目封止ハニカム構造体３１を製造した。
【００４５】
なお、以下の実施例、比較例において、目封止部３４を形成するために使用したスラリーは全て、セラミック粉末としてコージェライト粉末、結合剤としてメチルセルロース、解膠剤として高分子界面活性剤を用い、これらを混合したものに、分散媒として水を加えて５０分間混合し、そのスラリー粘度を２００Ｐａ・ｓに調製したものとした。
【００４６】
（実施例）
上記ハニカム構造体３１のセルピッチは１．４５ｍｍであるが、マスク部１とする目封止部成形用金型は乾燥収縮を考慮し、１．４０ｍｍピッチで作製した。以下に目封止成形用金型の作製について説明する。マシニングセンタを用いて、ＳＵＳ板（厚み５ｍｍ）の目封止セルに対応する位置に、１．４０ｍｍピッチで総セル数×１／２箇所φ０．８ｍｍの貫通穴を開けた。その後、上記ハニカム構造体３１の外周壁部に対応する円弧を、マシニングセンタを用い、内径φ１３７ｍｍ幅３ｍｍ深さ０．６ｍｍで加工した。次に精密研削盤を用いてＶ形状砥石（先端０．４ｍｍ平坦部を持ち、先端角６０度）にて１．４０ｍｍピッチで溝加工し、非目封止セルに対応する位置に四角錐状（底面部０．７４ｍｍ×０．７４ｍｍ、高さ０．６４ｍｍ）の凸状嵌合部２を作製し、かつ隔壁に対応する溝（幅０．４ｍｍ）を作製し、目封止成型用金型を作製した。
【００４７】
ハニカム構造体３１（目封止部３４を有していないもの）は、通常、セラミック坏土の押出成形により製造されるため、歪みを生じている場合があり、歪みによるハニカム構造体３１と目封止成形用金型の位置ずれを解決するため、ハニカム構造体３１にスチームを用いて水分を付与し軟化させ、変形させた。この際付与させる水分量は１．５〜３．０ｇ／端面とした。適正水分量を付与し、セル３３が十分軟化した３〜１０分後に、以下のようにスラリーを導入した。
【００４８】
すなわち、上記目封止成形用金型をシリンダ（貯留部１１）の上部に設置してマスク部１とし、図２に示した目封止装置１０を用いて目封止した。シリンダ内部にスラリーを充填し、セル軟化させたハニカム構造体３１を目封止成形用金型（マスク部１）の凸状嵌合部２に嵌合させることによって固定した。ピストン部を所望の目封止深さが得られる位置まで押圧することにより、目封止セルのみに上記スラリーを圧入させて目封止部３４を形成した後、ハニカム構造体３１を取り外し、これと同様の工程をハニカム構造体３１の他方の端面についても行った。これを乾燥し、焼成することにより、多数のセル３３の一方の開口端部と他方の開口端部とを互い違いに目封止する目封止部３４を備えた目封止ハニカム構造体３１を製造した。
【００４９】
（比較例（従来例））
上記ハニカム構造体３１の一方の端面に、市販の粘着シート（ポリエステル製、厚さ０．０５ｍｍ）を貼着した後、そのハニカム構造体３１の一方の端面をＣＣＤカメラにより撮像し、表面画像のデータを取得した。次いで、その表面画像データを二値化処理することにより、目封止すべきセル（目封止セル）及び目封止する必要がないセル（非目封止セル）の位置を特定した。更に、同じ表面画像データから、ハニカム構造体３１の中心座標を算出した。そして、レーザ加工によりその粘着シートの目封止セルに対応する部分のみに孔開けをして目封止部形成用マスクを作製した（この状態において、その一方の端面における非目封止セルのみがマスクされた）。
【００５０】
次いで、そのハニカム構造体３１のマスクされた側の端面を、上記スラリーが貯留された貯留容器中に浸漬し、貯留容器の内底面に対して押圧することにより、目封止セルのみに上記スラリーを圧入させて目封止部３４を形成した。これと同様の工程をハニカム構造体３１の他方の端面についても行った後、乾燥し、焼成することにより、多数のセル３３の一方の開口端部と他方の開口端部とを互い違いに目封止する目封止部３４を備えた目封止ハニカム構造体３１を製造した。
【００５１】
上記の比較例、及び実施例ついて、マスク作製時間、マスク作製サイクル、作業時間（１０基両面当たり）、産業廃棄物の有無、目封止部３４形成具合を評価した。その結果を表１に示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
（評価）
比較例の製造方法では、粘着シートの孔開けに１基片面当り３分を要し、１０基両面当りの作業時間は６０分であった。これに対し、実施例の製造方法では、マスク作製をハニカム構造体３１の成形、仕上げ加工と同時に行ったため、実質的なマスク作製時間は０時間とみなすことができ、作業時間は１基片面２１秒という短時間で作業できた。１０基両面当りの作業時間は７分であり、比較例の製造方法と比較して、作業時間が大幅に短縮された。また比較例の製造方法では、１基片面当り粘着シート１枚の産業廃棄物が排出され、その廃棄コストが必要であるが、実施例の製造方法では、マスクを繰り返し使用ため、産業廃棄物の排出量は著しく減少し、廃棄コストについても削減することが可能であった。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明に係るハニカム構造体の目封止装置及び目封止方法は、触媒装置用の担体又はＤＰＦ等のフィルタとして用いられる目封止ハニカム構造体を作製する手段として好適に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明のハニカム構造体の目封止用マスクを示す平面図である。
【図２】本発明のハニカム構造体の目封止装置を示す断面図である。
【図３】ハニカム構造体の目封止工程を説明する模式図である。
【図４】図３に続く、ハニカム構造体の目封止工程を説明する模式図である。
【図５】図４に続く、ハニカム構造体の目封止工程を説明する模式図である。
【図６】目封止工程を説明する拡大断面図である。
【図７】目封止部が形成されたハニカム構造体の断面図である。
【図８】本発明のハニカム構造体の目封止装置の他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１：目封止用マスク（マスク部）、２：凸状嵌合部、３：開口部、１０：目封止装置、１１：貯留部、１２：流入口、１３：開閉弁、１６：スラリー流入機構、３１：ハニカム構造体、３２：隔壁、３３：セル、３４：目封止部、４１：スチーム、４２：ＣＣＤカメラ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体のセルの開口端部に目封止部を形成するためのハニカム構造体の目封止用マスク、目封止装置、目封止方法、及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、ボイラー等の排気ガス中の微粒子や有害物質は、環境への影響を考慮して排気ガス中から除去する必要性が高まっている。特に、ディーゼルエンジンから排出される微粒子（以下、ＰＭということがある）の除去に関する規制は欧米、日本国内ともに強化される方向にあり、ＰＭを除去するための捕集フィルタにハニカム構造体が用いられている。
【０００３】
このような目的で使用されるフィルタとしては、多孔質の隔壁によってハニカム状に区画されることにより形成された、隔壁によって流体の流路となる複数のセルが区画形成されたハニカム構造体と、複数のセルの一方の開口端部及び他方の開口端部を互い違いに目封止する目封止部とを備えた目封止ハニカム構造体を利用したハニカムフィルタが挙げられる。このようなハニカムフィルタによれば、排ガス流入側端面からセル内に排ガスＧ１を流入させることにより、排ガスＧ１が隔壁を通過する際に排ガス中のパティキュレートが隔壁に捕集されるため、パティキュレートが除去された浄化ガスＧ２を浄化ガス流出側端面から流出させることが可能となる。
【０００４】
そして、上記のような目封止ハニカム構造体の製造方法として、例えば、ハニカム構造体（未焼成のセラミック乾燥体）の一方の端面に、粘着シート等を貼着し、画像処理を利用したレーザ加工等によりその粘着シート等の目封止すべきセル（目封止セル）に対応する部分のみに孔開けをしてマスクとし、そのマスクが貼着されたハニカム構造体の端面をスラリー（セラミックスラリー）中に浸漬し、ハニカム構造体の目封止セルにスラリーを充填して目封止部を形成し、これと同様の工程をハニカム構造体の他方の端面についても行った後、乾燥し、焼成することにより目封止ハニカム構造体を得る方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３００９２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように粘着シートに孔開けを行い、この粘着シートをマスクとしてスラリー中にハニカム構造体を浸漬する方法によれば、作業時間を要するため、コストアップの要因となっていた。また、ハニカム構造体１基片面当たり、１枚の粘着シートが必要であり、これが産業廃棄物として排出されていた。
【０００７】
本発明の課題は、製造時間を短縮することにより製造コストを削減し、産業廃棄物の排出を抑制して目封止ハニカム構造体を得ることができるハニカム構造体の目封止用マスク、目封止装置、目封止方法、及び製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、ハニカム構造体のセルの一方の開口端部にあてがった場合に、一部のセルの開口に嵌合するように形成された複数の凸状嵌合部と、残余のセルの開口に対応するように開口し、目封止部を形成するための原料となるスラリーを残余のセルに流入させて目封止部を形成する複数の開口部と、を有する目封止用マスクを利用することにより、上記課題を解決しうることを見いだした。すなわち、本発明により、以下のハニカム構造体の目封止用マスク、目封止装置、目封止方法、及び製造方法が提供される。
【０００９】
［１］ 多孔質の隔壁によってハニカム状に区画されることにより形成された、ガスの流路となる複数のセルを備えたハニカム構造体の前記セルの一方の開口端部にあてがった場合に、一部の前記セルの開口に嵌合するように形成された複数の凸状嵌合部と、残余の前記セルの開口に対応するように開口し、目封止部を形成するための原料となるスラリーを残余の前記セルに流入させて前記目封止部を形成するための複数の開口部と、を有するハニカム構造体の目封止用マスク。
【００１０】
［２］ 前記凸状嵌合部は、その先端が細くなる先細の凸状に形成された前記［１］に記載のハニカム構造体の目封止用マスク。
【００１１】
［３］ 前記凸状嵌合部は、その突出する方向に垂直な断面の断面形状が、前記ハニカム構造体の前記セルの前記開口の形状に嵌合する相似形に形成された前記［２］に記載のハニカム構造体の目封止用マスク。
【００１２】
［４］ 前記凸状嵌合部は、角錐状または円錐状に形成された前記［２］または［３］に記載のハニカム構造体の目封止用マスク。
【００１３】
［５］ 多孔質の隔壁によってハニカム状に区画されることにより形成された、ガスの流路となる複数のセルを備えたハニカム構造体の前記セルの一方の開口端部と他方の開口端部とに互い違いに目封止部を形成するための原料となるスラリーを貯留する貯留部と、その貯留部の上面側に、前記ハニカム構造体を載置することにより、前記ハニカム構造体の一部の前記セルの開口に嵌合するように形成された複数の凸状嵌合部と、前記貯留部の前記スラリーが流通するように前記ハニカム構造体の残余の前記セルに対応して開口した複数の開口部と、を有するマスク部と、前記ハニカム構造体を前記マスク部に載置した後に、前記貯留部内の前記スラリーを上面側に流動させて前記マスク部の前記開口部から流出させ、前記凸状嵌合部に嵌合していない残余の前記セルへ前記スラリーを流入させるスラリー流入機構と、を備えるハニカム構造体の目封止装置。
【００１４】
［６］ 前記スラリー流入機構は、前記貯留部の下面側に、前記貯留部の内周面に嵌合して摺動可能に構成されて前記貯留部内の前記スラリーを前記マスク部の前記開口部から流出させるピストン部を備える前記［５］に記載のハニカム構造体の目封止装置。
【００１５】
［７］ 前記貯留部は、前記スラリーをその内部に供給するために流入させる流入口を有する前記［５］または［６］に記載のハニカム構造体の目封止装置。
【００１６】
［８］ 前記凸状嵌合部は、その先端が細くなる先細の凸状に形成された前記［５］〜［７］のいずれかに記載のハニカム構造体の目封止装置。
【００１７】
［９］ 前記凸状嵌合部は、その突出する方向に垂直な断面の断面形状が、前記ハニカム構造体の前記セルの前記開口の形状に嵌合する相似形に形成された前記［８］に記載のハニカム構造体の目封止装置。
【００１８】
［１０］ 前記凸状嵌合部は、角錐状または円錐状に形成された前記［８］または［９］に記載のハニカム構造体の目封止装置。
【００１９】
［１１］ 多孔質の隔壁によってハニカム状に区画されることにより形成された、ガスの流路となる複数のセルを備えたハニカム構造体の前記セルの一方の開口端部に、一部の前記セルの開口に嵌合するように形成された複数の凸状嵌合部と、残余の前記セルに対応するように開口した複数の開口部と、を有する目封止用マスクをあてがって、目封止部を形成するための原料となるスラリーを残余の前記セルに流入させて、前記セルに前記目封止部を形成するハニカム構造体の目封止方法。
【００２０】
［１２］ 前記ハニカム構造体の前記開口端部に水分を付与した後に、前記目封止用マスクをあてがって前記目封止部を形成する前記［１１］に記載のハニカム構造体の目封止方法。
【００２１】
［１３］ 前記ハニカム構造体の前記開口端部を撮像し、その画像を画像処理することにより前記ハニカム構造体と前記目封止用マスクとの位置決めを行う前記［１１］または［１２］に記載のハニカム構造体の目封止方法。
【００２２】
［１４］ 多孔質の隔壁によってハニカム状に区画されることにより形成された、ガスの流路となる複数のセルを備えたハニカム構造体の前記セルの一方の開口端部に、一部の前記セルの開口に嵌合するように形成された複数の凸状嵌合部と、残余の前記セルに対応するように開口した複数の開口部と、を有する目封止用マスクをあてがって、目封止部を形成するための原料となるスラリーを残余の前記セルに流入させて、前記セルに前記目封止部を形成するハニカム構造体の製造方法。
【００２３】
［１５］ 前記ハニカム構造体の前記開口端部に水分を付与した後に、前記目封止用マスクをあてがって前記目封止部を形成する前記［１４］に記載のハニカム構造体の製造方法。
【００２４】
［１６］ 前記ハニカム構造体の前記開口端部を撮像し、その画像を画像処理することにより前記ハニカム構造体と前記目封止用マスクとの位置決めを行う前記［１４］または［１５］に記載のハニカム構造体の製造方法。
【発明の効果】
【００２５】
ハニカム構造体のセルの一方の開口端部にあてがった場合に、一部のセルの開口に嵌合するように形成された複数の凸状嵌合部と、残余のセルの開口に対応するように開口した複数の開口部と、を有するハニカム構造体の目封止用マスクを用いることにより、開口部からスラリーをセル内に流入させて、目封止部を形成することができる。このようにすることにより、製造時間を短縮することができる。また、従来使用されていた粘着シートを必要としないため、産業廃棄物の排出を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、改良を加え得るものである。
【００２７】
図１に本発明のハニカム構造体３１の目封止用マスク１の平面図を示す。目封止用マスク１は、多孔質の隔壁３２によってハニカム状に区画されることにより形成された、ガスの流路となる複数のセル３３を備えたハニカム構造体３１のセル３３の一方の開口端部にあてがった場合に、一部のセル３３の開口に嵌合するように形成された複数の凸状嵌合部２と、残余のセル３３の開口に対応するように開口し、目封止部３４を形成するための原料となるスラリーを残余のセル３３に流入させて目封止部３４を形成する複数の開口部３と、を有する。
【００２８】
図２に目封止用マスク（以下、マスク部ともいう）１を備えたハニカム構造体３１の目封止装置１０の断面図を示す。ハニカム構造体３１のセル３３の一方の開口端部と他方の開口端部とに互い違いに目封止部３４を形成するための原料となるスラリーを貯留する貯留部１１と、その貯留部１１の上面側にマスク部１と、ハニカム構造体３１をマスク部１に載置した後にセル３３へスラリーを流入させるスラリー流入機構１６と、を備える。
【００２９】
貯留部１１は、例えば、円筒形に形成され、上部にマスク部１、下部にスラリー流入機構１６を備えて、その内部にスラリーを貯留することができる。また、その壁面には、スラリーをその内部に供給するために流入させる流入口１２が形成されている。流入口１２には、スラリーを流入させる場合に開状態とし、マスク部１からスラリーを流出させる場合に閉状態とする開閉弁１３が設けられている。
【００３０】
マスク部１は、ハニカム構造体３１を載置することにより、ハニカム構造体３１の一部のセル３３の開口に嵌合するように形成された複数の凸状嵌合部２と、貯留部１１のスラリーが流通するようにハニカム構造体３１の残余のセル３３に対応して開口した複数の開口部３と、を有する。凸状嵌合部２は、ハニカム構造体３１のセル３３の開口に嵌合するように、その先端が細くなる先細の凸状に形成されている。また、凸状嵌合部２は、その突出する方向に垂直な断面の断面形状が、ハニカム構造体３１のセル３３の開口の形状に嵌合する相似形に形成されると、セル３３と凸状嵌合部２との間に隙間ができず、余剰目封止の発生を抑制できる。さらに、具体的には、凸状嵌合部２は、目封止するハニカム構造体３１のセル３３の形状に合わせて角錐状または円錐状に形成されている。このため、後述するように、凸状嵌合部２に嵌合したセル３３にスラリーが流入することを防ぐことができる。なお、角錐状とは、四角錐のみならず、セル３３の開口の形状に合わせて、その開口に嵌合する形状であれば六角錐や八角錐等であってもよく、例えば、セル３の開口の形状が四角形であれば、凸状嵌合部２が、四角錐に形成されれば、その突出する方向に垂直な断面の断面形状がセル３の開口の形状と相似形の四角形となり、セル３３に凸状嵌合部２を密着させることができる。
【００３１】
一方、マスク部１の開口部３は、マスク部１の一方の第一面と、他方の第二面とを貫通する貫通孔として形成されている。開口部３は、図１では、円形状に形成されているが、スラリーが通過すればよいため、この形状に限定されない。
【００３２】
マスク部１は、例えば、金属、具体的には、ＳＵＳ等を利用して作製することができるが、これに限定されない。
【００３３】
スラリー流入機構１６は、ハニカム構造体３１をマスク部１に載置した後に、貯留部１１内のスラリーを上面側に流動させてマスク部１の開口部３から流出させ、凸状嵌合部２に嵌合していないセル３３へスラリーを流入させる機能を有する。具体的には、本実施形態においては、スラリー流入機構１６は、貯留部１１の下面側に、貯留部１１の内周面に嵌合して摺動可能に構成されて貯留部１１内のスラリーをマスク部１の開口部３から流出させるピストン部を備えるように構成されている。なお、スラリー流入機構１６は、ピストン部として構成する場合に限られず、例えば、図８に示すように、外部から圧力を印加してスラリーをマスク部１の開口部３から流出されられる構造であってもよい。
【００３４】
図３〜図６を用いて本発明の目封止装置１０を用いた目封止工程について説明する。適当な粘度に調整した坏土を所望のセル形状、隔壁厚さ、セル密度を有する口金を用いて押出成形し、乾燥後、両端面を切断して平滑面とすることにより目封止前のハニカム構造体３１を製造する。ハニカム構造体３１は、多孔質の隔壁３２によってハニカム状に区画されることにより形成された、ガスの流路となる多数のセル３３を有し、例えば、コージェライトにより形成される。
【００３５】
一方、目封止部３４を形成するために使用したスラリーは、例えば、セラミック粉末としてコージェライト粉末、結合剤としてメチルセルロース、解膠剤として高分子界面活性剤を用い、これらを混合したものに、分散媒として水を加えて混合し、そのスラリー粘度を１０〜５００Ｐａ・ｓ、好ましくは２００Ｐａ・ｓ程度に調製する。そして、目封止装置１０の流入口１２から開閉弁１３を開状態として貯留部１１へ供給して貯留する。
【００３６】
ハニカム構造体３１（目封止部３４を有していないもの）は、通常、セラミック坏土の押出成形により製造されるため、セル形状、隔壁厚さ、セル密度等が一様ではなく、歪みを生じている場合がある。その場合、同一ピッチで作成した前述のマスク部１（目封止成形用金型）を用いた場合、開口部３、凸状嵌合部２と、目封止セル、非目封止セルの位置ずれが生じ、過剰目封止や目封止不足が発生する。この歪によるハニカム構造体３１とマスク部１の位置ずれを解決するため、図３に示すように、ハニカム構造体３１にスチーム発生装置４１を用いて水分を付与し軟化させ、変形させる。この際付与させる水分量は１．５〜３．０ｇ／端面とすることが好ましい。水分量が不足するとセル軟化が不十分で位置ずれが解消しない。また水分が過多の場合、過剰にセル３３が軟化しスラリー導入時に隔壁破壊及び乾燥工程でのクラックが生じる。適正水分量を付与し、セル３３が十分軟化した３〜１０分後にスラリーを導入する。
【００３７】
セル３３にスラリーを導入するために、マスク部１の開口部３、凸状嵌合部２の位置を予め記憶しておき、図４に示すように、ハニカム構造体３１の端面をＣＣＤカメラ４２等で撮像し、目封止セル、非目封止セル位置を検出し、マスク部１の開口部３、凸状嵌合部２に合うように位置決めする。このようにすると、正確に、短いタクトで量産することができる。
【００３８】
そして、上記マスク部１を貯留部１１（シリンダ）の上部に設置し貯留部１１内部にはスラリーを充填した目封止装置１０に、撮像による画像を画像処理することにより、図５のように、セル軟化させたハニカム構造体３１をマスク部１の凸状嵌合部２に嵌合させることによって固定する。このとき、図６に示すように、凸状嵌合部２は、セル３３に押し当てられ、ピストン部を摺動させることにより、ハニカム構造体３１の一部のセル３３にスラリーを流入させる。このとき、凸状嵌合部２に嵌合するセル３３内には、スラリーが流入しないため、目封止部３４が形成されない。この際、マスク部１にハニカム構造体３１を押圧することにより、軟化したハニカム構造体３１が変形し、開口部３、凸状嵌合部２と、目封止セル、非目封止セルの位置ずれが解消し、確実な目封止ができる。
【００３９】
ピストン部を所望の目封止深さが得られる位置まで押圧することにより、目封止セルのみに上記スラリーを圧入させて目封止部３４を形成した後、ハニカム構造体３１を取り外し、これと同様の工程をハニカム構造体３１の他方の端面についても行う。そして、これを乾燥し、焼成することにより、図７に示すように、多数のセル３３の一方の開口端部と他方の開口端部とを互い違いに目封止する目封止部３４を備えた目封止ハニカム構造体３１を製造することができる。
【００４０】
以上のように、マスク部１の凸形状部（凸状嵌合部２）の先端を細くすることで、歪を持つハニカム構造体３１であっても、マスク部１に対する位置的なずれを修正し、適合させて密着させることが可能となる。また、ハニカム構造体３１への水分付加によりセル３３を軟化させてマスク部１にフィットさせることが可能となる。この場合、セル３３の形状の歪み（例えば、円形の歪）のみならず、平面度のばらつきも許容して、ハニカム構造体３１とマスク部１とを密着させることができる。その結果、目封止材の漏れを防ぎ、洗浄が不要となる。
【００４１】
さらに、ピストン部の変位をサーボモーター等で制御すれば、連続的に目封止が可能であり、量産が可能となる。数１０個から数１００個目封止した後、開閉弁１３を開け、貯留部１１に目封止材を補充すれば、再度連続的に目封止することが可能である。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４３】
実施例、比較例において使用するハニカム構造体３１として、多孔質の隔壁３２によってハニカム状に区画されることにより形成された、ガスの流路となる多数のセル３３を有するハニカム構造体３１を用意した。このハニカム構造体３１は、コージェライトからなり、底面形状が１４０ｍｍφの円形、長さが１５２ｍｍの円筒状であり、セル形状は四角形、隔壁厚さは０．４ｍｍ、セル密度は３００個／平方インチのものであった。
【００４４】
上記のハニカム構造体３１は、適当な粘度に調整した坏土を上記セル形状、隔壁厚さ、セル密度を有する口金を用いて押出成形し、乾燥後、両端面を切断して平滑面とすることにより製造した。以下の実施例、比較例においては、このハニカム構造体３１の多数のセル３３の一方の開口端部と他方の開口端部とに互い違いに目封止部３４を形成することによって目封止ハニカム構造体３１を製造した。
【００４５】
なお、以下の実施例、比較例において、目封止部３４を形成するために使用したスラリーは全て、セラミック粉末としてコージェライト粉末、結合剤としてメチルセルロース、解膠剤として高分子界面活性剤を用い、これらを混合したものに、分散媒として水を加えて５０分間混合し、そのスラリー粘度を２００Ｐａ・ｓに調製したものとした。
【００４６】
（実施例）
上記ハニカム構造体３１のセルピッチは１．４５ｍｍであるが、マスク部１とする目封止部成形用金型は乾燥収縮を考慮し、１．４０ｍｍピッチで作製した。以下に目封止成形用金型の作製について説明する。マシニングセンタを用いて、ＳＵＳ板（厚み５ｍｍ）の目封止セルに対応する位置に、１．４０ｍｍピッチで総セル数×１／２箇所φ０．８ｍｍの貫通穴を開けた。その後、上記ハニカム構造体３１の外周壁部に対応する円弧を、マシニングセンタを用い、内径φ１３７ｍｍ幅３ｍｍ深さ０．６ｍｍで加工した。次に精密研削盤を用いてＶ形状砥石（先端０．４ｍｍ平坦部を持ち、先端角６０度）にて１．４０ｍｍピッチで溝加工し、非目封止セルに対応する位置に四角錐状（底面部０．７４ｍｍ×０．７４ｍｍ、高さ０．６４ｍｍ）の凸状嵌合部２を作製し、かつ隔壁に対応する溝（幅０．４ｍｍ）を作製し、目封止成型用金型を作製した。
【００４７】
ハニカム構造体３１（目封止部３４を有していないもの）は、通常、セラミック坏土の押出成形により製造されるため、歪みを生じている場合があり、歪みによるハニカム構造体３１と目封止成形用金型の位置ずれを解決するため、ハニカム構造体３１にスチームを用いて水分を付与し軟化させ、変形させた。この際付与させる水分量は１．５〜３．０ｇ／端面とした。適正水分量を付与し、セル３３が十分軟化した３〜１０分後に、以下のようにスラリーを導入した。
【００４８】
すなわち、上記目封止成形用金型をシリンダ（貯留部１１）の上部に設置してマスク部１とし、図２に示した目封止装置１０を用いて目封止した。シリンダ内部にスラリーを充填し、セル軟化させたハニカム構造体３１を目封止成形用金型（マスク部１）の凸状嵌合部２に嵌合させることによって固定した。ピストン部を所望の目封止深さが得られる位置まで押圧することにより、目封止セルのみに上記スラリーを圧入させて目封止部３４を形成した後、ハニカム構造体３１を取り外し、これと同様の工程をハニカム構造体３１の他方の端面についても行った。これを乾燥し、焼成することにより、多数のセル３３の一方の開口端部と他方の開口端部とを互い違いに目封止する目封止部３４を備えた目封止ハニカム構造体３１を製造した。
【００４９】
（比較例（従来例））
上記ハニカム構造体３１の一方の端面に、市販の粘着シート（ポリエステル製、厚さ０．０５ｍｍ）を貼着した後、そのハニカム構造体３１の一方の端面をＣＣＤカメラにより撮像し、表面画像のデータを取得した。次いで、その表面画像データを二値化処理することにより、目封止すべきセル（目封止セル）及び目封止する必要がないセル（非目封止セル）の位置を特定した。更に、同じ表面画像データから、ハニカム構造体３１の中心座標を算出した。そして、レーザ加工によりその粘着シートの目封止セルに対応する部分のみに孔開けをして目封止部形成用マスクを作製した（この状態において、その一方の端面における非目封止セルのみがマスクされた）。
【００５０】
次いで、そのハニカム構造体３１のマスクされた側の端面を、上記スラリーが貯留された貯留容器中に浸漬し、貯留容器の内底面に対して押圧することにより、目封止セルのみに上記スラリーを圧入させて目封止部３４を形成した。これと同様の工程をハニカム構造体３１の他方の端面についても行った後、乾燥し、焼成することにより、多数のセル３３の一方の開口端部と他方の開口端部とを互い違いに目封止する目封止部３４を備えた目封止ハニカム構造体３１を製造した。
【００５１】
上記の比較例、及び実施例ついて、マスク作製時間、マスク作製サイクル、作業時間（１０基両面当たり）、産業廃棄物の有無、目封止部３４形成具合を評価した。その結果を表１に示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
（評価）
比較例の製造方法では、粘着シートの孔開けに１基片面当り３分を要し、１０基両面当りの作業時間は６０分であった。これに対し、実施例の製造方法では、マスク作製をハニカム構造体３１の成形、仕上げ加工と同時に行ったため、実質的なマスク作製時間は０時間とみなすことができ、作業時間は１基片面２１秒という短時間で作業できた。１０基両面当りの作業時間は７分であり、比較例の製造方法と比較して、作業時間が大幅に短縮された。また比較例の製造方法では、１基片面当り粘着シート１枚の産業廃棄物が排出され、その廃棄コストが必要であるが、実施例の製造方法では、マスクを繰り返し使用ため、産業廃棄物の排出量は著しく減少し、廃棄コストについても削減することが可能であった。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明に係るハニカム構造体の目封止装置及び目封止方法は、触媒装置用の担体又はＤＰＦ等のフィルタとして用いられる目封止ハニカム構造体を作製する手段として好適に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明のハニカム構造体の目封止用マスクを示す平面図である。
【図２】本発明のハニカム構造体の目封止装置を示す断面図である。
【図３】ハニカム構造体の目封止工程を説明する模式図である。
【図４】図３に続く、ハニカム構造体の目封止工程を説明する模式図である。
【図５】図４に続く、ハニカム構造体の目封止工程を説明する模式図である。
【図６】目封止工程を説明する拡大断面図である。
【図７】目封止部が形成されたハニカム構造体の断面図である。
【図８】本発明のハニカム構造体の目封止装置の他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１：目封止用マスク（マスク部）、２：凸状嵌合部、３：開口部、１０：目封止装置、１１：貯留部、１２：流入口、１３：開閉弁、１６：スラリー流入機構、３１：ハニカム構造体、３２：隔壁、３３：セル、３４：目封止部、４１：スチーム、４２：ＣＣＤカメラ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質の隔壁によってハニカム状に区画されることにより形成された、ガスの流路となる複数のセルを備えたハニカム構造体の前記セルの一方の開口端部にあてがった場合に、一部の前記セルの開口に嵌合するように形成された複数の凸状嵌合部と、残余の前記セルの開口に対応するように開口し、目封止部を形成するための原料となるスラリーを残余の前記セルに流入させて前記目封止部を形成するための複数の開口部と、を有するハニカム構造体の目封止用マスク。
【請求項２】
前記凸状嵌合部は、その先端が細くなる先細の凸状に形成された請求項１に記載のハニカム構造体の目封止用マスク。
【請求項３】
前記凸状嵌合部は、その突出する方向に垂直な断面の断面形状が、前記ハニカム構造体の前記セルの前記開口の形状に嵌合する相似形に形成された請求項２に記載のハニカム構造体の目封止用マスク。
【請求項４】
前記凸状嵌合部は、角錐状または円錐状に形成された請求項２または３に記載のハニカム構造体の目封止用マスク。
【請求項５】
多孔質の隔壁によってハニカム状に区画されることにより形成された、ガスの流路となる複数のセルを備えたハニカム構造体の前記セルの一方の開口端部と他方の開口端部とに互い違いに目封止部を形成するための原料となるスラリーを貯留する貯留部と、
その貯留部の上面側に、前記ハニカム構造体を載置することにより、前記ハニカム構造体の一部の前記セルの開口に嵌合するように形成された複数の凸状嵌合部と、前記貯留部の前記スラリーが流通するように前記ハニカム構造体の残余の前記セルに対応して開口した複数の開口部と、を有するマスク部と、
前記ハニカム構造体を前記マスク部に載置した後に、前記貯留部内の前記スラリーを上面側に流動させて前記マスク部の前記開口部から流出させ、前記凸状嵌合部に嵌合していない残余の前記セルへ前記スラリーを流入させるスラリー流入機構と、
を備えるハニカム構造体の目封止装置。
【請求項６】
前記スラリー流入機構は、前記貯留部の下面側に、前記貯留部の内周面に嵌合して摺動可能に構成されて前記貯留部内の前記スラリーを前記マスク部の前記開口部から流出させるピストン部を備える請求項５に記載のハニカム構造体の目封止装置。
【請求項７】
前記貯留部は、前記スラリーをその内部に供給するために流入させる流入口を有する請求項５または６に記載のハニカム構造体の目封止装置。
【請求項８】
前記凸状嵌合部は、その先端が細くなる先細の凸状に形成された請求項５〜７のいずれか１項に記載のハニカム構造体の目封止装置。
【請求項９】
前記凸状嵌合部は、その突出する方向に垂直な断面の断面形状が、前記ハニカム構造体の前記セルの前記開口の形状に嵌合する相似形に形成された請求項８に記載のハニカム構造体の目封止装置。
【請求項１０】
前記凸状嵌合部は、角錐状または円錐状に形成された請求項８または９に記載のハニカム構造体の目封止装置。
【請求項１１】
多孔質の隔壁によってハニカム状に区画されることにより形成された、ガスの流路となる複数のセルを備えたハニカム構造体の前記セルの一方の開口端部に、
一部の前記セルの開口に嵌合するように形成された複数の凸状嵌合部と、残余の前記セルに対応するように開口した複数の開口部と、を有する目封止用マスクをあてがって、
目封止部を形成するための原料となるスラリーを残余の前記セルに流入させて、前記セルに前記目封止部を形成するハニカム構造体の目封止方法。
【請求項１２】
前記ハニカム構造体の前記開口端部に水分を付与した後に、前記目封止用マスクをあてがって前記目封止部を形成する請求項１１に記載のハニカム構造体の目封止方法。
【請求項１３】
前記ハニカム構造体の前記開口端部を撮像し、その画像を画像処理することにより前記ハニカム構造体と前記目封止用マスクとの位置決めを行う請求項１１または１２に記載のハニカム構造体の目封止方法。
【請求項１４】
多孔質の隔壁によってハニカム状に区画されることにより形成された、ガスの流路となる複数のセルを備えたハニカム構造体の前記セルの一方の開口端部に、
一部の前記セルの開口に嵌合するように形成された複数の凸状嵌合部と、残余の前記セルに対応するように開口した複数の開口部と、を有する目封止用マスクをあてがって、
目封止部を形成するための原料となるスラリーを残余の前記セルに流入させて、前記セルに前記目封止部を形成するハニカム構造体の製造方法。
【請求項１５】
前記ハニカム構造体の前記開口端部に水分を付与した後に、前記目封止用マスクをあてがって前記目封止部を形成する請求項１４に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項１６】
前記ハニカム構造体の前記開口端部を撮像し、その画像を画像処理することにより前記ハニカム構造体と前記目封止用マスクとの位置決めを行う請求項１４または１５に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項１】
多孔質の隔壁によってハニカム状に区画されることにより形成された、ガスの流路となる複数のセルを備えたハニカム構造体の前記セルの一方の開口端部にあてがった場合に、一部の前記セルの開口に嵌合するように形成された複数の凸状嵌合部と、残余の前記セルの開口に対応するように開口し、目封止部を形成するための原料となるスラリーを残余の前記セルに流入させて前記目封止部を形成するための複数の開口部と、を有するハニカム構造体の目封止用マスク。
【請求項２】
前記凸状嵌合部は、その先端が細くなる先細の凸状に形成された請求項１に記載のハニカム構造体の目封止用マスク。
【請求項３】
前記凸状嵌合部は、その突出する方向に垂直な断面の断面形状が、前記ハニカム構造体の前記セルの前記開口の形状に嵌合する相似形に形成された請求項２に記載のハニカム構造体の目封止用マスク。
【請求項４】
前記凸状嵌合部は、角錐状または円錐状に形成された請求項２または３に記載のハニカム構造体の目封止用マスク。
【請求項５】
多孔質の隔壁によってハニカム状に区画されることにより形成された、ガスの流路となる複数のセルを備えたハニカム構造体の前記セルの一方の開口端部と他方の開口端部とに互い違いに目封止部を形成するための原料となるスラリーを貯留する貯留部と、
その貯留部の上面側に、前記ハニカム構造体を載置することにより、前記ハニカム構造体の一部の前記セルの開口に嵌合するように形成された複数の凸状嵌合部と、前記貯留部の前記スラリーが流通するように前記ハニカム構造体の残余の前記セルに対応して開口した複数の開口部と、を有するマスク部と、
前記ハニカム構造体を前記マスク部に載置した後に、前記貯留部内の前記スラリーを上面側に流動させて前記マスク部の前記開口部から流出させ、前記凸状嵌合部に嵌合していない残余の前記セルへ前記スラリーを流入させるスラリー流入機構と、
を備えるハニカム構造体の目封止装置。
【請求項６】
前記スラリー流入機構は、前記貯留部の下面側に、前記貯留部の内周面に嵌合して摺動可能に構成されて前記貯留部内の前記スラリーを前記マスク部の前記開口部から流出させるピストン部を備える請求項５に記載のハニカム構造体の目封止装置。
【請求項７】
前記貯留部は、前記スラリーをその内部に供給するために流入させる流入口を有する請求項５または６に記載のハニカム構造体の目封止装置。
【請求項８】
前記凸状嵌合部は、その先端が細くなる先細の凸状に形成された請求項５〜７のいずれか１項に記載のハニカム構造体の目封止装置。
【請求項９】
前記凸状嵌合部は、その突出する方向に垂直な断面の断面形状が、前記ハニカム構造体の前記セルの前記開口の形状に嵌合する相似形に形成された請求項８に記載のハニカム構造体の目封止装置。
【請求項１０】
前記凸状嵌合部は、角錐状または円錐状に形成された請求項８または９に記載のハニカム構造体の目封止装置。
【請求項１１】
多孔質の隔壁によってハニカム状に区画されることにより形成された、ガスの流路となる複数のセルを備えたハニカム構造体の前記セルの一方の開口端部に、
一部の前記セルの開口に嵌合するように形成された複数の凸状嵌合部と、残余の前記セルに対応するように開口した複数の開口部と、を有する目封止用マスクをあてがって、
目封止部を形成するための原料となるスラリーを残余の前記セルに流入させて、前記セルに前記目封止部を形成するハニカム構造体の目封止方法。
【請求項１２】
前記ハニカム構造体の前記開口端部に水分を付与した後に、前記目封止用マスクをあてがって前記目封止部を形成する請求項１１に記載のハニカム構造体の目封止方法。
【請求項１３】
前記ハニカム構造体の前記開口端部を撮像し、その画像を画像処理することにより前記ハニカム構造体と前記目封止用マスクとの位置決めを行う請求項１１または１２に記載のハニカム構造体の目封止方法。
【請求項１４】
多孔質の隔壁によってハニカム状に区画されることにより形成された、ガスの流路となる複数のセルを備えたハニカム構造体の前記セルの一方の開口端部に、
一部の前記セルの開口に嵌合するように形成された複数の凸状嵌合部と、残余の前記セルに対応するように開口した複数の開口部と、を有する目封止用マスクをあてがって、
目封止部を形成するための原料となるスラリーを残余の前記セルに流入させて、前記セルに前記目封止部を形成するハニカム構造体の製造方法。
【請求項１５】
前記ハニカム構造体の前記開口端部に水分を付与した後に、前記目封止用マスクをあてがって前記目封止部を形成する請求項１４に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項１６】
前記ハニカム構造体の前記開口端部を撮像し、その画像を画像処理することにより前記ハニカム構造体と前記目封止用マスクとの位置決めを行う請求項１４または１５に記載のハニカム構造体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−６６２８（Ｐ２００９−６６２８Ａ）
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７１６５３（Ｐ２００７−１７１６５３）
【出願日】平成１９年６月２９日（２００７．６．２９）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２９日（２００７．６．２９）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]