ハニカム構造体封口用マスク及びこれを用いたハニカム構造体の封口方法
【課題】ハニカム構造体の端面との位置合わせを容易に行うことができ、所定のセルを確実に封口するのに有用なマスク及びこれを用いた封口方法を提供すること。
【解決手段】本発明に係るマスクは、ハニカム構造体のセルの封口に使用されるものであり、マスクの一方面から他方面にかけて貫通する複数の第１の貫通孔を有し、他方面における第１の貫通孔の開口面積が一方面における第１の貫通孔の開口面積よりも小さい。
【解決手段】本発明に係るマスクは、ハニカム構造体のセルの封口に使用されるものであり、マスクの一方面から他方面にかけて貫通する複数の第１の貫通孔を有し、他方面における第１の貫通孔の開口面積が一方面における第１の貫通孔の開口面積よりも小さい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体の封口に使用されるマスク及びこれを用いたハニカム構造体の封口方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ハニカムフィルタ構造体が、ＤＰＦ（Diesel particulate filter）用等として広く知られている。このハニカムフィルタ構造体は、多数の貫通孔からなるセル構造の一部のセルの一端側を封口材で封じると共に、残りのセルの他端側を封口材で封じた構造を有する。
【０００３】
ハニカム構造体の多数のセルのうち、所定のセルを封口するのにマスクが使用される。このような用途のマスクとして２つのタイプがある。一方は封口すべきセルに対応する箇所に予め貫通孔が設けられているタイプである。他方は貫通孔が予め設けられていないタイプであり、ハニカム構造体の端面に貼り付けた後に封口すべきセルに対応する箇所にレーザー等で貫通孔を設けるものである。下記特許文献１，２には、マスクを用いてハニカム構造体を封口する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２９０７６６号公報
【特許文献２】特開２００８−１３２７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、予め貫通孔が設けられているタイプのマスクは、ハニカム構造体との位置合わせが必要である。特に、ハニカム構造体がＤＰＦのように、乾燥工程や焼成工程を経て製造される焼結体又は焼成前のグリーン成形体の場合、製造プロセスにおけるハニカム構造体の収縮や変形により、マスクの貫通孔と封口すべきセルとの位置合わせがより一層困難になる。ＤＰＦは、狭いセルピッチ（たとえば１．１〜２．８ｍｍ程度）を有するものもあり、ハニカム構造体の端面の一部についてはマスクの貫通孔を適切に配置できても、他の部分ではずれが生じる場合もある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ハニカム構造体の端面との位置合わせを容易に行うことができ、所定のセルを確実に封口するのに有用なマスク及びこれを用いた封口方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るマスクは、ハニカム構造体のセルの封口に使用されるものであり、マスクの一方面から他方面にかけて貫通する複数の第１の貫通孔を有し、他方面における第１の貫通孔の開口面積が一方面における第１の貫通孔の開口面積よりも小さい。
【０００８】
本発明のマスクは、ハニカム構造体の端面に対してマスクの他方面（開口面積が小さい方の面）を当接させた状態で使用される。上記マスクによれば、他方面における第１の貫通孔の開口面積を小さくしたことで、第１の貫通孔の位置とセルの開口の位置が多少ずれても第１の貫通孔を通じて封口材を所定のセル内に供給できる。また、上記マスクは、第１の貫通孔の全体の開口面積が大きいマスクと比較し、十分な剛性を確保しやすいという利点もある。
【０００９】
本発明において、第１の貫通孔は、一方面から他方面に向けて開口面積が連続的に縮小するテーパ部を有するものであってもよく、あるいは、一方面から他方面に向けて開口面積が不連続的に縮小する段差部を有するものであってもよい。
【００１０】
第１の貫通孔は、他方面における開口面積が０．０３ｍｍ２以上であり且つ当該第１の貫通孔によって封口すべきハニカム構造体のセルの開口面積の９０％未満であることが好ましい。第１の貫通孔の開口面積を、封口すべきセルの開口面積の９０％未満とすることで、第１の貫通孔の位置とセルの開口の位置が多少ずれても第１の貫通孔を通じて封口材を所定のセル内により確実に供給できる。第１の貫通孔の開口面積を０．０３ｍｍ２以上とすることにより、封口材が第１の貫通孔を通過しやすく、所定量の封口材をセル内に供給しやすい。
【００１１】
本発明に係るマスクは、使用時においてハニカム構造体の端面と当接する領域のうち、ハニカム構造体の端面周縁部と当接する部分に、マスクの厚さ方向に貫通する複数の第２の貫通孔を更に有してもよい。この場合、第２の貫通孔は、ハニカム構造体のセルピッチよりも狭い間隔で設けられていると共に、開口面積が０．０３ｍｍ２以上であり且つ第１の貫通孔によって封口すべきセルの開口面積の６０％未満であることが好ましい。
【００１２】
ハニカム構造体の周縁部は、ハニカム構造体の側面をなす最外層の存在により、セルの形状が他の部分と異なる場合がある。たとえば、最外層の形状が円筒状であり、その内部に断面形状が正方形のセルが設けられたハニカム構造体の場合、断面形状が正方形の完全なセルと、周縁部の不完全なセルとが存在する。
【００１３】
上記のような不完全なセル及び必要であればこれに隣接するセルを完全に封口するのに第２の貫通孔が有用である。すなわち、第２の貫通孔の開口面積を第１の貫通孔によって封口すべきセル（完全なセル）の開口面積の６０％未満と制限する一方、第２の貫通孔の配置をハニカム構造体のセルピッチよりも狭い間隔にしてその数を十分に多くすることで、第２の貫通孔を通じて封口材を封口すべきセル内に適切に供給できる。また、第２の貫通孔の開口面積を０．０３ｍｍ２以上としたことにより、封口材が第２の貫通孔を通過しやすく、所定量の封口材をセル内に供給しやすい。
【００１４】
本発明は上記マスクを用いてハニカム構造体の所定のセルの開口を封じる方法を提供する。すなわち、本発明はハニカム構造体のセルの封口方法であって、
（ａ）ハニカム構造体の一方の端面上にマスクを配置する工程と、
（ｂ）ハニカム構造体の一方の端面における封口すべきセルの開口にマスクが有する第１の貫通孔を通じて封止材を供給する工程と、
を備え、上記マスクは一方面から他方面にかけて貫通する複数の第１の貫通孔を有し、他方面における第１の貫通孔の開口面積が一方面における第１の貫通孔の開口面積よりも小さく、上記（ａ）工程において当該マスクの他方面がハニカム構造体の端面に当接するように当該マスクを配置する封口方法を提供する。
【００１５】
上記封口方法によれば、ハニカム構造体の端面との位置合わせを容易に行うことができ、従来と比較して所定のセルをより確実に封口できる。
【００１６】
ハニカム構造体の周縁部に不完全なセルが存在する場合、上記封口方法は、以下のような構成とすることができる。すなわち、上記マスクはハニカム構造体の一方の端面と当接する領域のうち、ハニカム構造体の端面周縁部と当接する部分に、当該マスクの厚さ方向に貫通する複数の第２の貫通孔を更に有し、第２の貫通孔はハニカム構造体のセルピッチよりも狭い間隔で設けられていると共に、開口面積が０．０３ｍｍ２以上であり且つ第１の貫通孔によって封口すべきセルの開口面積の６０％未満のものとすることができる。そして、上記（ｂ）工程において、ハニカム構造体の端面周縁部における封口すべきセルの開口に当該マスクの第２の貫通孔を通じて封止材を供給する。
【００１７】
上記封口方法は、ハニカム構造体の一方の端面を封口処理する工程の後、他方の端面についても封口処理する工程を更に備えてもよい。ハニカム構造体の両方の端面を封口処理した後、必要に応じて乾燥や焼成等の工程を経ることで、ハニカムフィルタ構造体を得ることができる。すなわち、上記封口方法は、
（ｃ）ハニカム構造体の他方の端面上に他のマスクを配置する工程と、
（ｄ）ハニカム構造体の他方の端面における封口すべきセルの開口に上記他のマスクが有する第３の貫通孔を通じて封止材を供給する工程とを更に備えてもよい。この場合、上記他のマスクは、一方面から他方面にかけて貫通する複数の第３の貫通孔を有し、他方面における第３の貫通孔の開口面積が一方面における第３の貫通孔の開口面積よりも小さく、上記（ａ）工程において当該マスクの他方面がハニカム構造体の端面に当接するように当該マスクを配置する。
【００１８】
ハニカム構造体の周縁部に不完全なセルが存在し、他方の端面においても不完全なセルを封口する場合、上記封口方法は、以下のような構成とすることができる。すなわち、上記他のマスクは、ハニカム構造体の他方の端面と当接する領域のうち、ハニカム構造体の端面周縁部と当接する部分に、当該マスクの厚さ方向に貫通する複数の第４の貫通孔を更に有し、第４の貫通孔はハニカム構造体のセルピッチよりも狭い間隔で設けられていると共に、開口面積が０．０３ｍｍ２以上であり且つ第３の貫通孔によって封口すべきセルの開口面積の６０％未満であり、上記（ｄ）工程において、ハニカム構造体の端面周縁部における封口すべきセルの開口に当該マスクの第４の貫通孔を通じて封止材を供給する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ハニカム構造体の端面との位置合わせを容易に行うことができ、従来と比較して所定のセルをより確実に封口できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１の（ａ）は、ハニカム構造体の一例を示す斜視図、図１の（ｂ）は、図１の（ａ）の部分拡大図である。
【図２】図２の（ａ）は、本発明に係るマスクの一実施形態を示す斜視図、図２の（ｂ）は、図２の（ａ）の部分拡大図である。
【図３】図３は、図２の（ｂ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線における部分断面図である。
【図４】図４の（ａ）及び（ｂ）は、本発明に係るマスクが有する第１の貫通孔の他の態様をそれぞれ示す部分断面図である。
【図５】図５は、封口装置の一例を示す概略断面図である。
【図６】図６は、図５の封口装置のＶＩ−ＶＩ矢視図である。
【図７】図７の（ａ）は、本発明に係るマスクの他の実施形態を示す斜視図、図７の（ｂ）は、図７の（ａ）の部分拡大図である。
【図８】図８の（ａ）は、図６の封口装置の動作を説明する部分端面図であり、図８の（ｂ）は、図８の（ａ）に続く部分断面図である。
【図９】図９の（ａ）は、図８の（ｂ）に続く部分断面図であり、図９の（ｂ）は、図９の（ａ）に続く部分断面図である。
【図１０】図１０の（ａ）は、図９の（ｂ）に続く部分断面図であり、図１０の（ｂ）は、図１０の（ａ）に続く部分断面図である。
【図１１】図１１の（ａ）は、図１０の（ｂ）に続く部分断面図であり、図１１の（ｂ）は、図１１の（ａ）に続く部分断面図である。
【図１２】図１２は、本発明に係るマスクの第１の貫通孔に弾性板が入り込んでいる状態を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。まず、本発明に係るマスクの説明に先立ち、ハニカム構造体について説明する。
【００２２】
（ハニカム構造体）
図１の（ａ）に示すように、ハニカム構造体１は、多数のセル１ａが略平行に配置された円柱体である。セル１ａはハニカム構造体１の一方の端面から他方の端面にかけて貫通している。セル１ａの断面形状は、図１の（ｂ）に示すように正方形である。これらの複数のセル１ａは、ハニカム構造体１において、端面から見て、正方形配置、すなわち、セル１ａの中心軸が、正方形の頂点にそれぞれ位置するように配置されている。セル１ａの断面の正方形のサイズは、たとえば、一辺０．８〜２．５ｍｍとすることができ、その開口面積は０．６〜７．０ｍｍ２程度（より好ましくは０．８〜６．０ｍｍ２程度）とすることができる。ハニカム構造体１のセルピッチは、１．１〜２．８ｍｍとすることができる。なお、セルピッチとは、隣接する２つのセルの中心間の距離を意味し、ハニカム構造体１にあっては図１の（ｂ）に示す長さＬである。
【００２３】
ハニカム構造体１は、側面をなす最外層１ｃの形状が円筒状であり、上述の通り、その内部に断面形状が正方形のセル１ａ（以下、「完全なセル１ａ」又は単に「セル１ａ」という。）を有する。これに加え、ハニカム構造体１は、その周縁部に断面形状が正方形でないセル１ｂ（以下、「不完全なセル１ｂ」又は単に「セル１ｂ」という。）を有する。図１の（ｂ）に示す通り、不完全なセル１ｂの形状は一定ではなく、場所によって異なっている。
【００２４】
ハニカム構造体１のセル１ａ，１ｂを構成する貫通孔が延びる方向の長さは特に限定されないが、たとえば、４０〜３５０ｍｍとすることができる。また、ハニカム構造体１の外径も特に限定されないが、たとえば、１００〜３２０ｍｍとすることできる。
【００２５】
ハニカム構造体１の材料は特に限定されないが、高温耐性の観点から、セラミクス材料が好ましい。セラミクス材料としては、たとえば、アルミナ、シリカ、ムライト、コーディエライト、ガラス、チタン酸アルミニウム等の酸化物、シリコンカーバイド、窒化珪素、金属等が挙げられる。なお、チタン酸アルミニウムは、さらに、マグネシウム及び／又はケイ素を含むことができる。このような、ハニカム構造体１は通常多孔質である。
【００２６】
また、ハニカム構造体１は、後で焼成することにより上述のようなセラミクス材料となるグリーン成形体（未焼成成形体）であってもよい。グリーン成形体は、セラミクス原料である無機化合物源粉末、及び、メチルセルロース等の有機バインダ、及び、必要に応じて添加される添加剤を含む。
【００２７】
たとえば、チタン酸アルミニウムのグリーン成形体の場合、無機化合物源粉末は、αアルミナ粉等のアルミニウム源粉末、及び、アナターゼ型やルチル型のチタニア粉末等のチタニウム源粉末を含み、必要に応じて、さらに、マグネシア粉末やマグネシアスピネル粉末等のマグネシウム源粉末及び／又は、酸化ケイ素粉末やガラスフリット等のケイ素源粉末を含むことができる。
【００２８】
有機バインダとしては、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロースなどのセルロース類；ポリビニルアルコールなどのアルコール類；リグニンスルホン酸塩が挙げられる。
【００２９】
添加物としては、たとえば、造孔剤、潤滑剤、可塑剤、分散剤及び溶媒が挙げられる。
【００３０】
造孔剤としては、グラファイト等の炭素材；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル等の樹脂類；でんぷん、ナッツ殻、クルミ殻、コーンなどの植物材料；氷；及びドライアイス等などが挙げられる。
【００３１】
潤滑剤及び可塑剤としては、グリセリンなどのアルコール類；カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラキジン酸、オレイン酸、ステアリン酸などの高級脂肪酸；ステアリン酸Ａｌなどのステアリン酸金属塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル（ＰＯＡＡＥ）などが挙げられる。
【００３２】
分散剤としては、たとえば、硝酸、塩酸、硫酸などの無機酸；シュウ酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、乳酸などの有機酸；メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類；ポリカルボン酸アンモニウム、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルなどの界面活性剤などが挙げられる。
【００３３】
溶媒としては、たとえば、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノールなどのアルコール類；プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールなどのグリコール類；及び水などを用いることができる。
【００３４】
（ハニカム構造体封口用マスク）
図２に示すマスク５は、図１に示すハニカム構造体１の所定のセルを封口するのに使用されるものである。マスク５は、円形の板状部材であり、厚さ方向に貫通する第１の貫通孔５ａ及び第２の貫通孔５ｂを有する。なお、マスク５の材料は特に限定されず、たとえば、金属や樹脂が挙げられる。また、マスク５の貫通孔５ａの位置決めを容易にすべく、マスク５には、オリエンテーションフラット５ｃが形成され、これに対応して図５に示す封口装置１００のリング部材２５にもオリエンテーションフラット５ｃに対応する突起２５ｂを設けてもよい（図６参照）。また、マスク５の外径は、封口装置１００の本体部１０の凹部１０ｄの内径よりも大きくされていることが好ましい。
【００３５】
第１の貫通孔５ａはハニカム構造体１の完全なセル１ａに封止材を供給するためのものである。第１の貫通孔５ａは、マスク５の使用時においてハニカム構造体１の端面の中央部（周縁部以外の領域）と当接する部分に設けられている。
【００３６】
第１の貫通孔５ａの断面形状は、図２の（ｂ）に示すように、ハニカム構造体１のセル１ａに対応する正方形である。これらの第１の貫通孔５ａは、千鳥配置されており、各第１の貫通孔５ａは、図１の（ｂ）の正方配置された複数のセル１ａのうち、互いに上下左右に隣接しない関係にある複数のセル１ａのみに対向して配置される。なお、第１の貫通孔５ａの形状は、正方形に限定されるものではないが、ペースト状の封口材の充填性の観点から、セル１ａの開口よりもひと回り小さく、その形状と相似形であることが好ましい。
【００３７】
第１の貫通孔５ａは、図３に示すようにテーパ状になっており、開口面積がマスク５の厚さ方向の位置によって異なっている。すなわち、マスク５の一方の面Ｆ１から他方の面Ｆ２に向けて開口面積が連続的に縮小している。なお、マスク５は、ハニカム構造体１の端面に対してマスク５の面Ｆ２を当接させた状態で使用される。
【００３８】
第１の貫通孔５ａは、面Ｆ２における開口面積が面Ｆ１における開口面積よりも小さいものである限り、図３に示すテーパ状に限定されるものではない。たとえば、図４の（ａ）に示すように、第１の貫通孔５ａは、面Ｆ１から面Ｆ２に向けて開口面積が連続的に縮小するテーパ部６ａと、テーパ部６ａの面Ｆ２側に位置し開口面積が一定の部分６ｂとによって構成されてもよい。また、図４の（ｂ）に示すように、第１の貫通孔５ａは、面Ｆ１から面Ｆ２に向けて開口面積が不連続的に縮小する段差部６ｃを有するものであってもよい。
【００３９】
第１の貫通孔５ａにおけるテーパの角度（図３及び図４の（ａ）における角度α）は、マスク５の剛性及び封口材のロスの低減等の観点から、１０〜７０°であることが好ましく、３０〜６０°であることがより好ましい。
【００４０】
第１の貫通孔５ａは、面Ｆ２における開口面積が０．０３ｍｍ２以上であり且つ第１の貫通孔５ａによって封口すべきセル１ａの開口面積の９０％未満であることが好ましい。第１の貫通孔５ａの面Ｆ２における開口面積が０．０３ｍｍ２未満であると、封口材が第１の貫通孔５ａを通過しにくくなり、所定量の封口材をセル１ａ内に供給しにくくなる。第１の貫通孔５ａの上記開口面積は、０．０５ｍｍ２以上であることがより好ましく、０．０７ｍｍ２以上であることが更に好ましく、０．２ｍｍ２以上であってもよい。
【００４１】
他方、第１の貫通孔５ａの面Ｆ２における開口面積がセル１ａの開口面積の９０％以上であると、第１の貫通孔５ａの位置とセル１ａの開口の位置が少しずれただけで、封口すべきでない近傍のセル１ａに封口材を供給するおそれがある。第１の貫通孔５ａの上記開口面積は、セル１ａの開口面積の８０％未満であることが好ましく、６０％未満であることがより好ましい。
【００４２】
第２の貫通孔５ｂはハニカム構造体１の不完全なセル１ｂに封止材を供給するためのものである。第２の貫通孔５ｂは、マスク５の使用時においてハニカム構造体１の端面周縁部と当接する部分に、ハニカム構造体１のセルピッチ（図１の長さＬ）よりも狭い間隔で設けられていることが好ましい。第２の貫通孔５ｂの間隔は、全てのセル１ｂを確実に封口する観点から、Ｌ／１０〜３Ｌ／４であることが好ましく、Ｌ／５〜Ｌ／２であることがより好ましい。
【００４３】
第２の貫通孔５ｂの形状は、不完全なセル１ｂの形状に関わらず、限られた領域に多数の貫通孔を設けることができる形状であればよく、第２の貫通孔５ｂの形状はたとえば円形もしくは矩形であってもよいが、好ましくは円形である。図２の（ａ）に示すように、マスク５には多数の第２の貫通孔５ｂからなる環状の帯が形成されている。
【００４４】
第２の貫通孔５ｂは、面Ｆ２における開口面積が０．０３ｍｍ２以上であり且つ第１の貫通孔５ａによって封口すべきセル１ａの開口面積の６０％未満であることが好ましい。第２の貫通孔５ｂの面Ｆ２における開口面積が０．０３ｍｍ２未満であると、封口材が第２の貫通孔５ｂを通過しにくくなり、所定量の封口材をセル１ｂ内に供給しにくくなる。第２の貫通孔５ｂの上記開口面積は、０．０４ｍｍ２以上であることがより好ましく、０．０５ｍｍ２以上であることが更に好ましく、０．２ｍｍ２以上であってもよい。
【００４５】
他方、第２の貫通孔５ｂの面Ｆ２における開口面積が完全なセル１ａの開口面積の６０％以上であると、マスク５の剛性が不十分となりやすく、またマスク５のわずかなズレで封口すべきでない近傍のセル１ａに封口材を供給するおそれ、あるいは、図１の（ｂ）に示す最外層１ｃの外側に封口材が漏れ出しやすくなるおそれがある。第２の貫通孔５ｂの上記開口面積は、完全なセル１ａの開口面積の５０％以下であることが好ましく、４０％以下であることがより好ましい。
【００４６】
第２の貫通孔５ｂの開口面積は、マスク５の厚さ方向の全範囲にわたって一定であってもよいし、図３，４に示す第１の貫通孔５ａと同様、マスク５の厚さ方向の位置によって異なっていてもよい。
【００４７】
マスク５によれば、ハニカム構造体１の端面に当接する面Ｆ２における第１の貫通孔５ａの開口面積を小さくしたことで、第１の貫通孔５ａの位置とセル１ａの開口の位置が多少ずれても第１の貫通孔５ａを通じて封口材を所定のセル１ａ内に供給できる。また、マスク５は、第１の貫通孔５ａの全体の開口面積を大きくした場合と比較し、十分な剛性を確保しやすいという利点もある。更に、マスク５に多数の第２の貫通孔５ｂを設けたことで、不完全なセル１ｂをより確実に封口できる。
【００４８】
（封口装置）
マスク５を用いてハニカム構造体１の封口を実施するのに好適な封口装置について説明する。図５に示す封口装置１００は、主として、本体部１０、弾性板２０、ポンプ５０及び保持部８０を備える。
【００４９】
本体部１０は、剛性材料から形成されている。剛性材料としては、ステンレス等の金属や、繊維強化プラスチック等のポリマー材料が挙げられる。本体部１０の上面１０ａには、凹部１０ｄが形成されている。本実施形態では、凹部１０ｄの形状は、図５及び図６に示すように、円柱状とされている。そして、本体部１０の上面１０ａに対して、凹部１０ｄの側面１０ｂが垂直、かつ、底面１０ｃが平行とされている。凹部１０ｄの直径は、たとえば、１００〜３２０ｍｍとすることができる。凹部１０ｄの深さは、たとえば、０．２〜２０ｍｍとすることができる。なお、本体部１０には、超音波振動器等の加振器１４０が設けられていることが好ましい。
【００５０】
弾性板２０は、凹部１０ｄの開口面を覆うように、本体部１０の上面１０ａ上に、配置されている。弾性板２０は、弾性を有し、容易に変形しうる。弾性板２０としては、ゴム板が好ましい。ゴムとしては、天然ゴムや、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ふっ素ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム等の合成ゴムが挙げられる。弾性板２０の厚みは特に限定されないが、たとえば、０．３〜３．０ｍｍとすることができる。
【００５１】
弾性板２０は、リング部材２５、及び、ボルト３１により本体部１０に固定されている。リング部材２５は、本体部１０の凹部１０ｄに対応する位置に開口２５ａを有し、これにより環状形状をなしている。そして、リング部材２５は、弾性板２０における中央部（凹部１０ｄとの対向部）が露出するように弾性板２０上に配置されている。これにより、弾性板２０の周辺部が、本体部１０とリング部材２５とにより挟まれている。リング部材２５及び弾性板２０には貫通孔ｈがそれぞれ形成され、本体部１０には、これら貫通孔ｈに対応するねじ孔ｊが形成されており、ボルト３１がこれらの貫通孔ｈを貫通して配置され、ねじ孔ｊにねじ込まれて固定されることにより、本体部１０の上面１０ａにおける凹部１０ｄのまわりの部分に、弾性板２０の周辺部が密着して固定されている。
【００５２】
図５及び図６に示すように、リング部材２５の開口２５ａの内径は、本体部１０の凹部１０ｄの内径よりも大きくされていることが好ましい。
【００５３】
本体部１０は、さらに、凹部１０ｄの底面１０ｃに開口する連通路１０ｅを有している。なお、本実施形態では、連通路１０ｅは凹部１０ｄの底面１０ｃに開口しているが、凹部１０ｄの内面に開口していればよく、たとえば、凹部１０ｄの側面１０ｂに開口していてもよい。また、連通路１０ｅの開口の形状や数も特に限定されない。
【００５４】
連通路１０ｅには、接続パイプ１４を介してポンプ５０が接続されている。
【００５５】
ポンプ５０は、シリンダ５１、シリンダ５１内に配置されたピストン５３、及び、ピストン５３に接続されたピストンロッド５４を備える。ピストンロッド５４には、ピストンロッド５４を軸方向に往復移動させるモータ５５が接続されている。なお、ピストンロッド５４を手動で動かしてもよい。
【００５６】
本実施形態では、弾性板２０と、ピストン５３と、の間には、本体部１０、接続パイプ１４、及び、シリンダ５１により形成される閉鎖空間Ｖが形成され、閉鎖空間Ｖ内には、流体ＦＬが充填されている。流体ＦＬは特に限定されず、空気等の気体でもよいが液体が好ましく、特に、スピンドルオイル等が好ましい。そして、ピストン５３を移動させることにより、本体部１０の凹部１０ｄ内から流体ＦＬを排出することができ、また、凹部１０ｄ内に流体ＦＬを供給することができる。
【００５７】
本体部１０の上には、保持部８０が設けられている。保持部８０は、ハニカム構造体１を保持する保持具８１、及び保持具８１が接続された空気圧シリンダ８２を有する。
【００５８】
保持具８１は、ハニカム構造体１を、図５に示すように、一方の端面が弾性板２０及び凹部１０ｄと対向するように保持する。
【００５９】
空気圧シリンダ８２は、上下方向に延びるシリンダ８２ａと、シリンダ８２ａ内に設けられたピストン８２ｂとを有し、外部からの供給する圧力を調整することによりピストン８２ｂの上下両側での圧力を調節可能となっている。そして、これにより空気圧シリンダ８２は、保持具８１を、ハニカム構造体１と弾性板２０とが近づく方向及びこれらが互いに離れる方向にそれぞれ移動可能である。また、空気圧シリンダ８２は、ピストン８２ｂの前後のガスの供給圧力に応じて保持具８１を下方に所定の力で押圧することにより、ハニカム構造体１をマスク５に対して密着させることができる。さらに、空気圧シリンダ８２は、ピストンの前後の圧力を開放することにより、保持具８１が上下方向に自由に移動することを許可することもできる。すなわち、保持部８０は、保持具８１が保持したハニカム構造体１を上方向に自由に移動可能とする状態と、ハニカム構造体１を本体部１０に対して固定する状態とを切替え可能である。
【００６０】
（ハニカム構造体の封口方法）
本実施形態に係る封口方法は、マスク５を用いてハニカム構造体１の所定のセルの開口を封止するためのものである。より具体的には、この封口方法は以下の工程を備える：
（ａ）ハニカム構造体１の一方の端面上に、マスク５の面Ｆ２がハニカム構造体１の端面に当接するようにマスク５を配置する工程；及び
（ｂ）ハニカム構造体１の一方の端面における封口すべきセルの開口にマスク５の第１の貫通孔５ａを通じて封止材を供給する工程。
【００６１】
この封口方法によれば、ハニカム構造体５の端面との位置合わせを容易に行うことができ、従来と比較して所定のセルをより確実に封口できる。
【００６２】
ハニカム構造体１は周縁部に図１の（ｂ）に示すように不完全なセル１ｂが存在する。このため、上記（ｂ）工程において、不完全なセル１ｂの開口にマスク５の第２の貫通孔５ｂを通じて封止材を供給する。
【００６３】
ハニカムフィルタ構造体を作製するには、ハニカム構造体１の一方の端面についてセルの封口処理を施した後、他方の端面に対しても同様の封口処理を施す。すなわち、上記（ｂ）工程後、
（ｃ）ハニカム構造体１の他方の端面上に、マスク５´の面Ｆ２´を配置する工程；及び
（ｄ）ハニカム構造体１の他方の端面における封口すべきセルの開口にマスク５´の第３の貫通孔５ａ´を通じて封止材を供給する工程；
を順次実施する。
【００６４】
なお、図７に示すように、マスク５´は、マスク５の第１及び第２の貫通孔５ａ，５ｂにそれぞれ相当する第３及び第４の貫通孔５ａ´，５ｂ´を有する。貫通孔５ａ´，５ｂ´はいずれもマスク５´一方の面Ｆ１から他方の面Ｆ２にかけて貫通している。マスク５´は貫通孔５ａ´の配置がマスク５の貫通孔５ａの配置と正反対の千鳥配置であることの他は、マスク５と同様の構成である（図３，４参照）。ハニカム構造体１の他の端面における不完全なセル１ｂを封口するには、上記（ｄ）工程において、不完全なセル１ｂの開口にマスク５´の第４の貫通孔５ｂ´を通じて封止材を供給する。
【００６５】
以下、上述の封口装置１００及びマスク５を使用してハニカム構造体１を封口する方法について説明する。まず、図５の状態から、予め、空気圧シリンダ８２を駆動して、ハニカム構造体１を保持する保持具８１上方に引き上げておくと共に、マスク５を弾性板２０上から外しておく。次に、ポンプ５０のピストン５３を下方に引くことにより、本体部１０の凹部１０ｄから流体ＦＬを下方に排出させる。これにより、図８の（ａ）に示すように、弾性板２０が変形して凹部１０ｄの側面１０ｂ及び底面１０ｃに密着し、これによって、弾性板２０の凹部２０ｄが形成する。
【００６６】
続いて、図８の（ｂ）に示すように、弾性板２０の凹部２０ｄ内に封口材１３０を供給する。必要に応じて、加振器１４０を駆動することにより、封口材１３０の表面の平坦化、脱泡を促す。
【００６７】
封口材１３０は、ハニカム構造体１のセル１ａ，１ｂの端部を閉鎖できるものであれば特に限定されないが、液状であることが好ましい。たとえば、封口材として、セラミクス材料又はセラミクス原料と、バインダと、潤滑剤と、造孔剤と、溶媒とを含むスラリーが例示できる。
【００６８】
セラミクス材料としては、上述のハニカム構造体の構成材料や、その原料が挙げられる。セラミクス材料の使用量は、たとえば、スラリー１００重量部に対して５０〜８５重量部とすることができる。
【００６９】
バインダとしては、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロースなどのセルロース類；ポリビニルアルコールなどのアルコール類；リグニンスルホン酸塩等の有機バインダが挙げられる。バインダの使用量は、たとえば、スラリー１００重量部に対して０〜３０重量部とすることができる。
【００７０】
潤滑剤としては、グリセリンなどのアルコール類；カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラキジン酸、オレイン酸、ステアリン酸などの高級脂肪酸；ステアリン酸アルミニウムなどのステアリン酸金属塩などが挙げられる。潤滑剤の使用量は、たとえば、スラリー１００重量部に対して０．５〜２０重量部とすることができる。
【００７１】
造孔剤としては、グラファイト等の炭素材；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル等の樹脂類；でんぷん、ナッツ殻、クルミ殻、コーンなどの植物材料；氷；及びドライアイス等などが挙げられる。造孔剤の使用量は、たとえば、スラリー１００重量部に対して０〜２０重量部とすることができる。
【００７２】
溶媒としては、たとえば、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノールなどのアルコール類；プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールなどのグリコール類；及び水などを用いることができる。なかでも、水が好ましく、不純物が少ない点で、より好ましくはイオン交換水が用いられる。溶媒の使用量は、たとえば、スラリー１００重量部に対して１０〜４０重量部とすることができる。
【００７３】
ハニカム構造体１の一方の端面の封口に使用する封口材の量は、たとえば、３〜５０００ｍＬとすることができる。
【００７４】
続いて、図９の（ａ）に示すように、本体部１０の凹部１０ｄを覆うように弾性板２０上にマスク５をセットする。このとき、マスク５は面Ｆ２が上向きになるように配置する。次いで、空気圧シリンダ８２により保持具８１を下方に移動させてハニカム構造体１をマスク５に接触させる。これにより、ハニカム構造体１の一部のセル１ａとマスク５の第１の貫通孔５ａとを連通させると共に、ハニカム構造体１のすべての不完全なセル１ｂとマスク５の第２の貫通孔５ｂとを連通させる。さらに、空気圧シリンダ８２により保持具８１を下方に押圧し、ハニカム構造体１をマスク５及び本体部１０に対して固定する（（ａ）工程）。あるいは、封口材を導入したいセル１ａと第１の貫通孔５ａの位置が合うように予めハニカム構造体１の端面にマスク５を配置し、これを封口装置１００に装着してもよい。
【００７５】
次いで、ポンプ５０のピストンを上方に移動させることにより、凹部１０ｄ内に流体ＦＬを供給し、これによって、図９の（ｂ）に示すように、弾性板２０がマスク５に向かって移動する。この工程は、図１０の（ａ）に示すように、弾性板２０がマスク５に接触し、弾性板２０の変形が解消するまで行なう。
【００７６】
これにより、封口材１３０がマスク５の貫通孔５ａ，５ｂを介して、ハニカム構造体１の一部のセル１ａ及びすべてのセル１ｂ内に供給され、封口部１ｐが形成する（（ｂ）工程）。
【００７７】
続いて、空気圧シリンダ８２によるハニカム構造体１の下方向への押圧を停止してハニカム構造体１が上方に自由に移動できるようした後、ピストン５３をさらに上昇させ弾性板２０と本体部１０との間にさらに流体ＦＬを供給する。これにより、図１０の（ｂ）に示すように、弾性板２０は、上方向に凸状に変形し、マスク５及びハニカム構造体１が上方に移動する。このとき、凸状に変形する弾性板２０の周辺部はマスク５から離れるので、これにより、マスク５及びハニカム構造体１を、本体部１０から容易に引き離すことができる。
【００７８】
続いて、ハニカム構造体１を保持具８１から外した後、天地をひっくり返したうえで再びハニカム構造体１を保持具８１に保持する。次いで、マスク５と第１の貫通孔５ａの配置が正反対の千鳥配置とされたマスク５´を用いて、同様の操作を行なう（（ｃ）工程及び（ｄ）工程）。これにより、図１１の（ａ）に示すように、残りのセル１ａ及びすべての不完全なセル１ｂの他端側が封口材で封口され、封口部１ｐが形成する。続いて、上述と同様にして弾性板２０を上に凸状に変形させることにより、マスク５´及びハニカム構造体１を容易に本体部１０及び弾性板２０から引き離すことができる。
【００７９】
そしてこのようにして、両端に対して封口処理が施されたハニカム構造体１を乾燥、焼成等することにより、ハニカムフィルタ構造体を製造することができる。
【００８０】
マスク５及びマスク５´を使用した上記封口方法によれば、多数の完全なセル１ａのうち、封口すべきセル１ａのみをより確実に封口できると共に、不完全なセル１ｂの全てをより確実に封口できる。また、図１０の（ａ）及び図１１の（ａ）に示す弾性板２０がマスク５に接触して押圧している状態にあっては、図１２に示すように、弾性板２０が第１の貫通孔５ａ内に入り込む。このため、封口材のロスを十分に低減することができる。更に、封口装置１００によれば、図１０の（ｂ）及び図１１の（ｂ）に示す通り、弾性板を凸状に変形させることができるので、封口材１３０を供給した後のハニカム構造体１に接しているマスク５を本体部１０や弾性板２０から容易に引き離すことができる。したがって、生産効率を高めることができ、封口されたハニカム構造体を低コスト化で製造することができる。
【００８１】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態においては、第１の貫通孔５ａ及び第２の貫通孔５ｂを有するマスク５を例示したが、ハニカム構造体に不完全なセル１ｂがない場合やマスクを用いてセル１ｂを封口する必要がない場合などにあっては、第１の貫通孔５ａを有するが、第２の貫通孔５ｂを有しないマスクを使用してもよい。
【００８２】
ハニカム構造体１の形状や構造も上述に限定されない。たとえば、ハニカム構造体１の外形形状も円柱でなくてもよく、たとえば、四角柱等の角柱や楕円柱でもよい。また、セルの開口面積が０．６〜７．０ｍｍ２程度（より好ましくは０．８〜６．０ｍｍ２程度）であれば、セルの断面形状は正方形に限られず、たとえば、略三角形、略四角形、略六角形、略八角形、略円形又はこれらの組み合わせであってもよい。更に、セルの配置もセル１ａ正方形配置でなくてもよく、たとえば、三角配置、六角配置等でも構わない。
【符号の説明】
【００８３】
１…ハニカム構造体、１ａ…完全なセル、１ｂ…不完全なセル、５，５´…マスク、５ａ…第１の貫通孔、５ｂ…第２の貫通孔、５ａ´…第３の貫通孔、５ｂ´…第４の貫通孔、６ａ…テーパ部、６ｃ…段差部、Ｆ１…マスクの面（一方面）、Ｆ２…マスクの面（他方面）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体の封口に使用されるマスク及びこれを用いたハニカム構造体の封口方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ハニカムフィルタ構造体が、ＤＰＦ（Diesel particulate filter）用等として広く知られている。このハニカムフィルタ構造体は、多数の貫通孔からなるセル構造の一部のセルの一端側を封口材で封じると共に、残りのセルの他端側を封口材で封じた構造を有する。
【０００３】
ハニカム構造体の多数のセルのうち、所定のセルを封口するのにマスクが使用される。このような用途のマスクとして２つのタイプがある。一方は封口すべきセルに対応する箇所に予め貫通孔が設けられているタイプである。他方は貫通孔が予め設けられていないタイプであり、ハニカム構造体の端面に貼り付けた後に封口すべきセルに対応する箇所にレーザー等で貫通孔を設けるものである。下記特許文献１，２には、マスクを用いてハニカム構造体を封口する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２９０７６６号公報
【特許文献２】特開２００８−１３２７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、予め貫通孔が設けられているタイプのマスクは、ハニカム構造体との位置合わせが必要である。特に、ハニカム構造体がＤＰＦのように、乾燥工程や焼成工程を経て製造される焼結体又は焼成前のグリーン成形体の場合、製造プロセスにおけるハニカム構造体の収縮や変形により、マスクの貫通孔と封口すべきセルとの位置合わせがより一層困難になる。ＤＰＦは、狭いセルピッチ（たとえば１．１〜２．８ｍｍ程度）を有するものもあり、ハニカム構造体の端面の一部についてはマスクの貫通孔を適切に配置できても、他の部分ではずれが生じる場合もある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ハニカム構造体の端面との位置合わせを容易に行うことができ、所定のセルを確実に封口するのに有用なマスク及びこれを用いた封口方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るマスクは、ハニカム構造体のセルの封口に使用されるものであり、マスクの一方面から他方面にかけて貫通する複数の第１の貫通孔を有し、他方面における第１の貫通孔の開口面積が一方面における第１の貫通孔の開口面積よりも小さい。
【０００８】
本発明のマスクは、ハニカム構造体の端面に対してマスクの他方面（開口面積が小さい方の面）を当接させた状態で使用される。上記マスクによれば、他方面における第１の貫通孔の開口面積を小さくしたことで、第１の貫通孔の位置とセルの開口の位置が多少ずれても第１の貫通孔を通じて封口材を所定のセル内に供給できる。また、上記マスクは、第１の貫通孔の全体の開口面積が大きいマスクと比較し、十分な剛性を確保しやすいという利点もある。
【０００９】
本発明において、第１の貫通孔は、一方面から他方面に向けて開口面積が連続的に縮小するテーパ部を有するものであってもよく、あるいは、一方面から他方面に向けて開口面積が不連続的に縮小する段差部を有するものであってもよい。
【００１０】
第１の貫通孔は、他方面における開口面積が０．０３ｍｍ２以上であり且つ当該第１の貫通孔によって封口すべきハニカム構造体のセルの開口面積の９０％未満であることが好ましい。第１の貫通孔の開口面積を、封口すべきセルの開口面積の９０％未満とすることで、第１の貫通孔の位置とセルの開口の位置が多少ずれても第１の貫通孔を通じて封口材を所定のセル内により確実に供給できる。第１の貫通孔の開口面積を０．０３ｍｍ２以上とすることにより、封口材が第１の貫通孔を通過しやすく、所定量の封口材をセル内に供給しやすい。
【００１１】
本発明に係るマスクは、使用時においてハニカム構造体の端面と当接する領域のうち、ハニカム構造体の端面周縁部と当接する部分に、マスクの厚さ方向に貫通する複数の第２の貫通孔を更に有してもよい。この場合、第２の貫通孔は、ハニカム構造体のセルピッチよりも狭い間隔で設けられていると共に、開口面積が０．０３ｍｍ２以上であり且つ第１の貫通孔によって封口すべきセルの開口面積の６０％未満であることが好ましい。
【００１２】
ハニカム構造体の周縁部は、ハニカム構造体の側面をなす最外層の存在により、セルの形状が他の部分と異なる場合がある。たとえば、最外層の形状が円筒状であり、その内部に断面形状が正方形のセルが設けられたハニカム構造体の場合、断面形状が正方形の完全なセルと、周縁部の不完全なセルとが存在する。
【００１３】
上記のような不完全なセル及び必要であればこれに隣接するセルを完全に封口するのに第２の貫通孔が有用である。すなわち、第２の貫通孔の開口面積を第１の貫通孔によって封口すべきセル（完全なセル）の開口面積の６０％未満と制限する一方、第２の貫通孔の配置をハニカム構造体のセルピッチよりも狭い間隔にしてその数を十分に多くすることで、第２の貫通孔を通じて封口材を封口すべきセル内に適切に供給できる。また、第２の貫通孔の開口面積を０．０３ｍｍ２以上としたことにより、封口材が第２の貫通孔を通過しやすく、所定量の封口材をセル内に供給しやすい。
【００１４】
本発明は上記マスクを用いてハニカム構造体の所定のセルの開口を封じる方法を提供する。すなわち、本発明はハニカム構造体のセルの封口方法であって、
（ａ）ハニカム構造体の一方の端面上にマスクを配置する工程と、
（ｂ）ハニカム構造体の一方の端面における封口すべきセルの開口にマスクが有する第１の貫通孔を通じて封止材を供給する工程と、
を備え、上記マスクは一方面から他方面にかけて貫通する複数の第１の貫通孔を有し、他方面における第１の貫通孔の開口面積が一方面における第１の貫通孔の開口面積よりも小さく、上記（ａ）工程において当該マスクの他方面がハニカム構造体の端面に当接するように当該マスクを配置する封口方法を提供する。
【００１５】
上記封口方法によれば、ハニカム構造体の端面との位置合わせを容易に行うことができ、従来と比較して所定のセルをより確実に封口できる。
【００１６】
ハニカム構造体の周縁部に不完全なセルが存在する場合、上記封口方法は、以下のような構成とすることができる。すなわち、上記マスクはハニカム構造体の一方の端面と当接する領域のうち、ハニカム構造体の端面周縁部と当接する部分に、当該マスクの厚さ方向に貫通する複数の第２の貫通孔を更に有し、第２の貫通孔はハニカム構造体のセルピッチよりも狭い間隔で設けられていると共に、開口面積が０．０３ｍｍ２以上であり且つ第１の貫通孔によって封口すべきセルの開口面積の６０％未満のものとすることができる。そして、上記（ｂ）工程において、ハニカム構造体の端面周縁部における封口すべきセルの開口に当該マスクの第２の貫通孔を通じて封止材を供給する。
【００１７】
上記封口方法は、ハニカム構造体の一方の端面を封口処理する工程の後、他方の端面についても封口処理する工程を更に備えてもよい。ハニカム構造体の両方の端面を封口処理した後、必要に応じて乾燥や焼成等の工程を経ることで、ハニカムフィルタ構造体を得ることができる。すなわち、上記封口方法は、
（ｃ）ハニカム構造体の他方の端面上に他のマスクを配置する工程と、
（ｄ）ハニカム構造体の他方の端面における封口すべきセルの開口に上記他のマスクが有する第３の貫通孔を通じて封止材を供給する工程とを更に備えてもよい。この場合、上記他のマスクは、一方面から他方面にかけて貫通する複数の第３の貫通孔を有し、他方面における第３の貫通孔の開口面積が一方面における第３の貫通孔の開口面積よりも小さく、上記（ａ）工程において当該マスクの他方面がハニカム構造体の端面に当接するように当該マスクを配置する。
【００１８】
ハニカム構造体の周縁部に不完全なセルが存在し、他方の端面においても不完全なセルを封口する場合、上記封口方法は、以下のような構成とすることができる。すなわち、上記他のマスクは、ハニカム構造体の他方の端面と当接する領域のうち、ハニカム構造体の端面周縁部と当接する部分に、当該マスクの厚さ方向に貫通する複数の第４の貫通孔を更に有し、第４の貫通孔はハニカム構造体のセルピッチよりも狭い間隔で設けられていると共に、開口面積が０．０３ｍｍ２以上であり且つ第３の貫通孔によって封口すべきセルの開口面積の６０％未満であり、上記（ｄ）工程において、ハニカム構造体の端面周縁部における封口すべきセルの開口に当該マスクの第４の貫通孔を通じて封止材を供給する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ハニカム構造体の端面との位置合わせを容易に行うことができ、従来と比較して所定のセルをより確実に封口できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１の（ａ）は、ハニカム構造体の一例を示す斜視図、図１の（ｂ）は、図１の（ａ）の部分拡大図である。
【図２】図２の（ａ）は、本発明に係るマスクの一実施形態を示す斜視図、図２の（ｂ）は、図２の（ａ）の部分拡大図である。
【図３】図３は、図２の（ｂ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線における部分断面図である。
【図４】図４の（ａ）及び（ｂ）は、本発明に係るマスクが有する第１の貫通孔の他の態様をそれぞれ示す部分断面図である。
【図５】図５は、封口装置の一例を示す概略断面図である。
【図６】図６は、図５の封口装置のＶＩ−ＶＩ矢視図である。
【図７】図７の（ａ）は、本発明に係るマスクの他の実施形態を示す斜視図、図７の（ｂ）は、図７の（ａ）の部分拡大図である。
【図８】図８の（ａ）は、図６の封口装置の動作を説明する部分端面図であり、図８の（ｂ）は、図８の（ａ）に続く部分断面図である。
【図９】図９の（ａ）は、図８の（ｂ）に続く部分断面図であり、図９の（ｂ）は、図９の（ａ）に続く部分断面図である。
【図１０】図１０の（ａ）は、図９の（ｂ）に続く部分断面図であり、図１０の（ｂ）は、図１０の（ａ）に続く部分断面図である。
【図１１】図１１の（ａ）は、図１０の（ｂ）に続く部分断面図であり、図１１の（ｂ）は、図１１の（ａ）に続く部分断面図である。
【図１２】図１２は、本発明に係るマスクの第１の貫通孔に弾性板が入り込んでいる状態を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。まず、本発明に係るマスクの説明に先立ち、ハニカム構造体について説明する。
【００２２】
（ハニカム構造体）
図１の（ａ）に示すように、ハニカム構造体１は、多数のセル１ａが略平行に配置された円柱体である。セル１ａはハニカム構造体１の一方の端面から他方の端面にかけて貫通している。セル１ａの断面形状は、図１の（ｂ）に示すように正方形である。これらの複数のセル１ａは、ハニカム構造体１において、端面から見て、正方形配置、すなわち、セル１ａの中心軸が、正方形の頂点にそれぞれ位置するように配置されている。セル１ａの断面の正方形のサイズは、たとえば、一辺０．８〜２．５ｍｍとすることができ、その開口面積は０．６〜７．０ｍｍ２程度（より好ましくは０．８〜６．０ｍｍ２程度）とすることができる。ハニカム構造体１のセルピッチは、１．１〜２．８ｍｍとすることができる。なお、セルピッチとは、隣接する２つのセルの中心間の距離を意味し、ハニカム構造体１にあっては図１の（ｂ）に示す長さＬである。
【００２３】
ハニカム構造体１は、側面をなす最外層１ｃの形状が円筒状であり、上述の通り、その内部に断面形状が正方形のセル１ａ（以下、「完全なセル１ａ」又は単に「セル１ａ」という。）を有する。これに加え、ハニカム構造体１は、その周縁部に断面形状が正方形でないセル１ｂ（以下、「不完全なセル１ｂ」又は単に「セル１ｂ」という。）を有する。図１の（ｂ）に示す通り、不完全なセル１ｂの形状は一定ではなく、場所によって異なっている。
【００２４】
ハニカム構造体１のセル１ａ，１ｂを構成する貫通孔が延びる方向の長さは特に限定されないが、たとえば、４０〜３５０ｍｍとすることができる。また、ハニカム構造体１の外径も特に限定されないが、たとえば、１００〜３２０ｍｍとすることできる。
【００２５】
ハニカム構造体１の材料は特に限定されないが、高温耐性の観点から、セラミクス材料が好ましい。セラミクス材料としては、たとえば、アルミナ、シリカ、ムライト、コーディエライト、ガラス、チタン酸アルミニウム等の酸化物、シリコンカーバイド、窒化珪素、金属等が挙げられる。なお、チタン酸アルミニウムは、さらに、マグネシウム及び／又はケイ素を含むことができる。このような、ハニカム構造体１は通常多孔質である。
【００２６】
また、ハニカム構造体１は、後で焼成することにより上述のようなセラミクス材料となるグリーン成形体（未焼成成形体）であってもよい。グリーン成形体は、セラミクス原料である無機化合物源粉末、及び、メチルセルロース等の有機バインダ、及び、必要に応じて添加される添加剤を含む。
【００２７】
たとえば、チタン酸アルミニウムのグリーン成形体の場合、無機化合物源粉末は、αアルミナ粉等のアルミニウム源粉末、及び、アナターゼ型やルチル型のチタニア粉末等のチタニウム源粉末を含み、必要に応じて、さらに、マグネシア粉末やマグネシアスピネル粉末等のマグネシウム源粉末及び／又は、酸化ケイ素粉末やガラスフリット等のケイ素源粉末を含むことができる。
【００２８】
有機バインダとしては、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロースなどのセルロース類；ポリビニルアルコールなどのアルコール類；リグニンスルホン酸塩が挙げられる。
【００２９】
添加物としては、たとえば、造孔剤、潤滑剤、可塑剤、分散剤及び溶媒が挙げられる。
【００３０】
造孔剤としては、グラファイト等の炭素材；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル等の樹脂類；でんぷん、ナッツ殻、クルミ殻、コーンなどの植物材料；氷；及びドライアイス等などが挙げられる。
【００３１】
潤滑剤及び可塑剤としては、グリセリンなどのアルコール類；カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラキジン酸、オレイン酸、ステアリン酸などの高級脂肪酸；ステアリン酸Ａｌなどのステアリン酸金属塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル（ＰＯＡＡＥ）などが挙げられる。
【００３２】
分散剤としては、たとえば、硝酸、塩酸、硫酸などの無機酸；シュウ酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、乳酸などの有機酸；メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類；ポリカルボン酸アンモニウム、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルなどの界面活性剤などが挙げられる。
【００３３】
溶媒としては、たとえば、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノールなどのアルコール類；プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールなどのグリコール類；及び水などを用いることができる。
【００３４】
（ハニカム構造体封口用マスク）
図２に示すマスク５は、図１に示すハニカム構造体１の所定のセルを封口するのに使用されるものである。マスク５は、円形の板状部材であり、厚さ方向に貫通する第１の貫通孔５ａ及び第２の貫通孔５ｂを有する。なお、マスク５の材料は特に限定されず、たとえば、金属や樹脂が挙げられる。また、マスク５の貫通孔５ａの位置決めを容易にすべく、マスク５には、オリエンテーションフラット５ｃが形成され、これに対応して図５に示す封口装置１００のリング部材２５にもオリエンテーションフラット５ｃに対応する突起２５ｂを設けてもよい（図６参照）。また、マスク５の外径は、封口装置１００の本体部１０の凹部１０ｄの内径よりも大きくされていることが好ましい。
【００３５】
第１の貫通孔５ａはハニカム構造体１の完全なセル１ａに封止材を供給するためのものである。第１の貫通孔５ａは、マスク５の使用時においてハニカム構造体１の端面の中央部（周縁部以外の領域）と当接する部分に設けられている。
【００３６】
第１の貫通孔５ａの断面形状は、図２の（ｂ）に示すように、ハニカム構造体１のセル１ａに対応する正方形である。これらの第１の貫通孔５ａは、千鳥配置されており、各第１の貫通孔５ａは、図１の（ｂ）の正方配置された複数のセル１ａのうち、互いに上下左右に隣接しない関係にある複数のセル１ａのみに対向して配置される。なお、第１の貫通孔５ａの形状は、正方形に限定されるものではないが、ペースト状の封口材の充填性の観点から、セル１ａの開口よりもひと回り小さく、その形状と相似形であることが好ましい。
【００３７】
第１の貫通孔５ａは、図３に示すようにテーパ状になっており、開口面積がマスク５の厚さ方向の位置によって異なっている。すなわち、マスク５の一方の面Ｆ１から他方の面Ｆ２に向けて開口面積が連続的に縮小している。なお、マスク５は、ハニカム構造体１の端面に対してマスク５の面Ｆ２を当接させた状態で使用される。
【００３８】
第１の貫通孔５ａは、面Ｆ２における開口面積が面Ｆ１における開口面積よりも小さいものである限り、図３に示すテーパ状に限定されるものではない。たとえば、図４の（ａ）に示すように、第１の貫通孔５ａは、面Ｆ１から面Ｆ２に向けて開口面積が連続的に縮小するテーパ部６ａと、テーパ部６ａの面Ｆ２側に位置し開口面積が一定の部分６ｂとによって構成されてもよい。また、図４の（ｂ）に示すように、第１の貫通孔５ａは、面Ｆ１から面Ｆ２に向けて開口面積が不連続的に縮小する段差部６ｃを有するものであってもよい。
【００３９】
第１の貫通孔５ａにおけるテーパの角度（図３及び図４の（ａ）における角度α）は、マスク５の剛性及び封口材のロスの低減等の観点から、１０〜７０°であることが好ましく、３０〜６０°であることがより好ましい。
【００４０】
第１の貫通孔５ａは、面Ｆ２における開口面積が０．０３ｍｍ２以上であり且つ第１の貫通孔５ａによって封口すべきセル１ａの開口面積の９０％未満であることが好ましい。第１の貫通孔５ａの面Ｆ２における開口面積が０．０３ｍｍ２未満であると、封口材が第１の貫通孔５ａを通過しにくくなり、所定量の封口材をセル１ａ内に供給しにくくなる。第１の貫通孔５ａの上記開口面積は、０．０５ｍｍ２以上であることがより好ましく、０．０７ｍｍ２以上であることが更に好ましく、０．２ｍｍ２以上であってもよい。
【００４１】
他方、第１の貫通孔５ａの面Ｆ２における開口面積がセル１ａの開口面積の９０％以上であると、第１の貫通孔５ａの位置とセル１ａの開口の位置が少しずれただけで、封口すべきでない近傍のセル１ａに封口材を供給するおそれがある。第１の貫通孔５ａの上記開口面積は、セル１ａの開口面積の８０％未満であることが好ましく、６０％未満であることがより好ましい。
【００４２】
第２の貫通孔５ｂはハニカム構造体１の不完全なセル１ｂに封止材を供給するためのものである。第２の貫通孔５ｂは、マスク５の使用時においてハニカム構造体１の端面周縁部と当接する部分に、ハニカム構造体１のセルピッチ（図１の長さＬ）よりも狭い間隔で設けられていることが好ましい。第２の貫通孔５ｂの間隔は、全てのセル１ｂを確実に封口する観点から、Ｌ／１０〜３Ｌ／４であることが好ましく、Ｌ／５〜Ｌ／２であることがより好ましい。
【００４３】
第２の貫通孔５ｂの形状は、不完全なセル１ｂの形状に関わらず、限られた領域に多数の貫通孔を設けることができる形状であればよく、第２の貫通孔５ｂの形状はたとえば円形もしくは矩形であってもよいが、好ましくは円形である。図２の（ａ）に示すように、マスク５には多数の第２の貫通孔５ｂからなる環状の帯が形成されている。
【００４４】
第２の貫通孔５ｂは、面Ｆ２における開口面積が０．０３ｍｍ２以上であり且つ第１の貫通孔５ａによって封口すべきセル１ａの開口面積の６０％未満であることが好ましい。第２の貫通孔５ｂの面Ｆ２における開口面積が０．０３ｍｍ２未満であると、封口材が第２の貫通孔５ｂを通過しにくくなり、所定量の封口材をセル１ｂ内に供給しにくくなる。第２の貫通孔５ｂの上記開口面積は、０．０４ｍｍ２以上であることがより好ましく、０．０５ｍｍ２以上であることが更に好ましく、０．２ｍｍ２以上であってもよい。
【００４５】
他方、第２の貫通孔５ｂの面Ｆ２における開口面積が完全なセル１ａの開口面積の６０％以上であると、マスク５の剛性が不十分となりやすく、またマスク５のわずかなズレで封口すべきでない近傍のセル１ａに封口材を供給するおそれ、あるいは、図１の（ｂ）に示す最外層１ｃの外側に封口材が漏れ出しやすくなるおそれがある。第２の貫通孔５ｂの上記開口面積は、完全なセル１ａの開口面積の５０％以下であることが好ましく、４０％以下であることがより好ましい。
【００４６】
第２の貫通孔５ｂの開口面積は、マスク５の厚さ方向の全範囲にわたって一定であってもよいし、図３，４に示す第１の貫通孔５ａと同様、マスク５の厚さ方向の位置によって異なっていてもよい。
【００４７】
マスク５によれば、ハニカム構造体１の端面に当接する面Ｆ２における第１の貫通孔５ａの開口面積を小さくしたことで、第１の貫通孔５ａの位置とセル１ａの開口の位置が多少ずれても第１の貫通孔５ａを通じて封口材を所定のセル１ａ内に供給できる。また、マスク５は、第１の貫通孔５ａの全体の開口面積を大きくした場合と比較し、十分な剛性を確保しやすいという利点もある。更に、マスク５に多数の第２の貫通孔５ｂを設けたことで、不完全なセル１ｂをより確実に封口できる。
【００４８】
（封口装置）
マスク５を用いてハニカム構造体１の封口を実施するのに好適な封口装置について説明する。図５に示す封口装置１００は、主として、本体部１０、弾性板２０、ポンプ５０及び保持部８０を備える。
【００４９】
本体部１０は、剛性材料から形成されている。剛性材料としては、ステンレス等の金属や、繊維強化プラスチック等のポリマー材料が挙げられる。本体部１０の上面１０ａには、凹部１０ｄが形成されている。本実施形態では、凹部１０ｄの形状は、図５及び図６に示すように、円柱状とされている。そして、本体部１０の上面１０ａに対して、凹部１０ｄの側面１０ｂが垂直、かつ、底面１０ｃが平行とされている。凹部１０ｄの直径は、たとえば、１００〜３２０ｍｍとすることができる。凹部１０ｄの深さは、たとえば、０．２〜２０ｍｍとすることができる。なお、本体部１０には、超音波振動器等の加振器１４０が設けられていることが好ましい。
【００５０】
弾性板２０は、凹部１０ｄの開口面を覆うように、本体部１０の上面１０ａ上に、配置されている。弾性板２０は、弾性を有し、容易に変形しうる。弾性板２０としては、ゴム板が好ましい。ゴムとしては、天然ゴムや、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ふっ素ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム等の合成ゴムが挙げられる。弾性板２０の厚みは特に限定されないが、たとえば、０．３〜３．０ｍｍとすることができる。
【００５１】
弾性板２０は、リング部材２５、及び、ボルト３１により本体部１０に固定されている。リング部材２５は、本体部１０の凹部１０ｄに対応する位置に開口２５ａを有し、これにより環状形状をなしている。そして、リング部材２５は、弾性板２０における中央部（凹部１０ｄとの対向部）が露出するように弾性板２０上に配置されている。これにより、弾性板２０の周辺部が、本体部１０とリング部材２５とにより挟まれている。リング部材２５及び弾性板２０には貫通孔ｈがそれぞれ形成され、本体部１０には、これら貫通孔ｈに対応するねじ孔ｊが形成されており、ボルト３１がこれらの貫通孔ｈを貫通して配置され、ねじ孔ｊにねじ込まれて固定されることにより、本体部１０の上面１０ａにおける凹部１０ｄのまわりの部分に、弾性板２０の周辺部が密着して固定されている。
【００５２】
図５及び図６に示すように、リング部材２５の開口２５ａの内径は、本体部１０の凹部１０ｄの内径よりも大きくされていることが好ましい。
【００５３】
本体部１０は、さらに、凹部１０ｄの底面１０ｃに開口する連通路１０ｅを有している。なお、本実施形態では、連通路１０ｅは凹部１０ｄの底面１０ｃに開口しているが、凹部１０ｄの内面に開口していればよく、たとえば、凹部１０ｄの側面１０ｂに開口していてもよい。また、連通路１０ｅの開口の形状や数も特に限定されない。
【００５４】
連通路１０ｅには、接続パイプ１４を介してポンプ５０が接続されている。
【００５５】
ポンプ５０は、シリンダ５１、シリンダ５１内に配置されたピストン５３、及び、ピストン５３に接続されたピストンロッド５４を備える。ピストンロッド５４には、ピストンロッド５４を軸方向に往復移動させるモータ５５が接続されている。なお、ピストンロッド５４を手動で動かしてもよい。
【００５６】
本実施形態では、弾性板２０と、ピストン５３と、の間には、本体部１０、接続パイプ１４、及び、シリンダ５１により形成される閉鎖空間Ｖが形成され、閉鎖空間Ｖ内には、流体ＦＬが充填されている。流体ＦＬは特に限定されず、空気等の気体でもよいが液体が好ましく、特に、スピンドルオイル等が好ましい。そして、ピストン５３を移動させることにより、本体部１０の凹部１０ｄ内から流体ＦＬを排出することができ、また、凹部１０ｄ内に流体ＦＬを供給することができる。
【００５７】
本体部１０の上には、保持部８０が設けられている。保持部８０は、ハニカム構造体１を保持する保持具８１、及び保持具８１が接続された空気圧シリンダ８２を有する。
【００５８】
保持具８１は、ハニカム構造体１を、図５に示すように、一方の端面が弾性板２０及び凹部１０ｄと対向するように保持する。
【００５９】
空気圧シリンダ８２は、上下方向に延びるシリンダ８２ａと、シリンダ８２ａ内に設けられたピストン８２ｂとを有し、外部からの供給する圧力を調整することによりピストン８２ｂの上下両側での圧力を調節可能となっている。そして、これにより空気圧シリンダ８２は、保持具８１を、ハニカム構造体１と弾性板２０とが近づく方向及びこれらが互いに離れる方向にそれぞれ移動可能である。また、空気圧シリンダ８２は、ピストン８２ｂの前後のガスの供給圧力に応じて保持具８１を下方に所定の力で押圧することにより、ハニカム構造体１をマスク５に対して密着させることができる。さらに、空気圧シリンダ８２は、ピストンの前後の圧力を開放することにより、保持具８１が上下方向に自由に移動することを許可することもできる。すなわち、保持部８０は、保持具８１が保持したハニカム構造体１を上方向に自由に移動可能とする状態と、ハニカム構造体１を本体部１０に対して固定する状態とを切替え可能である。
【００６０】
（ハニカム構造体の封口方法）
本実施形態に係る封口方法は、マスク５を用いてハニカム構造体１の所定のセルの開口を封止するためのものである。より具体的には、この封口方法は以下の工程を備える：
（ａ）ハニカム構造体１の一方の端面上に、マスク５の面Ｆ２がハニカム構造体１の端面に当接するようにマスク５を配置する工程；及び
（ｂ）ハニカム構造体１の一方の端面における封口すべきセルの開口にマスク５の第１の貫通孔５ａを通じて封止材を供給する工程。
【００６１】
この封口方法によれば、ハニカム構造体５の端面との位置合わせを容易に行うことができ、従来と比較して所定のセルをより確実に封口できる。
【００６２】
ハニカム構造体１は周縁部に図１の（ｂ）に示すように不完全なセル１ｂが存在する。このため、上記（ｂ）工程において、不完全なセル１ｂの開口にマスク５の第２の貫通孔５ｂを通じて封止材を供給する。
【００６３】
ハニカムフィルタ構造体を作製するには、ハニカム構造体１の一方の端面についてセルの封口処理を施した後、他方の端面に対しても同様の封口処理を施す。すなわち、上記（ｂ）工程後、
（ｃ）ハニカム構造体１の他方の端面上に、マスク５´の面Ｆ２´を配置する工程；及び
（ｄ）ハニカム構造体１の他方の端面における封口すべきセルの開口にマスク５´の第３の貫通孔５ａ´を通じて封止材を供給する工程；
を順次実施する。
【００６４】
なお、図７に示すように、マスク５´は、マスク５の第１及び第２の貫通孔５ａ，５ｂにそれぞれ相当する第３及び第４の貫通孔５ａ´，５ｂ´を有する。貫通孔５ａ´，５ｂ´はいずれもマスク５´一方の面Ｆ１から他方の面Ｆ２にかけて貫通している。マスク５´は貫通孔５ａ´の配置がマスク５の貫通孔５ａの配置と正反対の千鳥配置であることの他は、マスク５と同様の構成である（図３，４参照）。ハニカム構造体１の他の端面における不完全なセル１ｂを封口するには、上記（ｄ）工程において、不完全なセル１ｂの開口にマスク５´の第４の貫通孔５ｂ´を通じて封止材を供給する。
【００６５】
以下、上述の封口装置１００及びマスク５を使用してハニカム構造体１を封口する方法について説明する。まず、図５の状態から、予め、空気圧シリンダ８２を駆動して、ハニカム構造体１を保持する保持具８１上方に引き上げておくと共に、マスク５を弾性板２０上から外しておく。次に、ポンプ５０のピストン５３を下方に引くことにより、本体部１０の凹部１０ｄから流体ＦＬを下方に排出させる。これにより、図８の（ａ）に示すように、弾性板２０が変形して凹部１０ｄの側面１０ｂ及び底面１０ｃに密着し、これによって、弾性板２０の凹部２０ｄが形成する。
【００６６】
続いて、図８の（ｂ）に示すように、弾性板２０の凹部２０ｄ内に封口材１３０を供給する。必要に応じて、加振器１４０を駆動することにより、封口材１３０の表面の平坦化、脱泡を促す。
【００６７】
封口材１３０は、ハニカム構造体１のセル１ａ，１ｂの端部を閉鎖できるものであれば特に限定されないが、液状であることが好ましい。たとえば、封口材として、セラミクス材料又はセラミクス原料と、バインダと、潤滑剤と、造孔剤と、溶媒とを含むスラリーが例示できる。
【００６８】
セラミクス材料としては、上述のハニカム構造体の構成材料や、その原料が挙げられる。セラミクス材料の使用量は、たとえば、スラリー１００重量部に対して５０〜８５重量部とすることができる。
【００６９】
バインダとしては、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロースなどのセルロース類；ポリビニルアルコールなどのアルコール類；リグニンスルホン酸塩等の有機バインダが挙げられる。バインダの使用量は、たとえば、スラリー１００重量部に対して０〜３０重量部とすることができる。
【００７０】
潤滑剤としては、グリセリンなどのアルコール類；カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラキジン酸、オレイン酸、ステアリン酸などの高級脂肪酸；ステアリン酸アルミニウムなどのステアリン酸金属塩などが挙げられる。潤滑剤の使用量は、たとえば、スラリー１００重量部に対して０．５〜２０重量部とすることができる。
【００７１】
造孔剤としては、グラファイト等の炭素材；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル等の樹脂類；でんぷん、ナッツ殻、クルミ殻、コーンなどの植物材料；氷；及びドライアイス等などが挙げられる。造孔剤の使用量は、たとえば、スラリー１００重量部に対して０〜２０重量部とすることができる。
【００７２】
溶媒としては、たとえば、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノールなどのアルコール類；プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールなどのグリコール類；及び水などを用いることができる。なかでも、水が好ましく、不純物が少ない点で、より好ましくはイオン交換水が用いられる。溶媒の使用量は、たとえば、スラリー１００重量部に対して１０〜４０重量部とすることができる。
【００７３】
ハニカム構造体１の一方の端面の封口に使用する封口材の量は、たとえば、３〜５０００ｍＬとすることができる。
【００７４】
続いて、図９の（ａ）に示すように、本体部１０の凹部１０ｄを覆うように弾性板２０上にマスク５をセットする。このとき、マスク５は面Ｆ２が上向きになるように配置する。次いで、空気圧シリンダ８２により保持具８１を下方に移動させてハニカム構造体１をマスク５に接触させる。これにより、ハニカム構造体１の一部のセル１ａとマスク５の第１の貫通孔５ａとを連通させると共に、ハニカム構造体１のすべての不完全なセル１ｂとマスク５の第２の貫通孔５ｂとを連通させる。さらに、空気圧シリンダ８２により保持具８１を下方に押圧し、ハニカム構造体１をマスク５及び本体部１０に対して固定する（（ａ）工程）。あるいは、封口材を導入したいセル１ａと第１の貫通孔５ａの位置が合うように予めハニカム構造体１の端面にマスク５を配置し、これを封口装置１００に装着してもよい。
【００７５】
次いで、ポンプ５０のピストンを上方に移動させることにより、凹部１０ｄ内に流体ＦＬを供給し、これによって、図９の（ｂ）に示すように、弾性板２０がマスク５に向かって移動する。この工程は、図１０の（ａ）に示すように、弾性板２０がマスク５に接触し、弾性板２０の変形が解消するまで行なう。
【００７６】
これにより、封口材１３０がマスク５の貫通孔５ａ，５ｂを介して、ハニカム構造体１の一部のセル１ａ及びすべてのセル１ｂ内に供給され、封口部１ｐが形成する（（ｂ）工程）。
【００７７】
続いて、空気圧シリンダ８２によるハニカム構造体１の下方向への押圧を停止してハニカム構造体１が上方に自由に移動できるようした後、ピストン５３をさらに上昇させ弾性板２０と本体部１０との間にさらに流体ＦＬを供給する。これにより、図１０の（ｂ）に示すように、弾性板２０は、上方向に凸状に変形し、マスク５及びハニカム構造体１が上方に移動する。このとき、凸状に変形する弾性板２０の周辺部はマスク５から離れるので、これにより、マスク５及びハニカム構造体１を、本体部１０から容易に引き離すことができる。
【００７８】
続いて、ハニカム構造体１を保持具８１から外した後、天地をひっくり返したうえで再びハニカム構造体１を保持具８１に保持する。次いで、マスク５と第１の貫通孔５ａの配置が正反対の千鳥配置とされたマスク５´を用いて、同様の操作を行なう（（ｃ）工程及び（ｄ）工程）。これにより、図１１の（ａ）に示すように、残りのセル１ａ及びすべての不完全なセル１ｂの他端側が封口材で封口され、封口部１ｐが形成する。続いて、上述と同様にして弾性板２０を上に凸状に変形させることにより、マスク５´及びハニカム構造体１を容易に本体部１０及び弾性板２０から引き離すことができる。
【００７９】
そしてこのようにして、両端に対して封口処理が施されたハニカム構造体１を乾燥、焼成等することにより、ハニカムフィルタ構造体を製造することができる。
【００８０】
マスク５及びマスク５´を使用した上記封口方法によれば、多数の完全なセル１ａのうち、封口すべきセル１ａのみをより確実に封口できると共に、不完全なセル１ｂの全てをより確実に封口できる。また、図１０の（ａ）及び図１１の（ａ）に示す弾性板２０がマスク５に接触して押圧している状態にあっては、図１２に示すように、弾性板２０が第１の貫通孔５ａ内に入り込む。このため、封口材のロスを十分に低減することができる。更に、封口装置１００によれば、図１０の（ｂ）及び図１１の（ｂ）に示す通り、弾性板を凸状に変形させることができるので、封口材１３０を供給した後のハニカム構造体１に接しているマスク５を本体部１０や弾性板２０から容易に引き離すことができる。したがって、生産効率を高めることができ、封口されたハニカム構造体を低コスト化で製造することができる。
【００８１】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態においては、第１の貫通孔５ａ及び第２の貫通孔５ｂを有するマスク５を例示したが、ハニカム構造体に不完全なセル１ｂがない場合やマスクを用いてセル１ｂを封口する必要がない場合などにあっては、第１の貫通孔５ａを有するが、第２の貫通孔５ｂを有しないマスクを使用してもよい。
【００８２】
ハニカム構造体１の形状や構造も上述に限定されない。たとえば、ハニカム構造体１の外形形状も円柱でなくてもよく、たとえば、四角柱等の角柱や楕円柱でもよい。また、セルの開口面積が０．６〜７．０ｍｍ２程度（より好ましくは０．８〜６．０ｍｍ２程度）であれば、セルの断面形状は正方形に限られず、たとえば、略三角形、略四角形、略六角形、略八角形、略円形又はこれらの組み合わせであってもよい。更に、セルの配置もセル１ａ正方形配置でなくてもよく、たとえば、三角配置、六角配置等でも構わない。
【符号の説明】
【００８３】
１…ハニカム構造体、１ａ…完全なセル、１ｂ…不完全なセル、５，５´…マスク、５ａ…第１の貫通孔、５ｂ…第２の貫通孔、５ａ´…第３の貫通孔、５ｂ´…第４の貫通孔、６ａ…テーパ部、６ｃ…段差部、Ｆ１…マスクの面（一方面）、Ｆ２…マスクの面（他方面）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハニカム構造体のセルの封口に使用されるマスクであって、
当該マスクの一方面から他方面にかけて貫通する複数の第１の貫通孔を有し、前記他方面における前記第１の貫通孔の開口面積が前記一方面における前記第１の貫通孔の開口面積よりも小さいマスク。
【請求項２】
前記第１の貫通孔は、前記一方面から前記他方面に向けて開口面積が連続的に縮小するテーパ部を有する、請求項１に記載のマスク。
【請求項３】
前記第１の貫通孔は、前記一方面から前記他方面に向けて開口面積が不連続的に縮小する段差部を有する、請求項１に記載のマスク。
【請求項４】
前記第１の貫通孔は、前記他方面における開口面積が０．０３ｍｍ２以上であり且つ当該第１の貫通孔によって封口すべき前記ハニカム構造体のセルの開口面積の９０％未満である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のマスク。
【請求項５】
前記第１の貫通孔は、前記他方面における開口面積が０．２ｍｍ２以上である、請求項４に記載のマスク。
【請求項６】
使用時において前記ハニカム構造体の端面と当接する領域のうち、前記ハニカム構造体の端面周縁部と当接する部分に、当該マスクの厚さ方向に貫通する複数の第２の貫通孔を更に有し、
前記第２の貫通孔は、前記ハニカム構造体のセルピッチよりも狭い間隔で設けられていると共に、前記他方面における開口面積が０．０３ｍｍ２以上であり且つ前記第１の貫通孔によって封口すべきセルの開口面積の６０％未満である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のマスク。
【請求項７】
前記第２の貫通孔は、前記他方面における開口面積が０．２ｍｍ２以上である、請求項６に記載のマスク。
【請求項８】
ハニカム構造体のセルの封口方法であって、
（ａ）前記ハニカム構造体の一方の端面上にマスクを配置する工程と、
（ｂ）前記ハニカム構造体の前記一方の端面における封口すべきセルの開口に前記マスクが有する第１の貫通孔を通じて封止材を供給する工程と、
を備え、
前記マスクは、当該マスクの一方面から他方面にかけて貫通する複数の前記第１の貫通孔を有し、前記他方面における前記第１の貫通孔の開口面積が前記一方面における前記第１の貫通孔の開口面積よりも小さく、
（ａ）工程において当該マスクの前記他方面がハニカム構造体の端面に当接するように当該マスクを配置する封口方法。
【請求項９】
前記マスクは、前記ハニカム構造体の前記一方の端面と当接する領域のうち、前記ハニカム構造体の端面周縁部と当接する部分に、当該マスクの厚さ方向に貫通する複数の第２の貫通孔を更に有し、
前記第２の貫通孔は、前記ハニカム構造体のセルピッチよりも狭い間隔で設けられていると共に、開口面積が０．０３ｍｍ２以上であり且つ前記第１の貫通孔によって封口すべきセルの開口面積の６０％未満であり、
（ｂ）工程において、前記ハニカム構造体の端面周縁部における封口すべきセルの開口に当該マスクの前記第２の貫通孔を通じて封止材を供給する、請求項８に記載の封口方法。
【請求項１０】
（ｃ）前記ハニカム構造体の他方の端面上に他のマスクを配置する工程と、
（ｄ）前記ハニカム構造体の前記他方の端面における封口すべきセルの開口に前記他のマスクが有する第３の貫通孔を通じて封止材を供給する工程と、
を更に備え、
前記他のマスクは、当該マスクの一方面から他方面にかけて貫通する複数の前記第３の貫通孔を有し、前記他方面における前記第３の貫通孔の開口面積が前記一方面における前記第３の貫通孔の開口面積よりも小さく、
（ａ）工程において当該マスクの前記他方面が前記ハニカム構造体の端面に当接するように当該マスクを配置する、請求項９に記載の封口方法。
【請求項１１】
前記他のマスクは、前記ハニカム構造体の前記他方の端面と当接する領域のうち、前記ハニカム構造体の端面周縁部と当接する部分に、当該マスクの厚さ方向に貫通する複数の第４の貫通孔を更に有し、
前記第４の貫通孔は、前記ハニカム構造体のセルピッチよりも狭い間隔で設けられていると共に、開口面積が０．０３ｍｍ２以上であり且つ前記第３の貫通孔によって封口すべきセルの開口面積の６０％未満であり、
（ｄ）工程において、前記ハニカム構造体の端面周縁部における封口すべきセルの開口に当該マスクの前記第４の貫通孔を通じて封止材を供給する、請求項１０に記載の封口方法。
【請求項１】
ハニカム構造体のセルの封口に使用されるマスクであって、
当該マスクの一方面から他方面にかけて貫通する複数の第１の貫通孔を有し、前記他方面における前記第１の貫通孔の開口面積が前記一方面における前記第１の貫通孔の開口面積よりも小さいマスク。
【請求項２】
前記第１の貫通孔は、前記一方面から前記他方面に向けて開口面積が連続的に縮小するテーパ部を有する、請求項１に記載のマスク。
【請求項３】
前記第１の貫通孔は、前記一方面から前記他方面に向けて開口面積が不連続的に縮小する段差部を有する、請求項１に記載のマスク。
【請求項４】
前記第１の貫通孔は、前記他方面における開口面積が０．０３ｍｍ２以上であり且つ当該第１の貫通孔によって封口すべき前記ハニカム構造体のセルの開口面積の９０％未満である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のマスク。
【請求項５】
前記第１の貫通孔は、前記他方面における開口面積が０．２ｍｍ２以上である、請求項４に記載のマスク。
【請求項６】
使用時において前記ハニカム構造体の端面と当接する領域のうち、前記ハニカム構造体の端面周縁部と当接する部分に、当該マスクの厚さ方向に貫通する複数の第２の貫通孔を更に有し、
前記第２の貫通孔は、前記ハニカム構造体のセルピッチよりも狭い間隔で設けられていると共に、前記他方面における開口面積が０．０３ｍｍ２以上であり且つ前記第１の貫通孔によって封口すべきセルの開口面積の６０％未満である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のマスク。
【請求項７】
前記第２の貫通孔は、前記他方面における開口面積が０．２ｍｍ２以上である、請求項６に記載のマスク。
【請求項８】
ハニカム構造体のセルの封口方法であって、
（ａ）前記ハニカム構造体の一方の端面上にマスクを配置する工程と、
（ｂ）前記ハニカム構造体の前記一方の端面における封口すべきセルの開口に前記マスクが有する第１の貫通孔を通じて封止材を供給する工程と、
を備え、
前記マスクは、当該マスクの一方面から他方面にかけて貫通する複数の前記第１の貫通孔を有し、前記他方面における前記第１の貫通孔の開口面積が前記一方面における前記第１の貫通孔の開口面積よりも小さく、
（ａ）工程において当該マスクの前記他方面がハニカム構造体の端面に当接するように当該マスクを配置する封口方法。
【請求項９】
前記マスクは、前記ハニカム構造体の前記一方の端面と当接する領域のうち、前記ハニカム構造体の端面周縁部と当接する部分に、当該マスクの厚さ方向に貫通する複数の第２の貫通孔を更に有し、
前記第２の貫通孔は、前記ハニカム構造体のセルピッチよりも狭い間隔で設けられていると共に、開口面積が０．０３ｍｍ２以上であり且つ前記第１の貫通孔によって封口すべきセルの開口面積の６０％未満であり、
（ｂ）工程において、前記ハニカム構造体の端面周縁部における封口すべきセルの開口に当該マスクの前記第２の貫通孔を通じて封止材を供給する、請求項８に記載の封口方法。
【請求項１０】
（ｃ）前記ハニカム構造体の他方の端面上に他のマスクを配置する工程と、
（ｄ）前記ハニカム構造体の前記他方の端面における封口すべきセルの開口に前記他のマスクが有する第３の貫通孔を通じて封止材を供給する工程と、
を更に備え、
前記他のマスクは、当該マスクの一方面から他方面にかけて貫通する複数の前記第３の貫通孔を有し、前記他方面における前記第３の貫通孔の開口面積が前記一方面における前記第３の貫通孔の開口面積よりも小さく、
（ａ）工程において当該マスクの前記他方面が前記ハニカム構造体の端面に当接するように当該マスクを配置する、請求項９に記載の封口方法。
【請求項１１】
前記他のマスクは、前記ハニカム構造体の前記他方の端面と当接する領域のうち、前記ハニカム構造体の端面周縁部と当接する部分に、当該マスクの厚さ方向に貫通する複数の第４の貫通孔を更に有し、
前記第４の貫通孔は、前記ハニカム構造体のセルピッチよりも狭い間隔で設けられていると共に、開口面積が０．０３ｍｍ２以上であり且つ前記第３の貫通孔によって封口すべきセルの開口面積の６０％未満であり、
（ｄ）工程において、前記ハニカム構造体の端面周縁部における封口すべきセルの開口に当該マスクの前記第４の貫通孔を通じて封止材を供給する、請求項１０に記載の封口方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２５５６７２（Ｐ２０１１−２５５６７２Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０３１８３（Ｐ２０１１−１０３１８３）
【出願日】平成２３年５月２日（２０１１．５．２）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２日（２０１１．５．２）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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