(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックハニカム構造体の両端面でセルが交互に封止された構造のセラミック体を、セラミックハニカム成形体の両端面における所定のセルに封止用スラリーを充填した後焼成して得るセラミック体の製造方法において、セラミックハニカム成形体の端面に貼り付けたシートの所定のセルに対応した位置に穴を明けてハニカム成形体毎に対応したマスクを作成し、マスクを貼り付けた面を封止用スラリーに浸漬し、マスクに明けられた穴から封止用スラリーをセル中に充填するにあたり、前記セラミックハニカム成形体の端面に貼付したシートへの穴明けを、予めセラミックハニカム成形体の端面を撮像し、撮像した端面の画像を画像処理することにより全セルの位置を認識した後、端面のセルを複数の小ブロックに分割して、画像処理により認識したセル位置に基づき、各小ブロックの基準位置を計算し、各小ブロック毎に、セラミックハニカム成形体を載せたＸＹＺθステージでレーザーの位置と各小ブロックの基準位置との位置補正をした後、端面に貼り付けたシートにおいて穴明けすべきセルに対応した位置をレーザー加工することを特徴とするセラミック体の製造方法。
【請求項２】
前記シートに明けた穴の径が各セル面積の３０〜７０％である請求項１記載のセラミック体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミックハニカム構造体の両端面でセルが交互に封止された構造のセラミック体を得るためのセラミック体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、セラミックハニカム構造体の両端面でセルが交互に封止された構造のセラミック体を得るために、種々の製造方法が知られている。図５（ａ）〜（ｃ）はそのような従来のセラミック体の製造方法の一例を説明するための図である。図５（ａ）〜（ｃ）に従って従来のセラミック体の製造方法の一例を説明すると、まず、図５（ａ）に示すように、セラミックハニカム成形体（焼成前のセラミックハニカム構造体）５１の端面において、目封止したいセル５２の部分のみ穴５３を明けたゴム製のマスク５４を準備し、マスク５４を人手でセラミックハニカム成形体５１の端面における所定の位置にセットする。
【０００３】
次に、図５（ｂ）に示すように、マスク５４を設けたセラミックハニカム成形体５１の端面を、目封止用のスラリー５５中に浸漬し、ハニカム成形体を上から加圧する事でマスク５４の穴５３を介してセル５２中にスラリー５５を圧入充填する。セラミックハニカム成形体５１の他端面についても、同様に所定のセル５２にスラリー５５を充填する。その際、両端面でセル５２が交互に封止された構造を得るために、マスクとして上述したマスク５４の穴５３の部分が封止され穴５３以外の部分が穴となる正反対の穴パターンを有するマスクを使用する。以上の工程で、図５（ｃ）にその断面を示すように、セラミックハニカム成形体５１の両端面でセル５２が交互に目封止用のスラリー５５で封止された構造のセラミックハニカム成形体５１を得る。最後に、得られたセラミックハニカム成形体５１を焼成することで、目的とするセラミック体を得ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のセラミック体の製造方法では、所定の位置に穴５３を有するマスク５４を作製すること、および、マスク５４をセラミックハニカム成形体５１の端面に正確にセットすることが難しい問題があった。特に、近年要望の高い直径３００ｍｍ程度の大型のセラミック体では端面のセル５２の数が数万セルにも達し、さらに上述した問題を難しくしていた。また、人手でマスク５４をセラミックハニカム成形体５１の端面にセットしているため、作業者の熟練が必要で、時間がかかるとともに、自動化に対応できない問題があった。さらに、マスク５４は再利用するため作業終了後にマスク５４の清掃が必要であるが、上述したようにマスク５４は膨大なセル数を有しているため、マスク５４の清掃が大変となる問題もあった。
【０００５】
本発明の目的は上述した課題を解消して、簡単に端面におけるセルの目封止ができ、しかも、自動化にも対応しやすいセラミック体の製造方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のセラミック体の製造方法は、セラミックハニカム構造体の両端面でセルが交互に封止された構造のセラミック体を、セラミックハニカム成形体の両端面における所定のセルに封止用スラリーを充填した後焼成して得るセラミック体の製造方法において、セラミックハニカム成形体の端面に貼り付けたシートの所定のセルに対応した位置に穴を明けてハニカム成形体毎に対応したマスクを作成し、マスクを貼り付けた面を封止用スラリーに浸漬し、マスクに明けられた穴から封止用スラリーをセル中に充填するにあたり、前記セラミックハニカム成形体の端面に貼付したシートへの穴明けを、予めセラミックハニカム成形体の端面を撮像し、撮像した端面の画像を画像処理することにより全セルの位置を認識した後、端面のセルを複数の小ブロックに分割して、画像処理により認識したセル位置に基づき、各小ブロックの基準位置を計算し、各小ブロック毎に、セラミックハニカム成形体を載せたＸＹＺθステージでレーザーの位置と各小ブロックの基準位置との位置補正をした後、端面に貼り付けたシートにおいて穴明けすべきセルに対応した位置をレーザー加工することを特徴とするものである。
【０００７】
本発明では、マスクを使用せず使い捨てのシートを使用して目封止工程を実施する毎に所定の穴を明けて使用しているため、マスクの作製及びマスクのセラミックハニカム構造体に対するセットをなくすことができる。また、セル位置の認識及びシートへの穴明けは、一例として画像処理及びレーザ加工で実施することができ、自動化にも対応することができる。
【０００８】
本発明の好ましい態様として、セラミックハニカム成形体の端面に貼付したシートへの穴明けを、端面のセルを複数の小ブロックに分割して小ブロック毎に実施する。大型の例えば直径３００ｍｍのセラミックハニカム成形体の端面に対し、代表的な数セルを基準に設計値通りのセルピッチで穴明けを行うと、乾燥状態や材料ロット、成形条件の変化やバラツキのため、ハニカム成形体が大きくなるほど歪みや変形によってセルピッチが変形し、穴明け位置に対して１セル以上の誤差が発生する。また、一度にすべてのセルを認識して全てのセル位置に対してセルの中心を狙って毎回位置補正をしながら穴明けを行うと、画像処理技術とレーザ加工およびデータ処理用のコンピューターを組み合わせてもデータの転送と毎回の位置補正に時間がかかりすぎて事実用的ではない。小ブロックであればその領域内でのセル形状やセルピッチの変形が少ないため、小ブロックの基準位置に対して設計値通りのセルピッチで穴を明けても１セル以内の誤差に収まるし、位置補正回数も減らせるため時間短縮にも効果がある。また、好ましい態様として、シートに明けた穴の径を各セル面積の３０〜７０％とする。本例では、小ブロック内において多少のセルピッチの変動があってもセルに対して穴径が小さいので、セル壁や隣のセルにまたがって穴を明ける心配がない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１〜図４はそれぞれ本発明のセラミック体の製造方法の一例を工程順に説明するための図である。図１〜図４に従って本発明のセラミック体の製造方法を説明すると、まず、セラミックハニカム成形体１（焼成前のセラミックハニカム構造体）を準備する。セラミックハニカム成形体１としては、従来から知られているコージェライトからなるセラミックハニカム成形体を好適に使用できる。セラミックハニカム成形体１は、原料を混合後口金から押し出すことで従来と同様に作製することができる。
【００１０】
次に、図１に示すように、準備したセラミックハニカム成形体１の一端面をカメラ２で撮像し、撮像した画像を画像処理することで、端面における全セル３の位置を認識する。次に、図２（ａ）に示すように、セラミックハニカム成形体１の端面とほぼ同じ形状のシート４を準備し、図２（ｂ）に示すように、セル位置を認識した面全体にシート４を貼り付ける。シート４としては市販の粘着シートを使用することができる。
【００１１】
次に、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、画像処理により認識したセル位置に基づき、ハニカム成形体の外径やセルピッチなどの諸仕様ごとに設定された小ブロックの基準となる位置を計算し、ハニカム成形体を載せたＸＹＺθステージを位置決めし、レーザ加工等の方法でシート４の開口させたいセル位置に穴５を明ける。穴５を明けたシート４がマスクの役目をする。穴５の穴径は、セル３の面積の３０〜７０％が好ましく、５０％程度がさらに好ましい。また、穴５の形状は円形であり、セル面積全体をセル３と同形状（四角形）に明ける必要はない。このため、端面において多少のセルピッチの変動があっても、セル３に対して穴径が小さいので、セル壁や隣のセルにまたがって穴を明ける心配がない。なお、穴５の穴径は、目封止に使用するスラリーの粘性に応じて、粘性が低いときは小さめに、粘性が高い時は大きめに、適宜選択する。また、上述したシート４に対する穴明け加工は、端面全体に対し一度に行うこともできるが、端面のセル３を複数の小ブロックに分割して小ブロック毎に実施することが好ましい。小ブロック毎に穴明け加工を実施すれば、その領域内でのセル形状やセルピッチの変形が少ないため、正確に穴明けを行うことができる。
【００１２】
次に、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、目封止用のスラリー６をシート４に明けた穴５からセル３内に充填する。すなわち、まず、図４（ａ）に示すように、穴５を明けたシート４を貼付した端面を容器７内のスラリー６中に浸漬する。そして、図４（ｂ）に示すように、押圧手段８を利用してセラミックハニカム成形体１を押すことで、スラリー６をシート４の穴５を介してセル３内に圧入して充填する。その後、図４（ｃ）に示すように、シート４を端面から剥がすことで一端面に対する目封止を終了する。
【００１３】
その後、同様の目封止を他の端面に対しても実施し、両端面の所定のセル３にスラリー６を充填したセラミックハニカム成形体１を得る。最後に、両端面において所定のセル３にスラリー６を充填したセラミックハニカム成形体１を焼成することで、目的とするセラミックハニカム構造体の両端面でセルが交互に封止された構造のセラミック体を得ることができる。このようなセラミック体は、主に、ディーゼルエンジンの黒鉛等を除去するために使用されるＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）として利用される。
【００１４】
なお、上述した実施例では、セラミックハニカム成形体の端面に貼付したシートへの穴明けをレーザを使用して実施したが、１本の針またはセラミックハニカム成形体のセルピッチに合わせた剣山状の針を使用して実施することもできる。また、この際、針を加熱すると、シートへの穴明けが容易になるため好ましい。
【００１５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、マスクを使用せず使い捨てのシートを使用して目封止工程を実施する毎に所定の穴を明けて使用しているため、マスクの作製及びマスクのセラミックハニカム構造体に対するセットをなくすことができる。また、セル位置の認識及びシートへの穴明けは、一例として画像処理及びレーザ加工で実施することができ、自動化にも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセラミック体の製造方法の一例の一工程を説明するための図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のセラミック体の製造方法の一例の他の工程を説明するための図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のセラミック体の製造方法の一例のさらに他の工程を説明するための図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明のセラミック体の製造方法の一例のさらに他の工程を説明するための図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ従来のセラミック体の製造方法の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
１  セラミックハニカム成形体、２  カメラ、３  セル、４  シート、５  穴、６  スラリー、７  容器、８  押圧手段
【図１】
0003715174.tif 000002
【図２】
0003715174.tif 000003
【図３】
0003715174.tif 000004
【図４】
0003715174.tif 000005
【図５】
0003715174.tif 000006