(57)【要約】【課題】  どのような種類のハニカム成形体であっても、封止部の欠陥を検査でき、さらに、検査精度を向上させることができるハニカム構造体の製造方法を提供する。【解決手段】  セラミック原料を成形することにより、流体の流路となる複数のセルを区画形成するセル隔壁を備えるハニカム成形体を作製する成形工程と、上記複数のセルのいずれか一方の端部を封止して封止部を形成する封止工程と、上記封止部が形成されたハニカム成形体の一方の端面に光を照射し、上記封止部を透過して他方の端面から放射される光により得られる画像情報を画像処理することにより、上記封止部の欠陥を検査する検査工程と、を含むハニカム構造体の製造方法であって、上記封止部が形成されたハニカム成形体の外周面にスポンジを巻き付けて上記封止部の欠陥を検査することを特徴とするハニカム構造体の製造方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック原料を成形することにより、流体の流路となる複数のセルを区画形成するセル隔壁を備えるハニカム成形体を作製する成形工程と、
前記複数のセルのいずれか一方の端部を封止して封止部を形成する封止工程と、
前記封止部が形成されたハニカム成形体の一方の端面に光を照射し、前記封止部を透過して他方の端面から放射される光により得られる画像情報を画像処理することにより、前記封止部の欠陥を検査する検査工程と、
を含むハニカム構造体の製造方法であって、
前記封止部が形成されたハニカム成形体の外周面にスポンジを巻き付けて前記封止部の欠陥を検査することを特徴とするハニカム構造体の製造方法。
【請求項２】
前記スポンジの圧縮残留歪みが３〜４０％である請求項１に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項３】
前記スポンジの引張伸び率が２３０〜５５０％である請求項１又は２に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項４】
前記スポンジの厚みが１５ｍｍ以上である請求項１〜３のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中には、スス等のパティキュレート（以下、ＰＭともいう）が含まれており、近年、このＰＭが環境または人体に害を及ぼすことが問題となっている。また、排ガス中には、ＣＯ、ＨＣまたはＮＯｘ等の有害なガス成分も含まれていることから、この有害なガス成分が環境または人体に及ぼす影響についても懸念されている。
【０００３】
そこで、内燃機関と連結されることにより排ガス中のＰＭを捕集したり、排ガスに含まれるＣＯ、ＨＣまたはＮＯｘ等の排ガス中の有害なガス成分を浄化したりする排ガス浄化装置として、コージェライトや炭化ケイ素等の多孔質セラミックからなるハニカム構造体（ハニカムフィルタ）が種々提案されている。
【０００４】
このようなハニカム構造体では、多数のセルが、セル隔壁を隔てて長手方向に並設されている。また、多数のセルはすべて、いずれか一方の端部が封止されているため、一のセルに流入した排ガスは、必ずセル同士を隔てるセル隔壁を通過した後、他のセルから流出するようになっている。すなわち、このようなハニカム構造体が排ガス浄化装置に備えられていると、ハニカム構造体がフィルタとして働き、排ガス中に含まれるＰＭは、ハニカム構造体を通過する際にセル隔壁により捕捉され、その結果、排ガスが浄化される。
【０００５】
上記のようなハニカム構造体を製造するにあたり、ハニカム構造体の目封止部を透過した光を、カメラ側レンズで集光し、集光した光をカメラで受光して、画像処理により光の明暗を表示することによって、目封止部の深さと目封止部の欠陥を検査する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２４９７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された方法では、完成品であるハニカム構造体に対してだけでなく、焼成前のハニカム成形体に対しても、封止部の欠陥を検査することができる。しかしながら、特許文献１に記載された方法では、本来良品と判定されるべきハニカム成形体が、不良品と判定される不具合が発生することがある。また、検査対象であるハニカム成形体の種類によっては、上記不具合が多発することから検査自体が実施できないこともある。このような不具合によって、完成品であるハニカム構造体の製品としての精度が低下してしまうことが問題となる。
【０００８】
本発明は、どのような種類のハニカム成形体であっても、封止部の欠陥を検査でき、さらに、検査精度を向上させることができるハニカム構造体の製造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】
【０００９】
本発明者らが上記不具合の原因について検討したところ、ハニカム成形体の種類に応じて大きさ及び形状が異なるため、封止部の欠陥を検査する際に最適な光源の大きさ及び位置が、ハニカム成形体の種類に応じて異なることが判明した。例えば、検査対象となるハニカム成形体の一方の端面よりも広い面積に光が照射される場合、光源から照射された光がハニカム成形体のセル内部を通過せずに外周から回り込み、封止部を透過してきた光として検出されることがある。そこで、ハニカム成形体の外周面にスポンジを巻き付けて封止部の欠陥を検査することによって、ハニカム成形体の大きさ及び形状に関わらず、外周からの光の回り込みを防止することができることを見出し、本発明を完成した。
【００１０】
すなわち、本発明のハニカム構造体の製造方法は、セラミック原料を成形することにより、流体の流路となる複数のセルを区画形成するセル隔壁を備えるハニカム成形体を作製する成形工程と、上記複数のセルのいずれか一方の端部を封止して封止部を形成する封止工程と、上記封止部が形成されたハニカム成形体の一方の端面に光を照射し、上記封止部を透過して他方の端面から放射される光により得られる画像情報を画像処理することにより、上記封止部の欠陥を検査する検査工程と、を含むハニカム構造体の製造方法であって、上記封止部が形成されたハニカム成形体の外周面にスポンジを巻き付けて上記封止部の欠陥を検査することを特徴とする。
【００１１】
本発明のハニカム構造体の製造方法では、検査工程において、ハニカム成形体の外周面にスポンジを巻き付ける。そのため、上記ハニカム成形体の一方の端面に照射された光のうち、上記ハニカム成形体の外周を通過する光は、上記スポンジによって遮断されるため、外周からの光の回り込みが発生することがない。すなわち、上記封止部を透過して他方の端面から放射される光により得られる画像情報は、ハニカム成形体の種類に関わらず、外周からの光の回り込みによる影響を受けることがない。そのため、ハニカム成形体の大きさ及び形状に関わらず、外周からの光の回り込みを防止し、封止部の欠陥を検査する精度を向上させることができる。
【００１２】
本明細書において、封止部の「欠陥」とは、封止部にクラック又はピンホール等が形成されている場合だけでなく、本来封止部が形成されるセルに封止部が形成されていない場合、及び、封止部の厚さが薄すぎる場合等、ハニカム構造体がフィルタとしての機能を充分に発揮できなくなる状態を全て含む概念である。
【００１３】
本発明のハニカム構造体の製造方法においては、上記スポンジの圧縮残留歪みが３〜４０％であることが好ましい。圧縮残留歪みとは、スポンジに一定の応力を掛けた後、応力を開放した際にスポンジの形状がどれだけ復元されるかを示すものである。圧縮残留歪みの数値が小さい程、スポンジを巻き付けた際の変形が小さいことを示す。
そのため、圧縮残留歪みの小さいスポンジを用いることでスポンジの変形が小さくなり、ハニカム成形体に繰り返し巻き付けた場合であっても、ハニカム成形体とスポンジとの隙間から光が漏れにくくなり、検査不能ということを引き起こしにくい。
従って、本発明のハニカム構造体の製造方法において、スポンジの圧縮残留歪みが３〜４０％であると、スポンジが繰り返しの使用によっても変形しにくくなるため、光漏れが発生しにくく、その結果、スポンジの耐用回数を向上させやすくなる。また、ハニカム成形体の外周の形状に関らず封止部を検査することができ、かつ、スポンジを繰り返し使用することもできる。
【００１４】
本発明のハニカム構造体の製造方法においては、上記スポンジの引張伸び率が２３０〜５５０％であることが好ましい。上記スポンジを上記ハニカム成形体に巻き付ける際に、上記スポンジと上記ハニカム成形体との間に隙間が生じると、その隙間から光源からの光が漏れてしまい、外周からの光の回り込みが発生したときと同様に、封止部の欠陥を検査する精度が向上しにくくなる。上記スポンジの引張伸び率が２３０〜５５０％であると、上記スポンジを上記ハニカム成形体に巻き付けた際に上記スポンジと上記ハニカム成形体との間に隙間が生じにくくなる。そのため、光漏れを抑制しやすくなり、封止部の欠陥を検査する精度をさらに向上させやすくなる。
【００１５】
本発明のハニカム構造体の製造方法においては、上記スポンジの厚みが１５ｍｍ以上であることが好ましい。上記スポンジの厚みが１５ｍｍ以上であると、上記スポンジが光を充分に遮断することができるため、外周からの光の回り込みを防止しやすくなる。さらに、上記スポンジの厚みが充分であるため、上記ハニカム成形体の表面の凹凸に追従しやすく、上記スポンジと上記ハニカム成形体との間に隙間が発生しにくくなる。そのため、光漏れを抑制しやすくなり、封止部の欠陥を検査する精度をさらに向上させやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１（ａ）は、本発明のハニカム構造体の製造方法を構成する成形工程により得られるハニカム成形体の一例を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すハニカム成形体のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明のハニカム構造体の製造方法を構成する封止工程により得られる封止部が形成されたハニカム成形体の一例を模式的に示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すハニカム成形体のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】図３は、本発明のハニカム構造体の製造方法を構成する検査工程の一例を模式的に示す断面図である。
【図４】図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、本発明のハニカム構造体の製造方法を構成する検査工程によって得られる画像情報を画像処理した画像の一例を示す模式図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明のハニカム構造体の製造方法において製造するハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すハニカム焼成体のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】図６は、本発明のハニカム構造体の製造方法において製造するハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図である。
【００１７】
（発明の詳細な説明）
以下、本発明について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。
【００１８】
以下、本発明のハニカム構造体の製造方法について説明する。
【００１９】
まず、セラミック原料を成形することにより、流体の流路となる複数のセルを区画形成するセル隔壁を備えるハニカム成形体を作製する成形工程を行う。
成形工程では、セラミック粉末を含むセラミック原料（湿潤混合物）を調製し、続いて、上記セラミック原料を押出成形機によって押出成形し、切断することにより所定の形状のハニカム成形体を作製する。具体的には、上記セラミック原料をアトライター等で混合し、ニーダー等で充分に混練した後、押出成形用のダイスを用いて押出成形を行い、所定の長さに切断することによりハニカム成形体を作製する。ダイスの材質は特に限定されるものではないが、例えば、タングステンカーバイト等の超硬合金等が挙げられる。
【００２０】
図１（ａ）は、本発明のハニカム構造体の製造方法を構成する成形工程により得られるハニカム成形体の一例を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すハニカム成形体のＡ−Ａ線断面図である。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すハニカム成形体２０は、流体の流路となる複数のセル２１を長手方向（図１（ａ）中、矢印ａの方向）に沿って区画成形するセル隔壁２３を備えている。
なお、本明細書においては、ハニカム成形体の表面のうち、セルが開口している面を端面といい、端面以外の面を外周面という。ハニカム焼成体及びハニカム構造体についても同様である。
【００２１】
上記ハニカム成形体の長手方向に垂直な方向における断面の形状（以下、端面形状ともいう）は特に限定されず、例えば、略三角形、略四角形、略五角形、略六角形等の略多角形、略円形、略楕円形、又は、略円形及び略楕円形の一部を切り取った略扇形等が挙げられる。さらに、上記ハニカム成形体の外周面には、セル隔壁に由来する凹凸が形成されていてもよい。
【００２２】
上記ハニカム成形体が有するセルの長手方向に垂直な方向における断面の形状（以下、セルの断面形状ともいう）は特に限定されず、例えば、略三角形、略四角形、略五角形、略六角形等の略多角形、略円形、略楕円形等が挙げられる。また、上記ハニカム成形体においては、複数の断面形状のセルが組み合わされたものであってもよい。
【００２３】
ハニカム成形体の原料であるセラミック原料には、ハニカム構造体の主成分となるセラミック粉末のほか、有機バインダ、可塑剤、潤滑剤、又は、分散媒液等が含まれていてもよい。
【００２４】
セラミック粉末としては、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物セラミック、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミック、アルミナ、ジルコニア、コージェライト、ムライト、チタン酸アルミニウム等の酸化物セラミック、ケイ素含有炭化ケイ素等の粉末が挙げられる。これらの中では、炭化ケイ素、又は、ケイ素含有炭化ケイ素の粉末が好ましい。耐熱性、機械強度、熱伝導性等に優れるからである。
なお、ケイ素含有炭化ケイ素は、炭化ケイ素に金属ケイ素が配合されたものであり、炭化ケイ素を６０重量％以上含むケイ素含有炭化ケイ素が好ましい。
また、セラミック粉末として炭化ケイ素またはケイ素含有炭化ケイ素の粉末を使用する場合、平均粒子径の異なる粉末を組み合わせて使用することが好ましい。
【００２５】
上記有機バインダとしては特に限定されず、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコール等が挙げられる。これらの中では、メチルセルロースが好ましい。有機バインダの配合量は、通常、セラミック粉末１００重量部に対して、１〜１０重量部が好ましい。
【００２６】
上記可塑剤としては特に限定されず、例えば、グリセリン等が挙げられる。また、上記潤滑剤としては特に限定されず、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル等のポリオキシアルキレン系化合物等が挙げられる。潤滑剤の具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンモノブチルエーテル、ポリオキシプロピレンモノブチルエーテル等が挙げられる。
なお、可塑剤、潤滑剤は、場合によっては、セラミック原料に含まれていなくてもよい。
【００２７】
上記分散媒液としては、例えば、水、ベンゼン等の有機溶媒、メタノール等のアルコール等が挙げられる。
さらに、セラミック原料中には、成形助剤が含まれていてもよい。
上記成形助剤としては特に限定されず、例えば、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等が挙げられる。
【００２８】
さらに、セラミック原料には、必要に応じて酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーン、球状アクリル粒子、グラファイト及び澱粉等の造孔剤が含まれていてもよい。
上記バルーンとしては特に限定されず、例えば、アルミナバルーン、ガラスマイクロバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン（ＦＡバルーン）、ムライトバルーン等が挙げられる。これらの中では、アルミナバルーンが望ましい。
【００２９】
続いて、乾燥機を用いてハニカム成形体を乾燥させる。乾燥機としては、例えば、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機、又は、凍結乾燥機等を用いることができる。
なお、本明細書において、「ハニカム成形体」には、押出成形直後の生の成形体はもちろんのこと、上述した乾燥処理や後述する脱脂処理、焼成処理を経た後の成形体もハニカム成形体に含むこととする。
【００３０】
続いて、ハニカム成形体に封止部を形成する封止工程を行う。
上記封止工程では、ハニカム成形体を構成するセルのいずれか一方の端部が目封止されるように、所定のセルに封止材ペーストを充填する。所定のセルに封止材ペーストを充填する方法としては、例えば、ハニカム成形体の端面に目封止用のマスクを当てて、目封止の必要なセルのみに封止材ペーストを充填する方法等を用いることができる。充填された封止材ペーストを乾燥させることで、封止材ペーストは封止部となる。
【００３１】
上記封止材ペーストを構成する材料としては特に限定されないが、製造後の封止部の気孔率が３５〜６０％となるものが望ましい。上記封止材ペーストとしては、例えば、上記セラミック原料と同様のものを用いることができる。
【００３２】
図２（ａ）は、本発明のハニカム構造体の製造方法を構成する封止工程により得られる封止部が形成されたハニカム成形体の一例を模式的に示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すハニカム成形体のＢ−Ｂ線断面図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すハニカム成形体２０は、セル２１のいずれか一方の端部が封止部２２によって封止されている。
【００３３】
上記封止部の厚さは特に限定されないが、２〜８ｍｍであることが好ましい。なお、封止部の厚さとは、ハニカム成形体の長手方向における封止部の長さ（図２（ｂ）中、矢印ｘで示される長さ）である。上記封止部の厚さが２ｍｍ未満である場合には、目封止部が破損しやすくなり、８ｍｍを超える場合には、圧力損失が大きくなりやすくなる。
【００３４】
封止部を形成するパターンは、特に限定されないが、ハニカム成形体の一方の端面からみて、端部に封止部が形成されたセルと、端部が開放されたセルとが交互に配置されるように封止部を形成することが好ましい。
【００３５】
本発明のハニカム構造体の製造方法において、封止工程は、成形工程により得られたハニカム成形体に対して行うことが好ましいが、ハニカム成形体を焼成したハニカム焼成体に対しても行うことができる。すなわち、上記封止工程を行う順序は、成形工程よりも後であれば特に限定されない。
【００３６】
次に、封止部が形成されたハニカム成形体を検査する検査工程を行う。
図３は、本発明のハニカム構造体の製造方法を構成する検査工程の一例を模式的に示す断面図である。ハニカム成形体２０の外周面にはスポンジ１０が巻き付けられており、ハニカム成形体２０の一方の端面２５に垂直な方向から光を照射するように光源３０が設けられ、光源３０とハニカム成形体２０とを結ぶ直線の延長線上に、ハニカム成形体２０の他方の端面２６から放射される光により画像情報を得るための撮像装置４０が設けられている。
【００３７】
上記検査工程において、ハニカム成形体の外周面にスポンジが巻き付けられていない場合、光源から照射された光がハニカム成形体のセル内部を通過せずに外周から回り込み、封止部を透過してきた光として検出される場合がある。しかし、本発明のハニカム構造体の製造方法を構成する検査工程においては、上記ハニカム成形体にスポンジが巻き付けられているため、このような光源からの光の回り込みを防止することができ、封止部の欠陥を検査する精度を向上させることができる。
【００３８】
本明細書において、スポンジとは、いわゆる多孔質構造体のことを指し、例えば、ゴムや合成樹脂を発泡させてなる合成スポンジのほか、動物性又は植物性の天然スポンジを含む。
【００３９】
上記スポンジを構成する材料としては、ハニカム成形体に巻き付けることができれば特に限定されないが、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ビニロン、ビスコース、ナイロン、フェノール樹脂、ユリア樹脂、天然ゴム、合成ゴム等が挙げられる。合成ゴムとしては、アクリルゴム、ニトリルゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、エピクロルヒドリンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム及びポリイソブチレンゴム等が挙げられる。これらの中では、巻き付け性の観点から、エチレンプロピレンジエンゴム、シリコーンゴム及びウレタンゴムが好ましく、エチレンプロピレンジエンゴム及びシリコーンゴムがより好ましく、シリコーンゴムがさらに好ましい。これらの材料は単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４０】
上記スポンジの気泡状態は、特に限定されず、独立気泡型、半独立半連続気泡型、連続気泡型のいずれであっても好適に用いることができる。
【００４１】
上記スポンジの圧縮残留歪みは、特に限定されないが、３〜４０％であることが好ましく、３〜３０％であることがより好ましく、３〜１５％であることがさらに好ましい。
スポンジの圧縮残留歪みが３〜４０％であると、スポンジが繰り返しの使用によって変形しにくくなるため、光漏れが発生しにくく、その結果、スポンジの耐用回数を向上させやすくなる。
なお、上記スポンジの圧縮残留歪みは、所定形状のスポンジを、所定の厚みに圧縮し、一定温度で一定時間保持し、圧力を開放して一定時間静置した際のスポンジの厚みの変化を測定することにより求めることができる。
【００４２】
上記スポンジの引張伸び率は、特に限定されないが、２３０〜５５０％であることが好ましく、２４０〜５５０％であることがより好ましく、２４０〜３３０％であることがさらに好ましい。上記スポンジの引張伸び率が２３０〜５５０％であると、上記スポンジを上記ハニカム成形体に巻き付けた際に上記スポンジと上記ハニカム成形体との間に隙間が生じにくくなる。そのため、光漏れを抑制しやすくなり、封止部の欠陥を検査する精度をさらに向上させやすくなる。
なお、上記スポンジの引張伸び率は、引張試験において試験片が破断するまでの長さを測定することにより求めることができる。
【００４３】
上記スポンジの厚みは、特に限定されないが、１０ｍｍ以上であることが好ましく、１５ｍｍ以上であることがより好ましく、１５ｍｍ〜２０ｍｍであることがさらに好ましい。上記スポンジの厚みが１０ｍｍ以上であると、上記スポンジが光を充分に遮断することができるため、外周からの光の回り込みを防止しやすくなる。さらに、上記スポンジの厚みが充分であるため、上記ハニカム成形体の表面の凹凸に上記スポンジが追従しやすく、上記スポンジと上記ハニカム成形体との間に隙間が発生しにくくなる。そのため、光漏れを抑制しやすくなり、封止部の欠陥を検査する精度をさらに向上させやすくなる。
【００４４】
撮像装置としては、ハニカム成形体の端面から放射される光から画像情報を得ることができるものであれば特に限定されず、例えば、エリアセンサカメラ及びラインセンサカメラ等のカメラが挙げられる。
撮像装置は、検査対象となるハニカム成形体の端面の全てを一度に撮像するものでなくてもよく、検査対象となるハニカム成形体の端面を幾つかのエリアに分割して撮像してもよく、検査対象となるハニカム成形体の端面を順次走査することによって撮像してもよい。
【００４５】
上記検査工程においては、検査対象となるハニカム成形体の端面と撮像装置の間に、レンズ等の集光手段を備えていてもよい。
【００４６】
上記光源としては、封止部の欠陥を検査するのに充分な光量を照射するものであれば特に限定されないが、例えば、蛍光灯、冷陰極管、メタルハライドランプ、高圧水銀灯、高圧ナトリウムランプ、エキシマランプ等の放電灯、ハロゲンランプ、クリプトンランプ等の白熱電球、及び、発光ダイオード、有機発光ダイオード等の半導体光源等が挙げられる。これらの光源を面状に配置し、面光源として用いることも好ましい。上記光源の放射角は、特に限定されないが、４０°以下が好ましく、３０°以下がより好ましく、１０°以下がさらに好ましい。
本明細書において、光源の放射角とは、光源が発する光の広がりを示す指標であり、光源から一定距離離れた位置において、上記光源からの光を垂直に受ける壁面を想定した場合に、「上記光源の中心と、上記光源の中心に最も近い上記壁面上の点とを結ぶ線」と、「上記光源の中心と、上記光源の中心に最も近い上記壁面と比較して明るさが２分の１となる上記壁面上の点とを結ぶ線」とのなす角である。
なお、本発明のハニカム構造体の製造方法において、上記検査工程で用いられる光は可視光に限定されず、ハニカム成形体が一定の遮蔽効果を有する電磁波であればよく、例えば、紫外線や赤外線等も使用できる。
【００４７】
また、上記検査工程において、検査対象となるハニカム成形体の端面の中心から、上記端面に対して垂直に伸ばした基準線と、光源の中心からハニカム成形体の端面の中心までの最小距離を取った線との角度を照射角としたとき、照射角は、上記光源の放射角よりも小さいことが好ましい。このような条件を満たすと、光源から検査対象となるハニカム成形体のもう一方の端面に到達する光の強さが弱くなりにくいため、封止部の欠陥を検査しやすくなる。なお、上記照射角は、角度計を用いて測定することができる。
【００４８】
画像処理の方法は、特に限定されないが、例えば、二値化処理及びグレー処理が挙げられる。グレー処理では、例えば、上記他方の端面から放射される光の明るさを２５６〜６５５３６階調の数値に変換し、変換された明るさの数値を所定のしきい値と比較することによって、封止部の欠陥の有無を検査する。上記しきい値は、あらかじめ欠陥が無いことを確認したハニカム成形体を基準として、歩留まり、光源の種類、及び、検査対象となるハニカム成形体の形状等を考慮して適宜設定することができる。
【００４９】
図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、本発明のハニカム構造体の製造方法を構成する検査工程によって得られる画像情報を画像処理した画像の一例を示す模式図である。図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）では、光源側の端面に封止部が形成されているセル５１と、撮像装置側に封止部が形成されているセル５２とが交互に配置されている。なお、しきい値を超える明るさの光を放射している部分には何の模様も付していない。
【００５０】
図４（ａ）は、封止部が形成されたハニカム成形体のうち、封止部に欠陥を有していないハニカム成形体に対して上記検査工程を行うことにより得られる画像の一例を模式的に示す図である。図４（ａ）に示されるハニカム成形体２０には、しきい値よりも明るい光を放射している箇所がない。そのため、ハニカム成形体２０に形成された封止部に欠陥が無いことが分かる。
図４（ｂ）は、封止部が形成されたハニカム成形体のうち、封止部が形成されていないセルを有するハニカム成形体に対して上記検査工程を行うことにより得られる画像の一例を模式的に示す図である。図４（ｂ）に示されるハニカム成形体２０では、封止部が形成されていないセル５３を通過した光がしきい値よりも明るい光を放射している。そのため、ハニカム成形体２０に形成された封止部には欠陥があることが分かる。
図４（ｃ）は、封止部が形成されたハニカム成形体のうち、封止部にピンホールが形成されているハニカム成形体に対して上記検査工程を行うことにより得られる画像の一例を模式的に示す図である。図４（ｃ）に示されるハニカム成形体２０では、光源３０からの光がピンホール５５を透過するため、ピンホール５５が存在するセル５４からしきい値よりも明るい光が放射される。そのため、ハニカム成形体２０に形成された封止部に欠陥があることが分かる。
このように、封止部を透過して他方の端面から放射される光により得られる画像情報を画像処理することにより、封止部の欠陥を検査することができる。
【００５１】
上記検査工程によって封止部に欠陥がないと判定されたハニカム成形体に対しては、脱脂処理を行った後、焼成処理を行うことによりハニカム焼成体を作製する。一方、上記検査工程において封止部に欠陥を有すると判定されたハニカム成形体は、本発明のハニカム構造体の製造方法における製造工程から除去される。そのため、封止部に欠陥を有するハニカム成形体が最終製品に混入することを防ぐことができ、完成品であるハニカム構造体の精度が低下することを抑制できる。
【００５２】
本発明のハニカム構造体の製造方法において、検査工程を行う順序は、上記に記載した順序に限定されるものではない。本明細書において、「ハニカム成形体」には、乾燥処理を施した後の成形体や、脱脂処理、焼成処理を施した後の成形体も含まれる。そのため、「脱脂処理を施したハニカム成形体」や「焼成処理を施したハニカム成形体」を対象とした検査工程を行ってもよい。
【００５３】
上記脱脂処理及び上記焼成処理の条件としては、従来からハニカム焼成体を作製する際に用いられている条件を適用することができる。例えば、脱脂処理では、酸素含有雰囲気下において、３００〜６５０℃でハニカム成形体を加熱することが好ましい。また、焼成処理では、非酸化性雰囲気下において、２０００〜２２００℃で加熱することが好ましい。
【００５４】
なお、脱脂処理及び焼成処理は連続して行ってもよく、その際には、焼成用の治具上にハニカム成形体を載置して脱脂処理及び焼成処理を行うことが好ましい。これらを連続して行うことで、脱脂及び焼成を効率的に行うことができ、また、脱脂処理から焼成処理に移行する際に、ハニカム成形体の移動に伴う載せ代え等によってハニカム成形体が傷付くことを防止することができる。
【００５５】
図５（ａ）は、本発明のハニカム構造体の製造方法において製造するハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すハニカム焼成体のＣ−Ｃ線断面図である。
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すハニカム焼成体１２０の形状は、図１（ａ）、図１（ｂ）、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示したハニカム成形体２０の形状とほぼ同様であり、流体の流路となる複数のセル１２１を長手方向に沿って区画形成するセル隔壁１２３を備えている。そして、セル１２１のいずれか一方の端部が封止部１２２によって封止されている。
従って、一方の端面１２５が開口したセル１２１に流入した排ガスＧ（図５（ｂ）中、排ガスをＧで示し、排ガスの流れを矢印で示す）は、必ずセル１２１を隔てるセル隔壁１２３を通過した後、他方の端面１２６が開口した他のセル１２１から流出するようになっている。排ガスＧがセル隔壁１２３を通過する際に、排ガス中のＰＭ等が捕集されるため、セル隔壁１２３は、フィルタとして機能する。
【００５６】
続いて、接着材ペーストを用いて、複数のハニカム焼成体を接着材ペーストを介して結束する結束工程を行う。
例えば、支持台上で複数のハニカム焼成体を接着材ペーストを介して順次積み上げて結束し、ハニカム焼成体が複数個積み上げられてなるハニカム集合体を作製する。
接着材ペーストとしては、例えば、無機バインダと有機バインダと無機粒子とからなるものを使用する。また、上記接着材ペーストは、さらに無機繊維及び／又はウィスカを含んでいてもよい。
【００５７】
上記接着材ペーストに含まれる無機粒子としては、例えば、炭化物粒子、窒化物粒子等が挙げられる。具体的には、炭化ケイ素粒子、窒化ケイ素粒子、窒化ホウ素粒子等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。無機粒子の中では、熱伝導性に優れる炭化ケイ素粒子が望ましい。
【００５８】
上記接着材ペーストに含まれる無機繊維及び／又はウィスカとしては、例えば、シリカ−アルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等からなる無機繊維及び／又はウィスカ等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。無機繊維の中では、アルミナファイバが望ましい。また、無機繊維は、生体溶解性ファイバであってもよい。
【００５９】
さらに、上記接着材ペーストには、必要に応じて酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーンや、球状アクリル粒子、グラファイト等を添加してもよい。バルーンとしては特に限定されず、例えば、アルミナバルーン、ガラスマイクロバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン（ＦＡバルーン）、ムライトバルーン等が挙げられる。
【００６０】
続いて、ハニカム集合体を加熱することにより接着材ペーストを加熱固化して接着材層とし、四角柱状のセラミックブロックを作製する。
接着材ペーストの加熱固化の条件は、従来からハニカム構造体を作製する際に用いられている条件を適用することができる。
【００６１】
そして、セラミックブロックに切削加工を施す切削加工工程を行う。
具体的には、ダイヤモンドカッターを用いてセラミックブロックの外周を切削することにより、外周が略円柱状に加工されたセラミックブロックを作製する。
【００６２】
その後、略円柱状のセラミックブロックの外周面に、外周コート材ペーストを塗布し、乾燥固化して外周コート層を形成する外周コート層形成工程を行う。
ここで、外周コート材ペーストとしては、上記接着材ペーストを使用することができる。なお、外周コート材ペーストとして、上記接着材ペーストと異なる組成のペーストを使用してもよい。
なお、外周コート層は必ずしも設ける必要はなく、必要に応じて設ければよい。
外周コート層を設けることによって、セラミックブロックの外周の形状を整えて、円柱状のハニカム構造体とすることができる。
【００６３】
図６は、本発明のハニカム構造体の製造方法において製造するハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図である。
図６に示すハニカム構造体１００では、ハニカム焼成体１２０が複数個ずつ接着材層１０１を介して結束されてセラミックブロック１０３を構成し、さらに、このセラミックブロック１０３の外周に外周コート層１０２が形成されている。なお、外周コート層は、必要に応じて形成されていればよい。このような、ハニカム焼成体が複数個結束されてなるハニカム構造体は、集合型ハニカム構造体ともいう。
【００６４】
本発明のハニカム構造体の製造方法において製造するハニカム構造体は、１つのハニカム焼成体からなるハニカム構造体であってもよい。このような、１つのハニカム焼成体からなるハニカム構造体は、一体型ハニカム構造体ともいう。一体型ハニカム構造体を製造する場合、セラミック粉末としてコージェライト又はチタン酸アルミニウムを用いることが望ましい。
【００６５】
一体型ハニカム構造体を製造する場合には、押出成形により成形するハニカム成形体の大きさが、集合型ハニカム構造体を製造する場合に比べて大きく、その外形が異なる他は、集合型ハニカム構造体を製造する場合と同様にしてハニカム成形体を作製すればよい。
【００６６】
本発明のハニカム構造体の製造方法において、製造するハニカム構造体を構成するハニカム焼成体のセル隔壁には、排ガスを浄化するための触媒を担持させてもよい。
担持させる触媒としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属が望ましい。また、その他の触媒として、例えば、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属、バリウム等のアルカリ土類金属、ゼオライト等を用いることもできる。これらの触媒は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
【００６７】
本発明のハニカム構造体の製造方法では、ハニカム構造体のセル隔壁の気孔率は、４０〜７０％であることが好ましく、５０〜７０％であることがより好ましく、６０〜７０％であることがさらに好ましい。
【００６８】
本発明のハニカム構造体の製造方法では、ハニカム構造体のセル隔壁の平均気孔径は、０．５〜４０μｍであることが好ましく、１０〜４０μｍであることがより好ましく、２０〜４０μｍであることがさらに好ましい。ハニカム構造体のセル隔壁の平均気孔径を測定する方法としては、例えば、水銀圧入法等の公知の方法が挙げられる。
【００６９】
本発明のハニカム構造体の製造方法では、ハニカム構造体の一方の端面における開口率は、封止部が形成されている状態で２０〜４０％であることが好ましい。
【００７０】
本発明のハニカム構造体の製造方法では、ハニカム構造体のセル隔壁の厚みは、０．１〜０．４５ｍｍであることが好ましく、０．１〜０．３５ｍｍであることがより好ましく、０．１〜０．３ｍｍであることがさらに好ましい。
【００７１】
本発明のハニカム構造体の製造方法では、ハニカム構造体を構成するセルの大きさに関し、ハニカム構造体のセルの断面形状が正方形である場合、上記セルの１辺の長さは、０．５〜２．０ｍｍであることが好ましく、０．５〜１．５ｍｍであることがより好ましく、０．５〜１．２ｍｍであることがさらに好ましい。セルの角部に応力が集中するのを防止するため、セルの断面形状が多角形の場合、上記多角形の角部に面取りが施された形状としてもよい。
【００７２】
上述のように、本発明のハニカム構造体の製造方法では、検査工程において、ハニカム成形体の外周面にスポンジを巻き付ける。そのため、上記ハニカム成形体の一方の端面に照射された光のうち、上記ハニカム成形体の外周を通過する光は、上記スポンジによって遮断されるため、外周からの光の回り込みが発生することがない。すなわち、上記封止部を透過して他方の端面から放射される光により得られる画像情報は、ハニカム成形体の種類に関わらず、外周からの光の回り込みによる影響を受けることがない。そのため、ハニカム成形体の大きさ及び形状に関わらず、外周からの光の回り込みを防止し、封止部の欠陥を検査する精度を向上させることができる。
【００７３】
（実施例）
以下、本発明をより具体的に開示した実施例を示す。なお。本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００７４】
（製造例１）
まず、以下の手順により検査工程の対象となるハニカム成形体を作製した。
【００７５】
（１）平均粒子径が２２μｍである炭化ケイ素の粗粒子５２．８重量％と、平均粒子径が０．５μｍである炭化ケイ素の微粒子２２．６重量％とを混合した。得られた混合物に対して、アクリル樹脂２．１重量％、メチルセルロース４．６重量％、潤滑剤（日油社製 ユニルーブ）２．８重量％、グリセリン１．３重量％、及び、水１３．８重量％を加えて混練してセラミック原料を得た。
【００７６】
（２）上記（１）にて調製されたセラミック原料を、ダイスを備える押出成形機を用いて所定の形状に成形した。
【００７７】
（３）次に、マイクロ波乾燥機を用いて上記（２）によって成形されたセラミック原料を１００℃で３０分乾燥させた。これにより、端面形状が３４．５ｍｍ×３４．５ｍｍの四角形状であり、長さが１５０ｍｍであり、セルの断面形状が四角形であり、セル密度が３００個／ｉｎｃｈ２であるハニカム成形体を製造した。
【００７８】
（４）次に、上記セラミック原料と同様の組成の封止材ペーストを所定のセルに充填し、マイクロ波乾燥機を用いて１００℃で３０分乾燥することで、ハニカム成形体に封止部を形成した。なお、上記ハニカム成形体を一方の端面側において、封止部が形成されたセルと封止部が形成されていないセルとが交互に配置され、他方の端面側において、一方の端面側において封止部が形成されていないセルに封止部が形成されるように封止部を形成し、ハニカム成形体１を製造した。
【００７９】
（製造例２）
上記（２）において、製造例１とは異なるダイスを用いて成形するほかは、製造例１と同様の手順でハニカム成形体を作製し、端面形状が底辺３４．５ｍｍ×高さ３４．５ｍｍの直角二等辺三角形状であり、長さが１５０ｍｍであり、セルの断面形状が四角形であり、セル密度が３００個／ｉｎｃｈ２であるハニカム成形体２を製造した。
【００８０】
（製造例３）
上記（２）において、製造例１とは異なるダイスを用いて成形するほかは、製造例１と同様の手順でハニカム成形体を作製し、端面形状が半径３４．５ｍｍの円の一部を中心角が９０°となるように切り出した扇型形状であり、長さが１５０ｍｍであり、セルの断面形状が四角形であり、セル密度が３００個／ｉｎｃｈ２であるハニカム成形体３を製造した。
【００８１】
次に、下記の手順により、ハニカム成形体に巻き付けるスポンジの特性評価を行った。
（実施例１）
（圧縮残留歪みの測定）
スポンジ１としてシリコーンゴム製のスポンジ（サンポリマー社製  Ｓｉ−００１  厚み１５ｍｍ）を用意し、スポンジ１の圧縮残留歪みを、下記の手順により測定した。
まず、スポンジ１を直径２９ｍｍ、厚み（ｔ０）１２．６ｍｍとした試験片を用意した。この試験片を、圧縮永久歪み試験機（安田精機株式会社製ＣＯＭＰＲＥＳＳＩＯＮ  ＳＥＴ  ＴＥＳＴＥＲ）を用いて、試験片の厚みが圧縮前の７５％となる厚み（ｔ２）まで圧縮し、７０℃で２４時間保持した。
次に、圧縮した試験片の圧力を開放して常温、常圧下で３０分静置し、試験片の厚み（ｔ１）を測定し、下記式（１）によって圧縮残留歪みを求めた。
圧縮残留歪み（％）＝［（ｔ０−ｔ１）／（ｔ０−ｔ２）］×１００          （１）
［ただし、ｔ０は圧縮前の試験片の厚み、ｔ１は圧縮後３０分静置した後の試験片の厚み、ｔ２は圧縮時の試験片の厚みである。］
結果を表１に示す。
【００８２】
（引張伸び率の測定）
ＪＩＳ  Ｋ  ６２７２に規定の装置を使用して、以下の手順により引張試験を行うことで、スポンジ１の引張伸び率を測定した。
まず、スポンジ１から試験片を用意した。引張試験機（インストロン社製、型番：５９００）を用いて２００ｍｍ／ｍｉｎの速度で上記試験片を引っ張り、下記式（２）によって引張伸び率を求めた。
引張伸び率（％）＝（Ｌ１−Ｌ０）／Ｌ０×１００          （２）
［ただし、Ｌ０は試験前の試験片の長さ、Ｌ１は破断時の試験片の長さである。］
結果を表１に示す。
【００８３】
（評価試験）
製造例１〜３で製造したハニカム成形体１〜３と、スポンジ１とを用いて、ハニカム成形体１〜３に形成された封止部の欠陥を検査する検査工程を行った。
【００８４】
まず、スポンジ１を巻き付けたハニカム成形体１〜３の一方の端面に光を照射した。上記光を照射する光源としては、放射角が１０°のハロゲンランプを用い、照射角は０°であった。
【００８５】
次に、ハニカム成形体１〜３の他方の端面から放射される光を撮像装置により撮像した。上記撮像装置としては、５００万画素のＣＣＤカメラを用いた。
【００８６】
撮像した画像情報を画像処理し、上記ハニカム成形体の他方の端面から放射される光の明るさを測定した。得られた明るさがあらかじめ設定したしきい値よりも大きいセルには、封止部に欠陥が存在すると判定し、明るさがしきい値よりも小さいセルは、封止部に欠陥が存在しないと判定した。画像処理方法としては、パソコンと市販の画像処理ソフト（ＫＥＹＥＮＣＥ社製  ＸＧ ＶｉｓｉｏｎＥｄｉｔｏｒ Ｖｅｒ．４．０）を用いた。
評価試験による検査結果を、下記の３段階で評価し、表１に示した。
○：外周からの光の回り込みが認められない。
△：外周からの光の回り込みがほとんど認められない。
×：外周からの光の回り込みが認められ、検査結果に不具合が生じた。
【００８７】
（耐久試験）
ハニカム成形体３に対して、スポンジ１を１回、１０回及び５０回と繰り返し巻き付け、上記評価試験と同様の検査を行った。耐久試験の結果を表１に示す。
【００８８】
（実施例２）
スポンジ１のかわりに、エチレンプロピレンジエン系のスポンジ２（日東電工社製  エプトシーラー６８００  厚さ１５ｍｍ）を用いたほかは、実施例１と同様の方法で検査を及びスポンジの特性評価を行った。
【００８９】
（実施例３）
スポンジ１のかわりに、エチレンプロピレンジエン系のスポンジ３（日東電工社製  エプトシーラー６８５  厚さ１５ｍｍ）を用いたほかは、実施例１と同様の方法で検査を及びスポンジの特性評価を行った。
【００９０】
（実施例４）
スポンジ１のかわりに、エチレンプロピレンジエン系のスポンジ４（イノアック社製  Ｅ−４０７０  厚さ１５ｍｍ）を用いたほかは、実施例１と同様の方法で検査を及びスポンジの特性評価を行った。
【００９１】
（比較例１）
ハニカム成形体の外周にスポンジを巻き付けないほかは、実施例１と同様の方法で検査を行った。
【００９２】
【表１】
2014211366.tif 000003
【００９３】
表１に示すように、各実施例のスポンジをハニカム成形体１〜３に巻き付けた際の評価試験結果では、外周からの光の回り込みが認められなかった。
しかし、比較例１のように、ハニカム成形体にスポンジを巻き付けなかった場合、ハニカム成形体２及び３の評価試験において外周からの光の回り込みが認められ、検査結果に不具合が生じた。
このため、ハニカム成形体の外周にスポンジを巻き付けることで、封止部が形成されたハニカム成形体を検査する精度が向上したことがわかった。
また、実施例１〜４のスポンジは、圧縮残留歪みが好ましい範囲である３〜４０％となっているか、又は、引張伸び率が好ましい範囲である２３０〜５５０％となっているため、ハニカム成形体３にスポンジを１０回繰り返し巻き付けて評価試験を行った場合であっても、スポンジが変形することによる光漏れが認められず、スポンジの耐用回数を向上させることができた。さらに、実施例１及び２のスポンジは、圧縮残留歪みがさらに好ましい範囲である３〜１５％となっており、かつ、引張伸び率がさらに好ましい範囲である２４０〜３３０％となっているため、ハニカム成形体３にスポンジを５０回繰り返し巻き付けて評価試験を行った場合であっても、スポンジが変形することによる光漏れが認められなかった。このことから、圧縮残留歪み及び引張伸び率を所定の値とすることで、スポンジの耐用回数を大幅に向上させることができた。
【符号の説明】
【００９４】
１０  スポンジ
２０  ハニカム成形体
２１  セル
２２  封止部
２３  セル隔壁
【図１】
2014211366.tif 000004
【図２】
2014211366.tif 000005
【図３】
2014211366.tif 000006
【図４】
2014211366.tif 000007
【図５】
2014211366.tif 000008
【図６】
2014211366.tif 000009