(57)【要約】  施栓されたセラミックハニカム体の製造中にセラミックハニカム体にセメントを乾式施栓するためのシステムおよび方法が開示されている。そのシステムは、湿った栓用セメント（５１０）で施栓されたセラミックハニカム体（５００）の面（５０２）と接触せずに直ちに加熱して、セラミックハニカム体（５００）の面（５０２）で栓用セメント（５１０）を急速に乾燥および硬化させるように構成された加熱素子（５２０）を備える。その方法は、セラミックハニカム体（５０２）の通路（５０８）内に配置された湿った栓用セメント（５１０）を有するセラミックハニカム体の面（５０２）と接触せずに熱を直ちに印加する工程、およびそのセラミックハニカム体の面でその栓用セメントを急速に乾燥および硬化させる工程を有してなる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
施栓されたハニカム体を製造する方法において、
その第１の端面から第２の端面まで延在するセル通路を画成する交差多孔質セラミック壁のマトリクスを含むハニカム体の該第１の端面を、開口を有する第１のマスクと接触させる工程、
前記第１のマスクの開口を通して、前記第１の端面で前記セル通路の少なくともいくつかの中に湿った栓用セメントを注入する工程、
前記第１の端面から前記第１のマスクを除去する工程、
前記第１の端面に近接して熱源を配置する工程であって、該熱源は、該第１の端面から間隔が空けられている、工程、および
前記第１の端面を前記熱源で加熱して、該第１の端面で前記セル通路の前記少なくともいくつかの中にある前記湿った栓用セメントをある程度だけ乾燥させる工程、
を有してなる方法。
【請求項２】
前記熱源が前記第１の端面から、０．１ｃｍから１２．７ｃｍ、間隔が空けられている、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１の端面を前記熱源で加熱する工程が、３分未満に亘り行われて、前記第１の端面で前記セル通路の前記少なくともいくつかの中の前記栓用セメントをある程度乾燥させる、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記第１の端面を前記熱源で加熱する工程が、前記セル通路の前記少なくともいくつかの中に栓深さの８０％以下の深さまで、該第１の端面で前記セル通路の該少なくともいくつかの中の前記栓用セメントを乾燥させるように行われる、請求項１または２記載の方法。
【請求項５】
前記第１の端面に近接して熱源を配置する工程が、乾燥機の外側で行われ、前記方法が、前記第１の端面を前記熱源で加熱して、該第１の端面で前記セル通路の前記少なくともいくつかの中にある前記栓用セメントをある程度だけ乾燥させた後、前記ハニカム体を乾燥機内に配置する工程、および該ハニカム体を乾燥させる工程をさらに含む、請求項１から４いずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【０００１】
本出願は、その内容がここに全て引用される、２０１６年７月１３日に出願された米国仮特許出願第６２／３６１８０７号に優先権の恩恵を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本開示の例示の実施の形態は、施栓されたセラミックハニカム体を製造するためのシステムおよび方法に関し、より詳しくは、セラミックハニカム体のセメントを乾式施栓するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
内燃機関からの排ガスの後処理で、高表面積基体上に担持された触媒、並びにディーゼルエンジンおよびあるガソリン直噴エンジンの場合には、炭素煤粒子を除去するための触媒フィルタが使用されることがある。これらの用途において、多孔質セラミック流通式ハニカム基体および壁流式ハニカムフィルタが使用されることがある。
【０００４】
この背景の項目に開示された先の情報は、本開示の背景の理解を高めるためだけであり、したがって、従来技術のどの部分も形成しない、または従来技術が当業者に示唆するであろうことを形成しない情報を含むことがある。
【発明の概要】
【０００５】
本開示の例示の実施の形態は、施栓されたハニカム体を製造する方法を提供する。
【０００６】
本開示の例示の実施の形態は、施栓されたハニカム体を製造するためのシステムも提供する。
【０００７】
本開示の追加の特徴は、以下の説明に述べられており、一部は、その説明から明白となるか、または本開示の実施により分かるであろう。
【０００８】
例示の実施の形態は、施栓されたハニカム体を製造する方法を開示する。この方法は、ハニカム体の第１の端面を、開口を有する第１のマスクと接触させる工程を含む。そのハニカム体は、その第１の端面から第２の端面まで延在するセル通路を画成する交差壁のマトリクスを含む。その方法は、その第１のマスクの開口を通して、第１の端面でセル通路の少なくともいくつかの中に湿った栓用セメントを注入する工程も含む。その方法は、第１の端面から第１のマスクを除去する工程、および第１の端面に近接して熱源を配置する工程をさらに含む。その熱源は、第１の端面から間隔が空けられている。その方法は、第１の端面を熱源で加熱して、第１の端面でセル通路の少なくともいくつかの中にある湿った栓用セメントをある程度だけ乾燥させる工程を含む。
【０００９】
別の例示の実施の形態は、施栓されたハニカム体を製造するためのシステムを開示する。そのシステムは、ハニカム体の端面から延在する少なくともいくつかのセル通路中に湿った栓用セメントを注入するように構成された注入部材を備える。そのシステムは、ハニカム体の端面に面するように構成され、接触せずにその端面を加熱して、その端面でセル通路の少なくともいくつかの中にある湿った栓用セメントをある程度しか乾燥させないように構成されたヒーター部材も備える。
【００１０】
先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方とも、例示的かつ説明的であり、本開示のさらなる説明を与える目的であることを理解すべきである。
【００１１】
添付図面は、本開示のさらなる理解を与えるために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成するものである。その添付図面は、本開示の例示の実施の形態を示しており、説明と共に、本開示の原理を説明する働きをする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】比較の過程による、セメント栓を空気乾燥させた後の、ハニカム体の端面のクローズアップ写真
【図２】第２の比較の過程による、図１におけるものと同じ組成のセメント栓を空気乾燥させた後の、ハニカム体の端面のクローズアップ写真
【図３】本開示の例示の実施の形態による、図１におけるものと同じ組成のセメント栓を乾燥させた後の、ハニカム体の端面のクローズアップ写真
【図４】施栓された端面でのハニカム体の部分側面図
【図５】本開示の例示の実施の形態による、ハニカム体のセルを施栓するためのシステムおよび方法の側面図
【図６】本開示の例示の実施の形態による、ハニカム体のセルを施栓するためのシステムおよび方法の側面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
多孔質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させ、その混合物をハニカム押出ダイに通して押し出してハニカム押出物を形成し、その押出物を切断し、乾燥させ、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通路を有する、高強度かつ熱耐久性のセラミックハニカム体を製造する過程により行うことができる。ここに用いられているように、セラミックハニカム体は、セラミックハニカムモノリス、およびセラミックセグメント化ハニカム体を含む。
【００１４】
共押出されたまたは後で施された外皮が、前記セラミックハニカム体の外側軸方向周囲面を形成することがある。そのハニカム体の各通路は、モノリスであるか、またはセグメント化されているかにかかわらず、フィルタを製造するために、入口面または出口面で施栓することができる。いくつかの通路が施栓されずに残される場合、部分フィルタを製造することができる。そのハニカム体は、モノリスであるか、またはセグメント化されているかにかかわらず、基体を製造するために触媒を持たせることができる。さらに、フィルタおよび部分フィルタは、多機能性を与えるために、触媒を持たせることができる。このように製造されたセラミックハニカム体は、動力車の排気システムにおけるセラミック触媒担体として、またエンジン排気から煤および他の微粒子を除去するための触媒担体および壁流式微粒子フィルタとして、広く使用されている。
【００１５】
セラミックハニカム製造について商業的に成功している過程の中に、セラミックハニカム押出物を混合し、押し出すための大型の共回転式二軸スクリュー押出機を利用するものがある。ラム押出し、加圧成形、注型、吹き付け、および三次元印刷が、セラミックハニカム製造のための他の過程である。
【００１６】
多孔質セラミックハニカムフィルタの施栓過程は、端面でハニカム体の通路中に湿ったセメントペーストを押し入れて、湿った栓を形成し、次いで、乾燥機、例えば、マイクロ波または熱風乾燥機内で乾燥させる各工程を含む。製造中、部品が施栓されたときと、部品が乾燥機の入口に到達したときとの間に、５から１０分の著しい遅延時間があり得る。部品が乾燥機に到達する前に、乾燥反応速度論により、水が多孔質セラミックハニカム体の通路の壁に追い込まれる傾向にある。これにより、湿った栓が収縮し得、これにより、栓の中心と上部に空隙または窪みが生じ得る。ここでは、栓の上部は、施栓されたハニカム体の端面での外面を称する。対照的に、部品が乾燥機に直ちに入れられると、ひいては、その面が直ちに加熱される。その面が一旦、著しく乾燥したら、栓用セメントは、もはや動けず、窪みを生じ得ない。
【００１７】
しかしながら、熱風乾燥機は、内水の通路壁中への除去と競合し、窪みなどの欠陥を完全には除去することができない。その上、部品はしばしば、検査、並びに施栓と乾燥との間の他の工程を必要とするので、湿った栓を有する部品を直ちに乾燥機内に入れることが難しくなり得る。
【００１８】
その全ての内容がここに引用される、２００８年１１月２５日に出願された米国特許出願公開第２００９／０１４０４６７号明細書に、施栓された端面と接触する加熱されたタンパーを使用する技術が開示された。これには、窪みなどの欠陥を減少させるために、施栓後に部品の面が押し付けられる加熱板が記載されている。しかしながら、その加熱されたタンパーは、製造効率を低下させることがあり、栓用セメントが通路壁から離れるように収縮して、漏光を生じることのある追加の工程段階である。この場合、光は、検査中に施栓された通路内の栓を通じてまたはその周りに検出される。栓用セメントの通路壁から離れる収縮は、その栓用セメントが栓用セメントの柱の内部に空気のポケットを空ける、栓内の内部空隙の形成とは反対の現象である。
【００１９】
本開示の例示の実施の形態は、端面がセメントで施栓された直後に、端面を非接触加熱して、多孔質セラミックハニカム体の端面で栓用セメントを急速に乾燥させ、硬化させる方法を提供する。本開示の例示の実施の形態は、端面がセメントで施栓された直後に、端面と接触せずに、加熱して、多孔質セラミックハニカム体の端面で栓用セメントを急速に乾燥させ、硬化させるシステムを提供する。ここに用いられているように、「直」および「直ちに」という用語は、５分未満、例えば、３分未満、２分未満、１分未満、３０秒未満、２０秒未満、１５秒未満、５秒未満、またさらには１秒未満の時間差を称する。これらの例示の実施の形態によれば、例えば、空隙および窪みを含む表面欠陥を減少させ、なくすために、乾燥機に入れる前に、端面でセル通路内の栓用セメントをある程度だけ乾燥させる方法およびシステムが提供される。即時の非接触乾燥後、施栓されたハニカム体を、マイクロ波または熱風乾燥機などの乾燥機内でさらに乾燥させても差し支えない。
【００２０】
図１は、比較の過程による、セメント栓を空気乾燥させた後の、ハニカム体の端面１００のクローズアップ写真を示す。そのハニカム体の端面１００は、端面１００から延在してセル通路１２０を形成する交差した多孔質セラミック壁１１０、および端面１００でいくつかの通路１２０内にある乾燥セメント栓１３０を含む。
【００２１】
図１に示されるように、部品は、その全ての内容がここに引用される、２０１１年１１月３０日に出願された米国特許出願公開第２０１３／０１３６８９３号明細書に記載されているような低温硬化セメントペーストなどの湿ったセメントペーストで施栓され、周囲条件で、例えば、１８℃から２５℃の室温（ＲＴ）および１０％から９０％の相対湿度で、空気乾燥させられた。図１から分かるように、その結果が大きい表面空隙（窪み）１４０である。
【００２２】
その湿ったセメントペーストの組成は特に限定されなかった。ここに使用した例が、表１に述べられている。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
栓用の湿ったセメントペーストの組成は、必ずしも限定されず、その例としては、無機粉末、無機結合剤、有機結合剤、液体ビヒクル、および界面活性剤、溶媒、非溶媒、滑剤、細孔形成剤などの添加剤が挙げられる。
【００２５】
例えば、前記無機粉末としては、コージエライト、溶融シリカ、ケイ酸塩、炭化ケイ素、アルミナ、酸化アルミニウム、チタン酸アルミニウム、チタニア、マグネシウム、マグネシウム安定化アルミナ、カルシウム安定化アルミナ、ジルコニア、酸化ジルコニウム、ジルコニア安定化アルミナ、イットリウム安定化ジルコニア、カルシウム安定化ジルコニア、ジルコニウムムライト(zirconium mullite)、ムライト、スピネル、マグネシア、ニオビア、セリア、窒化物、炭化物など、またはそれらの任意の組合せの粒子が挙げられる。
【００２６】
前記無機結合剤は、様々な実施の形態において、例えば、コロイド状シリカなどのように、コロイド状であることがある。使用してよい他の無機結合剤の例としては、パリゴルスカイト、自然粘土、ベントナイト、カオリン、またはセルロース系無機結合剤が挙げられる。非限定的な無機結合剤の例としては、Ｗ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ＆Ｃｏｍｐａｎｙから得られるＬｕｄｏｘ  ＨＳ（ＨＳ−４０  Ｌｕｄｏｘ（登録商標））、ＡＳ、およびＳＫなどのコロイド状シリカが挙げられる。非限定的な有機結合剤の例としては、メチルセルロースなどのセルロース材料；例えば、キサンタンガムおよびＡｃｔｉｇｕｍ（登録商標）などの多種多様なガム；およびポリビニルアルコールとその誘導体が挙げられる。例えば、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、および他のメチルセルロース誘導体、および／またはその任意の組合せなどの他の有機結合剤が、施栓用セメント組成物に使用するのに適しているであろうと考えられる。例示のメチルセルロース結合剤に、米国、ミシガン州、ミッドランド所在のＤｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから得られるＭｅｔｈｏｃｅｌ（商標）Ａ４Ｍがある。
【００２７】
特定の実施の形態によれば、前記液体ビヒクルは水であり得るが、適切な有機結合剤に対して溶解作用を示す他の液体ビヒクルを使用しても差し支えないことを理解すべきである。その液体ビヒクルは、例えば、水性組成物をペーストまたはセメントとしてハニカム体に施せるように、水性組成物に流動性またはペースト状粘稠度を与えるために含まれることがある。
【００２８】
図２は、第２の比較の過程による、図１におけるものと同じ組成のセメント栓を空気乾燥させた後の、ハニカム体の端面１５０のクローズアップ写真を示す。図２に示された部品を、５から１０分の最小の時間遅延で乾燥機に運んだ。図２から分かるように、品質は、図１に示された結果よりわずかによいが、その結果は大きい表面空隙（窪み）１４０である。
【００２９】
図３は、本開示の例示の実施の形態による、セメント栓３３０を乾燥させた後の、ハニカム体の端面２００のクローズアップ写真を示しており、その湿ったセメントペーストは、図１におけるものと同じ組成のものであった。そのハニカム体の端面２００は、端面２００から延在してセル通路３２０を形成する交差した多孔質セラミック壁３１０のマトリクス、および端面２００でいくつかの通路３２０内にある乾燥したセメント栓３３０を含む。
【００３０】
図３に示された施栓された端面２００を、端面２００で通路３２０のいくつかにおいて湿ったセメントで施栓し、その部品がその後７５℃で乾燥される前に、栓のある端面２００で１００℃の領域を生じるために、施栓された部品の端面２００から約１インチ（２．５４ｃｍ）離れて位置するホットプレートを使用して、２分間に亘り加熱した。図から分かるように、栓３３０は、滑らかで欠陥のない上面３４０を示し、表面空隙（窪み）はなくなっている。この場合、施栓後の約２０秒から３０秒以内に乾燥を開始するために、端面２００に非接触熱を加えた。
【００３１】
本開示の例示の実施の形態による栓の品質の改善を示すために図３に示された例において、施栓された端面２００を加熱するために、ホットプレートを使用したが、本開示はそのように限定されず、赤外線加熱、レーザ加熱、マイクロ波加熱、および他の放射加熱技術、熱風並びに他の伝導および対流技術等、そしてその組合せなど、他の熱源を使用して、湿ったセメントペーストを用いた施栓過程の直後に部品の端面２００を加熱しても差し支えない。ここに用いた伝導加熱は、空気、例えば、部品の端面２００を加熱する空気分子などの雰囲気を通じての伝導のような非接触伝導加熱を称する。例えば、施栓された端面２００と接触せずに、施栓された端面２００を加熱するためのホットプレートは、放射加熱構成部材、伝導加熱構成部材、および対流加熱構成部材を有してもよい。
【００３２】
本開示の例示の実施の形態による方法およびシステムが、図４、５、および６に関して記載されている。
【００３３】
前記方法は、ハニカム体４００を施栓する工程を含む。図４は、施栓された端面４０２でのハニカム体４００の部分側面図を示す。ハニカム体４００は、交差した壁４１０のマトリクスによって画成された実質的に平行な縦セル４０４のアレイを有する。セル４０４は、その柱状体の互いに反対の端面の間に延在する。セル４０４は、交差した多孔質セラミック壁４１０のマトリクスにより画成される。セル４０４および壁４１０は表皮と隣接しており、その表皮は、円形、楕円形、または他の形状を有することがある。セル４０４は、正方形、六角形、円形、およびその組合せなど、どの適切な断面を有してもよい。排気微粒子濾過用途について、ハニカム体４００は、コージエライト、チタン酸アルミニウム、または炭化ケイ素などのセラミック材料から製造することができる。ハニカム体４００を製造するために、どの適切な方法を使用してもよい。施栓後、端面４０２から測定された深さＤまで湿ったセメントペーストが充填されたいくつかの通路４０６を有するハニカム体４００を乾燥させ、硬化させ、または焼成して、栓４０８および施栓されたハニカム体を形成する。例えば、Ｄは、３ｍｍ超から１５ｍｍであり得る。
【００３４】
図５および６は、本開示の例示の実施の形態による、ハニカム体のセルを施栓するためのシステムおよび方法の側面図である。選択された通路を施栓するために、開示された湿ったセメントペーストなどの水性組成物を、いくつかの施栓方法の内の１つによって、所望の多孔質セラミックハニカム体の選択された開放セル中に所望の施栓パターンおよび所望の深さで押し込むことができる。例えば、施栓は、米国特許第６６７３３００号明細書に開示され記載されたものなどのマスキング装置および方法、ＰＣＴ公報の国際出願第ＵＳ２００８／０１３００９号明細書、および米国特許出願公開第２００９／０２８６０４１号明細書に開示され記載された壁流式形態を使用して、行うことができる。これらの公報の全ての内容が、ここに引用される。
【００３５】
施栓されたハニカム体を製造する前記方法は、ハニカム体５００の第１の端面５０２に、中を開口が通る可撓性マスクなどの第１のマスク５０４を接触させる工程を含む。第１のマスク５０４は、シリコーンポリマーまたは他の非反応性高分子などの材料から作ることができ、薄膜に形成することができる。その方法は、第１のマスク５０４が第１の端面５０２と接触している間に、湿ったセメントペーストなどの栓用媒体５０６を、第１のマスク５０４を通じて、ハニカム体５００の第１の端面５０２中に注入する工程をさらに含む。
【００３６】
栓用媒体５０６は、注入された栓用媒体５０６のさらなる硬化または乾燥または焼成の際に、第１の端面５０２のセル５０８の少なくともいくつかの中に栓５１０を最終的に形成するために、そのセル中に注入される。第１の端面５０２のセル５０８の少なくともいくつかの中に栓５１０を最終的に形成するために、ピストン５１０が、そのセルの中に栓用媒体５０６のスラグ５１２を圧入することができる。セル５０８の少なくともいくつかの中に形成された栓５１０は、第１の端面５０２と同一平面または実質的に同一平面にあることが好ましい。その方法は、第１の端面５０２から第１のマスク５０４を除去する、すなわち、第１のマスク５０４と第１の端面５０２との間の接触を終了する工程をさらに含む。
【００３７】
次に、第１の端面５０２は、発熱素子５２０により直ちに非接触加熱される。発熱素子５２０は、電熱器、赤外線ヒーター、レーザヒーター、マイクロ波加熱器、および他の放射加熱式ヒーター、熱風、熱風送風機、並びに他の伝導および対流加熱器など、並びにそれらの組合せなど、どの適切なヒーターであってもよい。発熱素子５２０は、第１の端面５０２に面するように第１の端面５０２に近接して配置されている。発熱素子５２０は、発熱素子５２０（熱源）が第１の端面５０２と接触しないように、距離５２２だけ第１の端面５０２から間隔が空けられている。栓用媒体５０６が第１の端面５０２のセル５０８の少なくともいくつかの中に注入された直後に、熱５２４が印加され、それは、放射、雰囲気などによる伝導、および／または移動する雰囲気、例えば、第１の端面５０２への熱風の吹き付けなどの対流であり得る。例えば、第１の端面５０２は、栓用媒体５０６が第１の端面５０２のセル５０８の少なくともいくつかの中に注入された直後、または第１のマスク５０４と第１の端面５０２との間の接触を終了した直後に、発熱素子５２０により非接触加熱される。
【００３８】
図６は、熱源５２０が、第１の端面５０２から間隔が空けられて、第１の端面５０２に近接して配置された熱源５２０、および第１の端面５０２でセル通路５０８の少なくともいくつかの中の湿った栓用セメント５０６をある程度しか乾燥させないような第１の端面５０２の熱源５２０による加熱を示す。発熱素子５２０などの熱源は、第１の端面５０２に面することができる。発熱素子５２０などの熱源は、第１の端面５０２から０．１ｃｍから１２．７ｃｍ、間隔を空けることができる。
【００３９】
いくつかの実施の形態において、第１の端面５０２の栓用媒体５０６は、発熱素子５２０による非接触加熱の結果として、ある程度しか乾燥していない。いくつかの実施の形態において、発熱素子５２０による非接触加熱の結果として、発熱素子５２０により近い、図４の４７０などの栓用媒体５０６は、乾燥しているが、図４の４８０などの、発熱素子５２０からさらに離れた栓用媒体は、湿ったままである。例えば、発熱素子５２０は、セル通路５０８の少なくともいくつかの中に少なくとも０．１ｍｍの深さ４７０まで、第１の端面５０２でセル通路５０８の少なくともいくつかの中の栓用セメント５０６を乾燥させる。例えば、発熱素子５２０は、セル通路５０８の少なくともいくつかの中に少なくとも０．５ｍｍの深さ４７０まで、例えば、セル通路５０８の少なくともいくつかの中に少なくとも１ｍｍ、２ｍｍ、５ｍｍ、またさらには１０ｍｍの深さ４７０まで、第１の端面５０２でセル通路５０８の少なくともいくつかの中の栓用セメント５０６を乾燥させる。発熱素子５２０は、セル通路５０８の少なくともいくつかの中に栓深さの９０％以下の深さ４７０まで、例えば、セル通路５０８の少なくともいくつかの中に栓深さの８０％、６０％、５０％、３０％、またさらには１０％以下の深さ４７０まで、第１の端面５０２でセル通路５０８の少なくともいくつかの中の栓用セメント５０６を乾燥させる。
【００４０】
前記方法は、発熱素子５２０による第１の端面５０２の加熱を終了する工程をさらに含む。１つの実施の形態において、栓用セメント５０６は、発熱素子５２０による非接触加熱が終了した後に、第１の端面５０２と同一平面にある。１つの実施の形態において、第１の端面５０２は、１秒から１５分の範囲の期間に亘り、発熱素子５２０により非接触加熱される。別の実施の形態において、第１の端面５０２は、１０秒から５分の範囲の期間に亘り、発熱素子５２０により非接触加熱される。別の実施の形態において、第１の端面５０２は、１０秒から６０秒の範囲の期間に亘り、発熱素子５２０により非接触加熱される。別の実施の形態において、第１の端面５０２は、１５秒から１８０秒の範囲の期間、例えば、３分、またさらには２分に亘り、発熱素子５２０により非接触加熱される。別の実施の形態において、第１の端面５０２は、１０秒から３０秒の範囲の期間に亘り、発熱素子５２０により非接触加熱される。１つの実施の形態において、第１の端面５０２は、３７℃より高いが３００℃より低い温度で、発熱素子５２０により非接触加熱される。１つの実施の形態において、第１の端面５０２は、発熱素子５２０による非接触加熱によって、６５℃より高いが２８８℃より低い温度に維持される。１つの実施の形態において、第１の端面５０２は、６７℃より高いが３００℃より低い温度に維持される。別の実施の形態において、第１の端面５０２は、７５℃より高いが３００℃より低い温度に維持される。別の実施の形態において、第１の端面５０２は、９３℃より高いが３００℃より低い温度に維持される。１つの実施の形態において、第１の可撓性マスク５０４を通じての栓用媒体５０６の注入は、第１の位置で行われ、第１の端面５０２は、その第１の位置とは異なる第２の位置で発熱素子５２０により非接触加熱される。
【００４１】
前記方法は、ハニカム体５００の第２の端面５２８を、その中を開口が通る可撓性マスクなどの第２のマスクと接触させる工程をさらに含む。第１の端面５０２に施栓するための上述した過程を、第２の端面５２８に繰り返すことができる。湿った栓用セメント５０６を、第１の端面５０２で湿った栓用セメント５０６が注入されていない、第２の端面５２８でのセル通路４０４の少なくともいくつかの中に注入することができる。発熱素子５２０などの熱源は、第２の端面５２８に近接し、第２の端面５２８から間隔を空けて配置して、熱源５２０により第２の端面５２８を非接触加熱して、第２の端面５２８でセル通路４０４の少なくともいくつかの中の栓用媒体５０６をある程度だけ乾燥させることができる。
【００４２】
第１の端面５０２と第２の端面５２８を施栓する工程、および第１の端面５０２と第２の端面５２８を非接触乾燥させる工程は、同時に行っても、順次行っても差し支えない。いくつかの実施の形態において、前記ハニカム体は、次に、ハニカム体５００の端面中に注入された栓用媒体５０６を完全に乾燥させられるように、乾燥環境に曝される。
【００４３】
所望の性能を達成するために、様々な施栓パターンを使用してよい。一般的な施栓パターンの１つに市松模様がある。一例として、図４は、施栓されていない通路４０４の各々が、施栓された通路４０６と全ての側面で隣接しており、その逆も同様である、市松模様を示している。いくつかの実施の形態において、各通路の一端だけが施栓される一方で、他端が開いたままとなっている。ハニカム体の入口端面で端部が施栓された通路は、出口通路と称することができる。ハニカム体の出口端面で端部が施栓された通路は、入口通路と称することができる。一般に、高効率微粒子濾過に使用される施栓されたハニカム体は、ハニカム体に入る流れが、ハニカム体を出る前に、多孔質セル壁を押し通され、その多孔質セル壁がその流れから分離された粒状物質を収集するように、ハニカム体の両方の端面で選択的に配列された栓を有する。
【００４４】
本開示の例示の実施の形態によれば、先に記載されたように、施栓されたハニカム体を製造するためのシステムは、ハニカム体５００の端面５０２から延在する少なくともいくつかのセル通路５０８中に湿った栓用セメント５０６を注入するように構成された注入部材５１０、およびハニカム体５００の端面５０２に面するように構成され、接触せずに端面５０２を加熱して、端面５０２でセル通路５０８の少なくともいくつかの中の湿った栓用セメント５０６をある程度しか乾燥させないように構成された発熱素子５２０を備える。
【００４５】
そのシステムは、ハニカム体５００を移動させて、端面５０２でセル通路５０８の少なくともいくつかの中に湿った栓用セメント５０６を有する端面５０２を発熱素子５２０に暴露するように構成されたコンベヤ５３０をさらに備えることができる。コンベヤ５３０は、ガントリー、コンベヤベルト、トレイなど、およびそれらの組合せであり得る。そのコンベヤは、５分以内で、例えば、３分以内、２分以内、３０秒以内、２０秒以内、１０秒以内、５秒以内、またさらには１秒以内で、端面５０２を注入部材５１０から、発熱素子５２０に面するように移動させるように構成されている。
【００４６】
本開示の例示の実施の形態の利点は、余計な過程を含まないことである。何故ならば、上述したような発熱部材などの熱源を、施栓されたハニカム体が、現行の施栓システム内にある乾燥機に移動するときに、端面を加熱するように配置することができるからである。発熱部材などの熱源は、上述したような、窪みなどの表面空隙および栓と壁との隔たりの対立する問題を避けるために容易に調整できる。また、本開示の例示の実施の形態の利点に、セメント栓における窪みなどの欠陥がなくなることがある。
【００４７】
本開示の目的に関して、「Ｘ、Ｙ、およびＺの少なくとも１つ」は、Ｘのみ、Ｙのみ、Ｚのみ、もしくは２つ以上の項目Ｘ、Ｙ、およびＺの任意の組合せ（例えば、ＸＹＺ、ＸＹＹ、ＹＺ、ＺＺ）として考えることができることが理解されよう。
【００４８】
本明細書中の例示の実施の形態の言及および本明細書中の同様の言語は、同じ実施の形態を称することがあるが、必ずしもそうではない。さらに、例示の実施の形態に関してここに記載された主題の特性、構造、または特徴は、１つ以上の例示の実施の形態において、どの適切な様式で組み合わせてもよい。
【００４９】
本開示の精神または範囲から逸脱せずに、本開示に様々な改変および変更を行えることが、当業者に明白であろう。それゆえ、付随の特許請求の範囲は、本開示の改変および変更を、それらが付随の特許請求の範囲およびその等価物の範囲内に入るという条件で、含むことが意図されている。
【００５０】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００５１】
実施形態１
施栓されたハニカム体を製造する方法において、
その第１の端面から第２の端面まで延在するセル通路を画成する交差壁のマトリクスを含むハニカム体の該第１の端面を、開口を有する第１のマスクと接触させる工程、
前記第１のマスクの開口を通して、前記第１の端面で前記セル通路の少なくともいくつかの中に湿った栓用セメントを注入する工程、
前記第１の端面から前記第１のマスクを除去する工程、
前記第１の端面に近接して熱源を配置する工程であって、該熱源は、該第１の端面から間隔が空けられている、工程、および
前記第１の端面を前記熱源で加熱して、該第１の端面で前記セル通路の前記少なくともいくつかの中にある前記湿った栓用セメントをある程度だけ乾燥させる工程、
を有してなる方法。
【００５２】
実施形態２
前記ハニカム体が多孔質セラミックである、実施形態１に記載の方法。
【００５３】
実施形態３
前記湿った栓用セメントが、
無機粉末、
コロイド状無機結合剤、および
液体ビヒクル、
を含む、実施形態１または２に記載の方法。
【００５４】
実施形態４
前記配置する工程が、前記ハニカム体を前記熱源に対して移動させる工程を含む、実施形態１から３いずれか１つに記載の方法。
【００５５】
実施形態５
前記第１の端面に近接して熱源を配置する工程が、前記湿った栓用セメントを注入してから５分以内に行われる、実施形態１から４いずれか１つに記載の方法。
【００５６】
実施形態６
前記熱源が前記第１の端面から、０．１ｃｍから１２．７ｃｍ、間隔が空けられている、実施形態１から５いずれか１つに記載の方法。
【００５７】
実施形態７
前記第１の端面を前記熱源で加熱する工程が、７５℃より高い温度に加熱する工程を含む、実施形態１から６いずれか１つに記載の方法。
【００５８】
実施形態８
前記第１の端面を前記熱源で加熱する工程が、３分未満に亘り行われて、前記第１の端面で前記セル通路の前記少なくともいくつかの中の前記栓用セメントをある程度乾燥させる、実施形態１から７いずれか１つに記載の方法。
【００５９】
実施形態９
前記第１の端面を前記熱源で加熱する工程が、前記セル通路の前記少なくともいくつかの中に少なくとも０．５ｍｍの深さまで、該第１の端面で前記セル通路の該少なくともいくつかの中の前記栓用セメントを乾燥させるように行われる、実施形態１から８いずれか１つに記載の方法。
【００６０】
実施形態１０
前記第１の端面を前記熱源で加熱する工程が、前記セル通路の前記少なくともいくつかの中に栓深さの８０％以下の深さまで、該第１の端面で前記セル通路の該少なくともいくつかの中の前記栓用セメントを乾燥させるように行われる、実施形態１から９いずれか１つに記載の方法。
【００６１】
実施形態１１
前記第１の端面に近接して熱源を配置する工程が、乾燥機の外側で行われる、実施形態１から１０いずれか１つに記載の方法。
【００６２】
実施形態１２
前記第１の端面を前記熱源で加熱して、該第１の端面で前記セル通路の前記少なくともいくつかの中にある前記栓用セメントをある程度だけ乾燥させた後、前記ハニカム体を乾燥機内に配置する工程、および該ハニカム体を乾燥させる工程をさらに含む、実施形態１から１１いずれか１つに記載の方法。
【００６３】
実施形態１３
前記熱源が、誘導熱源、放射熱源、対流熱源、および伝導熱源の少なくとも１つを含む、実施形態１から１２いずれか１つに記載の方法。
【００６４】
実施形態１４
前記熱源が、ホットプレート、熱風源、赤外線（ＩＲ）源、およびマイクロ波源の少なくとも１つを含む、実施形態１から１３いずれか１つに記載の方法。
【００６５】
実施形態１５
前記湿った栓用セメントを、前記第１の端面で前記湿った栓用セメントが注入されていない前記セル通路の少なくともいくつかの中に、前記第２の端面で注入する工程、
前記第２の端面に近接して熱源を配置する工程であって、該熱源が、該第２の端面から間隔が空けられている、工程、および
前記第２の端面を前記熱源で加熱して、該第２の端面で前記セル通路の前記少なくともいくつかの中にある前記栓用セメントをある程度だけ乾燥させる工程、
をさらに含む、実施形態１から１４いずれか１つに記載の方法。
【００６６】
実施形態１６
施栓されたハニカム体を製造するためのシステムであって、
ハニカム体の端面から延在する少なくともいくつかのセル通路中に湿った栓用セメントを注入するように構成された注入部材、および
前記ハニカム体の端面に面するように構成され、接触せずに該端面を加熱して、該端面で前記セル通路の前記少なくともいくつかの中にある前記湿った栓用セメントをある程度だけ乾燥させるように構成されたヒーター部材、
を備えるシステム。
【００６７】
実施形態１７
前記ハニカム体を移動させて、前記湿った栓用セメントを有する前記端面を前記ヒーター部材に暴露させるコンベヤをさらに備える、実施形態１６に記載のシステム。
【００６８】
実施形態１８
前記コンベヤが、５分以内で、前記端面を前記注入部材から、ヒーター部材に面するようにするように構成されている、実施形態１６または１７に記載のシステム。
【００６９】
実施形態１９
前記ヒーター部材が、前記端面から、０．１ｃｍから１２．７ｃｍ、間隔が空けられている、実施形態１６から１８いずれか１つに記載のシステム。
【００７０】
実施形態２０
前記ヒーター部材が、前記端面を７５℃より高い温度に加熱するように構成されている、実施形態１６から１９いずれか１つに記載のシステム。
【００７１】
実施形態２１
前記ヒーター部材が、前記端面を３分未満に亘り加熱して、該端面で前記セル通路の前記少なくともいくつかの中の前記栓用セメントをある程度だけ乾燥させるように構成されている、実施形態１６から２０いずれか１つに記載のシステム。
【００７２】
実施形態２２
前記ヒーター部材が、前記端面を加熱して、前記セル通路の前記少なくともいくつかの中に少なくとも０．５ｍｍの深さまで、該端面で該セル通路の該少なくともいくつかの中の前記栓用セメントを乾燥させるように構成されている、実施形態１６から２１いずれか１つに記載のシステム。
【００７３】
実施形態２３
前記ヒーター部材が、前記端面を加熱して、前記セル通路の前記少なくともいくつかの中に栓深さの８０％以下の深さまで、該端面で該セル通路の該少なくともいくつかの中の前記栓用セメントを乾燥させるように構成されている、実施形態１６から２２いずれか１つに記載のシステム。
【００７４】
実施形態２４
前記栓用セメントを完全に乾燥させるように構成された乾燥機をさらに備える、実施形態１６から２３いずれか１つに記載のシステム。
【００７５】
実施形態２５
前記システムが乾燥機を備えない、実施形態１６から２３いずれか１つに記載のシステム。
【００７６】
実施形態２６
前記ヒーター部材が、誘導熱源、放射熱源、対流熱源、および伝導熱源の少なくとも１つを含む、実施形態１６から２５いずれか１つに記載のシステム。
【符号の説明】
【００７７】
１００、１５０、２００    ハニカム体の端面
１１０、３１０    多孔質セラミック壁
１２０、３２０    通路
１３０、３３０    乾燥セメント栓
１４０    表面空隙（窪み）
３４０    欠陥のない上面
４００、５００    ハニカム体
４０２    施栓された端面
４０４    縦セル
４０６    深さＤまで湿ったセメントペーストが充填されたいくつかの通路
４０８    栓
４１０    壁
５０２    第１の端面
５０４    第１のマスク
５０６    栓用媒体
５０８    セル
５１０    栓、ピストン
５２０    発熱素子
５２４    熱
５２８    第２の端面
５３０    コンベヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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