(57)【要約】  最外周セルに目封止部を形成する際に、その最外周セルに隣接する他のセルの内周面やハニカム構造体の外周壁に、目封止用スラリーが付着するのを防止する。通常セル９ｃの平均セルピッチから算出された位置であって、ハニカム構造体２の端面の外周より内側にあるものを最外周セル９ｄの位置と認識し、それに基づいてシート１３の目封止すべき最外周セル９ｄに対応した位置に、複数のマス目１７に分割された仮想穿孔領域１５を設け、各仮想穿孔領域１５において、複数のマス目１７の少なくとも１つに穿孔する穿孔処理を行う。各仮想穿孔領域１５における穿孔するマス目１７の位置及び個数は、各仮想穿孔領域１５が対応した目封止すべき最外周セル９ｄの位置によって個別に設定する。
2015146293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質の隔壁によって、二つの端面の間を連通する複数のセルが区画形成されたハニカム構造体と、前記各セルの二つの開口端のうちの何れか一方を目封止するように配設された目封止部とを備え、前記複数のセルが、前記ハニカム構造体の最外周部に位置する最外周セルと、前記最外周セル以外の通常セルとからなる目封止ハニカム構造体の製造方法であって、
ハニカム構造体の端面に透明なシートを貼着して、当該端面を撮像した後、前記通常セルについては、撮像した画像を画像処理することによりその位置を認識し、それに基づいて前記シートの目封止すべき前記通常セルに対応した位置に穿孔処理を行い、前記最外周セルについては、前記画像処理によりその位置が認識された前記通常セルの平均セルピッチから算出された位置であって、前記ハニカム構造体の端面の外周より内側にあるものを前記最外周セルの位置と認識し、それに基づいて前記シートの目封止すべき前記最外周セルに対応した位置に、複数のマス目に分割された仮想穿孔領域を設け、前記各仮想穿孔領域において、前記複数のマス目の少なくとも１つに穿孔する穿孔処理を行い、この穿孔処理が、前記各仮想穿孔領域における穿孔する前記マス目の位置及び個数を、前記各仮想穿孔領域が対応した目封止すべき前記最外周セルの位置によって個別に設定するものであり、前記穿孔処理の後、前記目封止部の材料をスラリー化した目封止用スラリーに前記ハニカム構造体の端部を浸漬し、前記穿孔処理により前記シートに形成された孔を通じて、前記目封止すべきセルの端部に前記目封止用スラリーを充填して前記目封止部を形成する目封止ハニカム構造体の製造方法。
【請求項２】
前記各仮想穿孔領域における穿孔するマス目の位置及び個数を、その穿孔により穿たれる孔が、目封止すべき前記最外周セルの開口範囲内のみに存在するように設定する請求項１に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
【請求項３】
前記穿孔処理を、レーザーを使用して実施する請求項１又は２に記載の目封止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、ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）等に使用される、各セルの一端部が目封止されたハニカム構造体（目封止ハニカム構造体）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には、環境汚染の原因となるような炭素を主成分とする粒子状物質（パティキュレートマター（ＰＭ））が多量に含まれている。そのため、それらの排気系には、ＰＭを捕集（濾過）するためのフィルター（ＤＰＦ）が搭載されることが一般的である。【０００３】
通常、このような目的で使用されるフィルターには、図１３及び図１４に示すように、ハニカム構造体２と、目封止部１１とを備える目封止ハニカム構造体１が用いられる。ハニカム構造体２は、多孔質の隔壁７によって、二つの端面３，５の間を連通する複数のセル９が区画形成された構造を有する。目封止部１１は、前記各セル９の二つの開口端のうちの何れか一方を目封止するように、ハニカム構造体２の一方の端面３側と他方の端面５側とで相補的な市松模様状となるように配設されている。【０００４】
排ガスは、このような目封止ハニカム構造体１からなるフィルターの一方の端面３から内部に流入し、排ガス中に含まれるＰＭが除去された後、他方の端面５から流出する。具体的には、まず排ガスは、このフィルターの一方の端面３において端部が封止されておらず他方の端面５において端部が封止されたセル９ｂ内に流入する。次いで、セル９ｂに流入した排ガスは、多孔質の隔壁７を透過して、一方の端面３において端部が封止され他方の端面５において端部が封止されていないセル９ａ内に移動する。そして、排ガスが、多孔質の隔壁７を透過する際に、この隔壁７が濾過層となり、排ガス中のＰＭが隔壁７に捕捉され隔壁７上に堆積する。こうして、ＰＭが除去され、セル９ａ内に移動した排ガスは、その後、他方の端面５から外部に流出する。【０００５】
上記のような目封止ハニカム構造体の製造方法として、特許文献１に記載されているような方法が知られている。この方法では、まず、ハニカム成形体の端面に、透明なシート等を貼着して、当該端面を撮像する。次いで、撮像した画像を画像処理することにより各セルの位置を認識し、それに基づいて前記シートの目封止すべきセルに対応した位置にレーザー加工等により穿孔処理を行う。その後、目封止部の材料をスラリー化した目封止用スラリーにハニカム構造体の端部を浸漬し、穿孔処理によりシートに形成された孔から、目封止すべきセルの端部に目封止用スラリーを充填して目封止部を形成する。【０００６】
この製造方法では、前記の通り、セルの位置を画像処理により認識する。具体的には、まず、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）カメラ等により撮像されたハニカム構造体の端面の画像を二値化処理する。そして、二値化処理後の画像中の一塊の黒い像が所定のセル形状（例えば四角形）を成しているか、あるいは所定のセル面積の一定割合（例えば８０％以上）に達している場合に、その像をセルとみなし、その位置を認識する。尚、所定のセル形状を成していなかったり、所定のセル面積の一定割合に達していない像は、ハニカム構造体の端面に付着した埃等の異物とみなし、その位置に誤って穿孔処理を施さないようにしている。【０００７】
しかしながら、セルの内、ハニカム構造体の最外周部に位置するセル（最外周セル）は、他のセル（通常セル）に比して、一部分が欠けた形状をしており、面積も小さくなっているため、前記のような画像処理では、セルとしてその位置が認識されない場合が多い。そして、画像処理でその位置が認識されなかった最外周セルは、本来は目封止されるべきものであったとしても、シートの当該最外周セルに対応した位置には穿孔処理がなされず、当該最外周セルに目封止用スラリーが充填されない。このため、結果的に目封止部が形成されず、両端部とも開放されたままの最外周セルが残ることになる。【０００８】
このような両端部とも開放されたままの最外周セルにおいては、それに流入した排ガス中のＰＭの大部分が捕捉されることなくハニカム構造体を通過することになるため、当該セルの存在はフィルターとしての性能を低下させる要因となる。【０００９】
尚、従来の穿孔処理では、シートの通常セルに対応した位置に穿たれる孔の大きさと、シートの最外周セルに対応した位置に穿たれる孔の大きさとが同一であるのが一般的である。このため、特許文献１に記載された方法を実施するに当たり、目封止部が形成されない最外周セルの発生を防止すべく、二値化処理後の画像中において、所定のセル面積に対する面積割合が比較的小さい像までセルとみなした場合、以下のような問題が生じる。【００１０】
即ち、所定のセル面積に対する面積割合が比較的小さい像までセルとみなした場合、シートのそのセル（像）に対応した位置に穿たれる孔が、そのセルの開口範囲内に収まらず、隣接する他のセルやハニカム構造体の外周よりも外側にまで達することがある。そして、このような場合には、シートに形成された孔を通過した目封止用スラリーが、隣接する他のセルやハニカム構造体の外側にまで漏れて、当該他のセルの内周面やハニカム構造体の外周壁に付着してしまう。その結果、目封止部を形成した後に、前記のように隣接する他のセルの内周面やハニカム構造体の外周壁に付着した目封止用スラリーを除去する工程が必要となり、製造工程数の増加と、それに伴う製造コストの上昇を招く。【００１１】
また、目封止部が形成されない最外周セルの発生を防止するための目封止ハニカム構造体の製造方法としては、特許文献２に記載されているような方法が提案されている。この方法では、通常セルについては、特許文献１に記載された方法と同様に、撮像したハニカム構造体の端面の画像を画像処理することにより、その位置を認識し、それに基づいてシートの目封止すべきセルに対応した位置に穿孔処理を行う。一方、最外周セルについては、前記画像処理により認識された通常セルの位置から算出された平均セルピッチからその位置を算出して認識し、それに基づいてシートの目封止すべきセルに対応した位置に穿孔処理を行う。このように、最外周セルの位置を、最外周セル自身の画像によって認識するのではなく、通常セルの平均セルピッチから、最外周セルの位置を算出して認識することにより、シートの目封止されるべき最外周セルに対応した位置に、確実に穿孔処理がなされる。そして、その結果、画像処理では、セルとしてその位置が認識されないような小さな最外周セルにも、目封止用スラリーが充填され、封止部が形成される。【００１２】
しかしながら、通常セルの平均セルピッチのみから、最外周セルの位置を算出して認識する方法では、認識された最外周セルの位置が、ハニカム構造体の端面の外周よりも外側の位置となることがある。そして、このような場合には、シートのハニカム構造体の端面の外周よりも外側の位置にまで、穿孔処理が行われ、この穿孔処理により形成された孔を通過した目封止用スラリーは、ハニカム構造体の外側に漏れ出して、ハニカム構造体の外周壁に付着してしまう。その結果、目封止部を形成した後に、前記のようにハニカム構造体の外周壁に付着した目封止用スラリーを除去する工程が必要となり、製造工程数の増加と、それに伴う製造コストの上昇を招く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−３００９２２号公報
【特許文献２】国際公開第２００８／０８１６４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、最外周セルに目封止部を形成する際に、その最外周セルに隣接する他のセルの内周面やハニカム構造体の外周壁に、目封止用スラリーが付着するのを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明によれば、以下の目封止ハニカム構造体の製造方法が提供される。【００１６】
［１］  多孔質の隔壁によって、二つの端面の間を連通する複数のセルが区画形成されたハニカム構造体と、前記各セルの二つの開口端のうちの何れか一方を目封止するように配設された目封止部とを備え、前記複数のセルが、前記ハニカム構造体の最外周部に位置する最外周セルと、前記最外周セル以外の通常セルとからなる目封止ハニカム構造体の製造方法であって、ハニカム構造体の端面に透明なシートを貼着して、当該端面を撮像した後、前記通常セルについては、撮像した画像を画像処理することによりその位置を認識し、それに基づいて前記シートの目封止すべき前記通常セルに対応した位置に穿孔処理を行い、前記最外周セルについては、前記画像処理によりその位置が認識された前記通常セルの平均セルピッチから算出された位置であって、前記ハニカム構造体の端面の外周より内側にあるものを前記最外周セルの位置と認識し、それに基づいて前記シートの目封止すべき前記最外周セルに対応した位置に、複数のマス目に分割された仮想穿孔領域を設け、前記各仮想穿孔領域において、前記複数のマス目の少なくとも１つに穿孔する穿孔処理を行い、この穿孔処理が、前記各仮想穿孔領域における穿孔する前記マス目の位置及び個数を、前記各仮想穿孔領域が対応した目封止すべき前記最外周セルの位置によって個別に設定するものであり、前記穿孔処理の後、前記目封止部の材料をスラリー化した目封止用スラリーに前記ハニカム構造体の端部を浸漬し、前記穿孔処理により前記シートに形成された孔を通じて、前記目封止すべきセルの端部に前記目封止用スラリーを充填して前記目封止部を形成する目封止ハニカム構造体の製造方法。【００１７】
［２］  前記各仮想穿孔領域における穿孔するマス目の位置及び個数を、その穿孔により穿たれる孔が、目封止すべき前記最外周セルの開口範囲内のみに存在するように設定する［１］に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。【００１８】
［３］  前記穿孔処理を、レーザーを使用して実施する［１］又は［２］に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法によれば、ハニカム構造体の最外周セルに目封止部を形成する際に、その最外周セルに隣接する他のセルの内周面やハニカム構造体の外周壁に、目封止用スラリーが付着するのを防止することができる。その結果、目封止部を形成した後に、前記のように隣接する他のセルの内周面やハニカム構造体の外周壁に付着した目封止用スラリーを除去する工程が不要となり、製造工程数の減少と、それに伴う製造コストの低下を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ハニカム構造体の端面を示す概略平面図である。
【図２】ハニカム構造体の端面にシートを貼着する方法を示す概略斜視図である。
【図３】シートの目封止すべき最外周セルに対応した位置に仮想穿孔領域を設けた状態を示す概略平面図である。
【図４】最外周セルの位置の表し方の一例を説明するための概略平面図である。
【図５】１２０°方向に位置する最外周セルの形状と、その最外周セルに対応した位置に設けられた仮想穿孔領域における穿孔するマス目の位置及び個数を示す部分拡大図である。
【図６】９５°方向に位置する最外周セルの形状と、その最外周セルに対応した位置に設けられた仮想穿孔領域における穿孔するマス目の位置及び個数を示す部分拡大図である。
【図７】８０°方向に位置する最外周セルの形状と、その最外周セルに対応した位置に設けられた仮想穿孔領域における穿孔するマス目の位置及び個数を示す部分拡大図である。
【図８】実施例１における穿孔処理の方法を説明するための概略平面図である。
【図９】比較例１における穿孔処理の方法を説明するための概略平面図である。
【図１０】比較例２における穿孔処理の方法を説明するための概略平面図である。
【図１１】比較例１における目封止部形成後の状態を示す概略平面図である。
【図１２】比較例２における目封止部形成後の状態を示す概略平面図である。
【図１３】目封止ハニカム構造体の基本的な構造を示す一端面側から見た概略平面図である。
【図１４】目封止ハニカム構造体の基本的な構造を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の代表的な実施形態について具体的に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。尚、本明細書において、単に「ハニカム構造体」というときは、目封止部を有していない（目封止部を形成する前の）ハニカム構造体を意味するものとする。
【００２２】
図１は、ハニカム構造体の端面を示す概略平面図である。本発明は、多孔質の隔壁によって、二つの端面の間を連通する複数のセルが区画形成されたハニカム構造体と、前記各セルの二つの開口端のうちの何れか一方を目封止するように配設された目封止部とを備える目封止ハニカム構造体の製造方法である。フィルター等の用途に使用するハニカム構造体は、このように各セルの二つの開口端のうちの何れか一方を目封止する必要があり、そのためには、まず、ハニカム構造体の端面上においてセルの位置を認識する必要がある。本発明においては、ハニカム構造体の最外周部に位置する最外周セル９ｄと、最外周セル９ｄ以外の通常セル９ｃとで、異なる方法によりセルの位置を認識する。
【００２３】
即ち、通常セル９ｃについては、図２のように、ハニカム構造体２の端面に透明なシート１３を貼着して、当該端面を撮像した後、撮像した画像を画像処理することによりその位置を認識する。シート１３には、市販の粘着シートを使用することができる。ハニカム構造体２の端面を撮像するための撮像装置については、特に限定されるものではないが、ＣＣＤカメラやＸ線ＣＴ（ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャナー等を好適に用いることができる。ＣＣＤカメラとしては、例えば、キーエンス社製の高精度ＣＣＤカメラなどが好適に使用できる。また、ここで言う「画像処理」とは、具体的には「二値化処理」を意味する。「二値化処理」は、画像データを例えば２５６階調に色分けし、閾値を境界として、これより輝度の高い部分を白、低い部分を黒とする白黒のみの二値画像に変換する処理である。この二値化処理により、ハニカム構造体の隔壁部分（白）とセル部分（黒）とを識別することができる。
【００２４】
こうして画像処理が施されたハニカム構造体の端面の画像中において、一塊の黒い像が所定のセル形状（例えば四角形）を成しているか、あるいは所定のセル面積の一定割合（例えば８０％以上）に達している場合に、その像をセルとみなし、その位置を認識する。最外周セル９ｄが、ハニカム構造体２の外周壁６と接することによって、本来のセル形状の一部を欠いているのに対し、通常セル９ｃは、ハニカム構造体の製造過程において多少の変形が生じていたとしても、ほぼ本来のセル形状とセル面積とを保っている。このため、通常セル９ｃは、このような画像処理によって、ほぼ確実にセルとみなされる。このようにハニカム構造体２の端面上において通常セル９ｃの位置を認識した後、その認識された位置に基づいて、当該端面に貼着されたシート１３の目封止すべき通常セル９ｃに対応した位置に穿孔処理を行う。
【００２５】
尚、ハニカム構造体２の端面を撮像するに際しては、シートを貼着する前に当該端面に付着した埃等の異物をエアーの吹き付け等によって除去しておくことが、画像処理後のセル認識時において、セルと異物との誤認を回避する観点から好ましい。また、同様の観点から、画像処理が施された画像中の一塊の像の内、当該像を構成する画素数が所定の画素数以下であるものを埃等の異物とみなして判断対象から排除するようにしても良い。
【００２６】
一方、最外周セル９ｄは、ハニカム構造体２の外周壁６と接することによって、本来のセル形状の一部を欠いているため、画像処理によって認識するのは困難である。そこで、本発明では、前記画像処理によって認識された通常セル９ｃの位置から平均セルピッチｐを算出し、その平均セルピッチｐから最外周セル９ｄの位置を算出する。具体的には、図１中に矢印Ａ１，Ａ２で示すセルの並び方向において、通常セル９ｃの内で最も外周側にあるセル（最外周セルに隣接する通常セル）から、ハニカム構造体２の外周側に平均セルピッチｐ分移動した位置を最外周セル９ｄの位置として認識する。
【００２７】
但し、通常セル９ｃの平均セルピッチｐのみから、最外周セルの位置を算出して認識する方法では、認識された最外周セルの位置が、ハニカム構造体２の端面の外周８よりも外側の位置（例えば、図１における矢印Ａ３の先端位置）となることがある。このため、本発明では、前記のように、通常セル９ｃの平均セルピッチｐから算出された位置であって、かつ、ハニカム構造体２の端面の外周８より内側にあるもののみを最外周セル９ｄの位置と認識する。尚、ハニカム構造体２の端面の外周８の位置は、前記画像処理のために撮像されたハニカム構造体２の端面の画像から容易に特定することができる。
【００２８】
このように最外周セル９ｄの位置を認識した後、図３に示すように、その認識された位置に基づいて、ハニカム構造体２の端面に貼着されたシート１３の目封止すべき最外周セル９ｄに対応した位置に仮想穿孔領域１５を設ける。
【００２９】
仮想穿孔領域１５は、その外周形状が通常セル９ｃの形状と同一であり、複数のマス目１７に分割されている。本発明では、シート１３に前記のように設けられた各仮想穿孔領域１５において、複数のマス目１７の少なくとも１つに穿孔する穿孔処理を行う。この穿孔処理に際しては、各仮想穿孔領域１５における穿孔するマス目１７の位置及び個数を、各仮想穿孔領域１５が対応した最外周セル９ｄの位置によって個別に設定する。穿孔するマス目１７の位置及び個数を個別に設定する際の基準となる、各仮想穿孔領域１５が対応した最外周セル９ｄの位置は、例えば、以下のように表すことができる。
【００３０】
まず、図４に示すように、ハニカム構造体２の端面の中心Ｏからセルの並び方向に沿ってハニカム構造体２の径方向に延びる一本の直線を基準線Ｌとする。ここで、ハニカム構造体２の端面の中心Ｏとは、ハニカム構造体の端面の形状が円形である場合は、その円の中心であり、ハニカム構造体の端面の形状が円形以外の形状である場合は、ハニカム構造体の端面に内包される最大の円の中心を意味するものとする。この基準線Ｌと、ハニカム構造体２の端面の中心Ｏから所定の最外周セル９ｄの方向に延びる直線Ｌ１とのなす角θの角度によって、その最外周セル９ｄの位置を表す。例えば、図４において、基準線Ｌと、ハニカム構造体２の端面の中心Ｏから最外周セル９ｄに向かって延びる直線Ｌ１とのなす角θの角度が４５°のとき、この最外周セル９ｄを、「４５°方向に位置する最外周セル」と表す。このような方法で最外周セル９ｄの位置を表すことにより、それぞれ異なる位置に存在する複数の最外周セル９ｄを区別することができる。
【００３１】
最外周セル９ｄは、前記の通り、ハニカム構造体２の外周壁６と接することによって、本来のセル形状の一部を欠いているため、通常セル９ｃとは異なる形状を呈している。そして、最外周セル９ｄの形状は、一定ではなく、その位置によって異なる。このため、本発明では、各仮想穿孔領域１５における穿孔するマス目１７の位置及び個数を、各仮想穿孔領域１５が対応した最外周セル９ｄの位置によって個別に設定する。
【００３２】
例えば、図５は、１２０°方向に位置する最外周セルの形状と、その最外周セルに対応した位置に設けられた仮想穿孔領域における穿孔するマス目の位置及び個数を示す部分拡大図である。この例では、シートの目封止すべき最外周セル９ｄに対応した位置に設けられた仮想穿孔領域１５において、９個（縦３個×横３個）に分割されたマス目１７の内、中段右側のマス目と下段右側のマス目に穿孔を行い、２つの孔１９を形成している。
【００３３】
図６は、９５°方向に位置する最外周セルの形状と、その最外周セルに対応した位置に設けられた仮想穿孔領域における穿孔するマス目の位置及び個数を示す部分拡大図である。この例では、シートの目封止すべき最外周セル９ｄに対応した位置に設けられた仮想穿孔領域１５において、９個（縦３個×横３個）に分割されたマス目１７の内、上段右側のマス目と中段右側のマス目と下段右側のマス目とに穿孔を行い、３つの孔１９を形成している。
【００３４】
図７は、８０°方向に位置する最外周セルの形状と、その最外周セルに対応した位置に設けられた仮想穿孔領域における穿孔するマス目の位置及び個数を示す部分拡大図である。この例では、シートの目封止すべき最外周セル９ｄに対応した位置に設けられた仮想穿孔領域１５において、９個（縦３個×横３個）に分割されたマス目１７の内、上段右側のマス目に穿孔を行い、１つの孔１９を形成している。
【００３５】
これら図５〜図７に示すように、穿孔するマス目の位置及び個数は、その穿孔により形成される孔１９が、目封止すべき最外周セル９ｄの開口範囲内のみに存在し、その最外周セル９ｄに隣接する他のセルの開口範囲やハニカム構造体２の外周壁６の外側には存在しないように設定する。図５〜図７に示す最外周セル以外の目封止すべき最外周セルに対応した位置に設けられた仮想穿孔領域においても、穿孔するマス目の位置及び個数は、同様の観点に基づいて個別に設定する。
【００３６】
このように設定すると、ハニカム構造体の最外周セルに目封止部を形成する際に、シートに形成された孔が最外周セルに合わせた形状になり、その孔を通過した目封止用スラリーは、目封止すべき最外周セル内に確実に充填され、目封止すべき最外周セルの外側には漏れ出さない。即ち、目封止すべき最外周セルに隣接する他のセルの内周面やハニカム構造体の外周壁に、目封止用スラリーが付着するのを防止することができる。そして、その結果、目封止部を形成した後に、隣接する他のセルの内周面やハニカム構造体の外周壁に付着した目封止用スラリーを除去する工程が不要となり、製造工程数の減少と、それに伴う製造コストの低下を実現できる。
【００３７】
尚、前記実施形態では、各仮想穿孔領域が９個（縦３個×横３個）のマス目に分割されているが、各仮想穿孔領域のマス目の数は、複数個であるということ以外は、特に限定されるものではない。即ち、各仮想穿孔領域のマス目の数は、セルの寸法、穿孔処理に使用する機器の穿孔位置の調整精度等に応じて、適宜設定することができる。
【００３８】
また、ハニカム構造体の構造（端面の形状・寸法、通常セルの形状、セル密度、平均セルピッチ等）が異なれば、同じ方向に位置する最外周セルであっても、その形状が異なる。よって、本発明の製造方法を実施するに当たっては、予め、目封止部を形成しようとするハニカム構造体について、その構造毎に、各最外周セルの位置と形状との関係を把握し、それを前記のような穿孔するマス目の位置及び個数の設定に反映させることが好ましい。穿孔するマス目の位置及び個数の設定は、手動で行ってもよいし、自動で行ってもよい。
【００３９】
本発明において、シートに対する穿孔処理の方法は特に限定されないが、処理速度や正確性、自動化への対応のしやすさといった観点から、レーザーを使用して穿孔処理を実施することが好ましい。例えば、前記の方法により認識したセルの位置に基づいて、ハニカム構造体を載せたＸＹＺθステージを位置決めし、シートの目封止すべきセルに対応した位置にレーザーを照射して穿孔処理を行う。尚、穿孔処理は、端面全体に対し一度に行っても良いし、端面を複数の小ブロックに分割して、当該小ブロック毎に実施するようにしても良い。シートに穿孔する孔の面積は、セル面積の３０〜７０％程度が好ましく、目封止に使用するスラリーの粘性が低いときは小さめに、粘性が高いときは大きめにすることが望ましい。ここで言う、「シートに穿孔する孔の面積」とは、シートの最外周セルの位置に対応した位置に設けた仮想穿孔領域のマス目に穿孔する場合は、その仮想穿孔領域のマス目における穿孔された孔の面積を意味するものとする。
【００４０】
こうしてシートに穿孔処理を施した後、目封止部の材料をスラリー化した目封止用スラリーに、シートが貼着された状態のままハニカム構造体の端部を浸漬し、穿孔処理によりシートに形成された孔を通じて、目封止すべきセルの端部に目封止用スラリーを充填して目封止部を形成する。その後、必要に応じて乾燥及び／又は焼成することにより目封止ハニカム構造体を得る。目封止すべきセルの位置、即ち目封止パターンは、特に限定されるわけではないが、ＤＰＦ等のフィルター用途で使用する場合には、図１３及び図１４のように、ハニカム構造体２の一方の端面３側と他方の端面５側とで、目封止部１１が相補的な市松模様状となるように配設するのが一般的である。
【００４１】
尚、目封止用スラリーを充填する時点での、ハニカム構造体の状態は、既に焼成された焼結体の状態であっても、焼成前の成形体の状態であっても良い。成形体の場合は、目封止用スラリーを充填した後、ハニカム構造体全体を焼成する必要がある。
【００４２】
ハニカム構造体を構成する材質については特に制限はないが、焼成後の状態において隔壁が多孔質であることが必要であるため、通常は、セラミック（例えば、コージェライト等）からなるものが好適に用いられる。ハニカム構造体の形状についても特に限定されず、例えば、円柱状、四角柱状、三角柱状等の各種形状を採用することができる。ハニカム構造体のセル形状は、四角形が最も一般的であるが、他に三角形、六角形、八角形などの多角形や丸形、あるいはそれらの組み合わせでも良い。
【００４３】
ＤＰＦ等のフィルターとして使用する場合、ハニカム構造体の隔壁の厚さは、１００〜２０００μｍであることが好ましく、２００〜１０００μｍであることがより好ましく、３００〜７００μｍであることが更に好ましい。隔壁の厚さが１００μｍ未満であると、強度が不足して耐熱衝撃性が低下する場合があり、一方、隔壁の厚さが２０００μｍを超えると、圧力損失が増大する傾向にあるからである。
【００４４】
ハニカム構造体のセル密度は、２０〜６００セル／ｉｎ２（ｃｐｓｉ）（３．１〜９３セル／ｃｍ２）であることが好ましく、５０〜４００ｃｐｓｉ（７．７５〜６２セル／ｃｍ２）であることがより好ましく、１００〜３００ｃｐｓｉ（１５．５〜４６．５セル／ｃｍ２）であることが更に好ましい。セル密度が２０ｃｐｓｉ（３．１セル／ｃｍ２）未満であると、排ガスとの接触効率が不足する傾向にあり、一方、セル密度が６００ｃｐｓｉ（９３セル／ｃｍ２）を超えると、圧力損失が増大する傾向にあるからである。尚、「ｃｐｓｉ」は「ｃｅｌｌｓ  ｐｅｒ  ｓｑｕａｒｅ  ｉｎｃｈ」の略であり、１平方インチ当りのセル数を表す単位である。例えば１０ｃｐｓｉは、約１．５５セル／ｃｍ２である。
【００４５】
ハニカム構造体の気孔率は３０〜９０％であることが好ましく、４５〜８０％であることがより好ましく、５０〜７０％であることが更に好ましい。気孔率を３０〜９０％とすることにより、圧力損失を低減した上で、構造体としての機械的強度を保持できるからである。
【００４６】
ハニカム構造体の平均気孔径（細孔径）は５〜５００μｍであることが好ましい。平均気孔径が５μｍ未満であると、圧力損失が上昇する傾向にあり、一方、平均気孔径が５００μｍを超えると、フィルターに用いた場合に捕集効率が低下する傾向にある。
【００４７】
このようなハニカム構造体の製造方法は特に限定されないが、例えば、適当な粘度に調整したセラミック坏土を、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、得られた成形体を乾燥及び／又は焼成するといった従来公知の製造方法等により製造することができる。
【００４８】
目封止用スラリーは、例えば、セラミックス粉末と分散媒（例えば水等）を混合することにより調製することができる。更に、必要により、結合剤、解膠剤、発泡樹脂等の添加剤を加えても良い。セラミックス粉末の材質は特に限定されないが、ハニカム構造体と同材質とすることが好ましい。結合剤としては、ポリビニルアルコールやメチルセルロースなどが好適に使用できる。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明を実施例に基づいて更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。【００５０】
（実施例１）
コージェライトからなる多孔質のハニカム構造体の端面に、市販の透明な粘着シートを貼着した。ハニカム構造体には、長さが１５０ｍｍ、外径が１４０ｍｍ、隔壁厚さが３００μｍ、セル形状（通常セルの形状）が正方形、セル密度が３００ｃｐｓｉ（４６．５セル／ｃｍ２）、設計上のセルピッチが１．５ｍｍのものを用いた。粘着シートを貼着したハニカム構造体の端面をＣＣＤカメラにて撮像し、撮像した画像を画像処理（二値化処理）し、処理後の画像中の一塊の黒い像が所定の設計上のセル面積の８０％以上に達している場合に、その像を通常セルとみなし、その位置を認識した。尚、画像処理の画像分解能は０．０６ｍｍ／画素とした。また、こうして位置が認識された通常セルから平均セルピッチを算出した。そして、図８に示すように、通常セル９ｃの内で最も外周側にあるセルから、セルの並び方向において、ハニカム構造体２の外周側に平均セルピッチ分移動した位置で、かつハニカム構造体２の端面の外周８より内側にあるものを最外周セル９ｄの位置として認識した。このようにハニカム構造体の端面上において通常セルと最外周セルの位置を認識した後、その認識された位置に基づいて、ハニカム構造体を載せたＸＹＺθステージを位置決めし、粘着シートの目封止すべきセルに対応した位置にレーザーを照射して穿孔処理を行った。目封止すべきセルは、目封止後の端面が市松模様状となるように、セルの並び方向において１つ置きに存在する。図８に示すように、粘着シート１３の目封止すべき通常セル９ｃに対応する位置への穿孔処理は、各位置に、同一形状の孔２１を１個ずつ形成することにより行った。一方、粘着シートの目封止すべき最外周セル９ｄに対応した位置への穿孔処理に当たっては、まず、図８に示すように、粘着シート１３の目封止すべき最外周セル９ｄに対応した位置に、仮想穿孔領域１５を設けた。この仮想穿孔領域１５は９個（縦３個×横３個）のマス目１７に分割されたものである。粘着シート１３の各仮想穿孔領域１５において、複数のマス目１７の少なくとも１つに穿孔する穿孔処理を行った。この穿孔処理に際しては、各仮想穿孔領域１５における穿孔するマス目１７の位置及び個数を、各仮想穿孔領域１５が対応した最外周セル９ｄの位置によって個別に設定した。具体的には、穿孔するマス目１７の位置及び個数は、図５〜図７に示すように、その穿孔により形成される孔１９が、目封止すべき最外周セル９ｄの開口範囲内のみに存在し、隣接する他のセルの開口範囲や外周壁６の外側には存在しないように設定した。穿孔処理後、ハニカム構造体の端部を、端面に粘着シートを貼着した状態のまま、目封止用スラリー（ハニカム構造体と同材質の材料をスラリー化したもの）に浸漬し、穿孔処理によりシートに形成された孔を通じて、目封止すべきセルの端部に目封止用スラリーを充填して目封止部を形成した。その後、目封止すべき最外周セルに隣接する他のセルの内周面及びハニカム構造体の外周壁に、目封止用スラリーが付着しているかどうかを調べ、その結果を表１に示した。【００５１】
（実施例２）
異なる構造のハニカム構造体を用いた以外は、実施例１と同様にして、通常セル及び最外周セルの位置認識、シートへの穿孔処理並びに目封止部の形成を行った。その後、目封止すべき最外周セルに隣接する他のセルの内周面及びハニカム構造体の外周壁に、目封止用スラリーが付着しているかどうかを調べ、その結果を表１に示した。尚、ハニカム構造体には、長さが３００ｍｍ、外径が３００ｍｍ、隔壁厚さが３００μｍ、セル形状（通常セルの形状）が正方形、セル密度が２００ｃｐｓｉ（３１セル／ｃｍ２）、設計上のセルピッチが１．８ｍｍのものを用いた。【００５２】
（実施例３）
異なる構造のハニカム構造体を用いた以外は、実施例１と同様にして、通常セル及び最外周セルの位置認識、シートへの穿孔処理並びに目封止部の形成を行った。その後、目封止すべき最外周セルに隣接する他のセルの内周面及びハニカム構造体の外周壁に、目封止用スラリーが付着しているかどうかを調べ、その結果を表１に示した。尚、ハニカム構造体には、長さが２３０ｍｍ、外径が２３０ｍｍ、隔壁厚さが３００μｍ、セル形状（通常セルの形状）が正方形、セル密度が１００ｃｐｓｉ（１５．５セル／ｃｍ２）、設計上のセルピッチが２．５ｍｍのものを用いた。【００５３】
（比較例１）
実施例１で用いたハニカム構造体と同じ構造のハニカム構造体の端面に、市販の透明な粘着シートを貼着した。その後、当該端面をＣＣＤカメラにて撮像し、撮像した画像を画像処理（二値化処理）し、処理後の画像中の一塊の黒い像が所定の設計上のセル面積の３％以上に達している場合に、その像をセルとみなし、その位置を認識した。尚、画像処理の画像分解能は０．０６ｍｍ／画素とした。このようにハニカム構造体の端面上においてセルの位置を認識した後、その認識された位置に基づいて、ハニカム構造体を載せたＸＹＺθステージを位置決めし、粘着シートの目封止すべきセルに対応した位置にレーザーを照射して穿孔処理を行った。目封止すべきセルは、目封止後の端面が市松模様状となるように、セルの並び方向において１つ置きに存在する。図９に示すように、粘着シート１３の目封止すべきセルに対応する位置への穿孔処理は、その目封止すべきセルが通常セル９ｃであるか最外周セル９ｄであるかには関係なく、各位置に、同一形状の孔２１を１個ずつ形成することにより行った。穿孔処理後、ハニカム構造体の端部を、端面に粘着シートを貼着した状態のまま、目封止用スラリー（ハニカム構造体と同材質の材料をスラリー化したもの）に浸漬し、穿孔処理によりシートに形成された孔を通じて、目封止すべきセルの端部に目封止用スラリーを充填して目封止部を形成した。その後、目封止すべき最外周セルに隣接する他のセルの内周面及びハニカム構造体の外周壁に、目封止用スラリーが付着しているかどうかを調べ、その結果を表１に示した。【００５４】
（比較例２）
実施例１で用いたハニカム構造体と同じ構造のハニカム構造体の端面に、市販の透明な粘着シートを貼着した。その後、当該端面をＣＣＤカメラにて撮像し、撮像した画像を画像処理（二値化処理）し、処理後の画像中の一塊の黒い像が所定の設計上のセル面積の８０％以上に達している場合に、その像を通常セルとみなし、その位置を認識した。尚、画像処理の画像分解能は０．０６ｍｍ／画素とした。また、こうして位置が認識された通常セルから平均セルピッチを算出した。そして、図１０に示すように、通常セル９ｃの内で最も外周側にあるセルから、セルの並び方向において、ハニカム構造体２の外周側に平均セルピッチ分移動した位置を最外周セル９ｄの位置として認識した。尚、この比較例２では、通常セルの平均セルピッチのみから、最外周セルの位置を算出して認識しており、前記のように平均セルピッチ分移動した位置が、ハニカム構造体の端面の外周より内側にあるかどうかについては考慮していない。このようにハニカム構造体の端面上において通常セルと最外周セルの位置を認識した後、その認識された位置に基づいて、ハニカム構造体を載せたＸＹＺθステージを位置決めし、粘着シートの目封止すべきセルに対応した位置にレーザーを照射して穿孔処理を行った。目封止すべきセルは、目封止後の端面が市松模様状となるように、セルの並び方向において１つ置きに存在する。図１０に示すように、粘着シート１３の目封止すべきセルに対応する位置への穿孔処理は、その目封止すべきセルが通常セル９ｃであるか最外周セル９ｄであるかには関係なく、各位置に、同一形状の孔２１を１個ずつ形成することにより行った。尚、既述の通り、この比較例２では、最外周セルの位置を認識する際に、前記のようにして平均セルピッチ分移動した位置が、ハニカム構造体の端面の外周より内側にあるかどうかについては考慮していない。このため、前記のようにして平均セルピッチ分移動した位置が、ハニカム構造体の端面の外周よりも外側の位置であっても、その位置に孔が形成されている。穿孔処理後、ハニカム構造体の端部を、端面に粘着シートを貼着した状態のまま、目封止用スラリー（ハニカム構造体と同材質の材料をスラリー化したもの）に浸漬し、穿孔処理によりシートに形成された孔を通じて、目封止すべきセルの端部に目封止用スラリーを充填して目封止部を形成した。その後、目封止すべき最外周セルに隣接する他のセルの内周面及びハニカム構造体の外周壁に、目封止用スラリーが付着しているかどうかを調べ、その結果を表１に示した。【００５５】
【表１】
2015146293.tif 000003
【００５６】
表１に示す通り、本発明の実施例である実施例１〜３は、目封止すべき最外周セルに隣接する他のセルの内周面及びハニカム構造体の外周壁に、目封止用スラリーが全く付着していなかった。これは、図５〜図７に示すように、粘着シートの目封止すべき最外周セル９ｄに対応した位置に設けられた仮想穿孔領域１５のマス目１７に形成された孔１９が、全て目封止すべき最外周セル９ｄの開口範囲内のみに存在しているためである。即ち、このような穿孔状態では、ハニカム構造体の最外周セルに目封止部を形成する際に、粘着シートに形成された孔を通過した目封止用スラリーが、目封止すべき最外周セル内に確実に充填され、目封止すべき最外周セルの外側には漏れ出さない。【００５７】
これに対し、比較例１は、図１１に示すように、目封止すべき最外周セル９ｄに隣接する他のセル９ｅの内周面及びハニカム構造体２の外周壁６に目封止用スラリー２３が付着していることが確認された。これは、図９に示すように、粘着シート１３の目封止すべき最外周セル９ｄに対応した位置に形成された孔２１が、その最外周セル９ｄの開口範囲内に収まらず、隣接する他のセル９ｅやハニカム構造体２の外周よりも外側にまで達していたためである。即ち、このような穿孔状態では、目封止部を形成する際に、粘着シートに形成された孔を通過した目封止用スラリーが、目封止すべき最外周セル内に充填されるだけでなく、その最外周セルに隣接する他のセル内やハニカム構造体の外周よりも外側に漏れ出してしまう。【００５８】
また、比較例２は、図１２に示すように、ハニカム構造体２の外周壁６に目封止用スラリー２３が付着していることが確認された。これは、図１０に示すように、粘着シート１３の目封止すべき最外周セル９ｄに対応した位置に形成された孔２１の一部が、ハニカム構造体２の端面の外周８よりも外側に在ったためである。即ち、このような穿孔状態では、目封止部を形成する際に、粘着シートに形成された孔を通過した目封止用スラリーが、ハニカム構造体の外周よりも外側に漏れ出してしまう。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、ＤＰＦ等のフィルターに用いる目封止ハニカム構造体の製造方法として好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１：目封止ハニカム構造体、２：ハニカム構造体、３：端面、５：端面、６：外周壁、７：隔壁、８：外周、９：セル、９ａ：セル、９ｂ：セル、９ｃ：通常セル、９ｄ：最外周セル、９ｅ：最外周セルに隣接するセル、１１：目封止部、１３：シート、１５：仮想穿孔領域、１７：マス目、１９：孔、２１：孔、２３：目封止用スラリー。
【図１】
2015146293.tif 000004
【図２】
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【図３】
2015146293.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年11月29日(2016.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質の隔壁によって、二つの端面の間を連通する複数のセルが区画形成されたハニカム構造体と、前記各セルの二つの開口端のうちの何れか一方を目封止するように配設された目封止部とを備え、前記複数のセルが、前記ハニカム構造体の最外周部に位置する最外周セルと、前記最外周セル以外の通常セルとからなる目封止ハニカム構造体の製造方法であって、
ハニカム構造体の端面に透明なシートを貼着して、当該端面を撮像した後、前記通常セルについては、撮像した画像を画像処理することによりその位置を認識し、それに基づいて前記シートの目封止すべき前記通常セルに対応した位置に穿孔処理を行い、前記最外周セルについては、前記画像処理によりその位置が認識された前記通常セルの平均セルピッチから算出された位置であって、前記ハニカム構造体の端面の外周より内側にあるものを前記最外周セルの位置と認識し、それに基づいて前記シートの目封止すべき前記最外周セルに対応した位置に、複数のマス目に分割された仮想穿孔領域を設け、前記各仮想穿孔領域において、前記複数のマス目の少なくとも１つに穿孔する穿孔処理を行い、この穿孔処理が、前記各仮想穿孔領域における穿孔する前記マス目の位置及び個数を、その穿孔により穿たれる孔が、目封止すべき前記最外周セルの開口範囲内のみに存在し、目封止すべき前記最外周セルに隣接する他のセルの開口範囲及び前記ハニカム構造体の外周壁の外側には存在しないように、前記各仮想穿孔領域が対応した目封止すべき前記最外周セルの位置によって個別に設定するものであり、前記穿孔処理の後、前記目封止部の材料をスラリー化した目封止用スラリーに前記ハニカム構造体の端部を浸漬し、前記穿孔処理により前記シートに形成された孔を通じて、前記目封止すべきセルの端部に前記目封止用スラリーを充填して前記目封止部を形成する目封止ハニカム構造体の製造方法。
【請求項２】
前記穿孔処理を、レーザーを使用して実施する請求項１に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、目封止部が形成されない最外周セルの発生を防止するための目封止ハニカム構造体の製造方法としては、特許文献２に記載されているような方法が提案されている。この方法では、通常セルについては、特許文献１に記載された方法と同様に、撮像したハニカム構造体の端面の画像を画像処理することにより、その位置を認識し、それに基づいてシートの目封止すべきセルに対応した位置に穿孔処理を行う。一方、最外周セルについては、前記画像処理により認識された通常セルの位置から算出された平均セルピッチからその位置を算出して認識し、それに基づいてシートの目封止すべきセルに対応した位置に穿孔処理を行う。このように、最外周セルの位置を、最外周セル自身の画像によって認識するのではなく、通常セルの平均セルピッチから、最外周セルの位置を算出して認識することにより、シートの目封止されるべき最外周セルに対応した位置に、確実に穿孔処理がなされる。そして、その結果、画像処理では、セルとしてその位置が認識されないような小さな最外周セルにも、目封止用スラリーが充填され、目封止部が形成される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
［１］  多孔質の隔壁によって、二つの端面の間を連通する複数のセルが区画形成されたハニカム構造体と、前記各セルの二つの開口端のうちの何れか一方を目封止するように配設された目封止部とを備え、前記複数のセルが、前記ハニカム構造体の最外周部に位置する最外周セルと、前記最外周セル以外の通常セルとからなる目封止ハニカム構造体の製造方法であって、ハニカム構造体の端面に透明なシートを貼着して、当該端面を撮像した後、前記通常セルについては、撮像した画像を画像処理することによりその位置を認識し、それに基づいて前記シートの目封止すべき前記通常セルに対応した位置に穿孔処理を行い、前記最外周セルについては、前記画像処理によりその位置が認識された前記通常セルの平均セルピッチから算出された位置であって、前記ハニカム構造体の端面の外周より内側にあるものを前記最外周セルの位置と認識し、それに基づいて前記シートの目封止すべき前記最外周セルに対応した位置に、複数のマス目に分割された仮想穿孔領域を設け、前記各仮想穿孔領域において、前記複数のマス目の少なくとも１つに穿孔する穿孔処理を行い、この穿孔処理が、前記各仮想穿孔領域における穿孔する前記マス目の位置及び個数を、その穿孔により穿たれる孔が、目封止すべき前記最外周セルの開口範囲内のみに存在し、目封止すべき前記最外周セルに隣接する他のセルの開口範囲及び前記ハニカム構造体の外周壁の外側には存在しないように、前記各仮想穿孔領域が対応した目封止すべき前記最外周セルの位置によって個別に設定するものであり、前記穿孔処理の後、前記目封止部の材料をスラリー化した目封止用スラリーに前記ハニカム構造体の端部を浸漬し、前記穿孔処理により前記シートに形成された孔を通じて、前記目封止すべきセルの端部に前記目封止用スラリーを充填して前記目封止部を形成する目封止ハニカム構造体の製造方法。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
［２］  前記穿孔処理を、レーザーを使用して実施する［１］に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
【国際調査報告】
2015146293.tif 000018
2015146293.tif 000019