(57)【要約】【課題】閉塞材を確実に配設することができるセラミックハニカム構造体の製造方法を提供すること。【解決手段】ハニカム構造体本体の端面にフィルムを貼り付け、フィルムに貫通穴を明け、貫通穴を明けたセル端部に閉塞材を配置し、セラミックハニカム構造体を製造する。各セル端部１１１のフィルム２に貫通穴を明けるに当っては、セル端部１１１の輪郭に沿ってフィルム２に輪郭溝２１を形成する輪郭溝形成工程を行い、次いで、セル端部１１１の重心付近のフィルム２を貫通させる重心貫通工程を行い、次いで、重心貫通工程において形成した重心貫通穴２２を外側に向かって広げる穴拡張工程を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セル端部を端面において開口させたセラミック製のハニカム構造体本体を作製した後、少なくとも一部の上記セル端部を覆うように上記ハニカム構造体本体の上記端面にフィルムを貼り付け、次いで、閉塞すべきセル端部に位置する上記フィルムに貫通穴を明け、次いで、上記端面を閉塞材を含有するスラリーに浸漬させ、該スラリーを上記貫通穴を通じてセル端部に浸入させ、その後、上記スラリーを硬化させると共に残りの上記フィルムを除去することにより、上記セル端部の一部を閉塞してなるセラミックハニカム構造体を製造する方法であって、
各セル端部のフィルムに上記貫通穴を明けるに当っては、上記セル端部の輪郭に沿って上記フィルムに輪郭溝を形成する輪郭溝形成工程を行い、
次いで、上記セル端部の重心付近のフィルムを貫通させる重心貫通工程を行い、
次いで、該重心貫通工程において形成した重心貫通穴を外側に向かって広げる穴拡張工程を行うことを特徴とするセラミックハニカム構造体の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、上記穴拡張工程は上記重心貫通穴を略円形状に拡張し、上記穴拡張工程において形成された拡張穴よりも大きくかつ上記セル端部の形状の相似形を有する相似形穴を形成すると共に該相似形穴を外側へ向かって拡張する相似形穴形成工程を行うことを特徴とするセラミック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、排ガス浄化フィルタ等に用いられるハニカム構造体であって、一部のセル端部を閉塞したセラミックハニカム構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車の排ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタ構造体としては、図１３（ａ）（ｂ）に示すごとく、多数のセル８８を隔壁８１により設けてなり、さらに一部のセル８８のセル端部を交互に閉塞材８３によって閉塞したセラミックハニカム構造体８がある。
この特殊な形状のセラミックハニカム構造体８を製造するにあたっては、セル８８の両端のセル端部８２を開口させた貫通状態のハニカム構造体本体８０を作製し、その端面に開口したセル端部８２に閉塞材８３を詰めて閉塞する。
【０００３】
閉塞材８３を詰める方法として、特許文献１に示す方法がある。即ち、まず、ハニカム構造体本体８０の端面にフィルムを貼り付ける。次いで、閉塞すべきセル端部８２に位置する上記フィルムに貫通穴を明ける。次いで、上記端面を閉塞材を含有するスラリーに浸漬させ、該スラリーを上記貫通穴を通じてセル端部８２に浸入させる。その後、上記スラリーを硬化させて閉塞材８３となすと共に残りの上記フィルムを除去する。
これにより、上記セル端部８２の一部を閉塞してなるセラミックハニカム構造体８を製造する。
【０００４】
上記フィルムに貫通穴を明けるに当っては、フィルムの所定個所にレーザ光を照射することにより行う。このとき、画像処理手段によってハニカム構造体本体８０の端面におけるセル端部８２の位置情報を得て、これを基にレーザ光の照射位置を決定して穴明けを行う。
【０００５】
そして、各セル端部８２のフィルムに貫通穴を形成するに当っては、セル端部８２の外周から、セル端部８２の輪郭に沿って渦を巻くようにして徐々にセル端部８２の重心位置に向かってレーザ光の照射位置を移動させていく。これにより、フィルムを溶融または焼却除去して、貫通穴を形成する。
【０００６】
しかしながら、フィルムに貫通穴を形成する工程において、レーザ光を照射して溶融したフィルムや該フィルムの一方の面に塗布されていた接着剤が、セル８８の隔壁８１に付着することがある。そうすると、その後、スラリーを上記貫通穴を通じてセル端部８２に浸入させて閉塞材８３を配設すると、セル端部８２におけるセル８８の隔壁８１に付着したフィルムや接着剤の溶融物の上から、閉塞材８３が付着することとなる。そして、その後、ハニカム構造体の焼成時に、閉塞材８３が硬化する一方で、閉塞材８３とセル８８の隔壁８１との間のフィルムや接着剤が焼失し、閉塞材８３と隔壁８１との間に隙間が形成されるおそれがある。
これにより、閉塞材８３の機能が阻害されることとなり、得られるセラミックハニカム構造体８が、例えば排気フィルタとしての機能を発揮できなくなるおそれがある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２８９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、閉塞材を確実に配設することができるセラミックハニカム構造体の製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、セル端部を端面において開口させたセラミック製のハニカム構造体本体を作製した後、少なくとも一部の上記セル端部を覆うように上記ハニカム構造体本体の上記端面にフィルムを貼り付け、次いで、閉塞すべきセル端部に位置する上記フィルムに貫通穴を明け、次いで、上記端面を閉塞材を含有するスラリーに浸漬させ、該スラリーを上記貫通穴を通じてセル端部に浸入させ、その後、上記スラリーを硬化させると共に残りの上記フィルムを除去することにより、上記セル端部の一部を閉塞してなるセラミックハニカム構造体を製造する方法であって、
各セル端部のフィルムに上記貫通穴を明けるに当っては、上記セル端部の輪郭に沿って上記フィルムに輪郭溝を形成する輪郭溝形成工程を行い、
次いで、上記セル端部の重心付近のフィルムを貫通させる重心貫通工程を行い、
次いで、該重心貫通工程において形成した重心貫通穴を外側に向かって広げる穴拡張工程を行うことを特徴とするセラミックハニカム構造体の製造方法にある（請求項１）。
【００１０】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記セラミックハニカム構造体の製造方法においては、上記輪郭溝形成工程と上記重心貫通工程と上記穴拡張工程とを、順次行う。これにより、フィルムの溶融物がセル端部におけるセルの隔壁に付着することを防ぐことができる。
【００１１】
即ち、上記輪郭溝形成工程においてはフィルムを貫通させず、輪郭溝の状態で加工することにより、この工程におけるフィルム溶融物がセルの内側に落下することを予防することができる。
また、上記重心貫通工程を行った後、重心貫通穴を外側に向かって広げる穴拡張工程を行うことにより、セル端部の重心位置からフィルムを外側に徐々に溶融させていくこととなる。それ故、フィルム溶融物は、未溶融のフィルムを伝うように外へ向かって移動していくこととなる。特にフィルム溶融物は未溶融のフィルムの上面を伝うようにして移動する。そして、最終的には、上記輪郭溝形成工程において形成した輪郭溝に、溶融物を配置することができる。これにより、フィルム溶融物をセルへ落さないようにして、貫通穴を開けることが可能となる。
その結果、フィルムに貫通穴を設けたセル端部におけるセルの隔壁にフィルム溶融部が付着することを抑制し、閉塞材を確実に配設することができる。
【００１２】
以上のごとく、本発明によれば、閉塞材を確実に配設することができるセラミックハニカム構造体の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明（請求項１）において、上記フィルムは、例えば、セロハン等のような天然素材や、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ポリエステル等のような合成素材であってもよい。また、上記フィルムの一方の面には接着剤が配設されていることが好ましい。該接着剤としては、例えば、ゴム系の接着剤を用いることができる。
【００１４】
また、上記セラミックハニカム構造体は、コージェライトからなることが好ましい。
また、上記フィルムの加工は、レーザ光等の高密度エネルギービームを用いて行うことが好ましい。
また、本発明の製造方法により得られるセラミックハニカム構造体は、例えば自動車の排ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタ構造体として用いることができる。
【００１５】
また、上記穴拡張工程は上記重心貫通穴を略円形状に拡張し、上記穴拡張工程において形成された拡張穴よりも大きくかつ上記セル端部の形状の相似形を有する相似形穴を形成すると共に該相似形穴を外側へ向かって拡張する相似形穴形成工程を行うことが好ましい（請求項２）。
この場合には、貫通穴の形状をセル端部の形状に沿った形状にしやすく、閉塞材をより確実にセル端部に充填することが可能となる。
【００１６】
また、上記輪郭溝形成工程と上記重心貫通工程と上記穴拡張工程とは、連続的に行うことが好ましい。即ち、各工程間において、例えば、レーザ光の発射を止めることなく、照射位置の移動経路を変更することにより、各工程間の移行を行うことが好ましい。
また、上記相似形穴形成工程も、上記穴拡張工程から連続して行うことが好ましい。
【実施例】
【００１７】
本発明の実施例にかかるセラミックハニカム構造体の製造方法につき、図１〜図１２を用いて説明する。
まず、図８に示すごとく、セル端部１１１を端面において開口させたセラミック製のハニカム構造体本体１０を作製する。その後、少なくとも一部の上記セル端部１１１を覆うように上記ハニカム構造体本体１０の端面１０１にフィルム２を貼り付ける。
【００１８】
次いで、図９に示すごとく、閉塞すべきセル端部１１１に位置するフィルム２に貫通穴２０を明ける。
次いで、図１０、図１１に示すごとく、上記端面１０１を閉塞材１３を含有するスラリー１３０に浸漬させ、該スラリー１３０を貫通穴２０を通じてセル端部１１１に浸入させる。
その後、上記スラリー１３０を硬化させると共に残りのフィルム２を除去する。
これにより、図１２に示すごとく、セル端部１１１の一部を閉塞してなるセラミックハニカム構造体１を製造する。
【００１９】
各セル端部１１１のフィルム２に貫通穴２０を明けるに当っては、まず、図２に示すごとく、セル端部１１１の輪郭に沿ってフィルム２に輪郭溝２１を形成する輪郭溝形成工程を行う。
次いで、図３に示すごとく、セル端部１１１の重心付近のフィルム２を貫通させる重心貫通工程を行う。
次いで、図４に示すごとく、重心貫通工程において形成した重心貫通穴２２を外側に向かって広げる穴拡張工程を行う。
【００２０】
上記穴拡張工程においては重心貫通穴２２を略円形状に拡張する。
そして、その後、図５、図６に示すごとく、穴拡張工程において形成された拡張穴２３よりも大きくかつセル端部１１１の形状の相似形を有する相似形穴２４を形成すると共に該相似形穴２４を外側へ向かって拡張する相似形穴形成工程を行う。
本例においては、セル端部１１１の形状は四角形であり、相似形穴２４も四角形とする。
【００２１】
以下、本例のセラミックハニカム構造体の製造方法の一例につき詳述する。
本例では、まず、上記ハニカム構造体本体１０を押出し成形により作製する。具体的には、コーディエライトを形成するセラミック材料を用いて、四角形の多数のセル１１を有する筒状の長尺のハニカム構造体を作製し、それを所定長さに切断することにより、図８に示すごとく、ハニカム構造体本体１０を形成する。このハニカム構造体本体１０のセル端部１１１はその両方の端面１０１においてすべて開口している。
【００２２】
次に、図８、図９、図１に示すごとく、一方の端面１０１の全面に樹脂製のフィルム２を貼り付ける。フィルム２としては、例えば、図７に示すごとく、フィルム本体２８の一方の面に接着剤２９を塗布した総厚み１１０μｍの熱可塑性樹脂製のフィルムを用いる。
次に、本例では、図９に示すごとく、貫通穴形成装置５を用いて、閉塞すべきセル端部１１１に位置するフィルム２を除去して貫通穴２０を形成する。
【００２３】
同図に示すごとく、貫通穴形成装置５は、上記端面１０１に貼り付けたフィルム２を透過して視覚的にセル端部１１１の位置を認識して位置情報を得る画像処理手段５１と、フィルム２にレーザ光５２０を照射するレーザ照射手段５２と、画像処理手段５１からの位置情報に基づいてレーザ光５２０の照射位置を決定してレーザ照射手段５２を操作する制御手段５３とを有する。
【００２４】
画像処理手段５１は、上記端面１０１の画像を取り込むカメラ部５１１と、画像データを形成する画像処理部５１２とを有する。カメラ部５１１は、端面１０１の広さに応じて複数設置することもできる。
上記レーザ照射手段５２は、ＣＯ2レーザ発射装置５２１とそのその制御部を内蔵した移動装置５２２とを有している。ＣＯ2レーザ発射装置５２１は、複数設置してもよい。
【００２５】
また上記制御手段５３は、上記画像処理手段５１から受け取った画像データを基に各セル端部１１１の位置及び開口面積を演算し、閉塞すべきセル端部１１１の位置を求めて貫通穴２０の形成位置を決定する。そして、この貫通穴形成位置の情報をレーザ照射手段５２に指示してＣＯ2レーザ発射手段５２１の移動及び照射制御を行わせるよう構成されている。
【００２６】
このような構成の貫通穴形成装置５を用いることにより、まず、ハニカム構造体本体１０の端面１０１を上記カメラ部５１１により撮影して画像データを作成する。次いで、制御手段５３において上記貫通穴形成位置を算出する。本例では、図１２に示すごとく、外周領域以外については、隣接するセル１１が交互に開口と閉塞を繰り返す市松模様状に閉塞材１３を配設するよう貫通穴形成位置を決定する。また、外周領域については、全てのセル１１に閉塞材１３を形成するよう貫通穴形成位置を決定する。
【００２７】
そして、決定された貫通穴形成位置に対して、上記制御手段５３の指示に基づいて、上記ＣＯ2レーザ発射手段５２１からレーザ光５２０を順次照射してフィルム２を溶融または焼却除去して、貫通穴２０を形成する。レーザ光５２０の光径は、例えば０．２ｍｍとすることができる。
【００２８】
各セル端部１１１のフィルム２に上記貫通穴２０を明けるに当っては、上述した輪郭溝形成工程、重心貫通工程、穴拡張工程、及び相似形穴形成工程を行う。
輪郭溝形成工程において形成する輪郭溝２１は、例えば、図２に示すごとく、フィルム２の厚みの半分程度（フィルム本体２８の厚みと同程度）であり、接着剤２９の厚み分残すような状態で形成することもできる（図７参照）。
【００２９】
また重心貫通工程（図３）においては、セル端部１１１の重心位置を算出して、その重心位置にレーザ光５２０を照射して重心貫通穴２２を設ける。
そして、穴拡張工程（図４）においては、重心貫通穴２２を起点にしてレーザ光５２０の照射位置を円形渦状に、徐々に外側に向かって広げることにより、拡張穴２３を形成する。
【００３０】
また、上記穴拡張工程においては重心貫通穴２２を略円形状に拡張して、略円形状の拡張穴２３を形成する。
そして、相似形穴形成工程においては、図５、図６に示すごとく、拡張穴２３よりも大きくかつセル端部１１１の形状の相似形（四角形）を有する相似形穴２４を形成すると共に該相似形穴２４を外側へ向かって拡張する。即ち、図６に示すごとく、互いに異なる大きさの相似形（四角形）を例えば三重に描くようにして、レーザ光５２０をフィルム２に照射する。
最終的には、輪郭溝形成工程において形成した輪郭溝２１の位置まで相似形穴２４を広げる。
【００３１】
これにより、ハニカム構造体本体１０の端面１０１には、閉塞予定位置のセル端部１１１に位置する部分に貫通穴２０を設けたフィルム２が配設された状態となる。
このようなフィルム２の貼り付けから貫通穴形成までの作業を、ハニカム構造体本体１０の両方の端面１０１に対して同様に行う。このとき、図１０に示すごとく、各セル１１は、一方のセル端部１１１がフィルム２により閉止され、他方のセル端部１１１に貫通穴２０を形成した状態とする。
【００３２】
次に、図１０、図１１に示すごとく、一方の端面１０１を閉塞材１３を含有するスラリー１３０に浸漬させ、該スラリー１３０を、貫通穴２０を通じてセル端部１１１に浸入させる。
これにより、ハニカム構造体本体１０の端面１０１においては、貫通穴２０を設けたセル端部１１１からスラリー１３０が浸入し、付着する。
次に、同様の作業を、ハニカム構造体本体１０の他方の端面１０１に対しても行い、スラリー１３０を所定のセル端部１１１に付着させる。
【００３３】
次に、上記スラリー１３０をセル端部１１１に浸入させたハニカム構造体本体１０を乾燥させた後、焼成する。
これにより、上記スラリー１３０が焼成して固化して閉塞材１３となると共に、端面１０１に貼り付けられていたフィルム２が焼却除去される。これにより、一部のセル端部１１１を閉塞したセラミックハニカム構造体１が得られる。
上記セラミックハニカム構造体１は、例えば、自動車の排ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタ構造体として用いることができる。
【００３４】
次に、本例の作用効果につき説明する。
上記セラミックハニカム構造体１の製造方法においては、図１〜図６に示すごとく、上記輪郭溝形成工程と上記重心貫通工程と上記穴拡張工程とを、順次行う。これにより、フィルム２の溶融物がセル端部１１１におけるセル１１の隔壁１２に付着することを防ぐことができる。
【００３５】
即ち、図２に示すごとく、上記輪郭溝形成工程においてはフィルム２を貫通させず、輪郭溝２１の状態で加工することにより、この工程におけるフィルム溶融物がセル１１の内側に落下することを予防することができる。
【００３６】
また、上記重心貫通工程を行った後、図３、図４に示すごとく、重心貫通穴２２を外側に向かって広げる穴拡張工程を行うことにより、セル端部１１１の重心位置からフィルム２を外側に徐々に溶融させていくこととなる。それ故、図７（Ａ）に示すごとく、フィルム溶融物２０９（フィルム本体２８及び／又は接着剤２９の溶融物）は、未溶融のフィルム２を伝うように外へ向かって移動していくこととなる。特にフィルム溶融物２０９は未溶融のフィルム２の上面を伝うようにして移動する。そして、最終的には、図７（Ｂ）に示すごとく、上記輪郭溝形成工程において形成した輪郭溝２１に、フィルム溶融物２０９を配置することができる。これにより、フィルム溶融物２０９をセル１１へ落さないようにして、貫通穴２０を開けることが可能となる。
【００３７】
その結果、フィルム２に貫通穴２０を設けたセル端部１１１におけるセル１１の隔壁１２にフィルム溶融部２０９が付着することを抑制し、閉塞材１３を確実に配設することができる。
【００３８】
また、上記穴拡張工程は重心貫通穴２２を略円形状に拡張し、更に上記相似形穴２４を形成すると共に該相似形穴２４を外側へ向かって拡張する相似形穴形成工程を行う。それ故、貫通穴２０の形状をセル端部１１１の形状に沿った形状にしやすく、閉塞材１３をより確実にセル端部１１１に充填することが可能となる。
【００３９】
以上のごとく、本例によれば、閉塞材を確実に配設することができるセラミックハニカム構造体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例における、フィルムを貼り付けたセル端部の断面図。
【図２】実施例における、輪郭溝形成工程後のフィルムの（Ａ）平面図、（Ｂ）断面図。
【図３】実施例における、重心貫通工程後のフィルムの（Ａ）平面図、（Ｂ）断面図。
【図４】実施例における、穴拡張工程後のフィルムの（Ａ）平面図、（Ｂ）断面図。
【図５】実施例における、相似形穴形成工程途中のフィルムの（Ａ）平面図、（Ｂ）断面図。
【図６】実施例における、相似形穴形成工程後のフィルムの（Ａ）平面図、（Ｂ）断面図。
【図７】実施例における、フィルム溶融物の移動を説明する断面説明図。
【図８】実施例における、ハニカム構造体本体とフィルムの斜視図。
【図９】実施例における、貫通穴形成装置を用いた貫通穴形成方法の説明図。
【図１０】実施例における、閉塞材のスラリーへのディッピングの説明図。
【図１１】実施例における、セル端部に閉塞材のスラリーを付着させた状態の説明図。
【図１２】実施例における、セラミックハニカム構造体の斜視説明図。
【図１３】従来例における、セラミックハニカムの縦断面図及び端面正面図。
【符号の説明】
【００４１】
１  セラミックハニカム構造体
１０  ハニカム構造体本体
１０１  端面
１１  セル
１１１  セル端部
１２  隔壁
１３  閉塞材
２  フィルム
２０  貫通穴
２１  輪郭溝
２２  重心貫通穴
２３  拡張穴
２４  相似形穴
【図１】
2008055737.tif 000003
【図２】
2008055737.tif 000004
【図３】
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【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】
2008055737.tif 000011
【図１０】
2008055737.tif 000012
【図１１】
2008055737.tif 000013
【図１２】
2008055737.tif 000014
【図１３】
2008055737.tif 000015