(57)【要約】【課題】トチ上にワークを設置して焼成することによりハニカム構造体を製造するに際し、ワークとトチとの融着を防止する。【解決手段】成形工程にて多数の孔が設けられた柱形状のワーク２０を成形し、焼成工程にて板状トチ４０上にワーク２０を乗せてワーク２０を焼成するに際し、焼成工程では、板状トチ４０とワーク２０との間に、板状トチ４０とワーク２０とが直接接触する場合よりも接触面積を小さくさせる粉末状の融着防止材５０を設ける。これにより、ワーク２０が板状トチ４０に融着しにくくする。【選択図】図３
2008110906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱形状であって、当該柱形状の軸方向に前記柱形状の両端面（２、３）を貫通する多数の孔（４）を有して構成されるハニカム構造体の製造方法であって、
前記多数の孔（４）が設けられた柱形状のワーク（２０）を成形する成形工程と、
板状の焼成用部材（４０）上に前記ワーク（２０）を乗せた状態で前記ワーク（２０）を焼成する焼成工程と、を含んでおり、
前記焼成工程では、前記焼成用部材（４０）と前記ワーク（２０）との間に、当該焼成用部材（４０）と前記ワーク（２０）とが直接接触する場合よりも接触面積を小さくさせる融着防止材（５０）を設け、前記焼成用部材（４０）上に前記融着防止材（５０）を介して前記ワーク（２０）を乗せた状態で前記ワーク（２０）を焼成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】
前記成形工程および前記焼成工程では、前記ワーク（２０）および前記焼成用部材（４０）として、コージェライトよりなるものを用いることを特徴とする請求項１に記載に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項３】
前記焼成工程では、前記融着防止材（５０）として、粉末状の粒子もしくは前記粉末状の粒子が含有された燃焼性シートを用いることを特徴とする請求項１または２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し、特にハニカム構造体をかたどったワークをトチ上に配置させた状態でワークを焼成炉内で焼成することによりハニカム構造体を製造する際、ワークとトチとの融着を防止する焼成工程に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、セラミックハニカム構造体を製造する方法が、例えば特許文献１で提案されている。この特許文献１では、原料粉末と水とを混練したセラミック材料からハニカム成形体（ワーク）を成形する押出工程と、当該ハニカム成形体を一定の長さに切断する切断工程と、切断したハニカム成形体を乾燥させる乾燥工程と、乾燥させたハニカム成形体を焼成する焼成工程とを順に実施することにより、セラミックハニカム構造体を製造する方法が提案されている。
【０００３】
上記各工程のうち焼成工程では、焼成炉内でハニカム成形体を焼成するように構成された焼成装置を用いてワークを焼成することにより、セラミックハニカム構造体を製造する。この際、例えばワークと同じ材質のトチの上にワークを直接設置した状態でワークを焼成炉内に搬入した後、ワークを焼成する製造方法を採用することができる。
【特許文献１】特開２００３−１４５５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術のように、トチ上にワークを設置してワークを焼成する場合、トチ上にワークを直接設置しているため、ワークを焼成する際にその熱によってワークとトチとが融着してしまうという問題が生じる。このように、ワークとトチとが融着してしまった場合、焼成後にトチからワークを取り外さなければならず、ワークに割れや欠けが発生し、ワークに破損が生じてしまう。
【０００５】
また、例えば排ガス浄化フィルタを製造する場合、ハニカム成形体の多数の孔の開口部に千鳥状に栓詰めをした状態で焼成した後、トチからワークを取り外すこととなる。この場合、栓詰めがトチに融着してしまい、ワークから栓詰めが欠落してしまうという問題が生じる。このような場合にも、ワークに割れや欠けが生じる可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑み、トチ上にワークを設置して焼成することによりハニカム構造体を製造するに際し、ワークとトチとの融着を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、成形工程にて多数の孔（４）が設けられた柱形状のワーク（２０）を成形し、焼成工程にて板状の焼成用部材（４０）上にワーク（２０）を乗せてワーク（２０）を焼成するに際し、焼成工程では、焼成用部材（４０）とワーク（２０）との間に、当該焼成用部材（４０）とワーク（２０）とが直接接触する場合よりも接触面積を小さくさせる融着防止材（５０）を設ける。そして、焼成用部材（４０）上に融着防止材（５０）を介してワーク（２０）を乗せた状態でワーク（２０）を焼成する。
【０００８】
これにより、焼成用部材（４０）とワーク（２０）との接触面積を小さくすることができるので、焼成用部材（４０）とワーク（２０）との融着を起こしにくくすることができる。したがって、多数の孔（４）を有するハニカム構造体において、孔（４）を塞ぐ栓材（６）が設けられていたとしても、その栓材（６）を焼成用部材（４０）に融着させないようにすることができるので、ワーク（２０）の焼成後における栓材（６）の欠落を防止でき、さらにワーク（２０）の端面が欠落してしまうことを防止できる。
【０００９】
また、成形工程および焼成工程では、ワーク（２０）および焼成用部材（４０）として、コージェライトよりなるものを用いることが好ましい。このように、ワーク（２０）と焼成用部材（４０）とを同じ材質のもので構成することで、焼成時における各部材の収縮または膨張によって生じる応力を緩和でき、ワーク（２０）のクラックの発生を抑制できる。
【００１０】
上記のようにして焼成用部材（４０）とワーク（２０）との間に設ける融着防止材（５０）として、粉末状の粒子もしくは粉末状の粒子が含有された燃焼性シートを用いることができる。
【００１１】
このように、粉末状の粒子を用いることで、容易に焼成用部材（４０）とワーク（２０）との接触面積を低減することができる。また、粉末状の粒子を含んだ燃焼性シートを用いることで、焼成用部材（４０）とワーク（２０）との間に融着防止材（５０）を容易に配置させることができる。燃焼性シートのシートを構成するものとしては、ワーク（２０）の焼成時に燃えてなくなる紙を採用することができる。このような燃焼性シートを用いることで、ワーク（２０）の焼成時に焼成用部材（４０）とワーク（２０）との間に粉末状の粒子のみが残るので、当該粉末状の粒子によって焼成用部材（４０）とワーク（２０）との接触面積の低減を図ることができる。
【００１２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１４】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態で示される排ガス浄化フィルタ（いわゆるＤＰＦ）は、例えば車両のエンジンから排出される排気ガスに含まれる汚染物質を浄化して大気に排出させるものとして用いられる。
【００１５】
図１は、本発明の第１実施形態に係る排ガス浄化フィルタの斜視図である。この図に示されるように、排ガス浄化フィルタ１は、円柱形状を有しており、例えばセラミックスの焼結品として構成されるものである。
【００１６】
また、排ガス浄化フィルタ１の内部は蜂の巣構造、すなわちハニカム構造になっており、円柱の軸方向に両端面２、３を貫通する多数の孔４を有しており、各孔４は通路をなしている。各孔４は、当該各孔４を分離する壁５を介してそれぞれが隣接しており、各孔４が円柱の軸に垂直な方向に配列されることで、上記ハニカム構造体が構成されている。
【００１７】
そして、排ガス浄化フィルタ１の一方の端面２においては、当該端面２の外縁部に位置する各孔４の開口部に栓材６が設けられており、栓詰めされた状態になっている。本実施形態では、各孔４には、栓材６が千鳥状に設けられている。すなわち、栓材６が設けられた孔４の隣の孔４は開口した状態（栓材６が設けられていない状態）になっている。
【００１８】
さらに、排ガス浄化フィルタ１の他方の端面３の各孔４の開口部にも、上記一方の端面２と同様に栓材６が千鳥状に設けられている。この場合、端面３に千鳥状に栓詰めされた栓材６は、端面２側で栓詰めされていない孔４の開口部に千鳥状に設けられている。以上が、本実施形態に係る排ガス浄化フィルタ１の構成である。
【００１９】
このような排ガス浄化フィルタ１を通過する排気ガスは、まず、排ガス浄化フィルタ１の一方の端面２から各孔４のうち開口した孔４内に導かれる。そして、排気ガスは、孔４内の通路を端面３側に進むと共に、当該孔４と隣の孔４とを分離する壁５を通過することで壁５の内部で汚染物質が取り除かれ、隣の孔４内の通路を通って排ガス浄化フィルタ１の他方の端面３から排出される。このようにして、排ガス浄化フィルタ１にて排気ガスに含まれる汚染物質が除去されるようになっている。
【００２０】
次に、上記排ガス浄化フィルタ１の製造方法について説明する。排ガス浄化フィルタ１を製造する場合、ハニカム成形体を形成し、このハニカム成形体を焼成炉内で焼成することにより排ガス浄化フィルタ１を製造することとなる。
【００２１】
具体的に、まず、コージェライトよりなるハニカム成形体を成形する押出工程を行う。続いて、当該ハニカム成形体を一定の長さに切断する切断工程を行い、排ガス浄化フィルタ１をかたどったハニカム成形体を得る。以下では、切断工程により個々に分割されたハニカム成形体をワークという。
【００２２】
そして、ワークを乾燥させる乾燥工程を行い、ワークの水分を除去する。本工程では、完全にワークを焼成しない程度にワークを加熱する。また、本工程では、乾燥させたワークを切り込むことでワークのサイズが狙い値になるように微調整した後、ワークを複数個ずつ各台車に乗せる。
【００２３】
図２は、台車にワークを乗せた様子を示した図であり、（ａ）は台車の進行方向から台車側を見た図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。図２（ａ）、（ｂ）に示されるように、台車１０上には、一定間隔で支柱１１が配置されると共に、支柱１１上にアルミナで形成された棚板１２が並べられることで、ワーク２０が乗せられる棚が構成されている。本実施形態では、一つの棚に最大１６個（４個×４個）のワーク２０が配置されて三段の棚が構成されることで、１台の台車１０に最大４８個のワーク２０を乗せられるようになっている。
【００２４】
図３は、図２に示されるワーク２０付近の拡大図である。この図に示されるように、棚板１２上に焼成用台としてのボチ付きトチ３０が置かれ、当該ボチ付きトチ３０上に焼成用台としての板状トチ４０（本発明の焼成用部材に相当）が配置されている。そして、板状トチ４０上にワーク２０が配置されている。
【００２５】
上記ボチ付きトチ３０および板状トチ４０は、例えばワーク２０と同じ材質であるコージェライトで形成されたものである。このように、ワーク２０と板状トチ４０とを同じ材質のもので構成することで、焼成時にワーク２０および板状トチ４０それぞれが収縮または膨張することによって生じる応力を緩和できる。これにより、ワーク２０にクラックが発生しないようにすることができる。
【００２６】
また、ボチ付きトチ３０は、板状トチ４０と対向する面に球面状の突起物３１を有している。これらボチ付きトチ３０や板状トチ４０は、棚板１２の表面ばらつきを吸収するクッション材としての機能を果たすものである。
【００２７】
本実施形態では、ボチ付きトチ３０と板状トチ４０との間、板状トチ４０とワーク２０との間にそれぞれ粉末状の融着防止材５０が敷き詰められている。融着防止材５０の材質としては、ワーク２０の組成に影響がないものが好ましく、例えば数μｍサイズのアルミナ粒子が採用される。このアルミナ粒子は耐熱性を有し、ワーク２０の焼成時に溶融せずに粒子の形態を維持するものとして好適である。
【００２８】
上記融着防止材５０は、ワーク２０と板状トチ４０との融着や、板状トチ４０とボチ付きトチ３０との融着を防止するものである。すなわち、融着防止材５０は、ボチ付きトチ３０の各突起物３１上に敷き詰められることで、棚板１２の表面ばらつきを吸収する。また、融着防止材５０は、板状トチ４０とワーク２０とが直接接触する場合よりも板状トチ４０とワーク２０との接触面積を小さくさせる。以上のように、板状トチ４０とワーク２０との間に融着防止材５０を設ける。
【００２９】
次に、台車１０に搭載された各ワーク２０を加熱して乾燥させる第２乾燥工程を行う。この後、ワーク２０の両端面にマスクテープを貼り付けるマスキング工程を行う。本工程では、マスクテープとして例えばポリエステル系の粘着性を有するものを用いることが好ましい。
【００３０】
続いて、マスクテープに穴を開ける穴開け工程を行う。すなわち、排ガス浄化フィルタ１の両端面２、３それぞれに上述のように栓詰めするため、ワーク２０の両端面それぞれのマスクテープにレーザ光を照射して千鳥状に穴開けする。
【００３１】
なお、本工程では、例えばワーク２０の両端面をそれぞれカメラで撮影し、マスクテープにおいて穴開けすべき場所を演算した後、レーザにて穴開けする方法が採用される。ただし、ワーク２０の両端面のマスクテープに対する穴開けは、両端面２、３において孔４一つ分だけ千鳥模様がシフトするように行う。
【００３２】
次に、マスクテープに穴開けされた各孔４の開口部分に栓材６を設ける栓詰め工程を行う。これは、セラミック液にワーク２０の両端面をそれぞれ浸し、マスクテープが穴開けされた部分の各孔４にこのセラミック液を進入させて栓詰めする。そして、栓詰めがなされたワーク２０の両端面を加熱することで栓材６を形成する。
【００３３】
この後、台車１０を焼成炉に搬入し、ワーク２０を焼成する焼成工程を行う。図４は、連続焼成炉の全体概略図である。この図に示されるように、連続焼成炉６０は、第１通路部６１と、加熱部６２と、第２通路部６３と、を備えて構成されるトンネル式のものである。なお、図４において各台車１０に記された番号は、例えば台車番号である。また、各台車１０の進行方向における幅が異なって描かれているが、実際には各台車１０のサイズは同じである。
【００３４】
これらのうち加熱部６２の一端に第１通路部６１が連結され、加熱部６２の他端に第２通路部６３が連結された状態になっており、上記台車１０が移動する通路がそれぞれ設けられている。また、加熱部６２は通路内にバーナー６４を有しており、このバーナー６４にガス配管６５を介してガスが供給されることでバーナー６４から火が発せられるようになっている。なお、バーナー６４は、台車１０上のワーク２０に火が直接当たらない場所に配置されている。
【００３５】
上記第１通路部６１において加熱部６２とは反対側が搬入口になっており、台車１０が図示しない油圧プッシャーによって第１通路部６１の搬入口側に押し出されることにより、上記搬入口から台車１０が第１通路部６１内に搬入される。そして、油圧プッシャーにより台車１０が次々と第１通路部６１内に搬入されることで、先に連続焼成炉６０内に搬入された台車１０が後から連続焼成炉６０内に搬入された台車１０に押され、これによって連続焼成炉６０内を移動する。
【００３６】
なお、本実施形態では、上記構成を有する連続焼成炉６０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等を備えたパーソナルコンピュータとして構成される図示しない制御装置によってコントロールされる。
【００３７】
そして、台車１０が連続焼成炉６０内を移動する際、加熱部６２にて各ワーク２０を例えば１５００℃で加熱することにより、各ワーク２０を焼成することで図１に示される排ガス浄化フィルタ１が完成する。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態では、ワーク２０と板状トチ４０との間に、アルミナ粒子で構成される融着防止材５０を設けていることが特徴となっている。これにより、ワーク２０が板状トチ４０に接触する面積を低減することができるので、ワーク２０を焼成する際、ワーク２０と板状トチ４０との融着を起こしにくくすることができる。したがって、ワーク２０に形成された栓材６が板状トチ４０に融着してしまうことを防止でき、完成時に板状トチ４０から排ガス浄化フィルタ１を取り外す際、栓材６が欠落してしまうことを防止できる。
【００３９】
また、ワーク２０が板状トチ４０に融着しにくくなるため、焼成後に排ガス浄化フィルタ１を板状トチ４０から取り外す際、排ガス浄化フィルタ１に割れや欠けが生じないようにすることができる。
【００４０】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。本実施形態では、トンネル式の連続焼成炉６０ではなく、シャトル式のバッチ焼成炉を用いてワーク２０を焼成することが特徴となっている。
【００４１】
図５は、本実施形態に係るバッチ焼成炉の全体概略図である。この図に示されるように、バッチ焼成炉７０は、焼成炉７１と、配管７２と、処理炉７３と、煙突７４と、を備えて構成されている。
【００４２】
焼成炉７１は、スライド式の入り口扉７１ａを備えており、この入り口扉７１ａがスライドすることで各台車１０が焼成炉７１内に搬入されるようになっている。また、焼成炉７１内にはバーナー６４が備えられており、このバーナー６４から火を発することで各台車１０上の各ワーク２０を焼成できるようになっている。また、配管７２、処理炉７３を介して煙突７４から排気がなされるようになっている。
【００４３】
このようなバッチ焼成炉７０にてワーク２０を焼成するに際しても、第１実施形態と同様に、台車１０上において、板状トチ４０とワーク２０との間にアルミナ粒子である融着防止材５０を敷き詰めることで、板状トチ４０とワーク２０との融着を防止することができ、排ガス浄化フィルタ１の歩留まりを向上させることができる。
【００４４】
（他の実施形態）
上記実施形態では、円柱形状の排ガス浄化フィルタ１について説明したが、排ガス浄化フィルタ１の形状は円柱形状に限定されるものではなく、角柱等の他の柱形状のものであっても構わない。また、ハニカム構造体に栓材６が設けられていないモノリスを製造する場合であっても、上記方法を採用することができる。この場合においても、モノリスとなるワークとトチとの融着を防止することができる。また、ワークとしてスパークプラグのセラミック部分を燃焼する際、上記各実施形態の方法を採用するようにしても良い。
【００４５】
上記各実施形態では、図３に示されるように、棚板１２上にボチ付きトチ３０を配置させているが、当該ボチ付きトチ３０を用いずに、棚板１２上に板状トチ４０を直接乗せ、板状トチ４０上に融着防止材５０を介してワーク２０を乗せるようにしても構わない。
【００４６】
上記各実施形態では、融着防止材５０として粉末状のアルミナ粒子を採用した場合について説明したが、他の材質の粉末のものであっても構わない。
【００４７】
また、融着防止材５０として、例えば粉末状のアルミナ粒子を紙に含有させたもの（アルミナシート、燃焼性シート）を形成し、当該アルミナシートを板状トチ４０とワーク２０との間に挟むようにしても構わない。この場合、燃焼時に紙が燃えてなくなり、紙に含まれたアルミナ粒子のみが板状トチ４０とワーク２０との間に残り、上述のように、ワーク２０と板状トチ４０との融着を防止する機能を果たす。このように、融着防止材５０としてシート状のものを用いることで、粉末状の融着防止材５０を板状トチ４０上に敷き詰める場合よりも容易に融着防止材５０を板状トチ４０とワーク２０との間に設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る排ガス浄化フィルタの斜視図である。
【図２】台車にワークを乗せた様子を示した図であり、（ａ）は台車の進行方向から台車側を見た図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。
【図３】図２に示されるワーク付近の拡大図である。
【図４】第１実施形態に係る連続焼成炉の全体概略図である。
【図５】第２実施形態に係るバッチ焼成炉の全体概略図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…排ガス浄化フィルタ、２、３…排ガス浄化フィルタの両端面、４…孔、２０…ワーク、４０…板状トチ、５０…融着防止材。
【図１】
2008110906.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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