(57)【要約】【課題】周面に補強部を容易に形成できるセラミックフィルタ用基材を提供する。【解決手段】セラミックフィルタ用基材１０は、ポリウレタンフォームからなる本体部１２と、基材１０のフィルタ面１０ａを囲むように本体部１２の外周に形成され、溶融固化したポリウレタンフォームからなる外周部１４とを備えている。被膜部１４は、溶融固化したポリウレタンフォームで閉塞した平滑な被膜面が、周面にあいた開口の総面積よりも広く形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルが互いに連通すると共にセル数が５ｐｐｉ〜３０ｐｐｉの範囲にあるエステル系のポリウレタンフォームからなる本体部と、
セラミックフィルタ用基材のフィルタ面を囲むように前記本体部の外周に形成され、溶融固化した前記ポリウレタンフォームからなる外周部とを備え、
前記外周部は、溶融固化した前記ポリウレタンフォームでセラミックフィルタ用基材の周面を塞ぐ被膜面が、該周面にあく開口の総面積よりも広く形成され、
前記外周部における前記開口の開口率が、１％〜２０％の範囲である
ことを特徴とするセラミックフィルタ用基材。
【請求項２】
多角形で形成された前記フィルタ面を囲う前記外周部は、前記被膜面の平面度公差が０．１ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲にある請求項１記載のセラミックフィルタ用基材。
【請求項３】
前記外周部は、前記本体部をなす前記ポリウレタンフォームに対して、５％〜３０％の範囲の通気性を有している請求項１または２記載のセラミックフィルタ用基材。
【請求項４】
前記外周部は、前記本体部をなす前記ポリウレタンフォームよりも硬く、
前記セラミックフィルタ用基材は、前記フィルタ面と直交する方向へ圧縮した際の硬さが、前記ポリウレタンフォームに対して、３００％以下の範囲にある請求項１〜３の何れか１項に記載のセラミックフィルタ用基材。
【請求項５】
前記フィルタ面の寸法公差が、±１％以下の範囲にある請求項１〜４の何れか１項に記載のセラミックフィルタ用基材。
【請求項６】
セルが互いに連通すると共にセル数が５ｐｐｉ〜３０ｐｐｉの範囲にあるエステル系のポリウレタンフォームを、５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲の溶融代を含んで、得るべきセラミックフィルタ用基材のフィルタ面よりも大きい相似形状で棒状に形成し、
出口が前記棒状のポリウレタンフォームの外周よりも小さく、かつ得るべきセラミックフィルタ用基材のフィルタ面よりも１．００１倍〜１．０２５倍大きい相似形状で形成された型に、外周を接触させつつ該棒状のポリウレタンフォームを通し、
加熱した前記型で前記棒状のポリウレタンフォームの外周を溶融して、溶融固化した該ポリウレタンフォームでセラミックフィルタ用基材の周面を塞ぐ被膜面を有する外周部を、該周面にあく開口の開口率が１％〜２０％の範囲になるように形成するようにした
ことを特徴とするセラミックフィルタ用基材の製造方法。
【請求項７】
多角形で形成される前記フィルタ面を囲う前記外周部は、前記被膜面の平面度公差を０．１ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲で形成する請求項６記載のセラミックフィルタ用基材の製造方法。
【請求項８】
前記本体部をなす前記ポリウレタンフォームに対して、５％〜３０％の範囲の通気性を有するように、前記外周部を形成する請求項６または７記載のセラミックフィルタ用基材の製造方法。
【請求項９】
前記本体部をなす前記ポリウレタンフォームよりも硬くなるように、前記外周部を形成し、
前記セラミックフィルタ用基材は、前記フィルタ面と直交する方向へ圧縮した際の硬さを、前記ポリウレタンフォームに対して、３００％以下の範囲にあるように形成する請求項６〜８の何れか１項に記載のセラミックフィルタ用基材の製造方法。
【請求項１０】
前記フィルタ面の寸法公差を、±１％以下の範囲で形成する請求項６〜９の何れか１項に記載のセラミックフィルタ用基材の製造方法。
【請求項１１】
前記フィルタ面が多角形の前記セラミックフィルタ用基材を製造する際に、前記棒状のポリウレタンフォームの角部を面取りする請求項６〜１０の何れか一項に記載のセラミックフィルタ用基材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、セラミックフィルタ用基材およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば鋳造工程において、溶融金属をセラミックフィルタに通して濾過することで、溶融金属から金属酸化物などの不純物を除去することが行われている。また、セラミックフィルタは、水等の液体や空気等の気体から不純物を除去するものとして、半導体製造、精密部品製造、医薬品製造、食品製造などの分野でも用いられている。セラミックフィルタは、ポリウレタン等の発泡体からなる基材を、ジルコニアやアルミナなどの無機材料を焼結したセラミックで被覆して構成される(例えば、特許文献１参照)。例えばセラミックフィルタは、スポンジ状の合成樹脂(発泡体)に、無機材料およびバインダを含んだスラリーを含浸させ、基材を圧縮して余分なスラリーを除去した後に、乾燥および加熱して無機材料およびバインダを焼結することで、発泡体の骨格をセラミックで置き換えている。
【０００３】
セラミックフィルタは、縁が鋳型などへの取り付けの際や輸送中に欠け易いので、縁の機械的強度を向上させることが求められている。例えば、特許文献１のように、発泡体の側面にポリウレタン等の有機被膜成分を塗布して、有機被膜が側面に形成された発泡体にスラリーを含浸させて焼成することで、得られるセラミックフィルタの側面に、補強部となる閉塞端を設ける方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５５２６２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した方法は、有機被膜成分が発泡体に浸透してしまって、発泡体の周面に有機被膜を形成することが難しく、セラミック層をのせる面を十分に確保することができない。従って、前述した方法では、セラミックフィルタの側面に、補強部として有効な閉塞端を形成することが難しい。しかも、発泡体の１つずつに有機被膜成分を塗布する必要があり、非常に手間がかかる。
【０００６】
すなわち本発明は、従来の技術に係る前記問題に鑑み、これらを好適に解決するべく提案されたものであって、周面にセラミックによる補強部を簡単に形成することができるセラミックフィルタ用基材およびそ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】
【０００７】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の請求項１に係る発明のセラミックフィルタ用基材は、
セルが互いに連通すると共にセル数が５ｐｐｉ〜３０ｐｐｉの範囲にあるエステル系のポリウレタンフォームからなる本体部と、
セラミックフィルタ用基材のフィルタ面を囲むように前記本体部の外周に形成され、溶融固化した前記ポリウレタンフォームからなる外周部とを備え、
前記外周部は、溶融固化した前記ポリウレタンフォームでセラミックフィルタ用基材の周面を塞ぐ被膜面が、該周面にあく開口の総面積よりも広く形成され、
前記外周部における前記開口の開口率が、１％〜２０％の範囲であることを要旨とする。
請求項１に係る発明によれば、本体部と該本体部の外周に形成される外周部とを、同じ素材で一体化しているので、外周部が剥がれることはなく、また本体部と外周部との間に継ぎ目や段差等が発生しない。セラミックフィルタ用基材の周面をなす外周部に開口があいているので、セラミックフィルタとする際に開口を介してスラリーの含浸や除去することができ、補強部となるセラミック層の形成が簡単になる。また、外周部は、溶融固化したポリウレタンフォームからなる被膜面が、周面に所定の開口率であいた開口よりも広く形成されているので、被膜面でスラリーを保持することができ、セラミックフィルタ用基材の周面に補強部を簡単に形成することができる。そして、外周部の開口の開口率が１％〜２０％の範囲であることで、外周部でのスラリーの保持とスラリーの浸透および除去とのバランスをとることができ、セラミックフィルタ用基材の周面に補強部を簡単に形成することができる。
【０００８】
請求項２に係る発明では、 多角形で形成された前記フィルタ面を囲う前記外周部は、前記被膜面の平面度公差が０．１ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲にあることを要旨とする。
請求項２に係る発明によれば、被膜面の平面度公差が０．１ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲にあるので、周面にセラミック層を焼成した際に累積する誤差を小さくすることができ、得られるセラミックフィルタに要求される寸法精度を容易に満たすことが可能となる。
【０００９】
請求項３に係る発明では、前記外周部は、前記本体部をなす前記ポリウレタンフォームに対して、５％〜３０％の範囲の通気性を有していることを要旨とする。
請求項３に係る発明によれば、外周部の通気性が本体部をなすポリウレタンフォームに対して、５％〜３０％の範囲にあることで、外周部でのスラリーの保持とスラリーの浸透および除去とのバランスをとることができ、セラミックフィルタ用基材の周面にセラミック層からなる補強部を簡単に形成することができる。
【００１０】
請求項４に係る発明では、前記外周部は、前記本体部をなす前記ポリウレタンフォームよりも硬く、
前記セラミックフィルタ用基材は、前記フィルタ面と直交する方向へ圧縮した際の硬さが、前記ポリウレタンフォームに対して、３００％以下の範囲にあることを要旨とする。
請求項４に係る発明によれば、セラミックフィルタ用基材におけるフィルタ面と直交する方向へ圧縮した際の硬さが、ポリウレタンフォームに対して、３００％以下の範囲にあることで、セラミックフィルタ用基材の周面が外周部で硬くなり過ぎることを防いで、セラミックフィルタ用基材を圧縮してスラリーを除去する際に外周部が邪魔にならない。
【００１１】
請求項５に係る発明では、前記フィルタ面の寸法公差が、±１％以下の範囲にあることを要旨とする。
請求項５に係る発明によれば、フィルタ面の寸法公差が、±１％以下の範囲にあるので、周面にセラミック層を焼成した際に累積する誤差を小さくすることができ、得られるセラミックフィルタに要求される寸法精度を容易に満たすことが可能となる。
【００１２】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の請求項６に係る発明のセラミックフィルタ用基材の製造方法は、
セルが互いに連通すると共にセル数が５ｐｐｉ〜３０ｐｐｉの範囲にあるエステル系のポリウレタンフォームを、５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲の溶融代を含んで、得るべきセラミックフィルタ用基材のフィルタ面よりも大きい相似形状で棒状に形成し、
出口が前記棒状のポリウレタンフォームの外周よりも小さく、かつ得るべきセラミックフィルタ用基材のフィルタ面よりも１．００１倍〜１．０２５倍大きい相似形状で形成された型に、外周を接触させつつ該棒状のポリウレタンフォームを通し、
加熱した前記型で前記棒状のポリウレタンフォームの外周を溶融して、溶融固化した該ポリウレタンフォームでセラミックフィルタ用基材の周面を塞ぐ被膜面を有する外周部を、該周面にあく開口の開口率が１％〜２０％の範囲になるように形成するようにしたことを要旨とする。
請求項６に係る発明によれば、溶融固化したポリウレタンフォームからなる外周部によって、セラミックフィルタ用基材の周面を完全に閉塞することなく、周面に所定の開口率で開口があいた外周部を備えたセラミックフィルタ用基材を簡単に形成することができる。また、溶融代を５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲に設定することで、セラミックフィルタ用基材の周面を塞ぐ被膜面を外周部にあく開口の総開口面積よりも広くなるように調節することができる。すなわち、得られる基材について、外周部にあく開口の開口率を１％〜２０％のような好適な範囲に設定することができる。得られるセラミックフィルタ用基材は、本体部と該本体部の外周に形成される外周部とを、同じ素材で一体化しているので、外周部が剥がれることはなく、また本体部と外周部との間に継ぎ目や段差等が発生しない。得られるセラミックフィルタ用基材は、該セラミックフィルタ用基材の周面をなす外周部に開口があいているので、セラミックフィルタとする際に開口を介してスラリーの含浸や除去することができ、補強部となるセラミック層の形成が簡単になる。また、外周部は、溶融固化したポリウレタンフォームからなる被膜面が、周面に所定の開口率であいた開口よりも広く形成されているので、被膜面でスラリーを保持することができ、セラミックフィルタ用基材の周面に補強部を簡単に形成することができる。そして、外周部の開口の開口率が１％〜２０％の範囲であることで、外周部でのスラリーの保持とスラリーの浸透および除去とのバランスをとることができ、セラミックフィルタ用基材の周面に補強部を簡単に形成することができる。しかも、外周を接触させつつ棒状体を型に通すので、棒状体における溶融した外周を型の型面で成形して、外周部の被膜面を平滑に形成することができる。更に、外周部の成形収縮を見込んで型の出口の大きさを設定しているので、得られるセラミックフィルタ用基材の寸法精度を向上させることができる。従って、得られるセラミックフィルタ用基材は、平滑な被膜面にスラリーをのせ易く、得るべきセラミックフィルタに要求される寸法精度を容易に満たすことが可能となる。
【００１３】
請求項７に係る発明では、多角形で形成される前記フィルタ面を囲う前記外周部は、前記被膜面の平面度公差を０．１ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲で形成することを要旨とする。
請求項７に係る発明によれば、被膜面の平面度公差が０．１ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲にある平滑性に優れた外周部を、簡単に形成することができる。そして、得られるセラミックフィルタ用基材は、被膜面の平面度公差が０．１ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲にあるので、周面にセラミック層を焼成した際に累積する誤差を小さくすることができ、得られるセラミックフィルタに要求される寸法精度を容易に満たすことが可能となる。
【００１４】
請求項８に係る発明では、前記本体部をなす前記ポリウレタンフォームに対して、５％〜３０％の範囲の通気性を有するように、前記外周部を形成することを要旨とする。
請求項８に係る発明によれば、溶融代の設定によって、外周部の通気性を所定範囲に簡単に調節することができる。そして、得られるセラミックフィルタ用基材は、外周部の通気性が本体部をなすポリウレタンフォームに対して、５％〜３０％の範囲にあることで、外周部でのスラリーの保持とスラリーの浸透および除去とのバランスをとることができ、セラミックフィルタ用基材の周面にセラミック層からなる補強部を簡単に形成することができる。
【００１５】
請求項９に係る発明では、前記本体部をなす前記ポリウレタンフォームよりも硬くなるように、前記外周部を形成し、
前記セラミックフィルタ用基材は、前記フィルタ面と直交する方向へ圧縮した際の硬さを、前記ポリウレタンフォームに対して、３００％以下の範囲にあるように形成することを要旨とする。
請求項９に係る発明によれば、外周部によって得られるセラミックフィルタ用基材の硬さを簡単に調節することができる。そして、得られるセラミックフィルタ用基材は、フィルタ面と直交する方向へ圧縮した際の硬さが、ポリウレタンフォームに対して、３００％以下の範囲にあることで、セラミックフィルタ用基材の周面が外周部で硬くなり過ぎることを防いで、セラミックフィルタ用基材を圧縮してスラリーを除去する際に外周部が邪魔にならない。
【００１６】
請求項１０に係る発明では、前記フィルタ面の寸法公差を、±１％以下の範囲で形成することを要旨とする。
請求項１０に係る発明によれば、フィルタ面の寸法公差が±１％以下の範囲にあるセラミックフィルタ用基材を簡単に形成することができる。そして、得られるセラミックフィルタ用基材は、フィルタ面の寸法公差が±１％以下の範囲にあるので、周面にセラミック層を焼成した際に累積する誤差を小さくすることができ、得られるセラミックフィルタに要求される寸法精度を容易に満たすことが可能となる。
【００１７】
請求項１１に係る発明では、前記フィルタ面が多角形の前記セラミックフィルタ用基材を製造する際に、前記棒状のポリウレタンフォームの角部を面取りすることを要旨とする。
請求項１１に係る発明によれば、棒状のポリウレタンフォームの周面形状が多角形の場合に、該ポリウレタンフォームの角部を面取りすることで、型を通る際にポリウレタンフォームの面と角部とで変形度合いを均等にして、得られるセラミックフィルタ用基材の周面同士がなす角部の精度を向上することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るセラミックフィルタ用基材によれば、周面に形成された外周部によってセラミック層による補強部を簡単に形成することができる。本発明に係るセラミックフィルタ用基材の製造方法によれば、周面に形成された外周部によってセラミック層による補強部を容易に形成可能なセラミックフィルタ用基材を簡単に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の好適な実施例に係るセラミックフィルタ用基材を示す概略斜視図である。
【図２】(ａ)は実施例のセラミックフィルタ用基材の断面を拡大して示す模式図であり、(ｂ)は外周部を形成する前の棒状体の断面を拡大して示す模式図である。
【図３】(ａ)は図１(ａ)のＡ矢視で拡大して示す外周部の模式図であり、(ｂ)は図１(ａ)のＢ−Ｂ線で破断した断面を拡大して示す模式図である。
【図４】実施例のセラミックフィルタ用基材の製造装置を示す説明図である。
【図５】実施例の型を示す説明図である。
【図６】(ａ)は外周部を形成する前の棒状体を拡大して示す概略斜視図であり、(ｂ)は正面図である。なお、棒状体の角部を直線状に面取りしている。
【図７】(ａ)は外周部を形成する前の棒状体を拡大して示す概略斜視図であり、(ｂ)は正面図である。なお、棒状体の角部を円弧状に面取りしている。
【図８】外周部が形成された棒状体を拡大して示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明に係るセラミックフィルタ用基材およびその製造方法につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照して以下に説明する。
【実施例】
【００２１】
図１に示すように、実施例に係るセラミックフィルタ用基材(以下、単に基材という)１０は、ポリウレタンフォームからなる本体部１２と、該基材１０のフィルタ面１０ａを囲むように本体部１２の外周に形成され、溶融固化したポリウレタンフォームからなる外周部１４とを備えている。実施例の基材１０は、板状体であって、該板状体の厚み方向がセラミックフィルタとした際に処理対象物が通るフィルタ面１０ａ,１０ａの間になり、この厚み方向に沿って延在する周面に外周部１４が形成されている。基材１０は、得るべきセラミックフィルタに合わせて形状が設定され、例えばフィルタ面１０ａが四角形となる周面形状のセラミックフィルタとするのであれば、基材１０もフィルタ面１０ａが四角形となる周面形状で形成される(図１(ａ)参照)。すなわち、基材１０は、四角形の周面が４面連なり、周面同士がなす角が直角になるように形成される。また、フィルタ面１０ａが円形となる周面形状のセラミックフィルタとするのであれば、基材１０もフィルタ面１０ａが円形となる周面形状で形成される(図１(ｂ)参照)。
【００２２】
前記ポリウレタンフォームとしては、加熱によって溶融可能な軟質ポリウレタンフォームを用いることができ、エステル系のポリウレタンフォームが好ましい。ここで、エステル系のポリウレタンフォームは、ポリオール成分として、エステル基を含有するポリオールを少なくとも含んでいればよく、ポリエステルポリオールおよびポリエーテルエステルポリオールなどが挙げられる。また、ポリエステルポリオールやポリエーテルエステルポリオールを単独で用いてもよく、ポリエステルポリオール、ポリエーテルエステルポリオールおよびポリエーテルポリオールの２種以上を併用してもよい。ポリオール成分としてポリエーテルポリオール単体からなるポリウレタンフォームは、加熱した際に昇華分解し易いが、前述したエステル系のポリウレタンフォームによれば、加熱により溶融させることができるので、外周部１４を好適に形成することができる。ポリウレタンフォームは、セル膜が除去されてセルが互いに連通する三次元網目構造のものが用いられ、アルカリ液処理法、熱処理法、または爆破法などの公知のセル膜処理方法によりセル膜を除去したものを採用できる。
【００２３】
前記ポリウレタンフォームは、セル数(JIS K 6400-1；2004 付属書1(参考))が５ｐｐｉ〜３０ｐｐｉの範囲、好ましくは６ｐｐｉ〜２５ｐｐｉの範囲、より好ましくは７ｐｐｉ〜２０ｐｐｉの範囲にあるものが用いられる。ポリウレタンフォームのセル数が５ｐｐｉより少ないと、セラミックフィルタとした際に目が粗くなり過ぎ、不純物の除去機能が低下してしまう。また、ポリウレタンフォームのセル数が３０ｐｐｉより多くなると、セラミックフィルタとした際に目が細かくなり過ぎ、セラミックフィルタとしての処理性能が悪化してしまう。
【００２４】
前記本体部１２は、セラミックフィルタとした際に、処理対象物が通過する部分となり、前述したポリウレタンフォームで構成されている。すなわち、本体部１２は、セルが互いに連通する三次元網目構造やセル数などのポリウレタンフォームの構成がそのまま維持されている。
【００２５】
前記外周部１４は、ポリウレタンフォームに予め設けた溶融代Ｓを溶融して、本体部１２と一体的に形成されている。図１に示すように、外周部１４は、基材１０の厚み方向および周方向の外周全体に亘って形成されており、実施例の基材１０は、フィルタ面１０ａに臨む本体部１２を除く全ての面に外周部１４が設けられている。図２(ａ)および図３(ａ)に示すように、外周部１４は、開口１４ａが基材１０の周面にあくように形成されている。このように、外周部１４には、元のポリウレタンフォームのセルに由来する開口１４ａが一部残っており、外周部１４の開口１４ａが、本体部１２をなすポリウレタンフォームのセルに連通している。なお、開口１４ａは、元のポリウレタンフォームのセル径よりも小さくなっている(図２および図３参照)。基材１０は、本体部１２の外周に設けた外周部１４によって内外に完全に隔てられておらず、セラミックフィルタを製造する際に、外周部１４の開口１４ａを介してスラリーの浸透または除去等の移動が許容される。
【００２６】
図２(ａ)および図３(ａ)に示すように、外周部１４は、溶融固化したポリウレタンフォームで基材１０の周面を塞ぐ平滑な被膜面１４ｂが、周面にあいた開口１４ａの総面積よりも広く形成されている。換言すると、基材１０の周面は、元のポリウレタンフォームよりもセルに由来する凹凸が少なく、外周部１４の被膜面１４ｂによって平滑な面の方が多くなっている。ここで、平滑とは、基材１０の周面形状が四角形等の多角形の場合は、各周面の凹凸や反りなどがないまたは小さく、周面のそれぞれが平面または平面に近いことを指し、基材１０の周面形状が円形である場合は、凹凸や反りなどがないまたは小さく、真円または真円に近いことを指す。また、外周部１４は、元のポリウレタンフォームのセル数よりも周面にあいた開口の数が少なくなっている。
【００２７】
前記外周部１４は、基材１０の周面にあいた開口１４ａの開口率が１％〜２０％の範囲になるように形成されて、外周部１４の被膜面１４ｂによって基材１０の周面を完全に閉塞していない。開口率は、基材１０における周面の単位面積当たりにあいた外周部１４の開口１４ａの総面積(開口総面積／単位面積)である。外周部１４の開口率が１％より小さいと、スラリーが周面から含浸し難くなると共に余分なスラリーを周面を介して除去することが難しくなり、セラミックフィルタを製造し難くなる。外周部１４の開口率が２０％より大きいと、スラリーが周面から浸透して周面で保持することが難しくなり、周面にスラリーを多く集めて適度なセラミック層を形成することができず、得られるセラミックフィルタの周面を適切に補強することができないおそれがある。
【００２８】
外周部１４は、基材１０の周面形状が多角形の場合に、基材１０の周面をなす被膜面１４ｂの平面度公差(JIS B 0621)が、０．１ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲にある。また、外周部１４は、基材１０の周面形状が円形の場合、基材１０の周面をなす被膜面１４ｂの真円度公差(JIS B 0621))が、０．１ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲にある。このように、基材１０は、外周部１４によって周面が平滑に形成されている。被膜面１４ｂの平面度公差が２．０ｍｍより大きいと、周面にセラミックを焼成した際に累積する誤差が大きくなり、得られるセラミックフィルタに要求される寸法精度を満たすことが難しくなる。同様に、被膜面１４ｂの真円度公差が２．０ｍｍより大きいと、周面にセラミックを焼成した際に累積する誤差が大きくなり、得られるセラミックフィルタに要求される寸法精度を満たすことが難しくなる。なお、平面度公差および真円度公差を０．１ｍｍより小さくすることは、技術的に難しく現実的ではない。なお、多角形で形成されたフィルタ面１０ａを囲う外周部１４における被膜面１４ｂの平滑性は、得るべき基材１０の１辺の幅に対して平面度公差が３％以下(平面度公差／１辺の幅)になっているのが望ましい。
【００２９】
基材１０は、フィルタ面１０ａの寸法公差が±１％以下の範囲にある。例えば、基材１０のフィルタ面１１ａが四角形状である場合は、対向する２辺の被膜面１４ａ,１４ａ間の寸法が、得るべき基材１０のフィルタ面１０ａに対して±１％以下の範囲にある。また、基材１０のフィルタ面１１ａが円形状である場合は、直径が、得るべき基材１０のフィルタ面１０ａの直径に対して±１％以下の範囲にある。フィルタ面１０ａの寸法公差が±１％より大きいと、周面にセラミックを焼成した際に累積する誤差が大きくなり、得られるセラミックフィルタに要求される寸法精度を満たすことが難しくなる。
【００３０】
外周部１４は、場所によって厚みが変動するが、２００μｍ〜８００μｍの範囲に収まっている。外周部１４は、ポリウレタンフォームの骨格がある場所が厚くなる傾向にあり(例えば５００μｍ〜８００μｍ)、ポリウレタンフォームの骨格がない場所が薄くなる傾向にある(例えば２００μｍ〜４００μｍ)。また、外周部１４は、本体部１２と比べて密度が大きくなっている。
【００３１】
外周部１４は、元のポリウレタンフォームよりも硬くなっているものの、自身が変形し得る可撓性を有している。基材１０は、外周部１４を変形した際に、外周部１４自体および／または本体部１２の弾力性により元の形状に戻るようになっている。基材１０は、外周部１４をその厚み方向に変形させて周面を圧縮変形したり、外周部１４をその厚み方向と交差する方向に変形させてフィルタ面１０ａ,１０ａ同士を近づけるように圧縮変形することが可能である。ここで、基材１０は、フィルタ面１０ａと直交する方向へ圧縮した際の硬さが、本体部１２をなすポリウレタンフォームに対して、３００％以下の範囲になっている。ポリウレタンフォームを溶融固化した外周部１４の硬さは、本体部１２よりも硬くなり、基材１０の流通過程で基材１０の周面を保護することができる。また、外周部１４の硬さが３００％より大きいと、基材１０の周面が外周部１４で硬くなり過ぎて、基材１０を圧縮してスラリーを除去することを阻害するおそれがある。
【００３２】
外周部１４は、その通気性が溶融固化する前のポリウレタンフォームよりも小さくなっている。外周部１４は、本体部１２をなすポリウレタンフォーム(元のポリウレタンフォーム)に対して、５％〜３０％の範囲の通気性を有している。なお、通気性は、ＪＩＳ Ｌ １０９６：２０１０ Ａ法に基づいて測定したものである。外周部１４の通気性が元のポリウレタンフォームに対して５％より小さいと、スラリーが周面から含浸し難くなると共に余分なスラリーを周面を介して除去することが難しくなり、セラミックフィルタを製造し難くなる。外周部１４の通気性が元のポリウレタンフォームに対して３０％より大きいと、スラリーが周面から浸透して周面で保持することが難しくなり、周面にスラリーを多く集めて適度なセラミック層を形成することができず、得られるセラミックフィルタの周面を適切に補強することができないおそれがある。
【００３３】
次に、実施例に係るセラミックフィルタ用基材１０の製造方法について説明する。図４に示すように、実施例の製造方法に用いることができる製造装置２０は、棒状のポリウレタンフォーム(以下、棒状体という)１６を移送するベルトコンベヤ等の移送手段２２,２４と、棒状体１６の周面に外周部１４を形成する型２６とを備えている。移送手段は、型２６の上流側に配置され、棒状体１６を型２６に供給する第１移送手段２２と、型２６の下流側に配置され、型２６を通過して外周部１４が形成された棒状体１６を移送する第２移送手段２４とから構成される。実施例の第２移送手段２４は、上下に対向配置されたローラ２４ａ,２４ｂによって棒状体１６を挟んで、型２６を通過する際に外周部１４が形成された棒状体１６を型から引き出す。型２６には、棒状体１６の移送方向に貫通する通孔２８が形成されており、移送手段２２,２４に搬送されて棒状体１６が通孔２８を通る。また、型２６には、通孔２８を画成する型面２６ａを加熱するヒーター等の加熱手段(図示せず)が設けられており、型面２６ａに接触しつつ通孔２８を通過する棒状体１６の外周を加熱して溶融させる。このように、製造装置２０は、棒状体１６を移送手段２２,２４により連続的に移送しつつ、型２６の型面２６ａで外周を加熱することで、型面２６ａに接する棒状体１６の外周を溶融して、棒状体１６の外周に外周部１４を連続的に形成可能に構成されている。
【００３４】
まず、スラブ発泡法等の公知の製造方法によって得られるブロック状のポリウレタンフォームを、コンターマシンなどによって切断することで、棒状体１６を形成する。棒状体１６は、セルが互いに連通すると共にセル数が５ｐｐｉ〜３０ｐｐｉの範囲にあるエステル系のポリウレタンフォームであり、前述したポリウレタンフォームの条件に合致するものである。また、棒状体１６は、５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲の溶融代Ｓを含んで、得るべき基材１０のフィルタ面１０ａよりも大きい相似形状で形成されている。棒状体１６は、例えばフィルタ面１０ａが四角形状の基材１０を製造する場合に、端面がフィルタ面１０ａよりも大きく、かつ相似する角棒形状で形成され、フィルタ面１０ａが円形状の基材１０を製造する場合に、端面がフィルタ面１０ａよりも大きく、かつ相似する丸棒形状で形成される。棒状体１６において得るべき基材１０より大きい溶融代Ｓは、溶融固化して外周部１４となる。溶融代Ｓは、棒状体１６の外周全体に亘って設定され、例えばフィルタ面１０ａが５０ｍｍ角の四角形の基材１０を形成するならば、棒状体１６が６０ｍｍ角〜９０ｍｍ角の範囲に設定され、フィルタ面１０ａが直径５０ｍｍの円形の基材１０を形成するならば、棒状体１６が直径６０ｍｍ〜９０ｍｍの範囲に設定される。棒状体１６の溶融代Ｓが５ｍｍより小さいと、比較的目の粗いフィルタ用途のポリウレタンフォームのセルを適切に閉塞することができず、開口１４ａが多く残ってしまうと共に、平滑な被膜面１４ｂを得ることが難しい。一方、棒状体１６の溶融代Ｓが２０ｍｍより大きいと、型２６に付着するポリウレタンフォームの量が増して、開口率が高くなり、外周部１４の平滑性や基材１０の寸法精度が悪化する。
【００３５】
図５〜図７に示すように、棒状体１６の周面形状が多角形の場合は、棒状体１６の角部を面取りするのが好ましい。棒状体１６は、周面と周面とがなす角部を直線状(図６)または円弧状(図７)に面取りして、得るべき基材１０の角部を面取りしたような形状とされる。なお、棒状体１６の面取りは、直線状とするよりも円弧状とするのがよい。棒状体１６の角部の面取りは、周面同士がなす本来の角の頂点から各辺の寸法に対して、５％〜３０％の範囲で切り欠くのが好ましく、より好ましくは６％〜２０％の範囲であり、更に好ましくは７％〜１５％の範囲である。このように、棒状体１６の角部を面取りしておくことで、棒状体１６を型２６に通した際に、角部と平らな面との間で型から加わる力を均等にすることができ、得られる基材１０の周面同士が連なる部分を精度のよい角部とすることができる。棒状体１６の面取り位置が各辺の寸法に対して５％よりも小さいと、得られる基材１０の周面同士がなす角部の精度が狙い通り得られず、棒状体１６の面取り位置が各辺の寸法に対して３０％より大きいと、得られる基材１０の周面同士が連なる部分に面取りが残ってしまう。
【００３６】
次に、図４に示すように、棒状体１６を第１移送手段２２によって型２６の通孔２８に位置合わせした状態で、棒状体１６を通孔２８へ連続的に送り込む。なお、棒状体１６は、棒状体１６の長手方向が型２６への供給方向となるように送り込まれる。棒状体１６は、型２６を通過する過程で通孔２８を画成する型面２６ａに周面が接触して、加熱手段で加熱された型面２６ａによって周面が溶融される。そして、棒状体１６は、型２６から外れて溶融した周面が冷却されることで固化し、周面全周に亘って平滑な被膜面１４ａを有する外周部１４が連続的に形成される。このように、外周部１４は、棒状体１６の周面と型面２６ａが接触した部位が溶融して、棒状体１６の供給方向において同一位置となる周面全体に亘って同時に形成される。また、周面に外周部１４が形成された棒状体１６は、第２移送手段２４に引き出されてる。このように、第１移送手段２２と第２移送手段２４とが協働して、棒状体１６に対する外周部１４の形成処理が連続的に行われる。
【００３７】
図５に示すように、型２６は、通孔２８の開口形状が得るべき基材１０の周面形状に合わせた相似形状で基本的に形成され、例えば四角形の周面形状の基材１０を製造する場合は、通孔２８の開口形状が基材１０と相似する四角形状になる。また、円形の周面形状の基材１０を製造する場合は、通孔２８の開口形状が基材１０と相似する円形状になる。型２６の型面２６ａは、通孔２８における棒状体１６との接触解除位置となる出口２７において、棒状体１６の周面形状よりも小さく、かつ得るべき基材１０の周面形状より大きい相似形状となっている。すなわち、得るべき基材１０の大きさに合わせて外周部１４を形成するのではなく、外周部１４が形成された棒状体１６を、基材１０より僅かに大きくなるように成形している。
【００３８】
具体的には、 型２６の型面２６ａは、通孔２８の出口２７において、得るべき基材１０の周面形状より１．００１倍〜１．０２５倍大きい相似形状で形成される。このように、通孔２８の出口２７の開口面積を得るべき基材１０のフィルタ面寸法よりも大きくして、外周部１４が形成された棒状体１６を僅かに大きくなるように成形すると、外周部１４の形成に伴ってポリウレタンフォームが僅かに収縮するので、結果として精度のよい基材１０を得ることができる。通孔２８の出口２７の開口面積が得るべき基材１０のフィルタ面寸法の１．００１倍よりも小さいと、ポリウレタンフォームの収縮を十分に補償することができず、得られる基材１０に十分な寸法精度を得ることが難しくなる。通孔２８の出口２７の開口面積が得るべき基材１０のフィルタ面寸法の１．０２５倍よりも大きいと、ポリウレタンフォームの収縮量よりも基材１０が大きくなってしまい、得られる基材１０に十分な寸法精度を得ることが難しくなる。なお、型２６の出口形状は、棒状体１６の角部を面取りした場合であっても、得るべき基材１０の周面形状に合わせて角のある四角形状になっている。
【００３９】
図４および図５に示すように、型２６は、棒状体１６との接触開始位置となる通孔２８の入口よりも、棒状体１６との接触解除位置となる通孔２８の出口２７が、開口面積が小さくなるように設定されている。なお、型２６における通孔２８の入口は、得るべき基材１０の周面形状より大きい相似形状となっており、実施例では棒状体１６の周面形状(端面)と同一寸法となっている。すなわち、型２６の型面２６ａは、通孔２８の入口から出口２７に向かうにつれて先細りになる傾斜形状で形成され、通孔２８を通過するにつれて溶融代Ｓが次第に溶融して、外周部１４が徐々に厚くなるように形成される。具体的には、通孔２８の入口は、出口２７と比較して、前記溶融代Ｓに応じて開口寸法を５ｍｍ〜２０ｍｍ程度大きく設定することが好ましい。このように型２６を形成することで、通孔２８への棒状体１６の導入が容易になり、棒状体１６の周面全体の溶融を確実に行うことができると共に、棒状体１６の周面と型面２６ａとの接触面積を低減することで、移送に際する棒状体１６への負荷を低減することができる。
【００４０】
型面２６ａの加熱温度は、ポリウレタンフォームの１７０℃前後の溶融温度に合わせて設定され、３４０〜４１０℃、好ましくは３５０〜４００℃、更に好ましくは３６０〜３９０℃に設定される。また、棒状体１６の周面と型面２６ａとの接触距離は、５０〜１５０ｍｍ、好適には５０〜１００ｍｍの範囲に設定される。接触距離が長いと加熱時間が長くなり過ぎ、得られた基材１０の強度が低下するおそれがある。接触距離が短いと棒状体１６の周面を十分に加熱することができず、外周部１４を十分に形成できない。また、型２６を通過する棒状体１６の移送速度は、加熱温度や接触距離等を勘案して、０．５〜３．０ｍ／ｍｉｎの範囲に設定することが好ましい。移送速度が０．５ｍ／ｍｉｎ未満であると、製造効率が低下すると共に、型面２６ａとの接触時間も長くなるので、平滑な被膜面１４ｂを得るのが難しくなる。一方、３．０ｍ／ｍｉｎを超えると、型２６を通過する際の抵抗と、移送手段２２,２４による引張力とにより棒状体１６が伸ばされることになり、棒状体１６の外形が崩れて寸法精度が悪化してしまう。なお、前述した加熱温度、接触距離および移送速度は、用いる棒状体１６の大きさや形成する外周部１４の厚さやその他の条件に応じて適宜変更される。
【００４１】
次に、外周部１４が周面に形成された棒状体１６(図８)を、長手方向と交差する方向に切断手段３０(図４)で切断する。これにより、元のポリウレタンフォームがそのまま保持されたフィルタ面１６ａと、フィルタ面１６ａを囲むように外周に形成され、溶融固化したポリウレタンフォームからなる外周部１４とを備えた基材１０を得ることができる。
【００４２】
前記基材１０は、ポリウレタンフォームからなる本体部１２の外周に、溶融固化したポリウレタンフォームからなる外周部１４を形成してある。このように、基材１０は、本体部１２とこの本体部１４の外周に形成される外周部１４とが同じ素材で一体化された構成であるので、本体部１２から外周部１４が剥がれることはない。また、基材１０は、本体部１２と外周部１４との間に、継ぎ目や段差等が発生しない。基材１０によれば、該基材１０の周面をなす外周部１４に開口１４ａがあいているので、セラミックフィルタとする際に開口１４ａを介してスラリーの含浸や除去することができ、補強部となるセラミック層の形成が簡単になる。また、外周部１４は、溶融固化したポリウレタンフォームからなる被膜面１４ｂが、周面に所定の開口率であいた開口１４ａよりも広く形成されているので、被膜面１４ｂでスラリーを保持することができ、基材１０の周面に補強部を簡単に形成することができる。そして、外周部１４の開口１４ａの開口率が１％〜２０％の範囲であることで、外周部１４でのスラリーの保持とスラリーの浸透および除去とのバランスをとることができ、基材１０の周面に補強部をより簡単に形成することができる。
【００４３】
前記基材１０は、外周部１４における被膜面１４ｂの平面度公差または真円度公差が０．１ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲にあり、外周部１４が非常に平滑であって精度に優れているので、周面にセラミック層を焼成した際に累積する誤差を小さくすることができる。従って、基材１０を用いることで、得られるセラミックフィルタに要求される寸法精度を容易に満たすことが可能となる。
【００４４】
前記基材１０は、外周部１４の通気性が本体部１２をなすポリウレタンフォームに対して、５％〜３０％の範囲にあることで、外周部１４でのスラリーの保持と、内部へのスラリーの浸透および内部からのスラリーの除去とのバランスを適切にすることができる。従って、基材１０を用いることで、セラミックフィルタの周面にセラミック層からなる補強部を簡単に形成することができる。
【００４５】
基材１０は、本体部１２をなすポリウレタンフォームよりも硬い外周部１４によって、周面が補強されているので、搬送時などの取り扱いに際して、破損を防止することができる。また、基材１０は、フィルタ面１０ａと直交する方向へ圧縮可能で、当該方向へ圧縮した際の硬さが、本体部１２をなすポリウレタンフォームに対して３００％以下に抑えられている。すなわち、基材１０の周面が外周部１４で硬くなり過ぎず、基材１０を圧縮してスラリーを除去する際に外周部１４が邪魔にならない。
【００４６】
前記基材１０は、フィルタ面１０ａの寸法公差が±１％以下の範囲にあるので、周面にセラミック層を焼成した際に累積する誤差を小さくすることができ、得られるセラミックフィルタに要求される寸法精度を容易に満たすことが可能となる。
【００４７】
前記製造方法によれば、棒状体１６を、得るべき基材１０に対して５ｍｍ〜２０ｍｍの溶融代Ｓを見込んだ大きい相似形状で形成することで、セルが互いに連通すると共にセル数が５ｐｐｉ〜３０ｐｐｉの範囲にある比較的目が粗いポリウレタンフォームを用いても、適度に開口１４ａがあいて被膜面１４ｂを有する外周部１４を形成することができる。このように、前記製造方法によれば、溶融固化したポリウレタンフォームからなる外周部１４によって、基材１０の周面を完全に閉塞することなく、周面に所定の開口率で開口１４ａがあいた外周部１４を備えた基材１０を簡単に形成することができる。また、溶融代Ｓを５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲に設定することで、外周部１４について、基材１０の周面を塞ぐ被膜面１４ｂを外周部１４にあく開口１４ａの総開口面積よりも広くなるように調節することができる。すなわち、得られる基材１０について、外周部１４にあく開口１４ａの開口率を１％〜２０％のような好適な範囲に設定することができる。
【００４８】
前記製造方法によれば、棒状体１６を、型２６の出口２７において、得るべき基材１０の周面形状より１．００１倍〜１．０２５倍大きい相似形状になるように成形している。このように、型２６の出口２７の開口面積を得るべき基材１０のフィルタ面寸法よりも大きくして、外周部１４が形成された棒状体１６を僅かに大きくなるように成形すると、外周部１４の形成に伴ってポリウレタンフォームが僅かに収縮するので、結果として精度のよい基材１０を得ることができる。
【００４９】
前記製造方法によれば、ポリウレタンフォームを溶融しながら通孔２８を通すので、型面２６ａとの接触によって外周部１４の表面が平滑になるように成形される。すなわち、外周部１４の被膜面１４ｂを平滑になるように制御することができ、外周部１４の被膜面１４ｂを平滑に形成することができる。従って、得られる基材１０は、平滑な被膜面１４ａにスラリーをのせ易く、得るべきセラミックフィルタに要求される寸法精度を容易に満たすことが可能となる。
【００５０】
前記製造方法によれば、外周を接触させつつ棒状体１６を型２６に通して、棒状体１６における溶融した外周を型２６の型面２６ａでならすように成形するので、被膜面１４ｂの平面度公差または真円度公差が０．１ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲にある平滑性に優れた外周部１４を簡単に形成することができる。例えば、ポリウレタンフォームの周面に樹脂を塗布する構成であると、平滑な面を形成すること自体が難しいが、溶融固化したポリウレタンフォームを成形して外周部１４を形成することで、被膜面１４ｂの平滑性を容易にコントロールすることができる。しかも、外周部１４の成形収縮を見込んで、型２６の出口２７を、得るべき基材１０よりも所定範囲で大きく設定しているので、多角形であればそれぞれの辺全体においてより直線的に延在すように、円形であればより真円に近くなるように形成することができ、平滑性をより向上させることができる。
【００５１】
前記製造方法によれば、溶融代Ｓの設定によって、外周部１４の通気性を本体部１２をなすポリウレタンフォームに対して、５％〜３０％の範囲にあるように、簡単に調節することができる。
【００５２】
前記製造方法によれば、ポリウレタンフォームからなる棒状体１６の外周を溶融固化して、本体部１２の外周に、溶融固化したポリウレタンフォームからなる外周部１４を形成するので、本体部１２よりも硬い外周部１４を簡単に設けることができる。しかも、溶融代Ｓの設定によって、外周部１４の厚みを調節して、得られる基材１０の硬さを良好な範囲とすることができる。
【００５３】
前記製造方法によれば、前記のように平滑な被覆面１４ｂを有する外周部１４を形成し得ると共に、外周部１４の成形に伴う成形収縮を抑えることができるので、フィルタ面１０ａの寸法公差が±１％以下の範囲にあるような、高い寸法精度で基材１０を簡単に形成することができる。
【００５４】
棒状体１６の周面形状が多角形の場合に、該棒状体の角部を面取りすることで、型２６を通る際に棒状体１６の面と角部とで変形度合いを均等にして、得られる基材１０の周面同士がなす角部の精度を向上することができる。
【００５５】
次に、セル数、外周部における開口の開口率、通気性および硬さが、基材にどのように影響を及ぼすかについて試験を行った。その結果を表１に示す。また、溶融代および型の出口の大きさが、得られる基材にどのように影響を及ぼすのかについて試験を行った。その結果を表２に示す。
【００５６】
(ポリウレタンフォームの種類およびセル数)
表１および表２に示すポリウレタンフォームの種類として、以下のものを用いている。
１．エステル系
・セル数８ppi：商品名 モルトフィルター  ＭＦ−８(株式会社イノアックコーポレーション製、密度：３０±５kg／m３、セル数：８±２ppi)
・セル数１３ppi：商品名 モルトフィルター  ＭＦ−１３(株式会社イノアックコーポレーション製、密度：３０±５kg／m３、セル数：１３±３ppi)
・セル数２０ppi：商品名 モルトフィルター  ＭＦ−２０(株式会社イノアックコーポレーション製、密度：３０±５kg／m３、セル数：２０±４ppi)
・セル数３０ppi：商品名 モルトフィルター  ＭＦ−３０(株式会社イノアックコーポレーション製、密度：３０±５kg／m３、セル数：３０±４ppi)
・セル数４０ppi：商品名 モルトフィルター  ＭＦ−４０(株式会社イノアックコーポレーション製、密度：３０±５kg／m３、セル数：４０±４ppi)
２．エーテル系
比較例９−セル数１３ppi：商品名 モルトフィルター  ＣＦＨ−１３(株式会社イノアックコーポレーション製、密度：３０±５kg／m３、セル数：１３±３ppi)
【００５７】
表１に示す実施例１〜１６、比較例１〜９および参考例１は、７０ｍｍ角(溶融代１０ｍｍ)の正方形(表１における四角形)または直径７０ｍｍ(溶融代１０ｍｍ)の円形の棒状体を、出口の大きさが得るべき基材のフィルタ面に対して１．０１０倍に設定された型に通して、棒状体の外周に、溶融固化したポリウレタンフォームからなる外周部を形成した。ここで、型の温度は、３６０℃に設定され、棒状体を移送速度０．５m/min〜３．０m/minで型に通した。なお、フィルタ面の形状が四角形の場合は、角部が１０％面取りされている。すなわち、四角形の棒状体は、７０ｍｍの辺に対して、隣り合う辺が交差する角から各辺に沿って７ｍｍ離れた位置を通る円弧状に切り欠くよう、面取りされている。そして、外周部を形成した棒状体を、長手方向と交差する方向に裁断して、厚み方向両側のフィルタ面にポリウレタンフォームが臨むと共にフィルタ面を囲う外周が溶融固化したポリウレタンフォームからなる外周部で構成された基材を、厚さ１０ｍｍでそれぞれ形成した。
【００５８】
(開口率)
外周部における開口の開口率は、 ＫＥＹＥＮＣＥ社製のデジタルマイクロスコープ(ＶＨＸ−５０００)を用いて基材の周面に形成された外周部を観察し、外周部にあいた開口の総面積を算出した。そして、開口の総面積を、基材の周面に形成された外周部の総面積で除して、外周部に占める開口の割合を算出した。判定は、スラリー中に各基材を浸漬してスラリーを含浸させた後に、圧延によって外周部からスラリーが排出されるか否かで判断した。すなわち、スラリーが外周部から排出される場合は、「〇」と判定した。そして、含浸したスラリーが本体部や外周部に過剰に残っている場合は、「×」と判定した。スラリーは、約６０％の炭化ケイ素、１５％のアルミナ、５％のシリカ、１０％のレオロジー改質剤(抗泡剤、分散剤、安定剤、バインダなど)を含み、水の量で適当な粘度になるように調整されている。なお、以降のスラリーを用いる試験でも同じものを使用している。
【００５９】
(通気性)
前記［００５７］で説明した四角形の棒状体を、長手方向に裁断して、厚み方向の片面に溶融固化したポリウレタンフォームからなる外周部を有する試験片(５０ｍｍ角×厚み１０ｍｍ)を作成した。また、前記棒状体と同じポリウレタンフォームからなり、外周部を有していない通風基準片(５０ｍｍ角×厚み１０ｍｍ)を、試験片と同じ大きさで作成した。測定の有効面積が３０ｍｍφとなる治具で試験片または通風基準片の厚み方向両側から挟み、試験片について外周部が介在する場合の通気試験を行い、通風基準片についてポリウレタンフォームのみの場合の通気試験を行った。なお、ＪＩＳ Ｌ１０９６：２０１０ Ａ法に基づき、テクステスト社製の通気性試験機(ＦＸ３３００)を用いて行った。試験片で測定した値を対応する通風基準片で測定した値で除して、本体部をなすポリウレタンフォームに対する外周部の通気性(％)を算出した。判定は、スラリー中に各基材を浸漬してスラリーを含浸させた後に、圧延によって外周部からスラリーが排出されるか否かで判断した。すなわち、スラリーが外周部から排出される場合は、「〇」と判定し、特に排出が円滑である場合は、「◎」と判定した。そして、含浸したスラリーが本体部や外周部に過剰に残っている場合は、「×」と判定した。
【００６０】
（硬さ）
前記［００５７］で説明したように形成した基材を用意する。また、各実施例および比較例と対応するポリウレタンフォームから、外周部を有していない硬さ基準片(５０ｍｍ角×厚み１０ｍｍ)を基材と同じ大きさで作成した。基材および硬さ基準片よりも大きな圧縮板によって、基材および硬さ基準片のそれぞれを厚み方向に圧縮し、硬さをそれぞれ測定する。なお、測定条件は、前圧縮無しで、１００ｍｍφの圧縮板で圧縮速度１０mm/minで圧縮した場合であり、厚みの５０％まで圧縮した際の２５％圧縮時の数値を測定した。なお、測定は、島津製作所社製のオートグラフ(ＡＧＳ−Ｊ)を用いて行った。基材を測定した値を対応する硬さ基準片を測定した値で除して、基材におけるフィルタ面と直交する方向へ圧縮した際の硬さを、ポリウレタンフォームに対する割合で算出した。基材の硬さがポリウレタンフォームに対して３００％より大きいとスラリーを絞りにくくなるのが判っているので、基材の硬さが３００％よりも大きい場合を「×」とし、基材の硬さが２０１％〜３００％である場合を「〇」とし、基材の硬さが２００％以下である場合を「◎」と判定した。
【００６１】
表１において、開口率、通気性および硬さの全ての判定が「〇」であるものを、総合判定で「〇」とし、開口率、通気性および硬さの何れか１つでも「×」がある場合は、総合判定を「×」とした。
【００６２】
【表１】
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【００６３】
表１に示す試験結果によれば、外周部における開口の開口率が１％〜２０％の範囲にあると、外周部でのスラリーの保持とスラリーの浸透および除去とのバランスをとることができることが判った。また、本体部をなすポリウレタンフォームに対して、外周部が５％〜３０％の範囲の通気性を有していると、外周部でのスラリーの保持とスラリーの浸透および除去とのバランスをとることができることが判った。特に、本体部をなすポリウレタンフォームに対して、外周部が１０％〜２０％の範囲の通気性を有していると、前記効果が顕著になる。基材は、フィルタ面と直交する方向へ圧縮した際の硬さが、ポリウレタンフォームに対して、３００％以下の範囲にあると、スラリーの除去を阻害せず、特に２００％以下になるとより圧縮し易い。
【００６４】
次に、溶融代および型の出口の大きさが、得られる基材にどのように影響を及ぼすのかについて試験を行った。その結果を表２に示す。なお、当該試験で用いるポリウレタンフォームの種類およびセル数の関係は、前記［００５６］の記載のセル数１３ｐｐｉの通りである。
【００６５】
表２に示す実施例２１〜３５および比較例１０〜１６は、セル数１３ｐｐｉのポリウレタンフォームを用い、溶融代、型の出口の大きさ、四角形の棒状体の面取り位置および形状を変えている。５０ｍｍ角または５０ｍｍφの基材を形成する場合に、表２に示す溶融代を含むように棒状体の外周寸法を設定し、この棒状体を出口の大きさが得るべき基材のフィルタ面に対して表２に示す値で設定された型に通して、棒状体の外周に、溶融固化したポリウレタンフォームからなる外周部を形成した。ここで、型の温度は、３６０℃に設定され、棒状体を移送速度０．５m/min〜３．０m/minで型に通した。なお、フィルタ面の形状が正方形(表２の四角形)の場合は、角部が表２に示す値で面取りされている。すなわち、四角形の棒状体は、溶融代を含めた辺の寸法に対して、隣り合う辺が交差する角から各辺に沿って表２に示す割合の離間位置を通る直線状または円弧状に切り欠くよう、面取りされている。そして、外周部を形成した棒状体を、長手方向と交差する方向に裁断して、厚み方向両側のフィルタ面にポリウレタンフォームが臨むと共にフィルタ面を囲う外周が溶融固化したポリウレタンフォームからなる外周部で構成された基材を、５０ｍｍ角の厚さ１０ｍｍでそれぞれ形成した。
【００６６】
(平面度公差および真円度公差)
平面度公差を測定する場合は、９０°の角度で直交する２本の真っ直ぐな金属片を有する測定治具を、四角形の基材における外周部の隣り合う２辺に接触させる。基材における外周部の一辺において対向する金属片と接触する部位を最凸部とし、この最凸部を基準(ゼロ)として、基材における外周部の一辺において対向する金属片から最も離れている部位を最凹部として測定を行い、最凸部と最凹部との間隔を求める。外周部における他の辺についても、同様の手順で最凸部と最凹部との間隔を求める。４辺の最凸部と最凹部との間隔の平均値(Ｎ＝４)を算出し、これを平面度公差とする。真円度公差は、基材１０の任意の５箇所の直径をデジタルノギスで測定を行い、得るべき基材の直径と測定結果との差を求めた。そして、５箇所の差の平均値(Ｎ＝５)を算出し、これを真円度公差とする。平面度公差および真円度公差は、基材に要求されている精度を満たす２．０ｍｍ以下である場合を「〇」と判定し、特に良好な１．０ｍｍ以下である場合を「◎」と判定し、２．０ｍｍより大きい場合を「×」と判定する。
【００６７】
(寸法公差)
基材におけるフィルタ面の寸法公差は、多角形の場合、外周部の隣り合う辺同士がなす角から、この角が対向する辺に直交するように引いたラインで寸法をデジタルノギスで角の数だけ測り、平均値を算出する。そして、平均値と得るべき基材のフィルタ面の寸法(設計値)との誤差(平均値／設計値×１００(％))を求め、これを寸法公差とする。ここで、四角形の基材の場合は、対向する面間の距離を測っている。また、円形の場合は、基材１０の任意の５箇所の直径をデジタルノギスで測定を行い、得るべき基材の直径と測定結果との差を求めた。そして、５箇所の差の平均値(Ｎ＝５)を算出し、フィルタ面の寸法(設計値)との誤差(平均値／設計値×１００(％))を求め、これを寸法公差とする。寸法公差は、基材に要求されている精度を満たす±１．０％以下である場合を「〇」と判定し、特に良好な±０．５％以下である場合を「◎」と判定し、±１．０％より大きい場合を「×」と判定する。
【００６８】
表２において、平面度公差(真円度公差)および寸法公差の全ての判定が「〇」であるものを、総合判定で「〇」とし、平面度公差(真円度公差)および寸法公差の何れか１つでも「×」がある場合は、総合判定を「×」とした。
【００６９】
【表２】
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【００７０】
表２に示す試験結果によれば、棒状体を、５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲の溶融代を含んで、得るべき基材のフィルタ面よりも大きい相似形状で形成すると共に、出口が棒状体の外周よりも小さく、かつ得るべき基材のフィルタ面よりも１．００１倍〜１．０２５倍大きい相似形状で形成された型に、外周を接触させつつ棒状体を通して外周部を形成することで、所定の平面度公差(真円度公差)および寸法公差を満たすことが判った。また、基材のフィルタ面の形状が四角形の場合、棒状体の角部を面取りしておくことで、精度が向上することが判った。
【００７１】
(変更例)
前述した構成に限定されず、例えば以下のようにも変更することができる。
(１)型は、通孔の全体が得るべきセラミックフィルタ用基材の周面形状と相似形状にすることに限らず、棒状体に対する接触解除位置となる出口で少なくとも相似形状となっていればよい。
(２)型の出口は、型面と棒状体との接触が解除される位置を指し、棒状体との接触解除位置から下流側へ向けて型面を広がるように形成してもよい。
(３)型の入口は、型面と棒状体との接触が開始される位置を指し、棒状体との接触開始位置の上流側に入口へ向かうにつれて狭くなるように、型面を設けてもよい。型における入口の上流側を、溶融代に応じて加えた寸法から更に１ｍｍ〜１０ｍｍ程度大きく設定し、棒状体よりも大きくしてもよい。つまり、型における棒状体の導入口は、棒状体に対して、同じかやや大きく設定することが望ましい。型の入口の上流側に型面を設けることで、棒状体の型への導入が容易となり、該型面から棒状体を予熱することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１０ 基材(セラミックフィルタ用基材)，１０ａ フィルタ面，１２ 本体部，
１４ 外周部，１４ａ 開口，１４ｂ 被膜面，２６ 型，２７ 出口，Ｓ 溶融代
【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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【図７】
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【図８】
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