CN100344428C - 填塞蜂窝状结构体的制造方法、填塞部成型用掩模及制造方法 - Google Patents
填塞蜂窝状结构体的制造方法、填塞部成型用掩模及制造方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种填塞蜂窝状结构体的制造方法、在该方法中使用的填塞部成型用掩模及其制造方法。所述填塞蜂窝状结构体的制造方法包括：对蜂窝状结构体(48)的至少端面进行摄像，获得能够确定应该填塞的单元(填塞单元)和不需要填塞的单元(非填塞单元)的形状和位置的图像数据；基于该图像数据，通过光造型法制作具有能够和填塞单元连通的孔部(46)和能够嵌合在蜂窝状结构体(48)的至少一部分上的凸部(44)的填塞部成型用掩模(44B)；通过使凸部(44)嵌合在蜂窝状结构体(48)至少一部分上，在填塞部成型用掩模(41A、41B、41C)固定在蜂窝状结构体(48)端面上的状态，经填塞部成型用掩模(41A、41B、41C)的孔部(46)使陶瓷浆导入填塞单元的内部，而形成填塞部。
Description
技术领域
本发明是关于用于得到填塞蜂窝状结构体的填塞蜂窝状结构体的制造方法，该填塞蜂窝状结构体具备捕集从柴油发动机等内燃机或者各种燃烧装置排出的排气中含有的微粒，适合作为用于净化的过滤器使用的、成为气体通路的数个单元，以及将该数个单元的一侧的开口端部和另一侧的开口端部交错地填塞的填塞部。
背景技术
从柴油发动机等内燃机或者各种燃烧装置排出的排气中含有多量的以烟灰(黑烟)为主体的微粒(粒子状物质)。该微粒如果原封不动地排放到大气中会引起环境污染，因此一般是在内燃机等的排气通路中搭载用于捕集微粒的过滤器。
作为以这样的目的使用的过滤器，例如可举出蜂窝状过滤器1，该蜂窝状过滤器如图1所示，利用具备由多孔的隔壁2区划成蜂窝状而形成的、成为气体通路的数个单元4，以及将数个单元4的一侧的开口端部和另一侧的开口端部交错地填塞的填塞部6的填塞蜂窝状结构体8。如果采用图1所示的蜂窝状过滤器1，由于使排气G1从排气流入侧端面B流入单元4内，排气G1在通过隔壁2时，排气G1中的微粒就被隔壁2捕集，因此使去除微粒的净化气体G2从净化气体流出侧端面C流出成为可能。
而作为像上述的填塞蜂窝状结构体的制造方法，本发明人提出了，在蜂窝状成形体(未烧成的陶瓷干燥体)的一侧的端面上贴附胶粘片，通过利用图像处理的激光加工等，仅对应于该胶粘片等应该填塞的单元(填塞单元)的部分进行开孔而形成掩模，在浆(陶瓷浆)中浸渍贴附该掩模的蜂窝状成形体的端面，在蜂窝状成形体的填塞单元中填充陶瓷浆而形成填塞部，蜂窝状成形体的另一侧的端面也进行与上述工序相同的工序后，进行干燥，通过烧成而得到填塞蜂窝状结构体的方法(例如参照特开2001-300922号公报)。
发明内容
上述的方法能够利用图像处理、激光加工等手段，因此(i)蜂窝状成形体的形状精度即使低，也能够容易仅对与填塞单元对应的部分进行开孔，(ii)具有能够比较容易地适应自动化这样的优点，是非常有用的方法。
但是，对于利用上述的方法，想要大量生产填塞蜂窝状结构体来说，需要解决：(i)关于各蜂窝状结构体的两端面，都需要进行胶粘片的贴附、图像处理、开孔、胶粘片的剥离这样的工序，除了掩模的制作等需要时间以外，在使用后被剥离的胶粘片成为大量的工业废弃物，(ii)胶粘片是较昂贵的，成为生产成本上升的原因，与此同时怕尘土或污垢，因而需要在干净的环境中进行贴附作业，存在作业环境上的制约这样的问题。即，上述的方法，对比较少量的填塞蜂窝状结构体的制造是有效的方法，但从大量生产适应性这一观点来看，还不能说是能够充分满意的方法。
本发明就是鉴于像上述的现有技术的问题而完成的，其目的在于提供适应大量生产的填塞蜂窝状结构体的制造方法，更具体地说，提供没有作业环境上的制约、能够以短时间、廉价地制造填塞蜂窝状结构体的、并可以减低工业废弃物的量的填塞蜂窝状结构体的制造方法。
本发明人必须解决上述的课题而进行锐意研究的结果发现，基于对蜂窝状结构体的至少一个端面摄像的图像数据，通过使用光造型法制作填塞部成型用掩模，能够达到上述目的，从而完成了本发明。即，本发明是提供以下的填塞蜂窝状结构体的制造方法、在该制造方法中使用的填塞部成型用掩模及其制造方法。
(1)填塞蜂窝状结构体的制造方法，其是通过在具备由多孔的隔壁区划成蜂窝状而形成的、成为气体通路的数个单元的填塞蜂窝状结构体的上述数个单元的一侧的开口端部和另一侧的开口端部上交错地形成填塞部而得到填塞蜂窝状结构体的填塞蜂窝状结构体的制造方法，其包括如下步骤：
对上述蜂窝状结构体的至少端面进行摄像，获得能够确定应该填塞的单元(填塞单元)和不需要填塞的单元(非填塞单元)的形状和位置的图像数据；基于上述图像数据，通过光造型法(在未固化的光固化成分组合物的表面进行描绘地光照射而形成固化树脂层，在该固化树脂层的上面同样地形成新的固化树脂层，反复进行叠层的操作，得到由光固化树脂组合物构成的立体造型物的方法)，制作具有能够和上述填塞单元连通的孔部和能够嵌合在上述蜂窝状结构体的至少一部分上的凸部的填塞部成型用掩模；通过使上述凸部嵌合在上述蜂窝状结构体的至少一部分上，使上述填塞部成型用掩模固定在上述蜂窝状结构体的端面上，在所述状态下，经上述填塞部成型用掩模的上述孔部，在上述填塞单元中导入陶瓷浆，形成上述填塞部。
(2)填塞部成型用掩模的制造方法，其是在具备由多孔隔壁区划成蜂窝状而形成的、成为气体通路的数个单元的蜂窝状结构体的上述数个单元的一侧的开口端部和另一侧的开口端部上用于交错地形成填塞部的填塞部成型用掩模的制造方法，其包括如下步骤：
对上述蜂窝状结构体的至少一个端面进行摄像，获得能够确定应该填塞的单元(填塞单元)和不需要填塞的单元(非填塞单元)的形状和位置的图像数据；
基于上述图像数据，通过光造型法(在未固化的光固化成分组合物的表面进行描绘地光照射而形成固化树脂层，在该固化树脂层的上面同样地形成新的固化树脂层，反复进行叠层的操作，得到由光固化树脂组合物构成的立体造型物的方法)，制作具有能够和上述填塞单元连通的孔部和能够嵌合在上述蜂窝状结构体的至少一部分上的凸部的填塞部成型用掩模的。
(3)填塞部成型用掩模，其由光固化树脂组合物构成，具有能够和应该填塞的单元(填塞单元)连通的孔部和能够嵌合在上述蜂窝状结构体的至少一部分上的凸部。
(4)上述(3)中记载的填塞部成型用掩模，其中，上述凸部是能够嵌合在上述填塞蜂窝状结构体的不需要填塞的单元(非填塞单元)上的3根～上述非填塞单元的单元数根的固定销。
(5)上述(4)中记载的填塞部成型用掩模，其中，上述凸部是能够嵌合在上述非填塞的单元(非填塞单元)上的3根～上述非填塞单元的单元数×(1/2)根的固定销。
本发明的填塞蜂窝状结构体的制造方法是没有作业环境的制约，能够以短时间、廉价地制造填塞蜂窝状结构体，减低工业废弃物是可能的、适用于大量生产的方法。
另外，为了基于实际的填塞蜂窝状结构体的图像数据制作填塞部成型用掩模，即使在由于成形时的变形等得不到照设计形状那样的填塞蜂窝状结构体的情况下，也能够制作适合其形状的形状精度高的掩模。因此，即使关于单元密度高的(单元数多)填塞蜂窝状结构体，也能够在不产生偏差的正确位置形成填塞部。
附图说明
图1是表示以往的蜂窝状过滤器的实施方式的概略剖面图。
图2是表示在本发明的制造方法中使用的填塞部成型用掩模的实施方式的概略剖面图。
图3(a)～(c)是表示在本发明的制造方法中使用的填塞部成型用掩模的实施方式的概略剖面图。
图4是表示本发明制造方法的填塞部形成工序的一种实施方式的概略侧面图。
具体实施方式
以下，具体地说明本发明的填塞蜂窝状结构体的制造方法(以下，简称为“本发明的制造方法”)的实施方式，但本发明的制造方法不限于以下的实施方式。再者，在本说明书中，仅称作“蜂窝状结构体”时，意味着作为不具有填塞部的蜂窝状结构体。
(i)第1工序(端面摄像工序)
本发明的制造方法的第1工序是对蜂窝状结构体的至少端面进行摄像，获得能够确定应该填塞的单元(填塞单元)和不需要填塞的单元(非填塞单元)的形状和位置的图像数据的端面摄像工序。
蜂窝状结构体(不具有填塞部的)，通常通过陶瓷坯的挤压成形来制造，因而单元形状、隔壁厚度、单元密度等是不一样的，虽然也能有发生变形的情况，但如上述，通过对蜂窝状结构体的至少端面进行摄像，获得能够确定应该填塞的单元(填塞单元)和不需要填塞的单元(非填塞单元)的形状和位置的图像数据，就能够制作适合于该蜂窝状结构体的结构的填塞部成型用掩模。
如更具体的说明的话，因为能够在正确的位置、以合适的形状形成填塞部成型用掩模的凸部，所以能够容易地使该凸部嵌合在蜂窝状结构体的端面或非填塞单元上，使填塞部成型用掩模可靠地固定在蜂窝状结构体的端面上成为可能。另外，关于填塞部成型用掩模的孔部也同样地能够在正确的位置、以合适的形状形成，因而能够将填塞部成型用的陶瓷浆可靠地导入蜂窝状结构体的填塞单元中，在填塞单元中正确地形成填塞部成为可能。
再者，蜂窝状结构体端面等的摄像，不必要对各个蜂窝状结构体进行。如已经所述，蜂窝状结构体通常通过陶瓷坯的挤压成形来制造，因此如果陶瓷坯的组成或混炼·挤出等条件相同，单元形状、隔壁厚度、单元密度等的变形情况成为相同的。即，这些条件，对同一批来说，关于一个蜂窝状结构体如果一旦获得图像数据，而基于该图像数据制成的填塞部成型用掩模，也能够在其他的蜂窝状结构体中使用(即，填塞部成型用掩模能够再利用)，因此本发明的制造方法也是适合于大量生产的方法。
关于用于对蜂窝状结构体的至少端面进行摄像的摄像装置，虽然没有特别的限制，但例如适合使用CCD(charge-coupled device)摄像机或X射线CT(computed tomography)扫描器等。尤其，X射线CT扫描器，不仅能够对蜂窝状结构体的端面，而且也能够对蜂窝状结构体的内部(单元的内部形状等)进行摄像，因此在根据该蜂窝状结构体的结构能够制造合适的填塞部成型用掩模这点上是理想的。另外，能够直接对蜂窝状结构体的断层形状进行摄像，因此也有用光造型法容易制成成为必要的填塞部成型用掩模的断层形状数据(分割数据)这样的优点。
在本发明的制造方法中使用的蜂窝状结构体是具备由多孔隔壁区划成蜂窝状而形成的、成为气体通路的数个单元的蜂窝状结构体。
只要满足上述的条件，构成蜂窝状结构体(主体(外壁)、隔壁)的材质就没有特别的限制，但隔壁必须是多孔的，因此通常适合使用由陶瓷(例如，堇青石等)构成的烧结体。关于形状没有特别的限制，例如可以采用圆筒状、四棱柱状、三棱柱状等各种形状。另外，关于单元形状(垂直于气体通路的面中的在单元形状)也没有特别的限制，例如可以采用四边形、六边形、三角形等各种形状。
蜂窝状结构体的制造方法虽然没有特别的限制，但例如可以使用具有所要求的单元形状、隔壁厚度、单元密度(单元间距)的口承，采用挤压成形，通过干燥而得到蜂窝状结构体(没有填塞的蜂窝状结构体)这样的方法等进行制造。
(ii)第2工序(填塞部成型用掩模制作工序)
本发明的制造方法的第2工序是基于在第1工序获得的图像数据，利用光造型法，制作具有能和(蜂窝状结构体的)填塞单元连通的孔部和能够嵌合在蜂窝状结构体的至少一部分上的凸部的填塞部成型用掩模的填塞部成型用掩模制作工序。
光造型法是在未固化的光固化成分组合物的表面进行描绘地光照射而形成固化树脂层，在该固化树脂层上面同样地形成新的固化树脂层，反复进行叠层的操作，而得到由光固化树脂组合物构成的立体造型物的方法，具有能够简便而且迅速得到用阴模成形或挤压成形等以往的成形法制作是困难的复杂的立体形状的造型物的优点，。因此，如上所述，利用光造型法制作填塞部成型用掩模的方法，填塞部成型用掩模即使是作为复杂的立体形状(例如，单元形状、隔壁厚度、单元密度等不一样，产生变形的情况等)，简便而迅速地得到填塞部成型用掩模也是可能的，具有其形状变得更容易这样的优点。
在本说明书中所说的“填塞部成型用掩模”具有能和(蜂窝状结构体的)填塞单元连通的孔部和能够嵌合在蜂窝状结构体的至少一部分上的凸部，是由光固化树脂组合物构成的。只要满足上述的条件，填塞部成型用掩模的全体形状就没有特别的限制，例如像图2所示的填塞部成型用掩模31那样，在具有能够覆盖蜂窝状结构体的端面面积的板状掩模本体32上，能够适合使用形成上述孔部36和上述凸部34的掩模。
为了能够和(蜂窝状结构体的)填塞单元流体，而形成上述孔部，通过经该孔部使陶瓷浆导入蜂窝状结构体的填塞单元的内部，就能够在蜂窝状结构体的填塞单元中形成填塞部。
在只要能使陶瓷浆导入蜂窝状结构体的填塞单元内部，上述孔部就不必要一定和填塞单元是完全是一致的形状，其形状没有特别的限制。例如，蜂窝状结构体的单元形状是四边形时，上述孔部的形状可以是圆形。
另外，关于各孔部的开孔面积，只要能够使陶瓷浆导入蜂窝状结构体的填塞单元的内部，就没有特别的限制，可以根据要导入的陶瓷浆的粘度(向单元内导入的容易度)适宜地设定。
上述凸部形成能够嵌合在蜂窝状结构体的至少一部分上的形状，通过使该凸部嵌合在蜂窝状结构体的至少一部分上，就能够使填塞部成型用掩模固定在蜂窝状结构体的端面上。
上述凸部只要是能够嵌合在蜂窝状结构体的至少一部分上的形状，其形状就没有特别的限制，例如像图3(a)所示的填塞部成型用掩模41A所示，可举出将凸部44的形状制成沿蜂窝状结构体48的外周形状突出的鞘状(帽结构)。在这种形状的情况下，只要能够使填塞部成型用掩模牢固地固定在蜂窝状结构体的端面，凸部就不必要一定连续地形成，而包围蜂窝状结构体的全周，也可以是断续地形成。
另外，例如像图3(b)所示的填塞部成型用掩模41B所示，也可以是使凸部44的形状作为与蜂窝状结构体48的不需要填塞的单元(非填塞单元)互补的形状而形成的销状(固定销结构A)。在这种形状的情况下，成为凸部的固定销的根数没有特别的限制，但至少1根是必要的，在填塞蜂窝状结构体的一端面上，交互地(方格式)配置应该填塞的单元(填塞单元)和非填塞单元，因此顶多也把过是非填塞单元的数个单元(全单元数的约1/2个)。
但是，为了使填塞部成型用掩模可靠地固定在蜂窝状结构体的端面上，优先选择将成为凸部的固定销的根数规定为大于或等于3根。另一方面，为了向填塞部成型用掩模的蜂窝状结构体的端面的安装容易，优先选择将成为凸部的固定销的根数规定为非填塞单元的单元数×(1/2)根。
可是，即使是经挤压成形而制造的蜂窝状结构体，一旦通过切削加工去除外壁部(不存在单元的部分)及包含其附近的单元的外周部，在被该切削加工的蜂窝状结构体的外周面上涂布陶瓷浆，就常常进行再次形成外壁部(例如，参照特开平4-64768号公报、特开平8-323727号公报等)。这样的方法，当挤压成形时，能够去除在蜂窝状结构体外壁部附近不可避免地发生的变形单元，在得到具有足够的强度的蜂窝状结构体这点上是有效的方法。
如上所述，在采用通过切削加工去除蜂窝状结构体的外壁部时，例如，像图3(c)所示的填塞部成型用掩模41C所示，也可以是使凸部44的形状作为与在通过切削加工去除外壁部(加工部48a)上预先形成的插入孔互补的形状而形成的销状(固定销结构B)。作为通过固定销插入外壁部(加工部48a)的方法而得到的效果之一可举出，即使在固定销插入时是损伤单元的情况下，通过以后的工序也能够去除其损伤部分，因此没有实际的损害。
在这种形状的情况下，成为凸部的固定销的根数没有特别的限制，但为了是填塞部成型用掩模可靠地固定在蜂窝状结构体的端面上，优先选择至少规定为大于或等于3根，为了容易向填塞部成型用掩模的蜂窝状结构体的端面安装，优先选择规定为小于或等于18根。
所谓本发明的制造方法中的“光固化成分”意味着通过光照射而发生反应，在分子中具有大于或等于1个能够形成交联结构的官能基的低聚物或单体等(所谓的预聚物)，当然也包括数个预聚物的混合物。
作为上述低聚物，例如可举出不饱和聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、烯·硫羟系树脂等自由基聚合型光固化树脂，或者环氧系树脂等阳离子聚合型光固化树脂的低聚物。另外，作为上述单体，例如可举出丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类等自由基聚合性单体，含有环氧化合物等的阳离子聚合性单体。在本发明的制造方法中称作“光固化成分组合物”时，作为构成成分意味着含有上述光固化成分的组合物。
作为基于在第1工序获得的图像数据，利用光造型法制作像上述的填塞部成型用掩模的方法，例如可举出像以下揭示的方法。
首先，使用CCD摄像机，对蜂窝状结构体的端面进行摄像，获得表面图像的数据。接着，通过对该表面图像数据进行二值化处理，确定填塞单元和非填塞单元的形状和位置。然后，做成填塞部成型用掩模的立体形状数据，以便在对蜂窝状结构体正确的位置以适当的形状形成凸部和孔部。
但是，关于摄像装置不限于CCD摄像机，也可以使用X射线CD扫描器。具体地说，使用X射线扫描器，对蜂窝状结构体(除端面外，单元的内部形状等)进行摄像，获得包括其表面图像的断层图像的数据，也通过对该断层图像数据进行二值化处理，确定填塞单元和非填塞单元的形状和位置，能够作成填塞部成型用掩模的立体形状数据。
再者，所谓在本说明书中所说的“二值化处理”，意味着将图像数据分色成256等级，以门槛值作为界限，仅对比门槛值亮度高的部分作为白、以低的部分作为黑的白黑二值图像进行变换处理。由此，能够识别蜂窝状结构体的隔壁部分(黑)和单元部分(白)。
将上述的立体形状数据变换成CAD(computer-aided design)，从该CAD数据制作使填塞部成型用掩模的立体形状在多个层发生断层的断层形状数据(分割数据)。根据该分割数据，通过在未固化的光固化成分组合物的表面进行描绘地光照射，形成该断层形状的固化树脂层。在该固化树脂层上仅一层程度追加供给未固化的光固化成分组合物，再通过在其表面进行描绘地光照射，形成和先前形成的固化树脂层连接的新的固化树脂层，将叠层的操作反复进行规定的次数，制作由光固化树脂组合物构成的填塞部成型用掩模。在填塞蜂窝状结构体中，数个单元的一侧的开口端部和另一侧的开口端部需要交错地填塞，因此填塞部成型用掩模，对各端面来说，在需要各个制作这点上必须留意。
再者，作为为了使光固化成分固化而照射的光，例如需要使用包含能够使所使用的光固化成分固化的特异波长的光，例如紫外线、可见光等，特别能够适合使用紫外线。因此，作为光照射装置，能够适合使用NC(numerical control)控制可能的紫外线激光器等。在现在，除了像这样的光照射装置以外，具备供给光固化成分的供给装置、贮存光固化成分的贮存槽、以一层单位能够使通过光照射而形成的固化树脂层升降装置等的光造型装置正在市售(例如，SLA7000(商品名：株式会社ィンクス制)等)。在本发明的制造方法中，由于使用这样的市售光造型装置，更简便而且迅速地制作填塞部成型用掩模成为可能。
(iii)第3工序(填塞部形成工序)
本发明的制造方法的第3工序是在使用其凸部将在第2工序中制成的填塞部成型用掩模固定在蜂窝状结构体的端面上的状态，经填塞部成型用掩模的孔部使陶瓷浆导入填塞单元的内部而形成填塞部的填塞部形成工序。
例如可以通过图4所示的方法实施该第3工序。首先，使用其凸部将填塞部成型用掩模51固定在蜂窝状结构体58的一侧的端面上。在该状态，仅不必要形成该一侧的端面中的的填塞部的单元(非填塞单元)被掩蔽。然后该蜂窝状结构体58的已被掩蔽侧的端面浸渍在贮存陶瓷浆的贮存容器54中，对贮存容器54的内底面进行挤压。这样，经填塞部成型用掩模51的孔部使陶瓷浆导入蜂窝状结构体58的填塞单元的内部而形成填塞部。
如上所述，在蜂窝状结构体58的一侧的端面上形成填塞部后，卸下填塞部成型用掩模，关于蜂窝状结构体58的另一侧的端面也进行和此相同的工序。将其干燥，通过烧成，就能够得到具备数个单元的一侧的开口端部和另一侧的开口端部交错地进行填塞的填塞部的填塞蜂窝状结构体。
以下，根据实施例更具体的说明本发明，但本发明不受这些实施例的任何限制。
作为在实施例、对比例中使用的蜂窝状结构体，准备具有由多孔隔壁区划成蜂窝状而形成的、成为气体通路的数个单元的蜂窝状结构体。该蜂窝状结构体由堇青石构成，是底面形状为160mm的圆形、长度为200mm的圆筒状，是单元形状为四边形、隔壁厚度为300μm、单元密度为300个/平方英寸的单元。
使用具有上述单元形状、隔壁厚度、单元密度的口承进行挤压调整成适当粘度的坯，干燥后切断两端面作为平滑面，来制造上述的蜂窝状结构体。在以下的实施例、对比例中，通过在该蜂窝状结构体的数个单元的一侧的开口端部和另一侧的开口端部上交错地形成填塞部，各制成100个燃烧蜂窝状结构体。
再者，在以下的实施例、对比例中，在为了形成填塞部使用的陶瓷浆，作为陶瓷粉末都使用堇青石粉末、作为粘合剂都使用甲基纤维素、作为胶溶剂都使用高分子表面活性剂，在混合这些的混合物中，作为分散剂加入水，混合30分钟，作为浆的粘度调整成200Pa·s的浆。
对比例1
在上述蜂窝状结构体的一侧的端面上贴附市售的胶粘片(聚酯制，厚0.05mm)后，使用CCD摄像机将该蜂窝状结构体的一侧的端面摄像，而获得表面图像的数据。接着，通过对该表面图像数据进行二值化处理，确定应该填塞的单元(填塞单元)和不需要填塞的单元(分填塞单元)的位置。再从相同的表面图像数据计算出蜂窝状结构体的中心坐标。然后，通过激光加工，仅在对应于该胶粘片的填塞单元的部分进行开孔，而制成填塞部成型用掩模(在该状态中，仅其一侧的端面中的非填塞单元被掩蔽)。
接着，该蜂窝状结构体的被掩蔽侧的端面浸渍在贮存上述陶瓷浆的贮存容器中，通过对贮存容器的内底面进行挤压，仅在填塞单元中压入上述陶瓷浆，而形成填塞部。关于蜂窝状结构体的另一侧的端面也进行和上述相同的工序后，进行干燥，通过烧成，制成具备数个单元的一侧的开口端部和另一侧的开口端部交错地进行填塞的填塞部的填塞蜂窝状结构体。
实施例1～3
使用摄像装置将上述蜂窝状结构体的一侧的端面摄像，获得表面图像的数据。作为摄像装置，实施例1、2使用CCD摄像机，实施例3使用X射线CT扫描器。接着，通过对该表面图像数据进行二值化处理，确定填塞单元和非填塞单元的形状和位置。
再从相同的表面图像数据计算出上述蜂窝状结构体的单元的中心坐标、单元密度(单元间距)。然后，为了在对上述蜂窝状结构体正确的位置，以合适的形状形成凸部和孔部，做成填塞部成型用掩模的立体形状数据。将上述的立体形状数据变换成CAD数据，从该CAD数据做成使填塞部成型用掩模的立体形状在多个层发生断层的分割数据。
根据该分割数据，通过在未固化的光固化成分组合物的表面进行描绘地光照射，形成该断层形状的固化树脂层。在该固化树脂层的上面，仅一层程度追加供给未固化的光固化成分组合物，再通过在该表面进行描绘地光照射，形成和先前形成的固化树脂层连接的新的固化树脂层，使叠层的操作反复进行规定的次数，制成由光固化树脂组合物构成的填塞部成型用掩模。
此时，作为照射光，使用从紫外线激光器射出的紫外线。而作为光造型装置，使用SLA7000(商品名：株式会社ィンクス制)。作为填塞部成型用掩模的结构，实施例1是下述掩模A，实施例2、3是下述掩模B。
掩模A
以图2所示的填塞部成型用掩模31作为基本形状，是在外经160mm的圆形、厚0.3mm的板状的掩模本体32中，形成内径1mm的孔部36、1mm×1mm×高1mm的四棱柱状的凸部(固定销)。为了孔部36对应于填塞单元、凸部34对应于非填塞单元，作为全体成为方格状地配置(即，孔部36、凸部34的数目都成为全部单元数的约1/2)。
掩模B
以图2所示的填塞部成型用掩模31作为基本形状，是在外经160mm的圆形、厚0.3mm的板状的掩模本体32中，形成内径1mm的孔部36、1mm×1mm×高1mm的四棱柱状的凸部(固定销)。为了孔部36对应于填塞单元，作为全体成为方格状地配置(即，孔部36的数目成为全部单元数的约1/2)。为了凸部34(固定销)对应位于蜂窝状结构体的端面中心部的非填塞单元，仅配置3个凸部。
如图4所示，使用其凸部将填塞部成型用掩模51固定在蜂窝状结构体58的一侧的端面上(在该状态，仅其一侧的端面中的非填塞单元被掩蔽)。然后，蜂窝状结构体58的已被掩蔽侧的端面浸渍在贮存陶瓷浆52的贮存容器54中，通过对贮存容器54的内底面进行挤压，形成仅在填塞单元中压入上述陶瓷浆而形成填塞部后，卸下填塞部成型用掩模51，关于蜂窝状结构体的另一侧的端面也进行和上述相同的工序。将其干燥，通过烧成，制成具备数个大约的一侧的开口端部和另一侧的开口端部交错地进行填塞的填塞部的填塞蜂窝状结构体。
在上述的对比例1和实施例1～3中，对包括摄像、数据处理的掩模制作时间、掩模安装时间(掩模的安装性，每1基板面)、开孔时间(每1基板面)、作业时间(每100基板面)、有无工业废弃物、填塞部形成情况进行了评价。其结果示于表1中。
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | |
| 掩模制作时间 | (4小时) | (4小时) | (4小时) | - |
| 掩模安装时间(1基板面) | 30秒 | 5秒 | 5秒 | - |
| 开孔时间(1基板面) | - | - | - | 3分钟 |
| 作业时间(100基板两面) | 100分钟 | 17分钟 | 17分钟 | 600分钟 |
| 工业废弃物(1基板面) | 无(反复使用) | 无(反复使用) | 无(反复使用) | 有(废弃) |
| 1片胶粘片 | ||||
| 填塞部形成情况 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 |
*实施例1～3的掩模制作和蜂窝状结构体的最终加工同时进行，因此实际上没有制作时间。
评价
对比例1的制造方法，在胶粘片的开孔中，相当1基板面需要3分钟，相当100基板两面的作业时间是600分钟。与此相反，实施例1的制造方法，和蜂窝状结构体的最终加工同时进行掩模制作，因此实质的制作时间可以看作为0，另外，关于掩模的安装时间，每1基板面用30秒这样的短时间能够顺当地安装。即，每100基板两面的作业时间是100分钟，和对比例1的制造方法进行相比，作业时间缩短。另外，以固定销的根数为3根的实施例2、3的制造方法，掩模的安装变得更容易，每100基板两面的作业时间大幅度地缩短到仅17分钟。
另外，对比例1的制造方法，每1基板面排出1片胶粘片的工业废弃物，需要其废弃费用，但实施例1～3的制造方法，反复使用掩模，因此工业废弃物排出量显著地减少，关于废弃费用也能够削减。
产业上的应用可能性
本发明的填塞蜂窝状结构体的制造方法能够适用于填塞蜂窝状结构体的制造，该填塞蜂窝状结构体具备捕集从柴油发动机等内燃机、或者各种燃烧装置排出的排气中包含的微粒、作为用于净化的过滤器的、成为气体通路的数个单元、以及该数个单元的一侧的开口端部和另一侧的开口端部交错地进行填塞的填塞部。
Claims (5)
1.填塞蜂窝状结构体的制造方法，其是在具备由多孔隔壁区划成蜂窝状而形成的、成为气体通路的数个单元的蜂窝状结构体的上述数个单元的一侧的开口端部和另一侧的开口端部上交错地形成填塞部，而得到填塞蜂窝状结构体的填塞蜂窝状结构体的制造方法，其包括如下步骤：
对上述蜂窝状结构体的至少端面进行摄像，获得能够确定应该填塞的单元，即：填塞单元，和不需要填塞的单元，即：非填塞单元的形状和位置的图像数据；
基于上述图像数据，通过光造型法制作具有能够和上述填塞单元连通的孔部和能够嵌合在上述蜂窝状结构体的至少一部分上的凸部的填塞部成型用掩模，其中所述光造型法是在未固化的光固化成分组合物的表面进行描绘地光照射而形成固化树脂层，在该固化树脂层的上面同样地形成新的固化树脂层，反复进行叠层的操作，而得到由光固化树脂组合物构成的立体的造型物；
通过使上述凸部嵌合在上述蜂窝状结构体的至少一部分上，使上述填塞部成型用掩模固定在上述蜂窝状结构体的端面上，在所述状态下，经上述填塞部成型用掩模的上述孔部，使陶瓷浆导入上述填塞单元的内部，从而形成上述填塞部。
2.填塞部成型用掩模的制造方法，其是在具备由多孔隔壁区划成蜂窝状而形成的、成为气体通路的数个单元的蜂窝状结构体的上述数个单元的一侧的开口端部和另一侧的开口端部上用于交错地形成填塞部的填塞部成型用掩模的制造方法，其包括如下步骤：
对上述蜂窝状结构体的至少端面进行摄像，获得能够确定应该填塞的单元，即：填塞单元，和不需要填塞的单元，即：非填塞单元的形状和位置的图像数据；
基于上述图像数据，通过光造型法得到具有能够和上述填塞单元连通的孔部和能够嵌合在上述蜂窝状结构体的至少一部分上的凸部的填塞部成型用掩模，其中所述光造型法是在未固化的光固化成分组合物的表面进行描绘地光照射而形成固化树脂层，在该固化树脂层的上面同样地形成新的固化树脂层，反复进行叠层的操作，而得到由光固化树脂组合物构成的立体的造型物。
3.填塞部成型用掩模，其是在具备由多孔隔壁区划成蜂窝状而形成的、成为气体通路的数个单元的蜂窝状结构体的上述数个单元的一侧的开口端部和另一侧的开口端部上用于交错地形成填塞部的填塞部成型用掩模，其由光固化树脂组合物构成，具有能够和应该填塞的单元，即：填塞单元连通的孔部和能够嵌合在上述蜂窝状结构体的至少一部分上的凸部。
4.根据权利要求3所述的填塞部成型用掩模，其中，上述凸部是能够嵌合在上述蜂窝状结构体的不需要填塞的单元即：非填塞单元中的3根～上述非填塞单元的单元数根的固定销。
5.根据权利要求4所述的填塞部成型用掩模，其中，上述凸部是能够嵌合在上述非填塞单元中的3根～上述非填塞单元的单元数×(1/2)根的固定销。
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