JP2001300922A - セラミック体の製造方法 - Google Patents
セラミック体の製造方法Info
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Landscapes
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- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
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- Devices For Post-Treatments, Processing, Supply, Discharge, And Other Processes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】簡単に端面におけるセルの目封止ができ、しか
も、自動化にも対応しやすいセラミック体の製造方法を
提供する。 【解決手段】セラミックハニカム構造体の両端面でセル
３が交互に封止された構造のセラミック体を、セラミッ
クハニカム成形体１の両端面における所定のセル３に封
止用スラリー６を充填した後焼成して得るセラミック体
の製造方法において、セラミックハニカム成形体１の端
面に貼り付けたシート４の所定のセル３に対応した位置
に穴５を明けてハニカム成形体１毎に対応したマスクを
作成し、マスクを貼り付けた面を封止用スラリー６に浸
漬し、マスクに明けられた穴５から封止用スラリー６を
セル３中に充填する。
も、自動化にも対応しやすいセラミック体の製造方法を
提供する。 【解決手段】セラミックハニカム構造体の両端面でセル
３が交互に封止された構造のセラミック体を、セラミッ
クハニカム成形体１の両端面における所定のセル３に封
止用スラリー６を充填した後焼成して得るセラミック体
の製造方法において、セラミックハニカム成形体１の端
面に貼り付けたシート４の所定のセル３に対応した位置
に穴５を明けてハニカム成形体１毎に対応したマスクを
作成し、マスクを貼り付けた面を封止用スラリー６に浸
漬し、マスクに明けられた穴５から封止用スラリー６を
セル３中に充填する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックハニカ
ム構造体の両端面でセルが交互に封止された構造のセラ
ミック体を得るためのセラミック体の製造方法に関する
ものである。
ム構造体の両端面でセルが交互に封止された構造のセラ
ミック体を得るためのセラミック体の製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、セラミックハニカム構造体の
両端面でセルが交互に封止された構造のセラミック体を
得るために、種々の製造方法が知られている。図５
（ａ）〜（ｃ）はそのような従来のセラミック体の製造
方法の一例を説明するための図である。図５（ａ）〜
（ｃ）に従って従来のセラミック体の製造方法の一例を
説明すると、まず、図５（ａ）に示すように、セラミッ
クハニカム成形体（焼成前のセラミックハニカム構造
体）５１の端面において、目封止したいセル５２の部分
のみ穴５３を明けたゴム製のマスク５４を準備し、マス
ク５４を人手でセラミックハニカム成形体５１の端面に
おける所定の位置にセットする。
両端面でセルが交互に封止された構造のセラミック体を
得るために、種々の製造方法が知られている。図５
（ａ）〜（ｃ）はそのような従来のセラミック体の製造
方法の一例を説明するための図である。図５（ａ）〜
（ｃ）に従って従来のセラミック体の製造方法の一例を
説明すると、まず、図５（ａ）に示すように、セラミッ
クハニカム成形体（焼成前のセラミックハニカム構造
体）５１の端面において、目封止したいセル５２の部分
のみ穴５３を明けたゴム製のマスク５４を準備し、マス
ク５４を人手でセラミックハニカム成形体５１の端面に
おける所定の位置にセットする。
【０００３】次に、図５（ｂ）に示すように、マスク５
４を設けたセラミックハニカム成形体５１の端面を、目
封止用のスラリー５５中に浸漬し、ハニカム成形体を上
から加圧する事でマスク５４の穴５３を介してセル５２
中にスラリー５５を圧入充填する。セラミックハニカム
成形体５１の他端面についても、同様に所定のセル５２
にスラリー５５を充填する。その際、両端面でセル５２
が交互に封止された構造を得るために、マスクとして上
述したマスク５４の穴５３の部分が封止され穴５３以外
の部分が穴となる正反対の穴パターンを有するマスクを
使用する。以上の工程で、図５（ｃ）にその断面を示す
ように、セラミックハニカム成形体５１の両端面でセル
５２が交互に目封止用のスラリー５５で封止された構造
のセラミックハニカム成形体５１を得る。最後に、得ら
れたセラミックハニカム成形体５１を焼成することで、
目的とするセラミック体を得ることができる。
４を設けたセラミックハニカム成形体５１の端面を、目
封止用のスラリー５５中に浸漬し、ハニカム成形体を上
から加圧する事でマスク５４の穴５３を介してセル５２
中にスラリー５５を圧入充填する。セラミックハニカム
成形体５１の他端面についても、同様に所定のセル５２
にスラリー５５を充填する。その際、両端面でセル５２
が交互に封止された構造を得るために、マスクとして上
述したマスク５４の穴５３の部分が封止され穴５３以外
の部分が穴となる正反対の穴パターンを有するマスクを
使用する。以上の工程で、図５（ｃ）にその断面を示す
ように、セラミックハニカム成形体５１の両端面でセル
５２が交互に目封止用のスラリー５５で封止された構造
のセラミックハニカム成形体５１を得る。最後に、得ら
れたセラミックハニカム成形体５１を焼成することで、
目的とするセラミック体を得ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のセラミック体の製造方法では、所定の位置に穴
５３を有するマスク５４を作製すること、および、マス
ク５４をセラミックハニカム成形体５１の端面に正確に
セットすることが難しい問題があった。特に、近年要望
の高い直径３００ｍｍ程度の大型のセラミック体では端
面のセル５２の数が数万セルにも達し、さらに上述した
問題を難しくしていた。また、人手でマスク５４をセラ
ミックハニカム成形体５１の端面にセットしているた
め、作業者の熟練が必要で、時間がかかるとともに、自
動化に対応できない問題があった。さらに、マスク５４
は再利用するため作業終了後にマスク５４の清掃が必要
であるが、上述したようにマスク５４は膨大なセル数を
有しているため、マスク５４の清掃が大変となる問題も
あった。
た従来のセラミック体の製造方法では、所定の位置に穴
５３を有するマスク５４を作製すること、および、マス
ク５４をセラミックハニカム成形体５１の端面に正確に
セットすることが難しい問題があった。特に、近年要望
の高い直径３００ｍｍ程度の大型のセラミック体では端
面のセル５２の数が数万セルにも達し、さらに上述した
問題を難しくしていた。また、人手でマスク５４をセラ
ミックハニカム成形体５１の端面にセットしているた
め、作業者の熟練が必要で、時間がかかるとともに、自
動化に対応できない問題があった。さらに、マスク５４
は再利用するため作業終了後にマスク５４の清掃が必要
であるが、上述したようにマスク５４は膨大なセル数を
有しているため、マスク５４の清掃が大変となる問題も
あった。
【０００５】本発明の目的は上述した課題を解消して、
簡単に端面におけるセルの目封止ができ、しかも、自動
化にも対応しやすいセラミック体の製造方法を提供しよ
うとするものである。
簡単に端面におけるセルの目封止ができ、しかも、自動
化にも対応しやすいセラミック体の製造方法を提供しよ
うとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のセラミック体の
製造方法は、セラミックハニカム構造体の両端面でセル
が交互に封止された構造のセラミック体を、セラミック
ハニカム成形体の両端面における所定のセルに封止用ス
ラリーを充填した後焼成して得るセラミック体の製造方
法において、セラミックハニカム成形体の端面に貼り付
けたシートの所定のセルに対応した位置に穴を明けてハ
ニカム成形体毎に対応したマスクを作成し、マスクを貼
り付けた面を封止用スラリーに浸漬し、マスクに明けら
れた穴から封止用スラリーをセル中に充填することを特
徴とするものである。
製造方法は、セラミックハニカム構造体の両端面でセル
が交互に封止された構造のセラミック体を、セラミック
ハニカム成形体の両端面における所定のセルに封止用ス
ラリーを充填した後焼成して得るセラミック体の製造方
法において、セラミックハニカム成形体の端面に貼り付
けたシートの所定のセルに対応した位置に穴を明けてハ
ニカム成形体毎に対応したマスクを作成し、マスクを貼
り付けた面を封止用スラリーに浸漬し、マスクに明けら
れた穴から封止用スラリーをセル中に充填することを特
徴とするものである。
【０００７】本発明では、マスクを使用せず使い捨ての
シートを使用して目封止工程を実施する毎に所定の穴を
明けて使用しているため、マスクの作製及びマスクのセ
ラミックハニカム構造体に対するセットをなくすことが
できる。また、セル位置の認識及びシートへの穴明け
は、一例として画像処理及びレーザ加工で実施すること
ができ、自動化にも対応することができる。
シートを使用して目封止工程を実施する毎に所定の穴を
明けて使用しているため、マスクの作製及びマスクのセ
ラミックハニカム構造体に対するセットをなくすことが
できる。また、セル位置の認識及びシートへの穴明け
は、一例として画像処理及びレーザ加工で実施すること
ができ、自動化にも対応することができる。
【０００８】本発明の好ましい態様として、セラミック
ハニカム成形体の端面に貼付したシートへの穴明けを、
端面のセルを複数の小ブロックに分割して小ブロック毎
に実施する。大型の例えば直径３００ｍｍのセラミック
ハニカム成形体の端面に対し、代表的な数セルを基準に
設計値通りのセルピッチで穴明けを行うと、乾燥状態や
材料ロット、成形条件の変化やバラツキのため、ハニカ
ム成形体が大きくなるほど歪みや変形によってセルピッ
チが変形し、穴明け位置に対して１セル以上の誤差が発
生する。また、一度にすべてのセルを認識して全てのセ
ル位置に対してセルの中心を狙って毎回位置補正をしな
がら穴明けを行うと、画像処理技術とレーザ加工および
データ処理用のコンピューターを組み合わせてもデータ
の転送と毎回の位置補正に時間がかかりすぎて事実用的
ではない。小ブロックであればその領域内でのセル形状
やセルピッチの変形が少ないため、小ブロックの基準位
置に対して設計値通りのセルピッチで穴を明けても１セ
ル以内の誤差に収まるし、位置補正回数も減らせるため
時間短縮にも効果がある。また、好ましい態様として、
シートに明けた穴の径を各セル面積の３０〜７０％とす
る。本例では、小ブロック内において多少のセルピッチ
の変動があってもセルに対して穴径が小さいので、セル
壁や隣のセルにまたがって穴を明ける心配がない。
ハニカム成形体の端面に貼付したシートへの穴明けを、
端面のセルを複数の小ブロックに分割して小ブロック毎
に実施する。大型の例えば直径３００ｍｍのセラミック
ハニカム成形体の端面に対し、代表的な数セルを基準に
設計値通りのセルピッチで穴明けを行うと、乾燥状態や
材料ロット、成形条件の変化やバラツキのため、ハニカ
ム成形体が大きくなるほど歪みや変形によってセルピッ
チが変形し、穴明け位置に対して１セル以上の誤差が発
生する。また、一度にすべてのセルを認識して全てのセ
ル位置に対してセルの中心を狙って毎回位置補正をしな
がら穴明けを行うと、画像処理技術とレーザ加工および
データ処理用のコンピューターを組み合わせてもデータ
の転送と毎回の位置補正に時間がかかりすぎて事実用的
ではない。小ブロックであればその領域内でのセル形状
やセルピッチの変形が少ないため、小ブロックの基準位
置に対して設計値通りのセルピッチで穴を明けても１セ
ル以内の誤差に収まるし、位置補正回数も減らせるため
時間短縮にも効果がある。また、好ましい態様として、
シートに明けた穴の径を各セル面積の３０〜７０％とす
る。本例では、小ブロック内において多少のセルピッチ
の変動があってもセルに対して穴径が小さいので、セル
壁や隣のセルにまたがって穴を明ける心配がない。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１〜図４はそれぞれ本発明のセ
ラミック体の製造方法の一例を工程順に説明するための
図である。図１〜図４に従って本発明のセラミック体の
製造方法を説明すると、まず、セラミックハニカム成形
体１（焼成前のセラミックハニカム構造体）を準備す
る。セラミックハニカム成形体１としては、従来から知
られているコージェライトからなるセラミックハニカム
成形体を好適に使用できる。セラミックハニカム成形体
１は、原料を混合後口金から押し出すことで従来と同様
に作製することができる。
ラミック体の製造方法の一例を工程順に説明するための
図である。図１〜図４に従って本発明のセラミック体の
製造方法を説明すると、まず、セラミックハニカム成形
体１（焼成前のセラミックハニカム構造体）を準備す
る。セラミックハニカム成形体１としては、従来から知
られているコージェライトからなるセラミックハニカム
成形体を好適に使用できる。セラミックハニカム成形体
１は、原料を混合後口金から押し出すことで従来と同様
に作製することができる。
【００１０】次に、図１に示すように、準備したセラミ
ックハニカム成形体１の一端面をカメラ２で撮像し、撮
像した画像を画像処理することで、端面における全セル
３の位置を認識する。次に、図２（ａ）に示すように、
セラミックハニカム成形体１の端面とほぼ同じ形状のシ
ート４を準備し、図２（ｂ）に示すように、セル位置を
認識した面全体にシート４を貼り付ける。シート４とし
ては市販の粘着シートを使用することができる。
ックハニカム成形体１の一端面をカメラ２で撮像し、撮
像した画像を画像処理することで、端面における全セル
３の位置を認識する。次に、図２（ａ）に示すように、
セラミックハニカム成形体１の端面とほぼ同じ形状のシ
ート４を準備し、図２（ｂ）に示すように、セル位置を
認識した面全体にシート４を貼り付ける。シート４とし
ては市販の粘着シートを使用することができる。
【００１１】次に、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、
画像処理により認識したセル位置に基づき、ハニカム成
形体の外径やセルピッチなどの諸仕様ごとに設定された
小ブロックの基準となる位置を計算し、ハニカム成形体
を載せたＸＹＺθステージを位置決めし、レーザ加工等
の方法でシート４の開口させたいセル位置に穴５を明け
る。穴５を明けたシート４がマスクの役目をする。穴５
の穴径は、セル３の面積の３０〜７０％が好ましく、５
０％程度がさらに好ましい。また、穴５の形状は円形で
あり、セル面積全体をセル３と同形状（四角形）に明け
る必要はない。このため、端面において多少のセルピッ
チの変動があっても、セル３に対して穴径が小さいの
で、セル壁や隣のセルにまたがって穴を明ける心配がな
い。なお、穴５の穴径は、目封止に使用するスラリーの
粘性に応じて、粘性が低いときは小さめに、粘性が高い
時は大きめに、適宜選択する。また、上述したシート４
に対する穴明け加工は、端面全体に対し一度に行うこと
もできるが、端面のセル３を複数の小ブロックに分割し
て小ブロック毎に実施することが好ましい。小ブロック
毎に穴明け加工を実施すれば、その領域内でのセル形状
やセルピッチの変形が少ないため、正確に穴明けを行う
ことができる。
画像処理により認識したセル位置に基づき、ハニカム成
形体の外径やセルピッチなどの諸仕様ごとに設定された
小ブロックの基準となる位置を計算し、ハニカム成形体
を載せたＸＹＺθステージを位置決めし、レーザ加工等
の方法でシート４の開口させたいセル位置に穴５を明け
る。穴５を明けたシート４がマスクの役目をする。穴５
の穴径は、セル３の面積の３０〜７０％が好ましく、５
０％程度がさらに好ましい。また、穴５の形状は円形で
あり、セル面積全体をセル３と同形状（四角形）に明け
る必要はない。このため、端面において多少のセルピッ
チの変動があっても、セル３に対して穴径が小さいの
で、セル壁や隣のセルにまたがって穴を明ける心配がな
い。なお、穴５の穴径は、目封止に使用するスラリーの
粘性に応じて、粘性が低いときは小さめに、粘性が高い
時は大きめに、適宜選択する。また、上述したシート４
に対する穴明け加工は、端面全体に対し一度に行うこと
もできるが、端面のセル３を複数の小ブロックに分割し
て小ブロック毎に実施することが好ましい。小ブロック
毎に穴明け加工を実施すれば、その領域内でのセル形状
やセルピッチの変形が少ないため、正確に穴明けを行う
ことができる。
【００１２】次に、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、
目封止用のスラリー６をシート４に明けた穴５からセル
３内に充填する。すなわち、まず、図４（ａ）に示すよ
うに、穴５を明けたシート４を貼付した端面を容器７内
のスラリー６中に浸漬する。そして、図４（ｂ）に示す
ように、押圧手段８を利用してセラミックハニカム成形
体１を押すことで、スラリー６をシート４の穴５を介し
てセル３内に圧入して充填する。その後、図４（ｃ）に
示すように、シート４を端面から剥がすことで一端面に
対する目封止を終了する。
目封止用のスラリー６をシート４に明けた穴５からセル
３内に充填する。すなわち、まず、図４（ａ）に示すよ
うに、穴５を明けたシート４を貼付した端面を容器７内
のスラリー６中に浸漬する。そして、図４（ｂ）に示す
ように、押圧手段８を利用してセラミックハニカム成形
体１を押すことで、スラリー６をシート４の穴５を介し
てセル３内に圧入して充填する。その後、図４（ｃ）に
示すように、シート４を端面から剥がすことで一端面に
対する目封止を終了する。
【００１３】その後、同様の目封止を他の端面に対して
も実施し、両端面の所定のセル３にスラリー６を充填し
たセラミックハニカム成形体１を得る。最後に、両端面
において所定のセル３にスラリー６を充填したセラミッ
クハニカム成形体１を焼成することで、目的とするセラ
ミックハニカム構造体の両端面でセルが交互に封止され
た構造のセラミック体を得ることができる。このような
セラミック体は、主に、ディーゼルエンジンの黒鉛等を
除去するために使用されるＤＰＦ（ディーゼル・パティ
キュレート・フィルタ）として利用される。
も実施し、両端面の所定のセル３にスラリー６を充填し
たセラミックハニカム成形体１を得る。最後に、両端面
において所定のセル３にスラリー６を充填したセラミッ
クハニカム成形体１を焼成することで、目的とするセラ
ミックハニカム構造体の両端面でセルが交互に封止され
た構造のセラミック体を得ることができる。このような
セラミック体は、主に、ディーゼルエンジンの黒鉛等を
除去するために使用されるＤＰＦ（ディーゼル・パティ
キュレート・フィルタ）として利用される。
【００１４】なお、上述した実施例では、セラミックハ
ニカム成形体の端面に貼付したシートへの穴明けをレー
ザを使用して実施したが、１本の針またはセラミックハ
ニカム成形体のセルピッチに合わせた剣山状の針を使用
して実施することもできる。また、この際、針を加熱す
ると、シートへの穴明けが容易になるため好ましい。
ニカム成形体の端面に貼付したシートへの穴明けをレー
ザを使用して実施したが、１本の針またはセラミックハ
ニカム成形体のセルピッチに合わせた剣山状の針を使用
して実施することもできる。また、この際、針を加熱す
ると、シートへの穴明けが容易になるため好ましい。
【００１５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、マスクを使用せず使い捨てのシートを使用し
て目封止工程を実施する毎に所定の穴を明けて使用して
いるため、マスクの作製及びマスクのセラミックハニカ
ム構造体に対するセットをなくすことができる。また、
セル位置の認識及びシートへの穴明けは、一例として画
像処理及びレーザ加工で実施することができ、自動化に
も対応することができる。
によれば、マスクを使用せず使い捨てのシートを使用し
て目封止工程を実施する毎に所定の穴を明けて使用して
いるため、マスクの作製及びマスクのセラミックハニカ
ム構造体に対するセットをなくすことができる。また、
セル位置の認識及びシートへの穴明けは、一例として画
像処理及びレーザ加工で実施することができ、自動化に
も対応することができる。
【図１】本発明のセラミック体の製造方法の一例の一工
程を説明するための図である。
程を説明するための図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のセラミック
体の製造方法の一例の他の工程を説明するための図であ
る。
体の製造方法の一例の他の工程を説明するための図であ
る。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のセラミック
体の製造方法の一例のさらに他の工程を説明するための
図である。
体の製造方法の一例のさらに他の工程を説明するための
図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明のセラミック
体の製造方法の一例のさらに他の工程を説明するための
図である。
体の製造方法の一例のさらに他の工程を説明するための
図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ従来のセラミック体
の製造方法の一例を説明するための図である。
の製造方法の一例を説明するための図である。
１ セラミックハニカム成形体、２ カメラ、３ セ
ル、４ シート、５ 穴、６ スラリー、７ 容器、８
押圧手段
ル、４ シート、５ 穴、６ スラリー、７ 容器、８
押圧手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 栄司 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 Ｆターム(参考） 4D058 JA38 JB06 KA11 KA13 SA08 4G055 AA08 AC10 BA22 BA35 BA40 EA03 4G069 AA01 AA08 CA03 CA18 DA06 EA19 EA27
Claims (6)
- 【請求項１】セラミックハニカム構造体の両端面でセル
が交互に封止された構造のセラミック体を、セラミック
ハニカム成形体の両端面における所定のセルに封止用ス
ラリーを充填した後焼成して得るセラミック体の製造方
法において、セラミックハニカム成形体の端面に貼り付
けたシートの所定のセルに対応した位置に穴を明けてハ
ニカム成形体毎に対応したマスクを作成し、マスクを貼
り付けた面を封止用スラリーに浸漬し、マスクに明けら
れた穴から封止用スラリーをセル中に充填することを特
徴とするセラミック体の製造方法。 - 【請求項２】前記セラミックハニカム成形体の端面に貼
付したシートへの穴明けを、端面のセルを複数の小ブロ
ックに分割して小ブロック毎に実施する請求項１記載の
セラミック体の製造方法。 - 【請求項３】前記セラミックハニカム成形体の端面に貼
付したシートへの穴明けを、レーザーを使用して実施す
る請求項１記載のセラミック体の製造方法。 - 【請求項４】前記シートに明けた穴の径が各セル面積の
３０〜７０％である請求項１記載のセラミック体の製造
方法。 - 【請求項５】前記セル位置の認識を画像処理で行う請求
項１記載のセラミック体の製造方法。 - 【請求項６】前記セラミックハニカム成形体の端面に貼
付したシートへの穴明けを、１本の針またはセラミック
ハニカム成形体のセルピッチに合わせた剣山状の針を使
用して実施する請求項１記載のセラミック体の製造方
法。
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