JP2004290766A - ハニカム構造体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ハニカム構造体のセルの目封じを行う部分にヒケが発生することを防止する。
【解決手段】ハニカム構造体の製造は、隔壁によって仕切られた軸方向に貫通する多数のセルを有するハニカム構造体の端面を貯留容器内のセラミック粉末を含んだスラリーに浸漬した状態で貯留容器の底面に対して加圧することにより少なくとも一部のセルにスラリーを圧入した後、ハニカム構造体を貯留容器内から離脱することにより少なくとも一部のセルを目封じする。貯留容器内のハニカム構造体の離脱の際に、ハニカム構造体の端面に付着しているスラリーを除去する。または貯留容器内から離脱したハニカム構造体の端面部分に対して送風または加熱を行ってスラリーを乾燥する。
【選択図】 図１
【解決手段】ハニカム構造体の製造は、隔壁によって仕切られた軸方向に貫通する多数のセルを有するハニカム構造体の端面を貯留容器内のセラミック粉末を含んだスラリーに浸漬した状態で貯留容器の底面に対して加圧することにより少なくとも一部のセルにスラリーを圧入した後、ハニカム構造体を貯留容器内から離脱することにより少なくとも一部のセルを目封じする。貯留容器内のハニカム構造体の離脱の際に、ハニカム構造体の端面に付着しているスラリーを除去する。または貯留容器内から離脱したハニカム構造体の端面部分に対して送風または加熱を行ってスラリーを乾燥する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ディーゼルエンジン等の排ガスに含まれているパティキュレートを捕捉して除去するＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）などの集塵用のフィルタに用いられるハニカム構造体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述のようなフィルタに用いられるハニカム構造体１は、図８に示すように、炭化珪素等からなる多孔質のハニカムセグメント２が接着材９によって複数接合され、円形断面等の所定の形状に成形された後、周囲をコート材層４によって被覆することにより構成されている。このようなハニカム構造体１はＤＰＦとしてディーゼルエンジンの排気系内に配置されることにより、排ガスを浄化するために使用される。
【０００３】
ＤＰＦとしてのハニカム構造体としては、圧力損失が低く、高い捕集効率であることが要求される。このため、ハニカム構造体１においては、多数のセルの内の一部のセルが目封じされた構造となっている。
【０００４】
図９は、ハニカム構造体１を構成するハニカムセグメント２の断面を示し、多孔質の隔壁６によって仕切られたセル５を多数有している。セル５はハニカムセグメント２を軸方向に貫通しており、隣接しているセル５における一端部が充填材７によって交互に目封じされている。すなわち、ハニカムセグメント２のセル５においては、左端部が開口している一方、右端部が充填材７によって目封じされており、これと隣接する他のセル５においては、左端部が充填材７によって目封じされるが、右端部が開口されている。
【０００５】
このような構造では、矢印で示すように左端部が開口しているセル５内に流入した排ガスは、多孔質の隔壁６を通過して他のセル５から流出する。そして、隔壁６を通過する際に排ガス中のパティキュレートが隔壁６に捕捉されるため、排ガスの浄化を行うことができる。
【０００６】
図１０は、ハニカムセグメント２（以下、ハニカム構造体１）に対して目封じを行う方法を示す（例えば、特許文献１参照）。図１０（ａ）に示すように、貯留容器１０内には、セラミック粉末が分散媒に分散したスラリー１１が充填されている。そして、ハニカム構造体１の一方側の端面を貯留容器１０内のスラリー１１に浸漬し、ハニカム構造体１を加圧して、その端面を貯留容器１０の底面に押圧することにより、一部のセル５内にスラリー１１を圧入する。なお、ハニカム構造体１の端面には、隣接するセル５を交互に封鎖するためのマスクが貼り付けられており、スラリー１１はマスクが開口している部分のセル５内に圧入されるものである。
【０００７】
セル５内にスラリー１１を圧入した後、同図（ｂ）で示すように、ハニカム構造体１を貯留容器１０から引き抜いて、ハニカム構造体１を乾燥炉内で加熱して乾燥する。これにより、セル５内に圧入されたスラリー１１がセル５を目封じする充填材７となる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−１２６４２７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した方法では、セルの目封じ部分に欠陥が生じる問題を有している。図１１は、これを説明するものであり、（ａ）は欠陥が生じていない状態を示す。これに対し、（ｂ）は充填材７にヒケ（凹み）１２が発生した欠陥を示し、ヒケ１２はハニカム構造体１の端面から充填材７の内部に向かって発生する。
【００１０】
このようなヒケ１２が発生する原因は、ハニカム構造体１を貯留容器１０の底面に押し付けた後、ハニカム構造体１をスラリー１１内から引き抜くときにセル５内に負圧が作用することに加えて、スラリーの粘性によってセル５内に圧入されたスラリーにヒケ部分１３が形成されるためである（図１０（ｂ）参照）。また、マスクをハニカム構造体から剥がすときに、マスクに付着しているセル５外のスラリーとの粘性によってセル５内のスラリーの一部が随伴して除去されることも原因となっている。さらに、スラリーの加熱乾燥の際に、スラリーがセル内で乾燥収縮することも原因となっている。
【００１１】
図１１（ｃ）はヒケ１２が極端に発生した場合を示し、ヒケ１２がセル５の目封じを行う充填材７の全長にわたっており、これにより充填材７に孔が開いた状態となっている。
【００１２】
このようなヒケ１２が発生した場合においては、充填材７によるセル５の目封じ状態の信頼性が低下すると共に、外観が劣化する問題を有している。特に、充填材７に孔が開いた場合には、捕集すべきパティキュレートが漏れ出るため、フィルターとして機能しなくなる。
【００１３】
以上のことを回避するためには、図１１（ｄ）に示すように、充填材７全体としての長さが長くなるようにセル５内にスラリーを圧入して、目封じ深さｄを深くする必要がある。ところが、この場合には、フィルターとして機能する隔壁６の表面積が減少するため、捕集効率が低下する問題が発生する。
【００１４】
本発明は、このような問題点を考慮してなされたものであり、セルの目封じを行う部分にヒケが発生したり、孔が貫通することを防止することができ、これにより、セル内にスラリーを多く充填することを不要としたハニカム構造体の製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の製造方法は、隔壁によって仕切られた軸方向に貫通する多数のセルを有するハニカム構造体の端面を貯留容器内のセラミック粉末を含んだスラリーに浸漬した状態で貯留容器の底面に対して加圧することにより少なくとも一部のセルにスラリーを圧入した後、ハニカム構造体を貯留容器内から離脱することにより少なくとも一部のセルを目封じするハニカム構造体の製造方法であって、前記貯留容器内のハニカム構造体の離脱の際に、ハニカム構造体の端面に付着しているスラリーを除去することを特徴とする。
【００１６】
請求項１の発明では、ハニカム構造体のセル内にスラリーを圧入した後、ハニカム構造体を貯留容器内から離脱する際に、ハニカム構造体の端面に付着しているスラリーを除去することにより、セル内のスラリーとセル外のスラリーとを強制的に切り離すことができる。これにより、負圧や粘性に起因したヒケが発生することがなくなる。
【００１７】
また、マスクを用いる場合にも、マスクに付着しているスラリーが除去されているため、マスクを除去する際にも、セル内のスラリーがセル外のスラリーに随伴することがなく、随伴に起因したヒケの発生を防止することができる。
【００１８】
さらに、ハニカム構造体を貯留容器内から離脱した後、ハニカム構造体の端面に付着している過剰なスラリー層を除去することにより、目封じ部表面を大気中へさらして強制的に乾燥させ、ハニカム構造体の端面のスラリーを固化させることができる。これにより、スラリーの加熱乾燥の際に、スラリーがセル内で乾燥収縮する際に発生するヒケが発生することがなくなる。
【００１９】
請求項２の発明のハニカム構造体の製造方法は、隔壁によって仕切られた軸方向に貫通する多数のセルを有するハニカム構造体の端面を貯留容器内のセラミック粉末を含んだスラリーに浸漬した状態で貯留容器の底面に対して加圧することにより少なくとも一部のセルにスラリーを圧入した後、ハニカム構造体を貯留容器内から離脱することにより少なくとも一部のセルを目封じするハニカム構造体の製造方法であって、前記貯留容器内から離脱したハニカム構造体の端面部分に対して送風または加熱を行ってスラリーを乾燥することを特徴とする。
【００２０】
請求項２の発明によれば、ハニカム構造体のセル内にスラリーを圧入した後、貯留容器内から離脱したハニカム構造体の端面部分に送風または加熱を行うことにより、ハニカム構造体の端面部分のスラリーを強制的に乾燥し、固化させることができる。このため、乾燥時のヒケを防止することができる。
【００２１】
請求項３の発明のハニカム構造体の製造方法は、隔壁によって仕切られた軸方向に貫通する多数のセルを有するハニカム構造体の端面を貯留容器内のセラミック粉末を含んだスラリーに浸漬した状態で貯留容器の底面に対して加圧することにより少なくとも一部のセルにスラリーを圧入した後、ハニカム構造体を貯留容器内から離脱することにより少なくとも一部のセルを目封じするハニカム構造体の製造方法であって、前記貯留容器内のハニカム構造体の離脱の際に、ハニカム構造体の端面に付着しているスラリーを除去し、その後、貯留容器内から離脱したハニカム構造体の端面部分に対して送風または加熱を行ってスラリーを乾燥することを特徴とする。
【００２２】
請求項３の発明では、請求項１の発明と同様に、ハニカム構造体を貯留容器内から離脱する際に、ハニカム構造体の端面に付着しているスラリーを除去することにより、セル内のスラリーとセル外のスラリーとを強制的に切り離すため、負圧や粘性に起因したヒケが発生することがなくなる。また、マスクを用いる場合にも、マスクに付着しているスラリーが除去されているため、マスクを除去する際に、セル内のスラリーがセル外のスラリーに随伴することがなく、随伴に起因したヒケの発生を防止することができる。
【００２３】
さらに、請求項２の発明と同様に、貯留容器内から離脱したハニカム構造体の端面部分に送風または加熱を行うことにより、セル内の端面部分のスラリーを短時間で強制的に乾燥し、固化させることができる。これにより、乾燥時のヒケを防止することができる。
【００２４】
これらにより請求項３の発明によれば、セル内の充填材に対するヒケの発生を確実に防止することができる。
【００２５】
請求項４の発明は、請求項１または３記載のハニカム構造体の製造方法であって、ハニカム構造体の端面に対し、へらを相対的にスライドさせてスラリーを除去することを特徴とする。
【００２６】
このようにへらを相対的にスライドさせることにより、ハニカム構造体の端面からスラリーを簡単且つ確実に除去することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施形態により具体的に説明する。なお、各図において、上述した図の同一の部材には、同一の符号を付して対応させてある。
【００２８】
この実施形態におけるハニカム構造体の製造は、隔壁によって仕切られた軸方向に貫通する多数のセルを有するハニカム構造体の端面を貯留容器内のセラミック粉末を含んだスラリーに浸漬した状態で貯留容器の底面に対して加圧することにより少なくとも一部のセルにスラリーを圧入した後、ハニカム構造体を貯留容器内から離脱することにより少なくとも一部のセルを目封じするものである。
【００２９】
ハニカム構造体の原料としては、炭化珪素、窒化珪素、コージェライト、アルミナ、ムライト、ジルコニア、リン酸ジルコニウム、アルミニウムチタネート、チタニアあるいはこれらの組み合わせからなる群から選ばれた少なくとも一種のセラミック、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系金属、ニッケル系金属または金属ＳｉとＳｉＣ等が用いられる。
【００３０】
そして、これらにメチルセルロース及びヒドロキシプロポキシルメチルセルロース等のバインダー、界面活性剤、水等を添加して可塑性の坏土を作製する。この坏土を押出成形することにより、隔壁６によって仕切られた軸方向に貫通する多数のセル５を有した形状の角柱形状等のハニカムセグメントを成形する。このハニカムセグメントがこの実施形態のハニカム構造体となるものであり、乾燥の後、焼成して硬化した後、目封じ工程に供される。
【００３１】
ハニカム構造体の一部のセルに対して目封じを行う場合には、目封じに先立ってハニカム構造体の端面にマスクが貼り付けられる。マスクは、ハニカム構造体の端面全体に貼り付けられ、その後、目封じすべきセルに対応した部分に孔開けが行われる。この孔開けは、目封じすべきセルに対応した部分に対して、レーザ光を照射することにより行われる。マスクとしては、ポリエチレン、ポリエステル等の樹脂を用いることができる。
【００３２】
目封じにおいては、貯留容器内にセラミック粉末を含んだスラリーを充填し、ハニカム構造体の端面をスラリーに浸漬し、ハニカム構造体の端面を貯留容器の底面に対して加圧することにより、一部のセルにスラリーを圧入する。
【００３３】
スラリーは、セラミック粉末を水等の分散媒に混合することにより調整され、適宜、結合剤、解膠剤等を添加することができる。セラミック粉末としては、コージェライト、その他上述したハニカム構造体に用いた原料を適宜選択することができる。結合剤としては、ポリビニルアルコール、その他の加熱によってゲル化する特性を有した樹脂を用いることが好ましい。加熱によってゲル化する特性を有した樹脂の場合においては、ゲル化の際にセラミック粉末を拘束するためヒケの防止に有効となる。この樹脂としては、メチルセルロース等を選択することができる。
【００３４】
スラリーは、５〜５０Ｐａ・ｓ程度の粘度、より好ましくは１０〜２０Ｐａ・ｓの範囲の粘度に調整して用いられる。スラリーの粘度が５Ｐａ・ｓ未満の場合には、ヒケが発生しやすくなり、５０Ｐａ・ｓを超える場合には、流動抵抗が大きくなり、セル内への圧入量が減じて目封じ深さが浅くなるため好ましくない。
【００３５】
このようなスラリーにハニカム構造体の端面を浸漬した状態で、ハニカム構造体の端面を貯留容器の底面に対して加圧することにより、マスクの開口部分からセル内にスラリーが圧入される。加圧は、０．０５〜０．５ＭＰａ、好ましくは０．１〜０．２ＭＰａ程度の圧力を作用させることにより行うことができる。この場合、ハニカム構造体の端面をスラリーの壁面に対して直交するように浸漬することが好ましい。
【００３６】
また、セル内にスラリーを圧入する場合、ハニカム構造体の端面を片面づつ順番に圧入してもよく、両端面を同時に圧入しても良い。
【００３７】
図１は、スラリーを圧入した状態のハニカム構造体１を示し、マスク（図示省略）が除去されたセル５内に、充填材７となるスラリー１１ａが圧入されている。この実施形態では、スラリー１１ａの圧入の後、ハニカム構造体１を貯留容器から引き抜き等により離脱するが、離脱に際しては、ハニカム構造体１の端面に付着しているスラリー１１を除去する。この除去は、ハニカム構造体１におけるスラリー１１の圧入側の端面に対し、へら２１を接触させ、接触状態を保ちながらハニカム構造体１及びへら２１を相対的にスライドさせることにより行うことができる。
【００３８】
このようにハニカム構造体１の端面からスラリー１１を除去することにより、セル５内のスラリー１１ａとセル外のスラリー１１とを強制的に切り離すことができるため、負圧や粘性に起因したヒケが発生することがなくなる。また、マスクを除去する際にも、セル５内のスラリー１１ａがセル５の外側に存在しているスラリー１１に随伴することがないため、随伴に起因したヒケの発生を防止することができる。
【００３９】
さらに、ハニカム構造体１の端面からスラリー１１を除去することにより、セル５内のスラリー１１ａの表面を大気中へさらして短時間で強制的に乾燥させ、セル５内のスラリー１１ａの表面を固化させることができる。これにより、スラリーの加熱乾燥の際に、セル５内のスラリー１１ａがセル内で乾燥収縮する際にスラリー１１ａの表面に発生するヒケがなくなる。
【００４０】
本発明の別の実施形態では、上述のようにしてハニカム構造体１のセル５にスラリー１１ａを圧入した後、ハニカム構造体１を貯留容器内から離脱し、その後、スラリー１１ａが充填されているハニカム構造体の端面部分に対して送風または加熱を行ってスラリー１１ａを乾燥するものである。
【００４１】
図２は、この別の実施形態を示し、ハニカム構造体１におけるスラリー１１ａの充填側の端面に対して送風２３を行っている状態を示す。送風２３は、冷風、温風のいずれであっても良い。冷風の場合には、２５℃程度の空気、温風の場合には６０℃程度の空気をハニカム構造体１の端面に吹き当てることにより乾燥を行うことができる。これらの風量としては、８〜１０ｍｍ／ｓｅｃ程度とし、３０秒前後の吹き当てを行うことにより終了する。
【００４２】
また、送風を行うことなく、ハニカム構造体１の端面に対して熱源を直接に接触させて加熱乾燥することも可能である。この場合においては、１４０℃程度の熱源に３０秒程度接触させることにより行うことができる。
【００４３】
以上の送風または加熱により、セル５内のスラリー１１ａの表面を短時間で強制的に乾燥させ、セル５内のスラリー１１ａの表面を固化させることができる。これにより、スラリーの加熱乾燥の際に、セル５内のスラリー１１ａがセル内で乾燥収縮する際にスラリー１１ａの表面に発生するヒケがなくなる。
【００４４】
本発明のさらに別の実施形態では、ハニカム構造体１をスラリー１１から離脱させる際に、ハニカム構造体１の端面に付着しているスラリー１１の除去を行うと共に、ハニカム構造体１をスラリー１１から離脱した後、スラリー１１ａが充填されているハニカム構造体の端面部分に対して送風または加熱を行ってスラリー１１ａを乾燥することも可能である。
【００４５】
このようにハニカム構造体１の端面からのスラリーの強制的な除去と、ハニカム構造体１の端面部分への送風または加熱を併用することにより、ヒケの発生をさらに確実に防止することが可能となる。
【００４６】
なお、ハニカム構造体１におけるセル５の形状について限定されるものではなく、図７（ａ）に示すように四角形セル、同図（ｂ）に示すように六角形セル、同図（ｃ）に示すように三角形セル、その他の形状とすることができる。
【００４７】
【実施例】
図３〜図６は、本発明の実施例に用いる貯留容器３１をそれぞれ示す。これらの図において、貯留容器３１の底面には、ハニカム構造体１の端面と直交する方向にスライドするスライド部材３２が設けられている。スライド部材３２は、貯留容器３１の部分を構成するものであり、その上面にはスラリー１１が充填されている。
【００４８】
また、スライド部材３２の一側の端部には、へら３３が立ち上がり状に取り付けられている。へら３３としては、０．１〜２．０ｍｍの厚さのゴム、軟質樹脂等を使用することができる。また、その上端部は、スライド部材３２の上面から０．１〜２．０ｍｍの高さとなるように立ち上がっている。へら３３は、スライド部材３２をスライドさせることにより、ハニカム構造体１の端面と接触しながら移動し、この移動により、ハニカム構造体１の端面の外側に付着しているスラリー１１を除去するように作用する。なお、この実施例では、ヘラ３３は、厚さ０．５ｍｍの樹脂を用い、スライド部材３２の上面から０．５ｍｍの高さとなるように設置している。
【００４９】
以下、図３に示す方法をＡ’法、図４に示す方法をＢ’法、図５に示す方法をＣ’法、図６に示す方法をＤ’法として説明する。
【００５０】
Ａ’法では、図３（ａ）で示すように、ハニカム構造体１をスライド部材３２の上方から当接し、矢印で示すように、ハニカム構造体１を押圧することにより、その端面をスライド部材３２に対して加圧する。この加圧により、スラリー１１をハニカム構造体１のセル５内に圧入する。その後、図３（ｂ）で示すように、スライド部材３２を水平方向に沿ってスライドさせる。このスライドにより、ハニカム構造体１の端面の外側に付着しているスラリー１１を掻き取って除去する。
Ｂ’法では、図４（ａ）で示すように、スライド部材３２をハニカム構造体１の上方から当接し、矢印で示すように、スライド部材３２を押圧することにより、ハニカム構造体１の端面をスライド部材３２に対して加圧する。この加圧により、スラリー１１をハニカム構造体１のセル５内に圧入する。その後、図４（ｂ）で示すように、スライド部材３２を水平方向に沿ってスライドさせる。このスライドにより、ハニカム構造体１の端面の外側に付着しているスラリー１１を掻き取って除去する。
【００５１】
Ｃ’法では、図５（ａ）で示すように、ハニカム構造体１をスライド部材３２の横（右）方向から当接して、その端面をスライド部材３２に対して押圧する。この押圧により、スラリー１１をハニカム構造体１のセル５内に圧入する。その後、図５（ｂ）で示すように、スライド部材３２を上下方向に沿ってスライドさせる。このスライドにより、ハニカム構造体１の端面の外側に付着しているスラリー１１を掻き取って除去する。
【００５２】
Ｄ’法では、図６（ａ）で示すように、スライド部材３２をハニカム構造体１の横（左）方向から当接して、その端面をスライド部材３２に対して押圧する。この押圧により、スラリー１１をハニカム構造体１のセル５内に圧入する。その後、図６（ｂ）で示すように、スライド部材３２を上下方向に沿ってスライドさせる。このスライドにより、ハニカム構造体１の端面の外側に付着しているスラリー１１を掻き取って除去する。
【００５３】
次に、この実施例では、以下のようにしてハニカム構造体１の製造及びその評価を行った。
【００５４】
流体の流路となる複数のセルを有するコージェライトからなるハニカム構造体（外形形状： 四角柱状、底面：一辺３５ｍｍの正方形、長さ：１５０ｍｍ、セル形状：四角形）を使用した。このハニカム構造体は、適当な粘度に調整した坏土を上記セル形状、隔壁厚さ、セル密度を有する口金を用いて押出成形し、乾燥後、両端面を切断して平滑面とすることにより製造した。
【００５５】
上記ハニカム構造体は、その端面において、隣接するセルを交互に目封じ（即ち、市松状に目封じ）するために、一部のセルをマスクした。マスクの方法としては、ハニカム構造体の端面全体に粘着性フィルム（樹脂製で、一方の表面に粘着剤が塗布された市販のもの）を貼着した後に、目封じ部を必要とするセルに相当する部分のみをレーザにより穴を開ける方法により行った。
【００５６】
次に、マスクしたハニカム構造体の端面をスラリーが貯留された貯留容器中に浸漬し、貯留容器の内底面に対して押圧することにより、複数のセルのうちのマスクをしていないセルにスラリーを圧入させて目封じ部を形成した。この際、貯留容器にスラリーを液面が平滑になるように張り、ハニカム構造体のマスクをした端面を貯留容器の底面に向けた状態で（すなわち、液面に対して垂直にセットして）、押し込むことによってハニカム構造体のマスクをした端面をスラリー中に浸漬した。
【００５７】
なお、スラリーとしては、セラミック粉末としてコージェライト粉末、結合剤として熱ゲル硬化性の結合剤であるメチルセルロース、解膠剤として高分子界面活性剤を混合し、分散媒として水を加えて混合することにより調製したものを用いた。
【００５８】
評価は、目封じされたハニカム構造体を各５０本製造し、目視にて各ハニカム構造体のヒケの発生したセル数を確認し、下記式に従って、各ハニカム構造体についてヒケ発生頻度を算出し、５０本のハニカム構造体のヒケ発生頻度の平均値を算出し、その平均値をヒケ発生頻度として評価した。なお、全目封じセル数は総セル数の１／２である。これは、交互に市松状に目封じをしているためである。
【００５９】
ヒケ発生頻度（％）＝（ヒケ発生セル数／全目封じセル数）×１００
上述した「Ａ’法」、「Ｂ’法」、「Ｃ’法」、「Ｄ’法」のスラリー圧入方法においては、ハニカム構造体を貯留容器の内底面に対して押圧した後、貯留容器の底面部にとりつけられたへらをスライドしてハニカム構造体の端部に付着した余分なスラリーを除去し、ハニカム構造体を取り出した。
【００６０】
一方、スラリー圧入方法「Ａ法」，「Ｂ法」，「Ｃ法」，「Ｄ法」においては、ハニカム構造体を貯留容器の内底面に対して押圧した後、ハニカム構造体をそのまま引き上げて取り出した。
【００６１】
これらのスラリー圧入方法において、「Ａ法」及び「Ａ’法」は、ハニカム構造体を上側、貯留容器を下側に配置してハニカム構造体側から加圧し、「Ｂ法」及び「Ｂ’法」は、ハニカム構造体を下側、貯留容器を上側に配置して貯留容器側から加圧し、「Ｃ法」及び「Ｃ’法」はハニカム構造体及び貯留容器を横方向に配置してハニカム構造体側から加圧し、「Ｄ法」及び「Ｄ’法」はハニカム構造体及び貯留容器を横方向に配置して貯留容器側から加圧した。
【００６２】
スラリーの乾燥方法については、ハニカム構造体を貯留容器の内底面に対して押圧してから取り出した直後、熱風乾燥炉内にハニカム構造体を入れて９０℃、４０ｍｉｎで乾燥し（「ａ法」）、ハニカム構造体の端部に２５℃、８〜１０ｍｍ／ｓｅｃの冷風を３０ｓｅｃ当てた後、熱風乾燥炉内にハニカム構造体を入れて９０℃、４０ｍｉｎで乾燥し（「ｂ法」）、ハニカム構造体の端部に６０℃、８〜１０ｍｍ／ｓｅｃの温風を３０ｓｅｃ当てた後、熱風乾燥炉内にハニカム構造体を入れて９０℃、４０ｍｉｎで乾燥し（「ｃ法」）、ハニカム構造体の端部に１４０℃の熱源に３０ｓｅｃ直接触れさせた後、熱風乾燥炉内にハニカム構造体を入れて９０℃、４０ｍｉｎ乾燥した（「ｄ法」）。
【００６３】
表１は、スラリー圧入方法に対するヒケ発生頻度を示し、表２は、スラリー乾燥方法に対するヒケ発生頻度を示し、表３は、スラリー圧入方法及びスラリー乾燥方法を組み合わせた場合に対するヒケ発生頻度を示している。また、表４は、設密度に対するヒケ発生頻度を示している。
【００６４】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
以上に実施例及び比較例から、スラリー乾燥方法については、ハニカム構造体を貯留容器の内底面に対して押圧してから端部を冷風又は温風または熱源で乾燥させ始めるまでの時間を０〜３０ｓｅｃ、冷風又は温風または熱源で乾燥させる時間を１０ｓｅｃ以上、熱源の温度は５０〜２００℃、冷風又は温風の風速は５〜２０ｍｍ／ｓｅｃが良好であることが判る。
【００６５】
なお、スラリーを除去するためのヘラについては、貯留部底面からの高さ０．１〜２．０ｍｍ、材質がプラスチックまたはゴム、厚さが０．１〜２．０ｍｍの場合に良好である。
【００６６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、セル内のスラリーとセル外のスラリーとを強制的に切り離すため、負圧や粘性に起因したヒケが発生することがないと共に、マスクを用いる場合にも、マスクを除去する際に、セル内のスラリーがセル外のスラリーに随伴することがないため、随伴に起因したヒケの発生を防止することができる。
【００６７】
請求項２の発明によれば、セル内のスラリーを短時間で強制的に乾燥するため、セル内の端面部分のスラリーを短時間で強制的に乾燥し、固化させることができる。これにより、乾燥時のヒケを防止することができる。
【００６８】
請求項３の発明によれば、セル内のスラリーとセル外のスラリーとを強制的に切り離すため、負圧や粘性に起因したヒケが発生することがないと共に、マスクを除去する際に、セル内のスラリーがセル外のスラリーに随伴することがなく、随伴に起因したヒケの発生を防止することができ、さらには、セル内のスラリーを短時間で強制的に乾燥するため、セル内の端面部分のスラリーを短時間で強制的に乾燥し、固化させることができる。これにより、乾燥時のヒケを防止することができる。従って、ヒケの発生を確実に防止することができる。
【００６９】
請求項４の発明によれば、請求項１及び３の効果に加えて、ハニカム構造体の端面からスラリーを簡単且つ確実に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハニカム構造体の端面からスラリーを除去する状態を示す断面図である。
【図２】ハニカム構造体の端面に対して送風を行っている状態を示す断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はハニカム構造体の端面からスラリーを除去するＡ’法を示す断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）はハニカム構造体の端面からスラリーを除去するＢ’法を示す断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）はハニカム構造体の端面からスラリーを除去するＣ’法を示す断面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）はハニカム構造体の端面からスラリーを除去するＤ’法を示す断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）はセルの形状を示す端面図である。
【図８】ハニカム構造体の一例を示す斜視図である。
【図９】ハニカム構造体を構成するハニカムセグメントの断面図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）はハニカム構造体にスラリーを充填する従来の方法の断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）はヒケを示す断面図である。
【符号の説明】
１ ハニカム構造体
５ セル
６ 隔壁
１１ スラリー
１１ａ セル外のスラリー
２１、３３ へら
２３ 送風
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ディーゼルエンジン等の排ガスに含まれているパティキュレートを捕捉して除去するＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）などの集塵用のフィルタに用いられるハニカム構造体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述のようなフィルタに用いられるハニカム構造体１は、図８に示すように、炭化珪素等からなる多孔質のハニカムセグメント２が接着材９によって複数接合され、円形断面等の所定の形状に成形された後、周囲をコート材層４によって被覆することにより構成されている。このようなハニカム構造体１はＤＰＦとしてディーゼルエンジンの排気系内に配置されることにより、排ガスを浄化するために使用される。
【０００３】
ＤＰＦとしてのハニカム構造体としては、圧力損失が低く、高い捕集効率であることが要求される。このため、ハニカム構造体１においては、多数のセルの内の一部のセルが目封じされた構造となっている。
【０００４】
図９は、ハニカム構造体１を構成するハニカムセグメント２の断面を示し、多孔質の隔壁６によって仕切られたセル５を多数有している。セル５はハニカムセグメント２を軸方向に貫通しており、隣接しているセル５における一端部が充填材７によって交互に目封じされている。すなわち、ハニカムセグメント２のセル５においては、左端部が開口している一方、右端部が充填材７によって目封じされており、これと隣接する他のセル５においては、左端部が充填材７によって目封じされるが、右端部が開口されている。
【０００５】
このような構造では、矢印で示すように左端部が開口しているセル５内に流入した排ガスは、多孔質の隔壁６を通過して他のセル５から流出する。そして、隔壁６を通過する際に排ガス中のパティキュレートが隔壁６に捕捉されるため、排ガスの浄化を行うことができる。
【０００６】
図１０は、ハニカムセグメント２（以下、ハニカム構造体１）に対して目封じを行う方法を示す（例えば、特許文献１参照）。図１０（ａ）に示すように、貯留容器１０内には、セラミック粉末が分散媒に分散したスラリー１１が充填されている。そして、ハニカム構造体１の一方側の端面を貯留容器１０内のスラリー１１に浸漬し、ハニカム構造体１を加圧して、その端面を貯留容器１０の底面に押圧することにより、一部のセル５内にスラリー１１を圧入する。なお、ハニカム構造体１の端面には、隣接するセル５を交互に封鎖するためのマスクが貼り付けられており、スラリー１１はマスクが開口している部分のセル５内に圧入されるものである。
【０００７】
セル５内にスラリー１１を圧入した後、同図（ｂ）で示すように、ハニカム構造体１を貯留容器１０から引き抜いて、ハニカム構造体１を乾燥炉内で加熱して乾燥する。これにより、セル５内に圧入されたスラリー１１がセル５を目封じする充填材７となる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−１２６４２７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した方法では、セルの目封じ部分に欠陥が生じる問題を有している。図１１は、これを説明するものであり、（ａ）は欠陥が生じていない状態を示す。これに対し、（ｂ）は充填材７にヒケ（凹み）１２が発生した欠陥を示し、ヒケ１２はハニカム構造体１の端面から充填材７の内部に向かって発生する。
【００１０】
このようなヒケ１２が発生する原因は、ハニカム構造体１を貯留容器１０の底面に押し付けた後、ハニカム構造体１をスラリー１１内から引き抜くときにセル５内に負圧が作用することに加えて、スラリーの粘性によってセル５内に圧入されたスラリーにヒケ部分１３が形成されるためである（図１０（ｂ）参照）。また、マスクをハニカム構造体から剥がすときに、マスクに付着しているセル５外のスラリーとの粘性によってセル５内のスラリーの一部が随伴して除去されることも原因となっている。さらに、スラリーの加熱乾燥の際に、スラリーがセル内で乾燥収縮することも原因となっている。
【００１１】
図１１（ｃ）はヒケ１２が極端に発生した場合を示し、ヒケ１２がセル５の目封じを行う充填材７の全長にわたっており、これにより充填材７に孔が開いた状態となっている。
【００１２】
このようなヒケ１２が発生した場合においては、充填材７によるセル５の目封じ状態の信頼性が低下すると共に、外観が劣化する問題を有している。特に、充填材７に孔が開いた場合には、捕集すべきパティキュレートが漏れ出るため、フィルターとして機能しなくなる。
【００１３】
以上のことを回避するためには、図１１（ｄ）に示すように、充填材７全体としての長さが長くなるようにセル５内にスラリーを圧入して、目封じ深さｄを深くする必要がある。ところが、この場合には、フィルターとして機能する隔壁６の表面積が減少するため、捕集効率が低下する問題が発生する。
【００１４】
本発明は、このような問題点を考慮してなされたものであり、セルの目封じを行う部分にヒケが発生したり、孔が貫通することを防止することができ、これにより、セル内にスラリーを多く充填することを不要としたハニカム構造体の製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の製造方法は、隔壁によって仕切られた軸方向に貫通する多数のセルを有するハニカム構造体の端面を貯留容器内のセラミック粉末を含んだスラリーに浸漬した状態で貯留容器の底面に対して加圧することにより少なくとも一部のセルにスラリーを圧入した後、ハニカム構造体を貯留容器内から離脱することにより少なくとも一部のセルを目封じするハニカム構造体の製造方法であって、前記貯留容器内のハニカム構造体の離脱の際に、ハニカム構造体の端面に付着しているスラリーを除去することを特徴とする。
【００１６】
請求項１の発明では、ハニカム構造体のセル内にスラリーを圧入した後、ハニカム構造体を貯留容器内から離脱する際に、ハニカム構造体の端面に付着しているスラリーを除去することにより、セル内のスラリーとセル外のスラリーとを強制的に切り離すことができる。これにより、負圧や粘性に起因したヒケが発生することがなくなる。
【００１７】
また、マスクを用いる場合にも、マスクに付着しているスラリーが除去されているため、マスクを除去する際にも、セル内のスラリーがセル外のスラリーに随伴することがなく、随伴に起因したヒケの発生を防止することができる。
【００１８】
さらに、ハニカム構造体を貯留容器内から離脱した後、ハニカム構造体の端面に付着している過剰なスラリー層を除去することにより、目封じ部表面を大気中へさらして強制的に乾燥させ、ハニカム構造体の端面のスラリーを固化させることができる。これにより、スラリーの加熱乾燥の際に、スラリーがセル内で乾燥収縮する際に発生するヒケが発生することがなくなる。
【００１９】
請求項２の発明のハニカム構造体の製造方法は、隔壁によって仕切られた軸方向に貫通する多数のセルを有するハニカム構造体の端面を貯留容器内のセラミック粉末を含んだスラリーに浸漬した状態で貯留容器の底面に対して加圧することにより少なくとも一部のセルにスラリーを圧入した後、ハニカム構造体を貯留容器内から離脱することにより少なくとも一部のセルを目封じするハニカム構造体の製造方法であって、前記貯留容器内から離脱したハニカム構造体の端面部分に対して送風または加熱を行ってスラリーを乾燥することを特徴とする。
【００２０】
請求項２の発明によれば、ハニカム構造体のセル内にスラリーを圧入した後、貯留容器内から離脱したハニカム構造体の端面部分に送風または加熱を行うことにより、ハニカム構造体の端面部分のスラリーを強制的に乾燥し、固化させることができる。このため、乾燥時のヒケを防止することができる。
【００２１】
請求項３の発明のハニカム構造体の製造方法は、隔壁によって仕切られた軸方向に貫通する多数のセルを有するハニカム構造体の端面を貯留容器内のセラミック粉末を含んだスラリーに浸漬した状態で貯留容器の底面に対して加圧することにより少なくとも一部のセルにスラリーを圧入した後、ハニカム構造体を貯留容器内から離脱することにより少なくとも一部のセルを目封じするハニカム構造体の製造方法であって、前記貯留容器内のハニカム構造体の離脱の際に、ハニカム構造体の端面に付着しているスラリーを除去し、その後、貯留容器内から離脱したハニカム構造体の端面部分に対して送風または加熱を行ってスラリーを乾燥することを特徴とする。
【００２２】
請求項３の発明では、請求項１の発明と同様に、ハニカム構造体を貯留容器内から離脱する際に、ハニカム構造体の端面に付着しているスラリーを除去することにより、セル内のスラリーとセル外のスラリーとを強制的に切り離すため、負圧や粘性に起因したヒケが発生することがなくなる。また、マスクを用いる場合にも、マスクに付着しているスラリーが除去されているため、マスクを除去する際に、セル内のスラリーがセル外のスラリーに随伴することがなく、随伴に起因したヒケの発生を防止することができる。
【００２３】
さらに、請求項２の発明と同様に、貯留容器内から離脱したハニカム構造体の端面部分に送風または加熱を行うことにより、セル内の端面部分のスラリーを短時間で強制的に乾燥し、固化させることができる。これにより、乾燥時のヒケを防止することができる。
【００２４】
これらにより請求項３の発明によれば、セル内の充填材に対するヒケの発生を確実に防止することができる。
【００２５】
請求項４の発明は、請求項１または３記載のハニカム構造体の製造方法であって、ハニカム構造体の端面に対し、へらを相対的にスライドさせてスラリーを除去することを特徴とする。
【００２６】
このようにへらを相対的にスライドさせることにより、ハニカム構造体の端面からスラリーを簡単且つ確実に除去することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施形態により具体的に説明する。なお、各図において、上述した図の同一の部材には、同一の符号を付して対応させてある。
【００２８】
この実施形態におけるハニカム構造体の製造は、隔壁によって仕切られた軸方向に貫通する多数のセルを有するハニカム構造体の端面を貯留容器内のセラミック粉末を含んだスラリーに浸漬した状態で貯留容器の底面に対して加圧することにより少なくとも一部のセルにスラリーを圧入した後、ハニカム構造体を貯留容器内から離脱することにより少なくとも一部のセルを目封じするものである。
【００２９】
ハニカム構造体の原料としては、炭化珪素、窒化珪素、コージェライト、アルミナ、ムライト、ジルコニア、リン酸ジルコニウム、アルミニウムチタネート、チタニアあるいはこれらの組み合わせからなる群から選ばれた少なくとも一種のセラミック、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系金属、ニッケル系金属または金属ＳｉとＳｉＣ等が用いられる。
【００３０】
そして、これらにメチルセルロース及びヒドロキシプロポキシルメチルセルロース等のバインダー、界面活性剤、水等を添加して可塑性の坏土を作製する。この坏土を押出成形することにより、隔壁６によって仕切られた軸方向に貫通する多数のセル５を有した形状の角柱形状等のハニカムセグメントを成形する。このハニカムセグメントがこの実施形態のハニカム構造体となるものであり、乾燥の後、焼成して硬化した後、目封じ工程に供される。
【００３１】
ハニカム構造体の一部のセルに対して目封じを行う場合には、目封じに先立ってハニカム構造体の端面にマスクが貼り付けられる。マスクは、ハニカム構造体の端面全体に貼り付けられ、その後、目封じすべきセルに対応した部分に孔開けが行われる。この孔開けは、目封じすべきセルに対応した部分に対して、レーザ光を照射することにより行われる。マスクとしては、ポリエチレン、ポリエステル等の樹脂を用いることができる。
【００３２】
目封じにおいては、貯留容器内にセラミック粉末を含んだスラリーを充填し、ハニカム構造体の端面をスラリーに浸漬し、ハニカム構造体の端面を貯留容器の底面に対して加圧することにより、一部のセルにスラリーを圧入する。
【００３３】
スラリーは、セラミック粉末を水等の分散媒に混合することにより調整され、適宜、結合剤、解膠剤等を添加することができる。セラミック粉末としては、コージェライト、その他上述したハニカム構造体に用いた原料を適宜選択することができる。結合剤としては、ポリビニルアルコール、その他の加熱によってゲル化する特性を有した樹脂を用いることが好ましい。加熱によってゲル化する特性を有した樹脂の場合においては、ゲル化の際にセラミック粉末を拘束するためヒケの防止に有効となる。この樹脂としては、メチルセルロース等を選択することができる。
【００３４】
スラリーは、５〜５０Ｐａ・ｓ程度の粘度、より好ましくは１０〜２０Ｐａ・ｓの範囲の粘度に調整して用いられる。スラリーの粘度が５Ｐａ・ｓ未満の場合には、ヒケが発生しやすくなり、５０Ｐａ・ｓを超える場合には、流動抵抗が大きくなり、セル内への圧入量が減じて目封じ深さが浅くなるため好ましくない。
【００３５】
このようなスラリーにハニカム構造体の端面を浸漬した状態で、ハニカム構造体の端面を貯留容器の底面に対して加圧することにより、マスクの開口部分からセル内にスラリーが圧入される。加圧は、０．０５〜０．５ＭＰａ、好ましくは０．１〜０．２ＭＰａ程度の圧力を作用させることにより行うことができる。この場合、ハニカム構造体の端面をスラリーの壁面に対して直交するように浸漬することが好ましい。
【００３６】
また、セル内にスラリーを圧入する場合、ハニカム構造体の端面を片面づつ順番に圧入してもよく、両端面を同時に圧入しても良い。
【００３７】
図１は、スラリーを圧入した状態のハニカム構造体１を示し、マスク（図示省略）が除去されたセル５内に、充填材７となるスラリー１１ａが圧入されている。この実施形態では、スラリー１１ａの圧入の後、ハニカム構造体１を貯留容器から引き抜き等により離脱するが、離脱に際しては、ハニカム構造体１の端面に付着しているスラリー１１を除去する。この除去は、ハニカム構造体１におけるスラリー１１の圧入側の端面に対し、へら２１を接触させ、接触状態を保ちながらハニカム構造体１及びへら２１を相対的にスライドさせることにより行うことができる。
【００３８】
このようにハニカム構造体１の端面からスラリー１１を除去することにより、セル５内のスラリー１１ａとセル外のスラリー１１とを強制的に切り離すことができるため、負圧や粘性に起因したヒケが発生することがなくなる。また、マスクを除去する際にも、セル５内のスラリー１１ａがセル５の外側に存在しているスラリー１１に随伴することがないため、随伴に起因したヒケの発生を防止することができる。
【００３９】
さらに、ハニカム構造体１の端面からスラリー１１を除去することにより、セル５内のスラリー１１ａの表面を大気中へさらして短時間で強制的に乾燥させ、セル５内のスラリー１１ａの表面を固化させることができる。これにより、スラリーの加熱乾燥の際に、セル５内のスラリー１１ａがセル内で乾燥収縮する際にスラリー１１ａの表面に発生するヒケがなくなる。
【００４０】
本発明の別の実施形態では、上述のようにしてハニカム構造体１のセル５にスラリー１１ａを圧入した後、ハニカム構造体１を貯留容器内から離脱し、その後、スラリー１１ａが充填されているハニカム構造体の端面部分に対して送風または加熱を行ってスラリー１１ａを乾燥するものである。
【００４１】
図２は、この別の実施形態を示し、ハニカム構造体１におけるスラリー１１ａの充填側の端面に対して送風２３を行っている状態を示す。送風２３は、冷風、温風のいずれであっても良い。冷風の場合には、２５℃程度の空気、温風の場合には６０℃程度の空気をハニカム構造体１の端面に吹き当てることにより乾燥を行うことができる。これらの風量としては、８〜１０ｍｍ／ｓｅｃ程度とし、３０秒前後の吹き当てを行うことにより終了する。
【００４２】
また、送風を行うことなく、ハニカム構造体１の端面に対して熱源を直接に接触させて加熱乾燥することも可能である。この場合においては、１４０℃程度の熱源に３０秒程度接触させることにより行うことができる。
【００４３】
以上の送風または加熱により、セル５内のスラリー１１ａの表面を短時間で強制的に乾燥させ、セル５内のスラリー１１ａの表面を固化させることができる。これにより、スラリーの加熱乾燥の際に、セル５内のスラリー１１ａがセル内で乾燥収縮する際にスラリー１１ａの表面に発生するヒケがなくなる。
【００４４】
本発明のさらに別の実施形態では、ハニカム構造体１をスラリー１１から離脱させる際に、ハニカム構造体１の端面に付着しているスラリー１１の除去を行うと共に、ハニカム構造体１をスラリー１１から離脱した後、スラリー１１ａが充填されているハニカム構造体の端面部分に対して送風または加熱を行ってスラリー１１ａを乾燥することも可能である。
【００４５】
このようにハニカム構造体１の端面からのスラリーの強制的な除去と、ハニカム構造体１の端面部分への送風または加熱を併用することにより、ヒケの発生をさらに確実に防止することが可能となる。
【００４６】
なお、ハニカム構造体１におけるセル５の形状について限定されるものではなく、図７（ａ）に示すように四角形セル、同図（ｂ）に示すように六角形セル、同図（ｃ）に示すように三角形セル、その他の形状とすることができる。
【００４７】
【実施例】
図３〜図６は、本発明の実施例に用いる貯留容器３１をそれぞれ示す。これらの図において、貯留容器３１の底面には、ハニカム構造体１の端面と直交する方向にスライドするスライド部材３２が設けられている。スライド部材３２は、貯留容器３１の部分を構成するものであり、その上面にはスラリー１１が充填されている。
【００４８】
また、スライド部材３２の一側の端部には、へら３３が立ち上がり状に取り付けられている。へら３３としては、０．１〜２．０ｍｍの厚さのゴム、軟質樹脂等を使用することができる。また、その上端部は、スライド部材３２の上面から０．１〜２．０ｍｍの高さとなるように立ち上がっている。へら３３は、スライド部材３２をスライドさせることにより、ハニカム構造体１の端面と接触しながら移動し、この移動により、ハニカム構造体１の端面の外側に付着しているスラリー１１を除去するように作用する。なお、この実施例では、ヘラ３３は、厚さ０．５ｍｍの樹脂を用い、スライド部材３２の上面から０．５ｍｍの高さとなるように設置している。
【００４９】
以下、図３に示す方法をＡ’法、図４に示す方法をＢ’法、図５に示す方法をＣ’法、図６に示す方法をＤ’法として説明する。
【００５０】
Ａ’法では、図３（ａ）で示すように、ハニカム構造体１をスライド部材３２の上方から当接し、矢印で示すように、ハニカム構造体１を押圧することにより、その端面をスライド部材３２に対して加圧する。この加圧により、スラリー１１をハニカム構造体１のセル５内に圧入する。その後、図３（ｂ）で示すように、スライド部材３２を水平方向に沿ってスライドさせる。このスライドにより、ハニカム構造体１の端面の外側に付着しているスラリー１１を掻き取って除去する。
Ｂ’法では、図４（ａ）で示すように、スライド部材３２をハニカム構造体１の上方から当接し、矢印で示すように、スライド部材３２を押圧することにより、ハニカム構造体１の端面をスライド部材３２に対して加圧する。この加圧により、スラリー１１をハニカム構造体１のセル５内に圧入する。その後、図４（ｂ）で示すように、スライド部材３２を水平方向に沿ってスライドさせる。このスライドにより、ハニカム構造体１の端面の外側に付着しているスラリー１１を掻き取って除去する。
【００５１】
Ｃ’法では、図５（ａ）で示すように、ハニカム構造体１をスライド部材３２の横（右）方向から当接して、その端面をスライド部材３２に対して押圧する。この押圧により、スラリー１１をハニカム構造体１のセル５内に圧入する。その後、図５（ｂ）で示すように、スライド部材３２を上下方向に沿ってスライドさせる。このスライドにより、ハニカム構造体１の端面の外側に付着しているスラリー１１を掻き取って除去する。
【００５２】
Ｄ’法では、図６（ａ）で示すように、スライド部材３２をハニカム構造体１の横（左）方向から当接して、その端面をスライド部材３２に対して押圧する。この押圧により、スラリー１１をハニカム構造体１のセル５内に圧入する。その後、図６（ｂ）で示すように、スライド部材３２を上下方向に沿ってスライドさせる。このスライドにより、ハニカム構造体１の端面の外側に付着しているスラリー１１を掻き取って除去する。
【００５３】
次に、この実施例では、以下のようにしてハニカム構造体１の製造及びその評価を行った。
【００５４】
流体の流路となる複数のセルを有するコージェライトからなるハニカム構造体（外形形状： 四角柱状、底面：一辺３５ｍｍの正方形、長さ：１５０ｍｍ、セル形状：四角形）を使用した。このハニカム構造体は、適当な粘度に調整した坏土を上記セル形状、隔壁厚さ、セル密度を有する口金を用いて押出成形し、乾燥後、両端面を切断して平滑面とすることにより製造した。
【００５５】
上記ハニカム構造体は、その端面において、隣接するセルを交互に目封じ（即ち、市松状に目封じ）するために、一部のセルをマスクした。マスクの方法としては、ハニカム構造体の端面全体に粘着性フィルム（樹脂製で、一方の表面に粘着剤が塗布された市販のもの）を貼着した後に、目封じ部を必要とするセルに相当する部分のみをレーザにより穴を開ける方法により行った。
【００５６】
次に、マスクしたハニカム構造体の端面をスラリーが貯留された貯留容器中に浸漬し、貯留容器の内底面に対して押圧することにより、複数のセルのうちのマスクをしていないセルにスラリーを圧入させて目封じ部を形成した。この際、貯留容器にスラリーを液面が平滑になるように張り、ハニカム構造体のマスクをした端面を貯留容器の底面に向けた状態で（すなわち、液面に対して垂直にセットして）、押し込むことによってハニカム構造体のマスクをした端面をスラリー中に浸漬した。
【００５７】
なお、スラリーとしては、セラミック粉末としてコージェライト粉末、結合剤として熱ゲル硬化性の結合剤であるメチルセルロース、解膠剤として高分子界面活性剤を混合し、分散媒として水を加えて混合することにより調製したものを用いた。
【００５８】
評価は、目封じされたハニカム構造体を各５０本製造し、目視にて各ハニカム構造体のヒケの発生したセル数を確認し、下記式に従って、各ハニカム構造体についてヒケ発生頻度を算出し、５０本のハニカム構造体のヒケ発生頻度の平均値を算出し、その平均値をヒケ発生頻度として評価した。なお、全目封じセル数は総セル数の１／２である。これは、交互に市松状に目封じをしているためである。
【００５９】
ヒケ発生頻度（％）＝（ヒケ発生セル数／全目封じセル数）×１００
上述した「Ａ’法」、「Ｂ’法」、「Ｃ’法」、「Ｄ’法」のスラリー圧入方法においては、ハニカム構造体を貯留容器の内底面に対して押圧した後、貯留容器の底面部にとりつけられたへらをスライドしてハニカム構造体の端部に付着した余分なスラリーを除去し、ハニカム構造体を取り出した。
【００６０】
一方、スラリー圧入方法「Ａ法」，「Ｂ法」，「Ｃ法」，「Ｄ法」においては、ハニカム構造体を貯留容器の内底面に対して押圧した後、ハニカム構造体をそのまま引き上げて取り出した。
【００６１】
これらのスラリー圧入方法において、「Ａ法」及び「Ａ’法」は、ハニカム構造体を上側、貯留容器を下側に配置してハニカム構造体側から加圧し、「Ｂ法」及び「Ｂ’法」は、ハニカム構造体を下側、貯留容器を上側に配置して貯留容器側から加圧し、「Ｃ法」及び「Ｃ’法」はハニカム構造体及び貯留容器を横方向に配置してハニカム構造体側から加圧し、「Ｄ法」及び「Ｄ’法」はハニカム構造体及び貯留容器を横方向に配置して貯留容器側から加圧した。
【００６２】
スラリーの乾燥方法については、ハニカム構造体を貯留容器の内底面に対して押圧してから取り出した直後、熱風乾燥炉内にハニカム構造体を入れて９０℃、４０ｍｉｎで乾燥し（「ａ法」）、ハニカム構造体の端部に２５℃、８〜１０ｍｍ／ｓｅｃの冷風を３０ｓｅｃ当てた後、熱風乾燥炉内にハニカム構造体を入れて９０℃、４０ｍｉｎで乾燥し（「ｂ法」）、ハニカム構造体の端部に６０℃、８〜１０ｍｍ／ｓｅｃの温風を３０ｓｅｃ当てた後、熱風乾燥炉内にハニカム構造体を入れて９０℃、４０ｍｉｎで乾燥し（「ｃ法」）、ハニカム構造体の端部に１４０℃の熱源に３０ｓｅｃ直接触れさせた後、熱風乾燥炉内にハニカム構造体を入れて９０℃、４０ｍｉｎ乾燥した（「ｄ法」）。
【００６３】
表１は、スラリー圧入方法に対するヒケ発生頻度を示し、表２は、スラリー乾燥方法に対するヒケ発生頻度を示し、表３は、スラリー圧入方法及びスラリー乾燥方法を組み合わせた場合に対するヒケ発生頻度を示している。また、表４は、設密度に対するヒケ発生頻度を示している。
【００６４】
【表１】
【００６５】
なお、スラリーを除去するためのヘラについては、貯留部底面からの高さ０．１〜２．０ｍｍ、材質がプラスチックまたはゴム、厚さが０．１〜２．０ｍｍの場合に良好である。
【００６６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、セル内のスラリーとセル外のスラリーとを強制的に切り離すため、負圧や粘性に起因したヒケが発生することがないと共に、マスクを用いる場合にも、マスクを除去する際に、セル内のスラリーがセル外のスラリーに随伴することがないため、随伴に起因したヒケの発生を防止することができる。
【００６７】
請求項２の発明によれば、セル内のスラリーを短時間で強制的に乾燥するため、セル内の端面部分のスラリーを短時間で強制的に乾燥し、固化させることができる。これにより、乾燥時のヒケを防止することができる。
【００６８】
請求項３の発明によれば、セル内のスラリーとセル外のスラリーとを強制的に切り離すため、負圧や粘性に起因したヒケが発生することがないと共に、マスクを除去する際に、セル内のスラリーがセル外のスラリーに随伴することがなく、随伴に起因したヒケの発生を防止することができ、さらには、セル内のスラリーを短時間で強制的に乾燥するため、セル内の端面部分のスラリーを短時間で強制的に乾燥し、固化させることができる。これにより、乾燥時のヒケを防止することができる。従って、ヒケの発生を確実に防止することができる。
【００６９】
請求項４の発明によれば、請求項１及び３の効果に加えて、ハニカム構造体の端面からスラリーを簡単且つ確実に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハニカム構造体の端面からスラリーを除去する状態を示す断面図である。
【図２】ハニカム構造体の端面に対して送風を行っている状態を示す断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はハニカム構造体の端面からスラリーを除去するＡ’法を示す断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）はハニカム構造体の端面からスラリーを除去するＢ’法を示す断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）はハニカム構造体の端面からスラリーを除去するＣ’法を示す断面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）はハニカム構造体の端面からスラリーを除去するＤ’法を示す断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）はセルの形状を示す端面図である。
【図８】ハニカム構造体の一例を示す斜視図である。
【図９】ハニカム構造体を構成するハニカムセグメントの断面図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）はハニカム構造体にスラリーを充填する従来の方法の断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）はヒケを示す断面図である。
【符号の説明】
１ ハニカム構造体
５ セル
６ 隔壁
１１ スラリー
１１ａ セル外のスラリー
２１、３３ へら
２３ 送風
Claims (4)
- 隔壁によって仕切られた軸方向に貫通する多数のセルを有するハニカム構造体の端面を貯留容器内のセラミック粉末を含んだスラリーに浸漬した状態で貯留容器の底面に対して加圧することにより少なくとも一部のセルにスラリーを圧入した後、ハニカム構造体を貯留容器内から離脱することにより少なくとも一部のセルを目封じするハニカム構造体の製造方法であって、
前記貯留容器内のハニカム構造体の離脱の際に、ハニカム構造体の端面に付着しているスラリーを除去することを特徴とするハニカム構造体の製造方法。 - 隔壁によって仕切られた軸方向に貫通する多数のセルを有するハニカム構造体の端面を貯留容器内のセラミック粉末を含んだスラリーに浸漬した状態で貯留容器の底面に対して加圧することにより少なくとも一部のセルにスラリーを圧入した後、ハニカム構造体を貯留容器内から離脱することにより少なくとも一部のセルを目封じするハニカム構造体の製造方法であって、
前記貯留容器内から離脱したハニカム構造体の端面部分に対して送風または加熱を行ってスラリーを乾燥することを特徴とするハニカム構造体の製造方法。 - 隔壁によって仕切られた軸方向に貫通する多数のセルを有するハニカム構造体の端面を貯留容器内のセラミック粉末を含んだスラリーに浸漬した状態で貯留容器の底面に対して加圧することにより少なくとも一部のセルにスラリーを圧入した後、ハニカム構造体を貯留容器内から離脱することにより少なくとも一部のセルを目封じするハニカム構造体の製造方法であって、
前記貯留容器内のハニカム構造体の離脱の際に、ハニカム構造体の端面に付着しているスラリーを除去し、その後、貯留容器内から離脱したハニカム構造体の端面部分に対して送風または加熱を行ってスラリーを乾燥することを特徴とするハニカム構造体の製造方法。 - ハニカム構造体の端面に対し、へらを相対的にスライドさせてスラリーを除去することを特徴とする請求項１または３記載のハニカム構造体の製造方法。
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