JP2008161765A - セラミックハニカムフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 レーザ加工装置が停止した状態から運転した場合であっても、温度ドリフトによるレーザ光のずれがなく、正確な位置にマスキングフィルムを穿孔することができ、かつ、複雑な機構を必要とすることのない、セラミックハニカムフィルタの製造方法を提供する。
【解決手段】 セル壁で仕切られた多数のセルを有するセラミックハニカム構造体の端面にマスキングフィルムを貼着した後、レーザ光でマスキングフィルムの所定のセルに対応した位置を穿孔し、次いで、マスキングフィルムの貼着面を目封止材に浸漬して穿孔された穴から目封止材を所定のセルに充填して目封止するセラミックハニカムフィルタの製造方法で、レーザ光によってマスキングフィルムの所定の位置に、セル面積の４５％以上を穿孔するにあたり、レーザヘッド内のガルバノメータの温度を３６±５℃として、セラミックハニカム構造体に貼着したマスキングフィルムにレーザ光で穿孔する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、セル壁で仕切られた多数のセルを有するセラミックハニカム構造体の所定のセルを目封止材で目封止するセラミックハニカムフィルタの製造方法に関する。

ディーゼルエンジンなどの排気ガス中には黒煙を主体とする微粒子状物質（パティキュレート・マター、以下「ＰＭ」という）が多量に含まれており、これが大気中に放出されると、人体や環境に悪影響を与える。このため、ディーゼルエンジンなどの排気ガス系には、ＰＭを捕捉、浄化するためのフィルタが搭載されている。図２は、自動車の排気ガス中のＰＭを捕集・浄化する、セラミックハニカムフィルタ（以下「ハニカムフィルタ」という）２０の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）一部を断面した側面図である。図２で、セラミックハニカム構造体（以下「ハニカム構造体」という）２１は、外周壁２１ａの内側にセル壁２４で仕切られた多数のセル２５ａ、２５ｂを有する。そして、ハニカム構造体２１の両端面２２ａ、２２ｂの所定のセル２５ａ、２５ｂが目封止材２３ａ、２３ｂで交互に目封止され、ハニカムフィルタ２０とされている。図示はしないが、ハニカムフィルタ２０は、ハニカム構造体２１の外周壁２１ａの外周が、金属メッシュあるいはセラミックス製のマットなどで形成された把持部材で使用中に動かないように把持され、金属製の収納容器に配置されている。

図２に示すようなハニカムフィルタ２０において、排気ガスの浄化は以下の通り行われる。排気ガス（点線矢印で示す）は、端面２２ａに開口するセル２５ｂから流入する。そして、排気ガス中に含まれるＰＭは、セル壁２４を通過する際に捕集され、浄化された排気ガスは、端面２２ｂに開口しているセル２５ａから流出、大気中に放出される。

図２に示すようなハニカムフィルタ２０は、以下のような工程で製造されてきている。先ず、セラミック粉末とバインダーほかの原料を秤量、混合、混練を行って坏土とする。次に、坏土を例えばスクリュー式押出機のハニカム形状口金から押し出す。同時に、所定の長さに切断して、ハニカム構造を有する成形体とする。次に、この成形体を乾燥、焼成して、ハニカム構造体２１とする。さらに、目封止工程において、ハニカム構造体２１の両端面２２ａ、２２ｂの所定のセル２５ａ、２５ｂを各々目封止材２３ａ、２３ｂで目封止する。図３（ａ）〜（ｃ）は、この目封止工程の模式図である。図３（ａ）で、ハニカム構造体２１の一方の端面２２ａに、マスキングフィルム３１を貼着した後、レーザ加工装置のレーザ発振部（何れも図示せず）から発したレーザ光によってマスキングフィルム３１の所定のセル２５ａに対応した位置を穿孔する。次に、図３（ｂ）で、ハニカム構造体のマスキングフィルム３１の貼着面側を目封止材２３に浸漬して穿孔された穴３２から目封止材２３をセル２５ａに充填する。次に図３（ｃ）で、充填後の目封止材２３を硬化、乾燥させ、片方の端面２２ａ側のセルが目封止材２３ａで交互に目封止されたハニカム構造体２１とする。同様にして、他方の端面２２ｂ側のセルも目封止材２３ｂで交互に目封止を行い、さらにマスキングフィルム３１を除去して、図２に示すハニカムフィルタ２０とする。

マスキングフィルムへのレーザ光による穿孔に関して、特許文献１には、セル位置の認識を画像処理で、またマスキングフィルムへの穿孔をレーザ光で行い、穿孔された穴の形状は円形でその径がセル面積の３０〜７０％、好ましくは５０％程度とすることが提案されている。この特許文献１によれば、多少のセルピッチの変動があっても、セルに対して穿孔された穴径が小さいので、セル壁や隣接するセルにまたがって穿孔する心配がないとしている。

本出願人も、特許文献２として、ハニカム構造体の端面を複数の加工エリアに分け、また、マスキングフィルムへの穿孔をレーザ光で行い、穿孔された穴の寸法をセル形状に倣った形状とし、セル面積の４０〜９０％とすることを提案している。本出願人が提案した特許文献２によれば、目封止を必要とするセルを確実に選定することができ、レーザ光がセル壁に当たることなくマスキングフィルムへ穿孔することができ、また、フィルムを除去した穴が十分な大きさを有することから、目封止材が開口穴全面に浸透させることができるとしている。

特開２００１−３００９２２号公報 特開２００３−２０００１０号公報 実開平４−４３４８６号公報

近年、ディーゼルエンジン用のハニカムフィルタは、外径が３００ｍｍと大型で、セルの数も数万個と膨大となっており、各セルの寸法が小さくなってきている。このようなハニカムフィルタにおいて、マスキングフィルムへレーザ光で穿孔を行う場合、穿孔された穴から目封止材が充填され難くなって、目封止材がセル壁と十分に固着せず、ハニカムフィルタとして使用中に目封止材が外れて、ＰＭの捕集率が低下することがある。そのため、目封止材が充填され易くなるように、セル開口面積に対する穿孔された穴の面積割合を大きくする必要がある。しかし、特許文献1及び２に記載されているように、セル開口面積に対する穿孔された穴の面積割合が大きくなるようにした場合、穿孔した穴の位置が穿孔すべき位置からずれてしまい、セル壁に近接し過ぎたり、隣接するセルに跨ってしまうことがあった。図５（ａ）に示すように、マスキングフィルムに穿孔した穴の位置が穿孔すべきセル２５ａから隣接する穿孔すべきでないセル２５ｂに跨ってしまうと、図５（ｂ）に示すように目封止材（スラリー）２３の充填を行う際に、目封止材２３が隣のセル２５ｂへ浸入３４してしまい、目封止材を設けるべきセル２５ａへの目封止材スラリーの充填量が減少し、目封止材の強度が得られなくなったり、或いは目封止材２３ａを設けてはいけない隣接するセル２５ｂの一部または全体が目封止材で塞がれてしまい、図２に示す所定のセルが両端面で交互に目封止されたハニカムフィルタが得られず、ハニカムフィルタの圧力損失が大きくなるという問題につながることがあった。このような現象は、セル開口面積に対する穿孔された穴の面積割合が４５％を越えると発生しやすくなるという問題があった。

本発明者は、上記穿孔した穴の位置が穿孔すべきセルからずれる問題に対して鋭意検討を行った結果、レーザ発振部から発せられたレーザ光の進行方向を可変させる、レーザヘッド内のガルバノメータの温度が、レーザ光により変動するために発生していることをつき止めた。特に、レーザ加工装置が停止した状態から運転開始した際には、レーザ光によりレーザヘッド内にあるガルバノメータの温度が上昇していくため、温度ドリフトによるレーザ光のずれがより大きくなるという問題を生じていた。
このレーザ加工装置のガルバノメータの温度ドリフト問題に対して、特許文献３では、マスキングフィルムの孔開けに用いる記載はないものの、ガルバノメータの温度を測定して、温度がある一定の変動幅を超えたときにトリガー信号を発する温度トリガー部と、温度トリガー部より発せられたトリガー信号を受けて加工点の画像認識を行って加工目標とのずれを検出し、ガルバノコントロール部の位置データに補正を与える画像処理部とを有する、ガルバノ温度ドリフト自己補正機能付きレーザ加工装置が提案されており、リアルタイムで温度ドリフトによるレーザ光のずれをなくし、正確な位置にレーザ加工が行えるとしている。しかしながら、このようなガルバノ温度ドリフト自己補正機能付きレーザ加工装置は、加工目標とのずれを検出して、ガルバノコントロール部の位置データに補正を与える画像処理部を要することから、補正のために複雑な機構が必要となっていた。

本発明は、上記穿孔した穴の位置が穿孔すべきセルからずれるという課題を解決するためになされたもので、レーザ加工装置における温度ドリフトによるレーザ光のずれが生じ難く、正確な位置にマスキングフィルムを穿孔することができ、かつ、複雑な機構を必要とすることがない、セラミックハニカムフィルタの製造方法を提供することにある。

本発明者らは、セラミックハニカム構造体の端面に貼着したマスキングフィルムの所定のセルに対応した位置に、レーザ光でセル面積の４５％以上の穿孔をする場合において、温度ドリフトによるレーザ光のずれが生じ難く、マスキングフィルムの所定の位置に正確に穿孔することができ、目封止材を良好に充填することができる方法を鋭意検討した結果、以下の知見を得た。つまり、レーザ光によりレーザヘッド内にあるガルバノメータの温度が上昇していくのに伴い、温度ドリフトによりレーザ光がずれることから、レーザ加工装置（特に、レーザヘッド内のガルバノメータ）の温度を所定の範囲とすることにより、上記課題が解決できるとの知見を得、本発明に想到した。

すなわち本発明は、セル壁で仕切られた多数のセルを有するセラミックハニカム構造体の端面にマスキングフィルムを貼着した後、レーザ加工装置のレーザヘッドから発したレーザ光によって前記マスキングフィルムの所定の前記セルに対応した位置を穿孔し、次いで、前記マスキングフィルムの貼着面を目封止材に浸漬して前記穿孔された穴から目封止材を前記所定のセルに充填して目封止するセラミックハニカムフィルタの製造方法であって、前記レーザ光によって前記マスキングフィルムの所定の位置にセル面積の４５％以上を穿孔するにあたり、前記レーザヘッド内のガルバノメータの温度を３６±５℃として、前記セラミックハニカム構造体に貼着した前記マスキングフィルムに前記レーザ光で穿孔することを特徴とする。
本発明において、前記レーザ加工装置の周囲温度を２３℃±５℃として前記レーザ光で穿孔することが好ましい。
さらに、本発明において、前記レーザ光を空照射して、前記レーザヘッド内のガルバノメータの温度を３６±５℃として、前記セラミックハニカム構造体に貼着した前記マスキングフィルムに前記レーザ光で穿孔することが好ましい。
さらに、本発明において、前記レーザ光をダミー体に照射して、前記レーザヘッド内のガルバノメータの温度を３６±５℃として、前記セラミックハニカム構造体に貼着した前記マスキングフィルムに前記レーザ光で穿孔することが好ましい。

次に、本発明の作用効果について説明する。
本発明において、セル壁で仕切られた多数のセルを有するセラミックハニカム構造体の端面にマスキングフィルムを貼着した後、レーザ加工装置のレーザヘッドから発したレーザ光によって前記マスキングフィルムの所定の前記セルに対応した位置を穿孔し、次いで、前記マスキングフィルムの貼着面を目封止材に浸漬して前記穿孔された穴から目封止材を前記所定のセルに充填して目封止するセラミックハニカムフィルタの製造方法であって、前記レーザ光によって前記マスキングフィルムの所定の位置にセル面積の４５％以上を穿孔するにあたり、前記レーザヘッド内のガルバノメータの温度を３６±５℃として、前記セラミックハニカム構造体に貼着した前記マスキングフィルムに前記レーザ光で穿孔することで、次のような作用効果を有する。即ち、レーザ発振部から発したレーザ光によりレーザヘッド内のガルバノメータの温度が変動すると、温度ドリフトによってレーザ光のずれが大きくなり、図５（ａ）に示すように、正確な位置にマスキングフィルムを穿孔することができない。しかし、セル面積の４５％以上を穿孔する場合において、レーザヘッド内のガルバノメータの温度を３６℃±５℃とすることで、目封止材を良好に充填することができるとともに、ガルバノメータの温度が安定し、レーザ光のずれが生じ難くなるため、図４（ａ）に示すように、セル壁２４からの間隔（ｄ）が所定の範囲となるように、正確な位置にマスキングフィルムを穿孔することができる。そして、穿孔された穴の位置がセル壁に近接し過ぎたり、図５（ａ）に示すように、隣接するセルに跨ってしまうことで、図５（ｂ）に示すように、目封止材２３が隣のセル２５ｂへ浸入（３４）してしまい、目封止材を設けないはずの隣のセル２５ｂが、一部または全体が塞がれたハニカムフィルタとなる不良の発生を抑制することができる。ここで、レーザヘッド内のガルバノメータの温度が３１℃未満や４１℃を超えると、レーザ光の温度ドリフトが生じ易くなり、安定して、正確な位置にマスキングフィルムを穿孔することができない。
尚、レーザヘッド内のガルバノメータの温度を３６℃±５℃と安定して維持させるために、レーザヘッドのガルバノメータ近傍にヒータを設置してもよい。

本発明において、前記レーザ加工装置の周囲温度を２３℃±５℃として前記レーザ光で穿孔することが好ましいのは、次の理由による。レーザ加工装置の周囲温度を２３℃±５℃とすることで、レーザヘッド内のガルバノメータの温度とレーザ加工装置の周囲温度との温度差が小さくなるので、レーザヘッド内のガルバノメータの温度がさらに安定し易くなり、ハニカム構造体に貼着したマスキングフィルムに位置精度良く穿孔することができるからである。レーザ加工装置の周囲温度を２３℃±５℃とするには、例えばレーザ加工装置を２３℃に空調設定した恒温室に設置することで可能である。レーザ加工装置の周囲温度が２０℃未満の場合、レーザヘッド内のガルバノメータの温度とレーザ加工装置の周囲温度との温度差が大きくなり、レーザヘッド内のガルバノメータの温度が安定し難く、正確な位置にマスキングフィルムを穿孔することができない。一方、レーザ加工装置の周囲温度が２６℃を超えると、マスキングフィルムがハニカム構造体の端面から剥がれ易くなり、ハニカム構造体のハンドリングに注意を要するため好ましくない。
尚、本発明において、図４（ａ）に示すように、マスキングフィルムをセル壁２４からの間隔（ｄ）が０．０１〜０．２ｍｍの位置に穿孔することで、目封止材を充填した際、目封止材がセル開口穴全面に浸透することができるので好ましい。

本発明において、レーザ光を空照射して、前記レーザヘッド内のガルバノメータの温度を３６±５℃として、前記セラミックハニカム構造体に貼着した前記マスキングフィルムに前記レーザ光で穿孔することが好ましいのは、次の理由による。レーザ加工装置が停止した状態から運転した場合、レーザ発振部から発したレーザ光によりレーザヘッド内のガルバノメータの温度上昇が大きく、ガルバノメータの温度が上昇している状態では、温度ドリフトによるレーザ光のずれが大きくなる。さらに、レーザ光の出力が安定していないため、レーザ光のずれが大きくなる。そのため、レーザヘッド内のガルバノメータの温度が３６±５℃となるまで、レーザ光を空照射してレーザヘッド内のガルバノメータの温度を上昇させるとともに、レーザ光の出力を安定させることで、図４（ａ）に示すように、セル壁２４からの間隔（ｄ）が所定の範囲となるように、正確な位置にマスキングフィルムを穿孔することができるのである。
本発明において、レーザ光を空照射する際、ダミー体にレーザ光を照射しても良い。ダミー体とは、レーザ光を照射させることができるものであれば何を用いても良いが、マスキングフィルムを貼着した、良品若しくは不良品のセラミックハニカム構造体を用いることが好ましい。マスキングフィルムを貼着した、良品若しくは不良品のセラミックハニカム構造体をダミー体として用いると、レーザヘッドレーザヘッド内のガルバノメータの温度が３６℃±５℃となった後に、実際に使用するセラミックハニカム構造体をセットしても、レーザ光の設定（例えば、出力や移動方法等）を特に変更することなく、そのまま速やかに生産に移れるので好ましい。

本発明のハニカムフィルタの製造方法によれば、温度ドリフトによるレーザ光のずれが生じ難く、正確な位置にマスキングフィルムを穿孔することができ、かつ、複雑な機構を必要とすることのない、セラミックハニカムフィルタの製造方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明に係るレーザ加工装置１１の模式図である。図１で、両端面にマスキングフィルム３１が貼着されたハニカム構造体２１がＸＹステージ１２上にセットされ、ＸＹステージ１２の上方には、ハニカム構造体２１の端面を撮像するＣＣＤカメラ１３と、レーザヘッド１５を配設し、レーザヘッド１５には、レーザ発振部から発したレーザ光を制御するガルバノメータ１８を収納する。また、レーザヘッド１５の周囲には設定温度を３６℃としたヒータ１７を取り付け、レーザヘッド内のガルバノメータ１８の温度を３６℃±５℃とする。さらに、レーザ加工装置１１は、２３℃に空調設定した恒温室１６に設置し、レーザ加工装置の周囲温度を２３℃±３℃とする。ＸＹステージ１２は、ハニカム構造体２１をセットし取出す位置と、ＣＣＤカメラ１３で撮像する位置と、レーザ光を照射する位置との間を移動できるストロークとする。制御装置１４は、ＸＹステージ１２の位置制御をするとともに、撮像時のＣＣＤカメラ１３からの画像情報およびＸＹステージ１２の移動情報を取込んで、目封止すべき所定のセルの位置と穿孔形状を決め、レーザ光の照射制御およびＸＹステージ１２の位置制御を行う。ＣＣＤカメラ１３は、セルの形状を規定するに十分の画像分解能とする。また、レーザ光は、レーザヘッド１５内のガルバノメータ１８を用いて機械的に或いは電気的に偏向させて進行方向に振る。なお、ＣＣＤカメラ１３は、マスキングフィルム３１を通してセルを撮像するので、マスキングフィルム３１を光透過性とし、レーザ光や目封止材（スラリー）に合わせた材質、厚さのものを使用する。

まず、ハニカム構造体２１を準備する。ハニカム構造体２１は、図２に示すように、外径が３００ｍｍ、全長が３００ｍｍで、セル２５ａ、２５ｂは略正方形状で開口寸法（Ａ）が０．７〜１．３ｍｍ、セル２５ａ、２５ｂが約１５０００個有するものを用いる。
次に、ハニカム構造体２１をＸＹステージ１２上にセットし、レーザ加工装置１１のレーザヘッド１５内のガルバノメータ１８の温度が３６℃±５℃として、マスキングフィルムへレーザ光で穿孔を行う。マスキングフィルム３１へのレーザ光での穿孔は、セル開口面積に対して、穿孔された穴の面積が４５％以上となるよう、図４（ａ）に示すように、セル壁２４からの間隔（ｄ）が０．０１〜０．２ｍｍの位置に行う。ハニカム構造体２１の一方の端面に貼着したマスキングフィルム３１への穿孔が終了すると、ハニカム構造体２１の上下を反対にし、他方の端面に貼着したマスキングフィルム３１へも同様に穿孔する。
次に、図３（ｂ）に示すように、マスキングフィルム３１の貼着面を目封止材（スラリー）２３に浸漬し、穿孔３２から目封止材（スラリー）２３をセル２５ａに充填する。そして、図３（ｃ）に示すように、充填後の目封止材（スラリー）２３を硬化、乾燥させ、一方の端面２２ａ側が目封止材２３ａで交互に目封止されたハニカム構造体２１とする。同様にして、他方の端面２２ｂ側も目封止材（スラリー）２３で交互に目封止を行い、さらにマスキングフィルム３１を除去して、図２に示すハニカムフィルタ２０とする。

（実施の形態２）
図１は、本発明に係るレーザ加工装置１１の模式図である。図１で、両端面にマスキングフィルム３１が貼着されたハニカム構造体２１がＸＹステージ１２上にセットされ、ＸＹステージ１２の上方には、ハニカム構造体２１の端面を撮像するＣＣＤカメラ１３と、レーザヘッド１５を配設し、レーザヘッド１５には、レーザ発振部から発したレーザ光を制御するガルバノメータを収納する。また、レーザ光を空照射した後、レーザヘッド内のガルバノメータ１８の温度を３６℃±５℃に安定して維持させるためにレーザヘッド１５の周囲にヒータ１７を設置している。さらに、レーザ加工装置１１は、２３℃に空調設定した恒温室１６に設置し、レーザ加工装置の周囲温度を２３℃±５℃とする。ＸＹステージ１２は、ハニカム構造体２１をセットし取出す位置と、ＣＣＤカメラ１３で撮像する位置と、レーザ光を照射する位置との間を移動できるストロークとする。制御装置１４は、ＸＹステージ１２の位置制御をするとともに、撮像時のＣＣＤカメラ１３からの画像情報およびＸＹステージ１２の移動情報を取込んで、目封止すべき所定のセルの位置と穿孔形状を決め、レーザ光の照射制御およびＸＹステージ１２の位置制御を行う。ＣＣＤカメラ１３は、セルの形状を規定するに十分の画像分解能とする。また、レーザ光は、レーザヘッド１５内のガルバノメータを用いて機械的に或いは電気的に偏向させて進行方向に振る。なお、ＣＣＤカメラ１３は、マスキングフィルム３１を通してセルを撮像するので、マスキングフィルム３１を光透過性とし、レーザ光や目封止材（スラリー）に合わせた材質、厚さのものを使用する。

まず、ハニカム構造体２１を準備する。ハニカム構造体２１は、図２に示すように、外径が３００ｍｍ、全長が３００ｍｍで、セル２５ａ、２５ｂは略正方形状で開口寸法（Ａ）が０．７〜１．３ｍｍ、セル２５ａ、２５ｂが約１５０００個有するものを用いる。
次に、ハニカム構造体２１をＸＹステージ１２上にセットし、レーザ加工装置が停止した状態から運転を開始して、ハニカム構造体に当たらないようにＸＹステージの位置をずらしてレーザ光を空照射する。そして、レーザ加工装置１１のレーザヘッド１５内のガルバノメータ１８の温度が３６℃±５℃となった時、一旦、レーザ光の照射を終了し、マスキングフィルム３１へレーザ光が当たるようにＸＹステージの位置をセットし直して、マスキングフィルムへレーザ光で穿孔を行う。マスキングフィルム３１へのレーザ光での穿孔は、セル開口面積に対して、穿孔された穴の面積が４５％以上となるよう、図４（ａ）に示すように、セル壁２４からの間隔（ｄ）が０．０１〜０．２ｍｍの位置に行う。ハニカム構造体２１の一方の端面に貼着したマスキングフィルム３１への穿孔が終了すると、ハニカム構造体２１の上下を反対にし、他方の端面に貼着したマスキングフィルム３１へも同様に穿孔する。
次に、図３（ｂ）に示すように、マスキングフィルム３１の貼着面を目封止材（スラリー）２３に浸漬し、穿孔３２から目封止材（スラリー）２３をセル２５ａに充填する。そして、図３（ｃ）に示すように、充填後の目封止材（スラリー）２３を硬化、乾燥させ、一方の端面２２ａ側が目封止材２３ａで交互に目封止されたハニカム構造体２１とする。同様にして、他方の端面２２ｂ側も目封止材（スラリー）２３で交互に目封止を行い、さらにマスキングフィルム３１を除去して、図２に示すハニカムフィルタ２０とする。

（実施の形態３）
実施の形態２で示したレーザ加工装置において、ハニカム構造体２１とダミー体４０を準備する。ハニカム構造体２１は、図２に示すように、外径が３００ｍｍ、全長が３００ｍｍで、セル２５ａ、２５ｂは略正方形状で開口寸法（Ａ）が０．７〜１．３ｍｍ、セル２５ａ、２５ｂが約１５０００個有するものを用いる。また、ダミー体４０として、前記したハニカム構造体２１の不良品にマスキングフィルム３１を貼着したものを用いる。
次に、ダミー体４０をＸＹステージ１２上にセットし、ダミー体４０に貼着されたマスキングフィルム３１にレーザ光を照射して、マスキングフィルムを穿孔していく。そして、レーザ加工装置１１のレーザヘッド１５内のガルバノメータ１８の温度が３６℃±５℃となった時、ダミー体へのレーザ光の照射を終了し、ダミー体４０をＸＹステージ１２上から取り出す。そして、マスキングフィルム３１を貼着したハニカム構造体２１をＸＹステージ１２上にセットし、マスキングフィルム３１にレーザ光で穿孔を行う。マスキングフィルム３１へのレーザ光での穿孔は、セル開口面積に対して、穿孔された穴の面積が４５％以上となるよう、図４（ａ）に示すように、セル壁２４からの間隔（ｄ）が０．０１〜０．２ｍｍの位置に行う。ハニカム構造体２１の一方の端面に貼着したマスキングフィルム３１への穿孔が終了すると、ハニカム構造体２１の上下を反対にし、他方の端面に貼着したマスキングフィルム３１へも同様に穿孔する。
次に、図３（ｂ）に示すように、マスキングフィルム３１の貼着面を目封止材（スラリー）２３に浸漬し、穿孔３２から目封止材（スラリー）２３をセル２５ａに充填する。そして、図３（ｃ）に示すように、充填後の目封止材（スラリー）２３を硬化、乾燥させ、一方の端面２２ａ側が目封止材２３ａで交互に目封止されたハニカム構造体２１とする。同様にして、他方の端面２２ｂ側も目封止材（スラリー）２３で交互に目封止を行い、さらにマスキングフィルム３１を除去して、図２に示すハニカムフィルタ２０とする。

ハニカム構造体２１の端面にマスキングフィルム３１を貼着した後、レーザ加工装置１１のレーザ光でマスキングフィルムの所定のセルに対応した位置を穿孔するにあたり、レーザ加工装置が停止した状態から運転する場合において、次のような条件で実施した。つまり、セル開口面積に対する穿孔された穴の面積割合、空照射実施の有無、及び、ハニカム構造体２１に貼着したマスキングフィルム３１への穿孔を開始する時のレーザヘッド内のガルバノメータ１８の温度、レーザ加工装置の周囲温度を表１に示す条件で実施した。そして、ハニカム構造体２１の端面に貼着したマスキングフィルム３１への穿孔を終了した後、マスキングフィルム３１の貼着面を目封止材（スラリー）２３に浸漬し、目封止材（スラリー）をセルに充填した後、乾燥させて目封止材２３ａを形成する。そして、評価として、目封止材を設けないはずのセルのうち、目封止材が隣のセルへ浸入してしまい、目封止材で塞がれたセルの数を計数し、目封止材を設けないはずの全セル数に対する割合が、０．５％以下であったものを（◎）、０．５％を超え１％以下であったものを（○）、１％を超え５％以下であったものを（△）、５％を超えたものを（×）として表１にあわせて示した。また、目封止材の充填性として、目封止材とセル壁との強度を測定して評価した。目封止材とセル壁との接合強度は、先端が直径１ｍｍの丸棒形状の圧子を目封止材に押し込み、圧子が押し抜けたときの強度を測定した。そして、目封止材とセル壁との接合強度が十分確保されているものを（◎）、目封止材とセル壁との接合強度が確保され実使用上問題のないものを（○）、目封止材とセル壁との接合強度が確保されず使用できないものを（×）として評価した。

表１に示すように、本発明のセラミックハニカムフィルタの製造方法で製造した、実施例１〜１７のセラミックハニカムフィルタは、正確な位置にマスキングフィルムを穿孔することができ、目封止材を設けないはずのセルに目封止材が浸入するセルの数が少ないことがわかる。一方、比較例１では、セル開口面積に対する穿孔される穴の面積を４５％未満でレーザ光で穿孔を実施したため、目封止材が充填され難くなり、目封止材がセル壁と十分に固着せず、ハニカムフィルタとして使用中に目封止材が外れて、ＰＭの捕集率が低下することがある。比較例２、３は、レーザヘッド内のガルバノメータの温度が３１℃未満であったため、目封止材を設けないはずのセルに目封止材が浸入するセルの数が多いことがわかる。

実施の形態で用いるレーザ加工装置１１の模式図である。 自動車の排気ガス中のＰＭを捕集・浄化する、セラミック基材からなるハニカムフィルタ（以下「ハニカムフィルタ」という）２０の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）一部を断面した側面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、目封止工程の模式図である。 （ａ）は、実施例のハニカム構造体２１とマスキングフィルム３１にレーザＬＲＺで穿孔３２した後の一部の平面図、（ｂ）は、実施例のハニカム構造体２１に目封止材（スラリー）３３を充填している状態の断面模式図である。 （ａ）は、比較例のハニカム構造体２１とマスキングフィルム３１にレーザＬＲＺで穿孔３２した後の一部の平面図で、（ｂ）は、比較例のハニカム構造体２１に目封止材（スラリー）３３を充填している状態の断面模式図である。

符号の説明

１１：レーザ加工装置
１２：ＸＹステージ
１３：ＣＣＤカメラ
１４：制御装置
１５：レーザヘッド
１６：恒温室
１７：ヒータ
１８：ガルバノメータ
２０：セラミックハニカムフィルタ（ハニカムフィルタ）
２１：セラミックハニカム構造体（ハニカム構造体）
２１ａ：外周壁
２２ａ、２２ｂ：端面
２３：目封止材（スラリー）
２３ａ、２３ｂ：目封止材
２４：セル壁
２５ａ、２５ｂ：セル
３１：マスキングフィルム
３２：穿孔
３４：隣接のセルへ侵入した目封止材（スラリー）
４０：ダミー体
Ａ：対辺寸法
ｂ：隙間

Claims (4)

1. セル壁で仕切られた多数のセルを有するセラミックハニカム構造体の端面にマスキングフィルムを貼着した後、レーザ加工装置のレーザヘッドから発したレーザ光によって前記マスキングフィルムの所定の前記セルに対応した位置を穿孔し、次いで、前記マスキングフィルムの貼着面を目封止材に浸漬して前記穿孔された穴から目封止材を前記所定のセルに充填して目封止するセラミックハニカムフィルタの製造方法であって、前記レーザ光によって前記マスキングフィルムの所定の位置に、セル面積の４５％以上を穿孔するにあたり、前記レーザヘッド内のガルバノメータの温度を３６±５℃として、前記セラミックハニカム構造体に貼着した前記マスキングフィルムに前記レーザ光で穿孔することを特徴とするセラミックハニカムフィルタの製造方法。
2. 前記レーザ加工装置の周囲温度を２３℃±５℃として前記レーザ光で穿孔することを特徴とする請求項１に記載のセラミックハニカムフィルタの製造方法。
3. 前記レーザ光を空照射して、前記レーザヘッド内のガルバノメータの温度を３６±５℃として、前記セラミックハニカム構造体に貼着した前記マスキングフィルムに前記レーザ光で穿孔することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のセラミックハニカムフィルタの製造方法。
4. 前記レーザ光をダミー体に照射して、前記レーザヘッド内のガルバノメータの温度を３６±５℃として、前記セラミックハニカム構造体に貼着した前記マスキングフィルムに前記レーザ光で穿孔することを特徴とする請求項３に記載のセラミックハニカムフィルタの製造方法。
   

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