JP2010221165A

JP2010221165A - ハニカム構造体の外周面コーティング装置、及び外周面コーティング方法

Info

Publication number: JP2010221165A
Application number: JP2009073034A
Authority: JP
Inventors: Michio Suzuki; 道生鈴木
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2009-03-25
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2010-10-07

Abstract

【課題】ハニカム構造体のコーティングが完了した後にコーティング材の流動性によってコーティング材がハニカム構造体の溝の部分に落ち込むことを防止し、もってコーティング面のヒケ発生や、形状精度の悪化を防止することのできる外周面コーティング装置、及び外周面コーティング方法を提供する。
【解決手段】ハニカム構造体１の外周面に向けてガスを噴射する噴射口６２を有し、そのガス圧にてコーティング材６５をハニカム構造体１の外周面に露出した溝部１ｄに充填しつつ均すガス噴射手段６０と、板状の均し手段１０と、を備えたハニカム構造体の外周面コーティング装置５０にて、ハニカム構造体１の外周面を均す。
【選択図】図４

Description

本発明は、ハニカム構造体の外周面をコーティングするハニカム構造体の外周面コーティング装置、及び外周面コーティング方法に関する。

周縁部（外周面）に変形セルが存在しても、充分な強度を持った製品を得るため、或いは外形寸法の精度を高めるため、予め外周部を加工により除去されたセラミックハニカム構造体の外周面にスラリーをコーティングして外壁部を形成することが行われている。例えば、柱状体（柱状構造体）の外周面コーティング装置が知られている（特許文献１参照）。この装置は、柱状体を保持する第１のパレットと、その第１のパレットの中心軸を軸として回転する機構と、柱状体の外周と所定のクリアランスを保って設けられた均し板とを備えることを特徴とするものである。この装置によれば、従来ヘラなどを使って手作業で行っていた作業を自動化することにより、省力化をはかることができ、かつ精度のよい製品の製作が可能となった。

また、コーティング材が柱状構造体の外周面に薄く、均一に塗布され、塗布面が均されることにより、外周面コーティング時のかすれ、剥がれ及びコーティング後の乾燥時のコーティング部のクラックの発生を防止し、欠陥のない外周面コーティングを形成することが可能な柱状構造体の外周面コーティング装置及び柱状構造体の外周面コーティング方法が知られている（特許文献２参照）。このコーティング装置及びコーティング方法では、均し手段が均し板とシート状の弾性体を有するので、かすれや剥れが防止され、またより薄く均一にコーティングできるので、コーティング後の乾燥時にクラックの発生が防止される。ワークが傾斜して配置された場合でも外周面の軸方向全体に渡って接触するので、同様にかすれや剥れ、クラックの発生が防止される。

特開平８−３２３７２７号公報特開２００４−１４１７０８号公報

しかしながら、流体の流路となる多数のセルが区画・形成されたハニカム構造体は、外周面のコーティングが完了した後に、コーティング材の流動性によってコーティング材がハニカム構造体の外周面の変形セルの溝の部分に落ち込み、コーティング面のヒケが発生したり、形状精度が悪化したりすることがあった。さらに、ハニカム構造体をコーティングする場合に、コーティング材がハニカム構造体の最外周の開口セルの表面に薄いコーティング材の被膜を生成するために、欠けを生じやすかった。

本発明の課題は、ハニカム構造体のコーティングが完了した後にコーティング材の流動性によってコーティング材がハニカム構造体の溝の部分に落ち込むことを防止し、もってコーティング面のヒケ発生や、形状精度の悪化を防止することのできる外周面コーティング装置、及び外周面コーティング方法を提供することにある。

本発明者は、ハニカム構造体の外周面に向けてガスを噴射して、そのガス圧にてコーティング材をハニカム構造体の外周面に露出した溝部に充填しつつ均すことにより、上記課題を解決し得ることを見出した。すなわち、本発明によれば、以下のハニカム構造体の外周面コーティング装置、及び外周面コーティング方法が提供される。

［１］ハニカム構造体を保持し、保持した前記ハニカム構造体と一体となって自転する保持手段と、自転する前記ハニカム構造体の外周面にコーティング材を供給、塗布する供給・塗布手段と、前記ハニカム構造体の前記外周面に向けてガスを噴射する噴射口を有し、そのガス圧にて前記コーティング材を前記ハニカム構造体の前記外周面に露出した溝部に充填するガス噴射手段と、前記外周面に供給、塗布されたコーティング材の塗布面を均す板状の均し手段と、を備えたハニカム構造体の外周面コーティング装置。

［２］前記ガス噴射手段は、前記噴射口の長手方向が前記ハニカム構造体の中心軸方向に沿うように配置されている前記［１］に記載のハニカム構造体の外周面コーティング装置。

［３］ハニカム構造体を保持して自転させ、自転する前記ハニカム構造体の外周面にコーティング材を供給、塗布し、前記ハニカム構造体の前記外周面に向けてガスを噴射してそのガス圧にて前記コーティング材を前記ハニカム構造体の前記外周面に露出した溝部に充填しつつ、前記外周面に供給、塗布された前記コーティング材の塗布面を板状の均し手段にて均すハニカム構造体の外周面コーティング方法。

［４］前記ガスの噴射を前記コーティング材の供給、塗布工程、及び前記均し手段による均し工程の少なくともいずれかの工程中に行う前記［３］に記載のハニカム構造体の外周面コーティング方法。

ハニカム構造体の外周面に向けてガスを噴射して、そのガス圧にてコーティング材をハニカム構造体の外周面に露出した溝部に充填しつつ均すことにより、ハニカム構造体のコーティングが完了した後にコーティング材の流動性によってコーティング材がハニカム構造体の溝の部分に落ち込むことを防止することができる。そして、コーティング面のヒケ発生や形状精度の悪化を防止することもできる。

本発明のハニカム構造体の外周面コーティング装置の一の実施の形態を模式的に示す正面図である。本発明のハニカム構造体の外周面コーティング装置の一の実施の形態の一部を模式的に示す斜視図である。本発明のハニカム構造体の外周面コーティング装置の一の実施の形態に使用する、均し手段と供給・塗布手段とを拡大して模式的に示す斜視図である。本発明のハニカム構造体の外周面コーティング装置の一の実施の形態に使用する、ガス噴射を模式的に示す斜視図である。コーティング材を柱状（ハニカム）構造体の外周面に露出した溝部に充填するところを説明するための模式図である。ハニカム構造体とガス噴射手段との位置関係を説明するための模式図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、改良を加え得るものである。

図１は、本発明のハニカム構造体１の外周面コーティング装置の一の実施の形態を模式的に示す正面図である。外周面コーティング装置５０は、ハニカム構造体１を保持し、保持したハニカム構造体１と一体となって自転する保持手段４と、自転するハニカム構造体１の外周面１ａにコーティング材６５を供給、塗布する供給・塗布手段１２と、ハニカム構造体１の外周面１ａに向けてガスを噴射する噴射口を有し、そのガス圧にてコーティング材６５をハニカム構造体１の外周面１ａに露出した溝部１ｄに充填しつつ均すガス噴射手段６０と、外周面１ａに供給、塗布されたコーティング材６５の塗布面を均す板状の均し手段１０と、を備える（図２、及び図５参照）。

図１に示すように、本実施の形態におけるハニカム構造体１の外周面コーティング装置５０は、台座３及びカム２から構成される保持手段４が、フレーム７の中央部付近に、鉛直方向の軸を回転軸として自転可能に装着され、均し手段１０及び供給・塗布手段１２が一体となって、前後動作用ベース１５、アーム回転部１６及びアーム１７，１８を介してフレーム上部７ａに装着されている。

図２は本発明のハニカム構造体１の外周面コーティング装置５０の一の実施の形態を模式的に示す部分斜視図である。ガス噴射手段６０が、噴射口６２の長手方向がハニカム構造体１の中心軸方向に沿うように配置されている。ガス噴射手段６０は、ハニカム構造体１の外周面１ａに向けてガスを噴射する噴射口６２を有し、そのガス圧にてコーティング材６５をハニカム構造体１の外周面１ａに露出した溝部１ｄに充填しつつ均すように構成されている（図５参照）。

保持手段４を構成する台座３は、円盤状でその中心軸が鉛直方向を向くようにしてフレーム下部７ｂに上下動可能に装着されている。そして台座３にはシャフト６ａを介して台座用モーター６が装着されており、台座３の中心軸を回転中心にして自転するようになっている。また、保持手段４を構成するカム２は、厚さが厚い円盤状（高さの低い円柱状）でその中心軸が台座３の中心軸と略一致するようにフレーム上部７ａに上下動可能に装着されている。そしてカム２にはシャフト５ａを介してカム用モーター５が装着されており、カム２の中心軸を中心にして自転するようになっている。台座３の自転及びカム２の自転は同期するようになっている。このように構成された保持手段４でハニカム構造体１を保持するときは、ハニカム構造体１を、中心軸が台座３の中心軸と略一致するようにして（一方の端面１ｂを下向きにして）、台座３の上に載せ、カム２をハニカム構造体１の他方（上側）の端面１ｃ側に配置し、ハニカム構造体１を台座３とカム２とで狭持（保持）する。このように保持されたハニカム構造体１は、台座３とカム２とが同期して自転するのに伴い、中心軸を共通（カム２及び台座３の中心軸と共通）の回転軸として自転することができる。ここで、カム２及び台座３は、その外周形状が、ハニカム構造体１の外周形状と略同一となるように形成されている。

ハニカム構造体１を台座３に載せるときには、ハニカム構造体１は、図１及び図２に示す移載パレット３０に載せられ、ハニカム構造体１を載せた移載パレット３０が台座３の上部空間まで移動する。このとき移載パレット３０は、サポートシャフト３１及びスイングアーム３２を介してスイングモーター３３により回転移動する。そして、図２に示すように、台座３の中央部に設けられた上昇可能な突き上げ板４２が上昇し、ハニカム構造体１をその上に載せ、移載パレット３０が元の位置に移動した後に突き上げ板４２が下降し、台座３に納まる（台座３の上面と突き上げ板４２の上面とが同一面上に配置される）。これにより、ハニカム構造体１が台座３上に配置される。そして、図１及び図２に示す芯出し板２１，２１により、ハニカム構造体１は、その中心軸がカム２及び台座３の中心軸と略一致するように配置される。図１に示すように、２つの芯出し板２１，２１は、略同一直線上に配設された２つのレール２０，２０上にそれぞれ配置される。この２つの芯出し板２１，２１が、レール２０，２０上をカム２及び台座３の中心軸の方向に移動し、２つの芯出し板２１，２１のそれぞれからカム２及び台座３の中心軸までの距離が等距離で、２つの芯出し板２１，２１間の距離がハニカム構造体１の外径と略同一となる位置で止まることによりハニカム構造体１の中心軸をカム２及び台座３の中心軸と略一致させるようにしている。芯出し板２１の外周面１ａと接する部分は、外周面１ａの形状に沿う形状が好ましく、例えば、円柱状のハニカム構造体の場合には、図２に示すような円弧に沿う形状が好ましい。

台座３上に配置されたハニカム構造体１は、台座３が一対のガイドレール（図示せず）に沿って上昇することにより、その上端面がカム２に接触し、カム２と台座３との間で狭持される（カム２がハニカム構造体１の上端面側に配置される）。これにより、ハニカム構造体１は保持手段４によって保持された状態となる。ここで、台座３及びカム２の対向するそれぞれの面（ハニカム構造体１の端面１ｂ及び１ｃと接触する面）には、ハニカム構造体１の破損等を防止するために、ゴム、スポンジ等のクッション性のシートが装着されることが好ましい。

供給・塗布手段１２は、スリット状に開口した開口部が形成されたノズル１２ｂが、その長手方向が供給管１２ａの長手方向に沿うように、供給管１２ａに形成されてなり、供給管１２ａには、ノズル１２ｂの開口部（空間部分）と連通するようにスリット状の孔が形成されている。そして、供給管１２ａの一方の端部（上側の端部）に配管１３を繋いでコーティング材６５を供給するようになっている。ノズル１２ｂの開口長さ（高さ）は、上限はカム２の上端面以下であることが好ましく、下端は、台座３の下端面以上であることが好ましい。開口幅は、上から下まで均一であることが好ましいが、これに限定されず、例えば重力によって塗布されたコーティング材が下へ移動することを考慮して上部を相対的に太く下部を相対的に細くすることもできる。

供給・塗布手段１２は、ノズル１２ｂの開口部がハニカム構造体１側を向き（直角対向に限られず、ある程度の角度をなしていてもよい）、供給管１２ａの中心軸（ノズル１２ｂの長手方向）がハニカム構造体１の中心軸方向に沿うように配置されている。そして、配管１３は供給管１２ａの上側に繋がれ、配管１３を通じて供給されたコーティング材６５が供給管１２ａを経由してノズル１２ｂの開口部からハニカム構造体１の外周面１ａに供給・塗布されるようになっている。

図１に示すように、均し手段１０は、その長手方向とハニカム構造体１の中心軸方向とが一致するように配置されている。均し手段１０は、均し板１０ａと弾性体１０ｂとを含んでなり、均し板１０ａは図１に示すように長方形状の板であり、弾性体１０ｂはシート状の弾性体を帯状に加工したもので、均し板１０ａの長手側端部のハニカム構造体１側に沿って配設されている。

図２に示すように、供給・塗布手段１２と均し手段１０とは、供給・塗布手段１２のノズル１２ｂの向く方向が均し手段１０の弾性体１０ｂが配設されている方向を向くようにして、一体となるように形成されている。そして、一体となった供給・塗布手段１２と均し手段１０とは、これらノズル１２ｂ及び弾性体１０ｂがハニカム構造体１側を向いて、外周面１ａに沿うように配置されている。

図１に示すように、アーム回転部１６の下部には、ならい手段として略円柱状のならいローラ１４が配設されており、アーム１７，１８及びアーム回転部１６を介して、供給・塗布手段１２及び均し手段１０と一体となって略水平移動するように形成されている。水平移動は、アーム回転部１６が前後動作用ベース１５に取り付けられ、前後動作用ベース１５が略水平にスライド移動することによって行われる。ならいローラ１４は、カム２に接したときに、鉛直方向の軸を中心にして、カム２の自転する力により、カム２に接しながら自在に自転するように形成されている。

本実施の形態で使用する、弾性体１０ｂの材質は、ハニカム構造体１と接触したときに、その外周面１ａを傷つけずに、外周面１ａに沿って撓るように変形し、コーティング材６５の塗膜を均すことができれば特に限定されるものではないが、例えば、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム等の合成ゴム；天然ゴム；ポリイソブチレン、ポリエチレン等のエラストマー；発泡ポリウレタン、発泡ポリスチレン、発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレン、海綿（スポンジ）等の発泡体が好ましい。また、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド、ポリフェニレンオキサイド等の樹脂も使用することができる。

また、弾性体１０ｂはシート状であり、その幅は１〜１０ｍｍが好ましい。１ｍｍより小さいとハニカム構造体１の外周面１ａとの間のクリアランス（距離）の変動に対応できないことがあり（隙間が開く場合がある）、１０ｍｍより大きいとコーティング材６５を掻き取り過ぎることによりコーティング時のかすれが大きくなることがある。弾性体１０ｂの厚さは１〜５ｍｍが好ましい。１ｍｍより小さいと弾性体が変形し過ぎてコーティング材６５の塗布面を充分に均すことができないことがあり、５ｍｍより大きいと弾性体が変形し難くなるためコーティング材６５の塗布面を強く押さえ、必要以上にコーティング材６５を掻き取ることがある。幅は一様であることも好ましいが、これに限られず、例えば根元の方が厚く先端の方が薄いのも、好ましい実施形態のひとつである。また、弾性体１０ｂの硬度は３０〜８０が好ましい。３０より小さいと弾性体が変形し過ぎてコーティング材６５の塗布面を充分に均すことができないことがあり、８０より大きいと弾性体が変形し難くなるためコーティング材６５の塗布面を強く押さえ、必要以上にコーティング材６５を掻き取ることがある。

ここで、弾性体１０ｂの幅とは、図３に示す、均し板１０ａの弾性体１０ｂが配設されている側の長手側端部から、弾性体１０ｂのハニカム構造体１側の長手側端部までの距離ｗ（弾性体の幅）をいい、弾性体の厚さとは、図３に示す、弾性体を形成するシートの厚さｄ（弾性体の厚さ）をいう。そして、弾性体の硬度とは、ＪＩＳＫ６２５３「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの硬さ試験方法」に基づいて測定された国際ゴム硬さ（ＩＲＨＤ）をいう。

図４に示すように、ガス噴射手段６０は、ノズル６１によって構成され、自身の長手方向とハニカム構造体１の中心軸方向とが略一致するように配置されている。また、ハニカム構造体１の外周面１ａに向けてガスを噴射する噴射口６２を有する。噴射するガスとしては、不活性なガスであれば特に限定されないが、コストの観点からは、エアーが好ましい。また、ノズル６１の長手方向の長さ（高さ方向の長さ）は、ハニカム構造体１の高さよりも長い方が好ましく、ノズル６１の噴射口６２のスリット幅は、０．５〜２．０ｍｍであることが好ましい。中でも、下限は１．０ｍｍ以上であることが更に好ましく、上限は１．５ｍｍ以下であることが更に好ましい。スリット幅が０．５ｍｍより狭いとコーティング材６５を押し込む面積が小さく一部コーティング材６５を押し込むことができない場合があり、スリット幅が２．０ｍｍより広いとハニカム構造体１の開口幅よりも大きくなるために十分にコーティング材６５を押し込むことができない場合がある。

ハニカム構造体１の外周面１ａとガス噴射手段６０との相対速度は、２０〜２４０ｍｍ／ｓであることが好ましい。中でも、下限は４０ｍｍ／ｓ以上であることが更に好ましく、上限は９０ｍｍ／ｓ以下であることが更に好ましい。ここで、ハニカム構造体１の外周面１ａとガス噴射手段６０との相対速度とは、固定されたガス噴射手段６０（ノズル６１）に対して回転するハニカム構造体１の外周表面の周回速度である（図６参照。図６中のＲが、ハニカム構造体１の外周面とノズル６１の相対速度を示す。）。相対速度が２０ｍｍ／ｓ以下であると、打ち込まれたガス（エアー）がコーティング材６５を必要以上に押し出してコーティングの不良を発生させてしまうことがあり、相対速度が２４０ｍｍ／ｓ以上であると、ガス（エアー）が十分にコーティング材６５を押し込むことができずにコーティング材６５とハニカム構造体１の間に空間が形成されてしまうことがある。

ハニカム構造体１の外周面１ａとガス噴射手段６０の噴射口６２との距離は、１．０〜８．０ｃｍであることが好ましい（図６参照。図６中のｄが、噴射口６２（吹出口）とハニカム構造体１の外周面の距離を示す。）。中でも、下限は１．０ｃｍ以上が更に好ましく、上限は２．５ｃｍ以下が更に好ましい。１．０ｃｍ以下であると、コーティング材６５が飛散してノズル６１が詰まる恐れがあり、８．０ｃｍ以上であると、ガス（エアー）が十分にコーティング材６５を押し込むことができずにコーティング材６５とハニカム構造体１の間に空間が形成されてしまうことがある。

ハニカム構造体１の外周面１ａに対するガス噴射手段６０の噴射口６２の角度は、４５〜１３５°であることが好ましい（図６参照。図６中のθが、噴射口６２の角度を示す。）。中でも、噴射口６２の角度は、７５〜１０５°であることが更に好ましい。４５°以下または１３５°以上であると、ハニカム構造体１の外周のセルの角部のみが欠損した、コーティング材６５が最も押し込まれにくい溝部１ｄを形成している場合にコーティング材６５を十分に押し込めない場合がある。

ハニカム構造体１の外周面１ａに吹き付けるガス（エアー）の風速は、６０〜２４０ｍ／ｓであることが好ましい。中でも、下限は１４０ｍｍ／ｓ以上であることが更に好ましく、上限は１９０ｍｍ／ｓ以下であることが更に好ましい。６０ｍ／ｓ以下であると、ガス（エアー）が十分にコーティング材６５を押し込むことができずに、コーティング材６５とハニカム構造体１の間に空隙が形成されてしまうことがある。２４０ｍ／ｓ以上であると、ガス（エアー）の勢いが強すぎるために、打ち込まれたガス（エアー）がコーティング材６５を必要以上に押し出してコーティング面に不良を生じさせてしまうことがある。

本実施の形態で使用する、カム２、台座３及び均し板１０の材質は、特に限定されるものではないが、それぞれの外表面がステンレス鋼又は耐摩耗性セラミックであることが好ましい。耐摩耗性セラミックとしては、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＰＺＴ、ＳｉＣ又はＡｌ_２Ｏ_３が好ましい。

本実施の形態のハニカム構造体１の外周面コーティング装置５０（図１参照）は、外周面１ａをコーティングするハニカム構造体１の、中心軸方向に垂直な平面で切断した断面の形状が、円形又は楕円形である場合に好ましく適用でき、更に断面形状が円形や楕円形でなくても、外周面１ａが滑らかな曲面で形成されるハニカム構造体にも好ましく適用できる。

また、本実施の形態の外周面コーティング装置５０（図１参照）は、流体の流路となる多数のセルが区画・形成されたハニカム構造体１に利用できる。ハニカム構造体１の材質としては、セラミック製のものを好適例として挙げることができる。多孔質の隔壁により仕切られた軸方向に貫通する複数のセルを有したハニカム構造体１は、外周面のコーティング前に、外周面１ａが所定の形状に切削加工されるため、外周面１ａに変形セルの溝部１ｄが露出している。或いは、始めから外壁なし（隔壁露出）で成形・焼成された場合には、切削加工のする、しないに係らず、外周面にセルの溝部が露出している。その溝部１ｄにコーティング材６５が落ち込むことによりコーティング材６５のヒケ発生等の原因となる。本発明のコーティング装置５０により、良好なコーティングを行うことができる。

本実施の形態のハニカム構造体１の外周面コーティング装置の使用の際に使用されるコーティング材６５は、ハニカム構造体１の外周面１ａのコーティングに適していれば特に限定されるものではなく、例えば、無機繊維、無機バインダー、無機粒子及び有機バインダー等を含有するペースト状のコーティング材６５が使用できる。無機繊維としては、シリカアルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等のセラミックファイバーが挙げられる。無機バインダーとしては、シリカゾル、アルミナゾル等が挙げられる。無機粒子としては、粉末炭化珪素、粉末窒化珪素、粉末窒化硼素、ウィスカー等が挙げられる。有機バインダーとしては、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシセルロース等が挙げられる。また、コーティング材６５には無機繊維、無機バインダー、無機粒子及び有機バインダー等の他に、水、アセトン、アルコール等の溶剤等が含有される。これらの溶剤により、ペースト状のコーティング材６５の粘度が調節され、ハニカム構造体１の外周面１ａにコーティングするのに適した状態になる。コーティング材６５の粘度は１５〜５０Ｐａ・ｓが好ましい。１５Ｐａ・ｓより小さいと、粘度が低いため、コーティングの厚さが薄くなり過ぎることがあり、５０Ｐａ・ｓより大きいと、粘度が高いため、外周面１ａに薄く、均一にコーティングし難くなることがある。

次に、本発明のハニカム構造体１の外周面コーティング方法について図面を参照しながら具体的に説明する。本発明のハニカム構造体１の外周面コーティング方法は、上述した本発明のハニカム構造体１の外周面コーティング装置５０（図１参照）を使用して、ハニカム構造体１を保持手段４で保持し、略鉛直方向の軸を共通の回転軸として自転させながら、供給・塗布手段１２からハニカム構造体１の外周面１ａにコーティング材６５を供給・塗布し、供給・塗布されたコーティング材６５の塗布面を、外周面１ａとシート状の弾性体１０ｂとの間で均す（塗布面を弾性体１０ｂで均す）ことを特徴とするものである。

本実施の形態では、まず、ハニカム構造体１を、図１及び図２に示す移載パレット３０に載せ、移載パレット３０を台座３の上部空間まで移動させる。その後、台座３の中央部に設けられた上昇可能な突き上げ板４２（図２参照）を上昇させてハニカム構造体１をその上に載せ、移載パレット３０を元の位置に移動させた後に、突き上げ板４２を下降させ、台座３に納める（台座３の上面と突き上げ板４２の上面とが同一面上に配置される）ことにより、ハニカム構造体１を台座３上に配置させる。そして、図１及び図２に示す芯出し板２１，２１を使用して、ハニカム構造体１は、その中心軸がカム２及び台座３の中心軸と略一致するように配置する。

台座３上に配置したハニカム構造体１の上端面を、台座３を上昇させることにより、カム２に接触させ、カム２と台座３との間に狭持させる（カム２がハニカム構造体１の上端面側に配置される）。これにより、ハニカム構造体１は保持手段４によって保持された状態となる。

次にスラリー状のコーティング材６５を、図２に示すタンク４１に供給する。そして、供給・塗布手段１２、均し手段１０及びならい手段１４を、均し手段１０の弾性体１０ｂがハニカム構造体１の外周面１ａに接触し、ならい手段１４がカム２の外周面に接触するように移動させる。このとき、弾性体１０ｂの上端部分はカム２の外周面に接触させ、弾性体１０ｂの下端部分は台座３の外周面に接触させることにより、ハニカム構造体１の外周面１ａの上端面１ｃ付近及び下端面１ｂ付近のコーティング洩れ（コーティングされていない部分が発生すること）を防止する。次に、カム用モーター５及び台座用モーター６を起動し、カム２、台座３及びハニカム構造体１を所定の回転数で自転させる。この状態で、コーティング材６５供給用ポンプ（図示せず）により、コーティング材６５を配管１３を通して供給管１２ａに送り、ノズル１２ｂの開口部からハニカム構造体１の外周面１ａに供給・塗布する。そして、図５に示すように、ハニカム構造体１の外周面１ａに向けてノズル６１からガスを噴射してそのガス圧にてコーティング材６５をハニカム構造体１の外周面１ａに露出した溝部１ｄに充填しつつ、ハニカム構造体１の外周面１ａに塗布されたコーティング材６５の塗布面を均し手段１０の弾性体１０ｂにより均す。供給・塗布と均しは、その開始と終了がそれぞれ同時であることも制御が簡便となって好ましいが、これに限られることなく、例えば、供給・塗布を先に始めて均しを後で始めてもよく、また、供給・塗布を先に止めて均しを後で止めてもよい。なお、ガスの噴射をコーティング材６５の供給、塗布工程、及び均し手段による均し工程の少なくともいずれかの工程中に行うとよい。これにより、ハニカム構造体１の外周面１ａのコーティングが完了する。

ハニカム構造体１の外周面１ａのコーティングが完了した後に、カム２及び台座３の自転を停止し、台座３を下降させる。その後、突き上げ板４２（図２参照）でハニカム構造体１を突き上げ、ハニカム構造体１の端面１ｂを持ち上げ、端面１ｂの下部に移載パレット３０を移動させる。そして、突き上げ板４２を下降させ、ハニカム構造体１を移載パレット３０に載せ、乾燥機台（図示せず）に移す。ここで、供給・塗布手段１２により供給された後、余剰となったコーティング材６５は、均し手段１０の下に設けてあるスラリー受け容器４０に回収し、ポンプ（図示せず）によりタンク４１（図２参照）に回収するようにする。

このように、本発明のハニカム構造体１の外周面コーティング装置を使用して、ハニカム構造体１の外周面１ａをコーティングしたので、供給・塗布手段１２のノズル１２ｂからハニカム構造体１の外周面１ａに供給・塗布されたコーティング材６５が、ガス噴射手段６０によって溝部１ｄに充填され、コーティング材６５の塗布面が外周面１ａと弾性体１０ｂとの間で均されるため、かすれや剥がれが防止される。更に、弾性体１０ｂがハニカム構造体１の外周面１ａに接しながらコーティング材６５の塗布面を均し、ハニカム構造体１の外周面１ａのコーティングを薄く、均一にすることができるため、コーティング後の乾燥時にコーティング部のクラックの発生が防止される。ハニカム構造体１が傾斜して配置された場合にも、弾性体１０ｂは、ハニカム構造体１の外周面１ａの軸方向全体に渡ってハニカム構造体１の外周面１ａに接触させているので、かすれや剥がれが防止され、更に、薄く、均一にコーティングすることができるため、コーティング後の乾燥時にコーティング部のクラックの発生が防止される。

以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

図１に示すハニカム構造体１の外周面のコーティング装置５０を使用して、以下に示すようにして、ハニカム構造体１の外周面１ａをコーティングした。

（ハニカム構造体及びコーティング材）
使用したハニカム構造体１は、流体の流路となる複数のセルからなる円柱状のハニカム構造体である。材質をＳｉＣとし、外周面１ａを研削加工し、加工後の外径（直径）が１４４ｍｍ、中心軸方向の高さが２０３ｍｍのものを使用し、リブ厚を０．３８１ｍｍ、セル密度を２４８×１０^３セル／ｍ^２とした。最大開口寸法は、１．９９ｍｍであった（図５参照。最大開口寸法とは、外周のセルの開口寸法の最大値をいう）。カム２及び台座３の中心軸に垂直な断面の径（円の直径）は、ハニカム構造体１の中心軸に垂直な断面の径（円の直径）と略同じである。

スラリー状のコーティング材６５としては、組成はコーティングセメント（ＳｉＯ_２：６０．０、Ａｌ_２Ｏ_３：３９．２、Ｎａ_２Ｏ：０．４、ＭｇＯ：０．３、他の無機質：０．１、不凍液入）が７５質量％、コージェライト粉末（平均粒径２μｍ）が２５質量％、の混合物を用い、これに水を加え、粘度を１４０〜２５０Ｐａ・ｓに調整したものを使用した。

（ハニカム構造体の外周面のコーティング方法）
ハニカム構造体１を、図１に示す移載パレット３０に載せ、移載パレット３０を台座３の上部空間まで移動させた。その後、ハニカム構造体１を台座３上に配置し、カム２と台座３との間で狭持した。

次にスラリー状のコーティング材６５を、図２に示すタンク４１に供給した。そして、供給・塗布手段１２、均し手段１０及びならい手段１４を、均し手段１０の弾性体１０ｂがハニカム構造体１の外周面１ａに接触し、ならい手段１４がカム２の外周面に接触するように移動させた。このとき、均し板１０ａのハニカム構造体１側の端部とハニカム構造体１の外周面１ａとの距離が０．５ｍｍとなるようにした。弾性体１０ｂとしてはシート状のゴム（イソプレンゴム）を使用した。この状態で、コーティング材供給用ポンプ（図示せず）により、コーティング材６５を配管１３を通して供給管１２ａに送り、ノズル１２ｂの開口部からハニカム構造体１の外周面１ａに供給・塗布した。ハニカム構造体１の外周面１ａに塗布されたコーティング材６５を均し手段１０の弾性体１０ｂ（ゴム）により均した。また、コーティング材６５の塗布中、均し中において、表１に示すように、ガス噴射手段６０からエアーを噴射した。

このとき、カム２及び台座３の回転（自転）数は、供給・塗布時には６〜８ｒｐｍで２周とし、その後は塗布面を均すために、供給を止めて、１２〜２０ｒｐｍで１周回転（自転）させた。また、エアーノズル（ノズル６１）は、スリット幅が１．０〜１．５ｍｍ、スリット長さが２１０ｍｍのものを用いた。試験の条件及び結果を表１に示す。なお、コーティング面のヒケ判定は、外周コートにヒケが発生することによってコーティング後にハニカム構造体１の一部が少しでも露出しているものをその露出の程度によって１から４の４段階で評価（露出が多いものが１で、少ないものが４である）し、それ以外の状態を５と評価した。このとき製品として許容されるのは評価が４または５のものである。また、欠け判定は、コーティング後のハニカム構造体１の上下のふちの部分で、コーティング材に１ｍｍ以上の欠損があるものを１と評価し、それ以外のものを欠損の形態や箇所によって、２から５の４段階で評価した（欠陥が多いものが２で、欠陥のないものが５である）。このとき製品として許容されるのは評価が４または５のものである。

実施例１に示すように、コーティング材６５の塗布中にエアーを吹き付けることによってコーティング材６５は溝の奥まで充填され、その後の均し工程において、エアー吹き付けによってできた凸凹は均された。

実施例２に示すように、均し中にエアーを吹き付けることによってコーティング材６５は溝の奥まで充填され、一定時間経過後にはコーティング材６５の流動性によってエアー吹付けによってできた凸凹は均された。この場合、均し中のエアー吹付けノズル（エアーノズル）の相対速度は、他の実施例よりも速いが、噴出し口とワーク表面の距離を短くすることにより、良好な結果が得られた。

実施例３に示すように、塗布から均しにかけて連続でエアーを吹き付けることによってコーティング材６５は溝の奥まで充填され、一定時間経過後にはコーティング材６５の流動性によってエアー吹付けによってできた凸凹は均された。塗布中と均し中の双方においてエアーを吹き付ける場合、実施例１等のコート中だけ吹き付けるよりエアーの風速を低くしても、良好な結果が得られた。

実施例４に示すように、スリット幅を他の実施例よりも広くしても、塗布から均しにかけて連続でエアーを吹き付けることによってコーティング材６５は溝の奥まで充填され、一定時間経過後にはコーティング材６５の流動性によってエアー吹付けによってできた凸凹は均された。つまり、吹付けエアーの風速が十分ならば、エアーノズルのスリット幅を大きくしても、良好な結果が得られた。

実施例５では、エアーノズルのワーク表面への相対速度を小さくし、ノズル角度を７５°とした。コーティング材６５塗布中にエアーを吹き付けることによってコーティング材６５は溝の奥まで充填され、その後の均し工程によってエアー吹き付けによって出来た凸凹は均され、良好な結果が得られた。

実施例６では、エアーノズルとワーク表面の距離を長くし、ノズル角度を１３０°とした。また吹き出したエアーが十分な圧力をもってワーク表面に到達できるように、ノズルのスリット幅を小さくした。コーティング材６５塗布中にエアーを吹き付けることによってコーティング材６５は溝の奥まで充填され、その後の均し工程によって凸凹は均され、良好な結果が得られた。

一方、比較例１に示すように、塗布中も均し中もエアーの吹き付けを行わなかった場合、ヒケや欠けが発生し、良好な結果が得られなかった。

本発明は、フィルターや触媒担体等に使用されるセラミックスハニカム構造体を製造するための外周面コーティング装置、及び外周面コーティング方法として利用することができる。

１：ハニカム構造体、１ａ：外周面、１ｂ：端面、１ｃ：端面、１ｄ：溝部、２：カム、３：台座、４：保持手段、５：カム用モーター、５ａ：シャフト、６：台座用モーター、６ａ：シャフト、７：フレーム、７ａ：フレーム上部、７ｂ：フレーム下部、１０：均し手段、１０ａ：均し板、１０ｂ：弾性体、１２：供給・塗布手段、１２ａ：供給管、１２ｂ：ノズル、１３：配管、１５：前後動作用ベース、１６：アーム回転部、１７，１８：アーム、２０：レール、２１：芯出し板、３０：移載パレット、３１：サポートシャフト、３２：スイングアーム、３３：スイングモーター、４２：突き上げ板、５０：外周面コーティング装置、６０：ガス噴射手段、６１：ノズル、６２：噴射口、６５：コーティング材。

Claims

ハニカム構造体を保持し、保持した前記ハニカム構造体と一体となって自転する保持手段と、
自転する前記ハニカム構造体の外周面にコーティング材を供給、塗布する供給・塗布手段と、
前記ハニカム構造体の前記外周面に向けてガスを噴射する噴射口を有し、そのガス圧にて前記コーティング材を前記ハニカム構造体の前記外周面に露出した溝部に充填するガス噴射手段と、
前記外周面に供給、塗布されたコーティング材の塗布面を均す板状の均し手段と、
を備えたハニカム構造体の外周面コーティング装置。
前記ガス噴射手段は、前記噴射口の長手方向が前記ハニカム構造体の中心軸方向に沿うように配置されている請求項１に記載のハニカム構造体の外周面コーティング装置。
ハニカム構造体を保持して自転させ、
自転する前記ハニカム構造体の外周面にコーティング材を供給、塗布し、
前記ハニカム構造体の前記外周面に向けてガスを噴射してそのガス圧にて前記コーティング材を前記ハニカム構造体の前記外周面に露出した溝部に充填しつつ、前記外周面に供給、塗布された前記コーティング材の塗布面を板状の均し手段にて均すハニカム構造体の外周面コーティング方法。
前記ガスの噴射を前記コーティング材の供給、塗布工程、及び前記均し手段による均し工程の少なくともいずれかの工程中に行う請求項３に記載のハニカム構造体の外周面コーティング方法。