JP2010522107A

JP2010522107A - 面仕上げがなされたハニカム構造体およびその製造方法

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Publication number: JP2010522107A
Application number: JP2010500916A
Authority: JP
Inventors: ピーアレン，ブルース
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 2007-03-19
Filing date: 2008-03-12
Publication date: 2010-07-01
Also published as: WO2008136887A2; US20080233345A1; WO2008136887A3; EP2064028B1; US7909904B2; EP2064028A2

Abstract

セラミック・ハニカム構造体の形成方法は、側面、第１端面、この第１端面の反対側の第２端面、および最大幅（Ｗ）を有するハニカム体を提供するステップと、上記ハニカム体の切断された両端面の少なくとも一方から材料を除去して、長さ（Ｌ）を短縮するステップとを含み、上記材料を除去するステップが、回転する研磨工具を用いて上記第切断された両端面の少なくとも一方から、研磨により材料を除去することを含み、かつＬ／Ｗが０．７５よりも大きい。この方法は、従来では得られなかった端面平坦性、平行性、表面粗さおよび長さの正確性またはそれらの組合せを得ることができる。低い表面粗さ（Ｒａ），高度の平行性および長さの正確性を備えた、端面仕上げが施されたセラミック・ハニカム構造体も開示されている。

Description

本発明は、微粒子フィルタ、触媒コンバータとして使用されるセラミック・ハニカム構造体の製造方法に関し、特に、回転研磨工具を用いて、ハニカム体の両端の少なくとも一方から材料を除去し、これにより、従来では得られなかった表面特性を備えた端面を提供することを含むセラミック・ハニカム体の形成方法に関するものである。

１平方センチメートル当たり約１／１０〜１００セル以上の横断面セル密度を有するセラミック・ハニカム構造体には、固形微粒子フィルタ本体および触媒コンバータ基体を含むいくつかの用途がある。固形微粒子フィルタ等のいくつかの用途においては、この構造体は、多孔質セラミック・ハニカム構造の選択されたセルチャンネルが、それらの一端または両端において封止または施栓されることを必要とする。これらの用途において、これらのハニカム構造体は、長さ寸法を厳しくすることが一般に要求される。適当なバインダ中に分散された無機粉末を含む可塑化された粉末バッチからこれらのハニカム構造体を製造することは良く知られている。特許文献１〜特許文献３には、このようなハニカム構造体の製造のための押出しダイ、工程および組成物が記載されており、特許文献４および特許文献５には、他の粉末を含むバッチから押出し成形された、セル構造に類似したハニカム構造が記載されている。

一例として、符号９（図１）は、一般的に良く知られている従来のハニカム構造体全体を示す。この構造体は、外壁１５（さもなければ外皮と呼ばれる）によって囲まれた、交差する比較的薄い多孔質の壁１４からなるマトリクスによって形成されたハニカム構造体を備えており、図示の具体例におけるこのハニカム構造体は、最大幅寸法（Ｗ）を有する円形断面構造を備えている。壁１４は、第１端面１８を備えた第１端部１３と、反対側の第２端面２０を備えた第２端部１７との間に亘って延在して、ハニカム構造体９の端面１８，２０間に延び、かつ端面１８，２０において開口する多数の隣接する中空の通路すなわちセルチャンネル２２を形成している。

上記フィルタ１０（図２および図３）を形成するために、多数のセルチャンネル２２ののうちの一部が、少なくともそれらのセルチャンネルの一端において封止されている。一例として、全体のセルチャンネル２２うちの第１組のセルチャンネル２４が第１端面１８において封止され、第２組のセルチャンネル２６が第２端面２０において封止されている。端面１８，２０のうちの何れか一方が、完成したフィルタ１０の入力面として用いられる。一般的なセル構造においては、入力側のセルチャンネルのそれぞれの一つまたは複数の側壁が、出力側のセルチャンネルに隣接しており、逆もまた同様である。各セルチャンネル２２の断面形状は、正方形、またはその他の、例えば円形、長方形、三角形、六角形、八角形等の形状を有する。ディーゼル微粒子フィルタは一般に、コージェライト、チタン酸アルミニウム、ムライト、または炭化珪素から形成され、かつ全体の多孔率が一般に約４０％と７０％との間にある。

動作時には、汚染された流体が加圧されて入力面（端面１８，２０の何れか）に運ばれ、その入力面に開口端を有するセルチャンネル２２を経由してフィルタ１０内に入る。一般的な構成においては、これらのセルチャンネル２２の他端が、すなわち出力面が封止されているため、汚染された流体は、薄い多孔質の壁１４を強制的に通り抜けて、入力面が封止されかつ出力面が開放されている隣接するセルチャンネル２２内に入る。多孔質の壁１４の孔を通り抜けるには大き過ぎる流体中の固形粒子は置き去りにされ、浄化された流体が出力側のセルチャンネル２２を通ってフィルタ１０から外へ出る。

米国特許第３,７９０,６５４号明細書米国特許第３,８８５,９７７号明細書米国特許第３,９０５,７４３号明細書米国特許第４,９９２,２３３号明細書米国特許第５,０１１,５２９号明細書

このようなフィルタおよびの基体の大量生産のためには、所望の両端面を有するハニカム構造体が、確固たるかつ再現可能な工程を通じて迅速かつ正確に提供されることが極めて望ましい。特に、高い縦横比を有するフィルタおよびの基体においてこのことが達成されることが望ましい。

第１の態様によれば、本発明は、第１の切断された端面、この第１の切断された端面の反対側の第２の切断された端面、および最大幅（Ｗ）を有するハニカム体を提供するステップと、上記ハニカム体の第１の切断された端面から材料を除去して、このハニカム体の長さを短縮するステップとを含む、セラミック・ハニカム体の形成方法であって、上記材料を除去するステップが、回転する研磨工具を用いて上記第１の切断された端面から材料を摩滅させて除去することを含み、この材料を除去するステップの後、このハニカム体は、０．７５よりも大きいＬ／Ｗ比を示す。このハニカム体は、その端面全体に亘って実質的に平らな表面を備える。

上記ハニカム体は、ハニカム・フィルタおよびハニカム触媒基体からなる群から選ばれる。このハニカム体は、長さ（Ｌ）を最大幅寸法（Ｗ）（一般に直径）で除算した値と定義される縦横比Ｌ／Ｗが１．００よりも大きい、あるいは１．２５よりも大きい値をさらに示す。

別の態様において、本発明は、側面、第１の切断された端面、この第１の切断された端面の反対側の第２の切断された端面、および最大幅（Ｗ）を有するハニカム体を提供し、このハニカム体の上記第１の切断された端面から材料を除去し、かつ上記ハニカム体の上記第２の切断された端面から材料を除去する諸ステップを含むセラミック・ハニカム体の製造方法であり、上記材料を除去するステップの結果、これらの材料を除去するステップの後の長さ（Ｌ）が、目標長さから０．３５ｍｍ以内の標準偏差を有し、このハニカム体は０．７５よりも大きいＬ／Ｗ比を示す。

本発明の別の態様によれば、側面、第１の切断された端面、この第１の切断された端面の反対側の第２の切断された端面、および最大幅（Ｗ）を有するハニカム体を提供し、このハニカム体の上記第１の切断された端面から材料を除去し、かつ上記ハニカム体の上記第２の切断された端面から材料を除去して、長さ（Ｌ）を得る諸ステップを含むセラミック・ハニカム体の製造方法が提供され、上記材料を除去するステップの結果、ハニカム体の研磨された端面間の平行度が０．４ｍｍ以内になり、かつ材料を除去するステップ後のハニカム体が０．７５よりも大きいＬ／Ｗ比を示す。

本発明のセラミック・ハニカム・フィルタを製造するためのさらに別の態様によれば、第１端面および第２端面、ならびにこれら第１端面と第２端面との間の長さ方向に沿って延びる多数のセルチャンネルを備えた生のハニカム体を提供し、このハニカム体を焼成して、焼成されたハニカム体を形成し、この焼成されたハニカム体の上記第１端面および第２端面の少なくとも一方を研磨して、上記焼成されたハニカム体の長さを短縮して、焼成されかつ研磨されたハニカム体を形成し、そして、上記焼成されかつ研磨されたハニカム体の上記多数のセルチャンネルの少なくとも一部に栓を施す諸ステップを含む。端面研磨は不要な栓を著しく減少させる。

本発明のセラミック・ハニカム・フィルタを製造するためのさらに別の態様によれば、第１端面および第２端面、ならびにこれら第１端面と第２端面との間の長さ方向に沿って延びる多数のチャンネルを備えた生のハニカム体を提供し、この生のハニカム体の上記第１端面および第２端面の少なくとも一方を研磨して上記ハニカム体の長さを短縮し、この研磨ステップの後に、この生のハニカム体の上記多数のセルチャンネルの少なくとも一部に栓を施して、施栓された生のハニカム体を形成し、かつ、この施栓された生のハニカム体を焼成してハニカム・フィルタを形成する諸ステップを含む。

セラミック・ハニカム・フィルタを製造するための本発明の方法は、所望の特徴を示す精密な端面を有するフィルタ等の、頑丈な、高い再現性を有する、費用有効性のあるセラミック・ハニカム・フィルタを形成する。例えば、（セル壁の端部の）端面の比較的低い表面粗さ、比較的高い平行度、および目標長さと比較して正確な長さ（Ｌ）、またはそれらの何れかの組合せが本発明の方法によって達成される。特にこのような方法は、長さ（Ｌ）を最大幅（Ｗ）で除算した縦横比が０，７５を超える、１．００を超える、さらには１．２５さえも超える高縦横比のハニカム構造体の製造に適用することができる。このような方法は、このようなハニカム構造体の実質的な端部を横切る平坦な端面を形成するために特に有用である。

本発明のさらに他の広範囲な態様によれば、側面、第１端面、この第１端面の反対側の第２端面、および最大幅（Ｗ）、ならびに上記第１端面と上記第２端面との間に画成された長さ（Ｌ）を有するハニカム体を備えたセラミック・ハニカム構造体が提供され、上記第１および第２端面の少なくとも一方が５．０μｍ未満の表面粗さＲａを有する研磨された端面を有し、かつこのハニカム体が０．７５よりも大きいＬ／Ｗ比を示す。さらなる実施の形態は、４．８μｍ以下のＲａを示し、３．９以下のＲａさえも示す。

本発明のさらに他の広範囲な態様によれば、第１端面、この第１端面の反対側の第２端面、上記第１端面と上記第２端面との間の長さ（Ｌ）、および最大幅（Ｗ）を有するハニカム体を備えたセラミック・ハニカム構造体が提供され、上記第１および第２端面の少なくとも一方が、２５％以上の密着比（bearing ratio）を示す研磨された端面を有し、かつこのハニカム体が０．７５よりも大きいＬ／Ｗ比を示す。いくつかの実施の形態においては、上記密着比が３５％でもあり得る。高い密着比は、フィルタ施栓工程において、不要の栓の形成をより少なくするのに役立つ。

本発明のさらに他の広範囲な態様によれば、側面、第１端面、この第１端面の反対側の第２端面、最大幅（Ｗ）、および長さ（Ｌ）を有するハニカム体を備えたセラミック・ハニカム構造体が提供され、上記第１および第２端面は、それらの表面全体に亘って研磨された端面であり、それぞれの研磨された端面間の平行度は０．４ｍｍ以下を示し、かつ上記ハニカム体は０．７５よりも大きいＬ／Ｗ比を示す。さらなる実施の形態は、０．３ｍｍ以下の、あるいは０．２５ｍｍ以下の平行度を示す。

本発明のこれらおよびその他の効果、特徴および態様は、明細書の下記の詳細な説明の記載、請求項および図面を参照することによって、当業者にさらに理解され、かつ評価されるであろう。

端部が開放された多数のセルチャンネルを有する第１端部を備えたハニカム体の斜視図である。第１組のセルチャンネルに栓が施され、かつ第２組のセルチャンネルの端部が開放されているフィルタ体の斜視図である。第１組のセルチャンネルの端部が開放され、かつ第２組のセルチャンネに栓が施されているフィルタ体の端面図である。本発明の別の実施の形態（破線で示されている）をも含むセラミック・ハニカム・フィルタを製造するための本発明の方法のフローチャートである。本発明の実施に用いられるＣＮＣマシーンの正面図である。ＣＮＣマシーンのワーク装填・取外し位置にある割出し用取付け治具の拡大斜視図である。ＣＮＣマシーンのワーク研磨位置にある割出し用取付け治具および研磨アセンブリの拡大斜視図である。研磨アセンブリの研磨工具の拡大斜視図である。本発明の方法の研磨手順のフローチャートである。

ここでの説明の目的で、「上方の」、「下方の」、「右方の」、「左方の」、「後方の」、「前方の」、「垂直の」、「水平の」の用語およびそれらの派生語は、本発明に関する図１および図５における方向を示す。しかしながら本発明は、その逆はないと明示されている場合を除き、種々の方向および工程順序を想定している。また、添付の図面に示され、かつ後述する詳細な説明に記載されている特定の装置および工程は、添付の請求項に定義された発明の概念の例示的な実施の形態であることも理解すべきである。それ故に、ここに開示されている実施の形態に関する特定の寸法およびその他の物理的特性は、請求項にそうではないと明示されていない限り、限定と判断されるべきではない。

上述したハニカム構造体１２を製造するための本発明の方法の一実施の形態が、図４および図９に概略的に示されており、その形成工程において、水を含むセラミック先駆体成分からなることが好ましいバッチを混合して、ハニカム構造体１２の壁１４，１５を形成するのに用いられるセラミック形成用の可塑化されたバッチを形成するステップ２８と、この可塑化されたバッチを、押出し成形ダイを通じて押出すステップ３０と、生のハニカム構造体を乾燥させるステップ３１とを含む。次に、切断ステップ３２においては、生のハニカム構造体が所定の長さに切断され、両端は切断された端面を示す。この方法はまた、生のハニカム構造体を焼成して、焼成された多孔質セラミック・ハニカム構造体を形成する焼成ステップ３４を含む。本発明の第１の実施の形態によれば、焼成されたハニカム構造体の切断された一方の端面（または両端面）が研磨されて（ステップ３６）、一つまたは複数の研磨かつ仕上げられた端面を提供する。従来は、ハニカム・フィルタおよびハニカム基体がダイアモンド・チップ付きの鋸を用いて所定の長さに切断されていたが、その切断によっては、比較的粗い表面しか得られなかった。この粗い表面状態により、ハニカム・フィルタの製造を試みた場合に、特にハニカム・フィルタ構造体のセルチャンネルに栓を施してフィルタの形成を試みた場合に問題が生じた。例えば、端面の表面粗さが大き過ぎる場合には、施栓されることを要しないセルチャンネルに対しても、不要な栓が高水準で施されるという問題がった。本発明の方法はさらに研磨工程中に発生した塵を除去するステップ３８、裏面に接着剤が付いているポリマーフィルムを接着しかつ施栓されるべきセルの位置に孔を開けること（レーザー等により）等によって、焼成された構造体の端面をマスクするステップ４０、焼成されたハニカム構造体の選択されたセルチャンネル２２に栓を施すステップ４２、ならびに施栓されたハニカム構造体を焙焼して、焼成されたフィルタを形成するステップ４６を含む。或る場合には、フィルタを機械加工しかつ外皮を付けるステップ４８が追加される。この方法はさらに、フィルタを試験するステップ５０およびそれを出荷のために包装するステップ５２を含む。例えばフィルタの施栓後等に研磨が行なわれる場合のように、研磨ステップが製造工程全体に亘って何回も行なわれる別の方法が下記に説明されている。

図示の例においては、焼成されたハニカム構造体の表面研磨ステップ３６は、コンピュータで数値制御されたＣＮＣフライス盤５４（図５）を用いて行なわれる。ＣＮＣフライス盤５４は、内部に取り付けられた割出し用取付け治具５８（図６）および研磨アセンブリ６０（図７）を取り囲むハウジング５６を備えている。上記割出し用取付け治具５８は、パレット上に取り付けられたＶ字型チャック６４、およびこのＶ字型チャック内にハニカム構造体１２を保持するためのクランピング・アセンブリ６６を備えている。パレット６２は、図６に示されているワーク装填位置と、図７に示されているワーク研磨位置との間で割り出され、かつ回動される。割出し用取付け治具５８は、ＣＮＣフライス盤５４の研磨領域内に割り出されるべきハニカム構造体１２の各端面１８，２０が、ハニカム構造体を支持体内で再位置決めする必要なしに、順次研磨されることを可能にする。したがって、ハニカム構造体の両端面は精密な許容誤差内で迅速かつ精密に加工される。上記チャック６４は、ハニカム構造体１２を支持するために、調製可能に位置決めされる一対の対向する支持体を備えている。垂直方向に調製可能なクランピング・アセンブリ６６は、ハニカム構造体１２の外壁に当接して、この構造体を支持体６８に接触させ、かつ割出し用取付け治具５８内に保持する。

研磨アセンブリ６０は、ドライブシャフト・システム（不図示）に機械的に結合された駆動軸７４によって駆動される研磨工具７２を備えている。本実施の形態におけるこの研磨工具７２（図８）は、カップホイール型研磨工具であり、複数本のスポ−ク７８および中心ハブ８０を介して駆動軸７４に結合された円筒状本体部７６を備えている。研磨体８２は円筒状本体部７６の端面８４上に固定され、上記端面上に形成された平らな平面を有する樹脂または金属と接合されたダイアモンド粒からなる環状体を形成している。この研磨体８２上には、複数のスロット８６が形成されているのが好ましい。これらのスロット８６により複数の円弧状の研磨素子８８が形成されている。これらの研磨素子８８は、複数の研磨面を提供し、スロットは、研磨屑を効率的に運び去る。ここには、特定の研磨工具７２が記載されているが、所望の目的に適ったその他の構成のものも利用することができる。粒度が５０〜１６０の天然または合成形式のダイアモンドを用い、ダイアモンドと接合樹脂の重量比率が５０対１２５のものが良好に作動することが判明している。

焼成されたハニカム構造体の研磨ステップ３６は、研磨されるべきハニカム構造体１２を割出し用取付け治具５８内に装填するステップ９０（図９）を含み、特に、このハニカム構造体１２が割出し用取付け治具５８内に固定されるように、クランピング・アセンブリ６６の内部にハニカム構造体１２を装填しかつ固定するステップ９２を含む。この割出し用取付け治具５８の構成は、高い縦横比（Ｌ／Ｗ）を有する多数のハニカム構造体１２の端面上を、極めて精密かつ平行な表面に加工することを可能にする。例えば、長さ寸法（Ｌ）を最大幅寸法（Ｗ）（一般に直径）で除算した値と定義される縦横比が０．７５を超える高い縦横比を有する多孔質ハニカム構造体（ハニカム・フィルタまたはハニカム触媒基体等）が直ちに収容されかつ研磨される。これらのハニカム構造体は、例えば１．００を超える、または１．２５をも超える、長さ寸法（Ｌ）を最大幅寸法（Ｗ）で除算した値と定義される縦横比を示す。このような精密な表面状態、長さおよび平行度は、上述のような高い縦横比を有するものにおいても達成可能である。

研磨工程はさらに、ＣＮＣマシーン５４の研磨領域内にパレット６２を割出すステップ９４と、ハニカム構造体１２の第１の端面１８を研磨工具７２で研磨するステップ９６とを含む。研磨工具７２は、単一または多数径路、逆進パターン、および円形または直線径路を含むがこれらに限定されない複数のパターンを経由してハニカム構造体１２の第１端面１８を通過することができることに注目すべきである。先に切断された端面の研磨ステップの間、回転している研磨工具７２が、切断された端面に接触せしめられる。一例として、上記研磨工具は約１５．２〜４０．７ｃｍ（６〜１６インチ）の直径を有し、約１０００〜６０００rpm で回転せしめられる。工具の１回の通過毎に最大で約３ｍｍ（１／８インチ）が削られる。したがって、上記ハニカムは、最初にハニカムの目標長さを上回る長さに切断され、次いでハニカムが目標長さになるまで研磨されることを理解すべきである。最初に切断された端面１８の僅かな量の材料のみが除去される研磨ステップ９６により発生した塵は、第１端面１８と第２端面２０との間に延びる複数のセルチャンネル２２に、例えば研磨アセンブリ６０の近傍に取り付けられて配置されたノズル１００を通じて、エアのような気体流を吹き込むことによって除去される（ステップ９８）。

第１端面の研磨に続いて、ハニカム構造体１２は、研磨アセンブリ６０に対してハニカム構造体１２が反対側に向くように、研磨された第１端面と平行な軸線（垂直軸線等）の周りで研磨領域内に割り出される（ステップ１０２）。これにより、２番目に切断された端面２０が研磨工具７２の近傍に持ち来たされる。次の工程は、２番目に切断された端面２０の研磨ステップ１０４を含み、さらに研磨ステップ１０４で生じた塵をセルチャンネル２２から除去するエア吹込み・除塵ステップ１０６を含むが、これらはそれぞれ研磨ステップ９６およびエア吹込みステップ９８と同様の態様で行なわれる。この場合もやはり、僅かな量の材料のみがこの研磨ステップにおいて除去される。次にパレット６２がＣＮＣマシーン５４の切削領域からワーク装填・取外し領域へ割り出され、そこでフライス加工済みのハニカム構造体１２がアンクランプされ、割出し用取付け治具５８内から取り出される。このようにして、ハニカム構造体１２が所望の目標長さに研磨される。

上述の工程は、生の構造体の焼成後に、焼成されたハニカム構造体を研磨するステップ３６を含んでいるが、本発明の研磨方法は、ハニカム構造体１２の切断された端面１８，２０の研磨を、ハニカム構造体の製造工程内の種々の時点において実行することができる。一例として、上記研磨工程は、生のハニカム構造体の切断された端面の研磨に適用することができ、および／または焼成されかつ施栓されたハニカム構造体の端面の研磨に適用して、これにより、端面の壁の端部および栓の端部の双方を同時に研磨することができる。これに加えて、上記研磨工程は、焼成された両端面および焼成された（または焙焼された）栓の端部を同時に研磨するのに用いることができる。特に本発明の方法は、生のハニカム構造体の研磨ステップ１１２（図４）、焼成されたたハニカム構造体の研磨ステップ３６、焼成かつ施栓されたハニカム構造体の研磨ステップ１１４、および焼成された施栓されたハニカム構造体の研磨ステップ１１６を含む、製造工程全体中の多くの研磨工程の何れかを含む。

本発明の方法により、フィルタの研磨された端面１８，２０のそれぞれの優れた物理的特性が得られ、かつ優れた平行性、表面粗さのみでなく、目標長さと比較して、より正確な長さ（Ｌ）が提供される。本発明の方法は、０．７５を超える、１．００を超える、あるいは１．２５をも超えるＬ／Ｗ比を有するハニカム・フィルタおよびハニカム基体の両端面の仕上げに特に有用である。フィルタを正確な長さに仕上げる点に関し、切断された両端面の切削後、第１端面１８と第２端面２０との間で測定した場合に、得られたフィルタ１０全体の長さ（Ｌ）の標準偏差は、目標長さに対して０．３５ｍｍ以下、さらには０．１７５ｍｍ以下であることが好ましい。長さ（Ｌ）は、非接触式レーザーゲージによって、あるいは研磨された構造体が平面板上に置かれたときにダイアルインジケータ等の標準的な接触式測定計器によって測定される。上記端面を適当な回数の測定が行なわれて、目標長さからの長さのバラツキおよび標準偏差が測定される。本発明のさらに他の広範囲な態様によれば、本発明の方法は、第２端面２０に対する第１端面の平行度が０．４ｍｍ以下の、０．３ｍｍ以下の、または０．２５ｍｍ以下のハニカム・フィルタが得られる。平行度は、ハニカム構造体１２の一方の端面を平坦な測定面上に置くことによって測定されたときの最大と最小の高さ（長さ）の間の最大差値として定義される。

さらに、研磨加工作業が構造体１２の端面に平滑な表面を提供する。特に、この方法は、端面の加工された表面に、５．０μｍ以下が好ましい、または４．９μｍ以下の、あるいは３．９μｍ以下の表面粗さＲａを提供する。表面粗さＲａは、Zyglo New View 5000 白色光干渉計において、研磨された端面の表面がＩＳＯ４２８７/１に従う所定の方向に測定され、平均線からの表面凹凸部分の絶対偏差値の平均値として計算された算術平均粗さと定義される。走査は、両極性測定制御設定、走査長１５０μｍ、映像拡大４０倍、および１０μｍおよび１００μｍに設定された分析制御フィルタ上の高低の濾波周波数のそれぞれに基づく。

ハニカムの端面に平滑な表面を与えることは、正しいマスキングを阻止する端面の欠けおよび欠陥を取り除くのみでなく、表面の密着比（bearing ratio）の改善によって施栓作業を劇的に改善する。マスキングは、裏面が接着性フィルムを切削された端面上に貼り付け、次いで施栓されるべきセルに対応するマスクの位置に孔を開け（レーザー等により）、次いで施栓されるべきそれぞれのセル内に施栓用セメントを詰めることを含む。施栓用セメントは、施栓用マスクの孔を通じてセルチャンネル内に詰められる。本発明の態様によりフィルタをマスクしかつ施栓するのに用いられる施栓・マスキング方法および装置は、「微粒子フィルタのための施栓方法および装置」と題する米国特許出願公開第２００６/０１３１７８２号明細書および、「ハニカム構造体の選択的通気方法」と題する米国特許第４,５５７,７７３号明細書、ならびに「微粒子フィルターセルの施栓用マスク」と題する国際公開第２００６/０５５４０２号パンフレットに開示されている。

別の態様によれば、本発明の方法の機械加工作業は、好ましくは２５％以上の、より好ましくは３５％以上の密着比を備えた研磨された端面を有するハニカム構造体をさらに提供し、この密着比は、対象となる端面の研磨後に平坦な表面に接触し得る、ハニカム構造体の端面の表面積のパーセンテージとして定義される。これはマスキング作業後に得られる平坦な密閉領域の直接的測定である。密着比のパーセンテージが高い程、より平坦性の高い表面を意味し、裏面が接着性の施栓用マスクを用いた場合のマスクの接着性を向上させ、これにより不要な（誤った）栓の数を減らす結果となる、この密着比はまた、上述のかつ同じマシンセッティングを用いる白色光干渉計によっても計測される。ハニカム構造体の研磨された端面に接着されないマスクが使用された場合であっても、マスクの優れた位置整合性および端面の欠けの除去により、優れた施栓が達成されることは言うまでもない。

従来、ハニカム触媒基体およびフィルタ構造体は、ダイアモンド・チップ付きの鋸を用いて切断されていたので、切断された端面が比較的粗く、平行度および長さの管理の質が劣っていた。このことは、上述のようなハニカム構造体の製造を企てる場合に、特にハニカム構造体のセルチャンネルに対し施栓用セメントで栓を施すことを企てる場合に問題を生じていた。これらの問題は本発明によって克服された。

以上の説明において、ここに開示されている本発明の概念から離れることなしに、本発明に対して修正を施すことが可能なことは、当業者には直ちに理解されるであろう。かかる修正は、それは含まないと下記の請求項に明記されていない限り、下記の請求項に含まれると判断される。

９,１２ハニカム構造体
１０フィルタ
１８ハニカム構造体の第１端面
２０ハニカム構造体の第２端面
２２セルチャンネル
２４第１組のセルチャンネル
２６第２組のセルチャンネル
５４ＣＮＣフライス盤（ＣＮＣマシーン）
５８割出し用取付け治具
６０研磨アセンブリ
６２パレット
６４チャック
６６クランピング・アセンブリ
６８支持体
７２研磨工具
７４駆動軸
７６研磨工具の円筒状本体部
８２研磨体
８６スロット
８８研磨素子

Claims

第１の切断された端面および該第１の切断された端面の反対側の第２の切断された端面を有するハニカム体を提供するステップ、および
前記第１の切断された端面から或る長さの材料を除去して、前記ハニカム体の長さを短縮するステップ、
を含むセラミック・ハニカム体の形成方法であって、
前記材料を除去するステップが、回転する研磨工具を用いて前記第１の切断された端面から材料を摩滅により除去することを含み、かつ前記ハニカム体の前記材料を除去するステップ後の長さ（Ｌ）および前記ハニカム体の最大幅である幅（Ｗ）が、０．７５よりも大きいＬ／Ｗ比を示すことを特徴とする方法。
前記ハニカム体の前記第１の切断された端面から材料を除去するステップが、ダイアモンド回転砥石を接触させることを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
前記ハニカム体の前記第１の切断された端面から材料を除去するステップが、前記第１の切断された端面に沿ってダイアモンド回転砥石を逆進パターンで移動させることを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
前記材料を除去するステップが、ダイアモンド回転砥石の軸線を前記第１の切断された端面を横断して移動させることを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
前記ハニカム体を、前記研磨された端面に平行な軸線の周りに回転させ、次いで前記ハニカム体の前記第２の切断された端面から材料を除去するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
側面、第１端面、該第１端面の反対側の第２端面、および最大幅（Ｗ）、ならびに前記第１端面と前記第２端面との間に画成された長さ（Ｌ）を有するハニカム体を備え、前記第１および第２端面の少なくとも一方が５．０μｍ未満の表面粗さＲａを有し、かつ前記ハニカム体が０．７５よりも大きいＬ／Ｗ比を示すことを特徴とするセラミック・ハニカム構造体。