JP2013059762A - ハニカム構造体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】印刷用スクリーン33を備えた製版32に電極用ペースト31を付着させ、側面5が曲面である筒状のセラミックハニカム成形体100の側面5を、製版32の印刷用スクリーン33を介してスキージ34で押圧した状態で、セラミックハニカム成形体100を回転させるとともに製版32をセラミックハニカム成形体100の側面5に沿って直線的に移動させて、スキージ34によって、電極用ペースト31を印刷用スクリーン33を透過させてセラミックハニカム成形体100の側面5に塗布する未焼成電極形成操作を2回行う、未焼成電極付きハニカム成形体形成工程と、未焼成電極付きハニカム成形体を焼成してハニカム構造体を得るハニカム構造体形成工程とを有するハニカム構造体の製造方法。
【選択図】図1
Description
(1−1)未焼成電極付きハニカム成形体形成工程;
本発明のハニカム構造体の製造方法の一の実施形態における未焼成電極付きハニカム成形体形成工程は、以下の通りである。すなわち、図1、図2に示されるように、未焼成電極形成操作を2回行って、セラミックハニカム成形体の側面に一対の未焼成電極(電極用ペーストの膜)を形成して未焼成電極付きハニカム成形体を作製する工程である。そして、未焼成電極形成操作は、まず、印刷用スクリーン33を備えた製版32に電極用ペースト31を付着させる。そして、セラミックハニカム成形体100の側面5を、上記製版32の印刷用スクリーン33を介してスキージ34で押圧した状態とする。セラミックハニカム成形体100は、流体の流路となる一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁と、最外周に位置する外周壁とを有し、側面が曲面の筒状である。そして、その状態で、セラミックハニカム成形体100を中心軸を中心に回転させるとともに、製版32をセラミックハニカム成形体100の回転に同期させてセラミックハニカム成形体100の側面5に沿って直線的に移動させる。これにより、スキージ34によって、印刷用スクリーン33の「セラミックハニカム成形体100と接触する面に対して反対側の面」に付着している電極用ペースト31を印刷用スクリーン33を透過させてセラミックハニカム成形体100の側面5に塗布する。本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、セラミックハニカム成形体の形状は、円筒状である。未焼成電極形成操作を2回行うことにより、一対の未焼成電極を形成している。
次に、未焼成電極付きハニカム成形体を焼成して、図6、図7に示すような、側面に一対の電極を有するハニカム構造体300を作製する。未焼成電極付きハニカム成形体を焼成する際には、セラミックハニカム成形体がハニカム成形体を焼成したものである場合には、未焼成電極が焼成される。そして、セラミックハニカム成形体がハニカム成形体を乾燥したものである場合には、セラミックハニカム成形体及び未焼成電極が焼成される。図6は、本発明のハニカム構造体の製造方法の一の実施形態によって製造されたハニカム構造体を模式的に示す斜視図である。図7は、本発明のハニカム構造体の製造方法の一の実施形態によって製造されたハニカム構造体の、セルの延びる方向に平行な断面を示す模式図である。
次に、本発明のハニカム構造体の製造方法の一の実施形態で得られるハニカム構造体について説明する。
炭化珪素(SiC)粉末と金属珪素(Si)粉末とを80:20の質量割合で混合した。そして、これに、バインダとしてヒドロキシプロピルメチルセルロース、造孔材として吸水性樹脂を添加すると共に、水を添加して成形原料とし、成形原料を真空土練機により混練し、円柱状の坏土を作製した。バインダの含有量は炭化珪素(SiC)粉末と金属珪素(Si)粉末の合計を100質量部としたときに7質量部であった。造孔材の含有量は炭化珪素(SiC)粉末と金属珪素(Si)粉末の合計を100質量部としたときに3質量部であった。水の含有量は炭化珪素(SiC)粉末と金属珪素(Si)粉末の合計を100質量部としたときに42質量部であった。炭化珪素粉末の平均粒子径は20μmであり、金属珪素粉末の平均粒子径は6μmであった。また、造孔材の平均粒子径は、20μmであった。炭化珪素、金属珪素及び造孔材の平均粒子径は、レーザー回折法で測定した値である。
未焼成電極付きハニカム成形体形成工程の効果を確認するため、柱状体に、上記実施例1における未焼成電極付きハニカム成形体形成工程の操作を行い、当該柱状体の側面に未焼成電極(電極用ペーストの膜)を形成した。柱状体としては、図9に示されるような、「円柱形状において側面の軸方向中央部が細くなるように凹んだ形状」の柱状体Aを用いた。図9は、参考例で使用した柱状体Aの形状を模式的に示す側面図である。
柱状体に、実施例1の「未焼成電極付きハニカム成形体形成工程の操作」を、同じ位置で2回行い(電極用ペーストを重ね塗りし)、柱状体の側面に未焼成電極(電極用ペーストの膜)を形成した。柱状体としては、図9に示されるような、「円柱形状において側面の軸方向中央部が細くなるように凹んだ形状」の柱状体Aを用いた。また、柱状体としては、側面の凹み(曲がり)Bが1.0mmのものを使用した。柱状体の材質は、ケミカルウッドであった。
スキージの硬度を60度とし、スキージ長さ(長手方向の長さ)、印刷用スクリーンのテンション、乳剤厚さを表1のようにした以外は、実施例1と同様にしてハニカム構造体を作製した。スキージの形状は、印刷用スクリーンに接する「端部」が、先端が薄くなるようにテーパー状に形成された形状とした。得られたハニカム構造体について、電極の測定箇所(第1の測定箇所61、第2の測定箇所62、第3の測定箇所63、第4の測定箇所64(図13参照))の「厚さ」及び「表面粗さ」を測定した。結果を表1に示す。表1の「評価」の欄は、「電極の厚さ」のばらつき及び「電極の表面粗さ」のばらつきの、両方が「極めて良好」である場合を「A」とし、少なくとも一方が「良好」である場合を「B」とした。「電極の厚さ」については、最大値と最小値の差が、10μm以下の場合、ばらつきが「極めて良好」であるとし、最大値と最小値の差が、10μm超、20μm以下の場合、ばらつきが「良好」であるとした。「電極の表面粗さ」については、最大値と最小値の差が、1.00μm以下の場合、ばらつきが「極めて良好」であるとし、最大値と最小値の差が、1.00μm超、3.00μm以下の場合、ばらつきが「良好」であるとした。尚、「バラツキが極めて良好」とは、バラツキが極めて小さいということを意味し、「バラツキが良好」とは、バラツキが小さいということを意味する。
Claims (5)
- 印刷用スクリーンを備えた製版に電極用ペーストを付着させ、流体の流路となる一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁と、最外周に位置する外周壁とを有し、側面が曲面である筒状のセラミックハニカム成形体の前記側面を、前記製版の印刷用スクリーンを介してスキージで押圧した状態で、前記セラミックハニカム成形体を中心軸を中心に回転させるとともに前記製版を前記セラミックハニカム成形体の回転に同期させて前記セラミックハニカム成形体の側面に沿って直線的に移動させて、前記スキージによって、前記製版に付着していた電極用ペーストを前記印刷用スクリーンを透過させて前記セラミックハニカム成形体の側面に塗布する未焼成電極形成操作を2回行って、前記セラミックハニカム成形体の側面に一対の未焼成電極を形成して未焼成電極付きハニカム成形体を作製する未焼成電極付きハニカム成形体形成工程と、
前記未焼成電極付きハニカム成形体を焼成して、側面に一対の電極を有するハニカム構造体を得るハニカム構造体形成工程とを有するハニカム構造体の製造方法。 - 前記製版の印刷用スクリーンの厚さが、22〜300μmである請求項1に記載のハニカム構造体の製造方法。
- 前記スキージの硬度が、30〜90度である請求項1又は2に記載のハニカム構造体の製造方法。
- 前記スキージで前記セラミックハニカム成形体を押圧する際の圧力が、0.05〜0.4MPaである請求項1〜3のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
- 前記未焼成電極付きハニカム成形体形成工程において、未焼成電極付きハニカム成形体のセルの延びる方向に直交する断面において、それぞれの未焼成電極の、セラミックハニカム成形体の外周方向における中央部同士、を結ぶ方向と、一部の隔壁の延びる方向とが±15°の範囲で一致するように未焼成電極付きハニカム成形体を作製する請求項1〜4のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
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