JP2014065234A - ディーゼルパティキュレートフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】切り屑及びバリを容易に除去することができ、且つ製造効率を向上させることができるディーゼルパティキュレートフィルタの製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明に係るディーゼルパティキュレートフィルタ１７０の製造方法は、互いに平行な複数の貫通孔７０ａが形成された柱状のハニカム構造体７０を用いる。ハニカム構造体７０は、複数の貫通孔７０ａの一方の開口部が位置する第一端面と、第一端面の反対側に位置し、複数の貫通孔７０ａの他方の開口部が位置する第二端面と、を有する。本発明は、ハニカム構造体７０を複数の貫通孔７０ａに略直角な方向に切断しながら、空気を第一端面へ略垂直に噴射すると同時に空気を第二端面の側で吸引することにより、ハニカム構造体に付着した切り屑及びバリを除去する切断工程を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、ディーゼルパティキュレートフィルタの製造方法に関する。

従来、ディーゼルエンジンなどの内燃機関から排出される排ガスに含まれるカーボン粒子等の微細粒子を捕集するためのディーゼルパティキュレートフィルタ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）として、多孔質のセラミックスからなるハニカム構造体が用いられている（下記特許文献１参照。）。

ハニカム構造体は柱状体である。柱状のハニカム構造体には、その対向する端面間を貫通する複数の貫通孔（セル）が形成されている。ハニカム構造体の一方の端面（第一端面）では、貫通孔の開口部と封口部で塞がれた貫通孔の端部とが、格子状に交互に配置されている。第一端面に開口部が位置する貫通孔は、第一端面と反対側の第二端面において封口部で塞がれている。また、第一端面において端部が封口部で塞がれている貫通孔は、第二端面側に開口部を有する。よって、第二端面においても、貫通孔の開口部と封口部で塞がれた貫通孔の端部とが、格子状に交互に配置されている。

特開２００８−１１９６６３号公報

ディーゼルパティキュレートフィルタの製造では、セラミックスの原料粉末（焼成によりセラミックスになるもの）、造孔剤、有機バインダ及び溶媒等を混練機等により混合して原料混合物を調製する。この原料混合物を、格子状の開口部を有するダイを備える押出成形機を用いて成形して、これを乾燥することにより、複数の貫通孔が形成された長尺の柱状体を形成する。長尺の柱状体を加工に適した寸法に切断して、ハニカム構造体（グリーン成形体）を形成する。なお、グリーン成形体とは焼成前の成形体を意味する。さらに、グリーン成形体の寸法を正確に調整するための切断工程を実施する。切断工程後、グリーン成形体の貫通孔の封口工程、仮焼工程及び焼成工程等を経て、ディーゼルパティキュレートフィルタが完成する。

上記の切断工程では、大量の切り屑が発生したり、バリ（ｂｕｒｒ）が切断面に形成されたりする。切り屑は、切断に用いる刃（ダイヤモンドソー等）の目詰まりを起こし、正確な切断工程の実施が困難になることがある。また、切り屑及びバリが切断面に残存したり、貫通孔中に残存したりした場合、正確な封口工程の実施が困難になる。また切り屑及びバリが、貫通孔に詰まってディーゼルパティキュレートフィルタの排気性能を低下させたり、ディーゼルパティキュレートフィルタの使用時に排気ガスと共に大気中に放出されたりする。これらの問題を防止するためには、ディーゼルパティキュレートフィルタの製造過程において切り屑やバリを除去する必要がある。

しかしながら、焼結していないグリーン成形体の端面（切断面）はもろいため、ブラシを用いて切り屑及びバリを端面から除去すると、端面が破損する場合がある。また、グリーン成形体の貫通孔内の切り屑を除去することは困難である。さらに、切り屑及びバリの除去に時間を要する結果、ディーゼルパティキュレートフィルタの製造効率が低下する。

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、切り屑及びバリを容易に除去することができ、且つ製造効率を向上させることができるディーゼルパティキュレートフィルタの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るディーゼルパティキュレートフィルタの製造方法の一態様は、互いに平行な複数の貫通孔が形成された柱状のハニカム構造体を用いたディーゼルパティキュレートフィルタの製造方法であって、ハニカム構造体は、複数の貫通孔の一方の開口部が位置する第一端面と、第一端面の反対側に位置し、複数の貫通孔の他方の開口部が位置する第二端面と、を有し、ハニカム構造体を複数の貫通孔に略直角な方向に切断しながら、空気を第一端面へ略垂直に噴射すると同時に空気を第二端面の側で吸引することにより、ハニカム構造体に付着した切り屑及びバリを除去する切断工程を備える。

上記本発明の切断工程では、空気を第一端面へ噴射する噴射装置を、第一端面側に設置し、空気を第二端面の側で吸引する吸引装置を、第二端面側に設置し、ハニカム構造体を切断する刃を噴射装置と吸引装置との間に設置し、ハニカム構造体を刃に向かって移動させてもよい。

上記本発明の切断工程では、空気を第一端面へ噴射する噴射装置を、第一端面の全体に対向させ、空気を第二端面の側で吸引する吸引装置を、第二端面の全体に対向させ、ハニカム構造体を噴射装置と吸引装置との間に配置した状態を維持しながら、ハニカム構造体、噴射装置及び吸引装置を、ハニカム構造体を切断する刃に向かって一体的に移動させてもよい。

上記本発明の一態様では、切断工程は、第一端面の一部分である第一導入部へ略垂直に空気を噴射すると同時に、第二端面において第一導入部の反対側に位置する第一吸引部から空気を吸引する第一ステップと、第二端面の一部分であって第一吸引部とは別の部分である第二導入部へ略垂直に空気を噴射すると同時に、第一端面のうち第二導入部の反対側に位置する第二吸引部から空気を吸引する第二ステップと、を有し、ハニカム構造体の切断、第一ステップ及び第二ステップを同時に行ってもよい。

上記本発明の切断工程では、空気を第一導入部へ噴射すると同時に空気を第二吸引部から吸引する第一集塵装置を、第一端面側に設置し、空気を第二導入部へ噴射すると同時に空気を第一吸引部から吸引する第二集塵装置を、第二端面側に設置し、ハニカム構造体を切断する刃を第一集塵装置と第二集塵装置との間に設置し、ハニカム構造体を刃に向かって移動させてもよい。

上記本発明の切断工程では、空気を第一導入部へ噴射すると同時に空気を第二吸引部から吸引する第一集塵装置を、第一端面の全体に対向させ、空気を第二導入部へ噴射すると同時に空気を第一吸引部から吸引する第二集塵装置を、第二端面の全体に対向させ、ハニカム構造体を第一集塵装置と第二集塵装置との間に配置した状態を維持しながら、ハニカム構造体、第一集塵装置及び第二集塵装置を、ハニカム構造体を切断する刃に向かって一体的に移動させてもよい。

本発明によれば、切り屑及びバリを容易に除去することができ、且つ製造効率を向上させることができるディーゼルパティキュレートフィルタの製造方法を提供することが可能となる。

図１（ａ）は、本発明の一実施形態で用いられるグリーン成形体（乾燥したハニカム構造体）の斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のグリーン成形体の端面を示す。 図２は、本発明の切断工程の第一態様を示す模式図である。 図３（ａ）は、図２に示す空気の噴射装置の一態様の正面図であり、図３（ｂ）は、図２に示す空気の噴射装置の別の態様の正面図である。 図４は、本発明の切断工程の第二態様を示す模式図である。 図５は、図４に示す空気の噴射装置の正面図である。 図６は、本発明の切断工程の第三態様を示す模式図である。 図７は、図６に示す第一除塵装置及び第二除塵装置の正面図である。 図８（ａ）は、本発明の一実施形態によって製造されたディーゼルパティキュレートフィルタの斜視図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のディーゼルパティキュレートフィルタの端面を示す。 図９は、図８（ａ）に示すディーゼルパティキュレートフィルタのＩＸ−ＩＸ線断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の好適な一実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、同一又は同等の要素については同一の符号を付す。また、上下左右の位置関係は図面に示す通りであるが、寸法の比率は図面に示すものに限定されない。

[ディーゼルパティキュレートフィルタの製造方法]
（原料混合物の調製工程）
セラミックスの原料粉末、有機バインダ及び添加物等を混練機等により混合して、原料混合物を調製する。

セラミックスの原料粉末としては、アルミナ、シリカ、ムライト、コーディエライト、ガラス、チタン酸アルミニウム等の酸化物、シリコンカーバイド、窒化珪素等が挙げられる。なお、チタン酸アルミニウムは、更に、マグネシウム及び／又はケイ素を含むことができる。セラミックスの原料粉末は、これらに限定されない。

チタン酸アルミニウム又はチタン酸アルミニウムマグネシウムからなるディーゼルパティキュレートフィルタを製造する場合、原料粉末は、αアルミナ粉等のアルミニウム源粉末、及び、アナターゼ型やルチル型のチタニア粉末等のチタニウム源粉末を含む。原料粉末は、必要に応じて、更に、マグネシア粉末やマグネシアスピネル粉末等のマグネシウム源粉末及び／又は、酸化ケイ素粉末やガラスフリット等のケイ素源粉末を含むことができる。

有機バインダとしては、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロースなどのセルロース類；ポリビニルアルコールなどのアルコール類；リグニンスルホン酸塩が挙げられる。

添加物としては、例えば、造孔剤、潤滑剤及び可塑剤、分散剤、溶媒が挙げられる。

造孔剤としては、グラファイト等の炭素材；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル等の樹脂類；でんぷん、ナッツ殻、クルミ殻、コーンなどの植物材料；氷；及びドライアイス等などが挙げられる。

潤滑剤及び可塑剤としては、グリセリンなどのアルコール類；カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラキジン酸、オレイン酸、ステアリン酸などの高級脂肪酸；ステアリン酸アルミニウムなどのステアリン酸金属塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル（ＰＯＡＡＥ）などが挙げられる。

分散剤としては、例えば、硝酸、塩酸、硫酸などの無機酸；シュウ酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、乳酸などの有機酸；メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類；ポリカルボン酸アンモニウムなどの界面活性剤などが挙げられる。

溶媒としては、アルコール類及び水などを用いることができる。アルコール類としては、例えば、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノールなどの一価アルコール類；プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールなどの二価アルコール類；などを用いることができる。

（原料混合物の成形工程）
格子状の開口部を有するダイを備える押出成形機を用いて、上述の原料混合物を成形して、複数の貫通孔が形成された長尺の柱状体を形成する。なお、押出成形機内で原料混合物を混練してもよい。

（切断工程）
乾燥前の柱状体を加工に適した寸法に切断して、グリーン成形体（ハニカム構造体）を形成し、続いてグリーン成形体を熱風やマイクロウエーブ等により乾燥して溶媒を除去する。または、長尺の柱状体を熱風やマイクロウエーブ等により乾燥して溶媒を除去し、乾燥した柱状体を加工に適した寸法に切断して、グリーン成形体を形成してもよい。これらの１度目の切断工程では、柱状体の切断面（グリーン成形体の端面）にバリが形成されたり、グリーン成形体の端面又は貫通孔の内部に切り屑が付着したりする。特に、十分に乾燥していない柱状体を切断した場合、柱状体の切断面にバリが形成され易い。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、グリーン成形体（ハニカム構造体７０）は円柱である。ハニカム構造体７０は、その中心軸に平行である複数の隔壁７０ｃを有する。つまり、ハニカム構造体７０は、その中心軸方向に垂直な断面において格子構造を有する。換言すれば、ハニカム構造体７０には、同一方向（中心軸方向）に延びる多数の貫通孔７０ａ（流路）が形成されており、各貫通孔７０ａは隔壁７０ｃによって隔てられる。複数の貫通孔７０ａは互いに平行である。ハニカム構造体７０の第一端面とその反対側の第二端面に各貫通孔の開口部が位置している。各貫通孔７０ａはハニカム構造体７０の両端面に垂直である。各隔壁７０ｃが互いになす角は、特に限定されず、９０°であってもよく、１２０°であってもよい。

１度目の切断工程後、ハニカム構造体７０の寸法を正確に調整するための切断工程（２度目の切断工程）を実施する。２度目の切断工程では、ハニカム構造体７０の切断、バリの除去、及び切断に伴って発生する切り屑の除去を同時に並行して行う。

＜切断工程の第一態様＞
図２及び図３を参照しながら、２度目の切断工程の第一態様について説明する。図２、４、６に記載の符号３２は、切り屑又はバリを示す。図２、４、６に記載の矢印は、空気の流れる方向を示す。

切断工程では、刃３４、空気の噴射装置２０（第一噴射装置）及び吸引装置２６を用いる。噴射装置２０が備えるノズル２２の開口部２２ａと、吸引装置２６の吸気口２８とを対向させる。開口部２２ａと、吸気口２８との間に、刃３４（ダイヤモンドソー等）を設置する。刃３４は吸気口２８寄りに配置される。刃３４、噴射装置２０及び吸引装置２６の各位置は常に固定されている。噴射装置２０は、コンプレッサー（圧縮機）又はガスボンベと接続され、ノズル２２の開口部２２ａから、高圧の空気を噴射することができる。

ハニカム構造体７０の側壁を刃３４に直行させた状態で、その側壁のうち切断面ｃと直交する箇所を刃３４に当接する。ハニカム構造体７０の第一端面を、噴射装置２０側に配置する。第一端面を、ノズル２２の開口部２２ａに対向させる。噴射装置２０においてノズル２２が配置された面の長手方向の幅は、第一端面の直径以上である。噴射装置２０においてノズル２２が配置された面の短手方向の幅は、第一端面の直径よりも小さい。よって、第一端面の一部のみが、ノズル２２の開口部２２ａに対向する。ノズル２２の数及び配置は限定されない。図３（ａ）に示すように、複数のノズル２２が、噴射装置２０の長手方向に並んでいてもよい。図３（ｂ）に示すように、噴射装置２０が、長方形状の開口部２２ａを有する１つのノズル２２を備えてもよい。

ハニカム構造体７０の第二端面を吸引装置２６側に配置する。吸引装置２６の吸気口２８の長手方向の幅は、第二端面の直径以上であるが、吸気口２８の短手方向の幅は、第二端面の直径よりも小さい。よって、第二端面の一部のみが、吸気口２８に対向する。ただし、吸気口２８の形状及び大きさは上記のものに限定されない。

切断工程では、刃３４を用いてハニカム構造体７０を複数の貫通孔７０ａに略直角な方向に切断しながら、高圧の空気を第一端面に略垂直な方向においてノズル２２から第一端面へ向けて噴射すると同時に、第二端面側において空気を吸引装置２６で吸引する。つまり、ハニカム構造体７０の切断、空気の噴射及び吸引を同時に行う。そして、切断の進行に伴って、ハニカム構造体７０を刃３４に向けて平行に移動させる。

第一端面への空気の噴射により、第一端面に付着した切り屑及びバリが除去される。第一端面に噴射された空気が各貫通孔に導入されると、貫通孔が本来有する整流効果によって、空気の流速が増加する。この空気の流れが、第一端面から脱離した切り屑及びバリ、及び各貫通孔中にある切り屑を第二端面側へ運び、ハニカム構造体７０から排出する。排出された切り屑及びバリは、空気と共に、吸気口２８へ吸引される。この整流効果は、第一端面への空気の噴射のみならず、第二端面側における空気の吸引を同時に行うことによって、顕現するものである。第一端面への空気の噴射のみでは、切り屑及びバリをハニカム構造体７０から十分に除去することは困難である。

第二端面側における空気の吸引を行わなかった場合、第一端面への空気の噴射によってハニカム構造体７０から脱離した切り屑及びバリが飛散してしまうため、その捕集が困難になる。しかし、本実施形態では、第二端面側における空気の吸引によって切り屑及びバリを確実に捕集することができる。また、第一端面への空気の噴射のみでは、第二端面に付着した切り屑及びバリを除去することが困難である。しかし、本実施形態では、第二端面側における空気の吸引により、第二端面に付着した切り屑及びバリも除去される。

本実施形態では、ブラシ等を各端面に直接接触させることなく、切り屑及びバリを除去することが可能であるので、各端面が破損する恐れがない。

本実施形態では、１度目の切断工程で発生した切り屑及びバリ、並びに２度目の切断工程で発生する切り屑及びバリを、ハニカム構造体７０の切断と同時に除去することが可能である。したがって、本実施形態では、ハニカム構造体７０の切断と切り屑及びバリの除去とを個別に実施する場合に比べて、これらに要するタクトを短縮することができ、ディーゼルパティキュレートフィルタの製造効率が向上する。なお、製造効率を著しく損なわない限り、２度目の切断工程後に上記と同様の方法で切り屑及びバリの除去を行ってもよい。

本実施形態では、ハニカム構造体７０の２度目の切断と、２度目の切断に伴って発生する切り屑及びバリの除去とを同時に行うので、切り屑による刃の目詰まりを抑制することができる。

切断工程の第一態様によれば、切断の進行に伴うハニカム構造体７０の平行移動により、第一端面及び第二端面の全体がそれぞれ噴射装置及び吸引装置によって掃引される。その結果、切り屑及びバリがハニカム構造体７０全体から除去される。

切断工程の第一態様では、下記の第二態様及び第三態様に比べて小さい噴射装置及び吸引装置を用いる。また、切断工程の第一態様では、下記の第二態様及び第三態様とは異なり、噴射装置及び吸引装置が固定されるので、これらの移動機構（可動部）が不要である。したがって、切断工程の第一態様では、下記の第二態様及び第三態様に比べて、切断装置全体の小型化及び簡潔化が可能になる。切断工程の第一態様では、噴射装置をコンプレッサー又はガスボンベの近傍に固定することができる。よって切断工程の第一態様によれば、噴射装置のノズルとコンプレッサー又はガスボンベとの間の距離（高圧の空気の移動距離）を、下記の第二態様及び第三態様に比べて短縮することができる。空気の移動距離の短縮により、移動に伴う空気の圧力の減少が抑制される。したがって、切断工程の第一態様では、下記の第二態様及び第三態様に比べて空気の噴射量を節約することもできる。

＜切断工程の第二態様＞
図４及び図５を参照しながら、２度目の切断工程の第二態様について説明する。以下では、第二態様と第一態様との相違点について説明し、両態様に共通する事項についての説明は省略する。

切断工程の第二態様でも、刃３４の位置は固定される。第二態様では、噴射装置２０、ハニカム構造体７０及び吸引装置２６の相対的位置関係は常に固定されるが、噴射装置２０、ハニカム構造体７０及び吸引装置２６は一体的に刃３４に向かって平行に移動することができる。第二態様では、第一態様で用いたものよりも大型の噴射装置２０及び吸引装置２６を用いる。

噴射装置２０において複数のノズル２２が配置された面の形状・面積は、ハニカム構造体７０の第一端面と略同じである。噴射装置２０において複数のノズル２２が配置された面が、第一端面の全体に対向する。なお、ノズル２２の数及び配置は図５に示すものに限定されない。吸引装置２６の吸気口２８の形状・開口面積は、ハニカム構造体７０の第二端面と略同じである。吸気口２８は第二端面の全体に対向する。ただし、吸気口２８の形状及び幅は図４に示すものに限定されない。

切断工程の第二態様でも、ハニカム構造体７０の切断、空気の噴射及び吸引を同時に並行して行う。そして、切断の進行に伴って、噴射装置２０、ハニカム構造体７０及び吸引装置２６の相対的位置関係を固定しながら、これらを一体的に刃３４に向けて平行に移動させる。切断工程の第二態様においても、第一態様と同様の理由により、ハニカム構造体７０の切断と同時に、切り屑及びバリをハニカム構造体７０から除去することができる。また、切断工程の第二態様では、噴射装置２０が空気を第一端面の全体に噴射し続けることと並行して、吸気口２８が空気を第二端面の全体から吸引し続ける。したがって、切断工程の第二態様では、小型の噴射装置及び吸引装置によって第一端面及び第二端面を掃引する第一態様に比べて、より確実に切り屑及びバリをハニカム構造体７０から除去することができる。よって、第二態様では、第一態様に比べて、２度目の切断工程後に、切り屑及びバリの除去工程を行う必要性が小さい。

＜切断工程の第三態様＞
図６及び図７を参照しながら、２度目の切断工程の第三態様について説明する。以下では、第三態様と第一態様との相違点について説明し、両態様に共通する事項についての説明は省略する。

切断工程の第三態様でも、刃３４の位置は固定される。第三態様では、噴射装置２０の代わりに第一除塵装置６０ｂを用い、吸引装置２６の代わりに第二除塵装置６０ａを用いる。第三態様では、第一除塵装置６０ｂ、ハニカム構造体７０及び第二除塵装置６０ａの相対的位置関係は常に固定される。第一除塵装置６０ｂ、ハニカム構造体７０及び第二除塵装置６０ａは、一体的に刃３４に向かって平行に移動することができる。

図７（ｂ）に示すように、第一除塵装置６０ｂは、複数のノズル２２が並んだ部分（以下、「第一噴射部」という。）を有する。第一除塵装置６０ｂは、複数の第一噴射部を有し、第一噴射部の間には第一吸気口２８が形成されている。第一噴射部に位置する各ノズル２２は、第一態様及び第二態様のノズル２２と同様に、高圧の空気を噴射する。図７（ａ）に示すように、第二除塵装置６０ａは、複数のノズル２２が並んだ部分（以下、「第二噴射部」という。）を有する。第二除塵装置６０ａは、複数の第二噴射部を有し、第二噴射部の間には第二吸気口２８が形成されている。第二噴射部に位置する各ノズル２２も、高圧の空気を噴射する。なお、各噴射部に配置されるノズル２２の数及び開口部２２ａの形状は、図７（ａ）、７（ｂ）に示すものに限定されない。各吸気口２８の形状及び大きさは図７（ａ）、７（ｂ）に示すものに限定されない。

切断工程の第三態様では、第一除塵装置６０ｂが有する各第一噴射部が、第二除塵装置６０ａに形成された各第二吸気口２８に対向する。そして、第二除塵装置６０ａが有する各第二噴射部が、第一除塵装置６０ｂに形成された各第一吸気口２８に対向する。このような位置関係を固定した状態で、第一除塵装置６０ｂと第一除塵装置６０ｂとの間に、ハニカム構造体７０を配置する。

第一除塵装置６０ｂにおいて第一噴射部及び第一吸気口が配置された面全体の形状・面積は、ハニカム構造体７０の第一端面と略同じである。第一除塵装置６０ｂにおいて第一噴射部及び第一吸気口が配置されたが配置された面は、第一端面の全体に対向する。

第二除塵装置６０ａにおいて第二噴射部及び第二吸気口が配置された面全体の形状・面積は、第二端面と略同じである。第二除塵装置６０ａにおいて第二噴射部及び第二吸気口が配置された面は、第二端面の全体に対向する。

ハニカム構造体７０の第一端面において、第一噴射部に対向する部分を「第一導入部」という。ハニカム構造体７０の第二端面において、第二吸気口に対向する部分を「第一吸引部」という。第一端面の第一導入部の反対側には、第二端面の第一吸引部が位置する。

ハニカム構造体７０の第二端面において、第二噴射部に対向する部分を「第二導入部」という。ハニカム構造体７０の第一端面において、第一吸気口に対向する部分を「第二吸引部」という。第二端面の第二導入部の反対側には、第一端面の第二吸引部が位置する。

切断工程の第三態様では、ハニカム構造体７０の切断と、以下の第一ステップ及び第二ステップとを、同時に並行して行う。

第一ステップでは、第一端面に略垂直な方向において、高圧の空気を第一噴射部から第一端面の第一導入部に向けて噴射する。この噴射と同時に、第二端面に略垂直な方向において、空気を第二端面の第一吸引部から第二吸気口で吸引する。換言すれば、第一端面の第一導入部に導入された空気は、貫通孔内を第二端面に向かって流れて、第一吸引部から排出される。

第二ステップでは、第二端面に略垂直な方向において、高圧の空気を第二噴射部から第二端面の第二導入部に向けて噴射する。この噴射と同時に、第一端面に略垂直な方向において、空気を第一端面の第二吸引部から第一吸気口で吸引する。換言すれば、第二端面の第二導入部に導入された空気は、貫通孔内を第一端面に向かって流れて、第二吸引部から排出される。

以上のように、切断工程の第三態様でも、ハニカム構造体７０の切断、空気の噴射及び吸引を同時に並行して行う。そして、切断の進行に伴って、第一除塵装置６０ｂ、ハニカム構造体７０及び第二除塵装置６０ａの相対的位置関係を固定しながら、これらを一体的に刃３４に向けて平行に移動させる。切断工程の第三態様においても、第一態様と同様の理由により、ハニカム構造体７０の切断と同時に、切り屑及びバリをハニカム構造体７０から除去することができる。また、切断工程の第三態様では、空気の噴射及び吸引をハニカム構造体７０の両端面の側で行う。したがって、切断工程の第三態様では、切り屑及びバリをハニカム構造体７０の両端面から均一に且つ確実に除去することができる。

上記第一態様、第二態様及び第三態様では、各ノズル２２から噴射する空気の圧力は、０．３〜１．５ＭＰａ程度であればよく、０．５〜２ＭＰａであってもよく、０．２〜１ＭＰａであってもよい。各ノズル２２から噴射される空気の流速は３０〜５０ｍ／ｓ程度であればよい。各吸気口２８で吸引される空気の流速は１〜２０ｍ／ｓ程度であればよい。

上記第一態様第二態様及び第三態様では、第一噴射装置２０及び除塵装置６０ａ、６０ｂとは別の噴射装置３０（第二噴射装置）を第二端面の横に配置してもよい。それぞれそして、上記切断工程と同時に、第二端面（又は切断面ｃ）と成す角度（角度θ）が０〜４５°である方向において、高圧の空気を噴射装置３０から第二端面に向けて噴射してもよい。空気が第二端面に向けて噴射されない場合、切り屑及びバリが第二端面に残存することがある。しかし、高圧の空気を第二端面と成す角度（角度θ）が０〜４５°である方向から第二端面に噴射することにより、第二端面に残存した切り屑及びバリを確実に除去することが可能となる。なお、第二噴射装置３０のノズル２２から噴射する空気の圧力は０．３ＭＰａ程度であればよい。第三態様では、第二端面の横に設置した噴射装置３０とは別の噴射装置３０（第二噴射装置）を、第一端面の横に配置してもよい。そして第三態様では、上記切断工程と同時に、第一端面（又は切断面ｃ）と成す角度（角度θ）が０〜４５°である方向において、高圧の空気を噴射装置３０から第一端面に向けて噴射してもよい。

（封口工程）
封口工程では、ハニカム構造体７０において複数の貫通孔７０ａの一方の開口部が位置する第一端面に第一マスクを貼り付ける。第一マスクでは、貫通孔７０ａと略同様の寸法を有するマスク部と複数の開口部とが千鳥状に配置されている。各貫通孔７０ａと各マスク部及び開口部とが重なるように、ハニカム構造体７０の第一端面に第一マスクを貼り付ける。また、ハニカム構造体７０において第一端面とは反対側の第二端面に、第二マスクを貼り付ける。第二マスクが有する開口部とマスク部の配置関係は第一マスクとは真逆である。したがって、第一端面側で第一マスクのマスク部に塞がれた貫通孔７０ａは、第二端面側で第二マスクの開口部と重なる。第二端面側で第二マスクのマスク部に塞がれた貫通孔７０ａは、第一端面側で第一マスクの開口部と重なる。したがって、ハニカム構造体７０に形成された複数の貫通孔７０ａのいずれも、第一端面又は第二端面のいずれか一方において開いており、他方においてマスク部で塞がれる。

第一端面に対する封口工程では、第一マスクの開口部と重なる各貫通孔７０ａの開口部（端部）内に上記の封口材を導入する。なお、貫通孔７０ａに封口材を導入した後、ハニカム構造体７０全体を振動器により振動させてもよい。これにより、貫通孔７０ａの端部の隙間に隈なく封口材が充填され易くなる。封口材としては、上記の原料混合物と略同様の物を用いればよい。

以上の第一端面に対する封口工程後、第一端面に対する封口工程と同様に、第二マスクが貼られた第二端面に対する封口工程を実施する。両端面に封口工程を施した後に、各端面から各マスクを剥がす。

（ハニカム構造体７０の仮焼き工程及び焼成工程）
封口工程後、ハニカム構造体７０（グリーン成形体）を仮焼き（脱脂）し、且つ焼成する。以上の工程によって、多孔質のセラミックスからなるディーゼルパティキュレートフィルタ１７０を得ることができる（図８、９参照。）。

仮焼（脱脂）は、グリーン成形体中の有機バインダや、必要に応じて配合される有機添加物を、焼失、分解等により除去するための工程である。仮焼き工程は、焼成工程の初期段階、すなわちグリーン成形体が焼成温度に至るまでの昇温段階（例えば、３００〜９００℃の温度範囲）に相当する。仮焼（脱脂）工程おいては、昇温速度を極力抑えることが好ましい。

グリーン成形体の焼成温度は、好ましくは１３００℃以上、より好ましくは１４００℃以上であればよい。また、焼成温度は、好ましくは１６５０℃以下、より好ましくは１５５０℃以下である。焼成温度までの昇温速度は特に限定されるものではないが、通常、１℃／時間〜５００℃／時間である。

焼成は通常、大気中で行なわれる。用いる原料粉末、すなわちアルミニウム源粉末、チタニウム源粉末、マグネシウム源粉末およびケイ素源粉末の種類や使用量比によっては、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガス中で焼成を行ってもよいし、一酸化炭素ガス、水素ガスなどのような還元性ガス中で焼成を行ってもよい。また、水蒸気分圧を低くした雰囲気中で焼成を行なってもよい。

焼成は、通常、管状電気炉、箱型電気炉、トンネル炉、遠赤外線炉、マイクロ波加熱炉、シャフト炉、反射炉、ロータリー炉、ローラーハース炉などの通常の焼成炉を用いて行なわれる。焼成は回分式で行なってもよいし、連続式で行なってもよい。また、静置式で行なってもよいし、流動式で行なってもよい。

焼成に要する時間は、ハニカム構造体７０を構成する原料粉末の組成及び量、焼成炉の形式、焼成温度、焼成雰囲気などにより異なるが、１０分〜２４時間であればよい。

仮焼きと焼成を個別に行ってもよい。仮焼き工程では、有機バインダその他の有機添加物の熱分解温度以上であり無機化合物粉末の焼結温度よりも低い温度でハニカム構造体７０を加熱すればよい。焼成工程では、仮焼き工程後のハニカム構造体７０を原料粉末の焼結温度以上の温度で加熱すればよい。

［ディーゼルパティキュレートフィルタ］
ディーゼルパティキュレートフィルタ１７０では、第一端面側で封口部７０ｂに塞がれた貫通孔７０ａは、第二端面側に開口部を有する。第二端面側で封口部７０ｂに塞がれた貫通孔７０ａは、第一端面側に開口部を有する（図８、９参照。）。貫通孔７０ａの隔壁表面に、アルミナ等の担体に担持された白金系金属触媒や、セリア又はジルコニア等の助触媒を付着させてもよい。

ディーゼルパティキュレートフィルタ１７０の寸法は限定されない。貫通孔７０ａの長手方向に垂直な断面の内径（正方形の一辺の長さ）は、例えば０．５〜２．５ｍｍである。貫通孔７０ａが延びる方向におけるディーゼルパティキュレートフィルタの長さは、例えば３０〜３５０ｍｍである。また、ディーゼルパティキュレートフィルタの外径は、例えば１０〜３２０ｍｍである。ディーゼルパティキュレートフィルタの端面に開いている貫通孔７０ａの数（セル密度）は、例えば１５０〜４５０ｃｐｓｉである。なお、ｃｐｓｉとの単位は「／ｉｎｃｈ^２」を意味し、「／（０．０２５４ｍ）^２」に等しい。貫通孔７０ａの隔壁の厚さは、例えば０．１〜０．７６ｍｍである。隔壁７０ｃの気孔率（開気孔率）は、例えば３０〜７０体積％である。

以上、本発明の好適な一実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、グリーン成形体の各端部の側壁（切断面ｃと直交する箇所）にそれぞれ１つの刃を当接させて、一対の刃を用いてグリーン成形体の両端部を同時に切断してもよい。切断工程において、ハニカム構造体７０の位置を固定して、噴射装置及び吸引装置をそれぞれ第一端面及び第二端面に沿って移動させてもよい。切断工程において、ハニカム構造体７０の位置を固定して、一対の集塵装置をそれぞれ第一端面及び第二端面に沿って移動させてもよい。ハニカム構造体７０の位置を固定して、刃３４をハニカム構造体７０に向けて移動させてもよい。刃３４を一対の集塵装置６０ａ及び６０ｂの間に配置して、刃３４並びに一対の集塵装置６０ａ及び６０ｂの位置を固定して、ハニカム構造体７０を刃３４に向けて移動させてもよい。

ディーゼルパティキュレートフィルタは、コージェライトやシリコンカーバイド等からなる多孔質のセラミックスであってもよい。この場合、原料粉末として、コージェライト若しくはシリコンカーバイド又はこれらの混合物をもちいればよい。貫通孔の断面形状は、正方形には限定されず、矩形、円形、楕円形、三角形、六角形、八角形等にすることができる。断面の形状及び寸法が互いに異なる複数の種類の貫通孔がディーゼルパティキュレートフィルタに形成されていてもよい。貫通孔同士の間隔や、貫通孔の配置も特に限定されない。ディーゼルパティキュレートフィルタの外形は、円柱に限られず、例えば三角柱、四角柱、六角柱、八角柱等とすることができる。

２０・・・第一噴射装置、２２・・・ノズル、２２ａ・・・ノズルの開口部、２６・・・吸引装置、２８・・・吸気口、３０・・・第二噴射装置、３２・・・切り屑又はバリ、３４・・・刃、６０ａ・・・第二除塵装置、６０ｂ・・・第一除塵装置、７０・・・グリーン成形体（乾燥したハニカム構造体）、７０ａ・・・貫通孔、７０ｂ・・・封口部、７０ｃ・・・隔壁、１７０・・・ディーゼルパティキュレートフィルタ、ｃ・・・グリーン成形体の切断面、θ・・・第二噴射装置から空気を噴射する方向と第二端面とが成す角度、又は第二噴射装置から空気を噴射する方向と第一端面とが成す角度。

Claims (6)

1. 互いに平行な複数の貫通孔が形成された柱状のハニカム構造体を用いたディーゼルパティキュレートフィルタの製造方法であって、
   前記ハニカム構造体は、
   前記複数の貫通孔の一方の開口部が位置する第一端面と、
   前記第一端面の反対側に位置し、前記複数の貫通孔の他方の開口部が位置する第二端面と、
   を有し、
   前記ハニカム構造体を前記複数の貫通孔に略直角な方向に切断しながら、空気を前記第一端面へ略垂直に噴射すると同時に前記空気を前記第二端面の側で吸引することにより、前記ハニカム構造体に付着した切り屑及びバリを除去する切断工程を備える、
   ディーゼルパティキュレートフィルタの製造方法。
2. 前記切断工程は、
   前記第一端面の一部分である第一導入部へ略垂直に空気を噴射すると同時に、第二端面において前記第一導入部の反対側に位置する第一吸引部から前記空気を吸引する第一ステップと、
   前記第二端面の一部分であって前記第一吸引部とは別の部分である第二導入部へ略垂直に空気を噴射すると同時に、第一端面のうち前記第二導入部の反対側に位置する第二吸引部から前記空気を吸引する第二ステップと、
   を有し、
   前記ハニカム構造体の切断、前記第一ステップ及び前記第二ステップを同時に行う、
   請求項１に記載のディーゼルパティキュレートフィルタの製造方法。
3. 前記切断工程では、
   前記空気を前記第一端面へ噴射する噴射装置を、前記第一端面側に設置し、
   前記空気を前記第二端面の側で吸引する吸引装置を、前記第二端面側に設置し、
   前記ハニカム構造体を切断する刃を前記噴射装置と前記吸引装置との間に設置し、
   前記ハニカム構造体を前記刃に向かって移動させる、
   請求項１に記載のディーゼルパティキュレートフィルタの製造方法。
4. 前記切断工程では、
   前記空気を前記第一端面へ噴射する噴射装置を、前記第一端面の全体に対向させ、
   前記空気を前記第二端面の側で吸引する吸引装置を、前記第二端面の全体に対向させ、
   前記ハニカム構造体を前記噴射装置と前記吸引装置との間に配置した状態を維持しながら、前記ハニカム構造体、前記噴射装置及び前記吸引装置を、前記ハニカム構造体を切断する刃に向かって一体的に移動させる、
   請求項１に記載のディーゼルパティキュレートフィルタの製造方法。
5. 前記切断工程では、
   空気を前記第一導入部へ噴射すると同時に空気を前記第二吸引部から吸引する第一集塵装置を、前記第一端面側に設置し、
   空気を前記第二導入部へ噴射すると同時に空気を前記第一吸引部から吸引する第二集塵装置を、前記第二端面側に設置し、
   前記ハニカム構造体を切断する刃を前記第一集塵装置と前記第二集塵装置との間に設置し、
   前記ハニカム構造体を前記刃に向かって移動させる、
   請求項２に記載のディーゼルパティキュレートフィルタの製造方法。
6. 前記切断工程では、
   空気を前記第一導入部へ噴射すると同時に空気を前記第二吸引部から吸引する第一集塵装置を、前記第一端面の全体に対向させ、
   空気を前記第二導入部へ噴射すると同時に空気を前記第一吸引部から吸引する第二集塵装置を、前記第二端面の全体に対向させ、
   前記ハニカム構造体を前記第一集塵装置と前記第二集塵装置との間に配置した状態を維持しながら、前記ハニカム構造体、前記第一集塵装置及び前記第二集塵装置を、前記ハニカム構造体を切断する刃に向かって一体的に移動させる、
   請求項２に記載のディーゼルパティキュレートフィルタの製造方法。
   

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