JP2018126869A - 目封止ハニカム構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高気孔率、かつ、均一な目封止深さの目封止部を形成可能な目封止ハニカム構造体の製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】目封止ハニカム構造体の製造方法は、スラリー状の目封止部材を調製する目封止部材調製工程を具備し、目封止部材調製工程は、それぞれ粉体の増粘剤を除くセラミック原料等を所定の配合比率で混合する粉体混合工程と、粉体混合工程によって得られた粉体混合物に、増粘剤を添加して混合する増粘剤混合工程と、増粘剤混合工程によって得られた増粘剤添加混合物に、水を添加し混練する混練工程とを備える。目封止部材調製工程によって調製された目封止部材は、目封止ハニカム構造体１のセル３の端部４ａから局所的に不均一となることなく、一定の目封止深さで複数の目封止部５ａが形成される。【選択図】図１

Description

本発明は、目封止ハニカム構造体の製造方法に関する。特に、ガソリン微粒子除去フィルタ（ＧＰＦ）、ディーゼル微粒子除去フィルタ（ＤＰＦ）等に使用され、粒子状物質等の微粒子の捕集及び除去を行うことが可能な目封止ハニカム構造体の製造方法に関する。

従来、セラミックス製ハニカム構造体は、自動車排ガス浄化用触媒担体、ディーゼル微粒子除去フィルタ、或いは燃焼装置用蓄熱体等の種々の用途に使用されている。例えば、ディーゼル微粒子除去フィルタは、ディーゼルエンジンから排出される排気ガス中の粒子状物質を捕集するものであり、所定のセルの一方の端部が目封止部材によって目封止され、残余のセルの他方の端部が目封止部材によって目封止されたハニカム構造体（目封止ハニカム構造体）が特に用いられている（特許文献１，２参照）。

上記目封止ハニカム構造体は、コージェライト成分や炭化珪素成分等を含むセラミックス材料を用いて主に構成されている。また、目封止ハニカム構造体の圧力損失の低下を避けるため、目封止ハニカム構造体の隔壁を高気孔率化する開発が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

目封止ハニカム構造体をＤＰＦとして使用する場合、当該目封止ハニカム構造体はクッション材を介して金属ケース内に収容される（キャニング）。この収容工程（キャニング工程）では、目封止ハニカム構造体の外周面に強い圧力（応力）が加わることがある。その結果、目封止部材で形成された目封止部と隔壁との境界面にせん断応力が発生する。

このとき、目封止ハニカム構造体の中心から外周付近に向かって徐々に当該せん断応力が強くなり、当該応力が隔壁のせん断強度を超えると境界面で外周から内側に向かってクラックが発生し、目封止ハニカム構造体の角部（辺縁部）で目封止剥がれ等の不良が発生する。これに対し、本願出願人は鋭意研究の結果、目封止部材を調整し、目封止部を高気孔率化するとともに、当該目封止部のヤング率化を一定範囲とすることで、上記不具合を解消可能なことを既に見出している。

特開２００３−２６９１３２号公報 特開２０１１−１８９２５２号公報 特開２００４−１５４６９２号公報

しかしながら、目封止部の高気孔率化に伴って下記に示す問題が生じる可能性があった。すなわち、目封止部の高気孔率化のためには、造孔材と増粘剤とを多く添加する必要があった。ところが、係る二つの原料は、目封止部材を調製するための粉体混合の際に、大きな凝集物（所謂「ダマ」）が形成されやすい傾向があり、調製された目封止部材の中に多くの凝集物が存在していることがあった。

ここで、目封止部を形成するための目封止部形成工程は、「スキージ方式」を利用して主に実施される。例えば、図４に示すように、チャック１０７を用いて固定された焼成前のハニカム成形体１００の上部側の端面１０１にフィルム１０２を貼着し、当該フィルム１０２に目封止部の配設条件（例えば、「市松模様」等）に対応する位置にレーザーを照射し、フィルム１０２に複数の孔１０３を穿ける。

その後、フィルム１０２の上に予め粘度等の調製されたスラリー状の目封止部材１０４を載せ、スキージ１０５をフィルム１０２に沿って水平方向（図４における矢印参照）に沿って移動させる操作を行う。これにより、フィルム１０２の孔１０３に相対する位置に開口したセル１０６に一定量の目封止部材１０４が充填される。そして、フィルム１０２を剥がした後、ハニカム成形体１００全体を乾燥させることで、セル１０６に充填された目封止部材１０４が乾燥し、目封止部（図示しない）が形成される。目封止深さは、スキージ１０５の移動操作の回数やスキージ１０５とフィルム１０２との間の接触角度、スキージ１０５のフィルム１０２に対する押付圧力、更に、スラリー状の目封止部材１０４の粘度等によって変化する。

上記「スキージ方式」以外に、フィルムを貼着し、孔を穿けたハニカム成形体の一端を、スラリー状の目封止部材を溜めた液槽に浸し、セルに目封止部材を充填する「圧入方式」が行われることもある。この場合、目封止深さは、液槽に溜めた目封止部材の量、換言すれば、ハニカム成形体を目封止部材に浸す深さによって変化する。

目封止部形成工程において、目封止部材中に多くの凝集物が存在していると、セルに対する目封止部材の充填が均一に行われず、目封止深さが局所的に不均一となる不具合が発生する。ここで、目封止深さは、例えば、ハニカム成形体の端面から約２〜１０ｍｍの長さになるように設定されることが一般的である。

既に述べたように、目封止部の高気孔率化のためには、造孔材及び増粘剤の添加率を増加させることが必要であった。しかしながら、造孔材及び増粘剤の添加率の増加は、凝集物の発生が多くなり、目封止深さを不均一にするため、互いに相反することとなった。ここで、目封止深さが不均一になると、排気ガス中に含まれる微粒子（例えば、金属微粒子等）が目封止深さの浅い部分と接触し、侵食（エロ−ジョン）が発生しやすくなった。その結果、侵食によって目封止部とセルとの密着性が弱くなり、最終的に当該セルから目封止部が脱落するおそれがあった。これにより、目封止ハニカム構造体による微粒子等の捕集性能が著しく低下する可能性があった。

上記不具合を解消するために、本願出願人は、目封止部の高気孔率化を可能にする目封止部材であって、かつ、目封止部材の混練等の調製条件の最適化を図ることで、凝集物の発生を抑え、目封止深さを均一にすることが可能な手法を見出した。

そこで本発明は、上記実情に鑑み、目封止部の高気孔率化を可能とし、均一な目封止深さを提供可能な目封止部を形成するための目封止ハニカム構造体の製造方法を提供することを課題とするものである。

本発明によれば、上記課題を解決した目封止ハニカム構造体の製造方法が提供される。

［１］ 隔壁によって区画された流体の流路となる複数のセルを有し、予め規定された配設基準に従って前記セルの一方の端部が目封止部材により目封止された目封止部を有するとともに、残余の前記セルの他方の端部が前記目封止部材により目封止された前記目封止部を有する目封止ハニカム構造体の製造方法であって、前記目封止部を形成するために、セラミック原料、造孔材、増粘剤、有機バインダ、分散剤、及び水を混合し、スラリー状の前記目封止部材を調製する目封止部材調製工程を具備し、前記目封止部材調製工程は、それぞれ粉体の前記セラミック原料、前記造孔材、前記有機バインダ、及び前記分散剤を所定の配合比率で混合する粉体混合工程と、前記粉体混合工程によって得られた粉体混合物に、前記増粘剤を添加して混合する増粘剤混合工程と、前記増粘剤混合工程によって得られた増粘剤添加混合物に、前記水を添加し混練する混練工程とを備える目封止ハニカム構造体の製造方法。

［２］ 前記増粘剤混合工程は、前記粉体混合物と前記増粘剤との撹拌総回転数を５００回以下に設定する前記［１］に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。

［３］ 前記増粘剤混合工程は、前記粉体混合物と前記増粘剤との接触時間を２分以下に設定する前記［１］または［２］に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。

［４］ 前記造孔材は、前記セラミック原料の合計質量に対して、５重量％〜３０重量％の比率で添加され、前記増粘剤は、前記セラミック原料の合計質量に対して、０．４重量％〜５重量％の比率で添加される前記［１］〜［３］のいずれかに記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。

［５］ 前記目封止部の気孔率は、７０％〜９０％の範囲である前記［１］〜［４］のいずれかに記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。

本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法によれば、目封止深さのバラツキのない目封止ハニカム構造体を製造することができ、セルから目封止部が脱落する可能性を低くすることができる。

目封止ハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図である。 目封止ハニカム構造体の一例を模式的に示す断面図である。 目封止深さにバラツキのある目封止ハニカム構造体の一例を示す一部拡大断面図である。 スキージ方式による目封止部の形成方法の一例を模式的に示す説明図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法の実施の形態について詳述する。なお、本実施形態の目封止ハニカム構造体の製造方法は、以下の実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、種々の設計の変更、修正、及び改良等を加え得るものである。

１．目封止ハニカム構造体
本実施形態の目封止ハニカム構造体の製造方法（以下、単に「製造方法」と称す。）により製造される目封止ハニカム構造体１は、図１に示すように、多孔質セラミックス製の格子状の隔壁２によって区画形成された、流体の流路となる複数のセル３を備えるものであり、所定のセル３の一方の端部４ａが目封止部材によって目封止された複数の目封止部５ａと、残余のセル３の他方の端部４ｂが目封止部材によって目封止された複数の目封止部５ｂとを有している。

ここで、目封止ハニカム構造体１は、ガソリン微粒子除去フィルタ（ＧＰＦ）、ディーゼル微粒子除去フィルタ（ＤＰＦ）等のフィルタ部材として主に使用されるものであり、目封止ハニカム構造体１を構成する格子状の隔壁２は、多孔質セラミックス製の材料が用いられ、例えば、コージェライトやＳｉＣ等を使用することができる。これにより、低圧力損失性を発揮した目封止ハニカム構造体１を構築することができる。

なお、目封止ハニカム構造体１の形状は、特に限定されるものではなく、図１等に示すような略円柱状のものの他に、例えば、多角柱状、或いは楕円柱状等の種々の形状のものであっても構わない。更に、流体の流路として区画形成されるセル３の断面形状も上記示したような正四角形状に限定されるものではなく、六角形や八角形等のその他多角形、或いは四角形と八角形とを組み合わせた形状であっても構わない。

また、例えば、コージェライト製の隔壁によって区画形成されるセル３のセル密度や隔壁２の隔壁厚さは、特に限定されるものではなく、任意のものを採用することができる。例えば、８５〜６００ｃｐｓｉ（１３〜９３セル／ｃｍ^２）のセル密度、及び４〜２５ｍｉｌ（０．１０〜０．６４ｍｍ）の隔壁厚さのものを挙げることができる。ここで、“ｃｐｓｉ（ｃｅｌｌ ｐｅｒ ｓｑｕａｒｅ ｉｎｃｈ）”は、１平方インチ当たりの面積に含まれるセル３の個数を示すものである。

目封止ハニカム構造体１は、図１等に示すように、一方の端部４ａ及び他方の端部４ｂでそれぞれ開口した複数のセル３を備え、当該セル３の端部４ａ，４ｂからスラリー状の目封止部材を充填することで、セル３が目封止された目封止部５ａ，５ｂを形成することができる。

ここで、スラリー状の目封止部材を用いた目封止部５ａ，５ｂの形成方法は、既に説明した「スキージ方式」や「圧入方式」等を用いることができる。本実施形態においては、それぞれの端部４ａ，４ｂにおいてセル３を一つずつ交互に目封止する配設基準に従って目封止部５ａ，５ｂが形成され、図１に示すような、市松模様（またはチェッカーボードパターン）を呈したものを例示している。この目封止部５ａ，５ｂの配設基準は、特に限定されるものではなく、任意のものとすることができる。

本実施形態の製造方法によって製造される目封止ハニカム構造体１において、セル３の端部４ａ，４ｂ、換言すると、目封止ハニカム構造体１の一方の端面６ａまたは他方の端面６ｂから目封止部の一端７ａ，７ｂまでの長さを「目封止深さＨ」と定義する（図２参照）。ここで、使用する目封止部材にダマ等の凝集物が存在すると、図３に示すように、各目封止部５ａ，５ｂの目封止深さＨにバラツキが生じることがある。

２．目封止ハニカム構造体の製造方法
以下、本発明の一実施形態である製造方法を用いた目封止ハニカム構造体１の製造の詳細について説明する。ここで、本実施形態の製造方法において、周知の工程等については詳細な説明は省略するものとする。すなわち、成形材料を調製し、ハニカム形状のハニカム成形体１０を押出成形する成形工程やハニカム成形体１０を乾燥させる乾燥工程、或いは所望の形状に切断する切断工程等、更には目封止部５ａ，５ｂを設けた後で、ハニカム成形体１０を所定の焼成温度（例えば、１４００℃以上等）で長時間焼成する焼成工程等は、既に周知であるため詳細な説明は省略する。

したがって、押出成形後のハニカム成形体１０のセル３の端部４ａ，４ｂに複数の目封止部５ａ，５ｂを設ける工程について、特に詳細に説明を行うものとする。なお、目封止ハニカム構造体１及びハニカム成形体１０において、セル３等の各構成については同一符号を付すものとする。

本実施形態の製造方法は、上記目封止ハニカム構造体１を製造するものであり、目封止部材の原料となるセラミック原料、造孔材、増粘剤、有機バインダ、分散剤、及び水を混合及び混練し、スラリー状の目封止部材を調製する目封止部材調製工程を具備している。

ここで、目封止部材調製工程は、それぞれ粉体物として構成されるセラミック原料、造孔材、有機バインダ、及び分散剤を所定の配合比率で混合し、粉体混合物を得る粉体混合工程と、得られた粉体混合物に、粉体の増粘剤を添加して混合し、増粘剤添加混合物を得る増粘剤混合工程と、得られた増粘剤添加混合物に水を添加し、混練する混練工程とを備えている。すなわち、本実施形態の製造方法において、スラリー状の目封止部材を調製するためには、増粘剤及び水を除く原料を粉体混合した後、更に粉体の増粘剤を添加し、更にその後に水を添加して混練が行われる。

既に述べたように、造孔材と増粘剤とは、比較的凝集物（ダマ）を生成しやすい性質を有している。そのため、粉体の造孔材及び増粘剤が共存した状態が長時間に亘って継続されると、調製されたスラリー状の目封止部材の中にこれら成分の凝集箇所が多く生じ易くなる。

そこで、本実施形態の製造方法において、上記不具合を解消する手段として、予め増粘剤及び水以外の粉体を均一に混合した後、増粘剤を更に添加して、混合が行われる。すなわち、第一段階として増粘剤以外の粉体を完全に均一に分散するように混合し（粉体混合工程）、更に第二段階として粉体混合物に増粘剤を添加して混合する（増粘剤混合工程）が行われる。そして、第三段階として、水を添加し、所定の粘度に目封止部材を調製すること（混練工程）が行われる。

セラミック原料としては、後述するハニカム成形体１０を形成する際に成形材料として思料されるものと同一のものであっても構わない。また、造孔材、有機バインダ、及び分散剤等についても同様に、ハニカム成形体を形成する際に使用するものであっても構わない。

セラミック原料としては、例えば、タルク、アルミナ、水酸化アルミニウム、カオリン、シリカ等を列挙することができ、造孔材としては、グラファイト、発泡樹脂、小麦粉、デンプン、フェノール樹脂、ポリエチレンテレフタレート、シラスバルーン、フライアッシュバルーン等を列挙することができ、増粘剤としては、ポリエチレンオキシド等を列挙することができる。

更に、有機バインダとしては、メチルセルロース、ヒドリキシプロポキシルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、及びポリビニルアルコール等を列挙することができ、分散剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、及びポリアルコール等を列挙することができる。なお、水は、一般的な精製水或いはイオン交換水等を用いることができる。

増粘剤混合工程は、造孔材及び増粘剤の凝集を抑制するために、双方が粉体の状態のときの撹拌総回転数が制限される。造孔材と増粘剤との撹拌総回転数が５００回以下に設定されるため、スラリー状の目封止部材に凝集物が生成する可能性が抑えられる。

撹拌総回転数の制限と同様に、増粘剤混合工程は、粉体混合工程によって得られた粉体混合物と増粘剤との接触時間を２分以下にするように実施される。すなわち、粉体混合物に含まれる粉体の造孔材と、増粘剤との接触時間が可能な限り短くされる。これにより、造孔材及び増粘剤の凝集を防ぐことができる。

ここで、粉体混合工程における造孔材の添加率は、上記セラミック原料の合計質量に対して、５重量％〜３０重量％の範囲に設定される。また、増粘剤混合工程における増粘剤の添加率は、同様に上記セラミック原料の合計質量に対して、０．４重量％〜５重量％の範囲に設定される。これにより、凝集物の生成がない目封止部材を調製することができる。

上記造孔材及び増粘剤の添加率が上記範囲から逸脱することにより、目封止部材に凝集物が発生しやすくなったり、目封止部材を使用した目封止部５ａ，５ｂの気孔率が規定範囲から外れたりする可能性がある。本実施形態の製造方法において、得られた目封止ハニカム構造体１の目封止部５ａ，５ｂにおける気孔率は、７０％〜９０％の範囲となるように調整される。

上記の通り調製されたスラリー状の目封止部材を用い、押出成形されたハニカム成形体１０の複数のセル３に対して目封止部５ａ，５ｂを設ける目封止部形成工程が実施される。なお、目封止部５ａ，５ｂの形成は、前述の「スキージ方式」或いは「圧入方式」のいずれかによって実施される。これにより、高気孔率の目封止部５ａ，５ｂを備え、かつセル３の端部４ａ，４ｂから所定の深さ（目封止深さＨ）まで目封止部材が充填された目封止部５ａ，５ｂを有する目封止ハニカム構造体１を比較的簡易に構成することができる。

本実施形態の製造方法により、造孔材と増粘剤との接触回数を可能な限り低減することで、スラリー状の目封止部材の中に凝集物（ダマ）が発生することがない。そのため、スキージ方式等の目封止部形成工程において、セル３の端部４ａ，４ｂに充填される目封止部材の充填量に偏りが生じることがない。したがって、端面６ａ，６ｂから目封止部の一端７ａ，７ｂまでの長さ（距離）が局所的に偏ることがない。これにより、目封止深さＨにバラツキが生じない。

目封止部材をセル３に所定の配設基準に従って充填した後、例えば、８０〜２５０℃の乾燥温度で３分から２時間程度のハニカム成形体１０の乾燥を実施する。その後、乾燥済みのハニカム成形体１０を、所定の焼成条件で焼成処理することで、本実施形態の製造方法による目封止ハニカム構造体１が完成する。各目封止部５ａ，５ｂの目封止深さＨが均一となるため、目封止部５ａ，５ｂのセル３からの脱落を防止することができる。

以下、本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法の実施例について説明するが、本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法は、これらの実施の形態に特に限定されるものではない。

（１）目封止部材の調製（造孔材、増粘剤の添加率及び気孔率の関係）
目封止部とハニカム成形体との剛性差の改善を目的として、目封止部を高気孔率化するために、目封止部材の改良を行った。具体的には、目封止部材に含まれる造孔材及び増粘剤の添加率を、従来品の目封止部材と比べて高く設定した改良目封止部材Ａ，Ｂを調製し、これらを用いて形成された目封止部の気孔率の測定を行った。それぞれの造孔材及び増粘剤の添加率と、測定された目封止部の気孔率とを下記表１に示す。

このとき、目封止部材の調製条件として、市販の混合機（カントーミキサー ＨＰ−９０Ｌ：関東混合機工業製）を用い、主原料となるセラミック原料、増粘剤、造孔材、その他有機バインダ等を混合機内に投入し、粉体混合を撹拌羽根（フックタイプ）の回転速度を１３６ｒｐｍに設定し、２０分間実施した後、水及び分散剤を投入し、更に１３６ｒｐｍで４０分間混練した。

ここで、造孔材及び増粘剤の添加率は、セラミック原料の合計質量を１００とした場合の添加量の比（重量比）を表している。それぞれ調製されたスラリー状の目封止部材から目封止部を形成し、得られた目封止部の気孔率を測定した。目封止部の気孔率は、従来から周知の測定手法である、水銀圧入法、またはアルキメデス法を適宜用いて測定を行った。

表１に示すように、従来品の目封止部材に比べ、造孔材及び増粘剤の添加率をそれぞれ高く設定した改良目封止部材Ａ及び改良目封止部材Ｂは、いずれも目封止部の気孔率が高くなることが確認された。具体的に示すと、従来品の気孔率が６５％であるのに対し、改良目封止部材Ａ，Ｂは７９％以上の高い気孔率の値を示した。

しかしながら、従来の目封止部材の調製条件では、スラリー状の目封止部材の中に凝集物が多く存在していることも同時に確認された。そこで、目封止部材中の凝集物の発生を抑制するために、目封止部材の調製条件を最適化する試みを行った。

（２）目封止部材の調製条件の最適化
凝集物の発生を抑制するために、増粘剤を除く目封止部材の原料（造孔材、セラミック原料等）をそれぞれ粉体混合した後で、当該増粘剤を最後に添加することとした。ここで、全体の混合時間を１０分間とした場合、増粘剤を添加しない状態で８分間の混合（粉体混合工程）を行い、これにより得られた粉体混合物に、増粘剤を添加して更に２分間の混合（増粘剤混合工程）を行うことを行った。

更に、増粘剤混合工程によって得られた増粘剤添加混合物に、水を添加して混練する混練工程を行った。このとき、混合機の回転速度は１３６ｒｐｍに設定した。更に、水を加えた後の混練工程は、４０分間とした。この調製条件を実施例１とした。

上記調製条件と比較するために、全ての原料（増粘剤を含む）を投入し、５分間の混合を行い、その後に水を添加して混練工程を４０分間行った調製条件（比較例１）、及び、全ての原料を投入し、２０分間の混合を行い、その後に水を添加して混練工程を４０分間行った調製条件（比較例２）を行った。それぞれの調製条件（実施例１、比較例１，２）によって得られた目封止部材を目視により確認し、凝集物の有無を評価した。

ここで、凝集物の検出方法は、凝集状態の把握を容易にするため、青色の色粉を添加したスラリー状の目封止部材を採取し、４２０μｍのメッシュスクリーンを通過させた後、一対の透明シートの間に挟み込み、当該透明シート同士を密着させることで白色の異物（凝集物）があるか否かで判断を行った。

凝集物の存在が確認されないものを“無”、及び凝集物が確認されるものを“有”として評価した。造孔材と増粘剤との接触時間、目封止部材の調製の流れ、及び凝集物の評価結果を下記表２に示す。なお、これらの異物（凝集物）をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察し、凝集物が造孔材及び増粘剤で構成されていることを確認した。

上記表２に示すように、造孔材と増粘剤との接触時間を２分以下に抑えた実施例１の場合、スラリー状の目封止部材に凝集物の存在はほとんど確認されなかった。すなわち、本実施形態の製造方法において示すように、増粘剤の投入タイミングを適切に制御することで、目封止部材の凝集物の発生を著しく抑えることができる。その結果、これら目封止部材を使用したセルの目封止において、当該目封止部の目封止深さが局所的に偏るような不具合を生じることがない。

（３）凝集物の有無と撹拌総回転数との関係
更に、上記粉体混合工程及び増粘剤混合工程において、造孔材と増粘剤との接触時間を所定時間内に制限するとともに、これらの混合工程における撹拌羽根の撹拌回数（撹拌総回転数）を抑えることで凝集物の発生を抑制することが確認された。

本実施例において使用した混合機（関東混合工業機製）は、１速（１３６ｒｐｍ）及び２速（２４８ｒｐｍ）でそれぞれ撹拌羽根を回転させることができるものである。この混合機を用いて、造孔材と造孔材との撹拌総回転数と凝集物の発生有無をまとめたものを下記表３に示す。

上記表３に示すように、撹拌総回転数を５００回以下に制限するとともに、造孔材と増粘剤との接触時間を２分以下に抑えた場合、凝集物が発生しないことが確認された。一方、撹拌総回転数が０回の場合、増粘剤が十分に混合されていない状態で直接水を投入すると、増粘剤の溶け残りが発生することがあるため、適用することはできない。なお、溶け残りは、白色の発色を示さない為、現判別方法では確認することができないため凝集物「無」としている。

（４）目封止深さの評価
（４−１）光透過法による評価
上記（２）で調製された目封止部材（実施例１及び比較例２）を用い、ハニカム成形体の一方の端面側に目封止部を形成した。ここで、目封止部の形成は、既に説明したスキージ方式を採用し、目封止部材以外のその他の条件（スキージ条件等）は同一のものとした。得られた目封止部を有するハニカム成形体について、光透過法により目封止深さの不良を判定した。

ここで、光透過法とは、ハニカム成形体の他方の端面から光を照射し、一方の端面から当該光の透過度合いを確認するものである。すなわち、目封止深さが浅い箇所は、照射された光が、目封止部を透過するため、周囲とのコントラストが明るくなる。一方、目封止深さが十分であれば、照射された光が目封止部によって遮られ、コントラストが暗くなる。なお、本実施例では、目封止深さが２ｍｍ以上であれば、照射された光が目封止部によって完全に遮られる。そのため、２ｍｍ未満の目封止深さの目封止部を不良とした。光透過法による評価を行うために、光漏れ点検装置を用いている。ここで、光漏れ点検装置は、周囲をカーテン等の厚手生地で囲った暗所内に設けられ、測定対象となるハニカム成形体を載置可能な透明板と、当該透明板の下方から上方に向けて照射可能なライト（光源）とを備えるものである。係る光漏れ点検装置を用い、ハニカム成形体の下方から光を照らし、ハニカム成形体の端面を目視にて確認を行った。このとき、端面におけるコントラストを認識しやすくするために、両端が開放された筒状部材を用い、当該筒状部材をハニカム成形体の端面に当てながら確認を行った。なお、光源となるライトの電球は５００Ｗのものであり、これを電圧１００Ｖの電源に接続して上記光透過法の評価を行った。

実施例１の目封止部材を用いたハニカム成形体のサンプルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅについて、それぞれ評価する目封止部の数（評価個数）、光透過の判定が不良となった個数（透過判定不良数）、及び不良率（＝透過判定不良数／評価個数×１００％）をまとめたもの下記表４に示す。同様に、比較例２の目封止部材を用いたハニカム成形体のサンプルＦ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊについてまとめたものを表４に示す。

上記表４に示すように、造孔材と増粘剤との接触時間を２分以下に抑えた実施例１の場合、いずれのサンプルＡ等であっても不良率が０％であった。すなわち、実施例１の目封止部材を用いて目封止部を設けた場合、目封止深さを２ｍｍ以上とすることができる。

これは、目封止部材を調製する過程において、凝集物の発生が抑えられ、セルに目封止部材を充填する際の阻害要因とならない。そのため、セルへの目封止部材の充填が良好となり、目封止深さが一定以上の値となり、かつ目封止深さが局所的にばらつくことがない。したがって、十分な目封止深さを確保した目封止部を設けることができ、侵食等によるセルからの脱落等の不具合を防ぐことができる。

これに対し、接触時間を２０分に設定した比較例２の場合、不良率が２５〜５０％の高い値を示した。すなわち、比較例２の目封止部材は、その内部に多くの凝集物が存在しているため、当該凝集物がセルへの良好な充填を妨げる。その結果、一部の目封止部の目封止深さが局所的に浅くなるなどの不具合が生じる。

（４−２）Ｘ線ＣＴによる評価
目封止深さが５ｍｍとなるような条件で、実施例１及び比較例２の目封止部材を用いてそれぞれ目封止部をハニカム成形体に形成した。得られたハニカム成形体をＸ線ＣＴにて撮影し、撮影画像から複数箇所の目封止深さの値をそれぞれ測定した。測定した測定サンプル数（Ｎ）は、いずれも３１８５箇所とした。測定結果から目封止深さの平均値、最大値、及び最小値を求めたものを下記表５に示す。Ｘ線ＣＴによる評価を行うために、Ｘ線検査装置（ｉｎｓｐｅＸｉｏ ＳＭＸ−２２５ＣＴ ＦＰＤ：島津製作所製）を用いた。このＸ線検査装置を用いて、ハニカム成形体の断面画像を撮影し、得られた断面画像からそれぞれの目封止深さを計測した。このとき、断面画像の撮影は、目封止部の近傍を、ハニカム成形体の高さ方向（軸方向）に沿って、０．１５ｍｍ間隔でそれぞれ撮影した。更に、撮影された断面画像のデータをＸ線検査装置付属の解析ソフトを用いて解析した。

上記表５に示すように、実施例１の目封止部材を用いた場合、比較例２の目封止部材と比較して、特に、目封止深さの最小値の値が著しく異なることが確認された。具体的に説明すると、比較例２の場合、目封止深さの最小値が１．２０ｍｍであるのに対し、実施例１の場合、目封止深さが４．３０ｍｍとなる。これにより、実施例１の場合、十分な目封止深さが確保できることが確認された。

以上説明した通り、本発明の製造方法は、目封止部材を調製する目封止部材調製工程において、造孔材と増粘剤との凝集を避けるため、第一段階として増粘剤以外の原料を粉体混合した後、その後、増粘剤の添加が行われる。これにより、目封止部材の中に凝集物（ダマ）が発生するのを抑えることができる。その結果、目封止部を形成する際に、当該凝集物によってセルへの良好な充填が阻害されることがない。

特に、増粘剤を添加した後の増粘剤混合工程における造孔材と増粘剤との撹拌総回転数を５００回転以下に抑え、更に、造孔材と増粘剤との接触時間を２分以下に抑えることで、造孔材及び増粘剤の必要以上の接触を防ぐことができる。その結果、造孔材及び増粘剤の接触による凝集物の発生が抑えられ、目封止部材のセルへの充填が良好となる。その結果、目封止深さが局所的に不均一となることがない。

本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法は、高気孔率の目封止部を有する目封止ハニカム構造体の製造に特に好適に利用することができる。

１：目封止ハニカム構造体、２：隔壁、３，１０６：セル、４ａ：一方の端部、４ｂ：他方の端部、５ａ，５ｂ：目封止部、６ａ：一方の端面、６ｂ：他方の端面、７ａ，７ｂ：目封止部の一端、１０，１００：ハニカム成形体、１０１：端面、１０２：フィルム、１０３：孔、１０４：目封止部材、１０５：スキージ、１０７：チャック、Ｈ：目封止深さ。

Claims (5)

1. 隔壁によって区画された流体の流路となる複数のセルを有し、予め規定された配設基準に従って前記セルの一方の端部が目封止部材により目封止された目封止部を有するとともに、残余の前記セルの他方の端部が前記目封止部材により目封止された前記目封止部を有する目封止ハニカム構造体の製造方法であって、
   前記目封止部を形成するために、セラミック原料、造孔材、増粘剤、有機バインダ、分散剤、及び水を混合し、スラリー状の前記目封止部材を調製する目封止部材調製工程を具備し、
   前記目封止部材調製工程は、
   それぞれ粉体の前記セラミック原料、前記造孔材、前記有機バインダ、及び前記分散剤を所定の配合比率で混合する粉体混合工程と、
   前記粉体混合工程によって得られた粉体混合物に、前記増粘剤を添加して混合する増粘剤混合工程と、
   前記増粘剤混合工程によって得られた増粘剤添加混合物に、前記水を添加し混練する混練工程と
   を備える目封止ハニカム構造体の製造方法。
2. 前記増粘剤混合工程は、
   前記粉体混合物と前記増粘剤との撹拌総回転数を５００回以下に設定する請求項１に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
3. 前記増粘剤混合工程は、
   前記粉体混合物と前記増粘剤との接触時間を２分以下に設定する請求項１または２に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
4. 前記造孔材は、
   前記セラミック原料の合計質量に対して、５重量％〜３０重量％の比率で添加され、
   前記増粘剤は、
   前記セラミック原料の合計質量に対して、０．４重量％〜５重量％の比率で添加される請求項１〜３のいずれか一項に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
5. 前記目封止部の気孔率は、
   ７０％〜９０％の範囲である請求項１〜４のいずれか一項に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。

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