JP2020020745A - ハニカム構造体の検査方法、及びハニカム構造体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
上記構成によれば、第1セルから第2セルへ流体が流れ難くなり欠陥を検出できない範囲をほとんど無くすことができる。したがって、検出工程による欠陥の検出精度が更に向上する。
上記構成によれば、検査工程後、ハニカム構造体を乾燥させる等の処理を行うことにより、ハニカム構造体から微粒子を蒸発させて除去できる。そのため、固体の微粒子を用いた場合と比較して、ハニカム構造体に付着した微粒子を除去することが容易である。
上記ハニカム構造体の検査方法において、上記含液工程において、上記液体から取り出した上記ハニカム構造体に対して気体を吹き付けることにより、上記ハニカム構造体に含まれる上記液体の一部を除去することが好ましい。
上記課題を解決するための本発明のハニカム構造体の製造方法は、一端側が開放されるとともに他端側が封止された第1セルと、上記第1セルに隣接して設けられ、一端側が封止されるとともに他端側が開放された第2セルと、上記第1セル及び上記第2セルを区画するとともに気孔率が50%以上である多孔質の壁部とを備えるハニカム構造体の製造方法であって、上記ハニカム構造体の検査方法に基づいて、上記ハニカム構造体の欠陥を検出し、欠陥が検出されない上記ハニカム構造体を選別する。
まず、検査対象となるハニカム構造体10の一例について説明する。
図1及び図2に示すように、ハニカム構造体10は、筒状の周壁11と、周壁11の内部を周壁11の軸方向の一端側から他端側に延びる複数のセルCに区画する断面ハニカム形状の区画壁12とを備えている。ハニカム構造体10の各セルCは、いずれか一方の端部が封止部13により封止されている。すなわち、ハニカム構造体10は、セルCとして、一端側の端部が開放されるとともに他端側の端部が封止された第1セルC1と、第1セルC1に隣接して設けられ、一端側の端部が封止されるとともに他端側の端部が開放された第2セルC2とを備えている。
含液工程は、検査対象となるハニカム構造体10の多孔質の壁部に特定量の液体を含ませる工程である。上記液体は特に限定されるものではなく、ハニカム構造体10の用途等に応じて適宜、選択できる。上記液体としては、例えば、水、アルコール等が挙げられる。上記液体は混合液であってもよい。なお、検査工程後、蒸発させて除去することが容易である点、及び残留した際のハニカム構造体10への影響が小さい点から、上記液体は、水の含有率が95体積%以上の液体であることが好ましい。
検査工程は、液体又は固体の微粒子を気体中に分散させた分散系の流体をハニカム構造体10の第1セルC1に流入させ、第2セルC2から流出する流体に含まれる微粒子に基づいて、ハニカム構造体10の欠陥を検出する工程である。
上部に開口20aを有する箱状の設置台20の上に、検査対象となるハニカム構造体10を、第1セルC1が開放されている一端側を下に向けた状態として、開口20aを塞ぐようにして載置する。そして、設置台20の内部に収容された粒子発生装置21を用いて、分散媒が気体の分散系からなる流体を設置台20の内部に発生させ、設置台20の開口20aを通じて流体をハニカム構造体10内(第1セルC1内)に流入させる。ハニカム構造体10の第1セルC1に流入した流体は、多孔質の壁部(区画壁12)を通過して第2セルC2に流れて、ハニカム構造体10の他端側から流出する。
(1)一端側が開放されるとともに他端側が封止された第1セルと、第1セルに隣接して設けられ、一端側が封止されるとともに他端側が開放された第2セルと、第1セル及び第2セルを区画するとともに気孔率が50%以上である多孔質の壁部とを備えるハニカム構造体を検査対象とするハニカム構造体の検査方法は、液体又は固体の微粒子を気体中に分散させた流体をハニカム構造体の第1セルに流入させ、第2セルから流出する流体に含まれる微粒子に基づいて、ハニカム構造体の欠陥を検出する検査工程を有する。ハニカム構造体の体積1Lに対して130〜230cm3となる量の液体を含ませたハニカム構造体を用いて検査工程を行う。
検査工程において、多孔質の壁部の気孔率が高いことに起因して第1セルから第2セルへ流体が著しく流れ難くなる範囲は、第1セル及び第2セルが細長い形状である場合に拡大する傾向がある。そのため、細長い形状の第1セル及び第2セルを有するハニカム構造体を検査対象とした場合には、欠陥の検出精度の向上効果がより顕著に得られる。
ハニカム構造体に含ませる液体の量を多くすると、第1セルから第2セルへ流体が著しく流れ難くなる範囲が、セルの長さ方向の中央部側に向かって縮小していく傾向がある。上記構成によれば、第1セルから第2セルへ流体が流れ難くなり欠陥を検出できない範囲をほとんど無くすことができる。したがって、検出工程による欠陥の検出精度が更に向上する。
上記構成によれば、検査工程後、ハニカム構造体を乾燥させる等の処理を行うことにより、ハニカム構造体から微粒子を蒸発させて除去できる。そのため、固体の微粒子を用いた場合と比較して、ハニカム構造体に付着した微粒子を除去することが容易である。したがって、抜取検査及び全数検査の両方に適した検査方法になる。
上記構成によれば、ハニカム構造体の多孔質の壁部に欠陥が存在している場合に、微粒子が欠陥を通過しやすくなる。したがって、欠陥の検出精度の向上効果がより顕著に得られる。
上記構成によれば、短時間でハニカム構造体に液体を含ませることができる。そのため、時間及び手間を要する全数検査を行う場合に特に適している。
上記構成によれば、ハニカム構造体に含ませる液体の量を短時間で適量に調整できる。そのため、時間及び手間を要する全数検査を行う場合に特に適している。
・検査対象となるハニカム構造体10は、第1セルC1及び第2セルC2を区画する多孔質の壁部に欠陥が発生する可能性のあるものであれば、その材質や形状等は特に限定されるものではない。
<ハニカム構造体の作製>
下記の組成の混合物を調製した。
平均粒子径0.8μmの炭化ケイ素粒子:17.2質量%
メチルセルロース(有機バインダー):5.2質量%
平均粒子径26μmのでんぷん(造孔材):13.5質量%
ユニルーブ(日油社製潤滑剤):2.1質量%
グリセリン:4.6質量%
水:17.2質量%
この混合物を用いて、押出成形機によって複数の四角柱状の成形体を成形した。上記混合物を用いて各成形体の端部を互い違いに封止し、400℃で加熱して有機分を除去した後、アルゴン雰囲気下2200℃で3時間、焼成することにより、第1セルと、第2セルと、第1セル及び第2セルを区画する多孔質の壁部とを備えるハニカムセグメントを得た。次いで、ハニカムセグメントをセラミック製の接着剤を用いて多数結束し、外形加工することにより、図1に示す形状の組立体(ハニカム構造体)を作製した。ハニカム構造体のセル構造は以下のとおりである。
セルの長さ:292mm
セルの断面積:1.2mm2
壁部の厚さ:0.28mm
壁部の気孔率:60.5%
壁部の平均気孔径:20μm
また、図4に示すように、作製したハニカム構造体の壁部には、欠陥として、第1セルと第2セルとを貫通する直径500μmのピンホールを設けている。図4では、平面視における各欠陥(ピンホール)の位置を黒丸で示している。また、欠陥を示す黒丸の下にそれぞれ記載した数値は、ハニカム構造体の一端側の端部(第1セルが開放された側の端部)から当該欠陥までの距離(mm)を示している。
作製した一つのハニカム構造体に対して、水(液体)を含ませていない状態、及び量を異ならせて水を含ませた状態としてそれぞれ検査工程を行い、それらの結果を比較した。
Claims (7)
- 一端側が開放されるとともに他端側が封止された第1セルと、前記第1セルに隣接して設けられ、一端側が封止されるとともに他端側が開放された第2セルと、前記第1セル及び前記第2セルを区画するとともに気孔率が50%以上である多孔質の壁部とを備えるハニカム構造体を検査対象とし、
液体又は固体の微粒子を気体中に分散させた流体を前記ハニカム構造体の前記第1セルに流入させ、前記第2セルから流出する前記流体に含まれる前記微粒子に基づいて、前記ハニカム構造体の欠陥を検出する検査工程を有するハニカム構造体の検査方法であって、
前記ハニカム構造体の体積1Lに対して130〜230cm3となる量の液体を含ませた前記ハニカム構造体を用いて前記検査工程を行うことを特徴とするハニカム構造体の検査方法。 - 前記ハニカム構造体は、前記第1セル及び前記第2セルの少なくとも一方として、セルの断面積に対するセル長の比率が100mm/mm2以上であるセルを備えることを特徴とする請求項1に記載のハニカム構造体の検査方法。
- 前記ハニカム構造体の体積1Lに対して150〜210cm3となる量の液体を、前記ハニカム構造体に含ませることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のハニカム構造体の検査方法。
- 前記微粒子は、液体の微粒子であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のハニカム構造体の検査方法。
- 前記ハニカム構造体に前記液体を含ませる含液工程を有し、
前記含液工程において、前記ハニカム構造体を前記液体の中に浸漬させることにより、前記ハニカム構造体に前記液体を含ませることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のハニカム構造体の検査方法。 - 前記含液工程において、前記液体から取り出した前記ハニカム構造体に対して気体を吹き付けることにより、前記ハニカム構造体に含まれる液体の一部を除去することを特徴とする請求項5に記載のハニカム構造体の検査方法。
- 一端側が開放されるとともに他端側が封止された第1セルと、前記第1セルに隣接して設けられ、一端側が封止されるとともに他端側が開放された第2セルと、前記第1セル及び前記第2セルを区画するとともに気孔率が50%以上である多孔質の壁部とを備えるハニカム構造体の製造方法であって、
請求項1〜6のいずれか一項に記載のハニカム構造体の検査方法に基づいて、前記ハニカム構造体の欠陥を検出し、欠陥が検出されない前記ハニカム構造体を選別することを特徴とするハニカム構造体の製造方法。
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