JP2567261B2 - セラミックハニカムの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、セラミックハニカムを成形するためのその
製造方法の改善に関する。

「従来の技術」、「発明が解決しようとする問題点」 セラミックハニカムを成形する場合には、一般に、そ
の段階として、先ず、セラミックハニカムの支持母体た
るハニカムコアを成形し、このハニカムコアに、例え
ば、液状のセラミック材を含浸若しくは塗布する事によ
って付着せしめ、次いで、付着されたセラミック材を焼
結して硬化せしめることによって成形されている。

而して、セラミックハニカムの支持母体たるハニカム
コアの基材としては、成形容易な展張成形手段によっ
て、幾何学的に略規則正しい形状のセルの平均的集合体
よりなるハニカムコアを極めて容易に成形することが可
能で、かつ、セルサイズの小さなハニカムコアの成形も
容易であり、しかも安価である等の理由により、アルミ
箔、プラスチックシート等、前述によりセラミック材を
焼結した際に融解してしまう程度に融解点が低く、か
つ、永久的な曲げ変形による折曲部を容易に形成するこ
とができる素材が多用されている。

ところで、係る素材を基材として成形されたハニカム
コアを支持母体としてセラミックハニカムを成形した場
合、各セルの形状が略規則的に正しいセラミックハニカ
ムが容易に得られるものの、セラミックハニカムにおけ
る支持母体を構成していたハニカムコアが領有していた
部位は完全に空洞化され、似て、その部位の強度が著し
く低下するため、従来、係るハニカムコアを支持母体と
してセラミックハニカムを成形する場合には、予め、基
材がシート状の状態において、多数の小径の孔を穿設
し、これらの基材を用いてハニカムコアを成形し、含浸
等によるセラミック材の付着時、ハニカムコアの両壁面
に層状に付着されたセラミック材を前記孔の部分で結合
させ、空洞部の減少を図り、強度の向上を図っていた。

しかし、基材が、永久的な曲げ変形により折曲部が形
成され易い特性を有するため、展張成形手段によってセ
ルの形状が規則正しいハニカムコアを成形するために
は、予め、基材に穿設する多数の孔を、所定の位置、例
えば、孔が成形されたハニカムコアにおけるセル壁の折
曲部、セルの開口端部のセル壁等に掛からない位置関係
に規則正しく穿設する必要があり、したがって、これら
多数の孔を穿設するための作業が面倒で多くの工数を要
する上、また、重着時、各接合部を全面的に接合した場
合には、せっかく、所定の位置関係に規則正しく穿設さ
れた孔により、各接合部にセル間を連通するよう形成さ
れた連通部が塞がれ、これらの部分は完全に空洞化され
てしまうため、各接合部の完全な空洞化を防止するため
には、展張時、接合部が剥離しない程度に孔部以外の部
位が部分的に接合されるよう、例えば、孔部以外の部位
に接着剤を塗布することにより接着剤層を形成する必要
があり、したがって、接着剤層の形成作業も面倒である
等、支持母体たるハニカムコアの成形が困難でハニカム
コアが高価となる難点を有していた。

本発明は上述の事情に鑑みなされたもので、その目的
とするところは、比較的融解点が低く、かつ、永久的な
曲げ変形により折曲部が形成され易く、しかも安価な、
例えば、アルミ箔、プラスチックシート等の素材を基材
として成形されたハニカムコアを支持母体としているに
もかかわらず、容易にハニカムコアの両壁面に層状に付
着されたセラミック材を、接合部および他の部における
適宜部位で結合させることが可能で、似て、空洞部の存
在が少なく、強度面に優れていると共に、各セルの形状
が略規則正しいセラミックハニカムを極めて容易、か
つ、安価に成形することができるセラミックハニカムの
製造方法を提案することにある。

「問題点を解決するための手段」 本発明は上記目的を達成すべくなされたもので、その
技術的解決手段は、先ず、下記によりセラミック材を焼
結した際に融解してしまう程度に融解点が低く、かつ、
永久的な曲げ変形による折曲部を形成することが容易な
素材を基材として、所定枚数のこれらの基材を、接合部
が交互に半ピッチずつずれて位置するよう重着して未展
張状態のハニカムコアを形成し、次に、展張以前に、こ
の未展張状態のハニカムコアにおける各接合部および他
の部における適宜部位に連通孔を穿設し、未展張状態の
ハニカムコアを、直接そのまま切断することなく、若し
くは条線状に形成された接合部に直交する方向に所定の
長さ毎に切断した後、その重着方向に展張してセラミッ
クハニカムの支持母体たるハニカムコアを成形し、この
ハニカムコアにセラミック材を付着せしめ、次いで、付
着されたセラミック材を焼結して硬化せしめることによ
ってセラミックハニカムを成形するようしたものであ
る。

なお、第２項については次のとおり。この第２項のセ
ラミックハニカムの製造方法は、第１項に記載したセラ
ミックハニカムの製造方法において、前記基材の素材と
して、アルミ箔やプラスチックが用いられていること、
を特徴とする。

「作用」 本発明は上記手段よりなるので、以下の如く作用す
る。すなわち、セラミックハニカムを成形するための段
階として成形されたセラミックハニカムの支持母体たる
ハニカムコアには、その各接合部と、その他の部、すな
わち、一枚の基材により形成されている各セル壁におけ
る適宜部位には、このハニカムコアが未展張の状態にお
いて、穿設された連通孔が存在しているので、このハニ
カムコアに、例えば、液状のセラミック材を含浸若しく
は塗布等によって付着せしめた際、ハニカムコアの各壁
の両面に層状に付着されたセラミック材は、付着時、各
連通孔内に浸入したセラミック材を介して結合される。

したがって、セラミックハニカムを成形するにあたっ
て、ハニカムコアに付着されたセラミック材を硬化せし
めるために焼結させた際、その支持母体を構成してい
た、例えば、アルミ箔、プラスチックシート等を基材と
したハニカムコアは、融解し燃えつきてしまうが、セラ
ミック材付着時、ハニムコアの全露出部を覆う態様に付
着されたセラミック材の内、ハニカムコアの各壁の両面
に、所定の厚さの層状に付着され硬化されたセラミック
は、連通孔が存在していた部位において、付着時、連通
孔内に浸入し、その状態で硬化されたセラミックによっ
て強固に結合されているため、空洞部の存在が少なく、
強度に優れたセラミックハニカムが得られる。

また、特に、その支持母体たるハニカムコアの成形
も、従来の通常のハニカムコアの成形方法に、僅かに、
形成された未展張状態のハニカムコアの状態において、
その各部の適宜部位に、重着された所定枚数の各基材を
貫通して連通孔を穿設する容易な作業が加わるのみのた
め、その成形は極めて容易である。

「実施例」 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明す
る。

第１図乃至第６図において、３はセラミックハニカム
１を成形するための支持母体たるハニカムコア２の基材
を構成し、セラミック材を焼結した際に融解してしまう
程度に融解点が低く、かつ、永久的な曲げ変形による折
曲部を形成することが容易な、例えば、アルミ箔、プラ
スチックシート等の素材からなるシート状の基材であ
り、各基材３上には、第１図に示す如く、例えば、接着
剤を塗布する等によって、その長手方向に沿い、所定の
ピッチＰ毎に、所定幅の接着剤層4,4…が条線状に形成
されている。

これらの接着剤層4,4…が形成された所定枚数の基材
3,3…を、第２図に示す如く、接着剤層4,4…が交互に半
ピッチ、すなわち、1/2Pずつずれて位置する位置関係に
順次重ね合せ、最後に、接着剤層4,4…が形成されてい
ない基材３を重ねて加熱、加圧により重着することによ
り、隣接して位置する基材3,3は、それぞれ接着剤層４
を介して互いに接着されて接合部５が形成される。そし
て、これらの接合部5,5…が交互に1/2Pずつずれて位置
する未展張状態のハニカムコア６が形成される。

なお、接着剤層４等の形成については、上述の実施例
に限定されるものではなく、例えば、第７図に示す如
く、基材３の表裏に、交互に1/2Pずつずれて接着剤層4,
4…が位置すべく、各基材3,3…に接着剤層4,4…を形成
し、このように基材３の表裏に接着剤層4,4…を形成し
た基材３と、接着剤層４が形成されていない基材３とを
交互に重ね合せて重着するようしてもよい。

次に、第３図に示す如く、所定枚数の基材3,3…を重
着することによって形成された未展張状態のハニカムコ
ア６における各接合部５と、他の部、すなわち、展張
後、一枚の基材３によってハニカムコア２のセル壁７を
形成する部分に、それぞれ重着された所定枚数の基材3,
3…を貫通して、適宜径の複数個の連通孔8,8…を適宜間
隔を隔てて穿設した後、成形されるセラミックハニカム
１の高さに応じ、直接そのまま切断することなく、若し
くは接合部５に直交する方向に所定の長さ毎に切断し、
重着方向、すなわち、展張方向Ｗに適宜の展張手段によ
り展張することによって、第４図に示す如く、各基材3,
3…はそれぞれ接合部5,5…の縁部に沿って折曲され、セ
ル９の軸方向に所望の高さを有し、かつ、各セル9,9…
が略均一な正六角形状を呈するハニカムコア２が得られ
る。

なお、連通孔８の穿設については、切断した後、展張
するものにあっては、切断後に穿設するようしてもよ
い。

また、第４図に示す実施例においては、各接合部5,5
…および各セル壁7,7…の中央部分にそれぞれ多数の小
径の連通孔8,8…が所定の間隔を隔てて穿設されている
が、設ける連通孔8,8・・・の数、形状、設ける部位
等、実施例に限定されるものではない。穿設される連通
孔８の占める面積が大きくなるよう連通孔８を設けるこ
とによって、より強固なセラミックハニカム１が得られ
るものの、連通孔８を設けるにあたっては、展張に際し
てセル壁７を形成する部分が接合部５の縁部に沿って所
定の角度で折り曲げられ、略均一な正六角形状のセル9,
9…が形成されることに留意すると共に、後述のハニカ
ムコア２の壁面に層状に付着されたセラミック材が硬化
する迄その状態を保持できるよう配置する必要がある。

次に、ハニカムコア２に液状のセラミック材を含浸に
より付着せしめることによりハニカムコア２は、そのす
べての露出部は所定の厚さに付着されたセラミック材に
よって覆われると共に、両壁面に層状に付着されたセラ
ミック材は各連通孔８の部位において、含浸時、連通孔
８内に浸入したセラミック材により結合される。

なお、セラミック材を付着せしめる手段については、
塗布することにより付着せしめるようしてもよい。

係る状態にセラミック材を付着せしめたハニカムコア
２を、付着されたセラミック材を硬化せしめるために炉
中において焼結することによりセラミックハニカム１を
成形することができる。

成形されたセラミックハニカム１は、成形時の焼結に
より、その支持母体を構成していたハニカムコア２は、
融解し焼つきてしまっているが、存在していたハニカム
コア２の両壁面に沿って形成されたセラミック層11,11
は、ハニカムコア２の各接合部５および各セル壁７に穿
設された各連通孔８が存在していたそれぞれの部位にお
いて、含浸時、各連通孔８内に浸入し、焼結により硬化
されて円柱状に介在する補強セラミック部11aによって
強固に結合されているため、空洞部の存在が少なく、強
度に優れたセラミックハニカム１が得られる。

また、成形されたセラミックハニカム１は、それを成
形するための段階としての支持母体たるハニカムコア２
の各セル9,9…が、略均一な正六角形状を呈しているの
で、幾何学的に略規則正しい正六角形状のセル10,10…
の平面的集合体よりなっている。

さらに、支持母体たるハニカムコア２の成形も、従来
の通常のハニカムコアの成形の過程において、僅かな加
工を行うのみによって可能なため、容易に成形すること
ができる。

以上、本発明の製造方法について、各工程毎に説明し
たが、シートロール状の基材を用い、一連の製造装置に
よって連続して製造するようしてもよい。

「発明の効果」 以上詳述した如く、本発明に係るセラミックハニカム
の製造方法によれば、比較的融解点が低く、かつ、永久
的な曲げ変形により折曲部が形成され易く、しかも安価
な、例えば、アルミ箔、プラスチック等の素材を基材と
したハニカムコアを支持母体としているにもかかわら
ず、容易な成形方法によって、ハニカムコアの両壁面に
層状に付着されたセラミック材を、接合部および他の部
の適宜部位で結合させることが可能で、似て、空洞部の
存在が少なく、強度面に優れていると共に、各セルの形
状が略規則正しいセラミックハニカムを極めて容易、か
つ、安価に成形することが可能となり、従来、この種ハ
ニカムの製造方法が有していた欠点が一掃される等、そ
の有する効果は顕著にして大なるものがある。

【図面の簡単な説明】 第１図乃至第６図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は基材上に接着剤層を形成した状態を示す斜視図、
第２図は所定枚数の基材を重ね合せ、これらを重着する
ことにより未展張状態のハニカムコアを形成する工程を
示す説明図、第３図は未展張状態のハニカムコアに連通
孔を穿設した状態を示す要部の斜視図、第４図はハニカ
ムコアの要部の斜視図、第５図は一部セラミック層を切
欠いたセラミックハニカムの要部の斜視図、第６図はセ
ラミックハニカムの要部の拡大横断面図である。 第７図は基材上に形成された接着剤層の他の実施例を示
す説明図である。 １……セラミックハニカム、２……ハニカムコア、３…
…基材、４……接着剤層、５……接合部、６……未展張
状態のハニカムコア、７……セル壁（ハニカムコアのセ
ル壁）、８……連通孔、９……セル（ハニカムコアのセ
ル）、10……セル（セラミックハニカムのセル）、11…
…セラミック層、11a……補強セラミック部、Ｐ……接
着剤層のピッチ、Ｗ……展張方向。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記によりセラミック材を焼結した際に融
   解してしまう程度に融解点が低く、かつ、永久的な曲げ
   変形による折曲部を形成することが容易な素材を基材と
   し、これら所定枚数の基材を、接合部が交互に半ピッチ
   ずつずれて位置するよう重着することによって未展張状
   態のハニカムコアを形成する工程と、該未展張状態のハ
   ニカムコアにおける各接合部および他の部における適宜
   部位に、展張工程以前に連通孔を穿設する工程と、未展
   張状態のハニカムコアを、直接そのまま切断することな
   く、若しくは条線状に形成された前記接合部に直交する
   方向に所定の長さ毎に切断する工程を経た後、その重着
   方向に展張してセラミックハニカムの支持母体たるハニ
   カムコアを成形する工程と、該ハニカムコアにセラミッ
   ク材を付着せしめ、次いで、付着されたセラミック材を
   焼結して硬化せしめる工程と、を有してなることを特徴
   とするセラミックハニカムの製造方法。
2. 【請求項２】第１項に記載したセラミックハニカムの製
   造方法において、前記基材の素材として、アルミ箔やプ
   ラスチックが用いられていること、を特徴とするセラミ
   ックハニカムの製造方法。