JP3357200B2 - Method for manufacturing honeycomb-shaped ceramic structure - Google Patents

Method for manufacturing honeycomb-shaped ceramic structure

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JP3357200B2
JP3357200B2 JP24878094A JP24878094A JP3357200B2 JP 3357200 B2 JP3357200 B2 JP 3357200B2 JP 24878094 A JP24878094 A JP 24878094A JP 24878094 A JP24878094 A JP 24878094A JP 3357200 B2 JP3357200 B2 JP 3357200B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ハニカム状セラミック
構造体の製造方法に関し、特にセラミックスラリーのス
クリーン印刷法を用いた印刷シートの積層法による自由
設計可能なハニカム構造体の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure, and more particularly to a method for manufacturing a honeycomb structure which can be freely designed by laminating printed sheets using a ceramic slurry screen printing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】ハニカム状セラミック構造体の製造方法
としては、押出成形が代表的なものであるがその他に、
特開昭48−66112号では、平板なセラミック素材
シートを凹凸加工し、凹凸シートをセル(凹凸部)の周
方向(断面がハニカムをなす面に平行な方向)に積層又
は巻き込んで焼成し、開孔セルを備えるハニカム状セラ
ミック構造体としていた。
2. Description of the Related Art As a method of manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure, extrusion molding is a typical method.
In JP-A-48-66112, a flat ceramic material sheet is subjected to uneven processing, and the uneven sheet is laminated or rolled up in the circumferential direction of the cells (irregular portions) (a direction parallel to the surface forming the honeycomb) and fired. The honeycomb-shaped ceramic structure provided with open cells was used.

【0003】また、特開昭48−66112号では、断
面がハニカムを成す面に平行な方向で、開孔セルを形成
する長い管状のパイプを複数、平板なセラミック素材シ
ートに巻き込んで焼成し、開孔セルを備えるハニカム状
セラミック構造体としていた。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 48-66112, a plurality of long tubular pipes forming open cells are wound around a flat ceramic material sheet and fired in a direction parallel to the plane of the honeycomb. The honeycomb-shaped ceramic structure provided with open cells was used.

【0004】特開昭57−179060号には、3次元
網目構造を有するセラミック構造体において、可塑性を
有する状態で前記構造体の両端よりロッドによって、単
独及び相互に構造体を貫通しない穴をあけて、この穴と
3次元網目構造により連通する開孔セルを有するセラミ
ック構造体を製造していた。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-179060 discloses that in a ceramic structure having a three-dimensional network structure, holes which do not penetrate the structure independently or mutually are formed by rods from both ends of the structure in a plastic state. Thus, a ceramic structure having an open cell communicating with the hole by a three-dimensional network structure has been manufactured.

【0005】特開平2−261652号には、グリーン
シート中の有機結合剤より低温で熱溶融もしくは熱分解
する有機材料等の感光性空孔形成材料を用いて、フォト
レジスト技法によりグリーンシート表面に細線パターン
を形成し、次に前記パターン間にセラミック材料を充填
して、このグリーンシートを複数枚積層、圧着して焼成
し、焼成時に前記細線パターンが焼失した後に空孔が形
成され、空孔形成セラミック焼結体を得ていた。
[0005] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-261652 discloses that a photosensitive hole forming material such as an organic material which is heat-melted or thermally decomposed at a lower temperature than an organic binder in a green sheet is applied to the surface of the green sheet by a photoresist technique. A fine line pattern is formed, and then a ceramic material is filled between the patterns, a plurality of the green sheets are stacked, pressed and fired, and holes are formed after the thin line pattern is burned out during firing. A formed ceramic sintered body was obtained.

【0006】特開平2−296779号では、焼成前
に、有機溶剤でもって細線パターンを除去するところの
み前号とは異なっている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-296779 is different from the previous one only in that a thin line pattern is removed with an organic solvent before firing.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、押出成
形では、得られるハニカム形状に限界があった。例え
ば、微細なセル径を形成するためにはセルに対応するダ
イスの筒状部を微細径にしなければならないが、成形材
料の流動圧力に耐えるだけの太さが必要でありマイクロ
メータオーダのセル径を有するセラミック構造体を製造
することはできなかった。
However, in extrusion molding, there is a limit to the obtained honeycomb shape. For example, in order to form a fine cell diameter, the cylindrical part of the die corresponding to the cell must have a fine diameter, but it must be thick enough to withstand the flow pressure of the molding material, and a cell of micrometer order A ceramic structure having a diameter could not be produced.

【0008】さらに、開孔セルの軸方向に肉厚な構造は
成形材料の流動性が低下するために押出にくく、大きな
構造体を得るためには、金型も大きくしなければならな
かった。
[0008] Furthermore, the thick structure in the axial direction of the open cell is difficult to extrude because the flowability of the molding material is reduced, and in order to obtain a large structure, the mold must be large.

【0009】また、製造工程中、所定の可塑性を有する
状態でのハニカム構造形成工程では、自己保持力の限界
や成形圧力により、ひび、割れ又は破壊が生じ易く、特
に複雑なセル形状、セルパターン、及び微細なセル径を
有するハニカム状セラミック構造体を製造することは困
難であった。
Also, in the honeycomb structure forming step in a state having a predetermined plasticity during the manufacturing process, cracks, cracks or breakage are liable to occur due to the limit of the self-holding force and the forming pressure, and particularly complicated cell shapes and cell patterns are formed. It has been difficult to manufacture a honeycomb-shaped ceramic structure having a fine cell diameter.

【0010】また、セラミックシートをコルゲート法等
により加工して中空の管状体を作成して、それを集合さ
せてハニカム構造体を作る方法では、やはり微細で寸法
精度の誤差の少ないセル形態を製造することが困難であ
り、また管状体を形成する工程が必須であった。
In a method of forming a hollow tubular body by processing a ceramic sheet by a corrugation method or the like and assembling the hollow tubular body into a honeycomb structure, a fine cell structure having a small dimensional error is also manufactured. And a step of forming a tubular body was indispensable.

【0011】また、可塑性を有する状態のセラミックに
ロッドで穴をあけ、この穴をセルとする方法も、押出成
形と同じく微細形状のセルは得ることができず、またセ
ルの連通形状も直線的なものに限られてしまう上、決定
的な欠点はセル壁を十分強くできないことである。一方
可塑性を有しないセラミック素材は押出成形できず、押
出成形しようとすれば、高価なバインダーが必要であ
る。
Also, a method in which a hole is formed in a plastic in a plastic state with a rod and the hole is used as a cell cannot produce a cell having a fine shape as in the case of extrusion molding, and the communicating shape of the cell is also linear. A critical disadvantage is that the cell walls cannot be made sufficiently strong. On the other hand, a ceramic material having no plasticity cannot be extruded, and an expensive binder is required for extrusion molding.

【0012】また、フォトレジストによる細線パターン
を作成してセラミック原料をパターン間の空隙層に充填
した後、細線パターンを除去して、細線パターン跡を空
孔(セル)とする細孔を有するセラミック構造体の製造
方法では、感光性樹脂積層、フォトマスク形成、露光及
び現像というような多段階工程が必須であり、工程が複
雑であるという欠点があった。
In addition, after forming a fine line pattern by a photoresist and filling a ceramic material in a gap layer between the patterns, the fine line pattern is removed, and a ceramic having fine pores having pores (cells) as a trace of the fine line pattern is formed. The method of manufacturing a structure requires a multi-step process such as lamination of a photosensitive resin, formation of a photomask, exposure and development, and has a disadvantage that the process is complicated.

【0013】また、幅が薄く高さ(厚み)が高い細線パ
ターンをフォトレジスト技法により作成することは困難
であり、そして感光後のエッチングによりパターンのオ
ーバエッチング等による変形が避けられず、あるいは任
意の寸法のセルを形成するには不向きであった。
Further, it is difficult to form a thin line pattern having a small width and a high height (thickness) by a photoresist technique, and deformation due to over-etching or the like of the pattern due to etching after exposure is inevitable or optional. It was not suitable for forming a cell having the following dimensions.

【0014】本発明の基本的目的は、ハニカムを形成す
るセル構造及びセルパターンをセル形状、セル径、セル
壁の厚さ等を含め自由設計可能で容易に設計変更に対応
することが可能であり、簡易なハニカム状セラミック構
造体の製造方法を提供することである。
A basic object of the present invention is to freely design a cell structure and a cell pattern for forming a honeycomb, including a cell shape, a cell diameter, a cell wall thickness, and the like, and it is possible to easily cope with a design change. An object of the present invention is to provide a simple method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure.

【0015】さらに、本発明の目的は、特に微細な形状
のセル構造を有するハニカム状セラミック構造体の製造
方法を提供することである。
It is a further object of the present invention to provide a method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure having a cell structure with a particularly fine shape.

【0016】本発明の他の目的は、簡易かつ大量生産に
適したハニカム状セラミック構造体の製造方法を提供す
ることである。
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure which is simple and suitable for mass production.

【0017】本発明のさらに他の目的は、原料に対する
適用可能性が極めて広いハニカム状セラミック構造体の
製造方法を提供することである。
Still another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure having extremely wide applicability to raw materials.

【0018】本発明は、上記目的、課題の少なくとも一
つを達成するものである。
The present invention achieves at least one of the above objects and objects.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、シート
状基体に、セラミック原料を主成分とするスラリーを印
刷して、所定の印刷パターンを有するセラミック素材シ
ートを形成するパターンシート形成工程と、前記パター
ンシートを少くとも一層含みセラミック素材シートを複
数層に重ね合わせて、前記印刷パターンと前記重ね合わ
されたセラミック素材シートの組み合わせでセルを画成
するシート積層工程を含むことを特徴とするハニカム状
セラミック構造体の製造方法が提供される。シート状基
体とは、スラリーが印刷できるものであればよく、セラ
ミック素材シートとは、スラリーが印刷されたパターン
シートの他に、セラミック質がシート状体の一部又は全
部に付着、含浸等しているものをいい、セラミック紙等
も含まれる。
According to the present invention, there is provided a pattern sheet forming step of forming a ceramic material sheet having a predetermined print pattern by printing a slurry containing a ceramic material as a main component on a sheet-like substrate. A sheet laminating step of laminating ceramic material sheets including at least one of the pattern sheets and superimposing the ceramic material sheets in a plurality of layers to define cells by a combination of the printing pattern and the superposed ceramic material sheets. A method of manufacturing a ceramic ceramic structure is provided. The sheet-like substrate may be any sheet on which the slurry can be printed, and the ceramic material sheet means that, in addition to the pattern sheet on which the slurry is printed, the ceramic material adheres to or impregnates part or all of the sheet-like body. And ceramic paper.

【0020】[0020]

【好適な手段】また、前記スラリーの印刷が、所定パタ
ーンに形成したスクリーンを前記シート上に配し、前記
スクリーンを介して前記シート状基体にスラリーを印刷
するスクリーン印刷であることを特徴とする。
Preferably, the printing of the slurry is screen printing in which a screen formed in a predetermined pattern is arranged on the sheet, and the slurry is printed on the sheet-like substrate through the screen. .

【0021】また、前記セラミック素材シートと前記パ
ターンシートを交互に積層することを特徴とする。
Further, the ceramic material sheet and the pattern sheet are alternately laminated.

【0022】また、前記パターンシートを複数層に重ね
合わせることを特徴とする。
Further, the invention is characterized in that the pattern sheets are overlapped in a plurality of layers.

【0023】また、前記セルが少なくともパターン印刷
面に平行な方向に連通するセルであることを特徴とす
る。
Further, the cell is characterized in that it is a cell that communicates at least in a direction parallel to the pattern printing surface.

【0024】また、所定パターンの印刷面に垂直な貫通
孔を有する前記パターンシートを積層して、前記貫通孔
がパターン印刷面に垂直な方向に連通するセルを形成す
ることを特徴とする。
The present invention is characterized in that the pattern sheets having through holes perpendicular to the printing surface of the predetermined pattern are laminated to form cells in which the through holes communicate in the direction perpendicular to the pattern printing surface.

【0025】また、少なくとも1組の前記パターンシー
トの印刷パターンがセラミック素材シートを介して又は
介さずに交差するように積層されていることを特徴とす
る。
Further, at least one set of the printed patterns of the pattern sheets is laminated so as to intersect with or without a ceramic material sheet interposed therebetween.

【0026】また、直角に前記印刷パターンが交差して
いることを特徴とする。
Further, the printing patterns intersect at right angles.

【0027】また、前記印刷パターンが線対称に印刷さ
れていることを特徴とする。
Further, the printing pattern is printed symmetrically.

【0028】また、前記シート状基体の全面に前記スラ
リーを印刷してセラミック層を形成して前記セラミック
素材シートを形成する工程を含むことを特徴とする。
The method further comprises a step of printing the slurry on the entire surface of the sheet-like substrate to form a ceramic layer to form the ceramic material sheet.

【0029】また、前記パターンシート及び前記セラミ
ック素材シートの少なくとも一方が、セラミックと有機
質繊維を主成分とする原料からなっていることを特徴と
する。
Further, at least one of the pattern sheet and the ceramic material sheet is made of a raw material mainly composed of ceramic and organic fibers.

【0030】また、前記パターンシートの無印刷部が前
記構造体焼成時に焼失して、積層方向にセルが連通する
ことを特徴とする。
Further, the non-printed portion of the pattern sheet is burned off when the structure is fired, and the cells communicate with each other in the stacking direction.

【0031】また、前記印刷パターンの層の厚さが、5
μm〜2mmであることを特徴とする。
The thickness of the layer of the printing pattern is 5
μm to 2 mm.

【0032】また、前記ハニカム状セラミック構造体の
セルの横断面方向の短径が0.01〜2mmであること
を特徴とする。
Further, the short diameter of the cell of the honeycomb-shaped ceramic structure in the cross section direction is 0.01 to 2 mm.

【0033】また、同一印刷パターンシート上の、前記
印刷パターンの、形状又は/及び材質が異なっているこ
とを特徴とする。
Further, the printing pattern on the same printing pattern sheet has a different shape and / or material.

【0034】シート状基体が、有機質を主成分とする紙
又は布からなることを特徴とする。
[0034] The sheet-like substrate is made of paper or cloth mainly composed of organic matter.

【0035】スラリーが、金属成分を含むことを特徴と
する。
[0035] The slurry is characterized in that it contains a metal component.

【0036】[0036]

【作用】以下「セラミック」の語はセラミック原料ない
しセラミック質の略称としても用いる。
In the following, the term "ceramic" is also used as an abbreviation for ceramic raw material or ceramic material.

【0037】本発明のハニカム状セラミック構造体の製
造方法によれば概説すると、シート上にセラミック原料
を主成分とするスラリーを印刷して、セラミック質から
なる所定パターンと無印刷部からなる立体的かつ平面的
な凹凸を有するセラミック印刷(素材)パターンシート
を製造し、この所定パターンの凹凸を有するセラミック
印刷シートを少なくとも一層含みセラミック素材シート
を複数層に重ね合せて、印刷パターンとセラミック素材
シートからなる壁で囲まれたセルを有する所定のハニカ
ム形状を形成する。
According to the method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure of the present invention, a slurry is formed by printing a slurry containing a ceramic material as a main component on a sheet, and a three-dimensional pattern including a predetermined pattern made of ceramic and a non-printed portion. A ceramic printing (material) pattern sheet having flat irregularities is manufactured, and the ceramic material sheet including at least one ceramic printing sheet having the irregularities of the predetermined pattern is overlapped in a plurality of layers, and the printed pattern and the ceramic material sheet are used. To form a predetermined honeycomb shape having cells surrounded by walls.

【0038】印刷技法により、インクの代わりにセラミ
ックを主成分とするスラリーを印刷することによって、
印字の代わりにセラミックからなるパターンを、僅か5
μm程度以下の誤差でシート状に立体的に厚盛印刷でき
る。このパターンは印刷技法であるため、任意のパター
ンを、例えばスクリーン印刷においてはスクリーンを換
えるだけで、自由に設計・製作できる。
By printing a slurry based on ceramic instead of ink by a printing technique,
Instead of printing, only 5 patterns of ceramic
Three-dimensional thick emboss printing can be performed on a sheet with an error of about μm or less. Since this pattern is a printing technique, any pattern can be freely designed and manufactured by simply changing the screen in, for example, screen printing.

【0039】また、押出成形することができない、可塑
性のないセラミック素材を用いて、本発明の印刷技法に
よりパターン形成することができる。
Further, a pattern can be formed by the printing technique of the present invention using a non-plastic plastic material which cannot be extruded.

【0040】印刷技法としては、オフセット印刷、スク
リーン印刷等がある。
Printing techniques include offset printing and screen printing.

【0041】オフセット印刷は、インクをまず平板又は
ロール状の転写版に転写してから、被印刷物に転写版か
らインクを転写する方法である。勿論本発明ではインク
の代わりにセラミックを主成分とするスラリーが使用さ
れる。この方法は、比較的薄厚のセラミックからなる印
刷パターン形成に適している。
Offset printing is a method in which ink is first transferred to a flat or roll-shaped transfer plate, and then the ink is transferred from the transfer plate to a printing material. Of course, in the present invention, a slurry containing a ceramic as a main component is used instead of the ink. This method is suitable for forming a printing pattern made of a relatively thin ceramic.

【0042】一方、スクリーン印刷は、所定の深さ(立
体的形態)と所定のパターン(平面的形態)に形成した
型(枠)を被印刷物(シート状体)の上に設置して、型
の上からスラリーを印刷するものであり、型の無パター
ン部に対応するシート状体の部分にはセラミックが型の
深さに応じた高さで厚盛され、有パターン部にはセラミ
ックは付着しないために、平面的かつ立体的なセラミッ
ク印刷パターンが形成される。
On the other hand, in screen printing, a mold (frame) formed in a predetermined depth (three-dimensional form) and a predetermined pattern (two-dimensional form) is placed on an object to be printed (sheet-like body). The slurry is printed from above, and the ceramic is deposited on the part of the sheet corresponding to the non-pattern part of the mold at a height corresponding to the depth of the mold, and the ceramic adheres to the patterned part To avoid this, a planar and three-dimensional ceramic print pattern is formed.

【0043】所定パターンに形成されたスクリーンを介
するスクリーン印刷技法においては、前記型を絹又はス
テンレス等の網枠に所定パターンの型紙あるいは感光性
樹脂パターンを付着させて形成し、シート状体に置き、
スラリーを網枠下のシート状体に印刷することができ
る。なお、感光性樹脂は高価であるので特に単価の高い
製品の製造原料として適している。
In a screen printing technique using a screen formed in a predetermined pattern, the above-mentioned pattern is formed by attaching a pattern of a predetermined pattern or a photosensitive resin pattern to a mesh frame made of silk or stainless steel and placing the pattern on a sheet. ,
The slurry can be printed on a sheet below the screen frame. In addition, since the photosensitive resin is expensive, it is particularly suitable as a raw material for manufacturing a product having a high unit price.

【0044】所定パターンに形成されているスクリーン
は、切断等により形成することもできるが、寸法精度が
高く、マイクロメータオーダの微細なパターン、又は複
雑な形状のスクリーンを製作するには、写真製版による
スクリーン製作が適している。半導体等の回路パターン
と同様に精度が高く、微細、かつ複雑なパターンが簡単
に作成できる。
The screen formed in a predetermined pattern can be formed by cutting or the like. However, in order to produce a fine pattern of a micrometer order or a screen having a complicated shape with high dimensional accuracy, a photoengraving is required. Is suitable for screen production. Similar to a circuit pattern of a semiconductor or the like, a high-precision, fine and complicated pattern can be easily created.

【0045】スクリーンは、テープによるマスキングに
より形成することもできる。
The screen can be formed by masking with a tape.

【0046】スラリーをシート状体に付着させる方法に
は、ローラ、ステージ等によるスラリー圧着、スラリー
流下後ドクターブレイドにより余分のスラリーを剥ぎ取
る方法、スラリー中にスクリーンを付着したシート状体
を浸漬する方法、スラリーを吹き付け又は塗布する方法
がある。
The method of adhering the slurry to the sheet is as follows: pressing the slurry by a roller, a stage or the like; removing the excess slurry with a doctor blade after flowing the slurry; and dipping the sheet with the screen adhered into the slurry. And a method of spraying or applying a slurry.

【0047】また、多色のインクを印刷するように、材
質(性質)の異なるスラリーを用いて各パターンを形成
することが容易である。例えば、外周部に焼成後に緻密
層となるセラミックを含むスラリーを印刷して封止性を
上げ、内周部に焼成後に多孔質となるようなセラミック
を含むスラリーを印刷して触媒担体あるいはセンサーに
適する構造を形成することができる。
Further, it is easy to form each pattern by using slurries having different materials (properties) so as to print multicolor inks. For example, a slurry containing a ceramic that becomes a dense layer after firing is printed on the outer peripheral portion to increase the sealing property, and a slurry containing the ceramic that becomes porous after firing is printed on the inner peripheral portion to form a catalyst carrier or a sensor. A suitable structure can be formed.

【0048】ところで、このようなスラリーが印刷され
るシート状基体は、セラミック質材料が付着し、焼成時
にセラミックとの熱収縮歪等の違いにより欠陥が生じな
い材質であれば焼失性のものに限らず任意である。例え
ば、セラミックグリーンシート、シリコン、金属等も使
用可能である。
The sheet-like substrate on which such a slurry is printed is a burnable material as long as it is a material to which a ceramic material adheres and does not cause defects due to a difference in heat shrinkage strain from the ceramic during firing. It is optional without limitation. For example, ceramic green sheets, silicon, metal and the like can be used.

【0049】ここで、シート状基体が紙又は布であれ
ば、スラリーの印刷性が良好であり、安価であり、さら
に、焼成時には紙又は布の成分である有機質繊維は焼失
して構造体の壁部の材質は多孔質となり、セルの多孔質
壁を、種々の目的に有効に利用できると共に、軽量で構
造的強度が高い構造体となる。また、焼成によるシート
状体のスラリー無印刷部が焼失するので、積層方向(積
層面に垂直方向)貫通孔を設けることができ、格子状に
連通するセルを形成することができる。
Here, if the sheet-like substrate is paper or cloth, the printability of the slurry is good and inexpensive. Further, at the time of firing, the organic fibers which are the components of the paper or cloth are burned off and the structure is formed. The wall material is porous, and the porous wall of the cell can be effectively used for various purposes, and the structure is lightweight and has high structural strength. In addition, since the unprinted portions of the sheet-shaped body without the slurry are burned out by baking, through holes can be provided in the laminating direction (perpendicular to the laminating surface), and cells communicating in a lattice can be formed.

【0050】ところで、印刷されるスラリーはセラミッ
ク質材料を主成分として、印刷時には所定の程度の流動
性と、印刷後から積層、乾燥時まで型崩れしないための
粘度を有し、結合力を生ずることが必要である。
By the way, the slurry to be printed contains a ceramic material as a main component, has a predetermined fluidity at the time of printing, and has a viscosity not to lose its shape from printing to lamination and drying, and generates a bonding force. It is necessary.

【0051】なお、このスラリーには、金属成分(金属
粉体、繊維等)を含んでもよい。焼成後に、セラミック
と金属の複合体からなる焼結体が得られるので、機械的
強度が上がり、その他添加される金属の特性によって種
々の機能を発揮させることができる。例えば、ステンレ
スやリチウム合金を添加すれば耐食性が特に高い。その
他には、鉄、アルミ合金等の一般に使用されている金属
(合金も含む)も添加できる。
The slurry may include a metal component (metal powder, fiber, etc.). After sintering, a sintered body composed of a composite of ceramic and metal is obtained, so that the mechanical strength is increased and various functions can be exhibited depending on the characteristics of the added metal. For example, corrosion resistance is particularly high if stainless steel or a lithium alloy is added. In addition, commonly used metals (including alloys) such as iron and aluminum alloys can also be added.

【0052】セラミック原料とは、焼成によってセラミ
ック焼結体を生成する材料をいい、金属の酸化物、その
他の耐熱性化合物又はそれらの複合化合物(酸窒化物、
炭窒化物等)を含む。セラミック原材料はさらに、加熱
又は焼成によりセラミック質を生成する前駆体(金属塩
ないし有機化合物、又はそれらのゾル、ゲルであっても
よく)、これらを一部含んでもよい。代表的にはセラミ
ック原料としては、粒子む粉末状物質を用いることがで
きる。以下は粒子、粉末状の例を中心として述べる。
The ceramic raw material refers to a material that forms a ceramic sintered body by firing, and includes metal oxides, other heat-resistant compounds or composite compounds thereof (oxynitrides,
Carbonitrides). The ceramic raw material may further include a precursor (which may be a metal salt or an organic compound, or a sol or gel thereof) that produces a ceramic substance by heating or firing, or a part thereof. Typically, a powdery substance containing particles can be used as the ceramic raw material. The following mainly describes examples of particles and powder.

【0053】セラミック原料(粒子、粉末)を分散させ
る溶媒は、通常は水であるが、メタノール、エタノー
ル、その他高級アルコール、メチルエチルケトン、アセ
トン、酢酸エチル、トルエン等の有機溶媒も、セラミッ
クの分散性等を考慮して適宜選択される。
The solvent in which the ceramic raw materials (particles, powders) are dispersed is usually water, but organic solvents such as methanol, ethanol, other higher alcohols, methyl ethyl ketone, acetone, ethyl acetate, and toluene are also used for dispersing the ceramic. Is appropriately selected in consideration of

【0054】溶媒に溶かされたバインダーあるいは溶媒
単独(即ち液状成分)とセラミック粉体の重量比は、液
状成分5〜35:95〜65が適当である。この液状成
分とセラミック粉体の重量比もセラミックの性質、バイ
ンダー及び溶媒の性質により、あるいは印刷パターンの
形状・高さによって適宜選択される。
The weight ratio of the binder or the solvent alone (that is, the liquid component) dissolved in the solvent to the ceramic powder is suitably from 5 to 35:95 to 65 for the liquid component. The weight ratio of the liquid component to the ceramic powder is also appropriately selected depending on the properties of the ceramic, the properties of the binder and the solvent, or the shape and height of the print pattern.

【0055】さらに、結合剤としてポリビニルアルコー
ル、ポリビニルブチラール、ポリ(メタ)アクリレー
ト、セルロース、デキストリン、ポリエチレンワック
ス、澱粉、カゼイン等の高分子材料、及びジオクチルフ
タレート、ジブチルフタレート、ポリエチレングリコー
ル、各種の多糖類等の可塑剤を適宜選択し添加して、粘
度や硬化性を調節する。
Further, as binders, high molecular materials such as polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, poly (meth) acrylate, cellulose, dextrin, polyethylene wax, starch, casein, dioctyl phthalate, dibutyl phthalate, polyethylene glycol, and various polysaccharides And the like are appropriately selected and added to adjust the viscosity and the curability.

【0056】スクリーンの材質は、通常の陶磁器の絵柄
・文様印刷、インク印刷、液晶のカラーフィルタ印刷等
に用いられている合成樹脂膜の他、有機質繊維を主成分
とする紙、布等も用いることができる。
As the material of the screen, besides a synthetic resin film used for ordinary ceramic pattern / pattern printing, ink printing, liquid crystal color filter printing, etc., paper, cloth, etc. mainly composed of organic fibers are used. be able to.

【0057】スクリーンは、スラリー印刷工程後に離脱
可能としてもよいが、焼成によって焼失する有機質を主
成分とするもの、例えば紙、布等で作成すれば、離脱工
程が不要となり工程が削減でき、又スクリーン離脱時に
印刷したスラリーが型崩れすることがなく好ましい。
The screen may be made detachable after the slurry printing step. However, if the screen is made of a material mainly composed of an organic substance that is burned off by firing, such as paper or cloth, the detachment step becomes unnecessary and the number of steps can be reduced. It is preferable that the slurry printed when the screen is separated does not lose its shape.

【0058】なお、本発明とは分野が異なるが、陶芸分
野においては陶磁器の染め付けあるいは上絵に印刷技法
が使用されているが、これらは、顔料を用いて平面的文
様を印刷するものであり、ハニカム構造体の製造とは全
く次元を異にするものである。
Although the field of the present invention is different from that of the present invention, in the ceramic art field, printing techniques are used for dyeing or painting on ceramics, but these are used to print planar patterns using pigments. This is completely different from the production of the honeycomb structure.

【0059】また、電気抵抗体のセラミック抵抗薄膜形
成に印刷技術が応用されているが、印刷された薄膜を立
体的な構造として利用するものではなかった。これらの
技術は印刷手法しては部分的に応用できるものもあろ
う。
Although a printing technique is applied to the formation of a ceramic resistive thin film of an electric resistor, the printed thin film is not used as a three-dimensional structure. These techniques may be partially applicable to printing techniques.

【0060】このように形成された所定パターンの凹凸
を有するセラミック印刷パターンシートを少なくとも一
層含んでセラミック素材シートを複数層重ね合わせるこ
とによって未焼成の素ハニカム成形物体(素構造体)が
得られる。
By laminating a plurality of ceramic material sheets including at least one ceramic printed pattern sheet having a predetermined pattern of irregularities formed as described above, an unfired green honeycomb molded body (raw structure) is obtained.

【0061】積層の方法は、圧着、接着、溶着、嵌合等
任意である。
The method of lamination is arbitrary, such as pressure bonding, adhesion, welding, fitting and the like.

【0062】積層されるシートは、例えば、印刷パター
ンを有するシートのみを印刷面に垂直な方向で積層する
ことができる。すると、特に厚盛された印刷パターンが
側壁となり、印刷パターンを有する2枚シートに上底壁
となって、セル壁が形成される。この例では、積層は印
刷されたスラリーが可塑性を有する未乾燥ないし半乾燥
状態で行なえば、印刷されたパターン自体が接合剤とな
り、新たな接着剤は不要となる。
As the sheets to be laminated, for example, only sheets having a printing pattern can be laminated in a direction perpendicular to the printing surface. Then, especially the thickly embossed print pattern becomes the side wall, and the two sheets having the print pattern become the upper bottom wall, thereby forming the cell wall. In this example, if the lamination is performed in an undried or semi-dry state in which the printed slurry has plasticity, the printed pattern itself becomes a bonding agent, and no new adhesive is required.

【0063】また、例えば、印刷パターンを有するシー
トと平板状のセラミックシートを相互に印刷面に垂直な
方向で積層することができる。すると、厚盛された印刷
パターンが側壁となり、印刷パターンを有するシートが
中間層となり、及び平板状のセラミックシートが上底壁
となって、セル壁が形成される。
Further, for example, a sheet having a printing pattern and a flat ceramic sheet can be laminated on each other in a direction perpendicular to the printing surface. Then, the thick printed pattern becomes a side wall, a sheet having the printed pattern becomes an intermediate layer, and a flat ceramic sheet becomes an upper bottom wall, thereby forming a cell wall.

【0064】この平板状セラミックシートは、全面にス
ラリーをスクリーン印刷によりベタ刷りして製造するこ
とができる。この場合は簡単に製作でき、一貫した印刷
工程でハニカム状素構造体が製造でき、量産に適してい
る。
The flat ceramic sheet can be manufactured by solid-printing the slurry on the entire surface by screen printing. In this case, it can be easily manufactured, and the honeycomb-shaped element structure can be manufactured by a consistent printing process, which is suitable for mass production.

【0065】以上のような、製造方法で作成された素構
造体を焼成することによってハニカム状セラミック構造
体が製造できる。
The honeycomb-shaped ceramic structure can be manufactured by firing the elementary structure manufactured by the above-described manufacturing method.

【0066】焼成条件は、主にセラミック成分、あるい
は添加成分(有機質繊維、無機・有機系結合剤等)によ
って適宜選択される。例えば、コーディエライトの場合
は焼成温度は1000〜1250℃が好ましい。有機質
分を含む場合には、その焼失が不可欠だが、そのために
は通例酸化性雰囲気が好ましい。還元性雰囲気又は不活
性ガス雰囲気の場合には、有機質の除去、焼失工程いわ
ゆる脱脂工程を含む場合がある。なお、セラミック原料
が窒化物、特別の例えば窒化ケイ素等のファインセラミ
ック材料であれば真空炉や不活性ガス雰囲気中で焼成す
る場合がある。
The firing conditions are appropriately selected mainly depending on the ceramic component or the additive component (organic fiber, inorganic / organic binder, etc.). For example, in the case of cordierite, the firing temperature is preferably from 1000 to 1250 ° C. When organic matter is contained, its burning is indispensable, but an oxidizing atmosphere is usually preferred for that purpose. In the case of a reducing atmosphere or an inert gas atmosphere, a step of removing and burning off organic substances, a so-called degreasing step, may be included. If the ceramic raw material is a nitride, particularly a fine ceramic material such as silicon nitride, firing may be performed in a vacuum furnace or an inert gas atmosphere.

【0067】[0067]

【実施例】【Example】

<実施例1>図1(a)〜(d)を参照して、本発明の
実施例1であるスクリーン印刷法によるハニカム状セラ
ミック構造体の製造工程を工程模式図を用いて説明す
る。
<Embodiment 1> With reference to FIGS. 1A to 1D, a manufacturing process of a honeycomb-shaped ceramic structure by a screen printing method according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to schematic process diagrams.

【0068】図1(a)に、シート1全面にスラリー2
をベタ刷りするベタ刷り工程を示し、紙シート1及びセ
ラミック素材シート3の上部斜視平面図である。シート
1上には、5μm〜2mmの厚さにスラリー2が厚盛印刷
され、セラミック質がシート1上又は/及び中に積層又
は/及び侵入してシート1はセラミック素材シート3と
なる。なお、厚盛するには、複数回の印刷を積層して行
なうこともでき、積層を繰り返せばさらに厚くすること
もできる。
FIG. 1A shows that the slurry 2
FIG. 2 is a top perspective view of a paper sheet 1 and a ceramic material sheet 3 showing a solid printing step of solid printing. The slurry 2 is thickly printed on the sheet 1 to a thickness of 5 μm to 2 mm, and the ceramic material is laminated or / and penetrated into and / or into the sheet 1, so that the sheet 1 becomes a ceramic material sheet 3. It should be noted that the thick embossing can be performed by laminating a plurality of times of printing, and can be further increased by repeating lamination.

【0069】上記の印刷パターンの厚さは、セルを形成
するうえで好ましく、印刷性もよいが、これより薄く又
は厚く印刷厚盛することもできる。
The thickness of the above-mentioned print pattern is preferable for forming cells, and the printability is good. However, the thickness of the print pattern can be thinner or thicker.

【0070】図1(b)に、シート1の上に所定パター
ンに作成されたスクリーン4を載せて、スラリー2を面
上に流して、ステージ8でスラリーが厚盛された所定パ
ターンを刷り込み、パターンシート5を形成するパター
ン印刷シート形成工程を示す。
In FIG. 1 (b), a screen 4 formed in a predetermined pattern is placed on the sheet 1, the slurry 2 is caused to flow on the surface, and a predetermined pattern in which the slurry is thickly imprinted on the stage 8 is printed. And a pattern printing sheet forming step of forming the pattern sheet 5.

【0071】シート1には、紙又は布に代表される有機
質繊維あるいはメタクリル酸樹脂等の有機系シートを主
成分とするもの、紙・布等にセラミック質が塗布又は含
浸したもの、セラミックを主成分とするグリーンシー
ト、あるいはセラミック繊維を主成分とするものが好ま
しく用いられるが、スラリーが印刷できるものであれば
材質は特に限定されず、金属材料等も用いることができ
る。
The sheet 1 mainly includes an organic fiber sheet such as paper or cloth or an organic sheet such as methacrylic acid resin, a paper or cloth coated or impregnated with ceramic, or a ceramic. A green sheet as a component or a material containing a ceramic fiber as a main component is preferably used, but the material is not particularly limited as long as the slurry can be printed, and a metal material or the like can be used.

【0072】図1(c)に、上記2つの工程で製造され
たセラミック素材シート3及びパターンシート5を、各
シート上下面の法線方向(パターン印刷面に垂直)に積
層するハニカム状セラミック素構造体形成工程を示す。
パターン印刷部5が側面、セラミック素材シート3と無
印刷部7の所定面が上下面となる開孔セルを有するハニ
カム状セラミック素構造体が形成される。
FIG. 1C shows a honeycomb-shaped ceramic element in which the ceramic material sheet 3 and the pattern sheet 5 manufactured in the above two steps are laminated in the normal direction of the upper and lower surfaces of each sheet (perpendicular to the pattern printing surface). 4 shows a structure forming step.
A honeycomb-shaped ceramic element structure having an opening cell in which the pattern printing portion 5 is on the side surface and the predetermined surfaces of the ceramic material sheet 3 and the non-printing portion 7 are upper and lower surfaces is formed.

【0073】図2に、多数の開孔セル10を有するハニ
カム状セラミック素構造体9を示す。これを焼成すれば
ハニカム構造を備えたセラミック構造体が完成する。
FIG. 2 shows a honeycomb-shaped ceramic element structure 9 having a large number of open cells 10. By firing this, a ceramic structure having a honeycomb structure is completed.

【0074】このように多数のセラミック素材シート3
及び所定パターン印刷シート5を、各シートのセラミッ
ク印刷面の法線方向に積層して焼成すれば、印刷面に平
行に(積層方向に垂直に)連通する、多数の開孔セルを
有するハニカム状セラミック構造体が製造できる。
As described above, a large number of ceramic material sheets 3
And, if the predetermined pattern printing sheet 5 is laminated and fired in the normal direction of the ceramic printing surface of each sheet, and fired, a honeycomb shape having a large number of open cells communicating with the printing surface in parallel (perpendicular to the laminating direction). A ceramic structure can be manufactured.

【0075】このような方法によって、従来は困難であ
った前記ハニカム状セラミック構造体のセルの横断面方
向の短径が0.2〜1mmであるような微細径を有する
ハニカム状セラミック構造体が高精度で容易に製造でき
る。セルの横断面方向の短径は通常用途目的に応じて選
択できるが、例えば0.1〜0.3μm程度のものから
1mm程度のもの、あるいはさらに小さな径のものが可
能であり、その選択の自由度が高いという利点がある。
By such a method, a honeycomb-shaped ceramic structure having a fine diameter such that the short diameter in the cross-sectional direction of the cell of the honeycomb-shaped ceramic structure is 0.2 to 1 mm, which has been difficult in the past, can be obtained. It can be easily manufactured with high precision. The minor diameter of the cell in the cross-sectional direction can be usually selected according to the purpose of use. For example, a minor diameter of about 0.1 to 0.3 μm to about 1 mm or a smaller diameter is possible. There is an advantage that the degree of freedom is high.

【0076】なお、上記したようにシート1の材質はセ
ラミックを主成分とするスラリーが印刷できるものであ
れば任意である。例えば、通常の紙及び布、ドクターブ
レイド法で製造されるグリーンシートの原料となるポリ
エステル、ポリエチレン等である。
As described above, the material of the sheet 1 is arbitrary as long as a slurry containing a ceramic as a main component can be printed. For example, there are polyester, polyethylene and the like, which are raw materials for ordinary paper and cloth, green sheets produced by the doctor blade method.

【0077】さらに、セラミックシートを用いれば、上
記ベタ刷り工程は省略可能である。前記セラミックシー
トは、セラミックと繊維(有機質又は無機質、及びそれ
らの混合物)を主成分とする通常の湿式抄紙方法で製造
できる(図示は略す)。
Further, if a ceramic sheet is used, the solid printing step can be omitted. The ceramic sheet can be manufactured by a usual wet papermaking method mainly composed of ceramics and fibers (organic or inorganic, and a mixture thereof) (not shown).

【0078】また、図3はカレンダー法(ロール法)に
よるセラミック素材シート3の製造方法を示す模式工程
図である。このロール法においては、セラミックとバイ
ンダの混合体20及び有機質シート21を、加圧ロール
25により圧縮してセラミックが含浸したシート状化
し、さらに加熱ロール26で乾燥成形して、セラミック
素材シート3を製造できる。
FIG. 3 is a schematic process chart showing a method of manufacturing the ceramic material sheet 3 by a calender method (roll method). In this roll method, a ceramic-binder mixture 20 and an organic sheet 21 are compressed by a pressure roll 25 to form a sheet impregnated with ceramic, and then dried and formed by a heating roll 26 to form a ceramic material sheet 3. Can be manufactured.

【0079】ところで、上記加圧ロール25を輪転機と
して、所定パターンを連続印刷することもできる。特に
大量生産に適している。
By the way, a predetermined pattern can be continuously printed using the pressure roll 25 as a rotary press. Particularly suitable for mass production.

【0080】また、湿式又は乾式プレスにより有機質繊
維とセラミック原料の混合物をバルク化して、分厚いシ
ート状体(ブロック状体)としてプレス型抜きを行ない
開孔セルを有するハニカム構造を得ることもできる(図
示は略す)。
Further, the mixture of the organic fibers and the ceramic raw material is made into a bulk by wet or dry pressing, and a thick sheet (block) is punched out to obtain a honeycomb structure having open cells. The illustration is omitted).

【0081】また、印刷インクとしてのスラリー2の組
成の好ましい一例としては重量割合で、セラミック70
%、繊維質、その他添加剤(バインダーないし可塑剤3
0%)であり、液状成分はトルエンであり、セラミック
を主成分とする粉体(固形分)と液状成分の重量比は
7:3である。このような組成であれば、印刷性(速乾
性、広がり性、にじまない等)に優れている。
A preferred example of the composition of the slurry 2 as a printing ink is a ceramic 70% by weight.
%, Fiber, other additives (binder or plasticizer 3)
0%), the liquid component is toluene, and the weight ratio of the powder (solid content) mainly composed of ceramic to the liquid component is 7: 3. Such a composition is excellent in printability (quick drying property, spreading property, non-bleeding, etc.).

【0082】さらに、スラリー2及びセラミック素材シ
ート3の原料となる、セラミック、有機質及び無機質繊
維の一例を表1に例示する。なお、表1に記載以外の材
料も原料とすることができる。ニューセラミック系の材
料を続いて表2に示す。
Table 1 shows examples of ceramic, organic and inorganic fibers used as raw materials for the slurry 2 and the ceramic material sheet 3. In addition, materials other than those described in Table 1 can be used as raw materials. Table 2 shows the new ceramic materials.

【0083】[0083]

【表1】 [Table 1]

【0084】[0084]

【表2】 [Table 2]

【0085】さらに、主成分であるセラミックあるいは
セラミックと繊維質に添加材(可塑剤、硬化剤、解膠
剤)が加えられることがある。例えば、セラミックから
なるスラリーに、解膠剤0.3%程度、セルローズパウ
ダー3%を加えて水分36%のスラリーとしたものを用
いることができる。解膠剤の成分としては、燐酸系、ポ
リカルボンアンモニウム酸系、ポリアクリル酸系等があ
る。
Further, additives (plasticizers, hardeners, deflocculants) may be added to the main component ceramic or ceramic and fiber. For example, a slurry obtained by adding about 0.3% of a deflocculant and 3% of a cellulose powder to a slurry made of ceramic to obtain a slurry having a water content of 36% can be used. Examples of the components of the deflocculant include phosphoric acid, polycarboxylic ammonium acid, and polyacrylic acid.

【0086】これらセラミックあるいは繊維質との混合
物、又は添加剤を溶媒に溶かす。溶媒としては一般的に
は水であり、アルコール系の有機溶媒も用いることがで
きる。セラミックを主成分とする粉体(固形分)と液状
成分の重量比は、通常粉体60〜80:液状成分40〜
20である。
The mixture of these ceramics or fibers or additives is dissolved in a solvent. The solvent is generally water, and an alcohol-based organic solvent can also be used. The weight ratio between the powder (solid content) mainly composed of ceramic and the liquid component is usually 60 to 80 powder: 40 to liquid component.
20.

【0087】図1では、シート1に印刷される所定パタ
ーンは直線状であるが、このパターンは印刷によるパタ
ーン形成であるので、設計自由度が高く、目的・用途に
応じて好ましいパターンをシート上に印刷して、好適な
開孔セルの形態を得ることができる。
In FIG. 1, the predetermined pattern printed on the sheet 1 is a straight line. However, since this pattern is formed by printing, the degree of freedom in design is high, and a preferable pattern is selected on the sheet according to the purpose and application. To obtain a suitable open cell configuration.

【0088】<実施例2>図4〜図8に、印刷によるパ
ターン形成の自由度を活かして、様々な形態のセラミッ
クパターンが印刷形成された、印刷パターンシート5を
示す。
<Embodiment 2> FIGS. 4 to 8 show a printed pattern sheet 5 on which various forms of ceramic patterns are printed by utilizing the degree of freedom of pattern formation by printing.

【0089】図4は、平面に凸凹状にシート1上にパタ
ーン印刷されたパターン印刷シート5であり、(a)は
パターン印刷面である上部平面図、(b)は開孔セル断
面方向の側面図である。
FIGS. 4A and 4B show a pattern printing sheet 5 in which a pattern is printed on the sheet 1 in an uneven pattern on the plane. FIG. 4A is an upper plan view showing a pattern printing surface, and FIG. It is a side view.

【0090】このようなパターン印刷シート5とセラミ
ック素材シートを相互に印刷面の法線方向に積層すれ
ば、開孔セル軸方向にジグザク状の開孔セル10が形成
できる。このジグザグ状の通路は、セルを通過する単位
体積当たりの流体と壁との接触面積が広がり好ましい。
By laminating such a pattern printing sheet 5 and a ceramic material sheet on each other in the normal direction of the printing surface, zigzag opening cells 10 can be formed in the opening cell axis direction. The zigzag passage preferably has a large contact area between the fluid and the wall per unit volume passing through the cell.

【0091】図4は、曲線状にパターン印刷されたパタ
ーン印刷シート5であり、(a)はパターン印刷面であ
る上部平面図、(b)は、開孔セル断面方向の側面図で
ある。シート1上にパターン印刷され印刷パターン6が
シート状に付着し、無印刷部は空間となっている。
FIGS. 4A and 4B show a pattern printing sheet 5 on which a pattern is printed in a curved shape. FIG. 4A is an upper plan view showing a pattern printing surface, and FIG. The pattern is printed on the sheet 1 and the print pattern 6 adheres in a sheet shape, and the non-printed portion is a space.

【0092】このようなパターン印刷シート5と平板状
のセラミック素材シート3を相互に積層すれば、開孔セ
ル軸方向に曲線状の開孔セル10が形成できる。この曲
線状の通路は、セルを通過する単位体積当たりの流体と
壁との接触面積が広がり好ましい。
By laminating such a pattern printing sheet 5 and a flat ceramic material sheet 3 on each other, it is possible to form an aperture cell 10 having a curved shape in the aperture cell axial direction. The curved passage preferably has a large contact area between the fluid and the wall per unit volume passing through the cell.

【0093】図5は、開孔セル断面が平面的(印刷面と
平行)には曲線状、立体的(印刷面に垂直)には円弧状
にパターン印刷されたパターン印刷シート5であり、
(a)はパターン印刷面である上部平面図、(b)は、
開孔セル断面方向の側面図である。シート1上にパター
ン印刷され印刷パターン6がシート状に付着し、無印刷
部は空間となっている。
FIG. 5 shows a pattern printing sheet 5 in which the cross-section of the opening cell is printed in a curved shape in a plane (parallel to the printing surface) or in an arc in a three-dimensional shape (perpendicular to the printing surface).
(A) is a top plan view of the pattern printing surface, and (b) is
It is a side view of an opening cell cross section direction. The pattern is printed on the sheet 1 and the print pattern 6 adheres in a sheet shape, and the non-printed portion is a space.

【0094】このように、開孔セル断面形状は直線状に
限られず、スクリーンの立体的パターン(断面形状)を
円弧状に形成することによって、断面が略円状でかつ開
孔セル軸方向に蛇行しているパターンが形成できる。
As described above, the cross-sectional shape of the opening cell is not limited to a straight line, but by forming the three-dimensional pattern (cross-sectional shape) of the screen in an arc shape, the cross-section is substantially circular and the opening cell axial direction. A meandering pattern can be formed.

【0095】図6は、島状にパターン印刷されたパター
ン印刷シート5の上部平面図である。
FIG. 6 is an upper plan view of the pattern printing sheet 5 on which an island pattern is printed.

【0096】このようなパターン印刷シート5とセラミ
ックシートを相互に印刷面の法線方向に積層すれば、図
6中パターン6長手方向に連通する開孔セル10が形成
できる。この通路は、セルを通過する単位体積当たりの
流体と壁との接触面積が広がり、さらに、通過流体の圧
力損失が小さいという利点を有する。
If such a pattern printing sheet 5 and a ceramic sheet are laminated on each other in the normal direction of the printing surface, an open cell 10 communicating with the pattern 6 in the longitudinal direction in FIG. 6 can be formed. This passage has the advantage that the contact area between the fluid and the wall per unit volume passing through the cell is increased, and the pressure loss of the passing fluid is small.

【0097】図7は、平面的には三角突状と長方形状の
2種類の形状を有するパターンが印刷されたパターン印
刷シート5の上部平面図である。
FIG. 7 is an upper plan view of the pattern printing sheet 5 on which patterns having two kinds of shapes, that is, a triangular protrusion and a rectangular shape are printed.

【0098】このように、複数のパターンを一つの平面
に設けることができ、複合機能を発揮させることが可能
である。形状だけでなく材質も各パターン毎に変えるこ
とが可能であり、例えば瀘過装置においては、多孔質と
緻密質のセラミックパターンを印刷して、微粒子吸着率
と機械的強度を両立させることができる。
As described above, a plurality of patterns can be provided on one plane, and a composite function can be exhibited. Not only the shape but also the material can be changed for each pattern.For example, in a filtration device, a porous and dense ceramic pattern can be printed to achieve both fine particle adsorption rate and mechanical strength. .

【0099】図8は、種々のパターンが印刷されたパタ
ーン印刷シート5の上部平面図を示す。パターン断面が
四角、五角、六角等の多角形、丸、半円、楕円等の略円
状、又は不定形等の任意のパターンが用途・目的に応じ
て印刷される。
FIG. 8 is a top plan view of the pattern printing sheet 5 on which various patterns are printed. An arbitrary pattern whose pattern cross section is a polygon such as a square, a pentagon, or a hexagon, a substantially circular shape such as a circle, a semicircle, or an ellipse, or an indefinite shape is printed according to an application or purpose.

【0100】また、印刷によるパターン形成により略渦
巻き状のパターンを形成することもできる。例えば、千
鳥状に蛇行するパターンを印刷形成すれば、非常に長い
開孔セル通路を形成することができる。流体が開孔セル
を通過する場合の開孔セル壁との接触面積が大きくなり
好ましい。
A substantially spiral pattern can be formed by forming a pattern by printing. For example, if a zigzag meandering pattern is formed by printing, a very long open cell passage can be formed. This is preferable because the contact area between the fluid and the opening cell wall when the fluid passes through the opening cell is large.

【0101】<実施例3>実施例1及び2では、開孔セ
ル(セル軸方向)はパターン印刷された面に平行に形成
されていたが、開孔セルをパターン印刷面に垂直な方向
(法線方向)に形成することができる。
<Embodiment 3> In the embodiments 1 and 2, the aperture cells (cell axis direction) are formed parallel to the surface on which the pattern is printed. Normal direction).

【0102】図9は、パターン印刷シート5に垂直な方
向に開孔セルを形成する工程を示す分解図である。以下
図9に基づいて上記工程を説明する。
FIG. 9 is an exploded view showing a step of forming an aperture cell in a direction perpendicular to the pattern printing sheet 5. Hereinafter, the above steps will be described with reference to FIG.

【0103】図9(a)に示すように、まず、焼失性の
有機質繊維からなるシート1に開孔セル10となる部分
を除いた場所に、スラリーを印刷厚盛して、多数の薄厚
の円筒状の空間部(無印刷部)を有するパターン印刷シ
ート5を形成して、次に、このパターン印刷シートを、
円筒状の空間部(無印刷部7)が基板となっているシー
ト1を介して重なり合うように、パターン印刷面に垂直
な方向に積層する。
As shown in FIG. 9 (a), first, a slurry was printed on a sheet 1 made of burnable organic fibers except for a portion serving as an open cell 10, and a large number of thin layers were formed. A pattern printing sheet 5 having a cylindrical space portion (non-printing portion) is formed.
The layers are stacked in a direction perpendicular to the pattern printing surface so that the cylindrical space (unprinted portion 7) overlaps with the sheet 1 serving as a substrate interposed therebetween.

【0104】この積層体を焼成すれば、円筒状の空間部
同士の隔壁となっているシート1部分が焼失して、円筒
状の空間が貫通し、パターン印刷面に垂直な方向を軸方
向とする開孔セル10を有するハニカム状セラミック素
構造体9が製造できる。
When this laminate is fired, the portion of the sheet 1 serving as a partition between the cylindrical spaces is burned out, the cylindrical space penetrates, and the direction perpendicular to the pattern printing surface is defined as the axial direction. The honeycomb-shaped ceramic element structure 9 having the open cells 10 can be manufactured.

【0105】図9(b)に、パターン印刷面に垂直な方
向を軸方向とする開孔セル10を有するハニカム状セラ
ミック素構造体9を示す。
FIG. 9B shows a honeycomb-shaped ceramic element structure 9 having aperture cells 10 whose axial direction is perpendicular to the pattern printing surface.

【0106】なお、シート1が非焼失性のセラミックシ
ート又は、パターン印刷シート間に全面にベタ刷りした
セラミックシートを挟めば、開孔又は完全に連通してい
ないセルを有する、軽量で構造的強度の高いハニカム状
セラミック構造体が容易に製造できる。
If the sheet 1 is sandwiched between a non-burnable ceramic sheet or a solid printed ceramic sheet between the pattern printing sheets, it is lightweight and has structural strength with cells that have openings or cells that are not completely connected. A honeycomb-shaped ceramic structure having a high density can be easily manufactured.

【0107】図10に、パターン印刷シート5に垂直な
方向に角柱状の開孔セルを形成する工程を示すハニカム
状セラミック素構造体9の分解図を示す。以下図10に
基づいて上記工程を説明する。
FIG. 10 is an exploded view of the honeycomb-shaped ceramic element structure 9 showing a step of forming a prismatic open cell in a direction perpendicular to the pattern printing sheet 5. Hereinafter, the above steps will be described with reference to FIG.

【0108】図10に示すように、まず、焼失性の有機
質繊維からなるシート1に開孔セル10となる部分を除
いた場所に、スラリーを印刷厚盛して、多数の薄厚の円
筒状の空間部(無印刷部)を有するパターン印刷シート
5を形成して、次に、このパターン印刷シートを、円筒
状の空間部(無印刷部7)が連通してするように、パタ
ーン印刷面に垂直な方向に積層する。
As shown in FIG. 10, first, a slurry is printed on a sheet 1 made of burnable organic fibers except for a portion serving as an opening cell 10, and a large number of thin cylindrical sheets are formed. A pattern printing sheet 5 having a space portion (non-printing portion) is formed, and then the pattern printing sheet is placed on the pattern printing surface so that the cylindrical space portion (no printing portion 7) communicates. Laminate vertically.

【0109】この積層体を焼成すれば、角柱状の空間部
同士の隔壁となっているシート1部分が焼失して、角柱
状の空間が貫通し、パターン印刷面に垂直な方向を軸方
向とする開孔セル10を有するハニカム状セラミック構
造体が製造できる。
When this laminate is fired, the part of the sheet 1 serving as a partition between the prismatic space portions is burned out, the prismatic space penetrates, and the direction perpendicular to the pattern printing surface is defined as the axial direction. The honeycomb-shaped ceramic structure having the open cells 10 can be manufactured.

【0110】また、図10のようにセラミックパターン
が対称図形で印刷されていることで、乾燥時及び焼成時
に通常生じるセラミック質の収縮による、割れ、ひび、
反り、又は欠け等が生じ難く好ましい。
Further, since the ceramic pattern is printed as a symmetrical figure as shown in FIG. 10, cracks, cracks,
It is preferable because warping or chipping hardly occurs.

【0111】さらに、印刷面に平行及び垂直な2方向
に、ともに連通している開孔セルを形成することも可能
である。
Further, it is also possible to form open cells which communicate with each other in two directions parallel and perpendicular to the printing surface.

【0112】図11に、パターンシート5を復数枚積層
することにより、印刷面に平行な方向及び垂直な方向に
連通するに開孔セル10が形成されたハニカム状セラミ
ック素構造体9の分解図を示す。
FIG. 11 shows the disassembly of the honeycomb-shaped ceramic element structure 9 in which the opening cells 10 are formed so as to communicate in the direction parallel to the printing surface and in the direction perpendicular to the printing surface by laminating a plurality of the pattern sheets 5. The figure is shown.

【0113】角柱状の空孔を有するセラミック素材シー
ト3の上に、スラリーを印刷してセラミック質のパター
ン部6を形成してパターンシート5を作り、これを複数
枚、印刷面に垂直な方向に角柱状の空孔が連通するよう
に積層すれば、印刷面に平行な方向及び垂直な方向に連
通するに開孔セル10が形成されたハニカム状セラミッ
ク素構造体9が製造できる。このようなセル構造は流体
の混合や熱交換機に適している。なお、図9のようにセ
ラミック素材シート3を焼失性のシート1でもよい。
On the ceramic material sheet 3 having the prismatic holes, the slurry is printed to form a ceramic pattern portion 6 to form a pattern sheet 5, and a plurality of the pattern sheets 5 are formed in a direction perpendicular to the printing surface. When the honeycomb-shaped ceramic element structure 9 in which the open cells 10 are formed so as to communicate in the direction parallel to the printing surface and in the direction perpendicular to the printing surface can be manufactured by laminating so that the prism-shaped holes communicate with each other. Such a cell structure is suitable for fluid mixing and heat exchangers. The ceramic material sheet 3 may be a burnable sheet 1 as shown in FIG.

【0114】<実施例4>図12に、1組のパターンシ
ート5の印刷パターンがセラミック素材シートを介して
交差するようにパターンシート5が積層されているハニ
カム状セラミック素構造体9の分解図を示す。
<Embodiment 4> FIG. 12 is an exploded view of a honeycomb-shaped ceramic element structure 9 in which pattern sheets 5 are stacked so that the print patterns of one set of pattern sheets 5 intersect via a ceramic material sheet. Is shown.

【0115】セラミック素材シート3上にスラリーが印
刷され島状のパターン部が縞状に形成され、この同型状
の二つのパターンシート5の印刷パターン部6が、互い
に直角に交差するように一つのパターンシート5を90
゜回転させてパターンシート同士を重ね合わせ、一方の
セラミック素材シート3(パターンシート5)の下面が
上壁、パターン部6が側壁、もう一方のセラミック素材
シート3(パターンシート5)の上面が底壁となってい
て、かつ印刷面に平行に連通する開孔セルが2方向に独
立に形成されているハニカム状セラミック素構造体9が
製造できる。
The slurry is printed on the ceramic material sheet 3 to form an island-shaped pattern portion in a striped shape. One printed pattern portion 6 of the two pattern sheets 5 of the same shape intersects at right angles. 90 for pattern sheet 5
゜ Rotate and overlap the pattern sheets, the lower surface of one ceramic material sheet 3 (pattern sheet 5) is the upper wall, the pattern portion 6 is the side wall, and the upper surface of the other ceramic material sheet 3 (pattern sheet 5) is the bottom. It is possible to manufacture a honeycomb-shaped ceramic element structure 9 which is a wall and in which open cells communicating with the printing surface in parallel are formed independently in two directions.

【0116】このように2方向に独立に連通する開孔セ
ルを有するハニカム状セラミック素構造体は、乾燥時及
び焼成時に通常生じるセラミック質の収縮による、割
れ、ひび、反り、又は欠け等が生じ難いので好ましく、
さらに両方向からの応力に強く構造材料にも適してい
る。さらに、2種の性質の異なる流体を導通させるよう
な熱交換機に適している。
As described above, in the honeycomb-shaped ceramic element having the open cells communicating independently in two directions, cracks, cracks, warpage, or chipping, etc., occur due to the shrinkage of the ceramic material normally generated during drying and firing. It is difficult because it is difficult,
Furthermore, it is strong against stress from both directions and is suitable for structural materials. Further, the present invention is suitable for a heat exchanger that conducts two kinds of fluids having different properties.

【0117】<実施例5>図13(a)〜(c)に、種
々のパターンシート5、又はパターンシート5及びセラ
ミック素材シート3の積層によるハニカム状セラミック
素構造体の印刷パターン部6に垂直な方向な方向で切断
した分解断面図を示す。
<Embodiment 5> FIGS. 13 (a) to 13 (c) show various pattern sheets 5 or a pattern perpendicular to a printed pattern portion 6 of a honeycomb-shaped ceramic structure formed by laminating pattern sheets 5 and ceramic material sheets 3. FIG. 3 is an exploded cross-sectional view cut in a different direction.

【0118】(a)は、印刷パターン部6が互いに印刷
面で接し、(b)ではセラミック素材シート3を介して
接し、(c)では、印刷パターン部6は他方のパターン
シートの無印刷部と接着し、比較的セル径の小さいもの
が得られる。
(A), the printed pattern portions 6 are in contact with each other on the printing surface, (b) is in contact via the ceramic material sheet 3, and (c), the printed pattern portion 6 is the non-printed portion of the other pattern sheet. And a cell having a relatively small cell diameter can be obtained.

【0119】<実施例6>本発明の製造方法で製造され
る種々の形態のパターンを有するハニカム状セラミック
構造体は、化学反応装置、特に触媒担体、バイオリアク
タ、浄水器、排水浄化装置に適している。これらの場合
は、表面積を増やすためセル径(ハニカム径)を小さく
することが好ましい。そして、印刷技術であるのでセル
径等の寸法精度が非常に高くできて5μm程度であるの
で、精密部品例えばインクジェトヘッド等にも適してい
る。また、比較的セル径を大きくすることにより強度を
保ちながらも軽量化されるので、建築材料(壁、天井、
間仕切り材等)等にも適している。
Example 6 A honeycomb-shaped ceramic structure having various patterns manufactured by the manufacturing method of the present invention is suitable for a chemical reaction device, particularly a catalyst carrier, a bioreactor, a water purifier, and a wastewater purification device. ing. In these cases, it is preferable to reduce the cell diameter (honeycomb diameter) in order to increase the surface area. Since it is a printing technique, the dimensional accuracy of the cell diameter and the like can be extremely high and is about 5 μm. In addition, the relatively large cell diameter reduces weight while maintaining strength, so building materials (walls, ceilings,
It is also suitable for partition materials.

【0120】[0120]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第1に、シート状体に、セラミック原料を主成分とする
スラリーを印刷して、セラミックが厚盛された所定の印
刷パターンを形成するパターンシート形成工程と、前記
パターンシートを少くとも一層含み複数層に重ね合わせ
て、前記厚盛された所定パターンと前記重ね合わされた
シートでセルを画成するシート積層工程を含むことを特
徴とするハニカム状セラミック構造体の製造方法によっ
て、ハニカムを形成するセル構造及びセルパターンが自
由設計可能で、微細で高精度な、簡易かつ大量生産に適
したハニカム状セラミック構造体の製造方法を提供でき
る。
As described above, according to the present invention,
First, a pattern sheet forming step of printing a slurry containing a ceramic raw material as a main component on a sheet-like body to form a predetermined print pattern in which ceramics are thickly embossed; A cell for forming a honeycomb by a method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure, comprising a sheet laminating step of superimposing a layer on the layer and defining a cell with the thickened predetermined pattern and the superimposed sheet. It is possible to provide a method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure which can be freely designed in structure and cell pattern, is fine and highly accurate, is simple and suitable for mass production.

【0121】第2に、前記スラリーの印刷が、所定パタ
ーンに形成したスクリーンを前記シート上に配し、前記
スクリーンを介して前記シート状基体にスラリーを印刷
するスクリーン印刷であることによって、任意のパター
ンのスラリーの印刷を一層簡易に行なうことができる。
Second, the slurry is printed by screen printing in which a screen formed in a predetermined pattern is arranged on the sheet, and the slurry is printed on the sheet-like substrate through the screen. Printing of the slurry of the pattern can be performed more easily.

【0122】第3に、前記セラミック素材シートと前記
パターンシートを交互に積層することによって、構造が
安定した素構造体から焼成を行なって簡易にハニカム状
セラミック構造体を製造することができる。
Third, by alternately laminating the ceramic material sheets and the pattern sheets, a honeycomb-shaped ceramic structure can be easily manufactured by firing from an elementary structure having a stable structure.

【0123】第4にパターンシートのみを複数層に重ね
合わせることによっても、簡易にハニカム状セラミック
構造体を製造することができる。
Fourth, a honeycomb-shaped ceramic structure can be easily manufactured by stacking only the pattern sheets on a plurality of layers.

【0124】第5に、前記セルが少なくともパターン印
刷面に平行な方向に連通するセルであることにより、こ
のセルを流体が通過することができ、特に化学反応装置
等の触媒担体として用いることができる。
Fifth, since the cells communicate with each other at least in a direction parallel to the pattern printing surface, fluid can pass through the cells, and particularly, they can be used as a catalyst carrier for a chemical reaction device or the like. it can.

【0125】第6に、所定パターンの印刷面に垂直な貫
通孔を有する前記パターンシートを積層して、前記貫通
孔がパターン印刷面に垂直な方向に連通するセルを形成
することによって、素構造体の形成後に穴開け等をする
ことなく簡易な方法で連通セルを有するハニカム状セラ
ミック構造体を製造することができる。
Sixth, by stacking the pattern sheets having through holes perpendicular to the printing surface of the predetermined pattern, and forming cells in which the through holes communicate with each other in the direction perpendicular to the pattern printing surface, the element structure is formed. A honeycomb-shaped ceramic structure having communicating cells can be manufactured by a simple method without forming a hole after forming the body.

【0126】第7に、少なくとも1組の前記パターンシ
ートの印刷パターンがセラミック素材シートを介して又
は介さずに交差するように積層されていることによっ
て、多方向からの応力に強い。
Seventh, since the printed patterns of at least one set of the pattern sheets are stacked so as to intersect with or without a ceramic material sheet interposed therebetween, they are resistant to stress from multiple directions.

【0127】第8に、直角に前記印刷パターンが交差し
ていることによって、多方向からの応力に強く、さら
に、印刷後の乾燥工程時、又は焼成時に、割れ、ひび等
の欠陥が生じ難い。
Eighth, since the print patterns intersect at right angles, they are resistant to stress from multiple directions, and hardly cause defects such as cracks and cracks during a drying step after printing or during firing. .

【0128】第9に、前記印刷パターンが線対称に印刷
されていることによって、印刷後の乾燥工程時、又は焼
成時に、割れ、ひび等の欠陥が生じ難い。
Ninth, since the printing pattern is printed symmetrically, defects such as cracks and cracks are less likely to occur during a drying step after printing or during firing.

【0129】第10に、シート状基体の全面に前記スラ
リーを印刷してセラミック層を形成して前記セラミック
素材シートを形成する工程を含むことによって、印刷法
を用いた連続工程でハニカム状セラミック構造体の製造
を行なうことができ、特に量産性に優れている。
Tenth, the method includes a step of printing the slurry on the entire surface of a sheet-like substrate to form a ceramic layer to form the ceramic material sheet, thereby forming a honeycomb-like ceramic structure in a continuous process using a printing method. The body can be manufactured, and it is particularly excellent in mass productivity.

【0130】第11に、前記パターンシート及び前記セ
ラミック素材シートの少なくとも一方が、セラミックと
有機質繊維を主成分とする原料からなっていることによ
って、スラリーの印刷性が良好であり、焼成後は繊維分
が焼失して構造体は多孔質となり表面積が広くなるの
で、このような原料からなるハニカム状セラミック構造
体は特に触媒担体等の化学反応装置に適している。
Eleventh, since at least one of the pattern sheet and the ceramic material sheet is made of a raw material containing ceramic and organic fibers as main components, the printability of the slurry is good, and the fiber Since the structure is porous and the surface area is widened by burning out, the honeycomb-shaped ceramic structure made of such a raw material is particularly suitable for a chemical reaction device such as a catalyst carrier.

【0131】第12に、前記パターンシートの無印刷部
が前記構造体焼成時に焼失して、積層方向にセルが連通
することによって、穴開けのない通常の平板なシートを
用いても簡易にセル構造を形成できる。
Twelfth, the non-printed portion of the pattern sheet is burned off during the firing of the structure, and the cells communicate with each other in the stacking direction. Structure can be formed.

【0132】第13に、前記印刷パターンの層の厚さ
が、5μm〜2mmと可変の範囲広く、用途目的に応じ
て自由に選択できる。また、極めて薄い厚さとすること
もできるので、一つのハニカム状セラミック構造体中に
多くのセルを形成することもでき、その場合、セル表面
積が上がり、特に触媒担体等に適している。
Thirteenth, the thickness of the layer of the print pattern can be varied as wide as 5 μm to 2 mm and can be freely selected according to the purpose of use. Further, since the thickness can be extremely small, many cells can be formed in one honeycomb-shaped ceramic structure. In this case, the cell surface area is increased, which is particularly suitable for a catalyst carrier or the like.

【0133】第14に、前記ハニカム状セラミック構造
体のセルの横断面方向の短径が0.01〜2mmである
ような微細なセルを寸法精度良く簡易な方法で製造する
ことができる。このように、セルの横断面径を可変の範
囲広く、用途目的に応じて自由に選択でき、極めて小径
とすることもできるので、一つのハニカム状セラミック
構造体中に多くのセルを形成することもでき、その場
合、セル表面積が上がり、特に触媒担体等に適してい
る。
Fourteenth, it is possible to manufacture a fine cell having a short diameter of 0.01 to 2 mm in the cross-sectional direction of the cell of the honeycomb-shaped ceramic structure by a simple method with high dimensional accuracy. As described above, since the cross-sectional diameter of the cell can be varied widely and can be freely selected according to the purpose of use and can be extremely small, it is possible to form many cells in one honeycomb-shaped ceramic structure. In that case, the cell surface area is increased, which is particularly suitable for a catalyst carrier and the like.

【0134】第15に、同一印刷パターンシート上の、
前記印刷パターンの、形状又は/及び材質が異なってい
ることによって、セルに個別の機能を付与することがで
き、原料及び用途に対する適用可能性が極めて高い。
Fifteenth, on the same print pattern sheet,
Due to the difference in shape and / or material of the printed pattern, individual functions can be given to the cells, and the applicability to raw materials and applications is extremely high.

【0135】第16に、シート状基体が、有機質を主成
分とする紙又は布からなることによって、スラリーの印
刷性が良好であり、安価であり、さらに、焼成時には紙
又は布の成分である有機質繊維は焼失して構造体の壁部
の材質は多孔質となり、セルの多孔質壁を、種々の目的
に有効に利用できると共に、軽量で構造的強度が高い構
造体となる。また、焼成によるシート状体のスラリー無
印刷部が焼失するので、積層方向(積層面に垂直方向)
貫通孔を設けることができ、格子状に連通するセルを形
成することができる。
Sixteenth, since the sheet-like substrate is made of paper or cloth mainly composed of an organic material, the printability of the slurry is good and the slurry is inexpensive. The organic fibers are burned off, and the material of the wall of the structure becomes porous, so that the porous wall of the cell can be effectively used for various purposes, and the structure becomes lightweight and has high structural strength. In addition, since the unprinted portion of the slurry of the sheet material due to firing is burned off, the laminating direction (perpendicular to the laminating surface)
Through holes can be provided, and cells communicating in a lattice can be formed.

【0136】第17に、スラリーが、金属粉体又は金属
繊維(又はこれらの両者)から成る金属成分を含むこと
によって、焼成後に、セラミックと金属の複合体からな
る焼結体が得られるので、機械的強度が上がり、その他
添加される金属成分の特性によって種々の機能を発揮さ
せることができる。例えば、ステンレス鋼やリチウム合
金を添加すれば耐食性が特に高くできる。その他には、
鉄、アルミ合金等の一般に使用されている金属(合金も
含む)も添加できる。
Seventeenth, since the slurry contains a metal component composed of metal powder and / or metal fiber (or both), a sintered body composed of a composite of ceramic and metal can be obtained after firing. The mechanical strength is increased, and various functions can be exerted depending on the characteristics of other added metal components. For example, if stainless steel or a lithium alloy is added, the corrosion resistance can be particularly increased. In addition,
Commonly used metals (including alloys) such as iron and aluminum alloys can also be added.

【0137】最後に、以上の製造方法上の多様性に基づ
き、他の方法では、製造不可能ないし困難な構造、寸法
のハニカム状セラミック構造体が得られることも、大き
な利点である。
Finally, it is a great advantage that a honeycomb-shaped ceramic structure having a structure and dimensions that cannot be manufactured by other methods is obtained based on the above-mentioned variety in manufacturing method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の1実施例であるスクリーン印刷法によ
るハニカム状セラミック構造体の製造工程を説明する上
部斜視平面図である工程模式図であり、(a)に、シー
ト1全面にスラリー2をベタ刷りするベタ刷り工程を、
(b)に、シート1に所定パターン6をスクリーン4を
介して刷り込み、所定パターンシート5を形成する所定
パターン印刷シート形成工程を、(c)に、セラミック
素材シート3及び所定パターン印刷シート5を、各シー
ト上下面の法線方向に積層するハニカム状構造体形成工
程を夫々示す。
FIG. 1 is a schematic top plan view illustrating a step of manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure by a screen printing method according to an embodiment of the present invention. FIG. Solid printing process,
(B) a predetermined pattern printing sheet forming step of forming a predetermined pattern sheet 5 by imprinting a predetermined pattern 6 on the sheet 1 via a screen 4; and (c) a ceramic material sheet 3 and a predetermined pattern printing sheet 5. Are respectively formed in a honeycomb-like structure forming step of laminating the sheets in the normal direction of the upper and lower surfaces of each sheet.

【図2】多数の開孔セルを有するハニカム状セラミック
構造体9を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a honeycomb-shaped ceramic structure 9 having a large number of open cells.

【図3】カレンダー法(ロール法)によるセラミック素
材シート3の製造方法を示す模式工程図である。
FIG. 3 is a schematic process diagram showing a method for manufacturing a ceramic material sheet 3 by a calendar method (roll method).

【図4】凸凹状にパターン印刷されたパターン印刷シー
ト5を示し、(a)はパターン印刷面である上部平面
図、(b)は開孔セル断面方向の側面図である。
FIGS. 4A and 4B show a pattern printing sheet 5 on which a pattern is printed in an uneven shape, wherein FIG. 4A is an upper plan view showing a pattern printing surface, and FIG.

【図5】開孔セル断面が曲線状(円弧状)にパターン印
刷されたパターン印刷シート5であり、(a)はパター
ン印刷面である上部平面図、(b)は、開孔セル断面方
向の側面図である。
5A and 5B are pattern printing sheets 5 on which a pattern of an opening cell section is printed in a curved shape (arc shape), wherein FIG. 5A is an upper plan view showing a pattern printing surface, and FIG. FIG.

【図6】島状にパターン印刷されたパターン印刷シート
5の上部平面図である。
FIG. 6 is a top plan view of a pattern printing sheet 5 on which an island pattern is printed.

【図7】三角突状と長方形状の2種類の形状を有するパ
ターンが印刷されたパターン印刷シート5の上部平面図
である。
FIG. 7 is a top plan view of a pattern printing sheet 5 on which patterns having two types of shapes, a triangular protrusion and a rectangular shape, are printed.

【図8】種々のパターンが印刷されたパターン印刷シー
ト5の上部平面図を示す。パターン断面が四角、五角、
六角等の多角形、丸、半円、楕円等の略円状、又は不定
形等の任意のパターンが用途・目的に応じて印刷され
る。
FIG. 8 is a top plan view of the pattern printing sheet 5 on which various patterns are printed. If the pattern cross section is square, pentagon,
An arbitrary pattern such as a polygon such as a hexagon, a substantially circular shape such as a circle, a semicircle, and an ellipse, or an irregular shape is printed according to the use and purpose.

【図9】パターン印刷シート5に垂直な方向に開孔セル
を形成する工程を示す工程模式図である。
FIG. 9 is a process schematic diagram showing a process of forming an aperture cell in a direction perpendicular to the pattern printing sheet 5.

【図10】図10に、パターン印刷シート5に垂直な方
向に角柱状の開孔セルを形成する工程を示すハニカム状
セラミック素構造体9の分解図を示す。
FIG. 10 is an exploded view of the honeycomb-shaped ceramic structure 9 showing a step of forming a prismatic open cell in a direction perpendicular to the pattern printing sheet 5;

【図11】図11に、パターンシートを復数枚積層する
ことにより、印刷面に平行な方向及び垂直な方向に連通
するに開孔セル10が形成されたハニカム状セラミック
素構造体9の分解図を示す。
FIG. 11 is an exploded view of the honeycomb-shaped ceramic element structure 9 in which the open cells 10 are formed so as to communicate in the direction parallel to and perpendicular to the printing surface by stacking a plurality of pattern sheets in FIG. The figure is shown.

【図12】1組のパターンシート5の印刷パターンがセ
ラミック素材シートを介して交差するようにパターンシ
ート5が積層されているハニカム状セラミック素構造体
9の分解図を示す。
FIG. 12 is an exploded view of the honeycomb-shaped ceramic structure 9 in which the pattern sheets 5 are stacked so that the print patterns of one set of pattern sheets 5 intersect via the ceramic material sheet.

【図13】種々のパターンシート5、又はパターンシー
ト5及びセラミック素材シート3の積層によるハニカム
状セラミック素構造体の印刷パターン部6に垂直な方向
な方向で切断した分解断面図を示し、(a)は、印刷パ
ターン部6が互いに印刷面で接し、(b)ではセラミッ
ク素材シート3を介して接し、(c)では、印刷パター
ン部6は他方のパターンシートの無印刷部と接着する。
FIG. 13 is an exploded cross-sectional view cut in a direction perpendicular to a printing pattern portion 6 of a honeycomb-shaped ceramic element structure formed by laminating various pattern sheets 5 or a pattern material 5 and a ceramic material sheet 3; In (), the printed pattern portions 6 are in contact with each other on the printing surface, in (b) are in contact via the ceramic material sheet 3, and in (c), the printed pattern portion 6 is bonded to the non-printed portion of the other pattern sheet.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シート 2 スラリー 3 セラミック素材シート 4 スクリーン 5 パターンシート(印刷パターンシート) 6 パターン部(印刷パターン部) 7 無印刷部 8 ステージ 9 ハニカム状セラミック素構造体 10 セル(開孔セル) REFERENCE SIGNS LIST 1 sheet 2 slurry 3 ceramic material sheet 4 screen 5 pattern sheet (print pattern sheet) 6 pattern section (print pattern section) 7 non-print section 8 stage 9 honeycomb-shaped ceramic element structure 10 cell (open cell)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 修 愛知県犬山市字大門4の1 (56)参考文献 特開 平2−296779(JP,A) 特開 昭63−99957(JP,A) 特開 昭62−101454(JP,A) 特開 昭58−219797(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 1/00 - 35/00 C04B 38/00 - 38/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Osamu Yamamoto, Inventor: Omon 4-1, Daimon, Inuyama-shi, Aichi (56) References JP-A-2-296779 (JP, A) JP-A-63-99957 (JP, A) JP-A-62-101454 (JP, A) JP-A-58-219797 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B32B 1/00-35/00 C04B 38/00 -38/10

Claims (17)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】シート状基体に、セラミック原料を主成分
とするスラリーを印刷して、所定の印刷パターンを有す
るセラミック素材シートを形成するパターンシート形成
工程と、 前記パターンシートを少くとも一層含みセラミック素材
シートを複数層に重ね合わせて、前記印刷パターンと前
記重ね合わされたセラミック素材シートの組み合わせで
セルを画成するシート積層工程を含むことを特徴とする
ハニカム状セラミック構造体の製造方法。
1. A pattern sheet forming step of printing a slurry containing a ceramic raw material as a main component on a sheet-like substrate to form a ceramic material sheet having a predetermined printing pattern, and a ceramic sheet containing at least one pattern sheet. A method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure, comprising: a sheet laminating step of laminating material sheets in a plurality of layers and defining cells by a combination of the printing pattern and the superposed ceramic material sheets.
【請求項2】前記スラリーの印刷が、所定パターンに形
成したスクリーンを前記シート上に配し、前記スクリー
ンを介して前記シート状基体にスラリーを印刷するスク
リーン印刷であることを特徴とする請求項1に記載のハ
ニカム状セラミック構造体の製造方法。
2. The printing of the slurry is a screen printing in which a screen formed in a predetermined pattern is arranged on the sheet, and the slurry is printed on the sheet-like substrate through the screen. 2. The method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure according to 1.
【請求項3】前記セラミック素材シートと前記パターン
シートを交互に積層することを特徴とする請求項1又は
2に記載のハニカム状セラミック構造体の製造方法。
3. The method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure according to claim 1, wherein the ceramic material sheets and the pattern sheets are alternately laminated.
【請求項4】前記パターンシートを複数層に重ね合わせ
ることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一に記載の
ハニカム状セラミック構造体の製造方法。
4. The method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure according to claim 1, wherein the pattern sheets are overlapped in a plurality of layers.
【請求項5】前記セルが少なくともパターン印刷面に平
行な方向に連通するセルであることを特徴とする請求項
1〜4のいずれか一に記載のハニカム状セラミック構造
体の製造方法。
5. The method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure according to claim 1, wherein said cells are cells communicating at least in a direction parallel to a pattern printing surface.
【請求項6】所定パターンの印刷面に垂直な貫通孔を有
する前記パターンシートを積層して、前記貫通孔がパタ
ーン印刷面に垂直な方向に連通するセルを形成すること
を特徴とする請求項1〜5のいずれか一に記載のハニカ
ム状セラミック構造体の製造方法。
6. The cell according to claim 1, wherein said pattern sheets having through holes perpendicular to a printing surface of a predetermined pattern are laminated to form cells in which said through holes communicate in a direction perpendicular to the pattern printing surface. 6. The method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure according to any one of 1 to 5.
【請求項7】少なくとも1組の前記パターンシートの印
刷パターンがセラミック素材シートを介して又は介さず
に交差するように積層されていることを特徴とする請求
項1〜6のいずれか一に記載のハニカム状セラミック構
造体の製造方法。
7. The printing method according to claim 1, wherein the printed patterns of at least one set of the pattern sheets are laminated so as to intersect with or without a ceramic material sheet interposed therebetween. Of manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure.
【請求項8】直角に前記印刷パターンが交差しているこ
とを特徴とする請求項7に記載のハニカム状セラミック
構造体の製造方法。
8. The method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure according to claim 7, wherein said print patterns intersect at right angles.
【請求項9】前記印刷パターンが線対称に印刷されてい
ることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一に記載の
ハニカム状セラミック構造体の製造方法。
9. The method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure according to claim 1, wherein the printing pattern is printed symmetrically.
【請求項10】前記シート状基体の全面に前記スラリー
を印刷してセラミック層を形成して前記セラミック素材
シートを形成する工程を含むことを特徴とする請求項1
〜9のいずれか一に記載のハニカム状セラミック構造体
の製造方法。
10. The method according to claim 1, further comprising a step of forming the ceramic material sheet by printing the slurry on the entire surface of the sheet-like substrate to form a ceramic layer.
10. The method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure according to any one of items 9 to 9.
【請求項11】前記パターンシート及び前記セラミック
素材シートの少なくとも一方が、セラミックと有機質繊
維を主成分とする原料からなっていることを特徴とする
請求項1〜10のいずれか一に記載のハニカム状セラミ
ック構造体の製造方法。
11. The honeycomb according to claim 1, wherein at least one of the pattern sheet and the ceramic material sheet is made of a raw material containing ceramic and organic fibers as main components. Of manufacturing a ceramic body.
【請求項12】前記パターンシートの無印刷部が前記構
造体焼成時に焼失して、積層方向にセルが連通すること
を特徴とする請求項1〜11のいずれか一に記載のハニ
カム状セラミック構造体の製造方法。
12. The honeycomb-shaped ceramic structure according to claim 1, wherein a non-printed portion of said pattern sheet is burned out when said structure is fired, and cells are communicated in a stacking direction. How to make the body.
【請求項13】前記印刷パターンの層の厚さが、5μm
〜2mmであることを特徴とする請求項1〜12のいずれ
か一に記載のハニカム状セラミック構造体の製造方法。
13. The printing pattern layer has a thickness of 5 μm.
The method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure according to any one of claims 1 to 12, wherein the thickness is from 2 to 2 mm.
【請求項14】前記ハニカム状セラミック構造体のセル
の横断面方向の短径が0.01〜2mmであることを特
徴とする請求項1〜13のいずれかに一に記載のハニカ
ム状セラミック構造体の製造方法。
14. The honeycomb-shaped ceramic structure according to claim 1, wherein a minor axis of the cell of the honeycomb-shaped ceramic structure in a cross-sectional direction is 0.01 to 2 mm. How to make the body.
【請求項15】同一印刷パターンシート上の、前記印刷
パターンの、形状又は/及び材質が異なっていることを
特徴とする請求項1〜14のいずれか一に記載のハニカ
ム状セラミック構造体の製造方法。
15. The method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure according to claim 1, wherein the shape and / or the material of the printed pattern on the same printed pattern sheet are different. Method.
【請求項16】前記シート状基体が、有機質を主成分と
する紙又は布からなることを特徴とする請求項1〜15
のいずれか一に記載のハニカム状セラミック構造体の製
造方法。
16. The sheet-like substrate according to claim 1, wherein said sheet-like substrate is made of paper or cloth mainly composed of an organic substance.
The method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure according to any one of the above.
【請求項17】前記スラリーが、金属成分を含むことを
特徴とする請求項1〜16のいずれか一に記載のハニカ
ム状セラミック構造体の製造方法。
17. The method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure according to claim 1, wherein the slurry contains a metal component.
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