JP4476557B2 - セラミックス構造体の接合方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミックス構造体の接合方法に関し、特に内燃機関、ボイラー等の排ガス中の微粒子捕集フィルターや触媒担体等に使用されるセラミックス構造体の接合方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、セラミックス構造体の被接合面に接合材を塗布し、接合材を塗布した側面に他のセラミックス構造体を押し当てて、複数のセラミックス構造体を相互に接合する方法が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
しかし、塗布された接合材の量が少ないと、発生した隙間を後の工程で埋めなければならず、生産性が悪い。また、接合材の量が隙間を十分埋める以上に多すぎると、接合材が積層体の端面に過剰にはみ出してしまうことがあった。そして、この過剰にはみ出してしまった接合材が接合材層の表面及び内部にヒケやヒビを発生させる原因となり、セラミックス構造体相互間の接合力の低下を招くという問題があった。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−7455号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、内燃機関、ボイラー等の排ガス中の微粒子捕集フィルターや触媒担体等に使用されるセラミックス構造体間の接合材層の表面及び内部にヒケやヒビが発生することを防止可能なセラミックス構造体の接合方法を提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の特徴は、少なくとも第1のセラミックス構造体と第2のセラミックス構造体とを接合する接合方法であって、前記第1のセラミックス構造体と前記第2のセラミックス構造体との間に接合材層を介在させた状態で、前記第1のセラミックス構造体と前記第2のセラミックス構造体とが接近する方向に圧力を加える工程と、前記圧力を加えたことによって、前記接合材層から前記第1のセラミックス構造体と前記第2のセラミックス構造体とを含む積層体の端面に押出された前記接合材を除去する工程と、前記押出された接合材を除去する工程の後に前記積層体の端面付近の接合材を乾燥する工程と、前記端面付近の接合材を乾燥する工程の後に前記積層体全体を乾燥する工程とを有し、前記積層体の端面付近の接合材を乾燥する工程では、温度100℃以上の風を、風速10m/sec以上13m/sec以下、40秒間以上120秒間以下で、前記端面に当てて乾燥することを要旨とする。
【0007】
このような第1の特徴によれば、加圧によって押出された接合材を除去し、除去されずに残った積層体端面付近の接合材を乾燥した後に、積層体全体を乾燥することによって、接合材層の表面にヒケやヒビが発生することを防止できる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【0009】
図1に示すように本実施形態においては、少なくとも第1のセラミックス構造体101と第2のセラミックス構造体102とを接合する方法であって、まず、第1のセラミックス構造体101と第2のセラミックス構造体102との間に接合材層110を介在させた状態で、第1のセラミックス構造体101と第2のセラミックス構造体102とが接近する方向に圧力を加え(図1a)、圧力を加えたことによって、接合材層110から第1のセラミックス構造体101と第2のセラミックス構造体102とを含む積層体120の端面に押出された接合材111aを除去し(図1b)、押出された接合材111aを除去した後に積層体120の端面付近の接合材111bを乾燥した後(図1c)、積層体120の全体を乾燥することにある。
【0010】
第1のセラミックス構造体101と第2のセラミックス構造体102とが接近する方向とは、図1(a)の矢印が示す方向である。
【0011】
セラミックス構造体には、内燃機関、ボイラー等の排ガス中の微粒子捕集フィルターや触媒担体等に使用されるハニカム構造体が含まれる。
【0012】
接合材には、例えば、炭化珪素粉末、アルミノシリケート繊維、コロイダルシリカ及び水等からなる接合材が含まれる。これら接合材は、モーノポンプ、ヘラ、刷毛などの塗布手段を用いて塗布される。
【0013】
セラミックス構造体101とセラミックス構造体102とを含む複数のセラミックス構造体が相互に接近する方向に圧力を加える手段には、加圧シリンダ、静水圧加圧などが含まれる。
【0014】
積層体120の端面に押出された接合材111aを除去する手段には、ヘラ等による掻き取りなどが含まれる。接合材をきれいに除去するためには、積層体120の端面と接触する除去手段の部材は、ゴムまたはプラスチックなど、積層体端面との密着性が高い材質であることが好ましい。
【0015】
図2に示すように、積層体120の端面に押出された接合材111aをするために除去手段130を矢印方向に移動させ(図2a)、かかる除去手段130を用いて接合材111aを除去した後に(図2b)、端面付近の接合材111bを乾燥する(図2c)。
【0016】
積層体の端面に押出された接合材を除去せずに、積層体全体の乾燥を開始してしまうと、押出された状態のまま乾燥固化した接合材を削り取る際に、削り取られずに端面付近に残る接合材の表面にヒビなどが発生してしまう。
【0017】
また、積層体の端面に接合材が押出された後であって、第1のセラミックス構造体及び第2のセラミックス構造体間の接合材層にヒケやヒビが生じる前に、積層体端面に押出された接合材を除去することが好ましい。
【0018】
接合材が加圧によって積層体端面に押出されてから、この押出された接合材の除去を開始するまでの時間が長いと、除去手段によって除去される接合材より内部の接合材に自然乾燥によってヒケやヒビが生じてしまう。このため、押出された接合材が除去されると、除去前に既に接合材内部に生じていたヒケやヒビが、露出してしまうことがあるからである。
【0019】
さらに、押出された接合材を除去した後、かかる接合材除去によって積層体端面に表れる接合材面にヒケやヒビが生じる前に、接合材面を乾燥することが好ましい。
【0020】
押出された接合材が除去されてから、残った接合材の乾燥を開始するまでの時間が長いと、自然乾燥によって接合材の表面にヒケやヒビが生じてしまうことがあるからである。
【0021】
前記の如く、第1のセラミックス構造体と第2のセラミックス構造体との間に接合材層を介在させた状態で、第1のセラミックス構造体と第2のセラミックス構造体とが接近する方向に圧力を加え、圧力を加えたことによって、接合材層から第1のセラミックス構造体と第2のセラミックス構造体とを含む積層体の端面に押出された接合材を除去し、押出された接合材を除去した後に積層体の端面付近の接合材を乾燥した後、積層体の全体を乾燥することによって、端面の接合材にヒケやヒビが発生することが防止可能となる。
【0022】
なお、図3に示すように、まず、セラミックス構造体の両端面に、マスキング材を貼り付けてから(S201)、セラミックス構造体の被接合面に下地を塗布し(S202)、セラミックス構造体間隔が一定になるようにセラミックス構造体の被接合面にスペーサを形成し(S203)、その後に前記の如く、接合材をセラミックス構造体の被接合面に塗布し(S204)、セラミックス構造体を積層し、かかるセラミックス構造体を相互に押しつけ(S205)、積層体端面に押出された接合材を除去し(S206)、積層体端面を乾燥し(S207)、積層体全体を乾燥し(S208)、マスキング材を剥離する(S209)としても良い。このように積層体端面にマスキング材を貼り付けておくことによって、積層体端面に押出された接合材がセラミックス構造体の長手方向に形成されている貫通孔の開口部を塞いでしまうことを防止できる。
【0023】
【実施例】
以下に実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明の範囲はこれら実施例によって限定されるものではない。
【0024】
以下の実施例においては、炭化珪素粉末39重量%、アルミナシリケート繊維32重量%、コロイダルシリカ19重量%、水10重量%からなる接合材を使用した。粘度は35パスカル秒であった。実施例1〜3、参考例1及び参考例2、比較例1〜14は、温度25℃、湿度65%の室内で行った。
【0025】
(実施例1〜3、参考例1及び参考例2、比較例1〜14)
積層体端面に下記の風を1分間、吹き付けた後、室内に5分間放置してから端面のヒケの有無を確認した。
【0026】
【表1】
実施例1〜3は、いずれもヒケを生じなかったが、比較例1〜11はいずれもヒケを生じてしまった。
【0027】
(実施例4〜7及び比較例12〜14)
実施例4〜7及び比較例12〜14は、毎秒風速10メートル、温度100℃の風を積層体端面に下記秒間、吹き付けた後、温度25℃、湿度65%の室内に5分間放置してから端面のヒケの有無を確認した。
【0028】
【表2】
実施例4〜7はいずれもヒケを生じなかったが、比較例12〜14はいずれもヒケを生じてしまった。
【0029】
【発明の効果】
前記の如く、本発明によれば、加圧によって積層体端面に押出された接合材を除去した後、積層体端面付近に存在する接合材を乾燥した後、積層体全体を乾燥することによって、接合材層にヒケやヒビが発生することが防止可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態における接合方法の処理の流れを示す図である。
【図2】本実施形態における接合材除去、端面乾燥を説明するための端面部拡大図である。
【図3】本実施形態におけるマスク貼り工程等を付加した場合の処理の流れを示す図である。
【符号の説明】
101…第1のセラミックス構造体
102…第2のセラミックス構造体
110…接合材層
111…接合材
120…積層体
130…除去手段
Claims (2)
- 少なくとも第1のセラミックス構造体と第2のセラミックス構造体とを接合する接合方法であって、
前記第1のセラミックス構造体と前記第2のセラミックス構造体との間に接合材層を介在させた状態で、前記第1のセラミックス構造体と前記第2のセラミックス構造体とが接近する方向に圧力を加える工程と、
前記圧力を加えたことによって、前記接合材層から前記第1のセラミックス構造体と前記第2のセラミックス構造体とを含む積層体の端面に押出された前記接合材を除去する工程と、
前記押出された接合材を除去する工程の後に前記積層体の端面付近の接合材を乾燥する工程と、
前記端面付近の接合材を乾燥する工程の後に前記積層体全体を乾燥する工程とを有し、
前記積層体の端面付近の接合材を乾燥する工程では、
温度100℃以上の風を、風速10m/sec以上13m/sec以下、40秒間以上120秒間以下で、前記端面に当てて乾燥するセラミックス構造体の接合方法。 - 前記押出された接合材を除去する工程の後、前記除去する工程によって前記積層体の端面付近に現れる接合材の表面を乾燥することを特徴とする請求項1に記載のセラミックス構造体の接合方法。
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