JP4975331B2

JP4975331B2 - 目封止ハニカム構造体の製造方法及び目封止ハニカム構造体

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Publication number: JP4975331B2
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Description

本発明は、ディーゼルパティキュレートフィルター等の微粒子状物質を濾過するフィルターや、セルを区画形成している多孔質の隔壁の細孔表面に触媒成分を担持させ、当該隔壁の細孔内を排ガスが通過するようにすることでＨＣ、ＮＯ_Ｘ、ＣＯなどの排ガス中の有害な成分を浄化する触媒の担体等に使用される目封止ハニカム構造体に関する。

ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガスには、環境汚染の原因となるような炭素を主成分とするパティキュレート（粒子状物質）が多量に含まれているため、それらの排気系には、パティキュレートを捕集（濾過）するためのフィルターが搭載されることが一般的ある。

一般に、このような目的で使用されるフィルターには、図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、多孔質の隔壁７によって、二つの端面の間を連通する複数のセル９が区画形成されたハニカム構造体２と、前記各セル９の二つの開口端の内の何れか一方を目封止するように、ハニカム構造体２の一端面側と他端面側とで相補的な市松模様状に配設された目封止部１１とを備える目封止ハニカム構造体１が用いられる。

排ガスは、このような目封止ハニカム構造体１からなるフィルターの一方の端面３から内部に流入し、ガス中に含まれるパティキュレート等が除去された後、他方の端面５から流出する。具体的には、まず排ガスは、このフィルターの一方の端面３において端部が封止されておらず他方の端面５において端部が封止されたセル９ｂに流入し、多孔質の隔壁７を通って、一方の端面３において端部が封止され他方の端面５において端部が封止されていないセル９ａに移動し、このセル９ａから排出される。そして、この際に隔壁７が濾過層となり、ガス中のパティキュレートが隔壁７に捕捉され隔壁７上に堆積する。

上記のような目封止ハニカム構造体の製造方法として、ハニカム成形体の一方の端面に、粘着シート等を貼着し、画像処理を利用したレーザ加工等によりその粘着シート等の目封止すべきセル（目封止セル）に対応する部分のみに孔開けをしてマスクとし、そのマスクが貼着されたハニカム成形体の端面を封止用スラリー中に浸漬し、ハニカム成形体の目封止セルにスラリーを充填して目封止部を形成し、これと同様の工程をハニカム成形体の他方の端面についても行った後、乾燥し、焼成することにより目封止ハニカム構造体を得る方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、他の製造方法として、セラミック材料からなる未乾燥のシート状生成形体に、市松模様状（千鳥格子状）に貫通孔を形成し、このシート状生成形体をハニカム状乾燥体の端面に圧着して一体焼成することにより目封止ハニカム構造体を得る方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１−３００９２２号公報特開２００２−１５９８１１号公報

ところで、最近においては、このような目封止ハニカム構造体を前記のような微粒子状物質を濾過するためのフィルターの他、セルを区画形成している多孔質の隔壁の細孔表面に触媒成分を担持させ、ハニカム構造体内に流入した排ガスが当該隔壁の細孔内を通過するようにすることでＨＣ、ＮＯ_Ｘ、ＣＯなどの排ガス中の有害な成分を浄化する触媒（以下、このような触媒を「ウォールフロー型触媒」と称する。）として利用しようとする試みもなされている。

このような目封止ハニカム構造体の用途の拡大に伴い、今後、目封止ハニカム構造体の需要が一層高まることが予想されるが、前記特許文献１に記載の製造方法を利用して目封止ハニカム構造体を量産しようとする場合には、（ｉ）各ハニカム構造体の両端面について、全て粘着シートの貼着、画像処理、孔開け、粘着シートの剥離という工程を行う必要があり、マスクの作製等に時間を要することに加え、使用後に剥離された粘着シートが大量の産業廃棄物となる、（ii）粘着シートは、比較的高価であり生産コスト上昇の原因になるとともに、ゴミや塵を嫌うことからクリーンな環境で貼着作業を行う必要があり、作業環境上の制約があるといった問題を解決する必要があった。すなわち、前記従来の製造方法は、比較的少量の目封止ハニカム構造体の製造には有効な方法であるものの、量産適応性という観点からみると十分に満足できる方法とは言えなかった。

また、前記特許文献２に記載の製造方法では、ハニカム状乾燥体と未乾燥のシート状生成形体との乾燥収縮差により、シートの亀裂や剥離が発生しやすく、また、ハニカム構造体の最外周に位置するセルの内、目封止されているべきセルが、目封止され難いという問題があった。

本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、量産に適した目封止ハニカム構造体の製造方法、より具体的には、作業環境上の制約がなく、短時間で、安価に欠陥のない目封止ハニカム構造体を製造することができ、産業廃棄物の量を低減することも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にある。

上記目的を達成するため、本発明によれば、以下の目封止ハニカム構造体の製造方法及び目封止ハニカム構造体が提供される。

［１］多孔質の隔壁によって、二つの端面の間を連通する複数のセルが区画形成されたハニカム構造体と、前記各セルの二つの開口端の内の何れか一方を目封止するように配設された目封止部とを備える目封止ハニカム構造体の製造方法であって、前記目封止部の材料をスラリー化した目封止用スラリーを収容する上部が開口した容器と、前記容器の開口部に装着され、上面が平板状で、前記容器の内部と外部とを連通する複数の貫通孔が、前記ハニカム構造体端面における目封止すべきセルの配置に対応するように設けられた蓋体とを有するスラリー充填機を使用し、前記ハニカム構造体の目封止すべきセルの開口端が、前記蓋体の貫通孔の位置と合致するよう位置合わせして、前記ハニカム構造体を前記蓋体上にセットし、前記容器内に収容した前記目封止用スラリーを前記貫通孔を通じて目封止すべきセルの開口端内部に充填して前記目封止部の形成を行う目封止ハニカム構造体の製造方法。

［２］前記貫通孔に、前記セルの開口部の寸法よりも小さい外形寸法を有するパイプが装着されている前記［１］に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。

［３］前記パイプの容器外部側開口端が前記蓋体の上面より上方に突出している前記［２］に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。

［４］前記パイプの容器外部側開口端近傍の外周部に、エアーを供給することにより膨張する中空リング状のシール材が装着され、前記目封止用スラリーを目封止すべきセルの開口端内部に充填する際に、前記セル内部に挿入された前記パイプと前記セルとの隙間を、前記シール材を膨張させることにより閉塞する前記［３］に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。

［５］前記貫通孔の容器外部側開口端の周囲に、前記セルの開口部の寸法より小さい寸法を有する凹状の窪みが形成されている前記［１］又は［２］に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。

［６］前記貫通孔に装着された前記パイプが、前記蓋体上において移動可能に設けられており、予め前記ハニカム構造体の端面を撮像して、それを画像処理することにより前記目封止すべきセルの位置座標を認識しておき、当該位置座標データに基づいて、前記パイプの位置を前記目封止すべきセルの位置と合致するよう移動させた後、前記ハニカム構造体を前記蓋体上にセットする前記［２］〜［４］の何れかに記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。

［７］前記凹状の窪みが、前記蓋体上において移動可能に設けられており、予め前記ハニカム構造体の端面を撮像して、それを画像処理することにより前記目封止すべきセルの位置座標を認識しておき、当該位置座標データに基づいて、前記凹状の窪みの位置を前記目封止すべきセルの位置と合致するよう移動させた後、前記ハニカム構造体を前記蓋体上にセットする前記［５］に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。

［８］前記［１］〜［７］の何れかに記載の製造方法により製造された目封止ハニカム構造体。

［９］前記ハニカム構造体を前記蓋体上にセットする際の位置合わせの基準となった突起又は溝が外周部に形成されている前記［８］に記載の目封止ハニカム構造体。

［１０］多孔質の隔壁によって、二つの端面の間を連通する複数のセルが区画形成されたハニカム構造体と、前記各セルの二つの開口端の内の何れか一方を目封止するように配設された目封止部とを備える目封止ハニカム構造体であって、当該ハニカム構造体の最外周に位置するセルの内、目封止されているべきセルが、前記目封止部により確実に目封止されている目封止ハニカム構造体。

［１１］前記ハニカム構造体の一方の端面においてのみ前記セルが前記目封止部により目封止されている前記［８］〜［１０］の何れかに記載の目封止ハニカム構造体。

［１２］前記［２］〜［４］及び［６］の内の何れかに記載の製造方法により製造された目封止ハニカム構造体であって、前記目封止部が、前記パイプの形状に対応した凹部を有する前記［９］〜［１１］の何れかに記載の目封止ハニカム構造体。

［１３］前記［５］又は［７］に記載の製造方法により製造された目封止ハニカム構造体であって、前記目封止部が、前記凹状の窪みの形状に対応した凸部を有する前記［９］〜［１１］の何れかに記載の目封止ハニカム構造体。

本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法は、作業環境上の制約がなく、短時間で、安価に欠陥のない目封止ハニカム構造体を製造することができ、産業廃棄物の量を低減することが可能であり、量産に適した方法である。また、本発明の目封止ハニカム構造体は、前記本発明の製造方法により、特別な制約のない作業環境下で、短時間で、安価に製造できるとともに、製造に伴って生じる産業廃棄物の量も少なく、量産に適したものである。また、市松模様状に貫通孔を形成した未乾燥のシート状生成形体をハニカム状乾燥体の端面に圧着して一体焼成する従来の製造方法で製造された目封止ハニカム構造体では目封止され難い最外周に位置するセルについても、目封止されているべきセルは、目封止部により確実に目封止されているため、フィルターやウォールフロー型触媒の担体として用いた場合に高い性能を発揮する。

前記のとおり、本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法は、多孔質の隔壁によって、二つの端面の間を連通する複数のセルが区画形成されたハニカム構造体と、前記各セルの二つの開口端の内の何れか一方を目封止するように配設された目封止部とを備える目封止ハニカム構造体の製造方法であって、前記目封止部の材料をスラリー化した目封止用スラリーを収容する上部が開口した容器と、前記容器の開口部に装着され、上面が平板状で、前記容器の内部と外部とを連通する複数の貫通孔が、前記ハニカム構造体端面における目封止すべきセルの配置に対応するように設けられた蓋体とを有するスラリー充填機を使用し、前記ハニカム構造体の目封止すべきセルの開口端が、前記蓋体の貫通孔の位置と合致するよう位置合わせして、前記ハニカム構造体を前記蓋体上にセットし、前記容器内に収容した前記目封止用スラリーを前記貫通孔を通じて目封止すべきセルの開口端内部に充填して前記目封止部の形成を行うことを、その主要な特徴とするものである。

以下、本発明の代表的な実施形態を図面を参照しながら具体的に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。なお、本明細書において、単に「ハニカム構造体」というときは、目封止部を有していないハニカム構造体を意味するものとする。

図１〜３は、本発明に係る製造方法の実施形態の一例を示す概略図である。本発明の製造方法においては、ハニカム構造体の目封止すべきセルの開口端内部に目封止用スラリーを充填するために、スラリー充填機２０を使用する。このスラリー充填機２０は、目封止部の材料をスラリー化した目封止用スラリー５０を収容する上部が開口した容器２１と、容器２１の開口部に装着される蓋体２３とを有する。蓋体２３は、上面２３ａが平板状で、容器２１の内部と外部とを連通する複数の貫通孔２５が、ハニカム構造体２の端面における目封止すべきセル１９の配置に対応するように設けられている。図の例のように各貫通孔２５には、セル１９の開口部の寸法より小さい外形寸法を有するパイプ２７を装着するようにしてもよい。

このようなスラリー充填機２０を使用し、まず、図１に示すように、ハニカム構造体２の目封止すべきセル１９の開口端が、蓋体２３の貫通孔２５の位置と合致するよう位置合わせし、次いで、図２のように、ハニカム構造体２を蓋体２３上にセットする。なお、前記位置合わせをしやすいように、ハニカム構造体２の外周部とスラリー充填機２０の蓋体２３とに、位置合わせの基準となるような突起や溝を設けておくことが好ましい。これは、特にハニカム構造体２の蓋体２３上へのセットを自動化する場合に好適であり、例えば画像処理等を利用して前記突起や溝の位置座標を認識し、位置決め制御を行うことが可能となる。

各貫通孔２５にセル１９の開口部の寸法より小さい外形寸法を有するパイプ２７を装着している場合には、パイプ２７の容器外部側開口端が蓋体２３の上面２３ａより上方に突出するようにすると、パイプ２７の突出部が目封止すべきセル１９の開口端内部に挿入されることになるので、正確な位置合わせがなされているか確認しやすい。パイプ２７は、セル１９の開口部の寸法より小さい外形寸法とすることで、パイプ２７がセル１９の開口端内部内に挿入される際に、セル１９を区画形成している隔壁が損傷することを防ぐことができる。また、貫通孔２５に装着されたパイプ２７を、蓋体２３上において移動可能に設け、予めハニカム構造体２の端面を撮像し、それを画像処理することにより目封止すべきセル１９の位置座標を認識しておき、その座標データに基づいて蓋体２３のパイプ２７の位置をアクチュエータ等で微動させ、目封止すべきセル１９の位置と合致させることができるようにすれば、成形時の変形等により設計通りのハニカム構造体が得られず、セルの位置が微妙に変動しているような場合でも、そのセルの位置に適合したパイプ配置とすることができる。パイプ２７の移動手段としては、従来知られている各種アクチュエータが利用でき、移動が微小量の場合には圧電素子も利用できる。

前記のように、ハニカム構造体２をスラリー充填機２０の蓋体２３上にセットし、容器２１内に収容した目封止用スラリー５０を貫通孔２５を通じて目封止すべきセル１９の開口端内部に充填して目封止部の形成を行う。この充填の方法としては、例えば、容器２１の底面２１ａをピストン機構等により上下動可能に構成しておき、充填時に、底面２１ａを上動させて容器２１内の体積を容器２１内に収容した目封止用スラリー５０の体積より小さくして行くことで、目封止用スラリー５０を容器２１内から貫通孔２５を通じて目封止すべきセル１９の端部内に送り出すといった方法が使用できる。この方法により充填を行う際には、目封止用スラリー５０の漏洩を防止するため、図２のように、ハニカム構造体２の蓋体２３の上面２３ａと接している端面と反対側の端面から板状の押圧手段４０で軽く押しつけ、ハニカム構造体２の端面と蓋体２３の上面２３ａとが密着するようにするのが好ましい。

また、他の充填方法として、ハニカム構造体２の蓋体２３の上面２３ａと接している端面と反対側の端面から吸引し、容器２１内の目封止用スラリー５０を貫通孔２５を通じて目封止すべきセル１９の端部内に吸い上げるようにしてもよい。

こうして目封止用スラリー５０を目封止すべきセル１９の開口端内部に充填させ、図３に示すように、目封止用スラリー５０にて目封止部１１を形成した後、ハニカム構造体２を蓋体２３上から離脱させる。これと同様の工程をハニカム構造体２の他方の端面についても行い、更に必要に応じて乾燥及び／又は焼成することにより目封止用ハニカム構造体を得る。

図４及び図５は、本発明に係る製造方法の実施形態の他の一例を示す概略図である。この例では、蓋体２３の各貫通孔２５にパイプ２７が装着され、当該パイプ２７の容器外部側開口端が蓋体２３の上面２３ａより上方に突出しており、図４のように、ハニカム構造体２をセットする際に、パイプ２７の突出部が目封止すべきセル１９の開口端内部に挿入される。パイプ２７の容器外部側開口端近傍の外周部には、エアーを供給することにより膨張する中空リング状のシール材２９が装着されており、図５に示すように、目封止用スラリー５０を目封止すべきセル１９の開口端内部に充填する際に、当該セル１９内部に挿入されたパイプ２７と当該セル１９との隙間を、シール材２９を膨張させることにより閉塞する。

このような状態で目封止用スラリー５０の充填を行えば、目封止用スラリー５０の粘性が低いような場合にも、目封止用スラリー５０が液垂れして目封止部に欠陥が生じることがなく、確実な封止が行える。また、パイプ２７の突出部の長さを変えることにより、図６に示すように、ハニカム構造体２の端面からある程度離れた任意の位置に目封止部１１を形成することができる。

図７は、本発明に係る製造方法の実施形態の更に他の一例を示す概略図である。この例では、蓋体２３の貫通孔２５の容器外部側開口端の周囲に、セル１９の開口部の寸法より小さい寸法を有する凹状の窪みが形成されている。このような蓋体２３上にハニカム構造体２をセットして、目封止すべきセル１９の開口端内部に目封止用スラリー５０の充填を行うと、図８に示すように、形成された目封止部１１のハニカム構造体２外部側の端部１１ａが、前記凹状の窪みに対応して凸状に盛り上がった形状となる。

目封止ハニカム構造体を、例えばディーゼルパティキュレートフィルターに使用する場合において、排ガスの流入する側の端面における目封止部の端面が凸状に盛り上がっていると、フィルター内に流入する排ガスの流れがスムーズになって、端面上にパティキュレートが堆積しにくくなるという利点があるが、前記実施形態は、このような利点を有する目封止ハニカム構造の製造に好適である。なお、前記凹状の窪みを、蓋体２３上において移動可能に設け、予めハニカム構造体２の端面を撮像して、それを画像処理することにより目封止すべきセル１９の位置座標を認識しておき、その座標データに基づいて、凹状の窪みの位置を目封止すべきセル１９の位置と合致するよう移動させた後、ハニカム構造体２を蓋体２３上にセットするようにすれば、成形時の変形等により設計通りのハニカム構造体が得られず、セルの位置が微妙に変動しているような場合でも、凹状の窪みの配置を、そのセルの位置に適合した配置とすることができる。凹状の窪みの移動手段としては、従来知られている各種アクチュエータが利用でき、移動が微小量の場合には圧電素子も利用できる。

本発明の製造方法に用いるハニカム構造体は、多孔質の隔壁によって、二つの端面の間を連通する複数のセルが区画形成されたものである。ハニカム構造体を構成する材質については特に制限はないが、隔壁が多孔質であることが必要であるため、通常は、セラミック（例えば、コージェライト等）からなるものが好適に用いられる。形状についても特に限定されず、例えば、円筒状、四角柱状、三角柱状等の各種形状を採用することができる。ハニカム構造体のセル形状は、四角形が最も一般的であるが、他に三角形、六角形、八角形などの多角形や丸形、あるいはそれらの組合わせでもよい。

ハニカム構造体の隔壁の厚さは、１００〜２０００μｍが好適であり、２００〜１０００μｍであることがより好ましく、３００〜７００μｍであることが更に好ましい。隔壁の厚さが１００μｍ未満であると、強度が不足して耐熱衝撃性が低下する場合があり、一方、隔壁の厚さが２０００μｍ超あると、圧力損失が増大する傾向にあるからである。

ハニカム構造体のセル密度は、２０〜６００セル／ｉｎ²（ｃｐｓｉ）が好適であり、５０〜４００ｃｐｓｉであることがより好ましく、１００〜３００ｃｐｓｉであることが更に好ましい。セル密度が２０ｃｐｓｉ未満であると、ウォールフロー型触媒の担体等に用いた場合に、排ガスとの接触効率が不足する傾向にあり、一方、セル密度が６００ｃｐｓｉ超であると、圧力損失が増大する傾向にあるからである。なお、「ｃｐｓｉ」は「ｃｅｌｌｓｐｅｒｓｑｕａｒｅｉｎｃｈ」の略であり、１平方インチ当りのセル数を表す単位である。例えば１０ｃｐｓｉは、約１．５５セル／ｃｍ²である。

ハニカム構造体の気孔率は３０〜９０％が好適であり、４５〜８０％であることがより好ましく、５０〜７０％であることが特に好ましい。気孔率を３０〜９０％とすることにより、圧力損失を低減した上で、熱容量を低減し、構造体としての機械的強度を保持できるからである。

ハニカム構造体の平均気孔径（細孔径）は５〜５００μｍが好適である。平均気孔径が５μｍ未満であると、圧力損失が上昇する傾向にあり、一方、平均気孔径が５００μｍ超であると、フィルターに用いた場合に捕集効率が低下したり、また、ウォールフロー型触媒の担体等に用いた場合に、排ガスと触媒層との接触面積を十分に確保できなくなるおそれがある。また、気孔が大きくなることで、気孔内を通過する排ガスの成分と、気孔内面の触媒層と、の接触確率が小さくなるという影響もある。

ハニカム構造体の製造方法は特に限定されないが、例えば、適当な粘度に調整したセラミック坏土を、所望のセル形状、隔壁厚さ、セル密度（セルピッチ）を有する口金を用いて押出成形し、乾燥することによりハニカム構造体を得るといった方法等により製造することができる。

目封止用スラリーは、例えば、セラミックス粉末と分散媒（例えば水等）を混合することにより調製することができる。更に、必要により、結合剤、解膠剤、発泡樹脂等の添加剤を加えてもよい。セラミックス粉末の材質は特に限定されないが、ハニカム構造体と同材質とすることが好ましい。結合剤としては、ポリビニルアルコールやメチルセルロースなどが好適に使用できる。

本発明の製造方法は、前述の従来の製造方法のように、ハニカム構造体の端面への粘着シートの貼着、画像処理、孔開け、粘着シートの剥離といった多くの工程を要せず、より少ない工程で簡潔に欠陥の無い目封止ハニカム構造体を製造できる。また、高価で、かつ、クリーンな環境での貼着作業を必要とする粘着シートが不要であることにより、生産コストを抑えることができるとともに、作業環境上の制約がなく、産業廃棄物の低減も可能である。

本発明の目封止ハニカム構造体は、以上説明した本発明の製造方法により製造された目封止ハニカム構造体である。このハニカム構造体は、多孔質の隔壁によって、二つの端面の間を連通する複数のセルが区画形成されたハニカム構造体と、前記各セルの二つの開口端の内の何れか一方を目封止するように配設された目封止部とを備える目封止ハニカム構造体であって、当該ハニカム構造体の最外周に位置するセルの内、目封止されているべきセルが、目封止部により確実に目封止されていることを、その主要な特徴とする。

前記本発明の製造方法において、ハニカム構造体の最外周に位置する目封止されるべきセルの位置とその開口部の寸法に対応するようにして、スラリー充填機の蓋体の貫通孔にパイプを設置したり、あるいは当該貫通孔の容器外部側開口端の周囲に凹状の窪みを形成したりすることで、最外周に位置する目封止されるべきセルに目封止部を形成することができる。逆に、意図的に、ハニカム構造体の最外周に位置する目封止されるべきセルの位置と対応する位置に、パイプを設置しないようにしたり、あるいは凹状の窪みを形成しないようにすることで、本来は目封止されるべき最外周に位置するセルに目封止部を形成しないようにすることもできる。

例えば、特開平５−２６９３８８号公報に記載されているように、ハニカム構造体を押出し成形し、その外周部を加工除去した後、新たに外壁を付与するために外周部にコーティングを施すような場合には、押出し成形されたハニカム構造体の最外周部は加工除去されるので、最外周部のセルを目封止する必要はなく、加工除去される領域、例えば外壁から内側へ２セル分あるいは３セル分は全周にわたって目封止がされていなくてもよい。しかし、外壁も一体で押出し成形されたハニカム構造体の外周部を加工除去することなく、そのままの外壁で製品に供する場合には、最外周部のセルも目封止することが好ましい。従来のフィルター構造では、ハニカム構造体の側面を把持材で包んで筒状の容器内に保持すると同時に、ハニカム構造体の両端面の外周部もリング状部材で押さえて、実使用下においてハニカム構造体がセル通路方向に振動しないようにしていた。このような場合には、ハニカム構造体の最外周部のセルが目封止されていなくてもリング状部材で塞がれているので、フィルターの捕集性能上、実質的には問題なかったが、最近は、ハニカム構造体の端面外周部をリング状部材で押さえない構造にして、排ガス流入面積を増大し、圧力損失の低減を図るようになってきており、これに伴って最外周部のセルも目封止することが必要となってきた。

ハニカム構造体の端面において目封止部が市松模様状に配設された目封止ハニカム構造体を、前述の特許文献２（特開２００２−１５９８１１号公報）に記載された方法、すなわち、市松模様状に貫通孔を形成した未乾燥のシート状生成形体をハニカム状乾燥体の端面に圧着して一体焼成するという方法で製造した場合には、図１０に示すように、ハニカム構造体の最外周に位置するセルの内、目封止されているべきセル（図中の点線で囲まれたセル）が、目封止されていなかったり、目封止が不完全であったりするものが得られやすい。このような目封止ハニカム構造体を、例えば微粒子状物質を濾過除去するフィルターにそのまま使用した場合には、一部の微粒子状物質が濾過されることなくそのまま排出される等の不具合が生じるため、前記のようにハニカム構造体の端面にリング状部材を装着するなどして、最外周に位置するセルの開口部を当該部材で覆うというような処置が必要であった。この場合、最外周に位置するセルはフィルター等としての役割を果たさないことになり、その分、有効面積が減少する。

本発明の目封止ハニカム構造体は、図９に示すように、ハニカム構造体の最外周に位置するセルの内、目封止されているべきセル（例えば、ハニカム構造体端面において市松模様状を呈するように目封止部が配設された目封止ハニカム構造体を得ようとする場合は、図中の点線で囲まれたセル）が、目封止部１１により確実に目封止されているため、フィルターやウォールフロー型触媒の担体として用いる場合に、前述のような処理は不要であり、また当該処置による有効面積の減少も無いので、高い性能を発揮する。

このような目封止ハニカム構造体は、前述の本発明の製造方法を用いて製造することができる。なお、本発明の製造方法により製造したものである場合には、図１１に示すように、製造時において、ハニカム構造体をスラリー充填機の蓋体上にセットする際の位置合わせの基準となった突起６０あるいは溝といった構造物が、目封止ハニカム構造体１の外周部に形成されていてもよい。本発明の製造方法により製造したものであって、製造時に、スラリー充填機の蓋体の貫通孔にパイプを設置していた場合には、図３や図６のように、目封止部１１が、パイプ２７の形状に対応した凹部を有していてもよい。また、発明の製造方法により製造したものであって、製造時に、スラリー充填機の蓋体の貫通孔の容器外部側開口端の周囲に凹状の窪みを形成していた場合には、図８のように目封止部１１が、前記凹状の窪みの形状に対応した凸部を有していてもよい。なお、本発明の目封止ハニカム構造体は、その一方の端面においてのみセルが目封止部により目封止されているものであってもよい。

本発明は、ＤＰＦ等の微粒子状物質を濾過するフィルターや、ウォールフロー型触媒の担体等に使用するハニカム構造体及びその製造方法として好適に使用することができるものである。

本発明に係る製造方法の実施形態の一例を示す概略図である。本発明に係る製造方法の実施形態の一例を示す概略図である。本発明に係る製造方法の実施形態の一例を示す概略図である。本発明に係る製造方法の実施形態の他の一例を示す概略図である。本発明に係る製造方法の実施形態の他の一例を示す概略図である。図４及び図５に示す製造方法で得られる目封止ハニカム構造体の概略図である。本発明に係る製造方法の実施形態の更に他の一例を示す概略図である。図７に示す製造方法で得られる目封止ハニカム構造体の概略図である。本発明に係る目封止ハニカム構造体の一部を示す概略図である。従来の目封止ハニカム構造体の一部を示す概略図である。本発明に係る目封止ハニカム構造体の実施形態の一例を示す概略図である。目封止ハニカム構造体の基本的な構造を示す概略図で、（ａ）が一端面側から見た平面図、（ｂ）が断面図である。

符号の説明

１：目封止ハニカム構造体、２：ハニカム構造体、３：端面、５：端面、７：隔壁、９：セル、１１：目封止部、１９：目封止すべきセル、２０：スラリー充填機、２１：容器、２３：蓋体、２５：貫通孔、２７：パイプ、２９：シール材、４０：押圧手段、５０：目封止用スラリー、６０：突起。

Claims

多孔質の隔壁によって、二つの端面の間を連通する複数のセルが区画形成されたハニカム構造体と、前記各セルの二つの開口端の内の何れか一方を目封止するように配設された目封止部とを備える目封止ハニカム構造体の製造方法であって、
前記目封止部の材料をスラリー化した目封止用スラリーを収容する上部が開口した容器と、前記容器の開口部に装着され、上面が平板状で、前記容器の内部と外部とを連通する複数の貫通孔が、前記ハニカム構造体端面における目封止すべきセルの配置に対応するように設けられた蓋体とを有し、前記貫通孔に、前記セルの開口部の寸法より小さい外形寸法を有するパイプが、前記蓋体上において移動可能に設けられているスラリー充填機を使用し、予め前記ハニカム構造体の端面を撮像して、それを画像処理することにより前記目封止すべきセルの位置座標を認識しておき、当該位置座標データに基づいて、前記パイプの位置を前記目封止すべきセルの位置と合致するよう移動させた後、前記ハニカム構造体の目封止すべきセルの開口端が、前記蓋体の貫通孔の位置と合致するよう位置合わせして、前記ハニカム構造体を前記蓋体上にセットし、前記容器内に収容した前記目封止用スラリーを前記貫通孔を通じて目封止すべきセルの開口端内部に充填して前記目封止部の形成を行う目封止ハニカム構造体の製造方法。
前記パイプの容器外部側開口端が前記蓋体の上面より上方に突出している請求項１に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
前記パイプの容器外部側開口端近傍の外周部に、エアーを供給することにより膨張する中空リング状のシール材が装着され、前記目封止用スラリーを目封止すべきセルの開口端内部に充填する際に、前記セル内部に挿入された前記パイプと前記セルとの隙間を、前記シール材を膨張させることにより閉塞する請求項２に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
前記貫通孔の容器外部側開口端の周囲に、前記セルの開口部の寸法より小さい寸法を有する凹状の窪みが形成されている請求項１に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
前記凹状の窪みが、前記蓋体上において移動可能に設けられており、予め前記ハニカム構造体の端面を撮像して、それを画像処理することにより前記目封止すべきセルの位置座標を認識しておき、当該位置座標データに基づいて、前記凹状の窪みの位置を前記目封止すべきセルの位置と合致するよう移動させた後、前記ハニカム構造体を前記蓋体上にセットする請求項４に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。