JPWO2008114637A1 - 目封止ハニカム構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

ハニカム基材１０の一方の端部（第一の端部）１３を、目封止用スラリー２０を振動させながら目封止用スラリー２０に浸漬し、セル１２ａ内部を負圧にした後、セル１２ａ内部を大気圧に戻し、目封止用スラリー２０を振動させ、セル１２ａの第一の開口端部に目封止用スラリー２０を浸入させ、セル１２ａの第一の開口端部に浸入した目封止用スラリー２０を乾燥させ、第一の端部に第一の目封止部１９を形成する目封止工程を備える目封止ハニカム構造体の製造方法。

Description

本発明は、目封止ハニカム構造体の製造方法に関し、更に詳しくは、ディーゼルパティキュレートフィルター等のフィルターに好適に用いることができる、端面で所定のセルが封止された目封止ハニカム構造体の製造方法に関する。

ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）に代表される集塵フィルターとして、ハニカム構造を有するセラミック製のフィルターが使用されている。このようなフィルターは、多孔質の隔壁により区画形成された、流体の流路となる多数のセルを有するハニカム構造体の端面を、市松模様状を呈するように、隣接するセルを互いに反対側となる一方の端部で封止した構造を有するものである。

このフィルター（目封止ハニカム構造体）の一方の端面よりパティキュレート等の微粒子を含む排ガスを通気させると、この排ガスは、当該一端面側の端部が封じられていない一のセルより構造体内部に流入し、多孔質の隔壁を通過して、構造体の他端面側の端部が封じられていない他のセルに入る。そして、この隔壁を通過する際に排ガス中の微粒子が隔壁に捕捉され、微粒子を除去された浄化後のガスがハニカム構造体の他端面より排出される。

通常、このような構造の目封止ハニカム構造体を製造するには、図２に示すように、ハニカム基材１０の端面にマスクとなるマスク用フィルム１１を貼り付け、このマスク用フィルム１１の所定のセル１２の開口端部に対応する位置にスラリー浸入孔１１ａを設け、目封止用スラリー２０が貯留された容器にハニカム基材１０の端部を浸漬することにより、マスク用フィルム１１のスラリー浸入孔１１ａを通じて所定のセル１２の開口端部に目封止用スラリー２０を浸入させるという方法が採用されている（例えば、特許文献１参照）。

上記目封止用スラリーとしては、チキソトロピー性を有するスラリーを使用し、この目封止用スラリーを加振しつつハニカム基材の所定のセル内に浸入させる方法が開示されている（例えば、特許文献２，３参照）。

特開２００１−３００９２２号公報 特開平６−１９０２１８号公報 特開平６−１９０２２４号公報

しかしながら、特許文献１のような方法で所定のセルの開口端部（セルの端部）を目封止する場合、目封止用スラリー２０が、セル１２内の所望とする深さにまで浸入しない場合があった。また、目封止用スラリー２０の浸入深さが均一にならない場合もあり、均質な目封止ハニカム構造体を製造することが困難であるという問題があった。なお、目封止しようとする各セルの内部に浸入する目封止用スラリーの浸入深さが不均一であると、得られる目封止ハニカム構造体のセル毎の圧力損失にバラツキが生じ、濾過物の堆積量に偏りが生じる等の不具合が発生し易くなる。

また、特許文献２，３において開示された方法であっても、目封止用スラリーは、セル内の所望とする深さにまで必ずしも浸入せず、浸入深さが均一にならない場合があった。

このように浸入深さが均一にならない原因の一つは、ハニカム基材を目封止用スラリーに浸漬した際、ハニカム基材の端面と上記スラリー表面との間に空気が混入することが挙げられる。このように混入される空気は、粒状、層状など様々な状態で存在し、この空気の存在によって、ハニカム基材のセル内に上記スラリーが浸入することが阻害される。そして、上記空気によって上記スラリーの浸入が阻害されたセルには、十分に目封止部が形成されず、また、目抜け（目封止部の形成が不完全であるため貫通孔（セル）が開いていること）が発生する。このように目封止部の形成が不完全であったり、目封止部の深さにバラツキが生じると、得られる目封止ハニカム構造体がフィルターとして十分に機能せず、大きな問題であった。

本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、セルの所望とする深さにまで目封止用スラリーを均一に浸入させることができ、目抜け等の製品欠陥が極めて生じ難い目封止ハニカム構造体の製造方法を提供する。即ち、均一な長さの目封止部を備え、目抜け等の製品欠陥が生じていない目封止ハニカム構造体を製造することができる目封止ハニカム構造体の製造方法を提供する。

本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、目封止部の深さのバラツキに大きく影響を及ぼす、ハニカム基材の端面と目封止用スラリー表面との間に混入した空気（混入空気）を除去するため、また、セル内の空気による反力を低減するため、ハニカム基材の端部を、目封止用スラリーを振動させながらこの目封止用スラリーに浸漬した後、セル内部を負圧にし、セル内部を大気圧に戻し、目封止用スラリーを振動させ、セルの端部に目封止用スラリーを浸入させ、セルの開口端部に浸入した目封止用スラリーを乾燥させ、第一の目封止部を形成する目封止工程を備えることによって、上記課題を達成することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明によれば、以下に示す、目封止ハニカム構造体の製造方法が提供される。

［１］ 多孔質の隔壁によって複数のセルが区画形成された筒状のハニカム基材と、前記セルの開口端部に配設された目封止部と、を備えた目封止ハニカム構造体を製造する目封止ハニカム構造体の製造方法であって、前記ハニカム基材の一方の端部（第一の端部）を、目封止用スラリーを振動させながら前記目封止用スラリーに浸漬し、前記セル内部を負圧にした後、前記セル内部を大気圧に戻し、前記目封止用スラリーを振動させ、前記セルの第一の開口端部に前記目封止用スラリーを浸入させ、前記セルの前記第一の開口端部に浸入した前記目封止用スラリーを乾燥させ、前記第一の端部に第一の目封止部を形成する目封止工程を備える目封止ハニカム構造体の製造方法。

［２］ 前記ハニカム基材の一方の端部を、製造する前記目封止ハニカム構造体の前記第一の目封止部の深さに相当する深さまで前記目封止用スラリーに浸漬する前記［１］に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。

［３］ 更に、前記目封止工程の前に、前記ハニカム基材の第一及び第二の端面にマスク用フィルムを貼り付けるとともに、前記マスク用フィルムの、所定のセルの一方の開口端部（第一の開口端部）及び残余のセルの他方の開口端部のそれぞれに対応する部分にスラリー浸入孔を穿孔するマスキング工程を有し、前記目封止工程が、前記第一の端部に前記第一の目封止部を形成した後、前記ハニカム基材の前記第二の端面側の第二の端部を、前記目封止用スラリーを振動させながら前記目封止用スラリーに浸漬し、前記セル内部を負圧にした後、前記セル内部を大気圧に戻し、前記目封止用スラリーを振動させ、前記セルの第二の開口端部に前記目封止用スラリーを浸入させ、前記セルの前記第二の開口端部に浸入した前記目封止用スラリーを乾燥させ、前記第二の端部に第二の目封止部を形成する工程である前記［１］または［２］に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。

［４］ 前記ハニカム基材の前記第二の端面側の第二の端部を、前記目封止ハニカム構造体の前記第二の目封止部の深さに相当する深さまで前記目封止用スラリーに浸漬する前記［３］に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。

［５］ 前記セル内部を負圧にした後に、前記セル内部を大気圧に戻し、前記目封止用スラリーを、鉛直方向上下に、振動数１〜１，０００，０００Ｈｚ、振幅０．００１〜５０ｍｍの条件で振動させる前記［１］〜［４］のいずれかに記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。

［６］ 前記負圧にする条件を、０．１〜１００ｋＰａで０．１〜６０秒間とする前記［１］〜［５］のいずれかに記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。

［７］ 前記目封止用スラリーの粘度が、１〜１，０００ｄＰａ・ｓである前記［１］〜［６］のいずれかに記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。

本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法によれば、セル内部を負圧にすることにより、ハニカム基材の一方の端部を目封止用スラリーに浸漬した際に、ハニカム基材の端面と目封止用スラリー表面との間に混入した空気（混入空気）を除去することができるため、目封止用スラリーをセル内部に均一に浸入させることができ、目抜け等の製品欠陥が極めて生じ難い目封止ハニカム構造体を製造することができる。

本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法の一の実施形態を示す模式図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法の一の実施形態を示す模式図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法の一の実施形態を示す模式図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法の一の実施形態を示す模式図である。 従来の、セルの開口端部に目封止用スラリーを浸入させる状態を示す模式図である。 大気開放からハニカム基材を目封止用スラリーから取り出すまでの時間と第一の目封止部の深さとの関係を示すグラフである。 大気開放からハニカム基材を目封止用スラリーから取り出すまでの時間と第二の目封止部の深さとの関係を示すグラフである。

符号の説明

１０：ハニカム基材、１１：マスク用フィルム、１１ａ：スラリー浸入孔、１２ａ，１２ｂ：セル、１３：第一の端面（一方の端面）、１４：第二の端面（他方の端面）、１６，１７：空気の流れ、１９：第一の目封止部、２０：目封止用スラリー、３０：超音波発生装置、４０：負圧器、４１：ロート、４２：真空ポンプ。

以下、本発明の実施の最良の形態について説明するが、本発明は以下の実施の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、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。

本実施形態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複数のセルが区画形成された筒状のハニカム基材と、セルの開口端部に配設された目封止部と、を備えた目封止ハニカム構造体を製造する目封止ハニカム構造体の製造方法であって、ハニカム基材の一方の端部（第一の端部）を、目封止用スラリーを振動させながら目封止用スラリーに浸漬し、セル内部を負圧にした後、セル内部を大気圧に戻し、目封止用スラリーを振動させ、セルの第一の開口端部に目封止用スラリーを浸入させ、セルの第一の開口端部に浸入した目封止用スラリーを乾燥させ、第一の端部に第一の目封止部を形成する目封止工程を備えるものである。

本実施形態の目封止ハニカム構造体の製造方法は、セル内部を負圧にすることにより、ハニカム基材の一方の端部を目封止用スラリーに浸漬した際に、ハニカム基材の端面と目封止用スラリー表面との間に混入した空気（混入空気）を除去することができるため、目封止用スラリーをセル内部に均一に浸入させることができ、目抜け等の製品欠陥が極めて生じ難い目封止ハニカム構造体を製造することができる。

［１］ハニカム基材の形成：
本実施形態の目封止ハニカム構造体の製造方法に用いるハニカム基材は、多孔質の隔壁によって複数のセルが区画形成された筒状のものである限り、特に制限されるものではないが、例えば、以下のような方法により製造されたものを用いることができる。

ハニカム基材の製造方法としては、まず、ハニカム基材を成形するための坏土を形成する。この坏土は、コージェライト、炭化珪素、サイアロン、ムライト、窒化珪素、リン酸ジルコニウム、ジルコニア、チタニア、アルミナ、及びシリカからなる群より選択される少なくとも一種の成形原料を混合、混練して得られるものである。

例えば、成形原料としてコージェライト原料を用いる場合、コージェライト原料に水等の分散媒、及び造孔材を加えて、更に、有機バインダ及び分散剤を加えて混練し、粘土状の坏土を形成する。ここで、コージェライト原料とは、焼成によりコージェライトとなる原料を意味し、シリカが４２〜５６質量％、アルミナが３０〜４５質量％、マグネシアが１２〜１６質量％の範囲に入る化学組成となるように配合されたセラミックス原料である。具体的には、タルク、カオリン、仮焼カオリン、アルミナ、水酸化アルミニウム、及びシリカの中から選ばれた複数の無機原料を上記化学組成となるような割合で含むものが挙げられる。

造孔材としては、焼成工程により飛散消失する性質のものであればよく、コークス等の無機物質や発泡樹脂等の高分子化合物、澱粉等の有機物質等を単独で用いるか、または組み合わせて用いることができる。

有機バインダとしては、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を使用することができる。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。

分散剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等を使用することができる。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。

成形原料を混練して坏土を調製する方法としては、特に制限はなく、例えば、ニーダー、真空土練機等を用いる方法を挙げることができる。

次に、得られた坏土を、ハニカム形状に成形してハニカム成形体を作製する。ハニカム成形体を作製する方法としては、特に制限はなく、押出成形、射出成形、プレス成形等の従来公知の成形法を用いることができる。これらの中でも、上述のように調製した坏土を、所望のセル形状、隔壁厚さ、セル密度を有する口金を用いて押出成形する方法等を好適例として挙げることができる。

なお、ハニカム成形体の全体形状は、特に制限されないが、例えば、円筒状、三角柱状、四角柱状、その他角柱状等を挙げることができる。また、ハニカム成形体のセル形状、即ち、ハニカム成形体の中心軸が伸びる方向（セルが伸びる方向）に対して垂直な断面におけるセル形状についても特に制限はなく、例えば、三角形、四角形、六角形等を挙げることができる。

次に、このように作製したハニカム成形体を乾燥させて、ハニカム基材を作製する。この乾燥の方法も特に制限はなく、例えば、熱風乾燥、マイクロ波乾燥、誘電乾燥、減圧乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等の従来公知の乾燥法を用いることができる。これらの中でも、成形体全体を迅速かつ均一に乾燥することができる点で、熱風乾燥と、マイクロ波乾燥または誘電乾燥と、を組み合わせた乾燥方法が好ましい。

［２］マスキング工程：
本実施形態の目封止ハニカム構造体の製造方法は、後述する目封止工程の前に、ハニカム基材の両端面（即ち、第一及び第二の端面）にマスク用フィルムを貼り付けるとともに、マスク用フィルムの、所定のセルの一方の開口端部（第一の開口端部）及び残余のセルの他方の開口端部に対応する部分にスラリー浸入孔を穿孔するマスキング工程を有することが好ましい。このように筒状のハニカム基材の両端面（第一及び第二の端面）に予めマスク用フィルムを貼り付けることにより、生産性、作業性を向上させることができる。例えば、レーザー光の照射による穿孔作業を両端面同時に行うことができるため、時間を短縮することができ、生産性の向上を図ることができるという利点がある。以下に、マスキング工程について具体的に説明する。

マスキング工程では、まず、ハニカム基材の両端面（即ち、第一及び第二の端面）にマスク用フィルムを貼り付ける。

マスク用フィルムは、その種類に特に制限はないが、例えば、加熱によって溶融可能であるとともに、レーザー光の照射によって穿孔可能なフィルムが好ましい。また、ハニカム基材の端面上で固定することができるという観点から、粘着層を有するフィルムを用いることが好ましい。このようなマスク用フィルムの具体例としては、ポリエステル、ポリオレフィン、ハロゲン化ポリオレフィン等のポリマー材料からなる基材層と、この基材層に積層配置される、アクリル系粘着材等からなる粘着層と、を備えたフィルムを挙げることができる。また、マスク用フィルムの厚さは、適当な強度を有し、孔が開け易い等の観点から、１０〜１００μｍ程度であることが好ましい。

マスク用フィルムを貼り付ける方法は、特に制限はなく、上記粘着層を有するフィルムのように粘着層などによって、フィルム（基材層）をハニカム基材の両端面に貼り付けることができる。

次いで、貼り付けたマスク用フィルムの、所定のセルの一方の開口端部（第一の開口端部）に対応する部分にスラリー浸入孔を開ける（穿孔する）。このスラリー浸入孔は、目封止工程において、所定のセル内に目封止用スラリーを流入させるための流入口として機能する。なお、スラリー浸入孔の開口面積は、セルの開口の開口面積に対して３０〜１００％とすると、目封止用スラリーを良好に浸入させることが可能になるため好ましく、上記開口面積を４０〜１００％とすることが更に好ましく、５０〜１００％とすることが特に好ましい。

マスク用フィルムにスラリー浸入孔を開ける方法は、特に限定されないが、例えば、レーザー照射（レーザーマーカー）により穿孔を形成する方法、一本の針で一つずつ穿孔を形成する方法、セルのピッチに対応した所定の形状を有する剣山状の針を使用して多数のスラリー浸入孔をまとめて形成する方法などを挙げることができる。なお、セルのピッチや開口形状が一定ではないハニカム基材にも柔軟に対応することが可能であるという観点から、ハニカム基材の端面を画像処理し、スラリー浸入孔を開けるべきセルの位置を抽出し、レーザーマーカーによって上記抽出した位置に対応する部分にスラリー浸入孔を穿孔する方法が好ましい。

なお、ハニカム基材の両端面（第一及び第二の端面）にマスク用フィルムを貼り付ける場合、スラリー浸入孔は、所定のセルの一方の開口端部及び残余のセルの他方の開口端部に対応する部分に形成することが好ましく、所定のセルの一方の開口端部及び残余のセルの他方の開口端部に対応する部分に形成されるスラリー浸入孔は、相補的な市松模様になるように形成することが特に好ましい。

［３］目封止工程（目封止部の形成）：
本実施形態の目封止ハニカム構造体の製造方法は、上述のようにして作製したハニカム基材の一方の端部（第一の端部）を、目封止用スラリーを振動させながらこの目封止用スラリーに浸漬し、セル内部を負圧にし、セル内部を大気圧に戻し、目封止用スラリーを振動させ、セルの端部に目封止用スラリーを浸入させ、セルの第一の開口端部（第一の端部）に浸入した目封止用スラリーを乾燥させ、第一の端部に第一の目封止部を形成する目封止工程を備えるものである。

目封止工程は、まず、作製したハニカム基材の一方の端部（第一の端部）を、目封止用スラリーを振動させながらこの目封止用スラリーに浸漬する。

本実施形態の目封止ハニカム構造体の製造方法に用いる目封止用スラリーは、その種類などは特に制限はないが、例えば、セラミック粉末とスラリー用分散媒とを混合することにより調製したものとすることができる。

上記セラミック粉末とは、例えば、炭化珪素粉末やコージェライト粉末等のセラミックを含有する粉末であり、このような粉末である限りその種類は特に限定されないが、例えば、炭化珪素粉末やコージェライト粉末等を好適に用いることができる。また、上記スラリー用分散媒としては、例えば、アセトン、メタノール、エタノール等の有機溶媒や水等を好適例として挙げることができる。更に、上記目封止用スラリーには、必要に応じて、結合剤、解膠剤等の添加剤を加えてもよい。結合剤としては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等の樹脂を用いることができ、加熱によってゲル化する特性を有する熱ゲル硬化性の結合剤を用いることが好適である。この熱ゲル硬化性の結合剤としては、例えば、メチルセルロースを好適に用いることができる。

上記目封止用スラリーの粘度は、１〜１，０００ｄＰａ・ｓであることが好ましく、５〜５００ｄＰａ・ｓであることが更に好ましく、１０〜１００ｄＰａ・ｓであることが特に好ましい。目封止用スラリーの粘度が、１ｄＰａ・ｓ未満であると、スラリー浸入孔に供給（浸入）できたとしても、流動性が高過ぎて端部付近に保持されないおそれがある。一方、１，０００ｄＰａ・ｓ超であると、流動性に乏しいためスラリー浸入孔内の所定の深さまで十分に供給（浸入）できないおそれがある。ここで、本明細書において「目封止用スラリーの粘度」とは、振動式粘度計により測定した値である。振動式粘度計は、例えば、ＣＢＣマテリアルズ社製の「ＦＶＭ−８０Ａ」を用いることができる。

本工程は、ハニカム基材の一方の端部を、目封止用スラリーを振動させながら、この目封止用スラリーに浸漬する。即ち、ハニカム基材の一方の端部を目封止用スラリーに浸漬する際には、目封止用スラリーを振動させることが必要である。目封止用スラリーを振動させる方法は、特に制限はないが、例えば、超音波発生装置、振動篩等を使用することができる。また、このときの振動条件は特に制限はなく、鉛直方向上下に、振動数１〜１，０００，０００Ｈｚ、振幅０．００１〜５０ｍｍの条件とすることができる。

なお、本工程は、目封止用スラリーを振動させながら、この目封止用スラリーにハニカム基材の一方の端部を浸漬した後、目封止用スラリーを振動させ続けてもよいし、振動を停止させてもよい。

また、目封止用スラリーは、スラリー浸入孔への浸入性が良好であることと、セル内端部付近でのスラリー保持が良好であるという観点から、チキソトロピー性を有するものを用いることが好ましい。このチキソトロピー性を有する目封止用スラリーを用いる場合、超音波発生装置、振動篩等を使用して上記目封止用スラリーを加振することによって、ハニカム基材を浸漬する前に、予め目封止用スラリーをゾル化させておくことが好ましい。このときの振動条件（目封止用スラリーをゾル化させための加振条件）は特に制限はなく、鉛直方向上下に、振動数１〜１，０００，０００Ｈｚ、振幅０．００１〜５０ｍｍの条件とすることができる。

ハニカム基材の一方の端部を目封止用スラリーに浸漬する際に、ハニカム基材を浸漬する深さは特に制限はないが、目封止部の深さを制御することができるという観点から、製造する目封止ハニカム構造体の目封止部の所望の深さまでハニカム基材を目封止用スラリーに浸漬させることが好ましい。目封止部の深さは、製造する目封止ハニカム構造体にもよるが、例えば、直径１００〜５００ｍｍ、長さ１００〜５００ｍｍの目封止ハニカム構造体を製造する場合、通常、１〜５０ｍｍであり、２〜１０ｍｍであることが好ましい。

次に、本目封止工程は、セル内部を負圧にする。即ち、本実施形態の目封止ハニカム構造体の製造方法は、ハニカム基材の一方の端部を、目封止用スラリーを振動させながらこの目封止用スラリーに目封止用スラリーに浸漬した後、セル内部を負圧にする。このようにセル内部を負圧にすると、ハニカム基材の一方の端部を目封止用スラリーに浸漬した際に、ハニカム基材の端面と目封止用スラリー表面との間に混入した空気（混入空気）を除去することができる。混入空気を除去すると、目封止用スラリーがセル内に良好に浸入するとともに、各セル内に浸入した目封止用スラリーの、セルの開口端からの距離が均一になるため、目封止部の深さのバラツキが生じ難くなるという利点がある。

また、本実施形態の目封止ハニカム構造体の製造方法は、セル内部を負圧にする際、フィルムとハニカム基材の上記反対面との間に間隙を形成させ、セル内を完全に密封してしまうことを防止することが好ましい。従来、ハニカム基材の両端面（第一及び第二の端面）にマスク用フィルムを貼り付けると、このフィルムが蓋の役目を果たすため、目封止用スラリーがセルに浸入する際に、セル内の空気が、セルに浸入しようとする目封止用スラリーに反力を及ぼしていた。そのため、各セルに浸入した目封止用スラリーの量が不均一になることによって、目封止部の深さにバラツキが生じたり、目抜けが発生したりする場合があった。しかし、本実施形態のように、セル内部を負圧にすることによって、上記セル内の空気による反力を低減させることができるため、目封止部の深さにバラツキが生じたり、目抜けが発生したりすることを防止することができる。

セル内部を負圧にするための方法は、特に制限はないが、例えば、図１Ａに示すように、ハニカム基材１０の他方の端面を覆う開口を有し、上記端面と密閉空間を形成可能なロート４１と、このロート４１に接続された真空ポンプ４２とを備える負圧器４０を用いて、セル１２ａ内部の空気を吸引する方法などが挙げられる。

セル内部を負圧にした際のセル内部の圧力（内圧）は、特に制限はないが、０．１〜１００ｋＰａで０．１〜６０秒間とした状態であることが好ましく、１〜５０ｋＰａで０．３〜３０秒間とした状態であることが更に好ましく、１０〜２０ｋＰａで１〜１０秒間とした状態であることが特に好ましい。上記圧力が０．１ｋＰａ未満であると、外部の大気圧によりセルを形成する隔壁が破壊されるおそれがある。一方、１００ｋＰａ超であると、ハニカム基材の端面と目封止用スラリー表面との間に混入した空気（混入空気）を除去するのに時間が掛かり過ぎるおそれがある。また、上記時間が０．１秒未満であると、ハニカム基材の端面と目封止用スラリー表面との間に混入した空気（混入空気）を除去しきれないおそれがある。一方、６０秒超であると、生産性が著しく低下するおそれがある。

「セル内部を負圧にする」とは、セル内部の圧力を大気圧よりも低い圧力にすることをいう。例えば、図１Ａは、セル１２ａ内の空気を、ハニカム基材１０の第二の端面１４とマスク用フィルム１１の間に存在する空隙を通じてセル１２ａ外に排出する状態を示す例である。なお、図１Ａに示すように、セル１２ａ内の空気を、空気の流れ１６で示すようにハニカム基材１０の第二の端面１４とマスク用フィルム１１の間に存在する空隙を通じてセル１２ａ外に排出する。このようにセル内部を負圧にすると、ハニカム基材１０の第一の端部１３を目封止用スラリー２０に浸漬した際に、ハニカム基材１０の第一の端面１３と目封止用スラリー２０表面との間に混入した空気（混入空気）を除去することができる。そのため、目封止用スラリー２０がセル１２ａ内に良好に浸入し、各セル１２ａ内に浸入する目封止用スラリー２０が均一になり、目封止部の深さのバラツキが生じ難くなるという利点がある。

次に、本工程は、上述のようにセル内部を負圧にした後、セル内部を大気圧に戻す。セル内部を大気圧に戻す方法は特に制限はない。例えば、図１Ｂは、負圧器４０のロート４１をハニカム基材１０から取り外すことによって、セル１２ａ内部と外気とに生じた差圧をなくし、セル１２ａ内部を大気圧にした例である。このようにセル内部を大気圧に戻すと、目封止用スラリーは、ハニカム基材の端部を目封止用スラリーに浸漬した深さ分だけ、セル内に浸入する。このようにセル内部を大気圧に戻すことによって、目封止部の深さが所望の深さとなるように制御することができる。仮に、セル内部を負圧の状態に保持したままとする場合には、目封止部が所望の深さに達する時間を短縮することができるが、目封止部の深さを制御することができなくなる。

次に、本工程は、セル内部を大気圧に戻した後、目封止用スラリーを振動させ、セルの端部に目封止用スラリーを浸入させる。目封止用スラリーを振動させることにより、スラリー浸入孔が形成された位置に対応する（即ち、開口端を有する）全てのセルに目封止用スラリーを浸入させることができる。また、目封止用スラリーをセルに均一に浸入させることができる。図１Ｂは、超音波発生装置３０によって振動された目封止用スラリー２０が、ハニカム基材１０を目封止用スラリー２０に浸漬した深さまで浸入した状態を示す例である。ここで、目封止用スラリー２０がセル１２ａ内に浸入することに伴い、セル１２ａ外に押し出される空気は、ハニカム基材１０の第二の端面１４とマスク用フィルム１１との間に存在する空隙を通じて容易に排出される。なお、図１Ｂに示すように、セル１２ａ内の空気を、空気の流れ１６で示すようにハニカム基材１０の第二の端面１４とマスク用フィルム１１の間に存在する空隙を通じてセル１２ａ外に排出する。

セルの端部に目封止用スラリーを浸入させた後の、目封止用スラリーを振動させる方法は、ハニカム基材の一方の端部を目封止用スラリーに浸漬する際に、目封止用スラリーを振動させる方法と同様の方法によって行うことができる。

目封止用スラリーを振動させる条件は、特に制限はないが、目封止用スラリーを、鉛直方向上下に、振動数１〜１，０００，０００Ｈｚ、振幅０．００１〜５０ｍｍの条件で振動させることが好ましく、鉛直方向上下に、振動数５〜５００，０００Ｈｚ、振幅０．００５〜２５ｍｍの条件であることが更に好ましく、鉛直方向上下に、振動数１０〜１００，０００Ｈｚ、振幅０．０１〜１０ｍｍの条件であることが特に好ましい。上記振動数が１Ｈｚ未満であると、目封止用スラリーが充分にゾル化しないため、目封止用スラリーがセルに十分に浸入しないおそれがある。一方、１，０００，０００Ｈｚ超であると、粒子同士の摩擦によって発熱し、目封止用スラリーが変質（例えば、分離・乾燥）するおそれがある。また、振幅が０．００１ｍｍ未満であると、目封止用スラリーが充分にゾル化しないため、目封止用スラリーがセルに十分に浸入しないおそれがある。一方、振幅が５０ｍｍ超であると、目封止用スラリーが振動発生装置、振動篩等の容器から飛散するおそれがある。

次に、本工程は、セル内に浸入した目封止用スラリーを乾燥させて、セルの端部に第一の目封止部を形成する。この目封止用スラリーの乾燥方法は、上述したハニカム成形体の乾燥方法と同様の方法を好適に用いることができる。上記目封止用スラリーの乾燥時間は、特に制限はないが、０．１〜６０分であることが好ましく、０．２〜３０分であることが更に好ましく、０．５〜１０分であることが特に好ましい。上記乾燥時間が０．１分未満であると、乾燥が不充分となるためマスク用フィルムを剥がす際に目封止部となる部分の一部が上記フィルムとともに剥れてしまい、凹部が形成されるおそれがある。一方、６０分超であると、生産性が著しく低下するおそれがある。

また、上記目封止用スラリーの乾燥温度は、特に制限はないが、１０〜３００℃であることが好ましく、２０〜２００℃であることが更に好ましく、５０〜１５０℃であることが特に好ましい。上記乾燥温度が１０℃未満であると、充分に乾燥させるためには時間が掛かり過ぎるおそれがある。一方、３００℃超であると、ハニカム基材が熱によって変質するおそれがある。

本実施形態の目封止ハニカム構造体の製造方法は、以上のようにして、ハニカム基材の一方の端部（第一の端部）に目封止部を形成した後、更に他方の端部（第二の端部）に目封止部を形成することができる。具体的には、ハニカム基材の第一の端面側の第一の端部を目封止用スラリーに浸漬し、セル内部を負圧にし、セル内部を大気圧に戻し、目封止用スラリーを振動させ、セルの端部に浸入した目封止用スラリーを乾燥させ、第一の目封止部を形成した後、ハニカム基材の第二の端面側の第二の端部を目封止用スラリーに浸漬し、セル内部を負圧にし、セル内部を大気圧に戻し、目封止用スラリーを振動させ、セルの端部に浸入した目封止用スラリーを乾燥させて、第二の目封止部を形成することができる。

具体的には、以下のように第二の目封止部を形成することができる。即ち、図１Ａ及び図１Ｂに示す方法に従って第一の目封止部１９を形成した後、図１Ｃに示すように、第一の端面１３に貼り付けたマスク用フィルム１１を剥がしたハニカム基材１０を用い、このハニカム基材１０の第二の端面１４側の第二の端部を目封止用スラリー２０に浸漬し、上述した負圧器４０によってセル１２ｂ内部を負圧にする。このようにすると、ハニカム基材１０の第二の端面（他方の端部）１４を目封止用スラリー２０に浸漬した際に、ハニカム基材１０の第二の端面１４と目封止用スラリー２０表面との間に混入した空気（混入空気）を除去することができる。混入空気を除去すると、目封止用スラリー２０がセル１２ｂ内に良好に浸入するとともに、各セル１２ｂ内に浸入した目封止用スラリー２０の、セルの開口端からの距離が均一になるという利点がある。なお、図１Ｃに示すように、セル１２ｂ内の空気は、空気の流れ１７で示すようにセル１２ｂから排出される。

なお、第一の目封止部１９を形成した後、第一の端面１３に貼り付けたマスク用フィルム１１は、剥がさなくてもよいが、第一の目封止部１９を形成する際に、第一の端面１３とフィルム１１との間にスラリー２０が浸入し、浸入したスラリー２０によって、第一の端面１３とフィルム１１とが密着される場合がある。このような場合、セル内の空気の逃げ道がなくなり、目封止部の深さにバラツキが生じたり、目抜けが発生したりするおそれが高い。このようなことを考慮すると、第一の目封止部１９を形成した後、マスク用フィルム１１を剥がすことが好ましい。

なお、ハニカム基材の一方の端部（第一の端部）に目封止部を形成した後、セル１２ｂ内部を負圧にする条件は、既に上述した第一の端部に目封止部を形成する場合と同様の条件により行うことができる。

その後、図１Ｄに示すように、負圧器４０をハニカム基材１０から取り外し、セル１２ｂ内部を大気圧に戻し、超音波発生装置３０によって目封止用スラリー２０を振動させ、目封止用スラリー２０をセル１２ｂ内部に浸入させる。浸入した目封止用スラリー２０を乾燥させ、第二の目封止部を形成する。

なお、目封止用スラリーを振動させる条件及び浸入した目封止用スラリーを乾燥させる条件は、特に制限はなく、既に上述した条件により行うことができる。

なお、本実施形態の目封止ハニカム構造体の製造方法によって製造される目封止ハニカム構造体において、目封止部は、所定のセルの一方の開口端部及び残余のセルの他方の開口端部に形成されるものであることが好ましい。所定のセルの一方の開口端部及び残余のセルの他方の開口端部に形成される目封止部は、相補的な市松模様を形成するように配設されることが特に好ましい。

［４］焼成：
次に、乾燥された目封止が形成されたハニカム基材を焼成（本焼成）することによって目封止ハニカム構造体を得ることができる。なお、本焼成する前に仮焼して仮焼体を作製することが好ましい。「仮焼」とは、ハニカム基材中の有機物（有機バインダ、分散剤、造孔材等）を燃焼させて除去する操作を意味する。一般に、有機バインダの燃焼温度は１００〜３００℃程度、造孔材の燃焼温度は２００〜８００℃程度であるので、仮焼温度は２００〜１０００℃程度とすればよい。仮焼時間としては特に制限はないが、通常は、１０〜１００時間程度である。

本焼成の焼成条件（温度・時間）は、成形原料の種類により異なるため、その種類に応じて適当な条件を選択すればよいが、コージェライト原料を焼成する場合には、１４１０〜１４４０℃で焼成することが好ましい。また、３〜１０時間程度焼成することが好ましい。この本焼成によって、仮焼体中の成形原料を焼結させて緻密化し、所定の強度を確保することができる。

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
まず、タルク４４体積部、カオリン２２体積部、アルミナ１９体積部、及びシリカ１５体積部を混合してコーディエライト化原料を調製した。このコーディエライト化原料１００質量部に対して、水３０質量部、及び有機バインダ（メチルセルロース）６質量部、及び造孔材としてグラファイトを２５質量部添加、混合、混練して坏土を調製した。

調製した坏土を押出成形し、セル断面形状が正方形（１辺の長さが１ｍｍ）で、隔壁の厚みが約０．３ｍｍであり、直径５．６６インチ、長さ６インチの円筒形のハニカム成形体を作製した。その後、このハニカム成形体をマイクロ波乾燥機で乾燥し、熱風乾燥機で完全に乾燥させてハニカム基材を得た。得られたハニカム基材の両端面を所定の寸法に切断した。

次に、得られたハニカム基材に目封止を施した。ハニカム基材を目封止する前に予め、目封止用スラリーを調製した。この目封止用スラリーは、コージェライト粉末１００質量部に対して、メチルセルロース１．５質量部、グリセリン８質量部、水４０質量部を加えて混練して得た。得られた目封止用スラリーの粘度は、５０ｄＰａ・ｓであった。

上記ハニカム基材の両方の端面にマスク用フィルムを貼り付け、得られる目封止ハニカム構造体の目封止が、ハニカム基材の一方の端面と他方の端面とで相補的な市松模様を形成するように、マスク用フィルムに市松模様状に穿孔を形成した。なお、上記フィルムはポリエステル基材上にアクリル系粘着剤によって形成した粘着剤層（接着力５．３Ｎ／ｃｍ）を備えたテープを使用した。

ハニカム基材の一方の端部（第一の端面）を目封止用スラリーに浸漬深さ５ｍｍで浸漬すると同時に、図１Ａに示すように、他方の端面（第二の端面１４）に、ロート４１と真空ポンプ４２とを備える負圧器４０のロート４１を密着させ、真空ポンプ４２によってハニカム基材１０のセル１２ａ内部の空気を真空度２０ｋＰａで吸引し、セル１２ａ内部を負圧にした。吸引後、２秒後にロート４１をハニカム基材１０から外して（即ち、負圧にする条件を、２０ｋＰａで２秒間とした）大気開放とした（セル内部を大気圧に戻した）（図１Ｂ）。その後、超音波発生装置３０によって目封止用スラリー２０を振動させ、上記大気開放から２０秒後にハニカム基材１０を目封止用スラリー２０から取り出し、熱風乾燥機で温度１２０℃、時間３分の条件にて乾燥処理を行った。

乾燥後、目封止を施した側の端面（第一の端面１３）に貼り付けたマスク用フィルム１１を剥がした。その後、ハニカム基材１０の他方の端部（第二の端面１４側の端部）を目封止用スラリー２０に浸漬深さ５ｍｍで浸漬すると同時に、図１Ｃに示すように、第一の端面１３にロート４１と真空ポンプ４２とを備える負圧器４０のロート４１を密着させ、真空ポンプ４２によってハニカム基材１０のセル１２ｂ内部の空気を真空度２０ｋＰａで吸引し、セル１２ｂ内部を負圧にした。吸引開始後、２秒後にロート４１をハニカム基材１０から外して大気開放とした（セル内部を大気圧に戻した）（図１Ｄ）。その後、超音波発生装置３０によって目封止用スラリー２０を振動させ、上記大気開放から２０秒後にハニカム基材１０を目封止用スラリー２０から取り出し、熱風乾燥機で温度１２０℃、時間３分の条件にて乾燥処理を行った。その後、焼成することによって目封止ハニカム構造体を得た。焼成条件は、１４１０〜１４４０℃、５時間とした。

得られた目封止ハニカム構造体は、第一の目封止部の深さが４．８５ｍｍであり、その標準偏差σが０．１０であり、第二の目封止部の深さが４．９７ｍｍであり、その標本標準偏差σが０．１３であった。なお、第一の目封止部の深さの標本標準偏差σは、得られた目封止ハニカム構造体の第一の端面側に形成された約３，８００個の目封止部から偏りなく１７ヶ所の目封止部を選択し、これらの目封止部について、その深さを測定して算出した。また、第二の目封止部の深さの標本標準偏差σも同様にして算出した。

なお、大気開放から、１，５，１０，及び１５秒後にハニカム基材を目封止用スラリーから取り出して目封止部を形成した場合の、それぞれの目封止部の深さを測定し、その標準偏差を算出した。測定結果を表１に示す。

（実施例２）
目封止用スラリーの調製に際し、水を３５質量部にした以外は、実施例１と同様にして、目封止ハニカム構造体を製造した。なお、調製した目封止用スラリーの粘度は１００ｄＰａ・ｓであった。製造した目封止ハニカム構造体の、第一及び第二の目封止部の深さを測定し、その標準偏差を算出した。これらの結果を表２に示す。なお、大気開放から、１，５，１０，及び１５秒後にハニカム基材を目封止用スラリーから取り出して目封止部を形成した場合の、それぞれの目封止部の深さを測定し、その標準偏差を算出した。測定結果を表２に示す。

（比較例１）
目封止を形成する際（目封止工程）において、セル内部を負圧としなかったこと以外は、実施例１と同様にして、目封止ハニカム構造体を製造した。製造した目封止ハニカム構造体の第一及び第二の目封止部の深さを測定し、その標準偏差を算出した。これらの結果を表１に示す。

（比較例２）
目封止を形成する際（目封止工程）において、セル内部を負圧としなかったこと以外は、実施例２と同様にして、目封止ハニカム構造体を製造した。製造した目封止ハニカム構造体の第一及び第二の目封止部の深さを測定し、その標準偏差を算出した。これらの結果を表２に示す。

図３は、大気開放からハニカム基材を目封止用スラリーから取り出すまでの時間（１，５，１０，１５，及び２０秒）と、実施例１，２及び比較例１，２の目封止ハニカム構造体における第一の目封止部の深さと、の関係を示すグラフである。但し、比較例１，２の目封止ハニカム構造体については、大気開放からハニカム基材を目封止用スラリーから取り出すまでの時間を２０秒とした場合を示す。

図４は、大気開放からハニカム基材を目封止用スラリーから取り出すまでの時間（１，５，１０，１５，及び２０秒）と、実施例１，２及び比較例１，２の目封止ハニカム構造体における第二の目封止部の深さと、の関係を示すグラフである。但し、比較例１，２の目封止ハニカム構造体については、大気開放からハニカム基材を目封止用スラリーから取り出すまでの時間を２０秒とした場合を示す。

以上のように、実施例１，２の目封止ハニカム構造体は、比較例１，２の目封止ハニカム構造体に比べて、大気開放からハニカム基材を目封止用スラリーから取り出すまでの時間を２０秒とした場合に形成される目封止部の深さの標準偏差が小さく、セルの所望とする深さにまで目封止用スラリーを均一に浸入させることができ、目抜け等の製品欠陥が極めて生じ難いものであることが確認できた。また、実施例１，２の目封止ハニカム構造体は、比較例１，２の目封止ハニカム構造体に比べて、目封止用スラリーをセルの所望とする深さにまで容易に到達させることができるため、製造時間を短縮することができる。

本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法によれば、セルの所望とする深さにまで目封止用スラリーを均一に浸入させることができ、目抜け等の製品欠陥が極めて生じ難い目封止ハニカム構造体を好適に製造することができる。

Claims (7)

1. 多孔質の隔壁によって複数のセルが区画形成された筒状のハニカム基材と、前記セルの開口端部に配設された目封止部と、を備えた目封止ハニカム構造体を製造する目封止ハニカム構造体の製造方法であって、
   前記ハニカム基材の一方の端部（第一の端部）を、目封止用スラリーを振動させながら前記目封止用スラリーに浸漬し、前記セル内部を負圧にした後、前記セル内部を大気圧に戻し、前記目封止用スラリーを振動させ、前記セルの第一の開口端部に前記目封止用スラリーを浸入させ、前記セルの前記第一の開口端部に浸入した前記目封止用スラリーを乾燥させ、前記第一の端部に第一の目封止部を形成する目封止工程を備える目封止ハニカム構造体の製造方法。
2. 前記ハニカム基材の一方の端部を、製造する前記目封止ハニカム構造体の前記第一の目封止部の深さに相当する深さまで前記目封止用スラリーに浸漬する請求項１に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
3. 更に、前記目封止工程の前に、前記ハニカム基材の第一及び第二の端面にマスク用フィルムを貼り付けるとともに、前記マスク用フィルムの、所定のセルの一方の開口端部（第一の開口端部）及び残余のセルの他方の開口端部のそれぞれに対応する部分にスラリー浸入孔を穿孔するマスキング工程を有し、
   前記目封止工程が、前記第一の端部に前記第一の目封止部を形成した後、前記ハニカム基材の前記第二の端面側の第二の端部を、前記目封止用スラリーを振動させながら前記目封止用スラリーに浸漬し、前記セル内部を負圧にした後、前記セル内部を大気圧に戻し、前記目封止用スラリーを振動させ、前記セルの第二の開口端部に前記目封止用スラリーを浸入させ、前記セルの前記第二の開口端部に浸入した前記目封止用スラリーを乾燥させ、前記第二の端部に第二の目封止部を形成する工程である請求項１または２に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
4. 前記ハニカム基材の前記第二の端面側の第二の端部を、前記目封止ハニカム構造体の前記第二の目封止部の深さに相当する深さまで前記目封止用スラリーに浸漬する請求項３に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
5. 前記セル内部を負圧にした後に、前記セル内部を大気圧に戻し、前記目封止用スラリーを、鉛直方向上下に、振動数１〜１，０００，０００Ｈｚ、振幅０．００１〜５０ｍｍの条件で振動させる請求項１〜４のいずれか一項に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
6. 前記負圧にする条件を、０．１〜１００ｋＰａで０．１〜６０秒間とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
7. 前記目封止用スラリーの粘度が、１〜１，０００ｄＰａ・ｓである請求項１〜６のいずれか一項に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。

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