MX2012012892A - Mascara para selllar una estructura con forma de panal, y metodo de sellado para la estructura con forma de panal utilizando la misma. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una máscara que puede ser utilizada para sellar las celdas en una estructura con forma de panal. En la región de la máscara que hace contacto a tope con la superficie de extremo de la estructura con forma de panal cuando está siendo utilizada, la máscara tiene una pluralidad de primeros orificios pasantes los cuales pasan a través de la máscara en la dirección del espesor de la misma. El área de las aberturas en los primeros orificios pasantes es de al menos 0.3 mm2, y es menor que el 90 % del área de las aberturas en las celdas que van a ser selladas por los primeros orificios pasantes.

Description

MASCARA PARA SELLAR UNA ESTRUCTURA CON FORMA DE PANAL, Y METODO DE SELLADO PARA LA ESTRUCTURA CON FORMA DE PANAL UTILIZANDO LA MISMA Campo de la Invención La presente invención se refiere a una máscara que va a ser utilizada para la obstrucción de una estructura con forma de panal, y a un método de obstrucción para una estructura con forma de panal utilizando la misma.

Antecedentes de la Invención Las estructuras de filtro con forma de panal para Filtros para Materiales Particulados del Diesel (DFP, por sus siglas en inglés) son ampliamente conocidas en el arte previo. Tales estructuras de filtro con forma de panal tienen una estructura en donde algunas de las celdas de una estructura de celdas que comprende una pluralidad de orificios pasantes, tiene uno de sus extremos obstruido con un material de obstrucción, y los otros extremos de las celdas restantes están obstruidos de manera semejante con un material de obstrucción.

Una máscara es utilizada para la obstrucción de las celdas descritas entre la pluralidad de celdas de la estructura con forma de panal. Dos diferentes tipos de mascaras son utilizadas para este propósito. Uno es de un tipo con orificios pasantes pre- formados en las REF.236747 localizaciones correspondientes a las celdas que van a ser obstruidas. El otro tipo no tiene orificios pasantes pre-formados, los orificios pasantes son formados después de la fijación a las caras de los extremos de la estructura con forma de panal, utilizando un rayo láser o semejantes, en las localizaciones que corresponden a las celdas que van a ser obstruidas. Los siguientes documentos de patentes 1 y 2 describen métodos para obstruir las estructuras con forma de panal que utilizan máscaras.

Lista de las Citas Literatura de Patentes Documento de Patente 1 - Publicación de la solicitud de patente japonesa no examinada No. 2004-290766 Documento de Patente 2 - Publicación de la solicitud de patente japonesa no examinada No. 2008-132749 Breve Descripción de la Invención Problema Técnico Una máscara de un tipo que tiene orificios pasantes pre-formados debe ser colocada con la estructura con forma de panal. La colocación de los orificios pasantes de la máscara y las celdas que van a ser obstruidas puede ser aún más difícil, particularmente cuando la estructura con forma de panal es un cuerpo sinterizado producido a través de una etapa de secado o una etapa de quemado, o un cuerpo moldeado, crudo, pre-quemado, como en el caso de los DPFs, cuando la contracción y la deformación de la estructura con forma de panal ocurre durante el proceso de producción. Algunos DPFs tienen espaciados estrechos de las celdas (por ejemplo, aproximadamente 1.1 hasta 2.8 mm) , y aún cuando los orificios pasantes de la máscara pueden ser colocados apropiadamente para algunas secciones de las caras de los extremos de la estructura con forma de panal, pueden ocurrir desalineaciones en las otras secciones.

La presente invención ha sido efectuada teniendo en cuenta este problema, y su objeto es proporcionar una máscara que permita la colocación de las caras de los extremos de una estructura con forma de panal para que sea efectuada fácilmente y que sea útil para obstruir confiablemente las celdas prescritas, así como a un método de obstrucción que utiliza las mismas.

Solución al problema La máscara de la invención es utilizada para la obstrucción de las celdas de una estructura con forma de panal, y tiene una pluralidad de primeros orificios pasantes que se extienden a través de la dirección del espesor de la máscara, en la región que va a estar en contacto con las caras de los extremos de la estructura con forma de panal cuando es utilizada. Los primeros orificios pasantes tienen un área abierta de 0.03 mm2 o mayor, y menos de 90 % del área abierta de las celdas que va a ser obstruida a través de los primeros orificios pasantes.

Debido al área abierta de los primeros orificios pasantes que es menor que el 90 % del área abierta de las celdas que va a ser obstruida, la máscara permitirá el suministro del material de obstrucción a las celdas prescritas a través de los primeros orificios pasantes aún con una desalineación ligera entre las posiciones de los primeros orificios pasantes y las posiciones de las aberturas de las celdas. Además, especificando que el área abierta para los primeros orificios pasantes es de 0.03 mm2 o mayor, el material de obstrucción pasa fácilmente a través de los primeros orificios pasantes y la cantidad prescrita del material de obstrucción es suministrada fácilmente hacia las celdas .

La máscara de la invención puede tener además una pluralidad de segundos orificios pasantes que se extienden a través de la dirección del espesor de la máscara, en una sección que va a estar en contacto con una porción del borde periférico de la cara de extremo de la estructura con forma de panal en la región que va a estar en contacto con la cara de extremo de la estructura con forma de panal cuando es utilizada. En este caso, preferentemente los segundos orificios pasantes son formados con un espaciado más estrecho que el espaciado de la celda de la estructura con forma de panal, y el área abierta es de 0.03 mm2 o mayor y menos del 60 % del área abierta de las celdas que va a ser obstruida por los primeros orificios pasantes.

La porción del borde periférico de la estructura con forma de panal algunas veces tiene celdas con diferentes formas de la celda que las otras secciones, debido a la presencia de una capa más externa que forma los lados de la estructura con forma de panal. Por ejemplo, en el caso de una estructura con forma de panal en donde la forma de la capa más externa es cilindrica y las celdas con una forma de sección transversal cuadrada son formadas en el interior, existirán celdas presentes que tienen una forma de sección transversal completamente cuadrada, y celdas parciales en la porción del borde periférico.

Los segundos orificios pasantes son útiles para la obstrucción total de las celdas parciales y, si es necesario, sus celdas adyacentes. Es decir, restringiendo el área abierta de los segundos orificios pasantes a menos del 60 % del área abierta de las celdas (las celdas completas) que va a ser obstruida por los primeros orificios pasantes, mientras que se están colocando los segundos orificios pasantes con un espaciado más estrecho que el espaciado de la celda de la estructura con forma de panal e incrementando suficientemente su número, el material de obstrucción puede ser suministrado apropiadamente en las celdas que van a ser obstruidas a través de los segundos orificios pasantes. Además, especificando que el área abierta para los segundos orificios pasantes es de 0.03 mm2 o mayor, el material de obstrucción pasa fácilmente a través de los segundos orificios pasantes y la cantidad prescrita del material de obstrucción es suministrada fácilmente hacia las celdas.

La presente invención proporciona un método de obstrucción de las aberturas de las celdas prescritas de una estructura con forma de panal que utiliza la máscara mencionada anteriormente. Específicamente, la invención proporciona un método de obstrucción para las celdas de una estructura con forma de panal, que comprende: (a) una etapa de colocación de una máscara sobre una cara de extremo de una estructura con forma de panal, y (b) una etapa de suministro de un material de obstrucción a través de los primeros orificios pasantes de la máscara hacia las aberturas de las celdas que van a ser obstruidas sobre una cara de extremo de la estructura con forma de panal, en donde la máscara tiene una pluralidad de primeros orificios pasantes que se extienden a través de la dirección del espesor de la máscara en la región que va a estar en contacto con una cara de extremo de la estructura con forma de panal, el área abierta de los primeros orificios pasantes es de 0.03 mm2 o mayor y menos del 90 % del área abierta de las celdas va a ser obstruida a través de los primeros orificios pasantes.

De acuerdo con este método de obstrucción, es posible efectuar fácilmente la colocación con la cara de extremo de la estructura con forma de panal, permitiendo así una obstrucción más confiable de las celdas prescritas que en el arte previo.

Cuando las celdas parciales están presentes en el perímetro de la estructura con forma de panal, el método de obstrucción puede tener la siguiente construcción. Específicamente, la máscara puede tener además una pluralidad de segundos orificios pasantes que se extienden a través de la dirección del espesor de la máscara en una sección que está en contacto con una porción del borde periférico de una cara de extremo de la estructura con forma de panal en la región que va a estar en contacto con una cara de extremo de la estructura con forma de panal, los segundos orificios pasantes son formados con un espaciado más estrecho que el espaciado de la celda de la estructura con forma de panal, y el área abierta es de 0.03 mm2 o mayor y menos de 60 % del área abierta de las celdas va a ser obstruida a través de los primeros orificios pasantes. Además, en la etapa (b) , el material de obstrucción es suministrado a través de los segundos orificios pasantes de la máscara en las aberturas de las celdas que van a ser obstruidas en la porción del borde periférico de la cara de extremo de la estructura con forma de panal .

El método de obstrucción puede comprender además una etapa de tratamiento de obstrucción de la otra cara de extremo después de la etapa del tratamiento de obstrucción de la primera cara de extremo de la estructura con forma de panal. Después del tratamiento de obstrucción de ambas caras de los extremos de la estructura con forma de panal, las mismas pueden ser sometidas a etapas tales como secado y quemado cuando sea necesario, para obtener una estructura de filtro con forma de panal. Es decir, el método de obstrucción puede comprender además : (c) una etapa de colocación de otra máscara sobre la cara de extremo de la estructura con forma de panal, y (d) una etapa de suministro de un material de obstrucción a través de los terceros orificios pasantes de la otra máscara, hacia las aberturas de las celdas que van a ser obstruidas sobre la otra cara de extremo de la estructura con forma de panal. En este caso, la otra máscara preferentemente tiene una pluralidad de terceros orificios pasantes que se extienden a través de la dirección del espesor de la máscara en la región que va a estar en contacto con la otra cara de extremo de la estructura con forma de panal, el área abierta de los terceros orificios pasantes es de 0.03 mm2 o mayor y menos del 90 % del área abierta de las celdas va a ser obstruida a través de los terceros orificios pasantes.

Cuando las celdas parciales están presentes en la porción del borde periférico de la estructura con forma de panal y las celdas parciales van a ser obstruidas sobre la otra cara de extremo también, el método de obstrucción puede tener la siguiente construcción. Específicamente, la otra máscara puede tener además una pluralidad de cuartos orificios pasantes que se extienden a través de la dirección de espesor de la máscara en una sección que va a estar en contacto con la porción del borde periférico de la otra cara de extremo de la estructura con forma de panal en la región que va a estar en contacto con la otra cara de extremo de la estructura con forma de panal, los cuartos orificios pasantes son formados con un espaciado más estrecho que el espaciado de la celda de la estructura con forma de panal, y el área abierta es de 0.03 mm2 o mayor y menos del 60 % del área abierta de las celdas va a ser obstruida por los terceros orificios pasantes, y en la etapa (d) mencionada anteriormente, el material de obstrucción es suministrado a través de los cuartos orificios pasantes de la máscara hacia las aberturas de las celdas que van a ser obstruidas en la porción del borde periférico de la cara de extremo de la estructura con forma de panal .

Efectos Ventajosos de la Invención De acuerdo con la invención es posible efectuar fácilmente la colocación con la cara de extremo de la estructura con forma de panal, permitiendo así una obstrucción más confiable de las celdas prescritas que en el arte previo.

Breve Descripción de las Figuras La Figura 1(a) es una vista en perspectiva que muestra un ejemplo de una estructura con forma de panal, y la Figura 1 (b) es una vista amplificada parcial de la Figura Ka) .

La Figura 2(a) es una vista en perspectiva que muestra una modalidad de una máscara de acuerdo con la invención, y la Figura 2(b) es una vista amplificada parcial de la Figura 2 (a) .

La Figura 3 es una vista en sección transversal simplificada que muestra un ejemplo de un aparato de obstrucción .

La Figura 4 es una vista a lo largo de las flechas IV-IV del aparato de obstrucción de la Figura 3.

La Figura 5(a) es una vista en perspectiva que muestra otra modalidad de una máscara de acuerdo con la invención, y la Figura 5 (b) es una vista amplificada, parcial, de la Figura 5(a) .

La Figura 6(a) es una vista desde un extremo, parcial, que ilustra la operación del aparato de obstrucción de la Figura 3, y la Figura 6(b) es una vista en sección transversal, parcial, que continua de la Figura 6(a) .

La Figura 7(a) es una vista en sección transversal, parcial, que continua de la Figura 6(b), y la Figura 7(b) es una vista en sección transversal, parcial, que continua desde la Figura 7 (a) .

La Figura 8(a) es una vista en sección transversal, parcial, que continua de la Figura 7(b), y la Figura 8(b) es una vista en sección transversal, parcial, que continua desde la Figura 8(a).

La Figura 9(a) es una vista en sección transversal, parcial, que continua de la Figura 8(b), y la Figura 9(b) es una vista en sección transversal, parcial, que continua desde la Figura 9 (a) .

Descripción Detallada de la Invención Las modalidades preferidas de la invención serán explicadas ahora con detalle, con referencia a las figuras que se anexan. La estructura con forma de panal será descrita primero, antes de la explicación de la máscara de la invención.

Estructura con forma de panal Como se muestra en la Figura 1(a), la estructura con forma de panal 1 es un columna circular que tiene una pluralidad de celdas la colocadas de una manera substancialmente paralela. Las celdas la se extienden a través de una cara de extremo de la estructura con forma de panal 1 hasta la otra cara de extremo. Las formas de la sección transversal de las celdas la son cuadradas, como se muestra en la Figura 1 (b) . Como se observa desde una cara de extremo, la pluralidad de celdas la tienen un arreglo cuadrado en la estructura con forma de panal 1, es decir los ejes centrales de las celdas la están colocados de modo que los mismos estén arreglados en los vértices de los cuadrados. Los tamaños de los cuadrados en la secciones transversales de las celdas la pueden ser, por ejemplo, de 0.8 hasta 2.5 mm sobre un lado, y el área abierta puede ser de aproximadamente 0.6 hasta 7.0 mm2 (más preferentemente de aproximadamente 0.8 hasta 6.0 mm2) . El espaciado de la celda de la estructura con forma de panal 1 puede ser de 1.1 hasta 2.8 mm. El espaciado de la celda es la distancia entre los centros de las dos celdas adyacentes, y para la estructura con forma de panal 1 es la longitud L mostrada en la Figura 1 (b) .

La forma de la capa más externa le que forma el lado de la estructura con forma de panal 1 es cilindrica, y como se mencionó anteriormente, la misma contiene las celdas la con las formas de sección transversal cuadradas (referidas aquí posteriormente como las "celdas completas la" o simplemente las "celdas la"). Además, la estructura con forma de panal 1 también tiene las celdas Ib sobre su perímetro cuyas formas de sección transversal no son cuadradas (referidas aquí posteriormente como las "celdas parciales Ib" o simplemente las "celdas Ib"). Como se muestra en la Figura 1 (b) , las formas de las celdas parciales Ib no son consistentes, y difieren dependiendo de su localización.

No existen restricciones particulares sobre la longitud de los orificios pasantes que componen las celdas la, Ib de la estructura con forma de panal 1 en la dirección de su extensión, y puede ser de 40 a 350 mm, por ejemplo. Tampoco existen restricciones particulares sobre el diámetro externo de la estructura con forma de panal 1, y puede ser de 100 a 300 mm, por ejemplo.

El material de la estructura con forma de panal 1 no está restringido particularmente, pero preferentemente es un material cerámico desde el punto de vista de la resistencia a la alta temperatura. Los ejemplos de los materiales cerámicos incluyen óxido tales como la alúmina, sílice, mulita, cordierita, vidrio y titanato de aluminio, y carburo de silicio, nitruro de silicio, metales y semejantes. El titanato de aluminio puede incluir además magnesio y/o silicio. Tal estructura con forma de panal 1 usualmente es porosa .

La estructura con forma de panal 1 puede ser un cuerpo moldeado en crudo (o un cuerpo moldeado pre-quemado) que es convertido al material cerámico por el quemado subsiguiente. El cuerpo moldeado crudo incluye un polvo de la fuente del compuesto inorgánico como la materia prima cerámica, un aglutinante orgánico tal como la metil celulosa y los aditivos que son agregados cuando sea necesario.

En el caso de un cuerpo moldeado en crudo de titanato de aluminio, por ejemplo, el polvo de la fuente del compuesto inorgánico puede incluir un polvo de la fuente de aluminio tal como un polvo de a-alúmina, y un polvo de la fuente de titanio tal como el polvo de anatasa o titania de rutilo, y si es necesario también un polvo de una fuente de magnesio tal como un polvo de magnesia o un polvo de espinelas de magnesia, y/o un polvo de una fuente de silicio tal como un polvo de óxido de silicio o un material sinterizado de vidrio.

Los aglutinantes orgánicos incluyen celulosas tales como la metil celulosa, carboximetil celulosa, hidroxialquilmetil celulosa y carboximetil celulosa sódica; alcoholes tales como alcohol polivinílico; y sales del ácido ligninsulfónico.

Los ejemplos de los aditivos incluyen agentes formadores de poros, lubricantes, plastificantes , agentes dispersantes y solventes.

Los agentes formadores de poros incluyen materiales de carbón tales como el grafito; resinas tales como el polietileno, polipropileno y metacrilato de polimetilo; materiales de plantas tales como almidón, cáscaras de frutos con cáscara, cáscaras de nuez y maíz; hielo; y hielo seco.

Los lubricantes y plastificantes incluyen alcoholes tales como glicerina; ácidos grasos superiores tales como el ácido caprílico, ácido láurico, ácido palmítico, ácido araquídico, ácido oleico y ácido esteárico; las sales de metales del ácido esteárico tales como estearato de Al; y éteres de polioxialquilenalquilo (POAAE) .

Los ejemplos de los agentes dispersantes incluyen ácidos inorgánicos tales como el ácido nítrico, ácido clorhídrico y ácido sulfúrico; ácidos orgánicos tales como el ácido oxálico, ácido cítrico, ácido acético, ácido málico y ácido láctico; alcoholes tales como el metanol, etanol y propanol; y agentes tensioactivos tales como el policarboxilato de amonio y éteres de polioxialquilenalquilo .

Los ejemplos de los solventes que van a ser utilizados incluyen alcoholes tales como metanol, etanol, butanol y propanol; glicoles tales como propilen glicol, polipropilen glicol y etilen glicol; y agua.

Máscara para la obstrucción de la estructura con forma de panal La máscara 5 mostrada en las Figuras 2 (a) -2 (b) es utilizada para la obstrucción de las celdas prescritas de la estructura con forma de panal 1 mostrada en las Figuras 1(a)-1 (b) . La máscara 5 es un elemento con forma de disco circular, que tiene primeros orificios pasantes 5a y segundos orificios pasantes 5b que se extienden a través de la dirección del espesor. El material de la máscara 5 no está restringido particularmente, y puede ser un metal o una resina, por ejemplo. Para facilitar la colocación de los orificios pasantes 5a de la máscara 5, una orientación plana 5c puede ser formada en la máscara 5, y una protuberancia 25b que corresponde a la orientación plana 5c también provista en el elemento de anillo 25 del aparato de obstrucción 100 mostrado en la Figura 3 (véase la Figura 4) . También el diámetro externo de la máscara 5 es preferentemente más grande que el diámetro interno del rebajo lOd de la sección 10 del cuerpo del aparato de obstrucción 100.

Los primeros orificios pasantes 5a sirven para suministrar el material de obstrucción a las celdas completas la de la estructura con forma de panal 1. Los primeros orificios pasantes 5a son formados en una sección que está en contacto con la sección central (la porción del borde no periférico) de la cara de extremo de la estructura con forma de panal 1 durante el uso de la máscara 5.

Las formas de la sección transversal de los primeros orificios pasantes 5a son cuadradas, que corresponden a las celdas la de la estructura con forma de panal 1, como se muestra en la Figura 2(b) . Los primeros orificios pasantes 5a están en un arreglo de zigzag, cada uno de los primeros orificios pasantes 5a están colocados para que correspondan solamente con la pluralidad de las celdas la que no están adyacentes mutuamente arriba, abajo y a los lados, entre la pluralidad de celdas la colocadas de un modo cuadrado en la Figura 1 (b) . Las formas de los primeros orificios pasantes 5a no están limitadas a cuadrados, pero desde el punto de vista del llenado del material de obstrucción semejante a una pasta, los mismos son preferentemente ligeramente más pequeños que las aberturas de las celdas la, y con formas semejantes.

Los primeros orificios pasantes 5a tienen un área abierta de 0.03 rara2 o más grande, y menos de 90 % del área abierta de las celdas la que va a ser obstruida por los primeros orificios pasantes 5a. Si el área abierta de los primeros orificios pasantes 5a es menor que 0.03 mm2, el material de obstrucción pasará a través de los primeros orificios pasantes 5a con dificultad, y no será posible suministrar la cantidad prescrita del material de obstrucción dentro de las celdas la. El área abierta de los primeros orificios pasantes 5a es preferentemente de 0.05 mm2 o más grande, y más preferentemente de 0.07 mm2 o más grande, y puede ser de 0.2 mm2 o más grande .

Por otra parte, si el área abierta de los primeros orificios pasantes 5a es del 90 % o mayor del área abierta de las celdas la, el material de obstrucción puede ser suministrado a las celdas próximas la que no van a ser obstruidas, con ligeras desalineaciones entre las posiciones de los primeros orificios pasantes 5a y las posiciones de las 1 aberturas de las celdas la. El área abierta de los primeros orificios pasantes 5a es preferentemente menor que 80 % y más preferentemente menor que 60 % del área abierta de las celdas la.

Los segundos orificios pasantes 5b sirven para suministrar un material de obstrucción a las celdas parciales Ib de la estructura con forma de panal 1. Los segundos orificios pasantes 5b son formados preferentemente en una sección que está en contacto con la porción del borde periférico de la cara de extremo de la estructura con forma de panal 1 durante el uso de la máscara 5, en un espaciado que es más estrecho que el espaciado de la celda (longitud L en las Figuras 1(a) -1(b)) de la estructura con forma de panal 1. El espaciado de los segundos orificios pasantes 5b es preferentemente entre L/10 y 3L/4 y más preferentemente entre L/5 y L/2, desde el punto de vista de la obstrucción de manera confiable de la totalidad de las celdas Ib.

Las formas de los segundos orificios pasantes 5b pueden ser las formas de tal modo que una pluralidad de orificios pasantes puedan ser formados en una región limitada, sin importar las formas de las celdas parciales Ib, y las formas de los segundos orificios pasantes 5b pueden ser ya sea circulares o rectangulares, y son preferentemente circulares. Como se muestra en la Figura 2(a), una banda anular que comprende una pluralidad de segundos orificios pasantes 5b está formada en la máscara 5.

Los segundos orificios pasantes 5b tienen una área abierta de 0.03 mm2 o más grande, y menos de 60 % del área abierta de las celdas va a ser obstruida la por los primeros orificios pasantes 5a. Si el área abierta de los segundos orificios pasantes 5b es menor que 0.03 mm2, el material de obstrucción pasará a través de los segundos orificios pasantes 5b con dificultad, y no será posible suministrar la cantidad prescrita del material de obstrucción en las celdas Ib. El área abierta de los segundos orificios pasantes 5b es preferentemente de 0.04 mm2 o más grande, y más preferentemente de 0.05 mm2 o más grande, y puede ser 0.2 mm2 o más grande .

Por otra parte, si el área abierta de los segundos orificios pasantes 5b es 60 % o mayor del área abierta de las celdas completas la, la rigidez de la máscara 5 tenderá a ser inadecuada, y una ligera desalineación de la máscara 5 puede provocar que el material de obstrucción se fugue fuera de la capa más externa le mostrada en la Figura 1 (b) , o provocar que el material de obstrucción sea suministrado a las celdas próximas la que no van a ser obstruidas. El área abierta de los segundos orificios pasantes 5b es preferentemente no mayor que 50 % y más preferentemente no mayor que 40 % del área abierta de las celdas completas la.

Cuando el área abierta de los orificios pasantes 5a, 5b varía dependiendo de la posición en la dirección del espesor de la máscara 5, el área abierta es el área abierta de los orificios pasantes 5a, 5b en la superficie de la máscara 5 sobre el lado que hace contacto con la cara de extremo de la estructura con forma de panal 1.

Con la máscara 5, en donde los primeros orificios pasantes 5a tienen tamaños más pequeños que las aberturas de las celdas la, es posible efectuar fácilmente la colocación con la cara de extremo de la estructura con forma de panal 1, y permitir una obstrucción más confiable de las celdas prescritas la que en el arte previo. Además, proporcionando una pluralidad de segundos orificios pasantes 5b en la máscara 5, es posible obstruir más confiablemente las celdas parciales Ib.

Aparato de obstrucción Un aparato de obstrucción preferido para efectuar la obstrucción de la estructura con forma de panal 1 utilizando la máscara 5 será descrito ahora. El aparato de obstrucción 100 mostrado en la Figura 3 comprende, principalmente, una sección 10 del cuerpo, una hoja elástica 20, una bomba 20 y un sujetador 80.

La sección 10 del cuerpo está formada de un material rígido. El material rígido puede ser un metal tal como el acero inoxidable, o un material polimérico tal como un plástico reforzado con fibra. Un rebajo lOd es formado sobre el lado superior 10a de la sección 10 del cuerpo. Para esta modalidad, la forma del rebajo lOd es cilindrica, como se muestra en la Figura 3 y la Figura 4. Las paredes laterales 10b del rebajo lOd son perpendiculares con respecto al lado superior 10a de la sección 10 del cuerpo, y la base 10c es paralela. El diámetro del rebajo lOd puede ser de 100 a 320 mm, por ejemplo. La profundidad del rebajo lOd puede ser de 0.2 hasta 20 mm, por ejemplo. Un vibrador 140 tal como un vibrador ultrasónico es provisto preferentemente en la sección 10 del cuerpo.

La hoja elástica 20 está colocada sobre el lado superior 10a de la sección 10 del cuerpo de una manera que cubra el lado abierto del rebajo lOd. La hoja elástica 20 es elástica y fácilmente deformable. Una hoja de caucho es preferida como la hoja elástica 20. Los materiales de caucho incluyen el caucho natural, y los materiales de caucho sintéticos tales como el caucho de estireno-butadieno, caucho de butadieno, caucho de butilo, caucho de etileno-propileno, caucho de nitrilo, caucho de cloropreno, fluoro caucho, caucho de silicona y caucho de uretano. El espesor de la hoja elástica 20 no está restringido particularmente, y puede ser de 0.3 hasta 3.0 mm, por ejemplo.

La hoja elástica 20 es fijada a la sección 10 del cuerpo por un elemento de anillo 25 y los pernos 31. El elemento de anillo 25 tiene una abertura 25a en un posición que corresponde al rebajo lOd de la sección 10 del cuerpo, y forma así una configuración anular. El elemento de anillo 25 está colocado sobre la hoja elástica 20 de tal manera que la sección central de la hoja elástica 20 (la sección volteada hacia el rebajo lOd) sea expuesta. La periferia de la hoja elástica 20 es intercalada así entre la sección 10 del cuerpo y el elemento de anillo 25. Los orificios pasantes h están formados en el elemento de anillo 25 y la hoja elástica 20, los orificios para tornillo j están formados en la sección 10 del cuerpo que corresponde a estos orificios pasantes h, y los pernos 31 son insertados a través de los orificios pasantes h y son atornillados en, y fijados en los orificios para tornillo j, por lo cual la unión y fijación de la periferia de la hoja elástica 20 a la sección alrededor del rebajo lOd sobre el lado superior 10a de la sección 10 del cuerpo .

Como se muestra en las Figuras 3 y 4, el diámetro externo de la abertura 25a del elemento de anillo 25 es preferentemente más grande que el diámetro interno del rebajo lOd de la sección 10 del cuerpo.

La sección 10 del cuerpo también tiene un canal de comunicación lOe que se abre hacia la base 10c del rebajo lOd. Aunque el canal de comunicación lOd se abre hacia la base 10c del rebajo lOd en esta modalidad, es suficiente si el mismo se abre hacia una pared interna del rebajo lOd, y en lugar de esto puede ser abierta hacia, por ejemplo, la pared lateral 10b del rebajo lOd. No existen restricciones particulares sobre la forma o el número de aberturas del canal de comunicaciones lOe.

Una bomba 50 está conectada al canal de comunicaciones lOe por medio de la tubería de conexión 14.

La bomba 50 comprende un cilindro 51, un pistón 53 colocado dentro del cilindro 51, y un vástago 54 del pistón conectado al pistón 53. El motor 55 que mueve el vástago 54 del pistón de una manera oscilante en la dirección axial está conectado al vástago 54 del pistón. El vástago 54 del pistón también puede ser movido manualmente .

Para esta modalidad, un espacio cerrado V está formado entre la hoja elástica 20 y el pistón 53 por la sección 10 del cuerpo, que conecta la tubería 14 y el cilindro 51, y un fluido FL es llenado en el espacio cerrado V. El fluido FL no está restringido particularmente y puede ser un gas tal como el aire, pero es preferentemente un líquido, y aún más preferentemente un aceite para husillo o semejante. Moviendo el pistón 53 es posible descargar el fluido FL desde adentro del rebajo lOd de la porción 10 del cuerpo, y para suministrar el fluido FL hacia el rebajo lOd.

Un sujetador 80 está provisto sobre la sección 10 del cuerpo. El sujetador 80 tiene un dispositivo de sujeción 81 que sostiene a la estructura con forma de panal 1, y un cilindro neumático 82 al cual está conectado el dispositivo de sujeción 81.

El dispositivo de sujeción 81 retiene a la estructura con forma de panal 1 con una cara de extremo volteada hacia la hoja elástica 20 y hacia el rebajo lOd, como se muestra en la Figura 3.

El cilindro neumático 82 tiene un cilindro 82a que se extiende en la dirección vertical y un pistón 82b provisto dentro del cilindro 82a, y la presión suministrada externamente es ajustada para permitir el ajuste de la presión tanto arriba como abajo del pistón 82b. El cilindro neumático 82 permite así el movimiento del dispositivo de sujeción 81 en la dirección en la cual el mismo se aproxima a la estructura con forma de panal 1 y la hoja elástica 20, y la dirección en la cual las mismas se separan mutuamente. También, el cilindro neumático 82 ejerce presión sobre el dispositivo de sujeción 81 hacia abajo con una fuerza prescrita que corresponde a la presión de suministro del gas antes y después del pistón 82b, para permitir que la estructura con forma de panal 1 haga contacto firmemente con la máscara 5. Además, el cilindro neumático 82 libera la presión antes y después del pistón para permitir el libre movimiento del dispositivo de sujeción 81 en la dirección vertical. Es decir, el sujetador 80 se puede cambiar entre un estado en el cual la estructura con forma de panal 1 sostenida por el dispositivo de sujeción 81 sea movible libremente en la dirección hacia arriba, y un estado en el cual la estructura con forma de panal 1 es retenida fijamente con respecto a la sección 10 del cuerpo.

Método de obstrucción para la estructura con forma de panal El método de obstrucción de acuerdo con esta modalidad es empleado para obstruir las aberturas de las celdas prescritas de la estructura con forma de panal 1 utilizando la máscara 5. Más específicamente, el método de obstrucción comprende las siguientes etapas. (a) Una etapa de colocación de la máscara 5 sobre una cara de extremo de la estructura con forma de panal 1; y (b) una etapa de suministro de un material de obstrucción a través de los primeros orificios pasantes 5a de la máscara 5, hacia las aberturas de las celdas que van a ser obstruidas sobre la primera cara de extremo de la estructura con forma de panal 1.

De acuerdo con este método de obstrucción, es posible efectuar fácilmente la colocación con la cara de extremo de la estructura con forma de panal 5, permitiendo así la obstrucción más confiable de las celdas prescritas en el arte previo.

La estructura con forma de panal 1 incluye las celdas parciales Ib sobre su porción del borde periférico, como se muestra en la Figura 1(b). Por consiguiente, durante la etapa (b) , el material de obstrucción es suministrado a través de los segundos orificios pasantes 5b de la máscara 5 hacia las aberturas de las celdas parciales Ib.

Para producir la estructura del filtro con forma de panal, una cara de extremo de la estructura con forma de panal 1 es sometida al tratamiento de obstrucción, y luego la otra cara de extremo es sometida al tratamiento de obstrucción de la misma manera. Es decir, después de la etapa (b) , las siguientes etapas son llevadas a cabo en este orden: (c) una etapa de colocación de otra máscara 5' sobre la otra cara de extremo de la estructura con forma de panal 1 ; y (d) una etapa de suministro de un material de obstrucción a través de los terceros orificios pasantes 5a' de la máscara 5', hacia las aberturas de las celdas que van a ser obstruidas sobre la otra cara de extremo de la estructura con forma de panal 1.

Como se muestra en las Figura 5 (a) -5(b), la máscara 5' tiene terceros y cuartos orificios pasantes 5a1, 5b' que corresponden respectivamente a los primeros y segundos orificios pasantes 5a, 5b de la máscara 5. La máscara 5' tiene la misma construcción que la máscara 5, excepto que el arreglo de los orificios pasantes 5a1 está en una configuración de zigzag exactamente opuesta al arreglo de los orificios pasantes 5a de la máscara 5. Para la obstrucción de las celdas parciales Ib sobre la otra cara de extremo de la estructura con forma de panal 1, el material de obstrucción es suministrado a través de los cuartos orificios pasantes 5b' de la máscara 5" hacia las aberturas de las celdas parciales Ib, en la etapa (d) .

Un método para la obstrucción de la estructura con forma de panal 1 que utiliza el aparato de obstrucción 100 y la máscara 5 será descrito ahora. En primer lugar, el cilindro neumático 82 es pre-accionado desde el estado ilustrado en la Figura 3, que es jalado hacia arriba desde el dispositivo de sujeción 81 que sostiene a la estructura con forma de panal 1, mientras que la máscara 5 es removida de la parte superior de la hoja elástica 20. A continuación, el pistón 53 de la bomba 50 es jalado hacia abajo para descargar el fluido FL hacia abajo desde el rebajo lOd de la sección 10 del cuerpo. Esto deforma la hoja elástica 20, como se muestra en la Figura 6(a), para que haga contacto estrechamente con la pared lateral 10b y la base 10c del rebajo 10d, por lo cual se forma un rebajo 20d en la hoja elástica 20.

A continuación, como se muestra en la Figura 6(b), el material de obstrucción 130 es suministrado en el rebajo 20d de la hoja elástica 20. Si es necesario, el vibrador 140 es operado para promover el aplastamiento y la desgasificación de la superficie del material de obstrucción 130.

El material de obstrucción 130 no está restringido particularmente siempre que pueda cerrar los extremos de las celdas la, Ib, de la estructura con forma de panal 1, pero preferentemente es un líquido. Un ejemplo de un material de obstrucción es una suspensión que comprende un material cerámico o una materia prima cerámica, y un aglutinante, un lubricante, un agente formador de poros y un solvente.

El material cerámico puede ser el material constituyente de la estructura con forma de panal, o su materia prima. La cantidad del material cerámico utilizado puede ser, por ejemplo, de 50 a 85 partes en peso con respecto a 100 partes en peso de la suspensión.

Los aglutinantes pueden ser aglutinantes orgánicos, incluyendo las celulosas tales como metil celulosa, carboximetil celulosa, hidroxialquilmetil celulosa y carboximetil celulosa sódica; los alcoholes tales como el alcohol polivinílico; y las sales del ácido ligninsulfónico . La cantidad del aglutinante utilizado puede ser, por ejemplo, de 0 a 30 partes en peso con respecto a 100 partes en peso de la suspensión.

Los lubricantes incluyen alcoholes tales como la glicerina; ácidos grasos más elevados tales como el ácido caprílico, ácido láurico, ácido palmítico, ácido araquídico, ácido oleico y ácido esteárico; y sales de metales del ácido esteárico tales como el estearato de aluminio. La cantidad del lubricante utilizado puede ser, por ejemplo, 0.5 a 20 partes en peso con respecto a 100 partes en peso de la suspensión .

Los agentes formadores de poros incluyen materiales de carbón tales como el grafito; resinas tales como el polietileno, polipropileno y metacrilato de polimetilo; materiales de plantas tales como el almidón, las cáscaras de las nueces, las cáscaras de los frutos con cáscara y maíz; hielo; y hielo seco. La cantidad del agente formador de los poros utilizado puede ser, por ejemplo, de 0 a 20 partes en peso con respecto a 100 partes en peso de la suspensión.

Los ejemplos de los solventes que van a ser utilizados incluyen los alcoholes tales como el metanol, etano, butanol y propanol; glicoles tales como el propilen glicol, polipropilen glicol y etilen glicol; y agua. El agua es preferida entre estos, y más preferentemente el agua de intercambio iónico es utilizada para un contenido de baja pureza. La cantidad del solvente utilizado puede ser, por ejemplo, de 10 a 40 partes en peso con respecto a 100 partes en peso de la suspensión.

La cantidad del material de obstrucción que va a ser utilizado para la obstrucción de la primera cara de extremo de la estructura con forma de panal 1 puede ser, por ejemplo, de 3 a 5000 mi.

A continuación, como se muestra en la Figura 7(a), la máscara 5 es fijada sobre la hoja elástica 20 para que cubra el rebajo lOd de la sección 10 del cuerpo, y luego el dispositivo de sujeción 81 es movido hacia abajo por el cilindro neumático 82 para que la estructura con forma de panal 1 haga contacto con la máscara 5. Esto crea una comunicación entre algunas de las celdas la de la estructura con forma de panal 1 y los primeros orificios pasantes 5a de la máscara 5, mientras que también se crea una comunicación entre la totalidad de las celdas parciales Ib de la estructura con forma de panal 1 y los segundos orificios pasantes 5b de la macara 5. Además, el dispositivo de sujeción 81 es comprimido hacia abajo por el cilindro neumático 82 que fija la estructura de panal 1 a la máscara 5 y la sección 10 del cuerpo (etapa a)) . Alternativamente, la máscara 5 puede ser colocada previamente sobre la cara de extremo de la estructura con forma de panal 1 de modo que las posiciones de los primeros orificios pasantes 5a se acoplen con las celdas la dentro de las cuales el material de obstrucción va a ser introducido, y luego montado sobre el aparato de obstrucción 100.

A continuación, el pistón de la bomba 50 es movido hacia arriba para suministrar el fluido FL hacia el rebajo lOd, por lo cual se provoca que la hoja elástica 20 se mueva hacia la máscara 5, como se muestra en la Figura 7(b) . Esta etapa es llevada a cabo hasta que la hoja elástica 20 hace contacto con al máscara 5 y la deformación de la hoja elástica 20 es eliminada, como se muestra en la Figura 8(a) .

Esto provoca que el material de obstrucción 130 sea suministrado a algunas de las celdas la y a la totalidad de las celdas Ib de la estructura con forma de panal 1, a través de los orificios pasantes 5a, 5b de la máscara 5, de modo que las secciones obstruidas lp sean formadas (etapa (b) ) .

A continuación, la presión en la dirección hacia abajo de la estructura con forma de panal 1 por el cilindro neumático 82 es detenida para permitir el movimiento libre de la estructura con forma de panal 1 en la dirección hacia arriba, y que el pistón 53 sea elevado adicionalmente para suministrar más fluido FL entre la hoja elástica 20 y la sección 10 del cuerpo. Esto provoca que la hoja elástica 20 sea deformada de una manera convexa en la dirección hacia arriba, moviendo la máscara 5 y la estructura con forma de panal 1 hacia arriba, como se muestra en la Figura 8(b). En este instante, la periferia de la hoja elástica 20 que es deformada de una manera convexa se separa de la máscara 5, por lo cual se permite que la máscara 5 y la estructura con forma de panal 1 sean separadas fácilmente de la sección 10 del cuerpo .

A continuación, después que la estructura con forma de panal 1 ha sido removida del dispositivo de sujeción 81, la misma es invertida verticalmente , y luego la estructura con forma de panal 1 nuevamente es sujetada en el dispositivo de sujeción 81. La máscara 5', que tiene una configuración de zigzag exactamente opuesta al arreglo de los primeros orificios pasantes 5a en la máscara 5, es utilizada para un procedimiento semejante (etapas (c) y (d) ) . Esto obstruye el otro lado de extremo de las celdas restantes la y la totalidad de las celdas parciales Ib con el material de obstrucción, formando las secciones obstruidas lp, como es mostrado en la Figura 9(a) . A continuación, la hoja elástica 20 es deformada hacia arriba de una manera convexa, como se describió anteriormente, para permitir que la máscara 5' y la estructura con forma de panal 1 sean separadas fácilmente de la sección 10 del cuerpo y de la hoja elástica 20.

La estructura con forma de panal 1 que ha sido sometida al tratamiento de obstrucción sobre ambos extremos de esta manera puede ser secada y quemada para producir una estructura de filtro con forma de panal.

El método de obstrucción que utiliza la máscara 5 y la máscara 5' permite una obstrucción más confiable solamente de las celdas que van a ser obstruidas la, entre la pluralidad de las celdas completas la, mientras que también se permite la obstrucción más confiable de todas las celdas parciales Ib. Además, puesto que la hoja elástica puede ser deformada de una manera convexa en el aparato de obstrucción 100, como se ilustra en la Figura 8(b) y la Figura 9(b), la máscara 5 que hace contacto con al estructura con forma de panal 1 después que el material de obstrucción 130 ha sido suministrado, puede ser separada fácilmente de la sección 10 del cuerpo y de la hoja elástica 20. En consecuencia, la eficiencia de la producción puede ser incrementada y una estructura con forma de panal obstruida puede ser producida a un costo bajo.

La explicación detallada anteriormente de la modalidad preferida de la invención no está propuesta para restringir el alcance de la invención a esta modalidad. Por ejemplo, aunque una máscara 5 con los primeros orificios pasantes 5a y los segundos orificios pasantes 5b sea utilizado como un ejemplo en la modalidad mencionada anteriormente, para los casos en donde la estructura con forma de panal no incluye las celdas parciales Ib o los casos en donde una máscara no sea necesaria para obstruir las celdas ib, es posible utilizar una máscara que tenga primeros orificios pasantes 5a pero no segundos orificios pasantes 5b.

La forma y estructura de la estructura con forma de panal 1 tampoco están limitadas a aquellas descritas anteriormente. Por ejemplo, la forma externa de la estructura con forma de panal 1 no necesita ser de una columna circular, y en lugar de esto puede ser una columna rectangular, tal como una columna cuadrada, o cilindrica elíptica, por ejemplo. También, siempre que el área abierta de las celdas sea de aproximadamente 0.6 hasta 7.0 mm2 (más preferentemente de manera aproximada 0.8 hasta 6.0 mm2) , las formas de sección transversal de las celdas no están limitadas a los cuadrados, y en lugar de esto puede ser, por ejemplo, substancialmente triangular, substancialmente de cuadrilátero, substancialmente hexagonal, substancialmente octagonal, substancialmente circular, o combinaciones de estas. Además, el arreglo de las celdas no necesita ser un arreglo cuadrado de las celdas la, y en lugar de esto pueden ser un arreglo circular o un arreglo hexagonal, por ejemplo. Lista de los Símbolos de Referencia 1: Estructura con forma de panal, la: celda completa, Ib: celda parcial, 5,5': máscaras, 5a: primer orificio pasante, 5b: segundo orificio pasante, 5a1: tercer orificio pasante, 5b': cuarto orificio pasante.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (8)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Una máscara que va a ser utilizada para la obstrucción de las celdas de una estructura con forma de panal , caracterizada porque tiene una pluralidad de primeros orificios pasantes que se extienden a través de una dirección del espesor de la máscara en una región que va a estar en contacto con una cara de extremo de la estructura con forma de panal cuando sea utilizada, un área abierta de los primeros orificios pasantes que es de 0.03 mm2 o mayor y menos de 90 % de un área abierta de las celdas que va a ser obstruida a través de los primeros orificios pasantes.

2. La máscara de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además tiene una pluralidad de segundos orificios pasantes que se extienden a través de la dirección del espesor de la máscara en una sección que está en contacto con una porción del borde periférico de la cara de extremo de la estructura con forma de panal en la región que va a estar en contacto con la cara de extremo de la estructura con forma de panal durante su uso, los segundos orificios pasantes están formados con un espaciado más estrecho que un espaciado de la celda de la estructura con forma de panal, y un área abierta que es de 0.03 mm2 o mayor y menos de 60 % del área abierta de las celdas va a ser obstruida a través de los primeros orificios pasantes .

3. La máscara de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el área abierta de los primeros orificios pasantes es de 0.2 mm2 o mayor.

4. La máscara de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el área abierta de los segundos orificios pasantes es de 0.2 mm2 o más grande .

5. Un método de obstrucción para las celdas de una estructura con forma de panal, caracterizado porque comprende : (a) una etapa de colocación de una máscara sobre una cara de extremo de una estructura con forma de panal, y (b) una etapa de suministro de un material de obstrucción a través de los primeros orificios pasantes de la máscara hacia las aberturas de las celdas que van a ser obstruidas sobre una cara de extremo de la estructura con forma de panal, en donde la máscara tiene una pluralidad de primeros orificios pasantes que se extienden a través de una dirección del espesor de la máscara en una región que va a estar en contacto con la primera cara de extremo de la estructura con forma de panal, un área abierta de los primeros orificios pasantes es de 0.03 mm2 o mayor y menos de 90 % de un área abierta de las celdas va a ser obstruida a través de los primeros orificios pasantes.

6. El método de obstrucción de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la máscara tiene además una pluralidad de segundos orificios pasantes que se extienden a través de la dirección del espesor de la máscara en una sección que va a estar en contacto con una porción del borde periférico sobre una cara de extremo de la estructura con forma de panal en la región que va a estar en contacto con la cara de extremo de la estructura con forma de panal, los segundos orificios pasantes están formados con un espaciado más estrecho que un espaciado de la celda de la estructura con forma de panal, y un área abierta que es de 0.03 mm2 o más grande y menos de 60 % del área abierta de las celdas va a ser obstruida a través de los primeros orificios pasantes, y en la etapa (b) , el material de obstrucción es suministrado a través de los segundos orificios pasantes de la máscara hacia las aberturas de las celdas que van a ser obstruidas en la porción del borde periférico de la cara de extremo de la estructura con forma de panal.

7. El método de obstrucción de conformidad con la reivindicación 5 o 6, caracterizado porque además comprende: (c) una etapa de colocación de otra máscara sobre la otra cara de extremo de la estructura con forma de panal, y (d) una etapa para suministrar un material de obstrucción a través de los terceros orificios pasantes de la otra máscara hacia las aberturas de las celdas que van a ser obstruidas sobre la otra cara de extremo de la estructura con forma de panal , en donde la otra máscara tiene una pluralidad de terceros orificios pasantes que se extienden a través de la dirección del espesor de la máscara en una región que va a estar en contacto con la otra cara de extremo de la estructura con forma de panal, un área abierta de los terceros orificios pasantes que es de 0.03 mm2 o más grande y menos de 90 % de un área abierta de las celdas va a ser obstruida a través de los terceros orificios pasantes.

8. El método de obstrucción de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la otra máscara tiene además una pluralidad de cuartos orificios pasantes que se extienden a través de la dirección del espesor de la máscara en una sección que va a estar en contacto con una porción del borde periférico de la otra cara de extremo de la estructura con forma de panal en la región que va a estar en contacto con la cara de extremo de la estructura con forma de panal, los cuartos orificios pasantes están formados con un espaciado más estrecho que el espaciado de la celda de la estructura con forma de panal, y un área abierta que es de 0.03 mm2 o más grande y menos de 60 % del área abierta de las celdas va a ser obstruida a través de los terceros orificios pasantes, y en la etapa (d) , el material de obstrucción es suministrado a través de los cuartos orificios pasantes de la máscara hacia las aberturas de las celdas que van a ser obstruidas en la región del borde periférico de la cara de extremo de la estructura con forma de panal.