WO2009088078A1 - 目封止ハニカム構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

　目封止ハニカム構造体の製造方法であって、平面状の圧入面２３を有する圧入台２２を、貯留槽２１内に貯留されたスラリー状の目封止材料２５に、圧入面２３と目封止材料２５の液面２６とが同じ方向を向くようにして浸漬し、圧入台２２を、目封止材料２５を振動させながら、圧入面２３と目封止材料２５の液面２６との距離Ｄ１が、製造する目封止ハニカム構造体の目封止部の深さと同じになる位置に配置し、目封止材料２５の振動を停止した後に、ハニカム構造体１２を一方の端面を圧入面２３に押圧しながら圧入台２２に載置して、目封止材料２５をセルの端部から圧入させた後、ハニカム構造体１２を圧入台２２から取り出す目封止工程を有する目封止ハニカム構造体の製造方法。簡易な方法で目封止部の深さが均一な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。

Description

目封止ハニカム構造体の製造方法

　本発明は、目封止ハニカム構造体の製造方法に関し、さらに詳しくは、簡易な方法で目封止部の深さが均一な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に関する。

　化学、電力、鉄鋼等の様々な分野において、環境対策や特定物資の回収等のために使用される触媒装置用の担体、又はフィルタとして、耐熱性、耐食性に優れるセラミック製の目封止ハニカム構造体が採用されている。特に、近時では、目封止ハニカム構造体は、ディーゼル機関から排出されるパティキュレートマター（ＰＭ）を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）としての需要が盛んである。

　図８に示されるように、目封止ハニカム構造体４１は、流体の流路となる複数のセル４４を区画形成する多孔質の隔壁４２を備えるハニカム構造体４３のセル４４の端部に、目封止部４６が形成されたものである。図８は、目封止ハニカム構造体の構造を模式的に示す、中心軸を含む平面で切断した断面図である。目封止部４６は、所定のセル４４の一方の開口端に配設されるとともに残余のセル４４の他方の開口端に配設されている。目封止ハニカム構造体４１においては、目封止ハニカム構造体４１の流体の入口側の端面Ｂにおけるセル４４の開口端と、流体の出口側の端面Ｃにおけるセル４４の開口端とにおいて、目封止部４６が互い違いに形成されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１－３００９２２号公報

　例えば目封止ハニカム構造体４１をＤＰＦとして使用し、被処理ガスＧ１を入口側の端面Ｂからセル４４に導入すると、多孔質の隔壁４２を透過して隣接するセル４４に流入して、処理済ガスＧ２として、出口側の端面Ｃから排出される。そして、被処理ガスＧ１が隔壁４２を透過するときに、被処理ガスＧ１に含有されるダストやパティキュレートは、隔壁４２において捕捉される。

　上記のような目封止ハニカム構造体４１は、押出し成形によって、流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有する筒状の未焼成のハニカム構造体を得た後に、以下に示す目封止工程を経ることで作製することが出来る。目封止工程では、先ず、未焼成のハニカム構造体の一方の端面にマスクを貼着する。マスクの貼着は、粘着フィルムを未焼成のハニカム構造体の一方の端面に貼着し、画像処理を利用したレーザ加工等により、その粘着フィルムの目封止すべきセルに対応する（セルを覆う）部分のみを孔開けすることによって行う。そして、マスクが貼着された未焼成のハニカム構造体の一方の端面を、容器に貯めた目封止材料（セラミックスラリー）の中に浸漬し、目封止部を形成すべきセルに目封止材料を充填する。未焼成のハニカム構造体の他方の端面についても、同様にして、目封止部を形成すべきセルに目封止材料を充填する。そして、目封止材料を充填した未焼成のハニカム構造体を乾燥し、焼成すれば、目封止ハニカム構造体４１が得られる。

　しかしながら、このような目封止ハニカム構造体を、上記目封止工程を経て作製した場合には、目封止部の深さが、不均一になり易いという問題があった。目封止部の深さとは、目封止ハニカム構造体の軸方向における目封止部の長さのことを指す。このような問題が起こる理由の１つとして、容器内で目封止材料であるセラミックスラリーを平準化し難いことが挙げられる。そして、目封止部材の深さにばらつきがあると、目封止部材の深いところでは、例えばＤＰＦとして使用した場合に濾過面積が減るため、同じ量の被処理ガスを通じると、それだけ圧損が上昇するという問題がある。

　本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、簡易な方法で目封止部の深さが均一な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ことを特徴とする。

　上述の目的を達成するため、本発明は、以下の目封止ハニカム構造体の製造方法を提供するものである。

［１］　流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備えるハニカム構造体の前記セルの端部に、目封止部が形成され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、平面状の圧入面を有する圧入台を、貯留槽内に貯留されたスラリー状の目封止材料に、前記圧入面が上を向いた状態で浸漬し、前記圧入台を、前記目封止材料を振動させながら、前記圧入面と前記目封止材料の液面との距離が前記目封止ハニカム構造体の目封止部の深さと同じになる位置に配置し、前記目封止材料の振動を停止した後に、前記ハニカム構造体を一方の端面を前記圧入面に押圧しながら前記圧入台に載置して、前記目封止材料を前記セルの端部から圧入させた後、前記ハニカム構造体を前記圧入台から取り出す目封止工程を有する目封止ハニカム構造体の製造方法。

［２］　前記目封止工程が、前記ハニカム構造体を前記圧入台に載置して前記目封止材料を前記セルの端部に圧入させた後に、前記圧入台を、前記ハニカム構造体を載置した状態で目封止材料内から外に出し、前記ハニカム構造体を、前記端面が前記圧入面に接触した状態で前記圧入面に沿って横滑りさせながら、前記圧入台から取り出す工程である［１］に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。

［３］　前記目封止材料に前記圧入台を浸漬する前、又は浸漬した後に、前記圧入面上に底無し筒状のスラリー保持具を載置し、前記ハニカム構造体を、前記スラリー保持具内に配置されるように前記圧入台に載置する［１］又は［２］に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。

［４］　前記底無し筒状のスラリー保持具が、その内周側に弾性部材を有し、前記ハニカム構造体を前記スラリー保持具内に配置したときに前記ハニカム構造体が前記弾性部材に接触した状態となる［３］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、圧入台を目封止材料に浸漬し、目封止材料を振動させながら、圧入台の圧入面と目封止材料の液面との距離が、目封止ハニカム構造体（製造する目封止ハニカム構造体）の目封止部の深さと同じになるように、圧入台を配置し、目封止材料の振動を停止した後に、ハニカム構造体を一方の端面を圧入面に押圧しながら圧入台に載置して、目封止材料をセルの端部から圧入させるため、圧入台の圧入面と目封止材料の液面との距離を、目封止部の深さとすることができ、目封止部の深さを一定に保つことが可能となる。

製造対象である目封止ハニカム構造体を模式的に示す斜視図である。 図１に示される目封止ハニカム構造体を中心軸を含む平面で切断した断面の一部を示す図（断面図）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において、目封止ハニカム構造体を作製するために、先ず作製されるハニカム構造体を示す斜視図である。 本発明に係る目封止ハニカム構造体の製造方法の一の実施形態における、マスクを付けたハニカム構造体を示す断面図である。 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の目封止工程を模式的に示す説明図である。 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の目封止工程を模式的に示す説明図である。 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の目封止工程を模式的に示す説明図である。 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の目封止工程を模式的に示す説明図である。 図５Ｃの状態を上から見た平面図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法の他の実施形態の目封止工程を模式的に示す説明図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法の他の実施形態の目封止工程を模式的に示す説明図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法の他の実施形態の目封止工程を模式的に示す説明図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法の他の実施形態の目封止工程を模式的に示す説明図である。 目封止ハニカム構造体の構造を模式的に示す、軸方向を含む平面で切断した断面図である。

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：目封止部、４：隔壁、５：セル、５ａ：所定のセル、５ｂ：残余のセル、６ａ：一方の開口端、６ｂ：他方の開口端、７ａ：一方の端面、７ｂ：他方の端面、１２：ハニカム構造体、１２ａ：一方の端面、１４：隔壁、１５：セル、１５ａ：所定のセル、１５ｂ：残余のセル、１７ａ：一方の端面、１９：マスク、２１：貯留槽、２２：圧入台、２３：圧入面、２４：支持棒、２５：目封止材料、２６：液面、３１：スラリー保持具、３２：保持具本体、３３：弾性部材、Ｄ：深さ、Ｄ１：距離、Ｇ１：被処理ガス、Ｇ２：処理済ガス。

　次に本発明の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明するが、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。

　図１は、製造対象である目封止ハニカム構造体を模式的に示す斜視図である。又、図２は、図１に示される目封止ハニカム構造体を中心軸を含む平面で切断した断面の一例を示す図（断面図）である。図１に示される目封止ハニカム構造体１は、流体の流路となる複数のセル５を区画形成する多孔質の隔壁４を備えるハニカム構造体２のセル５の端部に、目封止部３が形成されたものであり、具体的には、セル５のうちの、所定のセル５ａの一方の開口端６ａと、残余のセル５ｂの他方の開口端６ｂに目封止部３が形成されたものである。本実施形態の目封止ハニカム構造体の製造方法によって得られた目封止ハニカム構造体１は、ハニカム構造体２の端面において、目封止部３の端面が平坦であり、且つ、目封止部材３の深さＤが所望の値に調整されているものである（図２参照）。

（１）ハニカム構造体作製工程：
　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では、目封止ハニカム構造体１を作製するために、先ず、図３に示されるような未焼成のハニカム構造体を作成する。図３に示されるハニカム構造体１２は、流体の流路となる複数のセル１５が多孔質の隔壁１４によって区画形成されたハニカム構造を有する筒状の構造体である。このような未焼成のハニカム構造１２は、セラミックを含む成形原料を押出し成形し乾燥させて得ることが出来る。

　セラミックを含む成形原料は、コージェライト原料、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素、窒化珪素、リチウムアルミニウムシリケート、チタン酸アルミニウム等のセラミックの粉末に、水等の分散媒、バインダ、造孔剤、分散剤等を加えて混練したものを好適に用いることができる。

　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。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組み合わせて用いることができる。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。

　押出し成形の方法は、特に制限はなく、例えば、真空押出し成形機を用いた押出し成形等の従来公知の方法を用いることが出来る。また、乾燥方法は、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。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、マイクロ波乾燥又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では、乾燥した未焼成のハニカム構造体１２に対し、図４に示されるように、目封止部を形成しないセルにマスクを施す、マスキング工程を有することが好ましい。具体的には、未焼成のハニカム構造体１２の一方の端面１７ａに、所定のセル１５ａ以外のセル（残余のセル）１５ｂの開口端を覆うマスク１９を配設する。所定のセル１５ａは、一方の端面１７ａにおいて目封止部を形成するセルであり、端面１７ａにおけるその配置は特に限定されず、使用目的により任意に決定することができる。例えば、所定のセル１５ａを、端面１７ａにおいて、市松模様が形成されるように一つおきのセルとする（所定のセルと残余のセルとが交互に並ぶようにする）ことができる。マスク１９は、所定のセル１５ａのみにセラミックスラリーを導入するためのものであり、従来のマスク手段を好適に用いることが出来る。例えば、未焼成のハニカム構造体１２の一方の端面１７ａに粘着フィルムを貼着し、画像処理を利用したレーザー加工によって、所定のセル１５ａを覆う粘着フィルム（マスク）の所定の部位に孔を空けて形成する方法を挙げることが出来る。尚、セルにマスクを配設する（施す）というときは、セルの開口端部をマスクが覆い、目封止材料が圧入されない状態にすることをいい、セルの開口端部の一部にマスクが配設されていても、そのマスクに孔が開いていて目封止材料がそのセルに圧入される状態になっている場合は、そのセルにはマスクが配設されていないことになる。マスクに孔を開けたときの「孔の開口面積」は、セルの開口面積に対して３０～１００％であることが、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、上記開口面積が４０～１００％であることが更に好ましく、５０～１００％であることが特に好ましい。

　次に、同様の方法により、未焼成のハニカム構造体１２の他方の端面に、所定のセル１５ａの開口端を覆うマスクを配設する。具体的には、未焼成のハニカム構造体１２の他方の端面に粘着フィルムを貼着し、画像処理を利用したレーザー加工等によって、残余のセル１５ｂに対応する所定の部位に孔を空ける。

　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、加熱することで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、未焼成のハニカム構造体の端面上で固定されるように、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と、この基材に積層配置される、アクリル系粘着材等からなる粘着層とを備えた粘着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、強度、孔の開け易さ等の観点から１０～１００μｍ程度が好ましい。

　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、上記レーザー照射（レーザーマーカー）により穿孔を形成する方法の他に、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（画像処理を利用したレーザー加工）が好ましい。

　本実施形態においては、一方の端面の残余のセル及び他方の端面の所定のセルにそれぞれマスキングをして、その後に、一方の端面の所定のセルに目封止をし、一方の端面のマスキングを剥がした後に他方の端面の残余のセルに目封止をするようにしているが、一方の端面の残余のセルにマスキングをして一方の端面の所定のセルに目封止をした後に、一方の端面のマスキングを剥がし、他方の端面の所定のセルにマスキングをして、他方の端面の残余のセルに目封止をするようにしてもよい。

（３）目封止工程：
　次に、ハニカム構造体のセルに目封止材料を圧入する目封止工程について説明する。図５Ａ～図５Ｄは、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の目封止工程を模式的に示す説明図である。まず、平面状の圧入面２３を有する圧入台２２を、貯留槽２１内に貯留されたスラリー状の目封止材料２５に、圧入面２３が上を向くようにして浸漬する（図５Ａ参照）。「圧入面２３が上を向く」とは、圧入面２３が目封止材料２５の液面２６と同じ方向を向くことである。

　貯留槽２１内に貯留するスラリー状の目封止材料（セラミックスラリー）２５としては、特に制限はないが、セラミック例えばコージェライトの粉末に、バインダや分散媒等を加えて混練したものを好適に用いることが出来る。セラミックの粉末の種類については特に制限はなく、例えば、上述した未焼成のハニカム構造体１２を押出し成形する成形原料に含まれるセラミックの粉末と同様のものを用いてもよいし、異なるものを用いてもよい。目封止材料は、セルへの浸入性とセル内端部付近でのスラリー保持の観点から、チキソトロピー性を有することが好ましい。目封止材料のスラリー濃度は、３０～６０体積％が好ましく、４０～５０体積％が更に好ましい。また、目封止材料のスラリー粘度は、２５℃において、１～１０００ｄＰａ・ｓが好ましく、５～５００ｄＰａ・ｓが更に好ましく、１０～１００ｄＰａ・ｓが特に好ましい。１ｄＰａ・ｓより低いと、流動性が高いため目封止材料がセル内に侵入し難くなることがあり、１０００ｄＰａ・ｓより高いと、硬くなるため目封止材料をセルに圧入し難くなることがある。粘度は、振動式粘度計により測定した値である。振動式粘度計としては、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。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。バインダとしては、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バインダを用いることが好ましい。この熱ゲル硬化性のバインダとしては、例えば、メチルセルロースを好適に用いることができる。

　貯留槽２１としては、特に限定されるものではなく、目封止を行うハニカム構造体の大きさに合わせて適宜その口径、深さを決定することができる。例えば、直径５～１００ｃｍ、深さ５～２０ｃｍの有底筒状の容器を用いることができる。底面の形状は、円形、楕円形、四角形等の多角形、その他不定形等いずれの形状でもよい。また、貯留槽２１の材質は、特に限定されないが、例えば、ステンレススチール、アルミニウム、ＭＣナイロン、ジュラコン等の合成樹脂等を挙げることができる。

　圧入台２２は、平面状の圧入面２３を有する部材である。その形状は特に限定されないが、例えば、一方の面（圧入面２３）が平面状の板状部材を用いることが好ましい。ここで、「平面状」というときは、平面度公差範囲５００μｍまでをいう。平面度公差範囲は、エスオーエル社製の「ＦｌａｔＭａｓｔｅｒ　ＦＭ４０」にて斜入射方式によりレーザー光を広げて測定した値である。また、目封止工程において、圧入台２２を目封止材料２５の液面２６から上に上昇させ、再び目封止材料２５内に浸漬する操作をする場合には、圧入台２２を目封止材料２５に浸漬するときに下面側に空気を巻き込み難くするために、下面側を、下面の中央部分を突き出させたコーン状（例えば、下面が円形の場合は円錐状）に形成することが好ましい。尚、目封止材料に空気が巻き込まれると、次に目封止部を形成するときに、空気の存在により目封止部が均一に形成されないことがあるため好ましくない。

　圧入台２２の大きさは、特に限定されず、ハニカム構造体１２の底面全体を圧入面２３に押圧できる大きさであればよい。また、圧入台２２の材質は、特に限定されず、ステンレススチール、アルミニウム、ＭＣナイロン、ジュラコン等の合成樹脂等を挙げることができる。

　圧入台２２は、圧入面２３が上を向くようにして目封止材料２５に浸漬する。圧入面２３が上を向くようにして圧入台２２を目封止材料２５に浸漬することにより、圧入面２３と目封止材料２５の液面２６とが平行になるため、圧入面２３上に存在する目封止材料の厚さ（高さ）が一定になり、ハニカム構造体のセルに目封止材料を圧入したときに、目封止部の深さを一定に保つことができる。

　圧入台２２は、支持棒２４によって外縁部分を支持することが好ましい。例えば、圧入台２２が四角形である場合には、四隅に一つずつ配設することが好ましい（図６参照）。ここで、図６は、図５Ｃの状態を上から見た平面図である。そして、支持棒２４は、昇降機（図示せず）に装着され、圧入台２２を昇降させ、所定の位置に停止させることができるように構成されていることが好ましい。また、圧入面２３を押圧しながらハニカム構造体１２を圧入台２２に載置するため、圧入台２２並びにこれを支える支持棒２４及び昇降機（図示せず）は、そのときの押圧力に耐え得る強度を有することが好ましい。支持棒２４は、このような強度を有する部材であれば、その材質、形状は特に限定されない。また、支持棒２４の形状は、ハニカム構造体の載置、取り出しの障害にならない形状であることが好ましい。

　圧入台２２を目封止材料２５に浸漬するときには、目封止材料２５を振動させて流動性を高めた状態で浸漬することが好ましい。目封止材料２５は高濃度スラリーであることが好ましいため、その場合、通常、振動状態では流動性が高くなるのに対し、静止状態では固まった状態となり、圧入台２２を浸漬し難いことがあるからである。目封止材料２５を振動させるためには、貯留槽２１を超音波発生装置、振動篩等を用いて振動させることが好ましい。振動条件はとくに限定されないが、鉛直方向上下に、振動数１～１，０００，０００Ｈｚ、振幅０．００１～５０ｍｍで振動させることが好ましい。

　次に、圧入台２２を、目封止材料２５を振動させながら、圧入面２３と目封止材料２５の液面２６との距離Ｄ１が「目封止ハニカム構造体」の目封止部の深さと同じになる位置に配置する（図５Ｂ参照）。ここで、「目封止ハニカム構造体」は、本実施形態の目封止ハニカム構造体の製造方法により「製造しようとする目封止ハニカム構造体」、すなわち「最終的に得られる目封止ハニカム構造体」を意味する。このとき、圧入面２３と目封止材料２５の液面２６とが平行になるように、圧入台２２を配置する。ここで、「圧入台２２を、圧入面２３と目封止材料２５の液面２６との距離Ｄ１が、目封止ハニカム構造体の目封止部の深さと同じになる位置に配置する」というときは、本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法により製造しようとする目封止ハニカム構造体において形成しようとする目封止部の深さと、圧入面２３と目封止材料２５の液面２６との距離Ｄ１とが同じ長さになるように、圧入台２２を目封止材料内に配置することをいう。圧入台を目封止材料内で移動させる場合も、圧入台を目封止材料に浸漬する場合と同様の理由により、また同様の条件で、目封止材料を振動させることが好ましい。

　圧入台の圧入面と目封止材料の液面とを平行にし、その距離を、製造しようとする目封止ハニカム構造体の目封止部の深さとすることにより、圧入面上に位置する目封止材料の層の厚さが、ハニカム構造体に配設しようとする目封止部の深さと同じになるため、ハニカム構造体を圧入面に押圧しながら圧入台に載置することにより、所望の深さの目封止部を形成することができる。そして、圧入面と目封止部の液面とを平行に維持することにより、圧入面上に位置する目封止材料の層の厚さが一定となるため、ハニカム構造体の端面全体に均一な深さの目封止部を形成することができる。このように、圧入台の配置を所望の位置に設定するだけで、所望の深さの目封止部を形成することができるため、極めて容易に均一な深さの目封止部をハニカム構造体に形成し、目封止ニカム構造体を作製することができる。圧入面と目封止材料の液面との距離は、作製する目封止ハニカム構造体によって適宜決定することができるが、例えば、１～１５ｍｍの範囲に設定することができる。また、目封止材料の液面を一定に保つために、目封止材料の液面を検知しながら、液面が低下したときに目封止材料を貯留槽に供給するようにすることが好ましい。例えば、液面計（図示せず）と連動した送液ポンプ（図示せず）及び目封止材料用タンク（図示せず）を備えることが好ましい。目封止材料の液面の調整は、圧入台の圧入面と目封止材料の液面との距離を、目封止ハニカム構造体の目封止部の深さに合わせる前であることが好ましい。

　次に、目封止材料２５の振動を停止した後に、ハニカム構造体１２を、一方の端面１２ａを圧入面２３に押圧しながら圧入台２２に載置して、目封止材料２５をセルの端部から圧入させる（図５Ｃ参照）。このとき、ハニカム構造体１２の一方の端面１２ａを目封止材料層２７の上から圧入面２３に押圧しながらハニカム構造体１２を圧入台２２に載置する。ここで、ハニカム構造体１２の一方の端面を目封止材料層２７の上から圧入面２３に押圧するとは、ハニカム構造体１２の端面を、目封止材料層２７を介して圧入面２３に押圧することであり、ハニカム構造体１２の一方の端面を目封止材料層２７の表面に接触させて、そのまま目封止材料層２７を下に向けて（圧入面２３側に向けて）押圧し、目封止材料をセルの端部から圧入させながらハニカム構造体１２の端面を圧入面２３に向かって移動させて圧入面２３に到達させることである。これにより、上述のように、圧入面と目封止部の液面とが平行に維持され、圧入面上に位置する目封止材料の層の厚さが一定となっているため、極めて容易に、ハニカム構造体の端面全体に均一な深さの目封止部を形成することができる。ハニカム構造体１２を移動、押圧等させる方法は、特に限定されないが、例えば、ハニカム構造体を把持するための把持部を有し、把持部を上下に移動可能であり下降時には押圧することが可能であり、更に水平面内の移動も可能である移動・押圧用装置等を使用することができる。移動・押圧用装置としては、移動機能と押圧機能とを併せ持った一つの装置であってもよいし、移動装置と押圧装置とを組み合わせて用いたものであってもよい。具体的には、例えば、移動装置としてロボット（例えば、安川電機社製のロボット）を用い、押圧装置としてシリンダー（例えば、ＳＭＣ社製のシリンダー）を用い、これら２つの装置を合わせて移動・押圧装置として使用することが好ましい。

　目封止材料２５を振動させた状態で、目封止材料２５をハニカム構造体１２のセルに圧入しようとすると、目封止材料２５の流動性が高いため、目封止材料２５がハニカム構造体の端面に押されて外周側に広がって逃げ易くなる。つまり、ハニカム構造体を圧入台に押圧しながら載置するに従ってハニカム構造体の端面と容器の底との間に挟まれた目封止材料２５がハニカム構造体の端面に押されて構造体の外側へ動いてしまうことになる。これに対し、目封止材料２５の振動を停止すると、目封止材料２５の流動性が小さくなるため、目封止材料２５の振動を停止して、目封止材料２５をハニカム構造体１２のセルに圧入することにより、目封止材料２５がハニカム構造体の端面に押されて外周側に逃げることを抑制できる。

　ハニカム構造体１２を、一方の端面１２ａを圧入面２３に押圧しながら圧入台２２に載置するときの、押圧する圧力は、ハニカム構造体に所定の目封止部を形成できれば特に限定されないが、例えば、１５～３１０ｋＰａが好ましく、３０～２５０ｋＰａが更に好ましい。１５ｋＰａより低いと、目封止材料がセル内に圧入され難くなることがあり、３１０ｋＰａより高いと、ハニカム構造体が破損したり、圧入台に不要な圧力をかけることになったりすることがある。また、ハニカム構造体１２の端面１２ａが、圧入面２３と平行になるようにして、端面１２ａを圧入面２３に押圧することが好ましい。

　次に、ハニカム構造体１２を圧入台２２から取り出す。ハニカム構造体１２を圧入台２２から取り出す方法としては、特に限定されるものではないが、ハニカム構造体１２を圧入台２２に載置して目封止材料２５をセルの端部に圧入させた後に、圧入台２２を、ハニカム構造体１２を載置した状態で目封止材料２５内から外に出し、ハニカム構造体１２を、端面１２ａが圧入面２３に接触した状態で圧入面２３に沿って横滑りさせながら、圧入台２２から取り出す方法が好ましい（図５Ｄ参照）。例えば、図５Ｄに示すように、圧入台２２を所定の位置まで上昇させて、ハニカム構造体１２を横滑りさせることが好ましい。ハニカム構造体１２を、圧入台２２から上方向に（横滑りさせないで）移動させることにより取り出すと、目封止部の端面が突出したり凹んだりすることがあり、均一な深さの目封止部を形成することができないことがあるが、上記のように、ハニカム構造体１２を横滑りさせながら圧入台２２から取り出すと、目封止部の端面が平らになり、均一な深さの目封止部を形成することが可能となる。

　圧入台２２を、ハニカム構造体１２を載置した状態で目封止材料２５内から外に出すときには、目封止材料２５の流動性が高いほうが出し易いため、目封止材料２５に振動を加えることが好ましい。また、圧入台２２を上昇させたときに、圧入台２２の底面部分が目封止材料２５に接触している状態で止めて、ハニカム構造体１２を横滑りさせて取り出すことが、圧入台２２と目封止材料２５との間に空気を巻き込まない点で好ましい。

　目封止部を形成したハニカム構造体を取り出した後、圧入台２２を、再び目封止材料２５を振動させながら目封止材料２５内に浸漬する。そして、次のハニカム構造体を目封止するため、圧入台２２を、再び所定の位置に配置する。このように、圧入台２２を、目封止材料２５に入れたり、目封止材料２５から出したりする操作を連続的に行いながら、目封止工程を行うため、圧入台２２を洗浄する必要がなく、生産効率を向上させることができる。

（４）目封止部乾燥工程：
　一方の端面１２ａ側における目封止工程を終えたら、次に、目封止材料２５を圧入して形成した目封止部を乾燥させる。この乾燥によって、これ以降の乾燥及び焼成の工程において、目封止材料２５は、その形状が変形しない程度に硬化する。目封止材料２５（目封止部）を乾燥させる手段としては、特に制限はないが、例えば、目封止材料を充填したハニカム構造体１２を、その一方の端面１２ａ側を下に向けた状態でホットプレートの上に載置して乾燥させる方法や、熱風を吹きつけて乾燥させる熱風乾燥、あるいはマイクロ波乾燥等、を採用することが出来る。目封止部の乾燥温度は、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、充分乾燥する為に時間が掛かり過ぎることがある。一方、３００℃超であると、ハニカム構造体が熱によって変質することがある。

（５）ハニカム構造体の他方の面の目封止工程、目封止乾燥工程：
　次に、一方の端面に配設していたマスキングを剥がして、ハニカム構造体１２の他方の端面において、上記方法と同様にして、マスキングされていない残余のセル１５ｂの開口端に、目封止材料２５を充填して目封止部を形成し、形成した目封止部を乾燥する。

（６）焼成工程：
　次に、両端面に目封止部を有するハニカム構造体を焼成し、目封止ハニカム構造体を得る。焼成する手段については特に制限はなく、従来公知の焼成方法、条件に準じて行うことが出来る。例えば、焼成（本焼成）する前に仮焼して、仮焼体を作製し、その後本焼成する方法が挙げられる。「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。尚、マスク１９は、焼成する際に焼成と同時に消失させるか、又は、焼成前に取り除いておくことが好ましい。

　以上のようにして得られた、図１に示すような目封止ハニカム構造体１は、その隔壁４の内表面及び／又はその隔壁の内部の気孔に触媒を担持させることにより、触媒装置として利用出来る。又、目封止ハニカム構造体１をＤＰＦとして用いる場合においても、隔壁４に捕捉された堆積物（粒子状物質）の燃焼を促進させるような機能を有する触媒を担持させることが好ましい。触媒としては、例えば、貴金属系のＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等や、非金属系のペロブスカイト型触媒等を好適例として挙げることが出来る。触媒を担持させる手段は、従来公知の触媒担持方法を採用出来る。

　次に、本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法の他の実施形態を説明する。図７Ａ～図７Ｄは、本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法の他の実施形態の目封止工程を模式的に示す説明図である。本実施形態の目封止ハニカム構造体の製造方法は、上述した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において、目封止材料２５に圧入台２２を浸漬する前、又は浸漬した後（図７Ａ参照）に、圧入面２３上に底無し筒状のスラリー保持具３１を載置し（図７Ｂ参照）、ハニカム構造体１２を、スラリー保持具３１内に配置されるように圧入台２２に載置する（図７Ｃ参照）方法である。そして、ハニカム構造体１２に目封止材料を圧入して、目封止部を形成した後に、ハニカム構造体１２を取り出すときには、スラリー保持具３１と共に取り出すことが好ましい（図７Ｄ参照）。目封止工程におけるその他の操作、及びその他の工程については、上述した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と同様である。ここで、底無し筒状とは、外周部分だけを有し、上面及び底面を有さない筒形状をいう。また、圧入面２３上に底無し筒状のスラリー保持具３１を載置するときは、筒形状のスラリー保持具３１の中心軸が圧入面２３に略直交するように載置する。

　スラリー保持具３１を圧入台２２に載置し、その筒形状の内側にハニカム構造体１２を載置するため、目封止材料２５をセル内に圧入するときに、目封止材料２５がスラリー保持具３１内に保持され、目封止材料２５がハニカム構造体１２の端面の外周側に広がって逃げてしまうことを、より効果的に防止することが可能となる。これにより、より精度良く、各セルに形成された目封止部の深さを均一な深さとすることが可能となる。スラリー保持具３１は、目封止材料２５を保持しておくために、圧入台２２に載置するときには、圧入台２２との間に目封止材料２５が挟まらないようにすることが好ましい。製造する目封止ハニカム構造体の目封止部の深さが１０ｍｍ以上である場合に、目封止部の深さを均一にするのがより困難になるが、スラリー保持部はこのような場合に特に有効である。

　スラリー保持具３１は、底無しの筒状であって、その筒形状の内側にハニカム構造体を載置できるものであれば特に制限はない。例えば、ハニカム構造体が円柱状であれば、円筒形であることが好ましく、ハニカム構造体が角柱状であれば、底面が同形状の筒形状であることが好ましい。

　底無し筒状のスラリー保持具３１は、その内周側に弾性部材３３を有し、ハニカム構造体をスラリー保持具内に配置したときにハニカム構造体が弾性部材に接触した状態となることが好ましい。例えば、外周側に底無し筒状の保持具本体３２を有し、その内周側にリング状の弾性部材３３が配設されて、全周に亘ってハニカム構造体と弾性部材とが接触していることが好ましい。そして、弾性部材３３は、その内径がハニカム構造体１２の外周径と同じか若干小さいことにより、ハニカム構造体１２の端部がスラリー保持具で保持された状態となることが好ましい。これにより、ハニカム構造体１２がスラリー保持具３１内で安定して載置され、ハニカム構造体を圧入台に載置するときに、ハニカム構造体１２とスラリー保持具３１との間から目封止材料が押し出されてくることを効果的に防止することができる。

　保持具本体３２は、圧入台２２に載置したときに、圧入面２３に接触する状態となって水平に載置されるように、軸方向に垂直な断面形状において、下端部側が尖った形状であることが好ましい（例えば、図７Ｂ参照）。

　弾性部材３３の材質は、弾性を有し、ハニカム構造体を保持できるものであれば特に限定されないが、例えば、合成ゴム（ＥＰＤＭやシリコーンゴム）等を挙げることができる。

　以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。

（実施例１）
（ハニカム構造体作製）
　セラミック原料としてアルミナ、カオリン及びタルクを混合したコージェライト原料を用い、バインダとしてメチルセルロースを用い、分散媒として水を用いた。セラミック原料１００質量部に対して、バインダ５質量部、分散媒２０質量部を混合し、混練して坏土を得た。得られた坏土を押出成形し、底面の直径１４．４ｃｍ、高さ１５．２ｃｍの円柱状のハニカム構造体を得た。得られたハニカム構造体のセル密度は３００セル／ｃｍ^２、隔壁厚さは０．３ｍｍとし、セルの、中心軸に直交する断面形状は正方形とした。

（マスキング）
　得られた未焼成のハニカム構造体の一方の端面に粘着フィルムを貼着した。粘着フィルムとしては、ポリエステル基材にアクリル系粘着剤を塗布したテープ（粘着力：５．３Ｎ／ｃｍ、厚さ：２５μｍ、商品名「マスキングテープ」、３Ｍ社製）を使用した。そして、画像処理を利用したレーザー加工によって、市松模様状に孔が形成されるように、所定のセルに対応する、粘着フィルムの所定の部位に孔を開け、残余のセルにマスキングを施した。そして、同様にして他方の端面の所定のセルにもマスキングを施した。

（目封止）
　目封止材料としては、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、でんぷん８質量部、水４０質量部を加えて混練して得られたスラリーを用いた。得られた目封止材料の粘度は、５０ｄＰａ・ｓ（２５℃）であった。目封止工程では、図５Ａ～図５Ｄに模式的に示す操作を行った。具体的には、底面の直径４０ｃｍ、高さ１０ｃｍの有底円筒状のステンレススチール製の貯留槽に、目封止材料を高さ５ｃｍの位置まで満たし、平面状の圧入面を有する長方形の圧入台（２０ｃｍ×２０ｃｍ、厚さ１ｃｍ）を、目封止材料に、圧入面と目封止材料の液面とが同じ方向（上方向）を向くようにして浸漬した（図５Ａ参照）。圧入台を目封止材料に浸漬するときには、目封止材料を振動させた（周波数６０Ｈｚ）。目封止材料の振動は、貯留槽に振動装置（ダルトン社製、商品名：振動ふるい）を取り付けて行った。また、圧入台は、その四隅を支持棒で支え、４本の支持棒を昇降装置で制御しながら圧入台を昇降させるようにした。

　次に、圧入台を、目封止材料を振動させながら、圧入面と目封止材料の液面との距離が３ｍｍとなる位置に配置した（図５Ｂ参照）。このとき、圧入面と目封止材料の液面とを平行にした。この圧入面と目封止材料の液面との距離３ｍｍが、製造される目封止ハニカム構造体の目封止部の深さとなる。

　次に、目封止材料の振動を停止した後に、ハニカム構造体を一方の端面を圧入面に押圧しながら圧入台に載置して、目封止材料をセルの端部から圧入させた（図５Ｃ参照）。ハニカム構造体の移動、押圧は、ハニカム構造体を把持するための把持部を有し、把持部を上下に移動可能であり下降時には押圧することが可能であり、更に水平面内の移動も可能である移動・押圧用装置（移動装置：安川電機社製、商品名；産業用ロボット、押圧装置：ＳＭＣ社製、商品名；エアシリンダ）を用いて行った。ハニカム構造体を圧入台に載置するときの、押圧の圧力は、１２５ｋＰａとした。

　ハニカム構造体を圧入台に載置して目封止材料をセルの端部に圧入させた後に、圧入台を、ハニカム構造体を載置した状態で目封止材料内から外に出し、ハニカム構造体を、端面が圧入面に接触した状態で圧入面に沿って横滑りさせながら、圧入台から取り出した（図５Ｄ参照）。圧入台を目封止材料内から外に出す操作は、目封止材料を振動させながら行った。

（目封止部の乾燥）
　端面に熱風を吹き付ける方法で目封止部を乾燥させた。乾燥条件は、１５０℃、２分とした。

（ハニカム構造体の他方の端面の目封止、目封止乾燥工程）
　ハニカム構造体の一方の端面に施したマスキングを除去し、ハニカム構造体の他方の端面において、上記方法と同様にして、残余のセルの開口端に目封止材料を充填して目封止部を形成し、形成した目封止部を乾燥させた。

（焼成）
　次に、目封止部を形成したハニカム構造体を焼成し、目封止ハニカム構造体を得た。焼成には、電気炉を用い、焼成条件は、１４１０～１４４０℃、５時間とした。以下に示す方法により、目封止部深さを測定し、目封止深さの均一性を算出した。その結果、目封止部深さは、平均値が３．１ｍｍで、標本標準偏差が０．４ｍｍであった。

（目封止部深さの均一性）
　ハイトゲージを用いた方法により、目封止部深さを測定し、その平均値及び標本標準偏差を算出することにより目封止部深さの均一性の評価を行った。平均値は、一方の端面に形成された目封止部の中から偏りなく１７箇所を選択して、深さを測定し、その平均を算出したものである。標本標準偏差は、上記平均値を算出した１７箇所の目封止深さについての標準偏差である。標本標準偏差が０．５ｍｍ以下の場合を合格とした。

（実施例２）
　目封止材料に圧入台を浸漬した後に、圧入面上に底無し筒状のスラリー保持具を載置し、ハニカム構造体を、スラリー保持具内に配置されるように圧入台に載置した以外は、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（図７Ａ～図７Ｄ参照）。

　スラリー保持具としては、内径１５．５ｃｍ、高さ６ｃｍ、厚さ１０ｍｍの底無し円筒状の保持具本体と、保持具本体の内周面に配設された内径１５ｃｍ、高さ５ｃｍ、厚さ５ｍｍの底無し円筒状の弾性部材とを備えたものを用いた。支持具本体の材質はＭＣナイロンとし、弾性部材の材質は、天然アメゴムとした。

　得られた目封止ハニカム構造体について、上記方法により、目封止部深さを測定し、目封止深さの均一性を算出した。その結果、目封止部深さは、平均値が３．０ｍｍで、標本標準偏差が０．３ｍｍであった。

（比較例１）
　目封止材の貯留槽に圧入台を設けず浸漬する以外は、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。得られた目封止ハニカム構造体について、上記方法により、目封止部深さを測定し、目封止深さの均一性を算出した。その結果、目封止部深さは、平均値が３．８ｍｍで、標本標準偏差が１．５ｍｍであった。

（比較例２）
　貯留槽及び圧入台を用いず、貯留槽の代わりに製品径同等サイズのオケ（桶）を用い、目封止材料をオケの底面に塗布し、ハニカム構造体を、一方の端面をオケの底面に押圧しながらオケに載置して、オケの底面に塗布された目封止材料をセルの端部から圧入させ、ハニカム構造体を垂直に取り出す以外は、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。得られた目封止ハニカム構造体について、上記方法により、目封止部深さを測定し、目封止深さの均一性を算出した。その結果、目封止部深さは、平均値が４．２ｍｍで、標本標準偏差が１．５ｍｍであった。

（比較例３）
　貯留槽の代わりに用いるオケとして、比較例２において使用したオケを洗浄することなく使用した以外は、比較例２と同様にして目封止ハニカム構造体を製造した。得られた目封止ハニカム構造体について、上記方法により、目封止部深さを測定し、目封止深さの均一性を算出した。その結果、目封止深さは、平均値が４．１ｍｍで、標本標準偏差が２．８ｍｍであった。

　本発明に係る目封止ハニカム構造体の製造方法は、触媒装置用の担体又はＤＰＦ等のフィルタとして用いられる目封止ハニカム構造体を作製する手段として好適に利用される。

Claims (4)

1. 　流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備えるハニカム構造体の前記セルの端部に、目封止部が形成され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、
   　平面状の圧入面を有する圧入台を、貯留槽内に貯留されたスラリー状の目封止材料に、前記圧入面が上を向いた状態で浸漬し、前記圧入台を、前記目封止材料を振動させながら、前記圧入面と前記目封止材料の液面との距離が前記目封止ハニカム構造体の目封止部の深さと同じになる位置に配置し、
   　前記目封止材料の振動を停止した後に、前記ハニカム構造体を一方の端面を前記圧入面に押圧しながら前記圧入台に載置して、前記目封止材料を前記セルの端部から圧入させた後、前記ハニカム構造体を前記圧入台から取り出す目封止工程を有する目封止ハニカム構造体の製造方法。
2. 　前記目封止工程が、前記ハニカム構造体を前記圧入台に載置して前記目封止材料を前記セルの端部に圧入させた後に、前記圧入台を、前記ハニカム構造体を載置した状態で目封止材料内から外に出し、
   　前記ハニカム構造体を、前記端面が前記圧入面に接触した状態で前記圧入面に沿って横滑りさせながら、前記圧入台から取り出す工程である請求項１に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
3. 　前記目封止材料に前記圧入台を浸漬する前、又は浸漬した後に、前記圧入面上に底無し筒状のスラリー保持具を載置し、前記ハニカム構造体を、前記スラリー保持具内に配置されるように前記圧入台に載置する請求項１又は２に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
4. 　前記底無し筒状のスラリー保持具が、その内周側に弾性部材を有し、前記ハニカム構造体を前記スラリー保持具内に配置したときに前記ハニカム構造体が前記弾性部材に接触した状態となる請求項３に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。

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