WO2012066916A1 - ハニカム構造体の製造方法 - Google Patents

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WO2012066916A1
WO2012066916A1 PCT/JP2011/074686 JP2011074686W WO2012066916A1 WO 2012066916 A1 WO2012066916 A1 WO 2012066916A1 JP 2011074686 W JP2011074686 W JP 2011074686W WO 2012066916 A1 WO2012066916 A1 WO 2012066916A1
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WO
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mask
honeycomb
holes
formed body
honeycomb formed
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PCT/JP2011/074686
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English (en)
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Inventor
正春 森
エイ キョウ
Original Assignee
住友化学株式会社
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Priority to EP11841833.4A priority patent/EP2641643A1/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B29D99/0089—Producing honeycomb structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/003—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles the shaping of preshaped articles, e.g. by bending
    • B28B11/006—Making hollow articles or partly closed articles
    • B28B11/007—Using a mask for plugging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/02—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for attaching appendages, e.g. handles, spouts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a honeycomb structure.
  • honeycomb filter structures have been widely known for DPF (Diesel particulate filter) and the like.
  • DPF Diesel particulate filter
  • a part of the through holes are sealed with a plugging material from one end face of the honeycomb formed body having a large number of through holes, and the remaining through holes are sealed from the other end face of the honeycomb formed body. It is manufactured by sealing with.
  • Patent Documents 1 and 2 describe a method of sealing a honeycomb formed body using a mask.
  • a honeycomb formed body is formed by extrusion molding, but the outer diameter of the obtained honeycomb formed body is not necessarily constant. Further, the outer diameter of the honeycomb formed body easily varies due to the occurrence of extrusion failure, changes in extrusion conditions, changes in constituent materials, and the like.
  • the sealing material sticks out or sticks to the outer wall of the honeycomb molded body at the time of sealing, or uneven injection of the sealing material or through holes to be sealed There is a sealing failure such that is not sealed.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, can flexibly cope with a change in the outer diameter of a honeycomb formed body having through holes to be sealed, hardly causes a sealing failure, and has a desired through hole sealed. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a honeycomb structure that can easily manufacture the honeycomb structure.
  • the present invention provides a mask having a plurality of openings on the end face of a cylindrical honeycomb molded body having a plurality of through holes, and each of the plurality of openings has a plurality of through holes in the honeycomb molded body.
  • a ring having an inner diameter substantially the same as the outer diameter of the honeycomb molded body is disposed on the outer surface of the honeycomb molded body on the surface opposite to the honeycomb molded body side of the mask.
  • a step of covering the opening of the mask positioned, a sealing material is supplied to the inside of the ring, and the sealing material is filled into the plurality of through holes of the honeycomb formed body through the opening of the mask.
  • a method of manufacturing a honeycomb structure having a process.
  • a ring having an inner diameter substantially the same as the outer diameter of the honeycomb formed body having through holes to be sealed is used in combination with the mask.
  • the sealing material protrudes at the time of sealing, the sealing material adheres to the outer wall of the honeycomb formed body, or the injection material is unevenly injected and the through-hole to be sealed Therefore, it is possible to suppress a sealing failure such that the honeycomb structure is not sealed, and it is possible to easily manufacture a honeycomb structure in which desired through holes are sealed.
  • the manufacturing cost of a ring with a simple structure is extremely low compared to a mask having a large number of openings, the manufacturing of a honeycomb structure is easier than the case where the mask itself is changed according to the change in the outer diameter of the honeycomb molded body. Cost can be lowered. Furthermore, since the ring can be manufactured easily and at a low cost, it is possible to prepare a large number of rings having different inner diameters and flexibly cope with changes in the outer diameter of the honeycomb formed body.
  • a step corresponding to the thickness of the ring is created.
  • the leakage (diffusion) of the sealing material supplied to the inside of the ring is suppressed, and the sealing material is not wasted, and the filling efficiency is improved.
  • the mask strength is improved by being reinforced with a ring, the mask body can be made thinner and lighter. For this reason, a resin plate or a resin film can be used for the mask body. Further, the front and back of the mask can be easily distinguished by the arrangement of the ring.
  • the peripheral edge of the mask is provided with openings in the same arrangement as the through holes of the honeycomb molded body, and the peripheral edge of the mask is the honeycomb molded body. It is preferable to arrange so that it may oppose the peripheral part.
  • the shape of the through holes in the vicinity of the side wall at the peripheral edge of the honeycomb formed body is affected by the side wall of the honeycomb formed body. Therefore, the through hole in the vicinity of the side wall of the honeycomb formed body may have a smaller opening cross-sectional area than the through hole formed in the central portion of the honeycomb formed body.
  • Such a cross-sectional shape of a through hole in the vicinity of the side wall of the honeycomb formed body and having a smaller opening cross-sectional area than the through hole formed in the central portion of the honeycomb formed body is expressed as an incomplete cross section. .
  • a mask in which the peripheral edge openings are provided in the same arrangement as the through-holes of the honeycomb molded body as described above Is preferably used. That is, the position of the opening in the peripheral portion of the mask and the position of the through hole in the peripheral portion of the honeycomb molded body all coincide with each other so that the through-hole having an incomplete cross section in the peripheral portion of the honeycomb molded body And all the through holes adjacent to this can be sealed.
  • the effect of the mask having the above-described array of openings at the periphery is effectively exhibited when used together with the above-described ring. That is, the opening at the peripheral edge of the mask is partially covered with a ring when sealing, but the inner diameter of the ring is substantially the same as the outer diameter of the honeycomb formed body, and therefore the ring is covered with the ring at the peripheral edge of the mask.
  • the shape of the non-opening is substantially the same as the cross-sectional shape of the through-hole having a shape with an incomplete cross section at the peripheral edge of the honeycomb formed body. Therefore, it becomes easy to seal the through-hole in the shape of an incomplete cross section in the peripheral part of the honeycomb formed body and the through-hole adjacent thereto.
  • the present invention it is possible to flexibly cope with a change in the outer diameter of a honeycomb formed body having through holes to be sealed, hardly cause poor sealing, and easily manufacture a honeycomb structure in which desired through holes are sealed.
  • the manufacturing method of the honeycomb structure which can be provided can be provided.
  • FIG. 1A is a perspective view of a honeycomb formed body to be sealed in a manufacturing method according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is an enlarged view of a portion A on the end surface of FIG.
  • FIG. 2A is a perspective view of a mask used in the manufacturing method according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 2B is an enlarged view of a portion B on the end surface of FIG. is there.
  • FIG. 3 is a perspective view of a ring used in the manufacturing method according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view showing an arrangement relationship of the honeycomb formed body, the mask, and the ring in the manufacturing method according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5A is a perspective view showing a state in which a mask and a ring are arranged on the end face of the honeycomb formed body in the manufacturing method according to the embodiment of the present invention, and FIG. It is an enlarged view of the part C of the end surface of a).
  • a honeycomb formed body 70 having through holes to be sealed is a cylindrical body in which a large number of through holes 71 extending in the Z direction are arranged substantially parallel to the Z direction.
  • the shape of the side wall 70c forming the side surface is a cylindrical shape, and as shown in FIG. 1B, a large number (for example, 100 or more) having a square cross-sectional shape in the central portion in the radial direction.
  • the standard shape through-hole 71a is provided, and the radially outermost peripheral portion has a plurality of special-shaped through-holes 71b whose cross-sectional shape is not square but incomplete.
  • the standard shape through-holes 71a are square configuration as viewed from the end surface 70e in the Z-axis direction, that is, the central axis of the standard shape through-holes 71a is located at the apexes of the squares, respectively.
  • a large number of adjacent sides are arranged in a matrix at the center of the end face 70e of the honeycomb formed body 70 so that the adjacent sides are parallel to each other.
  • the size of the square of the cross section of the standard shape through hole 71a can be, for example, 0.8 to 2.5 mm on a side, but in this embodiment, the size of the square and the cross sectional area of the standard shape through hole 71a are substantially the same. Identical.
  • the special-shaped through hole 71b corresponds to the incompletely shaped through hole described above.
  • a plurality of special-shaped through holes 71b are arranged along the side wall 70c of the honeycomb formed body 70, and are arranged so as to surround many standard-shaped through holes 71a. Since the special shape through hole 71b is partly formed by the side wall 70c, the cross-sectional shape is not a square and is not constant depending on the shape and position of the side wall 70c, and varies depending on the location. Yes. However, normally, any special shape through hole 71b has a smaller cross-sectional area than the standard shape through hole 71a.
  • the thickness of the partition wall 70w between the standard shape through holes 71a, between the special shape through holes 71b, and between the standard shape through holes 71a and the special shape through holes 71b is, for example, 0.05 to 0.5 mm. it can.
  • the thickness of the side wall 70c is preferably larger than the thickness of the partition wall 70w, and can be set to 0.1 to 3.0 mm, for example.
  • the length in the Z direction in which the through holes 71 of the honeycomb formed body 70 extend is not particularly limited, but may be, for example, 40 to 350 mm.
  • the outer diameter d1 of the honeycomb formed body 70 is not particularly limited, but may be, for example, 100 to 320 mm.
  • the outer diameter d1 of the honeycomb formed body 70 varies depending on various factors during manufacturing. For example, even when mass production of a honeycomb molded body having an outer diameter d1 of 160 mm, the outer diameter d1 varies in a range of about 154 to 166 mm ( ⁇ 3.8% with respect to the target value). Also, the outer diameter d1 varies when the extrusion conditions are changed or the constituent materials are changed.
  • the material of the honeycomb formed body 70 is not particularly limited, but a ceramic material is preferable from the viewpoint of high temperature resistance. Examples thereof include alumina, silica, mullite, cordierite, glass, oxides such as aluminum titanate, silicon carbide, silicon nitride, and metal.
  • the aluminum titanate can further contain magnesium and / or silicon.
  • Such a honeycomb formed body 70 is usually porous.
  • honeycomb formed body 70 may be a green formed body (unfired formed body) that becomes a ceramic material as described above by firing later.
  • a green molded object contains the inorganic compound source powder which is a ceramic raw material, organic binders, such as methylcellulose, and the additive added as needed.
  • the inorganic compound source powder includes an aluminum source powder such as ⁇ -alumina powder, and a titanium source powder such as anatase-type or rutile-type titania powder.
  • magnesium source powders such as magnesia powder and magnesia spinel powder and / or silicon source powders such as silicon oxide powder and glass frit can be included.
  • organic binder examples include celluloses such as methylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxyalkylmethylcellulose, and sodium carboxymethylcellulose; alcohols such as polyvinyl alcohol; and lignin sulfonate.
  • the additive examples include a pore-forming agent, a lubricant and a plasticizer, a dispersant, and a solvent.
  • pore-forming agents include carbon materials such as graphite; resins such as polyethylene, polypropylene and polymethyl methacrylate; plant materials such as starch, nut shells, walnut shells and corn; ice; and dry ice.
  • Lubricants and plasticizers include alcohols such as glycerin; higher fatty acids such as caprylic acid, lauric acid, palmitic acid, arachidic acid, oleic acid and stearic acid; metal stearates such as Al stearate, polyoxyalkylene alkyl Examples include ether.
  • dispersant examples include inorganic acids such as nitric acid, hydrochloric acid and sulfuric acid; organic acids such as oxalic acid, citric acid, acetic acid, malic acid and lactic acid; alcohols such as methanol, ethanol and propanol; ammonium polycarboxylate Surfactant etc. are mentioned.
  • solvent for example, alcohols such as methanol, ethanol, butanol and propanol; glycols such as propylene glycol, polypropylene glycol and ethylene glycol; and water can be used.
  • the honeycomb formed body 70 can be manufactured by extruding a raw material mixture obtained by mixing the above-described materials.
  • the extrusion molding can be obtained by extruding the raw material mixture from an extruder having an outlet opening corresponding to the cross-sectional shape of the partition wall 70w, drying as necessary, and cutting it into a desired length.
  • the mask 170 is a circular plate-like member and has a plurality of openings 171 penetrating in the thickness direction.
  • the material of the mask 170 is not specifically limited, For example, a metal and resin are mentioned.
  • the thickness of the mask is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 3.0 mm, for example.
  • the shape of the opening 171 is a square corresponding to the standard shape through hole 71a of the honeycomb formed body 70.
  • the openings 171 are arranged in a zigzag configuration in the central region R1 of the mask 170, and a plurality of through holes arranged in a square shape with the mask 170 positioned and arranged on the end face of the honeycomb molded body 70.
  • 71 it arrange
  • the openings 171 are finely arranged in the same arrangement as the through holes 71 of the honeycomb molded body 70 in the peripheral region R2 of the mask 170, and the mask 170 is positioned and arranged on the end face of the honeycomb molded body 70. In this state, the plurality of through holes 71 arranged in a square are arranged to face each other.
  • the shape of the opening 171 is not limited to a square, but is similar to the shape of the standard shape through hole 71a and smaller than that from the viewpoint of the filling property of the paste-like sealing material. Is preferred.
  • the diameter d3 of the central region R1 where the openings 171 are staggered is made smaller than the outer diameter d1 of the honeycomb formed body 70. This is because at least a part of the peripheral region R2 in which the openings 171 are densely arranged is opposed to the peripheral portion of the honeycomb formed body 70 so that all the special-shaped through holes 71b of the honeycomb formed body 70 can be easily sealed. . Further, in the mask 170, the diameter d4 of the entire region where the opening 171 including the peripheral region R2 where the openings 171 are densely formed is greater than or equal to the outer diameter d1 of the honeycomb formed body 70. Of the openings 171 arranged in the peripheral region R2, the openings 171 located outside the outer periphery of the honeycomb formed body 70 are covered with a ring during sealing so that the sealing material does not enter.
  • the opening 171 preferably has an opening area of 0.2 mm 2 or more and less than 90% of the opening area of the standard shape through hole 71a to be sealed by the opening 171.
  • the opening area of the opening 171 is preferably 0.2 mm 2 or more, and more preferably 0.25 mm 2 or more.
  • the sealing material can be removed from the predetermined through hole only by slightly shifting the position of the opening 171 and the opening position of the through hole 71. In some cases, it cannot be supplied into 71 and supplied to a nearby through hole 71 that should not be sealed.
  • the opening area of the opening 171 is preferably less than 80% and more preferably less than 60% of the opening area of the standard shape through hole 71a.
  • the opening diameter of the opening 171 changes in the thickness direction of the mask 170, for example, when the opening diameter is a tapered shape that gradually decreases toward the end face of the honeycomb formed body 70, the opening area referred to here is used.
  • the aspect ratio of the contour of the opening 171 is preferably 1.5 or less, and preferably 1.2 or less.
  • the aspect ratio of the contour is defined by the length of the long side / the length of the short side when the contour of the opening is surrounded by a rectangle (including a square) with a minimum area that circumscribes the opening.
  • the ring 270 is an annular plate member.
  • the material of the ring 270 is not particularly limited, and examples thereof include metals and resins.
  • the thickness of the ring 270 is not particularly limited, but is preferably 0.05 to 5.0 mm, for example.
  • the ring 270 is preferably fixed so as to be in close contact with the surface of the mask 170.
  • the method of fixing the ring 270 is not particularly limited, and for example, a method of fixing by adhesive bonding or an adhesive, a method of fixing using an adhesive tape, a method of fixing using a jig, or the like can be used. .
  • the inner diameter d5 of the ring 270 is substantially the same as the outer diameter d1 of the honeycomb formed body 70 having through holes to be sealed.
  • substantially the same means that the sealing material does not protrude outside the outer periphery of the honeycomb formed body 70 at the time of sealing, and the sealing material can be supplied to the through holes 71 to be sealed near the side walls of the honeycomb formed body 70.
  • the inner diameter d5 of the ring 270 and the outer diameter d1 of the honeycomb formed body 70 are the same.
  • the sealing material does not protrude outside the outer periphery of the honeycomb molded body 70 at the time of sealing, and the honeycomb A sealing material can be supplied to the through hole 71 to be sealed near the side wall of the molded body 70.
  • the difference between the inner diameter d5 of the ring 270 and the outer diameter d1 of the honeycomb formed body 70 is more preferably within 1.5 mm.
  • the ring 270 a plurality of rings having different inner diameters d5 are prepared, and an appropriate ring may be selected and used according to the outer diameter d1 of the honeycomb formed body 70 having the through holes to be sealed.
  • the outer diameter d6 of the ring 270 is not particularly limited, but is preferably not less than the diameter d4 of the entire region where the opening 171 of the mask 170 is formed, and is preferably not more than the outer diameter d2 of the mask 170.
  • FIG. 4 is a perspective view showing an arrangement relationship of the honeycomb formed body 70, the mask 170, and the ring 270.
  • FIG. FIG. 5A is a perspective view showing a state in which the mask 170 and the ring 270 are arranged on the end face of the honeycomb formed body 70 according to the arrangement relationship shown in FIG.
  • the positioning method of the mask 170 with respect to the honeycomb formed body 70 is not particularly limited. For example, the partition walls and through holes of the honeycomb formed body 70 are visually observed from the opening of the mask 170. You can do this while looking at the side walls.
  • the ring 270 may be disposed so that the inner periphery thereof coincides with the outer periphery of the honeycomb formed body 70.
  • the ring 270 may be fixed to the mask 170 and then disposed on the end face of the honeycomb formed body 70.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a portion C of the end face of (a) of FIG.
  • the diameter d3 of the central region R1 of the mask 170 smaller than the outer diameter d1 of the honeycomb formed body 70, that is, the inner diameter d5 of the ring 270, as shown in FIG.
  • At least a part of the peripheral region R ⁇ b> 2 in which are closely arranged is exposed without being covered by the ring 270. Since the exposed peripheral edge region R2 faces the peripheral edge of the honeycomb formed body 70, the special shape through hole 71b of the honeycomb formed body 70 is easily sealed.
  • a sealing material is supplied to the inside of the ring 270, and the sealing material is inserted into the through hole 71 of the honeycomb formed body 70 through the opening 171 of the mask 170.
  • the method for filling the through hole 71 with the sealing material is not particularly limited.
  • the sealing material supplied onto the mask 170 may be pushed into the through hole 71 through the opening 171 using a squeegee. You may push in with a piston.
  • the sealing material is not particularly limited as long as the end of the through hole 71 of the honeycomb formed body 70 can be closed, but is preferably liquid.
  • the sealing material can be exemplified by a slurry containing a ceramic material or a ceramic raw material, a binder, a lubricant, and a solvent.
  • Examples of the ceramic material include the constituent material of the above-mentioned honeycomb molded body and its raw material.
  • binder examples include celluloses such as methylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxyalkylmethylcellulose, and sodium carboxymethylcellulose; alcohols such as polyvinyl alcohol; and organic binders such as lignin sulfonate.
  • the amount of the binder used can be, for example, 0.1 to 10% by mass when the sealing material is 100% by mass.
  • Lubricants include alcohols such as glycerin, caprylic acid, lauric acid, palmitic acid, higher fatty acids such as alginate, oleic acid and stearic acid, stearic acid metal salts such as Al stearate, polyoxyalkylene alkyl ethers, etc. Can be mentioned.
  • the addition amount of the lubricant is usually 0 to 10% by mass, preferably 1 to 10% by mass, more preferably 1 to 5% by mass with respect to 100% by mass of the sealing material.
  • the solvent for example, alcohols such as methanol, ethanol, butanol and propanol; glycols such as propylene glycol, polypropylene glycol and ethylene glycol; and water can be used. Of these, water is preferable, and ion-exchanged water is more preferably used from the viewpoint of few impurities.
  • the amount of the solvent used can be, for example, 15 to 40% by mass when the sealing material is 100% by mass.
  • the mask used for sealing the second end face may be a mask having the same pattern as the mask 170 used for sealing the first end face.
  • the mask is arranged such that the opening 171 of the mask comes to a portion facing the through hole 71 that is not sealed on the first end face side of the central region R1.
  • the honeycomb formed body having a structure in which the through hole 71 sealed on the first end surface side is opened on the second end surface side, and the through hole 71 sealed on the second end surface side is opened on the first end surface side. can get.
  • the special-shaped through hole 71b at the peripheral edge of the honeycomb formed body and the standard-shaped through hole 71a in the vicinity thereof are sealed at both the first and second end surfaces.
  • honeycomb filter structure can be manufactured by drying and firing the honeycomb formed body 70 with the end portions of the through holes 71 sealed in this manner.
  • the obtained honeycomb structure can be processed into a desired shape by grinding or the like.
  • the arrangement of the standard shape through holes 71a of the honeycomb formed body 70 may not be a square arrangement, and may be a triangular arrangement, a staggered arrangement, or the like.
  • the number and positions of the openings 171 of the mask 170 can be changed in accordance with the arrangement of the standard shape through holes 71a and the special shape through holes 71b surrounding the standard shape through holes 71a.
  • the cross-sectional shape of the standard shape through hole 71a of the honeycomb formed body 70 may not be a square, and may be, for example, a rectangle, a triangle, a polygon, a circle, or the like. Moreover, these may be mixed.
  • the standard-shaped through-holes 71a of the honeycomb formed body 70 are circular and are arranged in an equilateral triangle, that is, even if the centers of the standard-shaped through-holes 71a are respectively arranged at the vertices of virtual equilateral triangles. Good.
  • the standard shape through-holes 71a may have different areas.
  • the outer shape of the mask 170 is not limited to a circle, and any shape is possible.
  • an ellipse, a polygon such as a rectangle, a triangle, or a hexagon can be taken.
  • regular polygons such as a square, a regular triangle, and a regular hexagon are preferable.
  • the outer shape of the ring 270 is not limited to a circle, and any shape similar to that of the mask 170 is possible. However, the inner peripheral shape of the ring 270 needs to match the outer shape of the honeycomb formed body 70.
  • the openings 171 in the peripheral region R2 of the mask 170 are not necessarily arranged finely, and may be arranged in a staggered manner similarly to the central region R1.
  • the honeycomb structure manufactured by the manufacturing method of the present invention includes, for example, exhaust gas filters used for exhaust gas purification of internal combustion engines such as diesel engines and gasoline engines, and filter filters used for filtering food and drink such as catalyst carriers and beer.
  • the present invention can be suitably applied to ceramic filters such as a selective permeation filter for selectively permeating gas components generated during petroleum refining, such as carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen, and oxygen.
  • the present invention it is possible to flexibly cope with a change in the outer diameter of a honeycomb formed body having through holes to be sealed, hardly cause a sealing failure, and easily form a honeycomb structure with desired through holes sealed. It is possible to provide a method for manufacturing a honeycomb structure that can be manufactured.
  • 70 ... honeycomb formed body 71 ... through hole, 71a ... standard shape through hole, 71b ... special shape through hole, 70c ... side wall, 70w ... partition wall, 170 ... mask, 171 ... opening, 270 ... ring.

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Abstract

　封口すべき貫通孔を有するハニカム成形体の外径変化に柔軟に対応でき、封口不良を生じることなく、所望の貫通孔が封口されたハニカム構造体を容易に製造できるハニカム構造体の製造方法を提供する。複数の貫通孔７１を有する円柱状のハニカム成形体７０の端面に、複数の開口１７１を有するマスク１７０を、複数の開口１７１がそれぞれハニカム成形体７０の複数の貫通孔７１と対向するように配置し、マスク１７０のハニカム成形体７０側とは反対側の面に、ハニカム成形体７０の外径と略同一の内径を有するリング２７０を、ハニカム成形体７０の外周より外側に位置するマスク１７０の開口１７１を覆うように配置する工程と、リング２７０の内側に封口材を供給し、マスク１７０の開口１７１を介してハニカム成形体７０の貫通孔７１に封口材を充填する工程と、を有するハニカム構造体の製造方法。

Description

ハニカム構造体の製造方法
　本発明は、ハニカム構造体の製造方法に関する。
　従来より、ハニカムフィルタ構造体が、ＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ　ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　ｆｉｌｔｅｒ）用等として広く知られている。このハニカムフィルタ構造体は、多数の貫通孔を有するハニカム成形体の一端面から一部の貫通孔を封口材（ｐｌｕｇｇｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌ）で封じると共に、ハニカム成形体の他端面から残りの貫通孔を封口材で封じることにより製造される。
　ハニカム成形体の端面の所望の貫通孔のみを封口材により封じる際に、封口すべき貫通孔に対応する箇所に開口が設けられたマスクを使用する。下記特許文献１，２には、マスクを用いてハニカム成形体を封口する方法が記載されている。
特開２００４－２９０７６６号公報 特開２００８－１３２７４９号公報
　一般的にハニカム成形体は押出成形により形成されるが、得られるハニカム成形体の外径は必ずしも一定ではない。また、ハニカム成形体の外径は、押出不良の発生、押出条件の変化、構成材料の変化等によって、容易に変動する。封口すべき貫通孔を有するハニカム成形体の外径が変化すると、封口時に、封口材のはみ出しやハニカム成形体の外壁への封口材の付着、或いは、封口材の注入ムラや封口すべき貫通孔が封口されないといった封口不良が生じる。
　本発明は上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、封口すべき貫通孔を有するハニカム成形体の外径変化に柔軟に対応でき、封口不良が生じにくく、所望の貫通孔が封口されたハニカム構造体を容易に製造することができるハニカム構造体の製造方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明は、複数の貫通孔を有する円柱状のハニカム成形体の端面に、複数の開口を有するマスクを、上記複数の開口がそれぞれ上記ハニカム成形体の複数の貫通孔と対向するように配置し、上記マスクの上記ハニカム成形体側とは反対側の面に、上記ハニカム成形体の外径と略同一の内径を有するリングを、上記ハニカム成形体の外周より外側に位置する上記マスクの開口を覆うように配置する工程と、上記リングの内側に封口材を供給し、上記マスクの開口を介して上記ハニカム成形体の上記複数の貫通孔に上記封口材を充填する工程と、を有するハニカム構造体の製造方法を提供する。
　上記方法によれば、封口時に、封口すべき貫通孔を有するハニカム成形体の外径と略同一の内径を有するリングをマスクと組み合わせて用いる。これにより、使用するリングの形状を選択することで、ハニカム成形体の外径変化に対応することが可能となる。そのため、ハニカム成形体の外径変化に応じてマスクを変更する必要はない。上記方法では、使用するリングの内径を調整することによって、封口時の封口材のはみ出しやハニカム成形体の外壁への封口材の付着、或いは、封口材の注入ムラの発生や封口すべき貫通孔が封口されないといった封口不良を抑制することができ、所望の貫通孔が封口されたハニカム構造体を容易に製造することができる。
　また、多数の開口を有するマスクに比べ、簡易な構造であるリングは製造コストが極めて低いため、ハニカム成形体の外径変化に応じてマスク自体を変える場合と比較して、ハニカム構造体の製造コストを低くすることができる。さらに、リングは容易に且つ低コストで作製できるため、内径の異なる多数のリングを用意しておくことが可能であり、ハニカム成形体の外径変化に柔軟に対応することができる。
　また、マスク上にリングを配置すると、リングの厚み分の段差ができる。この段差により、リングの内側に供給された封口材の漏れ（拡散）が抑制されて封口材の無駄がなくなり、充填効率が高まるという効果が得られる。さらに、マスク強度がリングで補強されることで向上するため、マスク本体を薄く軽量化できる。このため、樹脂板や樹脂フィルムをマスク本体に用いることができる。また、リングの配置によりマスクの表裏判別が容易となる。
　また、本発明の製造方法において、上記マスクの周縁部には、上記ハニカム成形体の貫通孔と同じ配列で開口が設けられており、上記マスクを、上記マスクの上記周縁部が上記ハニカム成形体の周縁部と対向するように配置することが好ましい。
　ハニカム成形体が有する多数の貫通孔の内、ハニカム成形体の周縁部における側壁の近傍の貫通孔の形状は、ハニカム成形体の側壁の影響を受ける。したがって、ハニカム成形体の側壁の近傍の貫通孔は、ハニカム成形体の中央部に形成される貫通孔よりも開口の断面積が小さくなる場合がある。このような、ハニカム成形体の側壁近傍にあって、ハニカム成形体の中央部に形成される貫通孔よりも開口の断面積が小さい貫通孔の断面形状を、断面が不完全な形状と表現する。このような断面が不完全な形状の貫通孔及びこれに隣接する貫通孔を完全に封口するのに、上記のように周縁部の開口がハニカム成形体の貫通孔と同じ配列で設けられたマスクを用いることが好ましい。すなわち、マスクの周縁部の開口の位置と、ハニカム成形体の周縁部の貫通孔の位置とが全て一致していることで、ハニカム成形体の周縁部にある断面が不完全な形状の貫通孔及びこれに隣接する貫通孔を全て封口することができる。
　また、上述した配列の開口を周縁部に有するマスクは、上述したリングと併用されることで、その効果が有効に発現する。すなわち、封口時にマスクの周縁部の開口は部分的にリングで覆われることになるが、リングの内径がハニカム成形体の外径と略同一であるため、マスクの周縁部においてリングに覆われていない開口の形状が、ハニカム成形体の周縁部にある断面が不完全な形状の貫通孔の断面形状と略同一となる。そのため、ハニカム成形体の周縁部にある断面が不完全な形状の貫通孔及びこれに隣接する貫通孔を封口しやすくなる。さらに、マスクの周縁部の開口の形状を、予めハニカム成形体の断面が不完全な貫通孔の形状に合うよう加工しておく必要がなく、また、ハニカム成形体の外径が変動しても、リングの選択によって上記効果を常に得ることができる。
　本発明によれば、封口すべき貫通孔を有するハニカム成形体の外径変化に柔軟に対応でき、封口不良が生じにくく、所望の貫通孔が封口されたハニカム構造体を容易に製造することができるハニカム構造体の製造方法を提供することができる。
図１の（ａ）は、本発明の一実施形態にかかる製造方法において封口するハニカム成形体の斜視図、図１の（ｂ）は、図１の（ａ）の端面のＡの部分の拡大図である。 図２の（ａ）は、本発明の一実施形態にかかる製造方法において使用するマスクの斜視図、図２の（ｂ）は、図２の（ａ）の端面のＢの部分の拡大図である。 図３は、本発明の一実施形態にかかる製造方法において使用するリングの斜視図である。 図４は、本発明の一実施形態にかかる製造方法におけるハニカム成形体、マスク及びリングの配置関係を示す斜視図である。 図５の（ａ）は、本発明の一実施形態にかかる製造方法において、ハニカム成形体の端面にマスク及びリングを配置した状態を示す斜視図、図５の（ｂ）は、図５の（ａ）の端面のＣの部分の拡大図である。
　以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当部分には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
　図１の（ａ）に示すように、封口すべき貫通孔を有するハニカム成形体７０は、Ｚ方向に伸びる多数の貫通孔７１がＺ方向に対して略平行に配置された円柱体である。ハニカム成形体７０は、側面を形成する側壁７０ｃの形状が円筒状であり、図１の（ｂ）に示すように、径方向中央部には断面形状が正方形の多数の（例えば、１００個以上の）標準形状貫通孔７１ａを有し、径方向最外周部には断面形状が正方形ではなく不完全な形状である複数の特殊形状貫通孔７１ｂを有する。
　標準形状貫通孔７１ａは、ハニカム成形体７０において、Ｚ軸方向の端面７０ｅから見て、正方形配置（ｓｑｕａｒｅ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）、すなわち、標準形状貫通孔７１ａの中心軸が、正方形の頂点にそれぞれ位置しかつ隣接する辺同士が平行となるようにハニカム成形体７０の端面７０ｅにおける中央部にマトリクス状に多数配置されている。標準形状貫通孔７１ａの断面の正方形のサイズは、例えば、一辺０．８～２．５ｍｍとすることができるが、本実施形態では、標準形状貫通孔７１ａの正方形のサイズ及び断面積は互いに略同一とされている。
　特殊形状貫通孔７１ｂは、上記した不完全な形状の貫通孔に相当するものである。特殊形状貫通穴７１ｂは、ハニカム成形体７０の側壁７０ｃに沿って複数配置されており、多数の標準形状貫通孔７１ａを取り囲むように配置されている。特殊形状貫通孔７１ｂは、その一部が側壁７０ｃにより形成されているため、その断面形状は、正方形でないことに加え、側壁７０ｃの形状や位置に依存して互いに一定ではなく、場所によって異なっている。しかしながら、通常は、いずれの特殊形状貫通孔７１ｂも、その断面積は標準形状貫通孔７１ａよりも小さい。
　標準形状貫通孔７１ａ間、特殊形状貫通孔７１ｂ間、及び、標準形状貫通孔７１ａと特殊形状貫通孔７１ｂとの間の隔壁７０ｗの厚みは、例えば、０．０５～０．５ｍｍとすることができる。また、側壁７０ｃの厚みは、隔壁７０ｗの厚みよりも厚いことが好ましく、例えば、０．１～３．０ｍｍとすることができる。
　図１の（ａ）において、ハニカム成形体７０の貫通孔７１が延びるＺ方向の長さは特に限定されないが、例えば、４０～３５０ｍｍとすることができる。
　ハニカム成形体７０の外径ｄ１は特に限定されないが、例えば、１００～３２０ｍｍとすることできる。ハニカム成形体７０の外径ｄ１は、その製造時の様々な要因により変動する。例えば、外径ｄ１が１６０ｍｍのハニカム成形体を量産しようとした場合であっても、１５４～１６６ｍｍ（目標値に対して±３．８％）程度の範囲で外径ｄ１がばらつく。また、押出条件を変えたり、構成材料を変えたりした場合にも、外径ｄ１は変動する。
　ハニカム成形体７０の材料は特に限定されないが、高温耐性の観点から、セラミクス材料が好ましい。例えば、アルミナ、シリカ、ムライト、コーディエライト、ガラス、チタン酸アルミニウム等の酸化物、シリコンカーバイド、窒化珪素、金属等が挙げられる。なお、チタン酸アルミニウムは、さらに、マグネシウム及び／又はケイ素を含むことができる。このようなハニカム成形体７０は通常多孔質である。
　また、ハニカム成形体７０は、後で焼成することにより上述のようなセラミック材料となるグリーン成形体（未焼成成形体）であってもよい。グリーン成形体は、セラミクス原料である無機化合物源粉末、及び、メチルセルロース等の有機バインダ、及び、必要に応じて添加される添加剤を含む。
　例えば、チタン酸アルミニウムのグリーン成形体の場合、無機化合物源粉末は、αアルミナ粉等のアルミニウム源粉末、及び、アナターゼ型やルチル型のチタニア粉末等のチタニウム源粉末を含み、必要に応じて、さらに、マグネシア粉末やマグネシアスピネル粉末等のマグネシウム源粉末及び／又は、酸化ケイ素粉末やガラスフリット等のケイ素源粉末を含むことができる。
　有機バインダとしては、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロースなどのセルロース類；ポリビニルアルコールなどのアルコール類；リグニンスルホン酸塩を例示できる。
　添加物としては、例えば、造孔剤（ｐｏｒｅ－ｆｏｒｍｉｎｇ　ａｇｅｎｔ）、潤滑剤および可塑剤、分散剤、溶媒が挙げられる。
　造孔剤としては、グラファイト等の炭素材；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル等の樹脂類；でんぷん、ナッツ殻、クルミ殻、コーンなどの植物材料；氷；およびドライアイス等などが挙げられる。
　潤滑剤および可塑剤としては、グリセリンなどのアルコール類；カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラキジン酸、オレイン酸、ステアリン酸などの高級脂肪酸；ステアリン酸Ａｌなどのステアリン酸金属塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルなどが挙げられる。
　分散剤としては、たとえば、硝酸、塩酸、硫酸などの無機酸；シュウ酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、乳酸などの有機酸；メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類；ポリカルボン酸アンモニウムなどの界面活性剤などが挙げられる。
　溶媒としては、たとえば、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノールなどのアルコール類；プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールなどのグリコール類；および水などを用いることができる。
　ハニカム成形体７０は、上述した材料を混合した原料混合物を押出成形することにより作製することができる。押出成形は、原料混合物を隔壁７０ｗの断面形状に対応する出口開口を有する押出機から押し出し、必要に応じて乾燥をし、所望の長さに切ることにより得ることができる。
　図２の（ａ）及び（ｂ）に示すマスク１７０は、図１に示すハニカム成形体７０の所望の貫通孔７１を封口するのに使用されるものである。マスク１７０は、円形の板状部材であり、厚さ方向に貫通する開口１７１を複数有する。なお、マスク１７０の材料は特に限定されず、例えば、金属や樹脂が挙げられる。マスクの厚みは特に限定されないが、例えば、０．１～３．０ｍｍが好ましい。
　開口１７１の形状は、ハニカム成形体７０の標準形状貫通孔７１ａに対応する正方形である。開口１７１は、マスク１７０の中央部領域Ｒ１では千鳥配置（ｚｉｇｚａｇ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）されており、マスク１７０がハニカム成形体７０の端面上に位置決めして配置された状態で、正方形配置された複数の貫通孔７１のうち、互いに上下左右に隣接しない関係にある複数の貫通孔７１のみに対向して配置される。開口１７１は、マスク１７０の周縁部領域Ｒ２ではハニカム成形体７０の貫通孔７１と同じ配列で細密配置（ｍｉｎｕｔｅ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）されており、マスク１７０がハニカム成形体７０の端面上に位置決めして配置された状態で、正方形配置された複数の貫通孔７１のそれぞれに対向して配置される。なお、開口１７１の形状は、正方形に限定されるものではないが、ペースト状の封口材の充填性の観点から、標準形状貫通孔７１ａの形状と相似でかつ、これよりも小さい形状であることが好ましい。
　マスク１７０において、開口１７１が千鳥配置される中央部領域Ｒ１の直径ｄ３は、ハニカム成形体７０の外径ｄ１よりも小さくする。これは、開口１７１が細密配置される周縁部領域Ｒ２の少なくとも一部をハニカム成形体７０の周縁部と対向させ、ハニカム成形体７０の特殊形状貫通孔７１ｂの全てを封口し易くするためである。また、マスク１７０において、開口１７１が細密配置される周縁部領域Ｒ２も含む開口１７１が形成されている全領域の直径ｄ４は、ハニカム成形体７０の外径ｄ１以上である。周縁部領域Ｒ２に配置された開口１７１の内、ハニカム成形体７０の外周より外側に位置する開口１７１は、封口材が入り込まないように、封口時にはリングで覆われる。
　開口１７１は、開口面積が０．２ｍｍ２以上であり且つ開口１７１によって封口すべき標準形状貫通孔７１ａの開口面積の９０％未満であることが好ましい。開口１７１の開口面積が０．２ｍｍ２未満であると、封口材が開口１７１を通過しにくくなり、所定量の封口材を貫通孔７１内に供給できない場合がある。開口１７１の開口面積は、０．２ｍｍ２以上であることが好ましく、０．２５ｍｍ２以上であることがより好ましい。
　他方、開口１７１の開口面積が標準形状貫通孔７１ａの開口面積の９０％以上であると、開口１７１の位置と貫通孔７１の開口の位置が少しずれただけで、封口材を所定の貫通孔７１内に供給できず、封口すべきでない近傍の貫通孔７１に供給する場合がある。開口１７１の開口面積は、標準形状貫通孔７１ａの開口面積の８０％未満であることが好ましく、６０％未満であることがより好ましい。
　なお、開口１７１の開口径がマスク１７０の厚さ方向に変化する場合、例えば、開口径がハニカム成形体７０の端面に近づくほど徐々に小さくなるテーパ形状の場合等には、ここでいう開口面積とはハニカム成形体７０の端面と当接する側のマスク１７０の表面における開口１７１の開口面積を意味する。
　開口１７１の輪郭のアスペクト比は１．５以下であることが好ましく、１．２以下であることが好ましい。輪郭のアスペクト比とは、開口の輪郭を、外接する最小面積の長方形（正方形含む）で囲んだ場合の、長辺長さ／短辺長さで定義される。
　図３に示すリング２７０は、封口時にハニカム成形体７０の外周より外側に位置するマスク１７０の開口１７１を覆うようにマスク１７０上に配置される。リング２７０は、円環形の板状部材である。リング２７０の材料は特に限定されず、例えば、金属や樹脂が挙げられる。リング２７０の厚みは特に限定されないが、例えば、０．０５～５．０ｍｍが好ましい。
　リング２７０は、マスク１７０の表面に密着するように固定することが好ましい。リング２７０の固定方法は特に限定されず、例えば、接着剤や粘着剤による粘接着で固定する方法、粘着テープを用いて固定する方法、治具を用いて固定する方法等を用いることができる。
　リング２７０の内径ｄ５は、封口すべき貫通孔を有するハニカム成形体７０の外径ｄ１と略同一とする。ここで、略同一とは、封口時に封口材がハニカム成形体７０の外周よりも外側にはみ出さず、且つ、ハニカム成形体７０の側壁近傍の封口すべき貫通孔７１に封口材を供給できる程度に、リング２７０の内径ｄ５とハニカム成形体７０の外径ｄ１とが一致していることを意味する。例えば、リング２７０の内径ｄ５とハニカム成形体７０の外径ｄ１との差が２．５ｍｍ以内であれば、封口時に封口材がハニカム成形体７０の外周よりも外側にはみ出さず、且つ、ハニカム成形体７０の側壁近傍の封口すべき貫通孔７１に封口材を供給できる。同様の理由により、リング２７０の内径ｄ５とハニカム成形体７０の外径ｄ１との差は、１．５ｍｍ以内がより好ましい。リング２７０は、内径ｄ５が異なるリングを複数用意しておき、封口すべき貫通孔を有するハニカム成形体７０の外径ｄ１に応じて適切なリングを選択して使用すればよい。
　リング２７０の外径ｄ６は特に限定されないが、マスク１７０の開口１７１が形成されている全領域の直径ｄ４以上であることが好ましく、マスク１７０の外径ｄ２以下であることが好ましい。
　図４は、ハニカム成形体７０、マスク１７０及びリング２７０の配置関係を示す斜視図である。また、図５の（ａ）は、図４に示した配置関係により、ハニカム成形体７０の端面にマスク１７０及びリング２７０を配置した状態を示す斜視図である。ハニカム成形体７０の端面にマスク１７０を配置する際に、ハニカム成形体７０に対するマスク１７０の位置決め方法は特に限定されず、例えば、マスク１７０の開口から目視等によりハニカム成形体７０の隔壁、貫通孔、側壁等を見ながら行えばよい。また、リング２７０は、その内周とハニカム成形体７０の外周とが一致するように配置すればよい。なお、リング２７０をマスク１７０に固定してから、それらをハニカム成形体７０の端面に配置してもよい。
　図５の（ｂ）は、図５の（ａ）の端面のＣの部分の拡大図である。マスク１７０の中央部領域Ｒ１の直径ｄ３を、ハニカム成形体７０の外径ｄ１、すなわちリング２７０の内径ｄ５よりも小さくすることで、図５の（ｂ）に示すように、マスク１７０の開口１７１が細密配置される周縁部領域Ｒ２の少なくとも一部が、リング２７０に覆われずに露出する。この露出した周縁部領域Ｒ２がハニカム成形体７０の周縁部と対向するため、ハニカム成形体７０の特殊形状貫通孔７１ｂが封口し易くなる。
　上記のようにハニカム成形体７０、マスク１７０及びリング２７０を配置した状態で、リング２７０の内側に封口材を供給し、マスク１７０の開口１７１を介してハニカム成形体７０の貫通孔７１に封口材を充填する。封口材を貫通孔７１に充填する方法は特に限定されず、例えば、マスク１７０上に供給した封口材を、スキージ（ｓｑｕｅｅｇｅｅ）を用いて開口１７１を介して貫通孔７１内に押し込んでもよいし、ピストンにより押し込んでもよい。
　封口材は、ハニカム成形体７０の貫通孔７１の端部を閉鎖できるものであれば特に限定されないが、液状であることが好ましい。例えば、封口材として、セラミクス材料又はセラミクス原料と、バインダと、潤滑剤と、溶媒とを含むスラリーが例示できる。
　セラミクス材料としては、上述のハニカム成形体の構成材料や、その原料が挙げられる。
　バインダとしては、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロースなどのセルロース類；ポリビニルアルコールなどのアルコール類；リグニンスルホン酸塩等の有機バインダを例示できる。バインダの使用量は、封口材を１００質量％とした時、例えば、０．１～１０質量％とすることができる。
　潤滑剤としては、グリセリンなどのアルコール類、カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラギン酸、オレイン酸、ステアリン酸などの高級脂肪酸、ステアリン酸Ａｌ等のステアリン酸金属塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルなどが挙げられる。潤滑剤の添加量は、封口材の１００質量％に対して、通常、０～１０質量％であり、好ましくは１～１０質量％、より好ましくは１～５質量％である。
　溶媒としては、たとえば、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノールなどのアルコール類；プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールなどのグリコール類；および水などを用いることができる。なかでも、水が好ましく、不純物が少ない点で、より好ましくはイオン交換水が用いられる。溶媒の使用量は、封口材を１００質量％とした時、例えば、１５～４０質量％とすることができる。
　上記の方法でハニカム成形体７０の一方の端面（第一端面）の封口を行った後、反対側の端面（第二端面）に対しても同様の方法で封口を行う。このとき、第二端面の封口に使用するマスクは、第一端面の封口に使用したマスク１７０と同一パターンのマスクを用いればよい。第二端面において、マスクは、中央部領域Ｒ１の第一端面側で封口されていない貫通孔７１に対向する部分にマスクの開口１７１がくるように配置される。これにより、第一端面側で封口された貫通孔７１が第二端面側で開いており、第二端面側で封口された貫通孔７１が第一端面側で開いた構造を有するハニカム成形体が得られる。このハニカム成形体の周縁部の特殊形状貫通孔７１ｂ及び場合によってその近傍の標準形状貫通孔７１ａは、第一及び第二端面の両方で封口される。
　そして、このようにして貫通孔７１の端部が封口されたハニカム成形体７０を乾燥、焼成等することにより、ハニカム構造体（ハニカムフィルタ構造体）を製造することが出来る。得られたハニカム構造体は、研削加工等により、所望の形状に加工することもできる。
　以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、さまざまな変形態様が可能である。例えば、ハニカム成形体７０の標準形状貫通孔７１ａの配置は、正方形配置でなくてもよく、例えば、３角配置、千鳥配置等でも構わない。この場合、標準形状貫通孔７１ａ、及び、これを取り囲む特殊形状貫通孔７１ｂの配置に合わせて、マスク１７０の開口１７１の数や位置も変更することができる。
　また、ハニカム成形体７０の標準形状貫通孔７１ａの断面形状は、正方形でなくてもよく、例えば、長方形、三角形、多角形、円形等でもよい。また、これらが混在していても構わない。例えば、ハニカム成形体７０の標準形状貫通孔７１ａが円形であり、これらが正三角形配列されている、すなわち、標準形状貫通孔７１ａの中心が仮想的な正三角形の頂点にそれぞれ配置されていてもよい。また、標準形状貫通孔７１ａに、面積が異なるものが混在していてもよい。
　また、マスク１７０の外形形状は、円に限定されず、任意の形状が可能である。例えば、楕円や、矩形、三角形、六角形等の多角形を取ることができる。特に、正方形、正三角形、正六角形等の正多角形が好ましい。
　同様に、リング２７０の外形形状も円に限定されず、マスク１７０と同様の任意の形状が可能である。但し、リング２７０の内周の形状は、ハニカム成形体７０の外形形状と一致させる必要がある。
　また、マスク１７０の周縁部領域Ｒ２の開口１７１は、必ずしも細密配置にする必要はなく、中央部領域Ｒ１と同様に千鳥配置としてもよい。
　本発明の製造方法により製造されたハニカム構造体は、たとえば、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジンなどの内燃機関の排気ガス浄化に用いられる排ガスフィルターや、触媒担体、ビールなどの飲食物の濾過に用いる濾過フィルター、石油精製時に生じるガス成分、たとえば一酸化炭素、二酸化炭素、窒素、酸素などを選択的に透過させるための選択透過フィルターなどのセラミックスフィルターなどに好適に適用することができる。
　以上説明した通り、本発明によれば、封口すべき貫通孔を有するハニカム成形体の外径変化に柔軟に対応でき、封口不良が生じにくく、所望の貫通孔が封口されたハニカム構造体を容易に製造することができるハニカム構造体の製造方法を提供することができる。
　７０…ハニカム成形体、７１…貫通孔、７１ａ…標準形状貫通孔、７１ｂ…特殊形状貫通孔、７０ｃ…側壁、７０ｗ…隔壁、１７０…マスク、１７１…開口、２７０…リング。

Claims (2)

  1. 　複数の貫通孔を有する円柱状のハニカム成形体の端面に、複数の開口を有するマスクを、前記複数の開口がそれぞれ前記ハニカム成形体の複数の貫通孔と対向するように配置し、前記マスクの前記ハニカム成形体側とは反対側の面に、前記ハニカム成形体の外径と略同一の内径を有するリングを、前記ハニカム成形体の外周より外側に位置する前記マスクの開口を覆うように配置する工程と、
    　前記リングの内側に封口材を供給し、前記マスクの開口を介して前記ハニカム成形体の貫通孔に前記封口材を充填する工程と、
    を有するハニカム構造体の製造方法。
  2. 　前記マスクの周縁部には、前記ハニカム成形体の貫通孔と同じ配列で開口が設けられており、前記マスクを、前記マスクの前記周縁部が前記ハニカム成形体の周縁部と対向するように配置する、請求項１記載のハニカム構造体の製造方法。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9112432B2 (en) 2012-12-14 2015-08-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Piezoelectric generator and method of manufacturing the same
US20140174496A1 (en) 2012-12-21 2014-06-26 Georgia Tech Research Corporation Hybrid generator using thermoelectric generation and piezoelectric generation
US9147845B2 (en) 2013-04-26 2015-09-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Single walled carbon nanotube-based planar photodector
USD801337S1 (en) 2015-12-24 2017-10-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Television receiver

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03169312A (ja) * 1989-11-27 1991-07-23 Nippondenso Co Ltd ハニカムフィルターの製造方法
JPH03232511A (ja) * 1990-02-07 1991-10-16 Nippondenso Co Ltd セラミックハニカムフィルタの製造法
JPH07213829A (ja) * 1994-02-10 1995-08-15 Nippon Soken Inc ハニカムフィルタの栓詰め方法及びそれに用いるマスク部材
JP2009516585A (ja) * 2005-11-22 2009-04-23 コーニング インコーポレイテッド 微粒子フィルタの施栓方法および装置
WO2009119251A1 (ja) * 2008-03-26 2009-10-01 日本碍子株式会社 目封止ハニカム構造体の製造装置、及びその製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4759892A (en) * 1981-07-15 1988-07-26 Corning Glass Works Method and apparatus for aligning body with honeycomb structure
JP5209989B2 (ja) * 2008-02-18 2013-06-12 日本碍子株式会社 セラミックハニカムの端面目封じ方法及び装置
JP2009195905A (ja) * 2009-04-13 2009-09-03 Hitachi Metals Ltd セラミックハニカムフィルタの製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03169312A (ja) * 1989-11-27 1991-07-23 Nippondenso Co Ltd ハニカムフィルターの製造方法
JPH03232511A (ja) * 1990-02-07 1991-10-16 Nippondenso Co Ltd セラミックハニカムフィルタの製造法
JPH07213829A (ja) * 1994-02-10 1995-08-15 Nippon Soken Inc ハニカムフィルタの栓詰め方法及びそれに用いるマスク部材
JP2009516585A (ja) * 2005-11-22 2009-04-23 コーニング インコーポレイテッド 微粒子フィルタの施栓方法および装置
WO2009119251A1 (ja) * 2008-03-26 2009-10-01 日本碍子株式会社 目封止ハニカム構造体の製造装置、及びその製造方法

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