WO2013145217A1 - 塗布用治具及びハニカム構造体の製造方法 - Google Patents

塗布用治具及びハニカム構造体の製造方法 Download PDF

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WO2013145217A1
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ceramic block
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高野 智弘
和弥 板東
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イビデン株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a coating jig and a method for manufacturing a honeycomb structure.
  • particulates such as soot contained in exhaust gas exhausted from internal combustion engines such as buses, trucks, passenger cars, etc. and construction machinery, etc. (hereinafter also referred to as PM) have been harmful to the surrounding environment and human body. It is a problem. Therefore, various types of filters using a honeycomb structure made of porous ceramics have been proposed as filters for collecting PM in exhaust gas and purifying the exhaust gas.
  • honeycomb structure a structure in which an outer peripheral sealing material layer is provided around a columnar ceramic block is used.
  • the outer peripheral sealing material layer adjusts the shape of the honeycomb structure when the honeycomb structure is installed in the exhaust passage of the internal combustion engine, prevents the exhaust gas from leaking from the outer periphery of the honeycomb structure, It is provided for the purpose of improving the heat insulation property.
  • Patent Document 1 includes a method of using an annular scraper (coating jig) capable of sliding contact with the outer peripheral surface of the ceramic block as a method of forming a thin outer peripheral sealing material layer around the ceramic block. ing.
  • a paste-like sealing material (sealing material paste) is attached to the outer peripheral surface of a ceramic block, and an annular scraper is fitted in the longitudinal direction of the ceramic block to thereby remove the sealing material paste from the ceramic block.
  • a scraping process is performed to spread the entire outer peripheral surface of the block.
  • an elastomer such as urethane rubber is cited as the scraper material, and a soft material is preferred.
  • the scraper has the same shape as the inner peripheral surface of the ring and the outer peripheral surface of the ring, and the thickness is 1.0 to 5.0 mm.
  • the dimension of the inner peripheral surface of the scraper is sized so that it can slide in contact with the outer peripheral surface of the ceramic block in order to reduce the thickness of the sealing material paste. Is adjusted to be small.
  • a honeycomb fired body having a prism shape in which a large number of cells for circulating a gas are arranged in parallel in the longitudinal direction with a cell wall interposed therebetween is manufactured.
  • a prismatic honeycomb aggregate formed by binding a plurality of the honeycomb aggregates is manufactured and the outer peripheral surface of the honeycomb aggregate is ground.
  • the cells cut by the grinding process are exposed.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and provides a coating jig capable of forming an outer peripheral sealing material layer on the entire outer peripheral surface of the ceramic block, and the entire outer peripheral surface of the ceramic block.
  • An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a honeycomb structure in which an outer peripheral sealing material layer can be formed.
  • the present inventors When performing the scraping process on the outer peripheral surface of the ceramic block from which the cells are exposed, the present inventors effectively form a thick outer peripheral sealing material layer and fill the exposed cells with a sealing material paste. I thought it was. In order to form a thick outer peripheral sealing material layer, it is necessary to increase the amount of the sealing material paste attached. When the scraping process was performed using a scraper having a conventional shape as described in Patent Document 1 by increasing the adhesion amount of the sealing material paste, a portion where the thickness of the outer peripheral sealing material layer was reduced was generated. The inventors of the present invention have come up with the present invention as a result of further investigations based on the above examination results.
  • the opening includes a first opening on the first main surface side and a second opening on the second main surface side,
  • the diameter of the first opening is reduced from the first main surface toward the boundary line between the first opening and the second opening,
  • the diameter of the second opening is the same from the boundary line to the second main surface.
  • the diameter of the first opening portion decreases from the first main surface toward the boundary line between the first opening portion and the second opening portion.
  • This shape is tapered from the first main surface toward the second main surface.
  • the portion tapered from the first main surface toward the second main surface is hereinafter also referred to as a taper portion in this specification.
  • the first main surface of the coating jig is arranged with the second main surface down, and the ceramic block with the sealing material paste is disposed inside the second opening of the coating jig, When the coating jig is moved in the upward direction from the top, the sealing material paste scraped off to the tapered first opening is accumulated in the tapered portion.
  • the sealing material paste collected in the taper part fills the thin part of the outer peripheral sealing material layer with the movement of the application jig. Therefore, it is possible to prevent a portion where the outer peripheral sealing material layer is thin.
  • tool the diameter of a 2nd opening part is the same from a boundary line to a 2nd main surface, and it can be said that the shape of this part is a shape without the taper.
  • the portion without the taper is also referred to as a straight portion in the present specification.
  • the thickness of the outer peripheral sealing material layer can be determined by adjusting the distance between the surface constituting the second opening and the outer peripheral surface of the ceramic block.
  • the outer periphery sealing material layer defined by predetermined thickness can be formed by making the surface which comprises a 2nd opening part into a straight part. That is, the coating jig is suitable for increasing the amount of the sealing material paste attached to the outer peripheral surface of the ceramic block where the cells are exposed, and forming a thick outer peripheral sealing material layer on the entire outer peripheral surface of the ceramic block. ing.
  • the thickness of the second opening is 1 to 4 mm. If the thickness of the second opening exceeds 4 mm, voids may be generated on the surface of the applied sealing material paste. Further, when the thickness of the second opening is less than 1 mm, there are few portions for pressing the sealing material paste against the outer peripheral surface of the ceramic block, and the thickness of the outer peripheral sealing material layer may vary. When the thickness of the second opening is set to 1 to 4 mm, it is possible to prevent pores from being generated on the surface of the applied sealing material paste, and that the thickness of the outer peripheral sealing material layer varies. Can be prevented.
  • the angle belonging to is in the range of 65 ° to 85 °.
  • the sealing material paste accumulated in the tapered portion has a weak effect of filling the portion where the outer peripheral sealing material layer is thin, and the surface of the applied sealing material paste is applied to the surface of the applied sealing material paste. Streaks along the direction of tool movement may occur. If the angle is larger than 85 °, the amount of the sealing material paste collected in the tapered portion is small, and the portion where the outer peripheral sealing material layer is thin may not be filled with the sealing material layer collected in the tapered portion.
  • the material for the coating jig according to claim 4 is polyacetal, fluororesin, polycarbonate, polypropylene, polyphenylene ether, polybutylene terephthalate, acrylic resin, polyphenylene sulfide, or a metal coated with a resin. Since these materials are hard materials unlike soft materials such as elastomers, they can be used as a highly rigid application jig. When a coating jig using a soft material such as an elastomer is used, a portion of the sealing material paste that rises at the end in the traveling direction of the coating jig due to bending in the scraping process may occur. By using a coating jig with high rigidity, such a problem can be prevented.
  • the material of the coating jig according to claim 5 is polyacetal, fluororesin, or metal coated with fluororesin. Since these materials have high rigidity and low adhesion to the sealing material paste, the sealing material paste does not stick to the application jig. Therefore, there is no application unevenness called “scratch” on the surface of the applied sealing material paste.
  • the thickness of the application jig is 10 to 20 mm.
  • the rigidity of the application jig can be increased.
  • a groove is provided on the surface constituting the second opening in a direction from the boundary line toward the second main surface.
  • a protrusion can be provided in the outer peripheral sealing material layer formed using the application jig.
  • the method for manufacturing a honeycomb structured body according to claim 8 includes a sealing material paste attaching step of attaching a paste-like sealing material paste to the outer peripheral surface of the columnar ceramic block; A honeycomb structure in which an outer peripheral sealing material layer is formed on the outer peripheral surface of the ceramic block by performing a scraping step of applying a sealing material paste adhered to the outer peripheral surface of the ceramic block to the entire outer peripheral surface of the ceramic block A method of manufacturing The coating jig according to any one of claims 1 to 7, wherein the first main surface is disposed on the upper side and the second main surface is disposed on the lower side, and the inner side of the second opening of the coating jig.
  • the ceramic block is passed through the opening of the application jig, and the sealing material paste is applied to the outer peripheral surface of the ceramic block on the surface constituting the second opening of the application jig. It is characterized by being applied to the whole.
  • honeycomb structure manufacturing method since the scraping process is performed using the coating jig of the present invention, it is possible to prevent occurrence of a portion where the outer peripheral sealing material layer is not formed and A honeycomb structure can be manufactured by forming an outer peripheral sealing material layer having a predetermined thickness.
  • the application jig in which the first main surface is disposed on the upper side and the second main surface is disposed on the lower side is directed from the bottom to the top. Move in the direction.
  • the coating jig moves in a direction in which the opening diameter of the tapered portion increases, and thus the scraped sealing material paste can be stored in the tapered portion.
  • the sealing material paste collected in the taper part fills the thin part of the outer peripheral sealing material layer with the movement of the application jig. Therefore, it is possible to prevent a portion where the outer peripheral sealing material layer is thin.
  • the thickness of the outer peripheral sealing material layer can be controlled.
  • the interval By setting the interval to 0.40 to 0.70 mm, a relatively thick outer peripheral sealing material layer having a thickness of 0.40 to 0.70 mm can be formed on the outer peripheral surface of the ceramic block.
  • the ceramic block is placed by aligning the center position of the ceramic block with the center position of the opening of the coating jig. Further, in the method for manufacturing a honeycomb structure according to claim 14, the ceramic block and the application jig are matched by aligning the center position of the ceramic block and the center position of the opening of the application jig. The ceramic block is placed using a positioning jig capable of determining the position of the ceramic block. By aligning the center position of the ceramic block with the center position of the opening of the coating jig, an outer peripheral sealing material layer having a predetermined thickness can be formed at a predetermined portion. Further, when such a positioning jig is used, positioning is facilitated, and therefore it becomes easy to form an outer peripheral sealing material layer controlled to a predetermined thickness over the entire periphery of the honeycomb structure.
  • the ceramic block manufactured by the above method the cells cut by the grinding process are exposed.
  • the outer peripheral sealing material layer is thickened to remove the exposed cells. Since all can be filled, it is possible to prevent a portion where the outer peripheral sealing material layer is not formed on the outer peripheral surface of the ceramic block.
  • the ceramic block is a columnar honeycomb fired body in which a large number of cells for circulating a gas are arranged in parallel in a longitudinal direction with a cell wall interposed therebetween. is there.
  • the sealing material paste can be suitably applied to a ceramic block made of one honeycomb fired body.
  • the second sealing material paste is dried and solidified to perform a second drying step of forming a second outer peripheral sealing material layer.
  • the sealing material paste contains moisture
  • a drying process for removing moisture contained in the sealing material paste is usually performed after the scraping process.
  • the sealant paste is applied thickly, cracks may occur in the drying process. Therefore, even if cracks are generated in the first drying process, the generated cracks can be filled by further performing the second sealing material paste attaching process and the second scraping process.
  • By subsequently performing the second drying step it is possible to form an outer peripheral sealing material layer having no surface cracks and a very good surface state.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a coating jig according to the first embodiment of the present invention.
  • 2 is a cross-sectional view taken along line AA of the coating jig shown in FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing a honeycomb structure.
  • FIG. 4A is a perspective view schematically showing an example of a honeycomb fired body constituting the honeycomb structure, and
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB.
  • FIG. 5 is a perspective view schematically showing a ceramic block formed by grinding the outer periphery of a honeycomb aggregate formed by binding a plurality of honeycomb fired bodies.
  • 6 (a), 6 (b), and 6 (c) are side views schematically showing the scraping process.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a coating jig according to the first embodiment of the present invention.
  • 2 is a cross-sectional view taken along line AA of the coating j
  • FIG. 7A and FIG. 7B are side views schematically showing how the sealing material paste is applied in the scraping process.
  • FIG. 8 is a photograph of the outer peripheral sealing material layer of the honeycomb structure manufactured in Example 1.
  • FIG. 9 is a perspective view schematically showing an example of a coating jig according to the second embodiment of the present invention. 10 is a cross-sectional view taken along the line CC of the application jig shown in FIG.
  • FIG. 11 is a perspective view schematically showing another example of the ceramic block.
  • FIG. 12 is a perspective view schematically showing an example of a coating jig according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a perspective view showing an example of a honeycomb structure that can be manufactured using the coating jig shown in FIG. FIG.
  • FIG. 14 is a perspective view schematically showing another example of a coating jig according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a perspective view showing an example of a honeycomb structure that can be manufactured using the coating jig shown in FIG.
  • FIGS. 16A and 16B are top views showing an example of the positional relationship between the application jig and the ceramic block.
  • FIG. 17 is a perspective view schematically showing another example of the ceramic block.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a coating jig according to the first embodiment of the present invention.
  • a coating jig 1 shown in FIG. 1 is a plate-shaped jig having a first main surface 11 and a second main surface 12 that is a main surface opposite to the first main surface 11.
  • An opening 20 exists in the central portion of the application jig 1.
  • the opening 20 includes a first opening 30 positioned on the first main surface side 11 side and a second opening 50 positioned on the second main surface 12 side.
  • a boundary between the first opening 30 and the second opening 50 is shown as a boundary line 40.
  • the first opening 30 and the second opening 50 have a circular cross section when cut along a plane parallel to the second main surface 12.
  • the diameter of the first opening 30 is a tapered shape that decreases from the first main surface 11 toward the boundary line 40.
  • R 1 the diameter of the first opening 30 that is located in the same plane as the first main surface 11
  • R 2 the diameter of the second opening 50 is the same from the boundary line 40 to the second major surface 12.
  • Figure 1 shows a diameter of the second opening 50 as R 2.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of the coating jig shown in FIG.
  • FIG. 2 shows a surface 31 constituting the first opening 30 and a surface 51 constituting the second opening 50.
  • the cross-sectional view shown in FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a plane that passes through the center of the second opening 50 and is perpendicular to the first main surface 11 and the second main surface 12.
  • a line intersecting the cut surface and the surface 31 constituting the first opening 30 is a line 32.
  • An angle formed by the line 32 and a line 41 described later is a taper angle ⁇ .
  • the shape of the first opening 30 is a tapered shape inclined from the first main surface 11 toward the second main surface 12. This tapered portion is also referred to as a tapered portion (tapered portion 32).
  • a line 52 corresponding to the surface 51 constituting the second opening 50 extends in the vertical direction from the boundary line 40 toward the second main surface 12.
  • the direction of the line 52 means that the shape of the second opening 50 is the same shape from the boundary line 40 to the second main surface 12 and is not tapered, and extends in this vertical direction.
  • the part of the line 52 is also called a straight part.
  • the inclination of the tapered portion 32 is an angle indicated by ⁇ in FIG.
  • the inclination ⁇ of the tapered portion 32 is assumed to be a surface 41 extending in a direction parallel to the second main surface 12 from the boundary line 40, and among the angles formed by the corresponding line 42 and the tapered portion 32 in the cross-sectional view shown in FIG.
  • the angle belonging to the coating jig 1 is determined.
  • the angle ⁇ belongs to the coating jig 1 among the angles formed by the surface 31 forming the first opening 30 and the surface 41 extending from the boundary line 40 in a direction parallel to the second main surface 12. Same as angle.
  • the magnitude of the angle ⁇ in the application jig of this embodiment is 65 ° to 85 °. More preferably, ⁇ is 70 ° to 80 °.
  • the thickness of the application jig 1 is a thickness indicated by a symbol T in FIG. 2 and is substantially equal to the distance between the first main surface 11 and the second main surface 12.
  • the thickness T of the coating jig 1 in the coating jig of this embodiment is 10 to 20 mm.
  • the thickness of the second opening 50 has a thickness indicated by reference numeral T 2 in FIG. 2, the length of the straight portion 52 is substantially equal.
  • the thickness T 2 of the second opening 50 in the coating jig of this embodiment has a 1 ⁇ 4 mm. T 2 is more preferably 2 to 3 mm.
  • the surface state of the applied outer peripheral sealing material layer can be improved.
  • the angle ⁇ and the thickness T 2 when the angle ⁇ is 75 ° and the thickness T 2 is 1 to 3 mm, and the angle ⁇ is 70 ° to 80 ° and the thickness T 2 is The case of 2 mm is mentioned. More preferred combinations of the angles ⁇ and the second thickness T 2, the angle ⁇ is a 75 ° is the second thickness T 2 include the case is 2 mm.
  • the material of the application jig is not particularly limited as long as it is a material suitable for having high rigidity, but preferable materials are polyacetal, fluororesin, polycarbonate, polypropylene, polyphenylene ether, polybutylene terephthalate. , Acrylic resin, polyphenylene sulfide, or metal coated with resin. Of these, polyacetal, fluororesin, or metal coated with fluororesin is more preferable.
  • the material of the application jig is a metal coated with a resin
  • the surface 31 constituting the first opening 30 and the surface 51 constituting the second opening 50, which are surfaces to which the sealing material paste contacts are resin. It is desirable to be coated with.
  • the other surface of the application jig may be coated with a resin or may not be coated with a resin.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing a honeycomb structure.
  • a plurality of honeycomb fired bodies 110 made of porous silicon carbide and shaped as shown in FIGS. 4A and 4B are bundled through the adhesive layer 101.
  • the ceramic block 103 is configured, and an outer peripheral sealing material layer 102 is formed on the outer peripheral surface 104 of the ceramic block 103.
  • FIG. 4A is a perspective view schematically showing an example of a honeycomb fired body constituting the honeycomb structure
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB.
  • a large number of cells 111 are arranged in parallel in the longitudinal direction (direction b in FIG. 4 (a)) with a cell wall 113 therebetween. Any one end of the cell 111 is sealed with a sealing material 112. Therefore, the exhaust gas G that has flowed into the cell 111 with one end face opened always flows out from the other cell 111 with the other end face open after passing through the cell wall 113 separating the cells 111. Therefore, the cell wall 113 functions as a filter for collecting PM and the like.
  • FIG. 5 is a perspective view schematically showing a ceramic block formed by grinding the outer periphery of a honeycomb aggregate formed by binding a plurality of honeycomb fired bodies.
  • the ceramic block 103 shown in FIG. 5 is manufactured by manufacturing a prismatic honeycomb aggregate formed by bundling 16 honeycomb fired bodies 110 and grinding the outer peripheral surface of the honeycomb aggregate into a cylindrical shape. Yes.
  • the cells 111 of the honeycomb fired body 110 are exposed on the ground surface.
  • the outer peripheral surface of the ceramic block is a surface when the shape of the ceramic block obtained by grinding is regarded as a solid having smooth side surfaces.
  • the side surface of the cylinder when the ceramic block 103 is regarded as a cylinder is defined as the outer peripheral surface 104 of the ceramic block.
  • a honeycomb structure 100 shown in FIG. 3 is manufactured by forming an outer peripheral sealing material layer 102 on the outer peripheral surface 104 of the ceramic block 103 shown in FIG.
  • the thickness of the outer peripheral sealing material layer 102 is preferably a thickness that can fill the cells exposed on the outer peripheral surface 104 of the ceramic block 103.
  • the thickness of the outer peripheral sealing material layer is preferably 0.4 to 0.7 mm.
  • the outer peripheral surface of the honeycomb structure 100 shown in FIG. 3 is a smooth surface in which cells exposed on the outer peripheral surface 104 of the ceramic block 103 are filled with the outer peripheral sealing material layer.
  • the manufacturing method of the honeycomb structure of the present embodiment includes a sealing material paste attaching step of attaching a paste-like sealing material paste to the outer peripheral surface of the columnar ceramic block; A honeycomb structure in which an outer peripheral sealing material layer is formed on the outer peripheral surface of the ceramic block by performing a scraping step of applying a sealing material paste adhered to the outer peripheral surface of the ceramic block to the entire outer peripheral surface of the ceramic block A method of manufacturing
  • the application jig of the present invention is arranged so that the first main surface is on the upper side and the second main surface is on the lower side, and a ceramic block is placed inside the second opening of the application jig, In the scraping step, the ceramic block is passed through the opening of the application jig, and the sealing material paste is applied to the entire outer peripheral surface of the ceramic block on the surface constituting the second opening of the application jig. It is characterized by being applied to.
  • a columnar ceramic block is prepared.
  • a cylindrical ceramic block as shown in FIG. 5 is prepared.
  • a method for producing the ceramic block will be described later.
  • a sealing material paste is adhered to the outer peripheral surface of the ceramic block.
  • the method of attaching the sealing material paste is not particularly limited, but the sealing material paste is attached to the entire outer peripheral surface of the ceramic block using a brush, a spatula, or the like.
  • the amount of the sealing material paste to be attached may be set to an amount that does not cause the sealing material paste to be insufficient in consideration of the thickness of the outer peripheral sealing material layer to be formed.
  • a material which comprises sealing material paste For example, what consists of an inorganic binder, an organic binder, an inorganic fiber, an inorganic particle, or these combination etc. can be mentioned.
  • a scraping process is performed in which the sealing material paste adhered to the outer peripheral surface of the ceramic block is applied to the entire outer peripheral surface of the ceramic block.
  • the positioning jig and the application jig according to the first embodiment of the present invention are used.
  • the shape of the outer peripheral surface of the ceramic block is the same as the shape of the second opening of the coating jig according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6A shows the first stage of the scraping process.
  • the application jig 1 is arranged such that the first main surface is on the top and the second main surface is on the bottom.
  • the positioning jig includes a positioning lower jig 61 and a positioning upper jig 62.
  • the outer diameters of the positioning lower jig 61 and the positioning upper jig 62 are smaller than the diameter of the second opening of the coating jig 1 (R 2 in FIG. 1). Therefore, as shown in FIG. 6A, the coating jig 1 can be moved up and down so as to overlap the positioning lower jig 61.
  • the ceramic block 103 is placed on the positioning lower jig 61.
  • the positioning upper jig 62 is placed on the upper surface of the ceramic block 103, and the ceramic block 103 is sandwiched between the positioning lower jig 61 and the positioning upper jig 62, and the position of the ceramic block is fixed.
  • the mounting position of the ceramic block 103 is determined at a predetermined position by a guide provided on the positioning lower jig 61 and the positioning upper jig 62.
  • the guide is designed so that the center position of the opening 20 of the coating jig 1 and the center position of the ceramic block 103 coincide.
  • the center position of the ceramic block here means the center of the end face of the ceramic block, that is, the position of the center of the circle having the shape of the bottom surface and the top surface.
  • the position of the center of the opening means the position of the center of the circle constituting the opening.
  • the sealing material paste 121 is a sealing material paste that adheres to the outer peripheral surface 104 of the ceramic block 103 in a state where the thickness varies.
  • FIG. 6B shows a stage where the coating jig is moved to apply the sealing material paste to the outer peripheral surface of the ceramic block.
  • the sealing material paste 121 is applied to the outer peripheral surface 104 of the ceramic block 103 on the surface 51 constituting the second opening of the coating jig 1.
  • the surface of the sealing material paste 122 where the coating jig 1 has passed (the part below the coating jig 1) has a smooth surface. Further, the distance between the surface 51 constituting the second opening 50 and the outer peripheral surface 104 of the ceramic block 103 is uniform, and the thickness of the sealing material paste 122 is uniform.
  • FIG. 7A and FIG. 7B are side views schematically showing how the sealing material paste is applied in the scraping process. Since the application jig 1 has the cross-sectional shape shown in FIG. When the application jig 1 is moved in the direction from the bottom to the top, the straight portion 52 contacts the sealing material paste. Then, the thickness of the sealing material paste is adjusted to a thickness corresponding to the distance between the straight portion 52 and the outer peripheral surface 104 of the ceramic block, that is, the distance indicated by the double arrow X in FIG.
  • the distance indicated by the double arrow X is the same as the distance between the surface 51 constituting the second opening 50 and the outer peripheral surface 104 of the ceramic block, and the distance is 0.40 to 0.70 mm.
  • the thickness of the sealing material paste is the same on the entire outer peripheral surface 104 of the ceramic block 103. The thickness is adjusted to be uniform.
  • the sealing material paste 121 before passing through the application jig has a thickness variation, and a portion that is thinner than the distance X (a portion indicated by “Y” in FIG. 7A), There is a portion thicker than the distance X (a portion indicated by “Z” in FIG. 7A). Since an excessive amount of the sealing material paste is usually attached, there are many portions where the thickness of the sealing material paste is larger than the distance X. Therefore, the scraped sealing material paste 123 is accumulated along the inclination of the tapered portion 32. The sealing material paste 123 accumulated in the tapered portion 32 acts to fill the thin portion in the portion Y where the thickness of the sealing material paste is thin. Therefore, as shown in FIG. 7B, after passing the application jig 1 through the portion Y, the thickness of the sealing material paste 122 becomes a predetermined thickness (thickness indicated by the distance X).
  • FIG. 6C shows a stage where the scraping process is finished.
  • the coating jig 1 is moved until it overlaps the jig 62 for positioning, all the sealing material paste becomes a sealing material paste 122 having a uniform thickness and a smooth surface.
  • the ceramic block fixed by the positioning jig is released to obtain a ceramic block in which the sealing material paste is uniformly applied to the entire outer peripheral surface, and the scraping process is finished.
  • the sealing material paste becomes an outer peripheral sealing material layer by performing a drying process for drying and solidifying the sealing material paste applied on the outer peripheral surface of the ceramic block.
  • a drying process for drying and solidifying the sealing material paste applied on the outer peripheral surface of the ceramic block.
  • the outer peripheral sealing material layer by repeating the sealing material paste attaching step, the scraping step, and the drying step twice.
  • the sealing material paste attaching step, the scraping step, and the drying step described so far are the first steps, respectively, and the first sealing material paste attaching step, the first scraping step, and the first drying step, respectively. Call it.
  • the sealing material paste deposited in the first sealing material paste deposition step is also referred to as a first sealing material paste.
  • the outer peripheral sealing material layer formed through these steps is referred to as a first outer peripheral sealing material layer.
  • the second sealing material paste attaching step, the scraping step, and the drying step are referred to as a second sealing material paste attaching step, a second scraping step, and a second drying step, respectively.
  • the outer peripheral sealing material layer formed through these steps is referred to as a second outer peripheral sealing material layer.
  • the ceramic block on which the outer peripheral sealing material layer can be obtained becomes a honeycomb structure to be manufactured by the honeycomb structure manufacturing method of the present embodiment.
  • a forming step for producing a honeycomb formed body by extruding a wet mixture containing a ceramic powder and a binder is performed. Specifically, first, a wet mixture for manufacturing a honeycomb formed body is prepared by mixing silicon carbide powder having different average particle sizes as ceramic powder, an organic binder, a liquid plasticizer, a lubricant, and water. To prepare. Subsequently, the wet mixture is put into an extruder and extruded to produce a honeycomb formed body having a predetermined shape. At this time, a honeycomb formed body is manufactured using a mold that has a cross-sectional shape having a cell structure (cell shape and cell arrangement) shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b).
  • the honeycomb formed body is cut to a predetermined length, dried using a microwave dryer, hot air dryer, dielectric dryer, vacuum dryer, vacuum dryer, freeze dryer, etc.
  • a sealing step of filling the cell with a sealing material paste as a sealing material and sealing the cell is performed.
  • the wet mixture can be used as the sealing material paste.
  • the degreased honeycomb formed body is conveyed to a firing furnace, and the firing step is performed.
  • a prism-shaped honeycomb fired body as shown in FIGS. 4A and 4B is manufactured.
  • the sealing material paste with which the edge part of the cell was filled is baked by heating and becomes a sealing material.
  • the conditions currently used when manufacturing a honeycomb fired body can be applied to the conditions of a cutting process, a drying process, a sealing process, a degreasing process, and a firing process.
  • a bundling process is performed in which a plurality of honeycomb fired bodies are sequentially stacked and bonded via an adhesive paste on a support stand to produce a honeycomb aggregate in which a plurality of honeycomb fired bodies are stacked.
  • the adhesive paste for example, a paste made of an inorganic binder, an organic binder, and inorganic particles is used.
  • the adhesive paste may further contain inorganic fibers and / or whiskers.
  • honeycomb aggregate is heated to heat and solidify the adhesive paste to form an adhesive layer.
  • Conventionally used conditions for producing a honeycomb structure can be applied to the heat-solidifying conditions of the adhesive paste.
  • the outer peripheral surface of the honeycomb aggregate is ground.
  • a ceramic block whose outer periphery is processed into a substantially cylindrical shape is manufactured by cutting the outer peripheral surface of the honeycomb aggregate using a diamond cutter. The cell cut
  • disconnected by the grinding process will be exposed to the outer peripheral surface of a ceramic block.
  • a honeycomb structure is manufactured by forming an outer peripheral sealing material layer on the outer peripheral surface of the ceramic block manufactured by the above process.
  • the diameter of the first opening portion decreases from the first main surface toward the boundary line between the first opening portion and the second opening portion. That is, it has a taper part.
  • the first main surface of the coating jig is arranged with the second main surface down, and the ceramic block with the sealing material paste is disposed inside the second opening of the coating jig, When the coating jig is moved in the upward direction from the top, the sealing material paste scraped off to the tapered first opening is accumulated in the tapered portion.
  • the sealing material paste collected in the taper part fills the thin part of the outer peripheral sealing material layer with the movement of the application jig. Therefore, it is possible to prevent a portion where the outer peripheral sealing material layer is thin.
  • the diameter of the second opening is the same from the boundary line to the second main surface. That is, it has a straight part.
  • prescribed thickness can be formed. That is, the coating jig is suitable for increasing the amount of the sealing material paste attached to the outer peripheral surface of the ceramic block where the cells are exposed, and forming a thick outer peripheral sealing material layer on the entire outer peripheral surface of the ceramic block. ing.
  • the thickness of the second opening is 1 to 4 mm. If the thickness of the second opening exceeds 4 mm, voids may be generated on the surface of the applied sealing material paste. Further, when the thickness of the second opening is less than 1 mm, there are few portions for pressing the sealing material paste against the outer peripheral surface of the ceramic block, and the thickness of the outer peripheral sealing material layer may vary. When the thickness of the second opening is set to 1 to 4 mm, it is possible to prevent pores from being generated on the surface of the applied sealing material paste, and that the thickness of the outer peripheral sealing material layer varies. Can be prevented.
  • the angle between the surface constituting the first opening and the surface extending in parallel with the second main surface from the boundary line is within the coating jig.
  • the belonging angle ⁇ is 65 ° to 85 °.
  • the angle ⁇ is smaller than 65 °, the sealing material paste accumulated in the taper portion is less effective in filling the portion where the outer peripheral sealing material layer is thin, and the surface of the applied sealing material paste is applied to the surface of the applied sealing material paste. Streaks along the direction of tool movement may occur.
  • the angle ⁇ is larger than 85 °, the amount of the sealing material paste collected in the tapered portion is small, and the portion where the thickness of the outer peripheral sealing material layer is thin cannot be filled with the sealing material layer collected in the tapered portion.
  • the material of the coating jig of this embodiment is polyacetal, fluororesin, polycarbonate, polypropylene, polyphenylene ether, polybutylene terephthalate, acrylic resin, polyphenylene sulfide, or a metal coated with a resin. Since these materials are hard materials unlike soft materials such as elastomers, they can be used as a highly rigid application jig. When a coating jig using a soft material such as an elastomer is used, a portion of the sealing material paste that rises at the end in the traveling direction of the coating jig due to bending in the scraping process may occur. By using a coating jig with high rigidity, such a problem can be prevented.
  • the material of the application jig is polyacetal, fluororesin, or metal coated with fluororesin, these materials have high rigidity and low adhesion to the sealing material paste.
  • the sealing material paste does not stick to the application jig. Therefore, there is no application unevenness called “scratch” on the surface of the applied sealing material paste.
  • the thickness of the coating jig of this embodiment is 10 to 20 mm.
  • the rigidity of the application jig can be increased.
  • the coating jig of the present embodiment is arranged so that the first main surface is on the upper side and the second main surface is on the lower side, and the coating jig is applied.
  • a ceramic block is placed inside the second opening of the tool, and in the scraping step, the ceramic block is passed through the opening of the application jig, and the second opening of the application jig is set.
  • the sealing material paste is applied to the entire outer peripheral surface of the ceramic block on the surface to be formed.
  • the application jig having the first main surface on the upper side and the second main surface on the lower side is directed from the bottom to the top. Move in the direction.
  • the coating jig moves in a direction in which the opening diameter of the tapered portion increases, and thus the scraped sealing material paste can be stored in the tapered portion.
  • the sealing material paste collected in the taper part fills the thin part of the outer peripheral sealing material layer with the movement of the application jig. Therefore, it is possible to prevent a portion where the outer peripheral sealing material layer is thin.
  • the ceramic is located at a position where the distance between the outer peripheral surface of the ceramic block and the surface constituting the second opening of the coating jig is uniform. Place the block. By placing the ceramic block at such a position, an outer peripheral sealing material layer having a uniform thickness can be formed.
  • the distance between the outer peripheral surface of the ceramic block and the surface constituting the second opening of the coating jig is 0.40 to 0.70 mm.
  • a relatively thick outer peripheral sealing material layer having a thickness of 0.40 to 0.70 mm can be formed on the outer peripheral surface of the ceramic block.
  • the position of the ceramic block and the application jig is determined by combining the position of the center of the ceramic block and the position of the center of the opening of the application jig.
  • the ceramic block is placed using a positioning jig that can be used.
  • a positioning jig that can be used.
  • the ceramic block produces a prism-shaped honeycomb fired body in which a large number of cells for circulating gas are arranged in parallel in the longitudinal direction across the cell wall.
  • the ceramic block manufactured by the above method the cells cut by the grinding process are exposed, but in the method for manufacturing the honeycomb structure of the present embodiment, the outer peripheral sealing material layer is thickened and exposed. Therefore, it is possible to prevent a portion where the outer peripheral sealing material layer is not formed on the outer peripheral surface of the ceramic block.
  • the first sealing material paste attaching step for attaching the paste-like sealing material paste to the outer peripheral surface of the ceramic block, and the first attaching to the outer peripheral surface of the ceramic block A first scraping step of applying one sealing material paste to the entire outer peripheral surface of the ceramic block, and a first drying step of drying and solidifying the first sealing material paste to form a first outer peripheral sealing material layer
  • Performing the drying step even if a crack generate
  • By subsequently performing the second drying step it is possible to form an outer peripheral sealing material layer having no surface cracks and a very good surface state.
  • Example 1 (Production of ceramic block) First, 54.6% by weight of a coarse powder of silicon carbide having an average particle diameter of 22 ⁇ m and 23.4% by weight of a fine powder of silicon carbide having an average particle diameter of 0.5 ⁇ m were mixed. An organic binder (methylcellulose) 4.3 wt%, a lubricant (Unilube made by NOF Corporation) 2.6 wt%, glycerin 1.2 wt%, and water 13.9 wt% are added and kneaded to obtain a wet mixture. After being obtained, a molding step of extrusion molding was performed. In this step, a raw honeycomb molded body having the same shape as the honeycomb fired body 110 shown in FIG. 4A and having no cell plugged was produced.
  • An organic binder methylcellulose
  • a lubricant Unilube made by NOF Corporation
  • the raw honeycomb formed body was dried using a microwave dryer, thereby manufacturing a dried body of the honeycomb formed body.
  • the sealing material paste was filled in predetermined cells of the dried honeycomb molded body to seal the cells.
  • the wet mixture was used as a sealing material paste.
  • the dried honeycomb molded body filled with the plug paste was again dried using a dryer.
  • honeycomb fired bodies By applying an adhesive paste between the honeycomb fired bodies obtained by the above process to form an adhesive paste layer, and heating and solidifying the adhesive paste layer to form an adhesive layer, 16 honeycomb fired bodies are obtained. A substantially prismatic honeycomb aggregate formed by binding via an adhesive layer was produced.
  • As the adhesive paste 30% by weight of alumina fibers having an average fiber length of 20 ⁇ m, 21% by weight of silicon carbide particles having an average particle diameter of 0.6 ⁇ m, 15% by weight of silica sol, 5.6% by weight of carboxymethylcellulose, and water 28 An adhesive paste containing 4% by weight was used.
  • a cylindrical ceramic block having a diameter of 142.7 mm was manufactured by cutting the outer periphery of the prismatic honeycomb aggregate into a cylindrical shape using a diamond cutter.
  • a coating jig having the shape shown in FIGS. 1 and 2 and made of polyacetal was prepared.
  • the application jig was produced by injection molding.
  • the sealing material paste As the sealing material paste, the same paste as the adhesive paste was prepared. This sealing material paste was adhered to the outer peripheral surface of the ceramic block using a spatula. 6 (a), 6 (b) and 6 (c), the ceramic block is placed on the positioning jig and the ceramic block is sandwiched between the positioning jig. Fixed. Then, a scraping process was performed by moving the coating jig from the bottom to the top, and the sealing material paste was applied to the entire outer peripheral surface of the ceramic block with the straight portion of the coating jig. In the scraping step, the distance between the outer peripheral surface of the ceramic block and the surface constituting the second opening of the coating jig was 0.55 mm.
  • the sealing material paste was solidified by drying in a drying furnace at 120 ° C. for 10 minutes.
  • the steps so far are the first sealing material paste attaching step, the first scraping step, and the first drying step, and the formed outer peripheral sealing material layer is the first outer peripheral sealing material layer.
  • the sealing material paste was adhered onto the first outer peripheral sealing material layer, and the second scraping step and the second drying step were performed in the same manner as the above step.
  • a honeycomb structure having an outer peripheral sealing material layer was manufactured by the above process.
  • Examples 2 to 5 A honeycomb structure was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the inclination ⁇ of the tapered portion of the coating jig was set to 65 °, 70 °, 80 °, and 85 °, respectively. Diameter R 1 of the first opening is changed in correspondence to change of the inclination ⁇ of the tapered portion.
  • Example 6 A honeycomb structure was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the inclination ⁇ of the tapered portion of the coating jig was set to 45 ° and 60 °, respectively. Diameter R 1 of the first opening is changed in correspondence to change of the inclination ⁇ of the tapered portion.
  • Example 8 A honeycomb structure was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the length of the straight portion of the coating jig was 5 mm and 8 mm, respectively. Diameter R 1 of the first opening is changed so as to be smaller than Example 1 in response to the change of the length of the straight portion.
  • Example 10 A honeycomb structure in the same manner as in Example 1 except that after the first outer peripheral sealing material layer was formed, the second sealing material paste attaching step, the second scraping step, and the second drying step were not performed. Manufactured.
  • Example 1 A honeycomb structure was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a scraper made of urethane rubber and having no tapered portion as described in Patent Document 1 was used.
  • the thickness of the outer peripheral sealing material layer formed in Examples 2 to 5 was 0.55 mm, there was no exposed portion of the cell, and the outer peripheral sealing material layer was formed on the entire outer peripheral surface of the ceramic block. “Streak”, “streak”, and “crack” were not observed on the surface of the outer peripheral sealing material layer, and the surface condition was extremely good.
  • the thickness of the outer peripheral sealing material layer formed in Examples 6 and 7 was 0.55 mm, there was no portion where the cells were exposed, and the outer peripheral sealing material layer was formed on the entire outer peripheral surface of the ceramic block. On the surface of the outer peripheral sealing material layer, streaks were generated along the moving direction of the application jig.
  • the thickness of the outer peripheral sealing material layer formed in Examples 8 and 9 was 0.55 mm, there was no portion where the cells were exposed, and the outer peripheral sealing material layer was formed on the entire outer peripheral surface of the ceramic block. On the surface of the outer peripheral sealing material layer, 20 holes having a diameter of 2 mm or more were observed in Example 4 and 36 holes in Example 5, respectively.
  • the thickness of the outer peripheral sealing material layer formed in Example 10 was 0.55 mm, there was no portion where the cells were exposed, and the outer peripheral sealing material layer was formed on the entire outer peripheral surface of the ceramic block. Cracks caused by the first drying process were observed on the surface of the outer peripheral sealing material layer.
  • the outer peripheral sealing material layer formed in Comparative Example 1 has a variation in thickness, and the thickness at the portion where the sealing material layer is thick was 0.70 mm, but the thickness at the portion where the sealing material layer is thin is It was 0.40 mm, and there was a portion where the cell was exposed.
  • tool which concerns on 2nd embodiment of this invention is an application
  • FIG. 9 is a perspective view schematically showing an example of a coating jig according to the second embodiment of the present invention.
  • a coating jig 2 shown in FIG. 9 is a plate-like jig having a first main surface 211 and a second main surface 212, similarly to the coating jig 1 shown in FIG.
  • An opening 220 exists in the central portion of the coating jig 2, and the first opening 230 and the second opening 250 have an elliptical cross-sectional shape when cut along a plane parallel to the second main surface 212. Shape.
  • a boundary between the first opening 230 and the second opening 250 is shown as a boundary line 240.
  • the diameter of the first opening 230 is represented by the major axis a1. That is, when the major axis a1 decreases from the first main surface 211 to the boundary line 240, “the diameter of the first opening portion is directed from the first main surface to the boundary line between the first opening portion and the second opening portion. The requirement of “being smaller” is satisfied.
  • the diameter of the second opening 250 is represented by the major axis a2. That is, the requirement that “the diameter of the second opening is the same from the boundary line to the second main surface” is satisfied when the major axis a2 is the same from the boundary line 240 to the second main surface 212.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line CC of the application jig shown in FIG.
  • FIG. 10 shows a cross section cut at the position of the major axis of the ellipse, which is the cross-sectional shape of the first opening 230.
  • the surface 231 constituting the first opening 230, the tapered part 232, the surface 251 constituting the second opening 250, and the straight part 252. Is determined.
  • the inclination ⁇ of the tapered portion 232 is shown in FIG.
  • the angle is determined as the angle belonging to the coating jig 2.
  • FIG. 11 is a perspective view schematically showing another example of the ceramic block.
  • the application jig 2 of this embodiment is suitably used for forming an outer peripheral sealing material paste on the outer peripheral surface of an elliptical columnar ceramic block as shown in FIG.
  • the ceramic block 303 shown in FIG. 11 is the same as that of the first embodiment except that the outer periphery of a honeycomb aggregate formed by binding a plurality of honeycomb fired bodies 310 with an adhesive layer 301 is an elliptic cylinder. Since it has the same configuration as the columnar ceramic block 103 described, detailed description thereof is omitted.
  • the honeycomb fired body 310 and the adhesive layer 301 are the same as the honeycomb fired body 110 and the adhesive layer 101 described in the first embodiment.
  • a honeycomb structure in which an outer peripheral sealing material layer is formed on the entire outer peripheral surface 304 of the ceramic block 303 by the procedure described in the method for manufacturing a honeycomb structure of the first embodiment. Can be manufactured.
  • the surface constituting the second opening is provided with a groove in the direction from the boundary line toward the second main surface.
  • FIG. 12 is a perspective view schematically showing an example of a coating jig according to the third embodiment of the present invention.
  • a coating jig 4 shown in FIG. 12 is a plate-like jig having a first main surface 411 and a second main surface 412, similarly to the coating jig 1 shown in FIG. 1.
  • An opening 420 exists in the central portion of the coating jig 4, and the shape of the first opening 430 is the same as that of the first opening 30 of the coating jig 1.
  • the shape of the second opening 450 is substantially the same as that of the second opening 50 of the coating jig 1, but a groove 453 is provided on the surface 451 constituting the second opening 450.
  • the groove 453 is provided in a direction from the boundary line 440 toward the second main surface 412.
  • FIG. 13 is a perspective view showing an example of a honeycomb structure that can be manufactured using the coating jig shown in FIG.
  • a honeycomb structure 500 shown in FIG. 13 has an outer peripheral surface 504 of a cylindrical ceramic block 503 in which the outer periphery of a honeycomb aggregate formed by binding a plurality of honeycomb fired bodies 510 via an adhesive layer 501 is cylindrically ground.
  • the outer peripheral sealing material layer 502 is formed on the surface.
  • the outer peripheral sealing material layer 502 is provided with four protrusions 505. The protrusion is a portion where the outer peripheral sealing material layer is thicker than other portions.
  • the position, number, and shape of the protruding portion 505 correspond to the position, number, and shape of the groove 453 provided in the coating jig 4 shown in FIG.
  • the outer peripheral sealing material layer having the protrusions 505 can be formed.
  • the outer peripheral sealing material layer having the protrusions 505 is formed on the outer peripheral surface 504 of the ceramic block 503 by the procedure described in the method for manufacturing the honeycomb structure of the first embodiment.
  • a honeycomb structure can be manufactured.
  • FIG. 14 is a perspective view schematically showing another example of a coating jig according to the third embodiment of the present invention.
  • the configuration of the coating jig 6 shown in FIG. 14 is substantially the same as the configuration of the coating jig 4 shown in FIG. 12, and is a plate-shaped jig having a first main surface 611 and a second main surface 612. .
  • An opening 620 exists in the central portion of the coating jig 6, and the shape of the first opening 630 is the same as that of the first opening 430 of the coating jig 4.
  • a large number of grooves 653 are provided in the second opening 650 in a direction from the boundary line 640 toward the second main surface 612.
  • FIG. 15 is a perspective view showing an example of a honeycomb structure that can be manufactured using the coating jig shown in FIG.
  • a honeycomb structure 700 shown in FIG. 15 has an outer peripheral surface 704 of a cylindrical ceramic block 703 in which the outer periphery of a honeycomb aggregate formed by binding a plurality of honeycomb fired bodies 710 via an adhesive layer 701 is cylindrically ground.
  • the outer peripheral sealing material layer 702 is formed on the surface.
  • a large number of protrusions 705 are provided on the outer peripheral sealing material layer 702.
  • the position, number, and shape of the protruding portion 705 correspond to the position, number, and shape of the groove 653 provided in the coating jig 6 shown in FIG.
  • the outer peripheral sealing material layer having the protrusions 705 is formed on the outer peripheral surface 704 of the ceramic block 703 by the procedure described in the method for manufacturing the honeycomb structure of the first embodiment.
  • a honeycomb structure can be manufactured.
  • a groove is provided on the surface constituting the second opening in a direction from the boundary line toward the second main surface.
  • a protrusion can be provided in the outer peripheral sealing material layer formed using the application jig.
  • the shape of the groove shown in FIGS. 12 and 14 is a shape that is a triangle when viewed from above, but the shape of the groove is not limited to a triangle in the present embodiment.
  • a protrusion having a shape corresponding to the shape of the groove is provided, and a frictional force corresponding to the shape of the protrusion is obtained.
  • the thickness of the outer peripheral sealing material layer formed using the coating jig of the present invention may or may not be uniform over the entire periphery of the honeycomb structure. Even if the shape of the outer peripheral surface of the ceramic block and the surface constituting the second opening of the coating jig are set to different shapes, the thickness of the outer peripheral sealing material layer can be determined by the distance between both surfaces.
  • FIGS. 16A and 16B are top views showing an example of the positional relationship between the application jig and the ceramic block.
  • FIG. 16A schematically shows the positional relationship when the sealing material paste is applied to the outer peripheral surface 804 of the prismatic ceramic block 803 using the application jig 1 shown in FIG. In FIG.
  • the ceramic block 803 is indicated by a dotted line.
  • the shape of the outer peripheral surface 804 of the ceramic block 803 is square
  • the shape of the surface 51 constituting the second opening of the coating jig 1 is a circle
  • the shape is Different.
  • the thickness of the sealing material paste applied using the application jig is not uniform
  • the thickness b 1 of the sealing material paste at the apex of the square constituting the outer peripheral surface 804 is thin.
  • the thickness b 2 of the sealing material paste in the vicinity of the center of thicker When such a coating jig is used, a cylindrical honeycomb structure can be manufactured using a square columnar ceramic block.
  • the shape of the surface 951 constituting the second opening is an ellipse.
  • the ceramic block 903 is indicated by a dotted line.
  • the shape of the outer peripheral surface 904 of the ceramic block 903 is an ellipse.
  • the ellipse representing the surface 951 constituting the second opening and the ellipse representing the outer peripheral surface 904 of the ceramic block 903 have different flatness, and the outer peripheral surface 904 of the ceramic block 903 and the second opening of the coating jig 9 are different.
  • the interval with the surface 951 to be formed is not uniform.
  • the thickness of the sealing material paste applied using the application jig is not uniform, and the thickness c 1 of the sealing material paste at the position corresponding to the minor axis of the ellipse is thin and corresponds to the major axis of the ellipse. the thickness c 2 of the sealing material paste at the position is thicker.
  • the outer peripheral sealing material layer having a predetermined thickness can be formed although the thickness thereof is not uniform.
  • the ceramic block may be a single columnar honeycomb fired body in which a large number of cells for circulating a gas are arranged in parallel in the longitudinal direction with a cell wall therebetween.
  • FIG. 17 is a perspective view schematically showing another example of the ceramic block.
  • a ceramic block 1003 shown in FIG. 17 is formed of one cylindrical honeycomb fired body.
  • the ceramic block 1003 is manufactured by firing a honeycomb formed body produced by extrusion molding, and the bundling process and the grinding process are not performed. Therefore, no cell is exposed on the outer peripheral surface 1004 of the ceramic block 1003. If the application
  • the application jig of the present invention is not limited to the plate-like jig described in the above embodiment, and is, for example, a jig in which the first main surface and the second main surface are annular. Also good.
  • the outer peripheral shape of the application jig may be a circle or an ellipse that is similar to the cross-sectional shape of the first opening instead of the square and rectangular shapes shown in FIGS.
  • the application jig of the present invention is not limited to the single plate-like jig described in the above embodiment, and may be disassembled into a plurality of parts.
  • segmented into two in the cross section as shown in FIG. 2 may be sufficient.
  • a scraping process can be performed with the coating jig being installed in the vicinity of the center of the ceramic block in the longitudinal direction and starting from the vicinity of the center of the ceramic block in the longitudinal direction. .
  • the coating jig of the present invention may be provided with guide holes and guide pins for matching the positional relationship with the positioning jig. For example, by providing guide holes near the four corners of the application jig shown in FIG. 1 and passing the guide holes of the application jig through the shaft provided between the positioning upper jig and the positioning lower jig, The positional relationship with the positioning jig can be easily determined. In this way, since the center position of the opening of the application jig and the center position of the ceramic block can be easily determined, the thickness of the outer peripheral sealing material layer can be made constant.
  • the number of repetitions when the sealing material paste attaching step, the scraping step, and the drying step are repeated is not limited to two, and may be repeated three or more times. Moreover, when repeating the said process, you may reverse the direction which performs a scraping process by the 1st time and the 2nd time. For example, after the first scraping step and the drying step, the ceramic block is removed from the positioning jig, the ceramic block is turned upside down and placed again on the positioning jig, and the second scraping step is performed. Also good.
  • the shape of the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the honeycomb fired body of each cell of the honeycomb fired body is not limited to a substantially square shape, for example, a substantially circular shape, a substantially oval shape, a substantially pentagonal shape, a substantially hexagonal shape, a substantially trapezoidal shape, Alternatively, any shape such as a substantially octagonal shape may be used. Various shapes may be mixed.
  • the shape of the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the honeycomb fired body may be a shape composed of a combination of a substantially octagonal large capacity cell and a substantially rectangular small capacity cell.
  • the cell density in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the honeycomb fired body is not particularly limited, but the preferable lower limit is 31.0 / cm 2 (200 / inch 2 ), and the preferable upper limit is 93.0 / cm 2. (600 pieces / inch 2 ), a more preferred lower limit is 38.8 pieces / cm 2 (250 pieces / inch 2 ), and a more preferred upper limit is 77.5 pieces / cm 2 (500 pieces / inch 2 ).
  • the thickness of the cell wall of the honeycomb fired body is not particularly limited, but is preferably 0.12 to 0.40 mm. If the thickness of the cell wall of the honeycomb fired body is less than 0.12 mm, the thickness of the cell wall becomes thin, and the strength of the honeycomb fired body cannot be maintained. On the other hand, if the thickness of the cell wall of the honeycomb fired body exceeds 0.40 mm, the pressure loss of the honeycomb structure tends to increase.
  • Examples of the inorganic binder contained in the sealing material paste include silica sol and alumina sol. These may be used alone or in combination of two or more. Among inorganic binders, silica sol is desirable.
  • Examples of the organic binder contained in the sealing material paste include polyvinyl alcohol, methyl cellulose, ethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among organic binders, carboxymethylcellulose is desirable.
  • Examples of the inorganic particles contained in the sealing material paste include carbide particles and nitride particles. Specific examples include silicon carbide particles, silicon nitride particles, and boron nitride particles. These may be used alone or in combination of two or more. Among the inorganic particles, silicon carbide particles having excellent thermal conductivity are desirable.
  • inorganic fibers contained in the sealing material paste include inorganic fibers made of silica-alumina, mullite, alumina, silica, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among inorganic fibers, alumina fiber is desirable. The inorganic fiber may be a biosoluble fiber. A whisker made of the same material as the inorganic fiber may be used instead of or together with the inorganic fiber.
  • the biosoluble fiber examples include inorganic fibers containing at least one material selected from the group consisting of alkali metal compounds, alkaline earth metal compounds, and boron compounds.
  • the alkali metal compound examples include oxides of Na and K
  • examples of the alkaline earth metal compound include oxides of Mg, Ca, and Ba.
  • examples of the boron compound include an oxide of B.
  • the biosoluble fiber preferably has a solubility in physiological saline at 37 ° C. of 300 ppm (0.03% by weight) or more. Since the inorganic fiber having a solubility of 300 ppm (0.03% by weight) or more dissolves quickly under physiological conditions, the risk when the inorganic fiber is taken into the living body can be further reduced.
  • a pore-forming agent such as a balloon, which is a fine hollow sphere containing an oxide ceramic as a component, spherical acrylic particles, or graphite may be added to the sealing material paste as necessary.
  • the balloon is not particularly limited, and examples thereof include an alumina balloon, a glass micro balloon, a shirasu balloon, a fly ash balloon (FA balloon), and a mullite balloon. Of these, alumina balloons are preferred.
  • the application jig of the present invention includes an opening penetrating from the first main surface to the second main surface, and the opening portion includes the first opening on the first main surface side and the second main surface side.
  • the first opening has a diameter that decreases from the first main surface toward the boundary between the first opening and the second opening, and the diameter of the second opening is The same component from the boundary line to the second main surface is an essential component. Further, in the method for manufacturing a honeycomb structured body of the present invention, the distance between the outer peripheral surface of the ceramic block and the surface constituting the second opening is uniform inside the second opening of the coating jig of the present invention.
  • the ceramic block is passed through the opening of the coating jig, and the sealing material paste is applied to the entire outer peripheral surface of the ceramic block on the surface constituting the second opening of the coating jig.
  • the essential components include various configurations detailed in the first to third embodiments and other embodiments (for example, the angle of the tapered portion, the length of the straight portion, the material of the coating jig)

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Abstract

本発明の目的は、セラミックブロックの外周面全体に外周シール材層を形成することができる塗布用治具を提供することであり、本発明の塗布用治具は、第1主面と、上記第1主面と反対側の主面である第2主面と上記第1主面から上記第2主面まで貫通する開口部とを備えた塗布用治具であって、 上記開口部は、上記第1主面側の第1開口部と上記第2主面側の第2開口部とからなり、上記第1開口部の径は、上記第1主面から、上記第1開口部と上記第2開口部との境界線に向かうにつれて小さくなっており、上記第2開口部の径は、上記境界線から上記第2主面にわたって同じであることを特徴とする。

Description

塗布用治具及びハニカム構造体の製造方法
本発明は、塗布用治具及びハニカム構造体の製造方法に関する。
バス、トラック、乗用車等の車両及び建設機械等の内燃機関から排出される排ガス中に含有されるスス等のパティキュレート(以下、PMともいう)が周囲の環境及び人体に害を及ぼすことが最近問題となっている。
そこで、排気ガス中のPMを捕集して、排気ガスを浄化するフィルタとして多孔質セラミックからなるハニカム構造体を用いたものが種々提案されている。
ハニカム構造体としては、柱状のセラミックブロックの周囲に外周シール材層を設けたものが用いられる。
外周シール材層は、ハニカム構造体を内燃機関の排気通路に設置した際、ハニカム構造体の形状を整えたり、ハニカム構造体の外周部から排気ガスが漏れ出すことを防止したり、ハニカム構造体の断熱性を高めたりする目的で設けられる。
特許文献1には、セラミックブロックの周囲に厚さが薄い外周シール材層を形成する方法として、セラミックブロックの外周面と摺接可能な環状のスクレーパー(塗布用治具)を用いる方法が挙げられている。
特許文献1に記載された方法では、セラミックブロックの外周面にペースト状のシール材(シール材ペースト)を付着させ、環状のスクレーパーをセラミックブロックの長手方向に嵌通させることによりシール材ペーストをセラミックブロックの外周面全体に押し広げるスクレーピング工程を行う。
国際公開2005/045210号パンフレット
特許文献1に開示された方法では、スクレーパーの材質としてウレタンゴム等のエラストマーが挙げられており、柔らかい材質のものが好ましいとされている。
また、スクレーパーの形状は、環の内周面と環の外周面の厚さが同じであり、その厚さは1.0~5.0mmであるとされている。
また、スクレーパーの内周面の寸法は、シール材ペーストの厚さを薄くするために、セラミックブロックの外周面と摺接可能な大きさとされており、セラミックブロックの外径とスクレーパーの内径の差が小さくなるように調整されている。
ここで、セラミックブロックの一般的な製造方法として、気体を流通させるための多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されてなる角柱形状のハニカム焼成体を作製し、上記ハニカム焼成体を複数個結束させてなる角柱状のハニカム集合体を作製し、上記ハニカム集合体の外周面を研削加工することにより作製する方法が挙げられる。
上記方法により作製したセラミックブロックの外周面には、上記研削加工によって切断されたセルが露出している。
セルが露出したセラミックブロックの外周面に対して、特許文献1に記載されたようなスクレーパーを用いてスクレーピング工程を行うと、露出したセルの中にシール材ペーストが埋め込まれてしまい、外周シール材層が形成されない部位が生じるという問題があった。
外周シール材層が形成されない部位が生じた場合、別途シール材ペーストを手作業で塗り付けて手直しをする必要があった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、セラミックブロックの外周面全体に外周シール材層を形成することができる塗布用治具を提供すること、及び、セラミックブロックの外周面全体に外周シール材層を形成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。
本発明者らは、セルが露出したセラミックブロックの外周面に対してスクレーピング工程を行う場合には、厚い外周シール材層を形成して露出したセルをシール材ペーストで埋めてしまうことが有効であると考えた。
厚い外周シール材層を形成するためにはシール材ペーストの付着量を増やす必要がある。
シール材ペーストの付着量を増やして特許文献1に記載されたような従来の形状のスクレーパーを用いてスクレーピング工程を行うと、外周シール材層の厚さが薄くなってしまう部位が生じた。
本発明者らは、上記検討結果を踏まえてさらに検討を進めた結果、本発明に想到した。
請求項1に記載の塗布用治具は、第1主面と、
上記第1主面と反対側の主面である第2主面と
上記第1主面から上記第2主面まで貫通する開口部とを備えた塗布用治具であって、
上記開口部は、上記第1主面側の第1開口部と上記第2主面側の第2開口部とからなり、
上記第1開口部の径は、上記第1主面から、上記第1開口部と上記第2開口部との境界線に向かうにつれて小さくなっており、
上記第2開口部の径は、上記境界線から上記第2主面にわたって同じであることを特徴とする。
上記塗布用治具では、第1開口部の径が、第1主面から第1開口部と第2開口部との境界線に向かうにつれて小さくなっている。この形状は、第1主面から第2主面に向かってテーパーがついた形状である。
第1主面から第2主面に向かってテーパーがついた部分を、以下、本明細書ではテーパー部とも呼ぶ。
塗布用治具の第1主面を上、第2主面を下にして配置し、塗布用治具の第2開口部の内側に、シール材ペーストを付着させたセラミックブロックを配置し、下から上に向かう方向に塗布用治具を移動させると、テーパー形状の第1開口部にかき取られたシール材ペーストがテーパー部に溜まることになる。外周シール材層の厚さが薄い部分が存在していた場合には、テーパー部に溜まったシール材ペーストが、塗布用治具の移動に伴い外周シール材層の厚さが薄い部分を埋めることができるため、外周シール材層の厚さが薄い部分が生じることを防止することができる。
また、上記塗布用治具では、第2開口部の径は、境界線から第2主面にわたって同じとなっており、この部分の形状はテーパーがついていない形状であるといえる。
テーパーがついていない部分を、以下、本明細書ではストレート部とも呼ぶ。
外周シール材層の厚さは第2開口部を構成する面とセラミックブロックの外周面の間隔を調整することにより決定することができる。すなわち、第2開口部を構成する面をストレート部とすることによって、所定の厚さに定められた外周シール材層を形成することができる。
すなわち、上記塗布用治具は、セルが露出したセラミックブロックの外周面に対してシール材ペーストを付着させる量を増やして、セラミックブロックの外周面全体に厚い外周シール材層を形成することに適している。
請求項2に記載の塗布用治具では、上記第2開口部の厚さは1~4mmである。
第2開口部の厚さが4mmを超えて大きいと、塗布されたシール材ペーストの表面に空孔が生じることがある。また、第2開口部の厚さが1mm未満であると、シール材ペーストをセラミックブロックの外周面に押し付ける部分が少なく、外周シール材層の厚さにばらつきが生じることがある。
第2開口部の厚さを1~4mmとすると、塗布されたシール材ペーストの表面に空孔が生じることを防止することができ、また、外周シール材層の厚さにばらつきが生じることを防止することができる。
請求項3に記載の塗布用治具では、上記第1開口部を構成する面と、上記境界線から上記第2主面と平行に伸ばした面とがなす角度のうち、上記塗布用治具の中に属する角度が65°~85°である。
上記角度が65°より小さいと、テーパー部に溜まったシール材ペーストが外周シール材層の厚さが薄い部分を埋めようとする作用が弱くなり、塗布されたシール材ペーストの表面に塗布用治具の移動方向に沿った筋が生じることがある。
上記角度が85°を超えて大きいと、テーパー部に溜まるシール材ペーストの量が少なく、テーパー部に溜まったシール材層で外周シール材層の厚さが薄い部分を埋められない場合がある。
請求項4に記載の塗布用治具の材質は、ポリアセタール、フッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、アクリル樹脂、ポリフェニレンサルファイド、又は、樹脂で被覆された金属である。
これらの材質は、エラストマー等の柔らかい材料とは異なり、硬い材料であるため、剛性の高い塗布用治具とすることができる。
エラストマー等の柔らかい材料を用いた塗布用治具を使用すると、スクレーピング工程で撓むために塗布用治具の進行方向の末端でシール材ペーストが盛り上がってしまい厚さが厚くなる部位が生じることがある。剛性の高い塗布用治具を使用することでこのような不具合の発生を防止することができる。
請求項5に記載の塗布用治具の材質は、ポリアセタール、フッ素樹脂、又は、フッ素樹脂で被覆された金属である。
これらの材質は、剛性が高いことに加えて、シール材ペーストとの密着性が低いため、塗布用治具にシール材ペーストがこびりつくことがない。そのため、塗布されたシール材ペーストの表面にいわゆる「引け」と呼ばれる塗布ムラが残ることがない。
請求項6に記載の塗布用治具では、上記塗布用治具の厚さは10~20mmである。
塗布用治具の厚さが上記範囲であると、塗布用治具の剛性を高めることができる。
請求項7に記載の塗布用治具では、上記第2開口部を構成する面には、上記境界線から上記第2主面に向かう方向に溝が設けられている。
塗布用治具にこのような溝が設けられていると、塗布用治具を用いて形成される外周シール材層に突起部を設けることができる。突起部が設けられていると、ハニカム構造体の周囲に巻きつける保持シール材との間に摩擦力が生じて、保持シール材との密着性を向上させることができる。
請求項8に記載のハニカム構造体の製造方法は、柱状のセラミックブロックの外周面にペースト状のシール材ペーストを付着させるシール材ペースト付着工程と、
上記セラミックブロックの外周面に付着させたシール材ペーストを上記セラミックブロックの外周面全体に塗布するスクレーピング工程とを行うことにより、上記セラミックブロックの外周面に外周シール材層が形成されたハニカム構造体を製造する方法であって、
請求項1~7のいずれかに記載の塗布用治具を、第1主面が上側、第2主面が下側になるように配置し、上記塗布用治具の第2開口部の内側にセラミックブロックを載置し、
上記スクレーピング工程において、上記塗布用治具の開口部に、上記セラミックブロックを通過させ、上記塗布用治具の上記第2開口部を構成する面で上記シール材ペーストを上記セラミックブロックの上記外周面全体に塗布することを特徴とする。
上記ハニカム構造体の製造方法では、本発明の塗布用治具を用いてスクレーピング工程を行うため、外周シール材層が形成されない部位が生じることを防止して、セラミックブロックの外周面全体に、所定の厚さに定められた外周シール材層を形成してハニカム構造体を製造することができる。
請求項9に記載のハニカム構造体の製造方法では、上記スクレーピング工程において、上記第1主面を上側、上記第2主面を下側に配置した上記塗布用治具を、下から上に向かう方向に移動させる。
塗布用治具の移動方向をこのように定めると、テーパー部の開口径が大きくなる方向に塗布用治具が移動するため、かき取られたシール材ペーストをテーパー部に溜めることができる。外周シール材層の厚さが薄い部分が存在していた場合には、テーパー部に溜まったシール材ペーストが、塗布用治具の移動に伴い外周シール材層の厚さが薄い部分を埋めることができるため、外周シール材層の厚さが薄い部分が生じることを防止することができる。
請求項10に記載のハニカム構造体の製造方法では、上記セラミックブロックの上記外周面と、上記塗布用治具の上記第2開口部を構成する面との間隔が均一になる位置に上記セラミックブロックを載置する。
このような位置にセラミックブロックを載置することによって、厚さが均一である外周シール材層を形成することができる。
請求項11に記載のハニカム構造体の製造方法では、上記セラミックブロックの上記外周面と、上記塗布用治具の上記第2開口部を構成する面との間隔が均一とならない位置に上記セラミックブロックを載置する。
このような位置にセラミックブロックを載置すると、厚さが部位により異なる外周シール材層を形成することができる。
請求項12に記載のハニカム構造体の製造方法では、上記セラミックブロックの上記外周面と、上記塗布用治具の上記第2開口部を構成する面との間隔が0.40~0.70mmである。
セラミックブロックの外周面と塗布用治具の第2開口部を構成する面との間隔を定めることによって、外周シール材層の厚さを制御することができる。
上記間隔を0.40~0.70mmに設定することによって、セラミックブロックの外周面に厚さが0.40~0.70mmと比較的厚い外周シール材層を形成することができる。
請求項13に記載のハニカム構造体の製造方法では、上記セラミックブロックの中心の位置と上記塗布用治具の上記開口部の中心の位置とを合わせて上記セラミックブロックを載置する。
また、請求項14に記載のハニカム構造体の製造方法では、上記セラミックブロックの中心の位置と上記塗布用治具の上記開口部の中心の位置とを合わせて上記セラミックブロックと上記塗布用治具の位置を決めることのできる位置決め治具を用いて上記セラミックブロックを載置する。
セラミックブロックの中心の位置と塗布用治具の開口部の中心の位置とを合わせることにより、所定の部位に所定の厚さの外周シール材層を形成することができる。
また、このような位置決め治具を用いると、位置決めが容易になるので、所定の厚さに制御された外周シール材層をハニカム構造体の周囲全体にわたって形成することが容易になる。
請求項15に記載のハニカム構造体の製造方法では、上記セラミックブロックは、気体を流通させるための多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されてなる角柱形状のハニカム焼成体を作製する工程、上記ハニカム焼成体を複数個結束させて角柱状のハニカム集合体を作製する工程、上記ハニカム集合体の外周面を研削加工する工程により作製されており、
上記セラミックブロックの外周面には、上記研削加工によって切断されたセルが露出している。
上記方法で作製されるセラミックブロックは、研削加工によって切断されたセルが露出することになるが、上記ハニカム構造体の製造方法では、外周シール材層の厚さを厚くして、露出したセルを全て埋めることができるため、セラミックブロックの外周面に外周シール材層が形成されない部位が生じないようにすることができる。
請求項16に記載のハニカム構造体の製造方法では、上記セラミックブロックは、気体を流通させるための多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されてなる一つの柱状のハニカム焼成体である。
本発明の塗布用治具を用いると、一つのハニカム焼成体からなるセラミックブロックに対してもシール材ペーストの塗布を好適に行うことができる。
請求項17に記載のハニカム構造体の製造方法では、上記セラミックブロックの外周面にペースト状のシール材ペーストを付着させる第一のシール材ペースト付着工程と、
上記セラミックブロックの外周面に付着させた第一のシール材ペーストを上記セラミックブロックの外周面全体に塗布する第一のスクレーピング工程と、
上記第一のシール材ペーストを乾燥し、固化させて第一の外周シール材層を形成する第一の乾燥工程と、
上記第一の外周シール材層上にペースト状のシール材ペーストを付着させる第二のシール材ペースト付着工程と、
上記第一の外周シール材層上に付着させた第二のシール材ペーストを上記第一の外周シール材層上全体に塗布する第二のスクレーピング工程と、
上記第二のシール材ペーストを乾燥し、固化させて第二の外周シール材層を形成する第二の乾燥工程とを行う。
シール材ペーストは水分を含んでいるため、通常、スクレーピング工程の後にはシール材ペーストに含まれる水分を除去するための乾燥工程が行われる。
シール材ペーストを厚く塗布した場合には、乾燥工程においてひび割れが発生することがある。
そこで、第一の乾燥工程においてひび割れが発生したとしても、さらに第二のシール材ペースト付着工程、第二のスクレーピング工程を行うことにより、発生したひび割れを埋めることができる。続けて第二の乾燥工程を行うことにより、表面にひび割れがなく表面状態が極めて良好である外周シール材層を形成することができる。
図1は、本発明の第一実施形態に係る塗布用治具の一例を模式的に示す斜視図である。 図2は、図1に示す塗布用治具のA-A線断面図である。 図3は、ハニカム構造体を模式的に示す斜視図である。 図4(a)は、ハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図であり、図4(b)は、そのB-B線断面図である。 図5は、ハニカム焼成体を複数個結束してなるハニカム集合体の外周を研削してなるセラミックブロックを模式的に示す斜視図である。 図6(a)、図6(b)及び図6(c)は、スクレーピング工程を模式的に示す側面図である。 図7(a)及び図7(b)は、スクレーピング工程においてシール材ペーストを塗布する様子を模式的に示す側面図である。 図8は、実施例1で製造したハニカム構造体の外周シール材層の写真である。 図9は、本発明の第二実施形態に係る塗布用治具の一例を模式的に示す斜視図である。 図10は、図9に示す塗布用治具のC-C線断面図である。 図11は、セラミックブロックの別の一例を模式的に示す斜視図である。 図12は、本発明の第三実施形態に係る塗布用治具の一例を模式的に示す斜視図である。 図13は、図12に示す塗布用治具を用いて製造可能なハニカム構造体の一例を示す斜視図である。 図14は、本発明の第三実施形態に係る塗布用治具の別の一例を模式的に示す斜視図である。 図15は、図14に示す塗布用治具を用いて製造可能なハニカム構造体の一例を示す斜視図である。 図16(a)及び図16(b)は、塗布用治具とセラミックブロックの位置関係の一例を示す上面図である。 図17は、セラミックブロックの別の一例を模式的に示す斜視図である。
以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。
(第一実施形態)
以下、本発明の塗布用治具、及び、ハニカム構造体の製造方法の一実施形態である第一実施形態について説明する。
まず、本発明の第一実施形態に係る塗布用治具について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第一実施形態に係る塗布用治具の一例を模式的に示す斜視図である。
図1に示す塗布用治具1は、第1主面11と、第1主面11と反対側の主面である第2主面12とを有する板状の治具である。
塗布用治具1の中央部分には開口部20が存在する。
開口部20は、第1主面側11側に位置する第1開口部30と、第2主面12側に位置する第2開口部50からなる。
第1開口部30と第2開口部50の境界を境界線40として示している。
第1開口部30及び第2開口部50は、第2主面12に平行な面で切断した際の断面形状が円となる形状である。
第1開口部30の径は、第1主面11から境界線40に向かうに従って小さくなるテーパー形状である。
図1には、第1開口部30の径であって第1主面11と同じ平面に位置する径をRとして示している。
第2開口部50の径は、境界線40から第2主面12にわたって同じである。
図1には、第2開口部50の径をRとして示している。
図2は、図1に示す塗布用治具のA-A線断面図である。
図2には、第1開口部30を構成する面31、及び、第2開口部50を構成する面51を示している。
図2に示す断面図は、第2開口部50の中心を通り、第1主面11及び第2主面12に垂直な面で切断した断面図である。上記切断面と、第1開口部30を構成する面31の交わる線が線32である。そして、線32と後述する線41のなす角がテーパー角θである。
第1開口部30の形状は、第1主面11から第2主面12に向かって傾斜したテーパーがついた形状である。このテーパーがついた部分をテーパー部(テーパー部32)ともいう。
また、図2に示す断面図において、第2開口部50を構成する面51に相当する線52は、境界線40から第2主面12に向かって鉛直方向に伸びている。
線52の向きは、第2開口部50の形状が、境界線40から第2主面12にわたって同じ形状であり、テーパーがついていない形状であることを意味しており、この鉛直方向に伸びた線52の部分をストレート部ともいう。
テーパー部32の傾きは、図2でθで示す角度である。テーパー部32の傾きθは、境界線40から第2主面12と平行な方向に伸ばした面41を想定し、図2に示す断面図において対応する線42とテーパー部32のなす角度のうち、塗布用治具1の中に属する角度として定められる。
角度θは、第1開口部30を構成する面31と、境界線40から第2主面12と平行な方向に伸ばした面41とがなす角度のうち、塗布用治具1の中に属する角度と同じである。
本実施形態の塗布用治具における角度θの大きさは、65°~85°となっている。θは70°~80°であることがより望ましい。
塗布用治具1の厚さは、図2において符号Tで示される厚さであり、第1主面11と第2主面12の距離と実質的に等しい。
本実施形態の塗布用治具における塗布用治具1の厚さTは、10~20mmとなっている。
第2開口部50の厚さは、図2において符号Tで示される厚さであり、ストレート部52の長さと実質的に等しい。
本実施形態の塗布用治具における第2開口部50の厚さTは、1~4mmとなっている。Tは2~3mmであることがより望ましい。
角度θと厚さTの大きさを調整することで、塗布された外周シール材層の表面状態をより良好にすることができる。角度θと厚さTの好ましい組み合わせとして、角度θが75°であって厚さTが1~3mmである場合、及び、角度θが70°~80°であって厚さTが2mmである場合が挙げられる。
角度θと厚さTのより好ましい組み合わせとして、角度θが75°であって厚さTが2mmである場合が挙げられる。
塗布用治具の材質としては、高い剛性を有することに適した材料であれば特に限定されるものではないが、望ましい材質としては、ポリアセタール、フッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、アクリル樹脂、ポリフェニレンサルファイド、又は、樹脂で被覆された金属が挙げられる。
この中では、ポリアセタール、フッ素樹脂、又は、フッ素樹脂で被覆された金属であることがより好ましい。
塗布用治具の材質が樹脂で被覆された金属である場合、シール材ペーストが接触する面である、第1開口部30を構成する面31及び第2開口部50を構成する面51が樹脂で被覆されていることが望ましい。塗布用治具のその他の面は樹脂で被覆されていてもよく、樹脂で被覆されていなくてもよい。
続いて、本実施形態のハニカム構造体の製造方法で製造する対象であるハニカム構造体等について図面を参照して説明する。
図3は、ハニカム構造体を模式的に示す斜視図である。
図3に示すハニカム構造体100では、多孔質炭化ケイ素からなる、図4(a)及び図4(b)に示すような形状のハニカム焼成体110が接着剤層101を介して複数個結束されてセラミックブロック103を構成し、さらに、このセラミックブロック103の外周面104に外周シール材層102が形成されている。
図4(a)は、ハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図であり、図4(b)は、そのB-B線断面図である。
図4(a)及ぶ図4(b)に示すハニカム焼成体110には、多数のセル111がセル壁113を隔てて長手方向(図4(a)中、bの方向)に並設されており、セル111のいずれかの端部が封止材112で封止されている。従って、一方の端面が開口したセル111に流入した排ガスGは、必ずセル111を隔てるセル壁113を通過した後、他方の端面が開口した他のセル111から流出するようになっている。
従って、セル壁113がPM等を捕集するためのフィルタとして機能する。
図5は、ハニカム焼成体を複数個結束してなるハニカム集合体の外周を研削してなるセラミックブロックを模式的に示す斜視図である。
図5に示すセラミックブロック103は、ハニカム焼成体110が16個結束されてなる角柱状のハニカム集合体を作製し、ハニカム集合体の外周面を研削加工して円柱状にすることにより作製されている。研削加工された面にはハニカム焼成体110のセル111が露出している。
本実施形態において、セラミックブロックの外周面は、研削加工によって得られたセラミックブロックの形状を、平滑な側面を有する立体とみなしたときの面である。図5に示すセラミックブロック103では、セラミックブロック103を円柱とみなしたときの円柱の側面をセラミックブロックの外周面104と定める。
図3に示すハニカム構造体100は、図5に示すセラミックブロック103の外周面104に外周シール材層102を形成することによって製造されている。外周シール材層102の厚さはセラミックブロック103の外周面104に露出したセルを埋めることができる厚さであることが好ましい。具体的には、外周シール材層の厚さは0.4~0.7mmであることが好ましい。
図3に示すハニカム構造体100の外周面は、セラミックブロック103の外周面104に露出したセルが外周シール材層によって埋められた平滑な面となっている。
続いて、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体の製造方法について説明する。
特に、セラミックブロックの外周面に外周シール材層を形成する方法について図面を参照して説明する。
本実施形態のハニカム構造体の製造方法は、柱状のセラミックブロックの外周面にペースト状のシール材ペーストを付着させるシール材ペースト付着工程と、
上記セラミックブロックの外周面に付着させたシール材ペーストを上記セラミックブロックの外周面全体に塗布するスクレーピング工程とを行うことにより、上記セラミックブロックの外周面に外周シール材層が形成されたハニカム構造体を製造する方法であって、
本発明の塗布用治具を、第1主面が上側、第2主面が下側になるように配置し、上記塗布用治具の第2開口部の内側にセラミックブロックを載置し、
上記スクレーピング工程において、上記塗布用治具の開口部に上記セラミックブロックを通過させ、上記塗布用治具の上記第2開口部を構成する面で上記シール材ペーストを上記セラミックブロックの上記外周面全体に塗布することを特徴とする。
始めに、柱状のセラミックブロックを準備する。
本実施形態においては、図5に示すような円柱形状のセラミックブロックを準備する。
セラミックブロックを作製する方法については後述する。
続いて、セラミックブロックの外周面にシール材ペーストを付着させる。
シール材ペーストを付着させる方法は特に限定されるものではないが、刷毛、ヘラ等を用いてシール材ペーストをセラミックブロックの外周面全体に付着させる。
この段階では付着させたシール材ペーストの厚さのばらつきがあってもよい。
シール材ペーストを付着させる量は、形成予定の外周シール材層の厚さを考慮して、シール材ペーストが不足しない程度の量に定めればよい。
シール材ペーストを構成する材料としては特に限定されるものではないが、例えば、無機バインダ、有機バインダ、無機繊維、無機粒子又はこれらの組み合わせからなるもの等を挙げることができる。
続いて、セラミックブロックの外周面に付着させたシール材ペーストをセラミックブロックの外周面全体に塗布するスクレーピング工程を行う。
本実施形態のスクレーピング工程においては、位置決め治具及び本発明の第一実施形態に係る塗布用治具を用いる。
また、セラミックブロックの外周面の形状は本発明の第一実施形態に係る塗布用治具の第2開口部の形状と同じである。
図6(a)、図6(b)及び図6(c)は、スクレーピング工程を模式的に示す側面図である。
スクレーピング工程では、位置決め治具でセラミックブロックを挟むことによってセラミックブロックの位置決めを行い、塗布用治具の開口部にセラミックブロックを通過させることによって、塗布用治具の開口部を構成する面でシール材ペーストをセラミックブロックの外周面全体に塗布する。
図6(a)には、スクレーピング工程の最初の段階を示している。
塗布用治具1は、第1主面が上、第2主面が下になるように配置される。
位置決め治具は位置決め下治具61と位置決め上治具62からなる。位置決め下治具61と位置決め上治具62の外径は塗布用治具1の第2開口部の径(図1におけるR)よりも小さくなっている。そのため、図6(a)に示すように塗布用治具1が位置決め下治具61と重なるように上下に移動できるようになっている。
スクレーピング工程の最初の段階では、位置決め下治具61の上にセラミックブロック103が載置される。そして、セラミックブロック103の上面の上に位置決め上治具62が載置され、位置決め下治具61と位置決め上治具62によってセラミックブロック103が挟まれて、セラミックブロックの位置が固定される。
この際、セラミックブロック103の載置位置は位置決め下治具61及び位置決め上治具62に設けられたガイドによって所定の位置に定められる。上記ガイドは、塗布用治具1の開口部20の中心の位置とセラミックブロック103の中心の位置が一致するように設計されている。
ここでいうセラミックブロックの中心の位置とは、セラミックブロックの端面の中心、すなわち、底面及び上面の形状である円の中心の位置を意味する。
開口部の中心の位置は、開口部を構成する円の中心の位置を意味する。
この段階では、塗布用治具1は位置決め下治具61と重なる位置にあるため、塗布用治具1はシール材ペースト121とは接触していない。
なお、シール材ペースト121は、厚さばらつきのある状態でセラミックブロック103の外周面104に付着しているシール材ペーストである。
図6(b)には、塗布用治具を移動させてシール材ペーストをセラミックブロックの外周面に塗布する段階を示している。
塗布用治具1を下から上に移動させると、塗布用治具1の第2開口部を構成する面51でシール材ペースト121がセラミックブロック103の外周面104に塗布される。
塗布用治具1が通過した部位(塗布用治具1より下の部位)のシール材ペースト122は、表面が平滑になっている。また、第2開口部50を構成する面51とセラミックブロック103の外周面104の距離が均一となっており、シール材ペースト122の厚さが均一になっている。
以下に、シール材ペーストを塗布用治具で塗布する様子をさらに詳細に説明する。
図7(a)及び図7(b)は、スクレーピング工程においてシール材ペーストを塗布する様子を模式的に示す側面図である。
塗布用治具1は、図2に示す断面形状を有しているため、テーパー部32及びストレート部52を有する。
塗布用治具1を下から上に向かう方向に移動させると、ストレート部52がシール材ペーストに接する。
そして、シール材ペーストの厚さが、ストレート部52とセラミックブロックの外周面104の間隔、すなわち、図7(a)において両矢印Xで示す距離、に対応した厚さに調整される。
両矢印Xで示す距離は、第2開口部50を構成する面51とセラミックブロックの外周面104の間隔と同じであり、その間隔が0.40~0.70mmとなっている。
上述したとおり、塗布用治具1の開口部20の中心とセラミックブロック103の中心の位置は一致するようになっているため、シール材ペーストの厚さはセラミックブロック103の外周面104の全体において均一な厚さとなるように調整される。
ここで、塗布用治具を通過させる前のシール材ペースト121には厚さばらつきがあり、上記距離Xよりも薄くなっている部分(図7(a)で“Y”で示す部分)と、上記距離Xよりも厚くなっている部分(図7(a)で“Z”で示す部分)と、が存在している。
シール材ペーストの付着量は、通常は過剰量を付着させることから、シール材ペーストの厚さが上記距離Xよりも厚くなっている部分が多く存在する。そのため、かき取られたシール材ペースト123がテーパー部32の傾斜に沿って溜まった状態となる。
テーパー部32に溜まったシール材ペースト123は、シール材ペーストの厚さが薄くなっている部分Yにおいてその薄い部分を埋めるように作用する。そのため、図7(b)に示すように上記部分Yに塗布用治具1を通過させた後には、シール材ペースト122の厚さは所定の厚さ(距離Xで示す厚さ)となる。
図6(c)には、スクレーピング工程を終了した段階を示している。
塗布用治具1を位置決め上治具62に重なるまで移動させると、全てのシール材ペーストが均一な厚さで表面が平滑なシール材ペースト122となる。
塗布用治具1の移動が終了した後、位置決め治具によるセラミックブロックの固定を解除することで、シール材ペーストが外周面全体に均一に塗布されたセラミックブロックを得て、スクレーピング工程を終了する。
セラミックブロックの外周面上に塗布されたシール材ペーストを乾燥させ、固化させる乾燥工程を行うことによってシール材ペーストは外周シール材層となる。
乾燥工程においては、シール材ペーストが外周面に塗布されたセラミックブロックを、乾燥炉内で炉内温度110~130℃で9~11分間乾燥させることが望ましい。
本実施形態では、シール材ペースト付着工程、スクレーピング工程、及び、乾燥工程を2回繰り返すことによって外周シール材層を形成することが好ましい。
これまで説明したシール材ペースト付着工程、スクレーピング工程、及び、乾燥工程は、それぞれ1回目の工程であり、それぞれ第一のシール材ペースト付着工程、第一のスクレーピング工程、及び、第一の乾燥工程と呼ぶ。また、第一のシール材ペースト付着工程で付着させたシール材ペーストは第一のシール材ペーストとも呼ぶ。
これらの工程を経て形成された外周シール材層を第一の外周シール材層と呼ぶ。
第一の乾燥工程を経て得られた第一の外周シール材層の表面には、ひび割れが発生することがある。そこで、2回目のシール材ペースト付着工程、スクレーピング工程を行うことによって、発生したひび割れを埋めて、表面状態が極めて良好である外周シール材層を得ることができる。
2回目のシール材ペースト付着工程、スクレーピング工程、及び、乾燥工程をそれぞれ第二のシール材ペースト付着工程、第二のスクレーピング工程、及び、第二の乾燥工程と呼ぶ。
これらの工程を経て形成された外周シール材層を第二の外周シール材層と呼ぶ。
第二のシール材ペースト付着工程、第二のスクレーピング工程、及び、第二の乾燥工程の具体的な手順は、第一のシール材ペースト付着工程、第一のスクレーピング工程、及び、第一の乾燥工程と同様であるためその詳細な説明は省略する。
第一の外周シール材層上にシール材ペースト(第二のシール材ペースト)を付着させ、スクレーピング工程及び乾燥工程を行うことによって、表面に第二の外周シール材層が形成されたセラミックブロックを得ることができ、外周シール材層が形成されたセラミックブロックは、本実施形態のハニカム構造体の製造方法で製造する対象であるハニカム構造体となる。
以下に、柱状のセラミックブロックを製造する方法について説明する。
なお、セラミックブロックの材料となるセラミック粉末として炭化ケイ素を用いる場合を例にして説明する。
(1)セラミック粉末とバインダとを含む湿潤混合物を押出成形することによってハニカム成形体を作製する成形工程を行う。
具体的には、まず、セラミック粉末として平均粒子径の異なる炭化ケイ素粉末と、有機バインダと、液状の可塑剤と、潤滑剤と、水とを混合することにより、ハニカム成形体製造用の湿潤混合物を調製する。
続いて、上記湿潤混合物を押出成形機に投入し、押出成形することにより所定の形状のハニカム成形体を作製する。
この際、図4(a)及び図4(b)に示すセル構造(セルの形状及びセルの配置)を有する断面形状が作製されるような金型を用いてハニカム成形体を作製する。
(2)ハニカム成形体を所定の長さに切断し、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機、凍結乾燥機等を用いて乾燥させた後、所定のセルに封止材となる封止材ペーストを充填して上記セルを目封じする封止工程を行う。
ここで、封止材ペーストとしては、上記湿潤混合物を用いることができる。
(3)ハニカム成形体を脱脂炉中で加熱し、ハニカム成形体中の有機物を除去する脱脂工程を行った後、脱脂されたハニカム成形体を焼成炉に搬送し、焼成工程を行うことにより、図4(a)及び図4(b)に示したような角柱形状のハニカム焼成体を作製する。
なお、セルの端部に充填された封止材ペーストは、加熱により焼成され、封止材となる。
また、切断工程、乾燥工程、封止工程、脱脂工程及び焼成工程の条件は、従来からハニカム焼成体を作製する際に用いられている条件を適用することができる。
(4)支持台上で複数個のハニカム焼成体を接着材ペーストを介して順次積み上げて結束する結束工程を行い、ハニカム焼成体が複数個積み上げられてなるハニカム集合体を作製する。
接着材ペーストとしては、例えば、無機バインダと有機バインダと無機粒子とからなるものを使用する。また、上記接着材ペーストは、さらに無機繊維及び/又はウィスカを含んでいてもよい。
(5)ハニカム集合体を加熱して接着材ペーストを加熱固化して接着材層とする。
接着材ペーストの加熱固化の条件は、従来からハニカム構造体を作製する際に用いられている条件を適用することができる。
(6)ハニカム集合体の外周面を研削加工する。
具体的には、ダイヤモンドカッターを用いてハニカム集合体の外周面を切削することにより、外周が略円柱状に加工されたセラミックブロックを作製する。
セラミックブロックの外周面には、研削加工によって切断されたセルが露出することになる。
上記工程によって作製されたセラミックブロックの外周面に外周シール材層を形成することによって、ハニカム構造体が製造される。
以下、本発明の第一実施形態に係る塗布用治具、及び、ハニカム構造体の製造方法の作用効果について列挙する。
(1)本実施形態の塗布用治具では、第1開口部の径が、第1主面から第1開口部と第2開口部との境界線に向かうにつれて小さくなっている。すなわち、テーパー部を有する。
塗布用治具の第1主面を上、第2主面を下にして配置し、塗布用治具の第2開口部の内側に、シール材ペーストを付着させたセラミックブロックを配置し、下から上に向かう方向に塗布用治具を移動させると、テーパー形状の第1開口部にかき取られたシール材ペーストがテーパー部に溜まることになる。外周シール材層の厚さが薄い部分が存在していた場合には、テーパー部に溜まったシール材ペーストが、塗布用治具の移動に伴い外周シール材層の厚さが薄い部分を埋めることができるため、外周シール材層の厚さが薄い部分が生じることを防止することができる。
(2)本実施形態の塗布用治具では、第2開口部の径は、境界線から第2主面にわたって同じとなっている。すなわち、ストレート部を有する。
第2開口部を構成する面をストレート部とすることによって、所定の厚さに定められた外周シール材層を形成することができる。
すなわち、上記塗布用治具は、セルが露出したセラミックブロックの外周面に対してシール材ペーストを付着させる量を増やして、セラミックブロックの外周面全体に厚い外周シール材層を形成することに適している。
(3)本実施形態の塗布用治具では、第2開口部の厚さは1~4mmである。
第2開口部の厚さが4mmを超えて大きいと、塗布されたシール材ペーストの表面に空孔が生じることがある。また、第2開口部の厚さが1mm未満であると、シール材ペーストをセラミックブロックの外周面に押し付ける部分が少なく、外周シール材層の厚さにばらつきが生じることがある。
第2開口部の厚さを1~4mmとすると、塗布されたシール材ペーストの表面に空孔が生じることを防止することができ、また、外周シール材層の厚さにばらつきが生じることを防止することができる。
(4)本実施形態の塗布用治具では、第1開口部を構成する面と、境界線から第2主面と平行に伸ばした面とがなす角度のうち、塗布用治具の中に属する角度θが65°~85°である。
角度θが65°より小さいと、テーパー部に溜まったシール材ペーストが外周シール材層の厚さが薄い部分を埋めようとする作用が弱くなり、塗布されたシール材ペーストの表面に塗布用治具の移動方向に沿った筋が生じることがある。
角度θが85°を超えて大きいと、テーパー部に溜まるシール材ペーストの量が少なく、テーパー部に溜まったシール材層で外周シール材層の厚さが薄い部分を埋められない場合がある。
(5)本実施形態の塗布用治具の材質は、ポリアセタール、フッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、アクリル樹脂、ポリフェニレンサルファイド、又は、樹脂で被覆された金属である。
これらの材質は、エラストマー等の柔らかい材料とは異なり、硬い材料であるため、剛性の高い塗布用治具とすることができる。
エラストマー等の柔らかい材料を用いた塗布用治具を使用すると、スクレーピング工程で撓むために塗布用治具の進行方向の末端でシール材ペーストが盛り上がってしまい厚さが厚くなる部位が生じることがある。剛性の高い塗布用治具を使用することでこのような不具合の発生を防止することができる。
また、塗布用治具の材質がポリアセタール、フッ素樹脂、又は、フッ素樹脂で被覆された金属であると、これらの材質は、剛性が高いことに加えて、シール材ペーストとの密着性が低いため、塗布用治具にシール材ペーストがこびりつくことがない。そのため、塗布されたシール材ペーストの表面にいわゆる「引け」と呼ばれる塗布ムラが残ることがない。
(6)本実施形態の塗布用治具の厚さは、10~20mmである。
塗布用治具の厚さが上記範囲であると、塗布用治具の剛性を高めることができる。
(7)本実施形態のハニカム構造体の製造方法では、本実施形態の塗布用治具を、第1主面が上側、第2主面が下側になるように配置し、上記塗布用治具の第2開口部の内側にセラミックブロックを載置し、上記スクレーピング工程において、上記塗布用治具の開口部に、上記セラミックブロックを通過させ、上記塗布用治具の上記第2開口部を構成する面で上記シール材ペーストを上記セラミックブロックの上記外周面全体に塗布する。
本実施形態の塗布用治具を用いてスクレーピング工程を行うため、外周シール材層が形成されない部位が生じることを防止して、セラミックブロックの外周面全体に所定の厚さに定められた外周シール材層を形成してハニカム構造体を製造することができる。
(8)本実施形態のハニカム構造体の製造方法では、スクレーピング工程において、上記第1主面を上側、上記第2主面を下側に配置した上記塗布用治具を、下から上に向かう方向に移動させる。
塗布用治具の移動方向をこのように定めると、テーパー部の開口径が大きくなる方向に塗布用治具が移動するため、かき取られたシール材ペーストをテーパー部に溜めることができる。外周シール材層の厚さが薄い部分が存在していた場合には、テーパー部に溜まったシール材ペーストが、塗布用治具の移動に伴い外周シール材層の厚さが薄い部分を埋めることができるため、外周シール材層の厚さが薄い部分が生じることを防止することができる。
(9)本実施形態のハニカム構造体の製造方法では、上記セラミックブロックの上記外周面と、上記塗布用治具の上記第2開口部を構成する面との間隔が均一になる位置に上記セラミックブロックを載置する。
このような位置にセラミックブロックを載置することによって、厚さが均一である外周シール材層を形成することができる。
(10)本実施形態のハニカム構造体の製造方法では、セラミックブロックの外周面と、塗布用治具の第2開口部を構成する面との間隔が0.40~0.70mmである。
上記間隔を0.40~0.70mmに設定することによって、セラミックブロックの外周面に厚さが0.40~0.70mmと比較的厚い外周シール材層を形成することができる。
(11)本実施形態のハニカム構造体の製造方法では、セラミックブロックの中心の位置と塗布用治具の開口部の中心の位置とを合わせてセラミックブロックと塗布用治具の位置を決めることのできる位置決め治具を用いてセラミックブロックを載置する。
セラミックブロックの中心の位置と塗布用治具の開口部の中心の位置を合わせることにより、所定の部位に所定厚さの外周シール材層を形成することができる。
また、このような位置決め治具を用いると、位置決めが容易になるので、所定の厚さに制御された外周シール材層をハニカム構造体の周囲全体にわたって形成することが容易になる。
(12)本実施形態のハニカム構造体の製造方法では、セラミックブロックは、気体を流通させるための多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されてなる角柱形状のハニカム焼成体を作製する工程、上記ハニカム焼成体を複数個結束させて角柱状のハニカム集合体を作製する工程、上記ハニカム集合体の外周面を研削加工する工程により作製されており、
セラミックブロックの外周面には、上記研削加工によって切断されたセルが露出している。
上記方法で作製されるセラミックブロックは、研削加工によって切断されたセルが露出することになるが、本実施形態のハニカム構造体の製造方法では、外周シール材層の厚さを厚くして、露出したセルを全て埋めることができるため、セラミックブロックの外周面に外周シール材層が形成されない部位が生じないようにすることができる。
(13)本実施形態のハニカム構造体の製造方法では、セラミックブロックの外周面にペースト状のシール材ペーストを付着させる第一のシール材ペースト付着工程と、セラミックブロックの外周面に付着させた第一のシール材ペーストをセラミックブロックの外周面全体に塗布する第一のスクレーピング工程と、第一のシール材ペーストを乾燥し、固化させて第一の外周シール材層を形成する第一の乾燥工程と、第一の外周シール材層上にペースト状のシール材ペーストを付着させる第二のシール材ペースト付着工程と、第一の外周シール材層上に付着させた第二のシール材ペーストを第一の外周シール材層上全体に塗布する第二のスクレーピング工程と、第二のシール材ペーストを乾燥し、固化させて第二の外周シール材層を形成する第二の乾燥工程とを行う。
上記製造方法では、第一の乾燥工程においてひび割れが発生したとしても、さらに第二のシール材ペースト付着工程、第二のスクレーピング工程を行うことにより、発生したひび割れを埋めることができる。続けて第二の乾燥工程を行うことにより、表面にひび割れがなく表面状態が極めて良好である外周シール材層を形成することができる。
(実施例)
以下、本発明の第一実施形態の塗布用治具及びハニカム構造体の製造方法をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
(実施例1)
(セラミックブロックの作製)
まず、平均粒子径22μmを有する炭化ケイ素の粗粉末54.6重量%と、平均粒子径0.5μmの炭化ケイ素の微粉末23.4重量%とを混合し、得られた混合物に対して、有機バインダ(メチルセルロース)4.3重量%、潤滑剤(日油社製 ユニルーブ)2.6重量%、グリセリン1.2重量%、及び、水13.9重量%を加えて混練して湿潤混合物を得た後、押出成形する成形工程を行った。
本工程では、図4(a)に示したハニカム焼成体110と同様の形状であって、セルの目封じをしていない生のハニカム成形体を作製した。
次いで、マイクロ波乾燥機を用いて上記生のハニカム成形体を乾燥させることにより、ハニカム成形体の乾燥体を作製した。その後、ハニカム成形体の乾燥体の所定のセルに封止材ペーストを充填してセルの封止を行った。なお、上記湿潤混合物を封止材ペーストとして使用した。セルの封止を行った後、封止材ペーストを充填したハニカム成形体の乾燥体を再び乾燥機を用いて乾燥させた。
続いて、セルの封止を行ったハニカム成形体の乾燥体を400℃で脱脂する脱脂処理を行い、さらに、常圧のアルゴン雰囲気下2200℃、3時間の条件で焼成処理を行った。
これにより、四角柱のハニカム焼成体を作製した。
上記工程により得られたハニカム焼成体間に接着材ペーストを塗布して接着材ペースト層を形成し、接着材ペースト層を加熱固化して接着材層とすることにより、16個のハニカム焼成体が接着材層を介して結束されてなる略角柱状のハニカム集合体を作製した。
なお、接着材ペーストとしては、平均繊維長20μmのアルミナファイバ30重量%、平均粒径0.6μmの炭化ケイ素粒子21重量%、シリカゾル15重量%、カルボキシメチルセルロース5.6重量%、及び、水28.4重量%を含む接着材ペーストを使用した。
その後、ダイヤモンドカッターを用いて、角柱状のハニカム集合体の外周を円柱状に切削することにより、直径142.7mmの円柱状のセラミックブロックを作製した。
(塗布用治具の準備)
図1及び図2に示す形状であり、材質がポリアセタール製である塗布用治具を準備した。
塗布用治具は、射出成型によって作製した。
塗布用治具の寸法は、第1開口部の径R=150.5mm、第2開口部の径R=143.8mm、塗布用治具の厚さT=14.5mm、第2開口部の厚さT=2mm(ストレート部の長さ=2mm)、角度θ=75°(テーパー部の傾きθ=75°)である。
(外周シール材層の形成)
シール材ペーストとして、接着材ペーストと同じペーストを準備した。
このシール材ペーストを、セラミックブロックの外周面にヘラを用いて付着させた。
図6(a)、図6(b)及び図6(c)に示したように、位置決め下治具の上にセラミックブロックを載置し、位置決め上治具との間でセラミックブロックを挟んで固定した。
そして、塗布用治具を下から上に移動させてスクレーピング工程を行い、塗布用治具のストレート部でシール材ペーストをセラミックブロックの外周面全体に塗布した。
スクレーピング工程において、セラミックブロックの外周面と塗布用治具の第2開口部を構成する面との間隔は0.55mmとした。
続いて、乾燥炉中で120℃、10分で乾燥してシール材ペーストを固化させた。
ここまでの工程が第一のシール材ペースト付着工程、第一のスクレーピング工程、及び、第一の乾燥工程であり、形成された外周シール材層は第一の外周シール材層である。
続いて、シール材ペーストを第一の外周シール材層上に付着させ、上記工程と同様にして第二のスクレーピング工程、及び、第二の乾燥工程を行った。
上記工程によって、外周シール材層を有するハニカム構造体を製造した。
(実施例2~5)
塗布用治具のテーパー部の傾きθをそれぞれ65°、70°、80°、85°とした他は実施例1と同様にしてハニカム構造体を製造した。第1開口部の径Rはテーパー部の傾きθの変更に対応して変更した。
(実施例6、7)
塗布用治具のテーパー部の傾きθをそれぞれ45°、60°とした他は実施例1と同様にしてハニカム構造体を製造した。第1開口部の径Rはテーパー部の傾きθの変更に対応して変更した。
(実施例8、9)
塗布用治具のストレート部の長さをそれぞれ5mm、8mmとした他は実施例1と同様にしてハニカム構造体を製造した。第1開口部の径Rはストレート部の長さの変更に対応して実施例1よりも小さくなるように変更した。
(実施例10)
第一の外周シール材層を形成した後に、第二のシール材ペースト付着工程、第二のスクレーピング工程、及び、第二の乾燥工程を行わなかった他は実施例1と同様にしてハニカム構造体を製造した。
(比較例1)
特許文献1に記載されていたような、ウレタンゴム製でテーパー部を有さない形状のスクレーパーを用いた他は実施例1と同様にしてハニカム構造体を製造した。
(厚さ測定と外観検査)
実施例1で製造したハニカム構造体の直径を測定したところ、直径は143.8mmであった。セラミックブロックの直径が142.7mmであるため、外周シール材層の厚さは0.55mmであった。
外周シール材層の外観を目視観察したところ、セルが露出している部分はなく、セラミックブロックの外周面全体に外周シール材層が形成されていた。
実施例1で製造したハニカム構造体の外周シール材層の写真を図8に示した。
図8に示す写真からわかるように、外周シール材層の表面に「引け」「筋」「ひび割れ」は観察されず、表面状態は極めて良好であった。
また、直径2mm以上の空孔は13個観察された。
実施例2~5において形成された外周シール材層の厚さは0.55mmであり、セルが露出している部分はなく、セラミックブロックの外周面全体に外周シール材層が形成されていた。
外周シール材層の表面に「引け」「筋」「ひび割れ」は観察されず、表面状態は極めて良好であった。
実施例6及び7において形成された外周シール材層の厚さは0.55mmであり、セルが露出している部分はなく、セラミックブロックの外周面全体に外周シール材層が形成されていた。
外周シール材層の表面には、塗布用治具の移動方向に沿った筋が生じていた。
実施例8及び9において形成された外周シール材層の厚さは0.55mmであり、セルが露出している部分はなく、セラミックブロックの外周面全体に外周シール材層が形成されていた。
外周シール材層の表面には、直径2mm以上の空孔がそれぞれ実施例4では20個、実施例5では36個観察された。
実施例10において形成された外周シール材層の厚さは0.55mmであり、セルが露出している部分はなく、セラミックブロックの外周面全体に外周シール材層が形成されていた。
外周シール材層の表面には、第一の乾燥工程に起因して発生したひび割れが観察された。
比較例1において形成された外周シール材層は、厚さにばらつきがあり、シール材層が厚い箇所での厚さは0.70mmであったが、シール材層が薄い箇所での厚さは0.40mmであり、セルが露出している部分があった。
(第二実施形態)
以下、本発明の一実施形態である第二実施形態について説明する。
本発明の第二実施形態に係る塗布用治具は、楕円柱状のセラミックブロックの外周面に外周シール材層を形成するために用いられる塗布用治具である。
図9は、本発明の第二実施形態に係る塗布用治具の一例を模式的に示す斜視図である。
図9に示す塗布用治具2は、図1に示す塗布用治具1と同様に、第1主面211、第2主面212を有する板状の治具である。
塗布用治具2の中央部分には開口部220が存在し、第1開口部230及び第2開口部250は、第2主面212に平行な面で切断した際の断面形状が楕円となる形状である。
第1開口部230と第2開口部250の境界を境界線240として示している。
第1開口部230の径は長径a1で代表して表わされる。
すなわち、長径a1が第1主面211から境界線240にわたって小さくなることをもって、「第1開口部の径は、第1主面から、第1開口部と第2開口部との境界線に向かうにつれて小さくなっている」という要件が満たされる。
第2開口部250の径は、長径a2で代表して表わされる。
すなわち、長径a2が境界線240から第2主面212にわたって同じであることをもって、「第2開口部の径は、境界線から第2主面にわたって同じである」という要件が満たされる。
図10は、図9に示す塗布用治具のC-C線断面図である。
図10には、第1開口部230の断面形状である楕円の長径の位置で切断した断面を示している。
塗布用治具2においても、図2に示す塗布用治具1と同様に、第1開口部230を構成する面231、テーパー部232、第2開口部250を構成する面251、ストレート部252が定められる。
テーパー部232の傾きθは、図10に示す長径a1及び長径a2に沿った断面図において、境界線240から第2主面212と平行な方向に伸ばした面241を想定し、図10に示す断面図において対応する線242とテーパー部232のなす角度のうち、塗布用治具2の中に属する角度として定められる。
塗布用治具2のその他の構成は、本発明の第一実施形態に係る塗布用治具1と同様にすることができる。
図11は、セラミックブロックの別の一例を模式的に示す斜視図である。
本実施形態の塗布用治具2は、図11に示すような楕円柱形状のセラミックブロックの外周面に外周シール材ペーストを形成するために好適に用いられる。
図11に示すセラミックブロック303は、ハニカム焼成体310を接着材層301を介して複数個結束してなるハニカム集合体の外周が研削された形状が楕円柱状である他は、第一実施形態において説明した円柱状のセラミックブロック103と同様の構成を有するためその詳細な説明は省略する。
ハニカム焼成体310及び接着材層301は、第一実施形態において説明したハニカム焼成体110及び接着材層101と同様である。
本実施形態の塗布用治具2を用いると、第一実施形態のハニカム構造体の製造方法において説明した手順によって、セラミックブロック303の外周面304全体に外周シール材層が形成されたハニカム構造体を製造することができる。
本発明の第二実施形態に係る塗布用治具、及び、ハニカム構造体の製造方法においても、本発明の第一実施形態で説明した効果(1)~(13)を発揮することができる。
以下、本発明の一実施形態である第三実施形態について説明する。
本発明の第三実施形態に係る塗布用治具では、第2開口部を構成する面には、境界線から第2主面に向かう方向に溝が設けられている。
図12は、本発明の第三実施形態に係る塗布用治具の一例を模式的に示す斜視図である。
図12に示す塗布用治具4は、図1に示す塗布用治具1と同様に、第1主面411、第2主面412を有する板状の治具である。
塗布用治具4の中央部分には開口部420が存在し、第1開口部430の形状は塗布用治具1の第1開口部30と同様である。
第2開口部450の形状も、塗布用治具1の第2開口部50と略同様であるが、第2開口部450を構成する面451には溝453が設けられている。
溝453は境界線440から第2主面412に向かう方向に設けられている。
図13は、図12に示す塗布用治具を用いて製造可能なハニカム構造体の一例を示す斜視図である。
図13に示すハニカム構造体500は、ハニカム焼成体510を接着材層501を介して複数個結束してなるハニカム集合体の外周が円柱状に研削された円柱状のセラミックブロック503の外周面504に外周シール材層502が形成されてなる。
外周シール材層502には、突起部505が4カ所設けられている。突起部は、他の部位に比べて外周シール材層の厚さが厚くなっている部分である。
突起部505の位置、数及び形状は、図12に示す塗布用治具4に設けられた溝453の位置、数及び形状に対応している。
溝453を有する塗布用治具4を用いてスクレーピング工程を行うことによって、突起部505を有する外周シール材層を形成することができる。
本実施形態の塗布用治具4を用いると、第一実施形態のハニカム構造体の製造方法において説明した手順によって、セラミックブロック503の外周面504に突起部505を有する外周シール材層が形成されたハニカム構造体を製造することができる。
図14は、本発明の第三実施形態に係る塗布用治具の別の一例を模式的に示す斜視図である。
図14に示す塗布用治具6の構成は、図12に示す塗布用治具4の構成とほぼ同様であり、第1主面611、第2主面612を有する板状の治具である。
塗布用治具6の中央部分には開口部620が存在し、第1開口部630の形状は塗布用治具4の第1開口部430と同様である。
第2開口部650には、多数の溝653が、境界線640から第2主面612に向かう方向に設けられている。
図15は、図14に示す塗布用治具を用いて製造可能なハニカム構造体の一例を示す斜視図である。
図15に示すハニカム構造体700は、ハニカム焼成体710を接着材層701を介して複数個結束してなるハニカム集合体の外周が円柱状に研削された円柱状のセラミックブロック703の外周面704に外周シール材層702が形成されてなる。
外周シール材層702には、突起部705が多数設けられている。
突起部705の位置、数及び形状は、図14に示す塗布用治具6に設けられた溝653の位置、数及び形状に対応している。
溝653を有する塗布用治具6を用いてスクレーピング工程を行うことによって、突起部705を有する外周シール材層を形成することができる。
本実施形態の塗布用治具6を用いると、第一実施形態のハニカム構造体の製造方法において説明した手順によって、セラミックブロック703の外周面704に突起部705を有する外周シール材層が形成されたハニカム構造体を製造することができる。
本発明の第三実施形態に係る塗布用治具、及び、ハニカム構造体の製造方法においても、本発明の第一実施形態で説明した効果(1)~(13)を発揮することができ、更に以下の効果を発揮することができる。
(14)本実施形態の塗布用治具では、上記第2開口部を構成する面には、上記境界線から上記第2主面に向かう方向に溝が設けられている。
塗布用治具にこのような溝が設けられていると、塗布用治具を用いて形成される外周シール材層に突起部を設けることができる。突起部が設けられていると、ハニカム構造体の周囲に巻きつける保持シール材との間に摩擦力が生じて、保持シール材との密着性を向上させることができる。
なお、図12及び図14に示す溝の形状は、上面視が三角形である形状であるが、本実施形態において溝の形状は三角形に限定されるものではない。溝の形状に対応した形状の突起部が設けられ、突起部の形状に応じた摩擦力が得られる。
(その他の実施形態)
本発明の塗布用治具を用いて形成される外周シール材層の厚さは、ハニカム構造体の周囲全体にわたって均一であってもよいし、均一でなくてもよい。
セラミックブロックの外周面と塗布用治具の第2開口部を構成する面の形状を異なる形状に設定しても、この双方の面の間隔によって外周シール材層の厚さを定めることができる。
図16(a)及び図16(b)は、塗布用治具とセラミックブロックの位置関係の一例を示す上面図である。
図16(a)には、図1に示す塗布用治具1を用いて、角柱状のセラミックブロック803の外周面804にシール材ペーストを塗布する場合の位置関係を模式的に示している。
図16(a)では、セラミックブロック803を点線で示している。
図16(a)に示す上面図において、セラミックブロック803の外周面804の形状は四角であり、塗布用治具1の第2開口部を構成する面51の形状は円であり、その形状が異なる。
このような場合、塗布用治具を用いて塗布されるシール材ペーストの厚さは均一にはならず、外周面804を構成する四角の頂点におけるシール材ペーストの厚さbは薄く、辺の中央付近におけるシール材ペーストの厚さbは厚くなる。
このような塗布用治具を用いると、四角柱状のセラミックブロックを用いて、円柱状のハニカム構造体を製造することができる。
図16(b)に示す上面図における塗布用治具9では、第2開口部を構成する面951の形状は楕円である。
図16(b)においても、セラミックブロック903を点線で示している。
セラミックブロック903の外周面904の形状は楕円である。
第2開口部を構成する面951を表す楕円と、セラミックブロック903の外周面904を表す楕円は、扁平率が異なり、セラミックブロック903の外周面904と塗布用治具9の第2開口部を構成する面951との間隔は均一ではない。
そのため、塗布用治具を用いて塗布されるシール材ペーストの厚さは均一にはならず、楕円の短径に対応する位置におけるシール材ペーストの厚さcは薄く、楕円の長径に対応する位置におけるシール材ペーストの厚さcは厚くなる。
このような塗布用治具とセラミックブロックを用いた場合には、その厚さが均一ではないものの、所定の厚さに定められた外周シール材層を形成することができる。
本発明のハニカム構造体の製造方法において、セラミックブロックは、気体を流通させるための多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されてなる一つの柱状のハニカム焼成体であってもよい。
図17は、セラミックブロックの別の一例を模式的に示す斜視図である。
図17に示すセラミックブロック1003は、一つの円柱状のハニカム焼成体からなる。セラミックブロック1003は、押出成形によって作製されたハニカム成形体を焼成することによって製造されており、結束工程、研削加工工程は施されていない。
そのため、セラミックブロック1003の外周面1004にはセルが露出していない。
本発明の塗布用治具を用いると、このようなセラミックブロックの外周面に対してもシール材ペーストの塗布を好適に行うことができる。
本発明の塗布用治具は、上記実施形態で説明した板状の治具に限定されるものではなく、例えば、第1主面及び第2主面が環状になっている治具であってもよい。
具体的には、塗布用治具の外周形状が、図1及び図9に示す正方形及び長方形状ではなく、第1開口部の断面形状と相似形状の円形、楕円形であってもよい。
本発明の塗布用治具は、上記実施形態で説明した1枚の板状の治具に限定されるものではなく、複数の部品に分解可能であってもよい。例えば図2に示すような断面で2つに分割された治具であってもよい。このような塗布用治具を用いると、セラミックブロックの長手方向の中央付近で塗布用治具を組み合わせて設置して、セラミックブロックの長手方向の中央付近を開始点としてスクレーピング工程を行うことができる。
本発明の塗布用治具には、位置決め治具との位置関係を合わせるためのガイド穴やガイドピンを備えていてもよい。例えば、図1に示す塗布用治具の4隅近傍にガイド穴を設けておき、位置決め上治具と位置決め下治具の間に設けた軸に塗布用治具のガイド穴を通すことによって、位置決め治具との位置関係を簡単に定めることができる。
このようにすると、塗布用治具の開口部の中心の位置とセラミックブロックの中心の位置を簡単に定めることができるため、外周シール材層の厚さを一定にすることができる。
本発明のハニカム構造体の製造方法においてシール材ペースト付着工程、スクレーピング工程、及び、乾燥工程を繰り返す場合の繰り返し回数は2回に限定されるものではなく、3回以上繰り返してもよい。
また、上記工程を繰り返す場合には、1回目と2回目でスクレーピング工程を行う向きを反対にしてもよい。例えば、1回目のスクレーピング工程及び乾燥工程を行った後で、セラミックブロックを位置決め治具から取り外し、セラミックブロックの上下を反転させて再度位置決め治具に載置し、2回目のスクレーピング工程を行ってもよい。
ハニカム焼成体の各セルのハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面の形状は、略四角形に限定されるものではなく、例えば、略円形、略楕円形、略五角形、略六角形、略台形、又は、略八角形等の任意の形状であればよい。また、種々の形状を混在させてもよい。
例えば、ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面の形状が略八角形の大容量セルと略四角形の小容量セルの組み合わせからなる形状であってもよい。
ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面におけるセル密度は、特に限定されないが、好ましい下限は、31.0個/cm(200個/inch)、好ましい上限は、93.0個/cm(600個/inch)、より好ましい下限は、38.8個/cm(250個/inch)、より好ましい上限は、77.5個/cm(500個/inch)である。
ハニカム焼成体のセル壁の厚さは、特に限定されないが、0.12~0.40mmであることが好ましい。
ハニカム焼成体のセル壁の厚さが0.12mm未満であると、セル壁の厚さが薄くなり、ハニカム焼成体の強度を保つことができなくなる。一方、ハニカム焼成体のセル壁の厚さが0.40mmを超えると、ハニカム構造体の圧力損失の上昇を引き起こしやすくなる。
シール材ペーストに含まれる無機バインダとしては、例えば、シリカゾル、アルミナゾル等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。無機バインダの中では、シリカゾルが望ましい。
シール材ペーストに含まれる有機バインダとしては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。有機バインダの中では、カルボキシメチルセルロースが望ましい。
シール材ペーストに含まれる無機粒子としては、例えば、炭化物粒子、窒化物粒子等が挙げられる。具体的には、炭化ケイ素粒子、窒化ケイ素粒子、窒化ホウ素粒子等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。無機粒子の中では、熱伝導性に優れる炭化ケイ素粒子が望ましい。
シール材ペーストに含まれる無機繊維としては、例えば、シリカ-アルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等からなる無機繊維等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。無機繊維の中では、アルミナファイバが望ましい。また、無機繊維は、生体溶解性ファイバであってもよい。無機繊維に代えて、又は、無機繊維と共に、無機繊維と同様の素材からなるウィスカを用いてもよい。
生体溶解性ファイバとしては、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、及び、ホウ素化合物からなる群から選ばれた少なくとも一種の材料を含む無機繊維が挙げられる。
上記アルカリ金属化合物としては、例えば、Na、Kの酸化物等が挙げられ、上記アルカリ土類金属化合物としては、Mg、Ca、Baの酸化物等が挙げられる。上記ホウ素化合物としては、Bの酸化物等が挙げられる。
上記生体溶解性ファイバは、37℃における生理食塩水に対する溶解度が300ppm(0.03重量%)以上であることが望ましい。300ppm(0.03重量%)以上の溶解度を有する無機繊維は、生理条件下で速やかに溶解するので、無機繊維が生体内に取り込まれた際の危険性をさらに低くすることができる。
さらに、シール材ペーストには、必要に応じて酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーンや、球状アクリル粒子、グラファイト等の造孔剤を添加してもよい。バルーンとしては特に限定されず、例えば、アルミナバルーン、ガラスマイクロバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン(FAバルーン)、ムライトバルーン等が挙げられる。これらの中では、アルミナバルーンが好ましい。
本発明の塗布用治具は、第1主面から第2主面まで貫通する開口部とを備えており、開口部は、第1主面側の第1開口部と第2主面側の第2開口部とからなり、第1開口部の径は、第1主面から、第1開口部と第2開口部との境界線に向かうにつれて小さくなっており、第2開口部の径は、境界線から第2主面にわたって同じであることを必須の構成要素としている。
また、本発明のハニカム構造体の製造方法は、本発明の塗布用治具の第2開口部の内側に、セラミックブロックの外周面と第2開口部を構成する面の間隔が均一になる位置にセラミックブロックを載置し、スクレーピング工程において、塗布用治具の開口部にセラミックブロックを通過させ、塗布用治具の第2開口部を構成する面でシール材ペーストをセラミックブロックの外周面全体に塗布することを必須の構成要素としている。
係る必須の構成要素に、第一実施形態~第三実施形態、及び、その他の実施形態で詳述した種々の構成(例えば、テーパー部の角度、ストレート部の長さ、塗布用治具の材質、第1開口部及び第2開口部の断面形状、セラミックブロックの形状、セラミックブロックの外周面と塗布用治具の第2開口部を構成する面との間隔等)を適宜組み合わせることにより所望の効果を得ることができる。
1、2、4、6、9 塗布用治具
11、211、411、611 第1主面
12、212、412、612 第2主面
20、220、420、620 開口部
30、230、430、630 第1開口部
31、231 第1開口部を構成する面
32、232 テーパー部
40、240、440、640 第1開口部と第2開口部との境界線
41、241 境界線から第2主面と平行に伸ばした面
50、250、450、650 第2開口部
51、251、451、651、951 第2開口部を構成する面
52、252 ストレート部
61 位置決め下治具
62 位置決め上治具
100、500、700 ハニカム構造体
101、301、501、701 接着材層
102、502、702 外周シール材層
103、303、503、703、803、903、1003 セラミックブロック
104、304、504、704、804、904、1004 セラミックブロックの外周面
110、310、510、710 ハニカム焼成体
111 セル
112 封止材
113 セル壁
453、653 溝
505、705 突起部

Claims (17)

  1. 第1主面と、
    前記第1主面と反対側の主面である第2主面と、
    前記第1主面から前記第2主面まで貫通する開口部とを備えた塗布用治具であって、
    前記開口部は、前記第1主面側の第1開口部と前記第2主面側の第2開口部とからなり、
    前記第1開口部の径は、前記第1主面から、前記第1開口部と前記第2開口部との境界線に向かうにつれて小さくなっており、
    前記第2開口部の径は、前記境界線から前記第2主面にわたって同じであることを特徴とする塗布用治具。
  2. 前記第2開口部の厚さは1~4mmである請求項1に記載の塗布用治具。
  3. 前記第1開口部を構成する面と、前記境界線から前記第2主面と平行に伸ばした面とがなす角度のうち、前記塗布用治具の中に属する角度が65°~85°である請求項1又は2に記載の塗布用治具。
  4. 前記塗布用治具の材質は、ポリアセタール、フッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、アクリル樹脂、ポリフェニレンサルファイド、又は、樹脂で被覆された金属である請求項1~3のいずれかに記載の塗布用治具。
  5. 前記塗布用治具の材質は、ポリアセタール、フッ素樹脂、又は、フッ素樹脂で被覆された金属である請求項4に記載の塗布用治具。
  6. 前記塗布用治具の厚さが10~20mmである請求項1~5のいずれかに記載の塗布用治具。
  7. 前記第2開口部を構成する面には、前記境界線から前記第2主面に向かう方向に溝が設けられている請求項1~6のいずれかに記載の塗布用治具。
  8. 柱状のセラミックブロックの外周面にペースト状のシール材ペーストを付着させるシール材ペースト付着工程と、
    前記セラミックブロックの外周面に付着させたシール材ペーストを前記セラミックブロックの外周面全体に塗布するスクレーピング工程とを行うことにより、前記セラミックブロックの外周面に外周シール材層が形成されたハニカム構造体を製造する方法であって、
    請求項1~7のいずれかに記載の塗布用治具を、第1主面が上側、第2主面が下側になるように配置し、前記塗布用治具の第2開口部の内側にセラミックブロックを載置し、
    前記スクレーピング工程において、前記塗布用治具の開口部に、前記セラミックブロックを通過させ、前記塗布用治具の前記第2開口部を構成する面で前記シール材ペーストを前記セラミックブロックの前記外周面全体に塗布することを特徴とするハニカム構造体の製造方法。
  9. 前記スクレーピング工程において、前記第1主面を上側、前記第2主面を下側に配置した前記塗布用治具を、下から上に向かう方向に移動させる請求項8に記載のハニカム構造体の製造方法。
  10. 前記セラミックブロックの前記外周面と、前記塗布用治具の前記第2開口部を構成する面との間隔が均一になる位置に前記セラミックブロックを載置する請求項8又は9に記載のハニカム構造体の製造方法。
  11. 前記セラミックブロックの前記外周面と、前記塗布用治具の前記第2開口部を構成する面との間隔が均一とならない位置に前記セラミックブロックを載置する請求項8又は9に記載のハニカム構造体の製造方法。
  12. 前記セラミックブロックの前記外周面と、前記塗布用治具の前記第2開口部を構成する面との間隔が0.40~0.70mmである請求項10又は11に記載のハニカム構造体の製造方法。
  13. 前記セラミックブロックの中心の位置と前記塗布用治具の前記開口部の中心の位置とを合わせて前記セラミックブロックを載置する請求項8~12のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
  14. 前記セラミックブロックの中心の位置と前記塗布用治具の前記開口部の中心の位置とを合わせて前記セラミックブロックと前記塗布用治具の位置を決めることのできる位置決め治具を用いて前記セラミックブロックを載置する請求項13に記載のハニカム構造体の製造方法。
  15. 前記セラミックブロックは、気体を流通させるための多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されてなる角柱形状のハニカム焼成体を作製する工程、前記ハニカム焼成体を複数個結束させて角柱状のハニカム集合体を作製する工程、前記ハニカム集合体の外周面を研削加工する工程により作製されており、
    前記セラミックブロックの外周面には、前記研削加工によって切断されたセルが露出している請求項8~14のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
  16. 前記セラミックブロックは、気体を流通させるための多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されてなる一つの柱状のハニカム焼成体である請求項8~14のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
  17. 前記セラミックブロックの外周面にペースト状のシール材ペーストを付着させる第一のシール材ペースト付着工程と、
    前記セラミックブロックの外周面に付着させた第一のシール材ペーストを前記セラミックブロックの外周面全体に塗布する第一のスクレーピング工程と、
    前記第一のシール材ペーストを乾燥し、固化させて第一の外周シール材層を形成する第一の乾燥工程と、
    前記第一の外周シール材層上にペースト状のシール材ペーストを付着させる第二のシール材ペースト付着工程と、
    前記第一の外周シール材層上に付着させた第二のシール材ペーストを前記第一の外周シール材層上全体に塗布する第二のスクレーピング工程と、
    前記第二のシール材ペーストを乾燥し、固化させて第二の外周シール材層を形成する第二の乾燥工程とを行う請求項8~16のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
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