WO2015146293A1 - 目封止ハニカム構造体の製造方法 - Google Patents

目封止ハニカム構造体の製造方法 Download PDF

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WO2015146293A1
WO2015146293A1 PCT/JP2015/053015 JP2015053015W WO2015146293A1 WO 2015146293 A1 WO2015146293 A1 WO 2015146293A1 JP 2015053015 W JP2015053015 W JP 2015053015W WO 2015146293 A1 WO2015146293 A1 WO 2015146293A1
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honeycomb structure
plugged
outermost peripheral
cells
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田中　健介
靖昌 藤岡
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日本碍子株式会社
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a honeycomb structure (plugged honeycomb structure) in which one end portion of each cell is plugged, which is used for a diesel particulate filter (DPF) or the like.
  • a honeycomb structure plugged honeycomb structure
  • DPF diesel particulate filter
  • Exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine contains a large amount of particulate matter (particulate matter (PM)) mainly composed of carbon that causes environmental pollution. Therefore, a filter (DPF) for collecting (filtering) PM is generally mounted on these exhaust systems.
  • PM particulate matter
  • DPF filter
  • a plugged honeycomb structure 1 including a honeycomb structure 2 and a plugged portion 11 is used as shown in FIGS. 13 and 14.
  • the honeycomb structure 2 has a structure in which a plurality of cells 9 communicating between the two end faces 3 and 5 are defined by porous partition walls 7.
  • the plugging portion 11 is complementary on one end surface 3 side and the other end surface 5 side of the honeycomb structure 2 so as to plug any one of the two open ends of each cell 9. It is arranged in a checkered pattern.
  • Exhaust gas flows into the inside from one end face 3 of the filter made of such a plugged honeycomb structure 1 and flows out from the other end face 5 after PM contained in the exhaust gas is removed.
  • the exhaust gas flows into a cell 9b whose end is not sealed at one end face 3 of this filter and whose end is sealed at the other end face 5.
  • the exhaust gas flowing into the cell 9b passes through the porous partition wall 7 and moves into the cell 9a in which the end is sealed at one end surface 3 and the end is not sealed at the other end surface 5.
  • the partition wall 7 becomes a filtration layer, and PM in the exhaust gas is captured by the partition wall 7 and deposited on the partition wall 7.
  • the exhaust gas thus removed from the PM 9a and moved into the cell 9a then flows out from the other end face 5 to the outside.
  • Patent Document 1 As a method for manufacturing the plugged honeycomb structure as described above, a method as described in Patent Document 1 is known. In this method, first, a transparent sheet or the like is attached to the end face of the honeycomb formed body, and the end face is imaged. Next, the position of each cell is recognized by performing image processing on the captured image, and perforation processing is performed by laser processing or the like on the position corresponding to the cell to be plugged of the sheet based on the image processing. Thereafter, the end of the honeycomb structure is immersed in a plugging slurry in which the material of the plugging is slurried, and the end of the cell to be plugged is plugged from the hole formed in the sheet by the perforation process. A plugging portion is formed by filling the sealing slurry.
  • the position of the cell is recognized by image processing. Specifically, first, the image of the end face of the honeycomb structure imaged by a CCD (Charge-coupled device) camera or the like is binarized. Then, when a black image of a lump in the image after the binarization process has a predetermined cell shape (for example, a quadrangle) or reaches a certain percentage (for example, 80% or more) of a predetermined cell area The image is regarded as a cell and its position is recognized.
  • CCD Charge-coupled device
  • the cell located on the outermost peripheral portion of the honeycomb structure (outermost peripheral cell) has a partly cut shape and a smaller area than other cells (ordinary cells). Therefore, in the image processing as described above, the position is often not recognized as a cell. And even if the outermost peripheral cell whose position was not recognized by the image processing should originally be plugged, the punching process is not performed at the position corresponding to the outermost peripheral cell of the sheet, The outermost peripheral cell is not filled with the plugging slurry. For this reason, as a result, the plugged portion is not formed, and the outermost peripheral cell remains open at both ends.
  • Patent Document 2 As a method for manufacturing a plugged honeycomb structure for preventing the generation of the outermost peripheral cell in which no plugged portion is formed, a method as described in Patent Document 2 has been proposed.
  • the position of a normal cell is recognized by performing image processing on the captured end face image of the honeycomb structure, and the sheet is sealed based on the position.
  • a punching process is performed at a position corresponding to the cell to be stopped.
  • the position is calculated and recognized from the average cell pitch calculated from the position of the normal cell recognized by the image processing, and the position corresponding to the cell to be plugged based on the position is recognized. Perforation processing is performed.
  • the position of the outermost peripheral cell is not recognized by the image of the outermost peripheral cell itself, but the position of the outermost peripheral cell is calculated and recognized from the average cell pitch of normal cells, thereby plugging the sheet.
  • the punching process is reliably performed at a position corresponding to the outermost peripheral cell to be performed.
  • a small outermost peripheral cell whose position is not recognized as a cell is filled with the plugging slurry, and a sealing portion is formed.
  • the recognized position of the outermost peripheral cell may be a position outside the outer periphery of the end face of the honeycomb structure. is there.
  • the perforation process is performed to a position outside the outer periphery of the end face of the honeycomb structure of the sheet, and the plugging slurry that has passed through the holes formed by the perforation process is It leaks to the outside of the honeycomb structure and adheres to the outer peripheral wall of the honeycomb structure.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and the purpose of the present invention is to form a plugging portion in the outermost peripheral cell, among other cells adjacent to the outermost peripheral cell. It is to prevent the plugging slurry from adhering to the peripheral surface or the outer peripheral wall of the honeycomb structure.
  • the following method for manufacturing a plugged honeycomb structure is provided.
  • a honeycomb structure in which a plurality of cells communicating between two end faces are partitioned by a porous partition wall, and either one of two open ends of each cell is plugged.
  • a plugged honeycomb wherein the plurality of cells include an outermost peripheral cell located at an outermost peripheral portion of the honeycomb structure and a normal cell other than the outermost peripheral cell.
  • a punching process is performed at a position corresponding to the normal cell to be plugged of the sheet, and the outermost peripheral cell is determined from the average cell pitch of the normal cell whose position is recognized by the image processing.
  • the position of the outermost peripheral cell is a position that is inside the outer periphery of the end face of the honeycomb structure, and based on the position corresponding to the outermost peripheral cell to be plugged of the sheet, A virtual perforation area divided into a plurality of squares is provided, and in each virtual perforation area, a perforation process for perforating at least one of the plurality of squares is performed, and this perforation process is performed in each of the virtual perforation areas.
  • the positions and the number of the squares to be set are individually set according to the positions of the outermost peripheral cells to be plugged corresponding to the virtual punching regions, and after the punching process, The end portion of the honeycomb structure is immersed in a plugging slurry in which a material is slurried, and the plugging is performed on the end portion of the cell to be plugged through the hole formed in the sheet by the perforating process.
  • a plugging slurry in which a material is slurried
  • the method for manufacturing a plugged honeycomb structure of the present invention when the plugged portion is formed in the outermost peripheral cell of the honeycomb structure, the inner peripheral surface of another cell adjacent to the outermost peripheral cell or the honeycomb It is possible to prevent the plugging slurry from adhering to the outer peripheral wall of the structure. As a result, after forming the plugging portion, the process of removing the plugging slurry attached to the inner peripheral surface of other adjacent cells and the outer peripheral wall of the honeycomb structure as described above becomes unnecessary, and the manufacturing process It is possible to realize a reduction in the number and a corresponding reduction in manufacturing cost.
  • FIG. 3 is a schematic plan view for explaining a drilling method in the first embodiment.
  • 10 is a schematic plan view for explaining a perforation processing method in Comparative Example 1.
  • FIG. 10 is a schematic plan view for explaining a perforation processing method in Comparative Example 2.
  • 6 is a schematic plan view showing a state after plugging portions are formed in Comparative Example 1.
  • FIG. 6 is a schematic plan view showing a state after plugging portions are formed in Comparative Example 2.
  • honeycomb structure simply means a honeycomb structure that does not have a plugged portion (before the plugged portion is formed).
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing an end face of the honeycomb structure.
  • a porous partition wall plugs a honeycomb structure in which a plurality of cells communicating between two end faces are formed and one of two open ends of each cell.
  • a plugged honeycomb structure including the plugged portions arranged in such a manner.
  • a honeycomb structure used for a filter or the like needs to plug one of the two open ends of each cell in this way.
  • the position of the cell is recognized by a different method between the outermost peripheral cell 9d located at the outermost peripheral portion of the honeycomb structure and the normal cell 9c other than the outermost peripheral cell 9d.
  • a transparent sheet 13 is attached to the end face of the honeycomb structure 2, and the end face is imaged, and then the position of the cell 9c is processed by image processing.
  • a commercially available adhesive sheet can be used for the sheet 13.
  • An imaging device for imaging the end face of the honeycomb structure 2 is not particularly limited, but a CCD camera, an X-ray CT (computed tomography) scanner, or the like can be suitably used.
  • the CCD camera for example, a high-precision CCD camera manufactured by Keyence Corporation can be preferably used.
  • the “image processing” referred to here specifically means “binarization processing”.
  • the “binarization process” is a process of color-coding image data into, for example, 256 gradations and converting it into a binary image only in black and white with a threshold value as a boundary and a higher brightness portion as white and a lower brightness portion as black. is there. By this binarization process, the partition wall portion (white) and the cell portion (black) of the honeycomb structure can be identified.
  • a lump of black images has a predetermined cell shape (for example, a quadrangle) or a predetermined ratio (for example, 80% or more) of a predetermined cell area. Is reached, the image is regarded as a cell and its position is recognized.
  • the outermost peripheral cell 9d is in contact with the outer peripheral wall 6 of the honeycomb structure 2 and thus lacks a part of the original cell shape, whereas the normal cell 9c is somewhat deformed in the manufacturing process of the honeycomb structure. Even if it occurs, the original cell shape and cell area are maintained. For this reason, the normal cell 9c is almost certainly regarded as a cell by such image processing.
  • the average cell pitch p is calculated from the position of the normal cell 9c recognized by the image processing, and the position of the outermost peripheral cell 9d is calculated from the average cell pitch p.
  • the honeycomb structure 2 The position moved to the outer peripheral side by the average cell pitch p is recognized as the position of the outermost peripheral cell 9d.
  • the recognized position of the outermost peripheral cell is a position outside the outer periphery 8 of the end face of the honeycomb structure 2. (For example, it may be the tip position of arrow A3 in FIG. 1).
  • the outermost peripheral cell 9d that is at the position calculated from the average cell pitch p of the normal cells 9c and inside the outer periphery 8 of the end face of the honeycomb structure 2 is used. Recognize the position.
  • the position of the outer periphery 8 of the end face of the honeycomb structure 2 can be easily specified from the image of the end face of the honeycomb structure 2 taken for the image processing.
  • the virtual perforated region 15 has the same outer peripheral shape as that of the normal cell 9 c and is divided into a plurality of squares 17.
  • a perforation process for perforating at least one of the plurality of grids 17 is performed in each virtual perforation region 15 provided in the sheet 13 as described above.
  • the positions and the number of grids 17 to be drilled in each virtual drilling area 15 are individually set according to the position of the outermost peripheral cell 9d corresponding to each virtual drilling area 15.
  • the position of the outermost peripheral cell 9d corresponding to each virtual perforation region 15 that serves as a reference when individually setting the position and the number of the squares 17 to be perforated can be expressed as follows.
  • a straight line extending in the radial direction of the honeycomb structure 2 from the center O of the end face of the honeycomb structure 2 along the cell arrangement direction is defined as a reference line L.
  • the center O of the end surface of the honeycomb structure 2 is the center of the circle when the shape of the end surface of the honeycomb structure is circular, and the shape of the end surface of the honeycomb structure is a shape other than a circle. In this case, it means the center of the largest circle included in the end face of the honeycomb structure.
  • the position of the outermost peripheral cell 9d is represented by the angle ⁇ formed by the reference line L and the straight line L1 extending in the direction of the predetermined outermost peripheral cell 9d from the center O of the end face of the honeycomb structure 2.
  • the outermost peripheral cell 9d is , “The outermost peripheral cell located in the 45 ° direction”.
  • the outermost peripheral cell 9d since the outermost peripheral cell 9d is in contact with the outer peripheral wall 6 of the honeycomb structure 2 and lacks a part of the original cell shape, it has a shape different from that of the normal cell 9c.
  • the shape of the outermost peripheral cell 9d is not constant and varies depending on its position. For this reason, in the present invention, the positions and the number of grids 17 to be drilled in each virtual drilling area 15 are individually set according to the position of the outermost peripheral cell 9d corresponding to each virtual drilling area 15.
  • FIG. 5 is a partially enlarged view showing the shape of the outermost peripheral cell located in the 120 ° direction and the position and number of squares to be punched in the virtual perforated region provided at the position corresponding to the outermost peripheral cell.
  • the virtual perforation region 15 provided at the position corresponding to the outermost peripheral cell 9d to be plugged of the sheet among the grids 17 divided into nine (3 vertical ⁇ 3 horizontal), Two holes 19 are formed by perforating the squares on the right side of the middle stage and the squares on the right side of the lower stage.
  • FIG. 6 is a partially enlarged view showing the shape of the outermost peripheral cell located in the 95 ° direction, and the position and number of squares to be punched in the virtual perforation region provided at the position corresponding to the outermost peripheral cell.
  • the virtual perforation region 15 provided at the position corresponding to the outermost peripheral cell 9d to be plugged of the sheet, among the grids 17 divided into nine (3 vertical ⁇ 3 horizontal), The upper right cell, the middle right cell, and the lower right cell are perforated to form three holes 19.
  • FIG. 7 is a partially enlarged view showing the shape of the outermost peripheral cell positioned in the 80 ° direction and the position and number of squares to be drilled in the virtual perforated region provided at the position corresponding to the outermost peripheral cell.
  • a single hole 19 is formed by perforating the upper right square.
  • the positions and the number of squares to be perforated are such that the holes 19 formed by the perforations exist only within the opening range of the outermost peripheral cell 9d to be plugged. It is set so that it does not exist outside the opening range of other cells adjacent to the outermost peripheral cell 9d or the outer peripheral wall 6 of the honeycomb structure 2. Also in the virtual perforation region provided at the position corresponding to the outermost peripheral cell to be plugged other than the outermost peripheral cell shown in FIGS. 5 to 7, the positions and the number of the squares to be perforated are based on the same viewpoint. Set individually.
  • the plugging portion when the plugging portion is formed in the outermost peripheral cell of the honeycomb structure, the hole formed in the sheet is shaped to match the outermost peripheral cell, and the plugging portion that passes through the hole
  • the slurry is reliably filled in the outermost peripheral cell to be plugged, and does not leak outside the outermost peripheral cell to be plugged. That is, the plugging slurry can be prevented from adhering to the inner peripheral surface of another cell adjacent to the outermost peripheral cell to be plugged or the outer peripheral wall of the honeycomb structure.
  • the plugging portion after the plugging portion is formed, there is no need to remove the plugging slurry attached to the inner peripheral surface of other adjacent cells or the outer peripheral wall of the honeycomb structure. Reduction and associated reduction in manufacturing cost can be realized.
  • each virtual perforation area is divided into nine (3 vertical ⁇ 3 horizontal) squares, but the number of squares in each virtual perforation area is plural.
  • the number of squares in each virtual perforation region can be set as appropriate according to the size of the cell, the adjustment accuracy of the perforation position of the device used for the perforation process, and the like.
  • the honeycomb structure has a different structure (end face shape / dimension, normal cell shape, cell density, average cell pitch, etc.), even the outermost peripheral cells located in the same direction have different shapes. Therefore, in carrying out the manufacturing method of the present invention, the relationship between the position and shape of each outermost peripheral cell is grasped in advance for each structure of the honeycomb structure to be plugged. Is preferably reflected in the setting of the position and number of squares to be perforated as described above. The setting of the position and number of squares to be drilled may be performed manually or automatically.
  • the method for perforating the sheet is not particularly limited, but it is preferable to perform the perforation using a laser from the viewpoint of processing speed, accuracy, and ease of handling automation.
  • the XYZ ⁇ stage on which the honeycomb structure is placed is positioned, and laser is irradiated to the position corresponding to the cell to be plugged of the sheet to perform perforation processing.
  • the perforation process may be performed on the entire end surface at once, or the end surface may be divided into a plurality of small blocks and performed for each small block.
  • the area of the holes perforated in the sheet is preferably about 30 to 70% of the cell area, and it is desirable to make the area small when the viscosity of the slurry used for plugging is low and large when the viscosity is high.
  • the area of the hole to be punched in the sheet refers to the area of the virtual perforation region in the case where the virtual perforation region is provided at a position corresponding to the position of the outermost peripheral cell of the sheet. It shall mean the area of the drilled hole.
  • the end of the honeycomb structure is immersed in the plugging slurry in which the material of the plugging portion is made into a slurry, and the sheet is adhered to the sheet by perforating.
  • the plugging slurry is formed by filling the end portions of the cells to be plugged with the plugging slurry through the holes formed in.
  • the plugged honeycomb structure is obtained by drying and / or firing as necessary.
  • the position of the cells to be plugged, that is, the plugging pattern is not particularly limited. However, when used in a filter application such as DPF, the honeycomb structure 2 as shown in FIGS.
  • the plugging portions 11 are arranged in a complementary checkered pattern on one end surface 3 side and the other end surface 5 side.
  • the state of the honeycomb structure at the time of filling the plugging slurry may be a sintered body that has already been fired or a formed body before firing. In the case of a molded body, it is necessary to fire the entire honeycomb structure after filling the plugging slurry.
  • the material constituting the honeycomb structure is not particularly limited. However, since the partition walls are required to be porous in the state after firing, those made of ceramic (for example, cordierite) are preferable. Used.
  • the shape of the honeycomb structure is not particularly limited, and various shapes such as a cylindrical shape, a quadrangular prism shape, a triangular prism shape, and the like can be employed.
  • the cell shape of the honeycomb structure is most commonly a quadrangle, but may be a polygon such as a triangle, hexagon, or octagon, a round shape, or a combination thereof.
  • the partition wall thickness of the honeycomb structure is preferably 100 to 2000 ⁇ m, more preferably 200 to 1000 ⁇ m, and still more preferably 300 to 700 ⁇ m. This is because if the partition wall thickness is less than 100 ⁇ m, the strength may be insufficient and thermal shock resistance may decrease, while if the partition wall thickness exceeds 2000 ⁇ m, the pressure loss tends to increase.
  • the cell density of the honeycomb structure is preferably 20 to 600 cells / in 2 (cpsi) (3.1 to 93 cells / cm 2 ), and 50 to 400 cpsi (7.75 to 62 cells / cm 2 ). More preferably, it is 100 to 300 cpsi (15.5 to 46.5 cells / cm 2 ).
  • the cell density is less than 20 cpsi (3.1 cells / cm 2 )
  • the contact efficiency with the exhaust gas tends to be insufficient.
  • the cell density exceeds 600 cpsi (93 cells / cm 2 )
  • the pressure loss is reduced. This is because it tends to increase.
  • “Cpsi” is an abbreviation for “cells per square inch” and is a unit representing the number of cells per square inch. For example, 10 cpsi is about 1.55 cells / cm 2 .
  • the porosity of the honeycomb structure is preferably 30 to 90%, more preferably 45 to 80%, and still more preferably 50 to 70%. This is because by setting the porosity to 30 to 90%, it is possible to maintain the mechanical strength of the structure while reducing the pressure loss.
  • the average pore diameter (pore diameter) of the honeycomb structure is preferably 5 to 500 ⁇ m.
  • the average pore diameter is less than 5 ⁇ m, the pressure loss tends to increase.
  • the average pore diameter exceeds 500 ⁇ m, the collection efficiency tends to decrease when used in a filter.
  • the manufacturing method of such a honeycomb structure is not particularly limited.
  • a ceramic clay adjusted to an appropriate viscosity is extruded using a die having a desired cell shape, partition wall thickness, and cell density, and obtained.
  • the molded body thus obtained can be produced by a conventionally known production method such as drying and / or firing.
  • the plugging slurry can be prepared, for example, by mixing ceramic powder and a dispersion medium (for example, water). Further, if necessary, additives such as a binder, a peptizer, and a foamed resin may be added.
  • a binder for example, polyvinyl alcohol or methyl cellulose can be preferably used.
  • Example 1 A commercially available transparent pressure-sensitive adhesive sheet was adhered to the end face of the porous honeycomb structure made of cordierite.
  • the honeycomb structure has a length of 150 mm, an outer diameter of 140 mm, a partition wall thickness of 300 ⁇ m, a cell shape (normal cell shape) of square, a cell density of 300 cpsi (46.5 cells / cm 2 ) A cell pitch of 1.5 mm was used.
  • the end face of the honeycomb structure with the adhesive sheet attached is imaged with a CCD camera, and the captured image is image-processed (binarization processing). A lump of black images in the processed image is a predetermined design cell. When the area reached 80% or more of the area, the image was regarded as a normal cell and its position was recognized.
  • the image resolution of the image processing was 0.06 mm / pixel.
  • the average cell pitch was calculated from the normal cells whose positions were recognized in this way. Then, as shown in FIG. 8, the honeycomb structure 2 is moved from the cell on the outermost peripheral side of the normal cells 9 c by the average cell pitch to the outer peripheral side of the honeycomb structure 2 in the cell arrangement direction. The inner end of the outer peripheral surface 8 is recognized as the position of the outermost peripheral cell 9d. After recognizing the positions of the normal cells and the outermost peripheral cells on the end face of the honeycomb structure in this way, the XYZ ⁇ stage on which the honeycomb structure is placed is positioned based on the recognized positions, and the adhesive sheet is plugged.
  • the position corresponding to the cell to be punched was irradiated with laser.
  • the cells to be plugged are present every other cell arrangement direction so that the end faces after plugging have a checkered pattern.
  • the punching process to the position corresponding to the normal cell 9c to be plugged of the adhesive sheet 13 was performed by forming one hole 21 having the same shape at each position.
  • the adhesive sheet 13 corresponds to the outermost peripheral cell 9d to be plugged.
  • a virtual perforated region 15 was provided at the position. This virtual perforated region 15 is divided into nine (17 vertical ⁇ 3 horizontal) squares 17.
  • each virtual perforation region 15 of the adhesive sheet 13 a perforation process for perforating at least one of the plurality of grids 17 was performed.
  • the position and the number of grids 17 to be drilled in each virtual drilling area 15 were individually set according to the position of the outermost peripheral cell 9d corresponding to each virtual drilling area 15. Specifically, as shown in FIGS. 5 to 7, the positions and the number of grids 17 to be drilled are such that the holes 19 formed by the drilling are only within the opening range of the outermost peripheral cell 9d to be plugged. It is set so that it does not exist outside the opening range of other adjacent cells or the outer peripheral wall 6.
  • the end of the honeycomb structure is immersed in a plugging slurry (a material made of the same material as that of the honeycomb structure) with the adhesive sheet adhered to the end face, and the perforation treatment is performed. Through the holes formed in the sheet, the end portions of the cells to be plugged were filled with the plugging slurry to form plugged portions. Thereafter, it was examined whether plugging slurry adhered to the inner peripheral surface of other cells adjacent to the outermost peripheral cell to be plugged and the outer peripheral wall of the honeycomb structure, and the results are shown in Table 1. It was.
  • Example 2 Except for using a honeycomb structure having a different structure, the positions of the normal cell and the outermost peripheral cell were recognized, the punching process on the sheet, and the plugging portion were formed in the same manner as in Example 1. Thereafter, it was examined whether plugging slurry adhered to the inner peripheral surface of other cells adjacent to the outermost peripheral cell to be plugged and the outer peripheral wall of the honeycomb structure, and the results are shown in Table 1. It was.
  • the honeycomb structure has a length of 300 mm, an outer diameter of 300 mm, a partition wall thickness of 300 ⁇ m, a cell shape (normal cell shape) of square, a cell density of 200 cpsi (31 cells / cm 2 ) A cell pitch of 1.8 mm was used.
  • Example 3 Except for using a honeycomb structure having a different structure, the positions of the normal cell and the outermost peripheral cell were recognized, the punching process on the sheet, and the plugging portion were formed in the same manner as in Example 1. Thereafter, it was examined whether plugging slurry adhered to the inner peripheral surface of other cells adjacent to the outermost peripheral cell to be plugged and the outer peripheral wall of the honeycomb structure, and the results are shown in Table 1. It was.
  • the honeycomb structure has a length of 230 mm, an outer diameter of 230 mm, a partition wall thickness of 300 ⁇ m, a cell shape (normal cell shape) of square, a cell density of 100 cpsi (15.5 cells / cm 2 ), and a design. An upper cell pitch of 2.5 mm was used.
  • Example 1 A commercially available transparent adhesive sheet was attached to the end face of the honeycomb structure having the same structure as that of the honeycomb structure used in Example 1. Then, the end face is imaged with a CCD camera, and the captured image is subjected to image processing (binarization processing). A lump of black images in the processed image reaches 3% or more of a predetermined design cell area. The image was regarded as a cell and its position was recognized. Note that the image resolution of the image processing was 0.06 mm / pixel. After recognizing the position of the cell on the end face of the honeycomb structure in this manner, the XYZ ⁇ stage on which the honeycomb structure is placed is positioned based on the recognized position, and corresponds to the cell to be plugged of the adhesive sheet.
  • a drilling process was performed by irradiating a laser beam at the position.
  • the cells to be plugged are present every other cell arrangement direction so that the end faces after plugging have a checkered pattern.
  • the punching process to the position corresponding to the cell to be plugged of the adhesive sheet 13 is performed depending on whether the cell to be plugged is the normal cell 9c or the outermost peripheral cell 9d. Regardless, it was performed by forming one hole 21 having the same shape at each position.
  • the end of the honeycomb structure is immersed in a plugging slurry (a material made of the same material as that of the honeycomb structure) with the adhesive sheet adhered to the end face, and the perforation treatment is performed.
  • Example 2 A commercially available transparent adhesive sheet was attached to the end face of the honeycomb structure having the same structure as that of the honeycomb structure used in Example 1. After that, the end face is imaged with a CCD camera, and the captured image is subjected to image processing (binarization processing). A lump of black images in the processed image reaches 80% or more of a predetermined design cell area. The image was regarded as a normal cell and its position was recognized. Note that the image resolution of the image processing was 0.06 mm / pixel. Further, the average cell pitch was calculated from the normal cells whose positions were recognized in this way. Then, as shown in FIG.
  • the position of the outermost peripheral cell 9d is moved from the cell on the outermost peripheral side of the normal cells 9c by the average cell pitch to the outer peripheral side of the honeycomb structure 2 in the cell arrangement direction. Recognized as In Comparative Example 2, the position of the outermost peripheral cell is calculated and recognized only from the average cell pitch of the normal cells, and the position moved by the average cell pitch as described above is from the outer periphery of the end face of the honeycomb structure. It does not consider whether it is inside. After recognizing the positions of the normal cells and the outermost peripheral cells on the end face of the honeycomb structure in this way, the XYZ ⁇ stage on which the honeycomb structure is placed is positioned based on the recognized positions, and the adhesive sheet is plugged.
  • the position corresponding to the cell to be punched was irradiated with laser.
  • the cells to be plugged are present every other cell arrangement direction so that the end faces after plugging have a checkered pattern.
  • the punching process to the position corresponding to the cell to be plugged of the adhesive sheet 13 is performed depending on whether the cell to be plugged is the normal cell 9c or the outermost peripheral cell 9d. Regardless, it was performed by forming one hole 21 having the same shape at each position.
  • Comparative Example 2 when the position of the outermost peripheral cell is recognized, whether the position moved by the average cell pitch as described above is inside the outer periphery of the end face of the honeycomb structure. Is not considered.
  • Examples 1 to 3 which are examples of the present invention, are plugged on the inner peripheral surface of another cell adjacent to the outermost peripheral cell to be plugged and the outer peripheral wall of the honeycomb structure. No slurry was deposited.
  • FIGS. 5 to 7 all the holes 19 formed in the grids 17 of the virtual perforated region 15 provided at positions corresponding to the outermost peripheral cells 9d to be plugged of the adhesive sheet are all This is because it exists only in the opening range of the outermost peripheral cell 9d to be plugged. That is, in such a perforated state, when the plugging portion is formed in the outermost peripheral cell of the honeycomb structure, the plugging slurry that has passed through the holes formed in the adhesive sheet is the most to be plugged. The peripheral cell is reliably filled and does not leak outside the outermost peripheral cell to be plugged.
  • Comparative Example 1 As shown in FIG. 11, the inner peripheral surface of another cell 9e adjacent to the outermost peripheral cell 9d to be plugged and the outer peripheral wall 6 of the honeycomb structure 2 are plugged. It was confirmed that the slurry 23 adhered. As shown in FIG. 9, the hole 21 formed at a position corresponding to the outermost peripheral cell 9 d to be plugged of the adhesive sheet 13 does not fall within the opening range of the outermost peripheral cell 9 d and is adjacent. This is because the other cells 9e and the outer periphery of the honeycomb structure 2 have reached the outside.
  • the plugging slurry that has passed through the holes formed in the pressure-sensitive adhesive sheet is only filled in the outermost peripheral cell to be plugged. Instead, it leaks out in other cells adjacent to the outermost peripheral cell or outside the outer periphery of the honeycomb structure.
  • the present invention can be suitably used as a method for manufacturing a plugged honeycomb structure used for a filter such as DPF.

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Abstract

　最外周セルに目封止部を形成する際に、その最外周セルに隣接する他のセルの内周面やハニカム構造体の外周壁に、目封止用スラリーが付着するのを防止する。通常セル９ｃの平均セルピッチから算出された位置であって、ハニカム構造体２の端面の外周より内側にあるものを最外周セル９ｄの位置と認識し、それに基づいてシート１３の目封止すべき最外周セル９ｄに対応した位置に、複数のマス目１７に分割された仮想穿孔領域１５を設け、各仮想穿孔領域１５において、複数のマス目１７の少なくとも１つに穿孔する穿孔処理を行う。各仮想穿孔領域１５における穿孔するマス目１７の位置及び個数は、各仮想穿孔領域１５が対応した目封止すべき最外周セル９ｄの位置によって個別に設定する。

Description

目封止ハニカム構造体の製造方法
　本発明は、ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）等に使用される、各セルの一端部が目封止されたハニカム構造体（目封止ハニカム構造体）の製造方法に関する。
　ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガスには、環境汚染の原因となるような炭素を主成分とする粒子状物質（パティキュレートマター（ＰＭ））が多量に含まれている。そのため、それらの排気系には、ＰＭを捕集（濾過）するためのフィルター（ＤＰＦ）が搭載されることが一般的である。
　通常、このような目的で使用されるフィルターには、図１３及び図１４に示すように、ハニカム構造体２と、目封止部１１とを備える目封止ハニカム構造体１が用いられる。ハニカム構造体２は、多孔質の隔壁７によって、二つの端面３，５の間を連通する複数のセル９が区画形成された構造を有する。目封止部１１は、前記各セル９の二つの開口端のうちの何れか一方を目封止するように、ハニカム構造体２の一方の端面３側と他方の端面５側とで相補的な市松模様状となるように配設されている。
　排ガスは、このような目封止ハニカム構造体１からなるフィルターの一方の端面３から内部に流入し、排ガス中に含まれるＰＭが除去された後、他方の端面５から流出する。具体的には、まず排ガスは、このフィルターの一方の端面３において端部が封止されておらず他方の端面５において端部が封止されたセル９ｂ内に流入する。次いで、セル９ｂに流入した排ガスは、多孔質の隔壁７を透過して、一方の端面３において端部が封止され他方の端面５において端部が封止されていないセル９ａ内に移動する。そして、排ガスが、多孔質の隔壁７を透過する際に、この隔壁７が濾過層となり、排ガス中のＰＭが隔壁７に捕捉され隔壁７上に堆積する。こうして、ＰＭが除去され、セル９ａ内に移動した排ガスは、その後、他方の端面５から外部に流出する。
　上記のような目封止ハニカム構造体の製造方法として、特許文献１に記載されているような方法が知られている。この方法では、まず、ハニカム成形体の端面に、透明なシート等を貼着して、当該端面を撮像する。次いで、撮像した画像を画像処理することにより各セルの位置を認識し、それに基づいて前記シートの目封止すべきセルに対応した位置にレーザー加工等により穿孔処理を行う。その後、目封止部の材料をスラリー化した目封止用スラリーにハニカム構造体の端部を浸漬し、穿孔処理によりシートに形成された孔から、目封止すべきセルの端部に目封止用スラリーを充填して目封止部を形成する。
　この製造方法では、前記の通り、セルの位置を画像処理により認識する。具体的には、まず、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ－ｃｏｕｐｌｅｄ　ｄｅｖｉｃｅ）カメラ等により撮像されたハニカム構造体の端面の画像を二値化処理する。そして、二値化処理後の画像中の一塊の黒い像が所定のセル形状（例えば四角形）を成しているか、あるいは所定のセル面積の一定割合（例えば８０％以上）に達している場合に、その像をセルとみなし、その位置を認識する。尚、所定のセル形状を成していなかったり、所定のセル面積の一定割合に達していない像は、ハニカム構造体の端面に付着した埃等の異物とみなし、その位置に誤って穿孔処理を施さないようにしている。
　しかしながら、セルの内、ハニカム構造体の最外周部に位置するセル（最外周セル）は、他のセル（通常セル）に比して、一部分が欠けた形状をしており、面積も小さくなっているため、前記のような画像処理では、セルとしてその位置が認識されない場合が多い。そして、画像処理でその位置が認識されなかった最外周セルは、本来は目封止されるべきものであったとしても、シートの当該最外周セルに対応した位置には穿孔処理がなされず、当該最外周セルに目封止用スラリーが充填されない。このため、結果的に目封止部が形成されず、両端部とも開放されたままの最外周セルが残ることになる。
　このような両端部とも開放されたままの最外周セルにおいては、それに流入した排ガス中のＰＭの大部分が捕捉されることなくハニカム構造体を通過することになるため、当該セルの存在はフィルターとしての性能を低下させる要因となる。
　尚、従来の穿孔処理では、シートの通常セルに対応した位置に穿たれる孔の大きさと、シートの最外周セルに対応した位置に穿たれる孔の大きさとが同一であるのが一般的である。このため、特許文献１に記載された方法を実施するに当たり、目封止部が形成されない最外周セルの発生を防止すべく、二値化処理後の画像中において、所定のセル面積に対する面積割合が比較的小さい像までセルとみなした場合、以下のような問題が生じる。
　即ち、所定のセル面積に対する面積割合が比較的小さい像までセルとみなした場合、シートのそのセル（像）に対応した位置に穿たれる孔が、そのセルの開口範囲内に収まらず、隣接する他のセルやハニカム構造体の外周よりも外側にまで達することがある。そして、このような場合には、シートに形成された孔を通過した目封止用スラリーが、隣接する他のセルやハニカム構造体の外側にまで漏れて、当該他のセルの内周面やハニカム構造体の外周壁に付着してしまう。その結果、目封止部を形成した後に、前記のように隣接する他のセルの内周面やハニカム構造体の外周壁に付着した目封止用スラリーを除去する工程が必要となり、製造工程数の増加と、それに伴う製造コストの上昇を招く。
　また、目封止部が形成されない最外周セルの発生を防止するための目封止ハニカム構造体の製造方法としては、特許文献２に記載されているような方法が提案されている。この方法では、通常セルについては、特許文献１に記載された方法と同様に、撮像したハニカム構造体の端面の画像を画像処理することにより、その位置を認識し、それに基づいてシートの目封止すべきセルに対応した位置に穿孔処理を行う。一方、最外周セルについては、前記画像処理により認識された通常セルの位置から算出された平均セルピッチからその位置を算出して認識し、それに基づいてシートの目封止すべきセルに対応した位置に穿孔処理を行う。このように、最外周セルの位置を、最外周セル自身の画像によって認識するのではなく、通常セルの平均セルピッチから、最外周セルの位置を算出して認識することにより、シートの目封止されるべき最外周セルに対応した位置に、確実に穿孔処理がなされる。そして、その結果、画像処理では、セルとしてその位置が認識されないような小さな最外周セルにも、目封止用スラリーが充填され、封止部が形成される。
　しかしながら、通常セルの平均セルピッチのみから、最外周セルの位置を算出して認識する方法では、認識された最外周セルの位置が、ハニカム構造体の端面の外周よりも外側の位置となることがある。そして、このような場合には、シートのハニカム構造体の端面の外周よりも外側の位置にまで、穿孔処理が行われ、この穿孔処理により形成された孔を通過した目封止用スラリーは、ハニカム構造体の外側に漏れ出して、ハニカム構造体の外周壁に付着してしまう。その結果、目封止部を形成した後に、前記のようにハニカム構造体の外周壁に付着した目封止用スラリーを除去する工程が必要となり、製造工程数の増加と、それに伴う製造コストの上昇を招く。
特開２００１－３００９２２号公報 国際公開第２００８／０８１６４９号
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、最外周セルに目封止部を形成する際に、その最外周セルに隣接する他のセルの内周面やハニカム構造体の外周壁に、目封止用スラリーが付着するのを防止することにある。
　上記目的を達成するため、本発明によれば、以下の目封止ハニカム構造体の製造方法が提供される。
［１］　多孔質の隔壁によって、二つの端面の間を連通する複数のセルが区画形成されたハニカム構造体と、前記各セルの二つの開口端のうちの何れか一方を目封止するように配設された目封止部とを備え、前記複数のセルが、前記ハニカム構造体の最外周部に位置する最外周セルと、前記最外周セル以外の通常セルとからなる目封止ハニカム構造体の製造方法であって、ハニカム構造体の端面に透明なシートを貼着して、当該端面を撮像した後、前記通常セルについては、撮像した画像を画像処理することによりその位置を認識し、それに基づいて前記シートの目封止すべき前記通常セルに対応した位置に穿孔処理を行い、前記最外周セルについては、前記画像処理によりその位置が認識された前記通常セルの平均セルピッチから算出された位置であって、前記ハニカム構造体の端面の外周より内側にあるものを前記最外周セルの位置と認識し、それに基づいて前記シートの目封止すべき前記最外周セルに対応した位置に、複数のマス目に分割された仮想穿孔領域を設け、前記各仮想穿孔領域において、前記複数のマス目の少なくとも１つに穿孔する穿孔処理を行い、この穿孔処理が、前記各仮想穿孔領域における穿孔する前記マス目の位置及び個数を、前記各仮想穿孔領域が対応した目封止すべき前記最外周セルの位置によって個別に設定するものであり、前記穿孔処理の後、前記目封止部の材料をスラリー化した目封止用スラリーに前記ハニカム構造体の端部を浸漬し、前記穿孔処理により前記シートに形成された孔を通じて、前記目封止すべきセルの端部に前記目封止用スラリーを充填して前記目封止部を形成する目封止ハニカム構造体の製造方法。
［２］　前記各仮想穿孔領域における穿孔するマス目の位置及び個数を、その穿孔により穿たれる孔が、目封止すべき前記最外周セルの開口範囲内のみに存在するように設定する［１］に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
［３］　前記穿孔処理を、レーザーを使用して実施する［１］又は［２］に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
　本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法によれば、ハニカム構造体の最外周セルに目封止部を形成する際に、その最外周セルに隣接する他のセルの内周面やハニカム構造体の外周壁に、目封止用スラリーが付着するのを防止することができる。その結果、目封止部を形成した後に、前記のように隣接する他のセルの内周面やハニカム構造体の外周壁に付着した目封止用スラリーを除去する工程が不要となり、製造工程数の減少と、それに伴う製造コストの低下を実現できる。
ハニカム構造体の端面を示す概略平面図である。 ハニカム構造体の端面にシートを貼着する方法を示す概略斜視図である。 シートの目封止すべき最外周セルに対応した位置に仮想穿孔領域を設けた状態を示す概略平面図である。 最外周セルの位置の表し方の一例を説明するための概略平面図である。 １２０°方向に位置する最外周セルの形状と、その最外周セルに対応した位置に設けられた仮想穿孔領域における穿孔するマス目の位置及び個数を示す部分拡大図である。 ９５°方向に位置する最外周セルの形状と、その最外周セルに対応した位置に設けられた仮想穿孔領域における穿孔するマス目の位置及び個数を示す部分拡大図である。 ８０°方向に位置する最外周セルの形状と、その最外周セルに対応した位置に設けられた仮想穿孔領域における穿孔するマス目の位置及び個数を示す部分拡大図である。 実施例１における穿孔処理の方法を説明するための概略平面図である。 比較例１における穿孔処理の方法を説明するための概略平面図である。 比較例２における穿孔処理の方法を説明するための概略平面図である。 比較例１における目封止部形成後の状態を示す概略平面図である。 比較例２における目封止部形成後の状態を示す概略平面図である。 目封止ハニカム構造体の基本的な構造を示す一端面側から見た概略平面図である。 目封止ハニカム構造体の基本的な構造を示す概略断面図である。
　以下、本発明の代表的な実施形態について具体的に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。尚、本明細書において、単に「ハニカム構造体」というときは、目封止部を有していない（目封止部を形成する前の）ハニカム構造体を意味するものとする。
　図１は、ハニカム構造体の端面を示す概略平面図である。本発明は、多孔質の隔壁によって、二つの端面の間を連通する複数のセルが区画形成されたハニカム構造体と、前記各セルの二つの開口端のうちの何れか一方を目封止するように配設された目封止部とを備える目封止ハニカム構造体の製造方法である。フィルター等の用途に使用するハニカム構造体は、このように各セルの二つの開口端のうちの何れか一方を目封止する必要があり、そのためには、まず、ハニカム構造体の端面上においてセルの位置を認識する必要がある。本発明においては、ハニカム構造体の最外周部に位置する最外周セル９ｄと、最外周セル９ｄ以外の通常セル９ｃとで、異なる方法によりセルの位置を認識する。
　即ち、通常セル９ｃについては、図２のように、ハニカム構造体２の端面に透明なシート１３を貼着して、当該端面を撮像した後、撮像した画像を画像処理することによりその位置を認識する。シート１３には、市販の粘着シートを使用することができる。ハニカム構造体２の端面を撮像するための撮像装置については、特に限定されるものではないが、ＣＣＤカメラやＸ線ＣＴ（ｃｏｍｐｕｔｅｄ　ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャナー等を好適に用いることができる。ＣＣＤカメラとしては、例えば、キーエンス社製の高精度ＣＣＤカメラなどが好適に使用できる。また、ここで言う「画像処理」とは、具体的には「二値化処理」を意味する。「二値化処理」は、画像データを例えば２５６階調に色分けし、閾値を境界として、これより輝度の高い部分を白、低い部分を黒とする白黒のみの二値画像に変換する処理である。この二値化処理により、ハニカム構造体の隔壁部分（白）とセル部分（黒）とを識別することができる。
　こうして画像処理が施されたハニカム構造体の端面の画像中において、一塊の黒い像が所定のセル形状（例えば四角形）を成しているか、あるいは所定のセル面積の一定割合（例えば８０％以上）に達している場合に、その像をセルとみなし、その位置を認識する。最外周セル９ｄが、ハニカム構造体２の外周壁６と接することによって、本来のセル形状の一部を欠いているのに対し、通常セル９ｃは、ハニカム構造体の製造過程において多少の変形が生じていたとしても、ほぼ本来のセル形状とセル面積とを保っている。このため、通常セル９ｃは、このような画像処理によって、ほぼ確実にセルとみなされる。このようにハニカム構造体２の端面上において通常セル９ｃの位置を認識した後、その認識された位置に基づいて、当該端面に貼着されたシート１３の目封止すべき通常セル９ｃに対応した位置に穿孔処理を行う。
　尚、ハニカム構造体２の端面を撮像するに際しては、シートを貼着する前に当該端面に付着した埃等の異物をエアーの吹き付け等によって除去しておくことが、画像処理後のセル認識時において、セルと異物との誤認を回避する観点から好ましい。また、同様の観点から、画像処理が施された画像中の一塊の像の内、当該像を構成する画素数が所定の画素数以下であるものを埃等の異物とみなして判断対象から排除するようにしても良い。
　一方、最外周セル９ｄは、ハニカム構造体２の外周壁６と接することによって、本来のセル形状の一部を欠いているため、画像処理によって認識するのは困難である。そこで、本発明では、前記画像処理によって認識された通常セル９ｃの位置から平均セルピッチｐを算出し、その平均セルピッチｐから最外周セル９ｄの位置を算出する。具体的には、図１中に矢印Ａ１，Ａ２で示すセルの並び方向において、通常セル９ｃの内で最も外周側にあるセル（最外周セルに隣接する通常セル）から、ハニカム構造体２の外周側に平均セルピッチｐ分移動した位置を最外周セル９ｄの位置として認識する。
　但し、通常セル９ｃの平均セルピッチｐのみから、最外周セルの位置を算出して認識する方法では、認識された最外周セルの位置が、ハニカム構造体２の端面の外周８よりも外側の位置（例えば、図１における矢印Ａ３の先端位置）となることがある。このため、本発明では、前記のように、通常セル９ｃの平均セルピッチｐから算出された位置であって、かつ、ハニカム構造体２の端面の外周８より内側にあるもののみを最外周セル９ｄの位置と認識する。尚、ハニカム構造体２の端面の外周８の位置は、前記画像処理のために撮像されたハニカム構造体２の端面の画像から容易に特定することができる。
　このように最外周セル９ｄの位置を認識した後、図３に示すように、その認識された位置に基づいて、ハニカム構造体２の端面に貼着されたシート１３の目封止すべき最外周セル９ｄに対応した位置に仮想穿孔領域１５を設ける。
　仮想穿孔領域１５は、その外周形状が通常セル９ｃの形状と同一であり、複数のマス目１７に分割されている。本発明では、シート１３に前記のように設けられた各仮想穿孔領域１５において、複数のマス目１７の少なくとも１つに穿孔する穿孔処理を行う。この穿孔処理に際しては、各仮想穿孔領域１５における穿孔するマス目１７の位置及び個数を、各仮想穿孔領域１５が対応した最外周セル９ｄの位置によって個別に設定する。穿孔するマス目１７の位置及び個数を個別に設定する際の基準となる、各仮想穿孔領域１５が対応した最外周セル９ｄの位置は、例えば、以下のように表すことができる。
　まず、図４に示すように、ハニカム構造体２の端面の中心Ｏからセルの並び方向に沿ってハニカム構造体２の径方向に延びる一本の直線を基準線Ｌとする。ここで、ハニカム構造体２の端面の中心Ｏとは、ハニカム構造体の端面の形状が円形である場合は、その円の中心であり、ハニカム構造体の端面の形状が円形以外の形状である場合は、ハニカム構造体の端面に内包される最大の円の中心を意味するものとする。この基準線Ｌと、ハニカム構造体２の端面の中心Ｏから所定の最外周セル９ｄの方向に延びる直線Ｌ１とのなす角θの角度によって、その最外周セル９ｄの位置を表す。例えば、図４において、基準線Ｌと、ハニカム構造体２の端面の中心Ｏから最外周セル９ｄに向かって延びる直線Ｌ１とのなす角θの角度が４５°のとき、この最外周セル９ｄを、「４５°方向に位置する最外周セル」と表す。このような方法で最外周セル９ｄの位置を表すことにより、それぞれ異なる位置に存在する複数の最外周セル９ｄを区別することができる。
　最外周セル９ｄは、前記の通り、ハニカム構造体２の外周壁６と接することによって、本来のセル形状の一部を欠いているため、通常セル９ｃとは異なる形状を呈している。そして、最外周セル９ｄの形状は、一定ではなく、その位置によって異なる。このため、本発明では、各仮想穿孔領域１５における穿孔するマス目１７の位置及び個数を、各仮想穿孔領域１５が対応した最外周セル９ｄの位置によって個別に設定する。
　例えば、図５は、１２０°方向に位置する最外周セルの形状と、その最外周セルに対応した位置に設けられた仮想穿孔領域における穿孔するマス目の位置及び個数を示す部分拡大図である。この例では、シートの目封止すべき最外周セル９ｄに対応した位置に設けられた仮想穿孔領域１５において、９個（縦３個×横３個）に分割されたマス目１７の内、中段右側のマス目と下段右側のマス目に穿孔を行い、２つの孔１９を形成している。
　図６は、９５°方向に位置する最外周セルの形状と、その最外周セルに対応した位置に設けられた仮想穿孔領域における穿孔するマス目の位置及び個数を示す部分拡大図である。この例では、シートの目封止すべき最外周セル９ｄに対応した位置に設けられた仮想穿孔領域１５において、９個（縦３個×横３個）に分割されたマス目１７の内、上段右側のマス目と中段右側のマス目と下段右側のマス目とに穿孔を行い、３つの孔１９を形成している。
　図７は、８０°方向に位置する最外周セルの形状と、その最外周セルに対応した位置に設けられた仮想穿孔領域における穿孔するマス目の位置及び個数を示す部分拡大図である。この例では、シートの目封止すべき最外周セル９ｄに対応した位置に設けられた仮想穿孔領域１５において、９個（縦３個×横３個）に分割されたマス目１７の内、上段右側のマス目に穿孔を行い、１つの孔１９を形成している。
　これら図５～図７に示すように、穿孔するマス目の位置及び個数は、その穿孔により形成される孔１９が、目封止すべき最外周セル９ｄの開口範囲内のみに存在し、その最外周セル９ｄに隣接する他のセルの開口範囲やハニカム構造体２の外周壁６の外側には存在しないように設定する。図５～図７に示す最外周セル以外の目封止すべき最外周セルに対応した位置に設けられた仮想穿孔領域においても、穿孔するマス目の位置及び個数は、同様の観点に基づいて個別に設定する。
　このように設定すると、ハニカム構造体の最外周セルに目封止部を形成する際に、シートに形成された孔が最外周セルに合わせた形状になり、その孔を通過した目封止用スラリーは、目封止すべき最外周セル内に確実に充填され、目封止すべき最外周セルの外側には漏れ出さない。即ち、目封止すべき最外周セルに隣接する他のセルの内周面やハニカム構造体の外周壁に、目封止用スラリーが付着するのを防止することができる。そして、その結果、目封止部を形成した後に、隣接する他のセルの内周面やハニカム構造体の外周壁に付着した目封止用スラリーを除去する工程が不要となり、製造工程数の減少と、それに伴う製造コストの低下を実現できる。
　尚、前記実施形態では、各仮想穿孔領域が９個（縦３個×横３個）のマス目に分割されているが、各仮想穿孔領域のマス目の数は、複数個であるということ以外は、特に限定されるものではない。即ち、各仮想穿孔領域のマス目の数は、セルの寸法、穿孔処理に使用する機器の穿孔位置の調整精度等に応じて、適宜設定することができる。
　また、ハニカム構造体の構造（端面の形状・寸法、通常セルの形状、セル密度、平均セルピッチ等）が異なれば、同じ方向に位置する最外周セルであっても、その形状が異なる。よって、本発明の製造方法を実施するに当たっては、予め、目封止部を形成しようとするハニカム構造体について、その構造毎に、各最外周セルの位置と形状との関係を把握し、それを前記のような穿孔するマス目の位置及び個数の設定に反映させることが好ましい。穿孔するマス目の位置及び個数の設定は、手動で行ってもよいし、自動で行ってもよい。
　本発明において、シートに対する穿孔処理の方法は特に限定されないが、処理速度や正確性、自動化への対応のしやすさといった観点から、レーザーを使用して穿孔処理を実施することが好ましい。例えば、前記の方法により認識したセルの位置に基づいて、ハニカム構造体を載せたＸＹＺθステージを位置決めし、シートの目封止すべきセルに対応した位置にレーザーを照射して穿孔処理を行う。尚、穿孔処理は、端面全体に対し一度に行っても良いし、端面を複数の小ブロックに分割して、当該小ブロック毎に実施するようにしても良い。シートに穿孔する孔の面積は、セル面積の３０～７０％程度が好ましく、目封止に使用するスラリーの粘性が低いときは小さめに、粘性が高いときは大きめにすることが望ましい。ここで言う、「シートに穿孔する孔の面積」とは、シートの最外周セルの位置に対応した位置に設けた仮想穿孔領域のマス目に穿孔する場合は、その仮想穿孔領域のマス目における穿孔された孔の面積を意味するものとする。
　こうしてシートに穿孔処理を施した後、目封止部の材料をスラリー化した目封止用スラリーに、シートが貼着された状態のままハニカム構造体の端部を浸漬し、穿孔処理によりシートに形成された孔を通じて、目封止すべきセルの端部に目封止用スラリーを充填して目封止部を形成する。その後、必要に応じて乾燥及び／又は焼成することにより目封止ハニカム構造体を得る。目封止すべきセルの位置、即ち目封止パターンは、特に限定されるわけではないが、ＤＰＦ等のフィルター用途で使用する場合には、図１３及び図１４のように、ハニカム構造体２の一方の端面３側と他方の端面５側とで、目封止部１１が相補的な市松模様状となるように配設するのが一般的である。
　尚、目封止用スラリーを充填する時点での、ハニカム構造体の状態は、既に焼成された焼結体の状態であっても、焼成前の成形体の状態であっても良い。成形体の場合は、目封止用スラリーを充填した後、ハニカム構造体全体を焼成する必要がある。
　ハニカム構造体を構成する材質については特に制限はないが、焼成後の状態において隔壁が多孔質であることが必要であるため、通常は、セラミック（例えば、コージェライト等）からなるものが好適に用いられる。ハニカム構造体の形状についても特に限定されず、例えば、円柱状、四角柱状、三角柱状等の各種形状を採用することができる。ハニカム構造体のセル形状は、四角形が最も一般的であるが、他に三角形、六角形、八角形などの多角形や丸形、あるいはそれらの組み合わせでも良い。
　ＤＰＦ等のフィルターとして使用する場合、ハニカム構造体の隔壁の厚さは、１００～２０００μｍであることが好ましく、２００～１０００μｍであることがより好ましく、３００～７００μｍであることが更に好ましい。隔壁の厚さが１００μｍ未満であると、強度が不足して耐熱衝撃性が低下する場合があり、一方、隔壁の厚さが２０００μｍを超えると、圧力損失が増大する傾向にあるからである。
　ハニカム構造体のセル密度は、２０～６００セル／ｉｎ２（ｃｐｓｉ）（３．１～９３セル／ｃｍ２）であることが好ましく、５０～４００ｃｐｓｉ（７．７５～６２セル／ｃｍ２）であることがより好ましく、１００～３００ｃｐｓｉ（１５．５～４６．５セル／ｃｍ２）であることが更に好ましい。セル密度が２０ｃｐｓｉ（３．１セル／ｃｍ２）未満であると、排ガスとの接触効率が不足する傾向にあり、一方、セル密度が６００ｃｐｓｉ（９３セル／ｃｍ２）を超えると、圧力損失が増大する傾向にあるからである。尚、「ｃｐｓｉ」は「ｃｅｌｌｓ　ｐｅｒ　ｓｑｕａｒｅ　ｉｎｃｈ」の略であり、１平方インチ当りのセル数を表す単位である。例えば１０ｃｐｓｉは、約１．５５セル／ｃｍ２である。
　ハニカム構造体の気孔率は３０～９０％であることが好ましく、４５～８０％であることがより好ましく、５０～７０％であることが更に好ましい。気孔率を３０～９０％とすることにより、圧力損失を低減した上で、構造体としての機械的強度を保持できるからである。
　ハニカム構造体の平均気孔径（細孔径）は５～５００μｍであることが好ましい。平均気孔径が５μｍ未満であると、圧力損失が上昇する傾向にあり、一方、平均気孔径が５００μｍを超えると、フィルターに用いた場合に捕集効率が低下する傾向にある。
　このようなハニカム構造体の製造方法は特に限定されないが、例えば、適当な粘度に調整したセラミック坏土を、所望のセル形状、隔壁厚さ、セル密度を有する口金を用いて押出成形し、得られた成形体を乾燥及び／又は焼成するといった従来公知の製造方法等により製造することができる。
　目封止用スラリーは、例えば、セラミックス粉末と分散媒（例えば水等）を混合することにより調製することができる。更に、必要により、結合剤、解膠剤、発泡樹脂等の添加剤を加えても良い。セラミックス粉末の材質は特に限定されないが、ハニカム構造体と同材質とすることが好ましい。結合剤としては、ポリビニルアルコールやメチルセルロースなどが好適に使用できる。
　以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
　コージェライトからなる多孔質のハニカム構造体の端面に、市販の透明な粘着シートを貼着した。ハニカム構造体には、長さが１５０ｍｍ、外径が１４０ｍｍ、隔壁厚さが３００μｍ、セル形状（通常セルの形状）が正方形、セル密度が３００ｃｐｓｉ（４６．５セル／ｃｍ２）、設計上のセルピッチが１．５ｍｍのものを用いた。粘着シートを貼着したハニカム構造体の端面をＣＣＤカメラにて撮像し、撮像した画像を画像処理（二値化処理）し、処理後の画像中の一塊の黒い像が所定の設計上のセル面積の８０％以上に達している場合に、その像を通常セルとみなし、その位置を認識した。尚、画像処理の画像分解能は０．０６ｍｍ／画素とした。また、こうして位置が認識された通常セルから平均セルピッチを算出した。そして、図８に示すように、通常セル９ｃの内で最も外周側にあるセルから、セルの並び方向において、ハニカム構造体２の外周側に平均セルピッチ分移動した位置で、かつハニカム構造体２の端面の外周８より内側にあるものを最外周セル９ｄの位置として認識した。このようにハニカム構造体の端面上において通常セルと最外周セルの位置を認識した後、その認識された位置に基づいて、ハニカム構造体を載せたＸＹＺθステージを位置決めし、粘着シートの目封止すべきセルに対応した位置にレーザーを照射して穿孔処理を行った。目封止すべきセルは、目封止後の端面が市松模様状となるように、セルの並び方向において１つ置きに存在する。図８に示すように、粘着シート１３の目封止すべき通常セル９ｃに対応する位置への穿孔処理は、各位置に、同一形状の孔２１を１個ずつ形成することにより行った。一方、粘着シートの目封止すべき最外周セル９ｄに対応した位置への穿孔処理に当たっては、まず、図８に示すように、粘着シート１３の目封止すべき最外周セル９ｄに対応した位置に、仮想穿孔領域１５を設けた。この仮想穿孔領域１５は９個（縦３個×横３個）のマス目１７に分割されたものである。粘着シート１３の各仮想穿孔領域１５において、複数のマス目１７の少なくとも１つに穿孔する穿孔処理を行った。この穿孔処理に際しては、各仮想穿孔領域１５における穿孔するマス目１７の位置及び個数を、各仮想穿孔領域１５が対応した最外周セル９ｄの位置によって個別に設定した。具体的には、穿孔するマス目１７の位置及び個数は、図５～図７に示すように、その穿孔により形成される孔１９が、目封止すべき最外周セル９ｄの開口範囲内のみに存在し、隣接する他のセルの開口範囲や外周壁６の外側には存在しないように設定した。穿孔処理後、ハニカム構造体の端部を、端面に粘着シートを貼着した状態のまま、目封止用スラリー（ハニカム構造体と同材質の材料をスラリー化したもの）に浸漬し、穿孔処理によりシートに形成された孔を通じて、目封止すべきセルの端部に目封止用スラリーを充填して目封止部を形成した。その後、目封止すべき最外周セルに隣接する他のセルの内周面及びハニカム構造体の外周壁に、目封止用スラリーが付着しているかどうかを調べ、その結果を表１に示した。
（実施例２）
　異なる構造のハニカム構造体を用いた以外は、実施例１と同様にして、通常セル及び最外周セルの位置認識、シートへの穿孔処理並びに目封止部の形成を行った。その後、目封止すべき最外周セルに隣接する他のセルの内周面及びハニカム構造体の外周壁に、目封止用スラリーが付着しているかどうかを調べ、その結果を表１に示した。尚、ハニカム構造体には、長さが３００ｍｍ、外径が３００ｍｍ、隔壁厚さが３００μｍ、セル形状（通常セルの形状）が正方形、セル密度が２００ｃｐｓｉ（３１セル／ｃｍ２）、設計上のセルピッチが１．８ｍｍのものを用いた。
（実施例３）
　異なる構造のハニカム構造体を用いた以外は、実施例１と同様にして、通常セル及び最外周セルの位置認識、シートへの穿孔処理並びに目封止部の形成を行った。その後、目封止すべき最外周セルに隣接する他のセルの内周面及びハニカム構造体の外周壁に、目封止用スラリーが付着しているかどうかを調べ、その結果を表１に示した。尚、ハニカム構造体には、長さが２３０ｍｍ、外径が２３０ｍｍ、隔壁厚さが３００μｍ、セル形状（通常セルの形状）が正方形、セル密度が１００ｃｐｓｉ（１５．５セル／ｃｍ２）、設計上のセルピッチが２．５ｍｍのものを用いた。
（比較例１）
　実施例１で用いたハニカム構造体と同じ構造のハニカム構造体の端面に、市販の透明な粘着シートを貼着した。その後、当該端面をＣＣＤカメラにて撮像し、撮像した画像を画像処理（二値化処理）し、処理後の画像中の一塊の黒い像が所定の設計上のセル面積の３％以上に達している場合に、その像をセルとみなし、その位置を認識した。尚、画像処理の画像分解能は０．０６ｍｍ／画素とした。このようにハニカム構造体の端面上においてセルの位置を認識した後、その認識された位置に基づいて、ハニカム構造体を載せたＸＹＺθステージを位置決めし、粘着シートの目封止すべきセルに対応した位置にレーザーを照射して穿孔処理を行った。目封止すべきセルは、目封止後の端面が市松模様状となるように、セルの並び方向において１つ置きに存在する。図９に示すように、粘着シート１３の目封止すべきセルに対応する位置への穿孔処理は、その目封止すべきセルが通常セル９ｃであるか最外周セル９ｄであるかには関係なく、各位置に、同一形状の孔２１を１個ずつ形成することにより行った。穿孔処理後、ハニカム構造体の端部を、端面に粘着シートを貼着した状態のまま、目封止用スラリー（ハニカム構造体と同材質の材料をスラリー化したもの）に浸漬し、穿孔処理によりシートに形成された孔を通じて、目封止すべきセルの端部に目封止用スラリーを充填して目封止部を形成した。その後、目封止すべき最外周セルに隣接する他のセルの内周面及びハニカム構造体の外周壁に、目封止用スラリーが付着しているかどうかを調べ、その結果を表１に示した。
（比較例２）
　実施例１で用いたハニカム構造体と同じ構造のハニカム構造体の端面に、市販の透明な粘着シートを貼着した。その後、当該端面をＣＣＤカメラにて撮像し、撮像した画像を画像処理（二値化処理）し、処理後の画像中の一塊の黒い像が所定の設計上のセル面積の８０％以上に達している場合に、その像を通常セルとみなし、その位置を認識した。尚、画像処理の画像分解能は０．０６ｍｍ／画素とした。また、こうして位置が認識された通常セルから平均セルピッチを算出した。そして、図１０に示すように、通常セル９ｃの内で最も外周側にあるセルから、セルの並び方向において、ハニカム構造体２の外周側に平均セルピッチ分移動した位置を最外周セル９ｄの位置として認識した。尚、この比較例２では、通常セルの平均セルピッチのみから、最外周セルの位置を算出して認識しており、前記のように平均セルピッチ分移動した位置が、ハニカム構造体の端面の外周より内側にあるかどうかについては考慮していない。このようにハニカム構造体の端面上において通常セルと最外周セルの位置を認識した後、その認識された位置に基づいて、ハニカム構造体を載せたＸＹＺθステージを位置決めし、粘着シートの目封止すべきセルに対応した位置にレーザーを照射して穿孔処理を行った。目封止すべきセルは、目封止後の端面が市松模様状となるように、セルの並び方向において１つ置きに存在する。図１０に示すように、粘着シート１３の目封止すべきセルに対応する位置への穿孔処理は、その目封止すべきセルが通常セル９ｃであるか最外周セル９ｄであるかには関係なく、各位置に、同一形状の孔２１を１個ずつ形成することにより行った。尚、既述の通り、この比較例２では、最外周セルの位置を認識する際に、前記のようにして平均セルピッチ分移動した位置が、ハニカム構造体の端面の外周より内側にあるかどうかについては考慮していない。このため、前記のようにして平均セルピッチ分移動した位置が、ハニカム構造体の端面の外周よりも外側の位置であっても、その位置に孔が形成されている。穿孔処理後、ハニカム構造体の端部を、端面に粘着シートを貼着した状態のまま、目封止用スラリー（ハニカム構造体と同材質の材料をスラリー化したもの）に浸漬し、穿孔処理によりシートに形成された孔を通じて、目封止すべきセルの端部に目封止用スラリーを充填して目封止部を形成した。その後、目封止すべき最外周セルに隣接する他のセルの内周面及びハニカム構造体の外周壁に、目封止用スラリーが付着しているかどうかを調べ、その結果を表１に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示す通り、本発明の実施例である実施例１～３は、目封止すべき最外周セルに隣接する他のセルの内周面及びハニカム構造体の外周壁に、目封止用スラリーが全く付着していなかった。これは、図５～図７に示すように、粘着シートの目封止すべき最外周セル９ｄに対応した位置に設けられた仮想穿孔領域１５のマス目１７に形成された孔１９が、全て目封止すべき最外周セル９ｄの開口範囲内のみに存在しているためである。即ち、このような穿孔状態では、ハニカム構造体の最外周セルに目封止部を形成する際に、粘着シートに形成された孔を通過した目封止用スラリーが、目封止すべき最外周セル内に確実に充填され、目封止すべき最外周セルの外側には漏れ出さない。
　これに対し、比較例１は、図１１に示すように、目封止すべき最外周セル９ｄに隣接する他のセル９ｅの内周面及びハニカム構造体２の外周壁６に目封止用スラリー２３が付着していることが確認された。これは、図９に示すように、粘着シート１３の目封止すべき最外周セル９ｄに対応した位置に形成された孔２１が、その最外周セル９ｄの開口範囲内に収まらず、隣接する他のセル９ｅやハニカム構造体２の外周よりも外側にまで達していたためである。即ち、このような穿孔状態では、目封止部を形成する際に、粘着シートに形成された孔を通過した目封止用スラリーが、目封止すべき最外周セル内に充填されるだけでなく、その最外周セルに隣接する他のセル内やハニカム構造体の外周よりも外側に漏れ出してしまう。
　また、比較例２は、図１２に示すように、ハニカム構造体２の外周壁６に目封止用スラリー２３が付着していることが確認された。これは、図１０に示すように、粘着シート１３の目封止すべき最外周セル９ｄに対応した位置に形成された孔２１の一部が、ハニカム構造体２の端面の外周８よりも外側に在ったためである。即ち、このような穿孔状態では、目封止部を形成する際に、粘着シートに形成された孔を通過した目封止用スラリーが、ハニカム構造体の外周よりも外側に漏れ出してしまう。
　本発明は、ＤＰＦ等のフィルターに用いる目封止ハニカム構造体の製造方法として好適に利用することができる。
１：目封止ハニカム構造体、２：ハニカム構造体、３：端面、５：端面、６：外周壁、７：隔壁、８：外周、９：セル、９ａ：セル、９ｂ：セル、９ｃ：通常セル、９ｄ：最外周セル、９ｅ：最外周セルに隣接するセル、１１：目封止部、１３：シート、１５：仮想穿孔領域、１７：マス目、１９：孔、２１：孔、２３：目封止用スラリー。

Claims (3)

  1. 　多孔質の隔壁によって、二つの端面の間を連通する複数のセルが区画形成されたハニカム構造体と、前記各セルの二つの開口端のうちの何れか一方を目封止するように配設された目封止部とを備え、前記複数のセルが、前記ハニカム構造体の最外周部に位置する最外周セルと、前記最外周セル以外の通常セルとからなる目封止ハニカム構造体の製造方法であって、
    　ハニカム構造体の端面に透明なシートを貼着して、当該端面を撮像した後、前記通常セルについては、撮像した画像を画像処理することによりその位置を認識し、それに基づいて前記シートの目封止すべき前記通常セルに対応した位置に穿孔処理を行い、前記最外周セルについては、前記画像処理によりその位置が認識された前記通常セルの平均セルピッチから算出された位置であって、前記ハニカム構造体の端面の外周より内側にあるものを前記最外周セルの位置と認識し、それに基づいて前記シートの目封止すべき前記最外周セルに対応した位置に、複数のマス目に分割された仮想穿孔領域を設け、前記各仮想穿孔領域において、前記複数のマス目の少なくとも１つに穿孔する穿孔処理を行い、この穿孔処理が、前記各仮想穿孔領域における穿孔する前記マス目の位置及び個数を、前記各仮想穿孔領域が対応した目封止すべき前記最外周セルの位置によって個別に設定するものであり、前記穿孔処理の後、前記目封止部の材料をスラリー化した目封止用スラリーに前記ハニカム構造体の端部を浸漬し、前記穿孔処理により前記シートに形成された孔を通じて、前記目封止すべきセルの端部に前記目封止用スラリーを充填して前記目封止部を形成する目封止ハニカム構造体の製造方法。
  2. 　前記各仮想穿孔領域における穿孔するマス目の位置及び個数を、その穿孔により穿たれる孔が、目封止すべき前記最外周セルの開口範囲内のみに存在するように設定する請求項１に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
  3. 　前記穿孔処理を、レーザーを使用して実施する請求項１又は２に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
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