封孔蜂窝结构体的制造方法

专利名称：封孔蜂窝结构体的制造方法
技术领域：
本发明涉及封孔蜂窝结构体的制造方法。更详细地说，涉及用于得到封孔蜂窝结构体的封孔蜂窝结构体的制造方法，该封孔蜂窝结构体具备作为用于捕集从发动机等的内燃机或各种燃烧装置等排出的排气中所含的微粒进行净化的过滤器而优选使用的、由隔壁划分形成用作流体通路的多个隔室的蜂窝结构体，和对该蜂窝结构体的多个隔室中规定隔室的一方开口端部及剩余隔室的另一方开口端部进行相互不同地封孔的封孔部。
背景技术：
从柴油发动机等内燃机或各种燃烧装置排出的排气中，含有大量以烟垢(黑烟)为主体的微粒(粒子状物质)。如果该微粒原样排放到大气中的话会引起环境污染，所以在从内燃机等的排气通路中通常装载用于捕集微粒的过滤器。
作为以这种目的使用的过滤器，例如，如图15所示，可举出利用了封孔蜂窝结构体28的蜂窝过滤器21，该封孔蜂窝结构体28具备由多孔质的隔壁22划分成蜂窝状而形成的、由隔壁划分形成用作流体通路的多个隔室24的蜂窝构结构体；以及对多个隔室24的一方开口端部及另一方开口端部进行相互不同的封孔的封孔部。采用图15所示的蜂窝过滤器21，通过使排气G1从排气流入侧端面B流入隔室24内，可在排气G1通过隔壁22时在隔壁22捕集排气G1中的微粒，并使去除了微粒的净化气体G2从净化气体流出侧端面C流出。
并且，作为上述那样的封孔蜂窝结构体的制造方法，例如，提出了如下得到封孔蜂窝结构体的方法，即在蜂窝成型体(未烧成的陶瓷干燥体)的一方端面上贴上粘贴片等，通过利用图像处理的激光加工等而仅在与该粘贴片等的应封孔隔室(封孔隔室)相对于应的部分上开孔并作为掩模，将粘贴了该掩模的蜂窝成型体的端面浸入封孔用浆料(陶瓷浆料)中，在蜂窝成型体的封孔隔室中填充浆料而形成封孔部，在对蜂窝成型体的另一端面也进行与之同样的工序后，通过干燥、烧结而得到封孔蜂窝结构体的方法(例如，参照专利文献1-特开2001-300922号公报)。
封孔部的隔室通路(通道)方向的长度(即封孔部的深度)越长，过滤排气的隔壁的表面积越少，所以过滤器的压力损失增大。为此，从防止压力损失增大的观点出发，最好尽可能地使封孔部的深度变浅。另一方面，封孔部的深度越浅封孔部的强度越低，存在因热和机械应力而破损、封孔部从隔室脱离、因排气流动致使露出到过滤器前端面的封孔部被腐蚀而破损的问题。因此，在使一个过滤器上存在多个封孔部的每个封孔部变浅的场合，一旦哪一个封孔部的深度过浅，都会在其封孔部引起上述问题，所以，在形成封孔部的方法中，要求把浆料均匀地填充在应封孔隔室群，其封孔深度越浅越是严格要求匀均性。
然而，在以上述的方法形成封孔部时，首先，将成为封孔部的浆料贮存在贮存容器中，通过将粘贴有掩模的蜂窝成形体按压到处存在该贮存容器中的浆料上，填充浆料并形成封孔部，但是，在这种原有的方法中，将浆料均匀地填充在封孔部是困难的，存在所得到的封孔部的大小不同的问题。还有，近年来，根据防止封孔部的缺陷以及提高机械强度的观点，虽然使用提高填充在封孔隔室的浆料的粘度来形成封孔部的制造方法，但是，在使用这种方法时，尤其是将浆料均匀地填充在封孔部很困难，所以出现在封孔部产生缺陷的问题。

发明内容
本发明提供一种用于得到封孔蜂窝结构体的封孔蜂窝结构体的制造方法，该封孔蜂窝结构体具备蜂窝结构体和封孔部，该蜂窝结构体由良好地用作捕集并净化从柴油发动机等内燃机或各种燃烧装置排出的排气中所含的微粒的过滤器的隔壁划分形成作为流体通路的多个隔室；该封孔部对蜂窝结构体的多个隔室中的规定隔室的一方开口端部及剩余隔室的另一方开口端部进行相互不同的封孔。
本发明提供以下的封孔蜂窝结构体的制造方法。
一种封孔蜂窝结构体的制造方法，通过在由多孔质的隔壁将用作流体通路的多个隔室划分形成蜂窝状的筒状蜂窝结构体中的规定隔室的一方开口端部和剩余隔室的另一方开口端部形成相互不同的封孔部而得到封孔蜂窝结构体，将用作所述封孔部的原料的浆料以使所述浆料的界面变平坦的方式贮存在贮存容器中，将以覆盖所述蜂窝结构体的应封孔隔室(封孔隔室)以外的隔室开口端部的方式配置了封孔部形成用掩模的所述蜂窝结构体的端面按压到贮存在所述贮存容器内的所述浆料上，通过把所述浆料导入所述封孔隔室的内部形成所述封孔部。
根据[1]所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，以所述浆料的界面相对于应封孔的所述蜂窝结构体的端面的平面度(mm)为对所述封孔蜂窝结构体进行封孔的深度(mm)的1/3以下的值的方式，把所述浆料贮存在所述贮存容器中。
根据[1]或[2]所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，以所述浆料的界面相对于应封孔的所述蜂窝结构体的端面的平面度为4mm以下的方式，把所述浆料贮存在所述贮存容器中。
根据[3]所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，以所述浆料的界面相对于应封孔的所述蜂窝结构体的端面的平面度为2mm以下的方式，把所述浆料贮存在所述贮存容器中。
根据[1]～[4]任一项所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，使所述贮存容器水平旋转的同时，把所述浆料贮存在所述贮存容器中。
根据[1]～[5]任一项所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，把所述浆料从可移动的排出机排出到所述贮存容器上并贮存在所述贮存容器中。
根据[6]所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，作为所述排出机，使用单轴螺旋泵。
根据[6]或[7]所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，在所述排出机中，对填充了所排出的所述浆料的箱内部的压力进行加压。
根据[1]～[8]任一项所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，使刮刀状的平坦化部件在贮存于所述贮存容器中的所述浆料的界面上滑动移动，使所述浆料的界面平坦化。
根据[1]～[8]任一项所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，将底面平坦的盖部件按压到贮存在所述贮存容器中的所述浆料上，使所述浆料的界面平坦化。
根据[1]～[8]任一项所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，在所述贮存容器上配设底面平坦的盖部件，以填满配设了所述盖部件的所述贮存容器的内部的方式贮存浆料来使所述浆料的界面平坦化。
根据[1]～[8]任一项所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，在所述贮存容器内的大致中央部分排出所述浆料后，使所述贮存容器水平旋转，使所述浆料的界面平坦化。
根据[1]～[12]任一项所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，使所述浆料的粘度为100～1500[dPa·s]。
根据[1]～[13]任一项所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，对所述浆料进行真空脱气。
根据[1]～[14]任一项所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，在向贮存容器内供给所述浆料的过程中以及/或者供给后，对该贮存容器内的所述浆料施加振动来使所述浆料的界面平坦化。
根据[1]～[15]任一项所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，在把所述浆料导入所述蜂窝结构体的所述封孔隔室的内部的过程中以及/或者导入后，对所述浆料施加振动。
根据[1]～[16]任一项所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，在所述贮存容器的内面侧和配设了所述封孔部形成用掩模的所述蜂窝结构体的外周面的间隙中，配设用于防止按压时的所述浆料流出的密封材料，将所述蜂窝结构体的端面按压到所述浆料上，把所述浆料导入所述封孔隔室的内部。
采用本发明的封孔蜂窝结构体的制造方法，能够简单地得到封孔蜂窝结构体，该封孔蜂窝结构体具备作为用于捕集从发动机等的内燃机或各种燃烧装置等排出的排气中所含的微粒进行净化的过滤器而优选使用的、由隔壁划分形成用作流体通路的多个隔室的蜂窝结构体，和对该蜂窝结构体的多个隔室中规定隔室的一方开口端部及剩余隔室的另一方开口端部进行相互不同地封孔的封孔部。特别是，在本发明的封孔蜂窝结构体的制造方法中，由于可在各隔室开口端部形成封孔深度一致的封孔部，从而能够实现微粒的捕集效率提高以及压力损失降低。


图1是示意性地表示通过本发明的封孔蜂窝结构体的制造方法的一实施方式制造的封孔蜂窝结构体的立体图。
图2是表示在本发明的封孔蜂窝结构体的制造方法的一实施方式中，使用排出机把浆料贮存在贮存容器中的工序的说明图。
图3是表示在本发明的封孔蜂窝结构体的制造方法的一实施方式中，把浆料导入封孔隔室的工序的说明图。
图4(a)是表示在本发明的封孔蜂窝结构体的制造方法的一实施方式中，把浆料贮存在贮存容器中的方法之一例的说明图。
图4(b)是表示在本发明的封孔蜂窝结构体的制造方法的一实施方式中，把浆料贮存在贮存容器中的方法的另一例的说明图。
图5是表示在本发明的封孔蜂窝结构体的制造方法的一实施方式中，使贮存在贮存容器中的浆料界面平坦化的另一方法的说明图。
图6是表示在本发明的封孔蜂窝结构体的制造方法的一实施方式中，使贮存在贮存容器中的浆料界面平坦化的另一方法的说明图。
图7是表示在本发明的封孔蜂窝结构体的制造方法的一实施方式中，使贮存在贮存容器中的浆料界面平坦化的另一方法的说明图。
图8是表示在本发明封孔蜂窝结构体的制造方法的一实施方式中，使贮存在贮存容器中的浆料界面平坦化的另一方法的说明图。
图9是表示在本发明封孔蜂窝结构体的制造方法的一实施方式中，使贮存在贮存容器中的浆料界面平坦化的另一方法的说明图。
图10是表示将蜂窝结构体的端面按压到贮存在贮存容器内的浆料上的工序的一例的说明图。
图11是表示将蜂窝结构体的端面按压到贮存在贮存容器内的浆料上的工序的另一例的说明图。
图12是表示本发明蜂窝结构体的制造方法的一实施方式所使用的贮存容器的另一例的剖视图。
图13是表示本发明蜂窝结构体的制造方法的一实施方式所使用的贮存容器的另一例的剖视图。
图14是表示本发明蜂窝结构体的制造方法的一实施方式所使用的贮存容器的另一例的剖视图。
图15是表示现有的蜂窝过滤器的概略剖视图。
图中1-封孔蜂窝结构体，2-隔壁，3-蜂窝结构体，4-隔室，4a-规定隔室，4b-剩余隔室，5-封孔部，6-浆料，7-贮存容器，8-封孔部形成用掩模，9-封孔隔室，10-界面(浆料的界面)，11-排出机，12-平坦化部件，13-盖部件，14-水平旋转机构，15-间隙，16-密封材料，21-蜂窝过滤器，22-隔壁，24-隔室，26-封孔部，28-封孔蜂窝结构体，31-贮存容器，34-外侧容器，35-内侧容器，35a-测部(内侧容器的测部)，35b-底部(内侧容器的底部)，36-加压部，37-脱模贴片，38-排气口，41-贮存容器，45-内侧容器，46-保持部，46a-持部件，46b-加压用管，47-吸附部，48-排气流入侧端面，C-净化气体流出侧端面，G1-排气，G2-净化气体。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明封孔蜂窝结构体的制造方法的实施方式进行详细说明，但本发明并不限定于此的解释，在不脱离本发明的范围内，基于本行业人员的知识可进行各种变更、修改、改良。
图1是示意性地表示用本发明的封孔蜂窝结构体的制造方法的一实施方式制造的封孔蜂窝结构体的立体图。本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法是一种如下所示的封孔蜂窝结构体的制造方法，如图1所示，通过在用作流体通路的多个隔室4由多孔质的隔壁2划分形成蜂窝状的筒状蜂窝结构体3中的规定隔室4a的一方开口端部和剩余隔室4b的另一方开口端部形成相互不同的封孔部5，而得到封孔蜂窝结构体1，如图2所示，将用作封孔部5(参照图1)的原料的浆料6以使该浆料6的界面平坦的方式贮存在贮存容器7中，如图3所示，将以覆盖蜂窝结构体的应封孔隔室(封孔隔室9)以外的隔室的开口端部的方式配置了封孔部形成用掩模8的蜂窝结构体3的端面向贮存容器7内的贮存浆料6按压，通过把浆料6导入封孔隔室9的内部形成封孔部5(参照图1)。
通过如此构成，能够简单地制造具备作为用于捕集从发动机等的内燃机或各种燃烧装置等排出的排气中所含的微粒进行净化的过滤器而优选使用的、由图1所示那样的隔壁2划分形成用作流体通路的多个隔室4的蜂窝结构体，和对该多个隔室4中规定隔室4a的一方开口端部及剩余开口端部4b的另一方开口端部进行相互不同封孔的封孔部5的封孔蜂窝结构体。尤其是在本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法中，在把浆料6(参照图3)贮存在贮存容器7(参照图3)中的情况下，为了使浆料6(参照图3)的界面10(参照图3)平坦地贮存，在每个隔室4的开口端部，可形成封孔深度一致的封孔部5，从而能够实现提高所得到的封孔蜂窝结构体1的微粒的捕集效率，以及降低压力损失。另外，利用本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法制造的封孔蜂窝结构体还可作为用于过滤例如自来水、下水道、药液等液体进行净化的过滤器而良好地应用。
另外，如图3所示，本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法中的使浆料6的界面10平坦地贮存在贮存容器7中是指，比以往公知的方法中把浆料贮存在贮存容器中的场合的浆料界面更平坦地贮存的意思，而不是浆料的界面完全平坦地贮存。对于把浆料6贮存在贮存容器7时的浆料6的界面10的平坦程度，例如可用浆料6的界面10相对于应封孔蜂窝结构体的端面的平面度(mm)来表示。在浆料6的界面10相对于应封孔蜂窝结构体的端面的平面度为0mm的场合，其界面10成为完全平坦面。
该“浆料6的界面10相对于应封孔蜂窝结构体的端面的平面度(mm)”是以与应封孔蜂窝结构体的端面平行的平面为基准面，浆料6的界面10对该基准面高低差(mm)的最大值，例如，将规尺抵接在贮存容器7的底部，通过测量附着在该规尺上的浆料6的波纹宽度尺寸便可测定。以与应封孔蜂窝结构体的端面平行的平面为基准面的理由是，封孔部的深度以端面为基准。
在本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法中，考虑所制造的封孔蜂窝结构体的1(参照图1)的大小或其封孔部5的形状或深度，只要浆料6的界面10平坦地贮存在贮存容器7中即可。虽然没有特别限定，但是，例如在把浆料6贮存在贮存容器7中的场合，最好是以浆料6的界面10相对于应封孔蜂窝结构体的端面的平面度(mm)为相对于得到的封孔蜂窝结构体1(参照图1)进行封孔的深度(mm)的1/3以下的值的方式把该浆料6贮存在贮存容器7中。通过这种结构，能以均匀的深度把贮存在贮存容器7中的浆料6导入封孔隔室9的开口端部，从而能够形成封孔深度一致的封孔部5(参照图1)。另外，作为相对于应封孔蜂窝结构体的端面的平面度(mm)的最小值存在为0mm，即浆料6的界面10为平面的情况。
另外，为了形成封孔深度更加一致的封孔部5(参照图1)，浆料6界面10相对于应封孔蜂窝结构体的端面的平面度(mm)虽然更小为宜，但是，根据所制造的封孔蜂窝结构体1(参照图1)的大小等，浆料6的界面10相对于应封孔蜂窝结构体的端面的平面度(mm)的可容许范围不同。例如，虽然没有特别限定，但在把浆料6贮存在贮存容7中的场合，较好是浆料6的界面10相对于应封孔蜂窝结构体的端面的平面度为4mm以下(即0～4mm)，更好是2mm以下(即0～2mm)。另外，浆料6的界面10相对于应封孔蜂窝结构体的端面的平面度若超过4mm，则难以把浆料6以均匀的深度导入封孔隔室9的开口端部。另外，以下，在简称为“浆料6的界面10的平面度”的场合，是指浆料6的界面10相对于应封孔蜂窝结构体的端面的平面度的意思。
本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法中所使用的蜂窝结构体3(没有封孔部)，如上所述，是由多孔质的隔壁2划分形成用作流体通路的多个隔室4的筒状蜂窝结构体3，可适当使用以往公知的蜂窝结构体。另外，在本实施方式中使用的蜂窝结构体的外形尺寸，从不满100mm的小尺寸直到大至1000mm尺寸均可广泛应用。此外，蜂窝结构体不论在烧成前还是在烧成后或者在半烧成中，都没有特别限制。
满足上述条件的限度，虽然对构成蜂窝结构体的3的材质没有特别限制，但由于隔壁2必须是多孔质的，所以通常优选使用陶瓷，例如堇青石等的烧结体。对于形状没有特别限定，例如可采用圆筒状、四角柱状、三角柱状等各种形状。此外，对隔室形状(相对通路垂直面中的隔室形状)也没有特效别限定，可单或或组合独采用例如三角形、四边形、六边形、八边形等各种形状或圆、长圆、椭圆形状。
在本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法中，对于制造蜂窝结体3的方法没有特别限定，可举以下方法为优选例，例如，使用具有所需隔室形状、隔壁厚度、隔室密度(隔室间距)的盖子将调整成适当粘度的陶瓷坯土挤压成型，通过进行干燥而得到蜂窝结构体3的方法等。蜂窝结构体的截面形状一般为圆形，对此没有特别限制，也可以是长圆或椭圆形状等。
在本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法中，使用这样构成的蜂窝结构体3，在其规定隔室的一方开口端部和剩余隔室的另一方端部相互不同地导入用作封孔部5的原料的浆料并形成封孔部5。封孔部的图案一般为斜格状，对此没有特别限制，也可以是行列状或同心圆状等。
构成用作封孔部5的原料的浆料6(参照图2)的材质没有特别限制，可优选使用在陶瓷粉末例如堇青石中添加粘接剂或分散介质等混合的材质。对于陶瓷的粉末的种类，例如是与构成蜂窝结构体3的隔壁2的陶瓷同一种类为宜。
以往被确认为，用作封孔部的原料的浆料，其粘度越高越能够防止封孔部的收缩缺陷，并且，可提高机械强度，但是，这种粘度高的浆料以均匀的深度导入封孔隔室是非常困难的，或者有容易在封孔部和蜂窝结构体的隔室之间形成间隙的问题。在本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法中，如图3所示，由于浆料6的界面10平坦地贮存在贮存容器7中，并向封孔隔室9进行浆料6的导入，所以即使是粘度比较高的浆料6，也能够以均匀的深度导入封孔隔室9的开口端部。另外，在本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法中，根据防止封孔部5(参照图1)的收缩以及提高机械强度的观点，浆料6的粘度在100～1500[dPa·s]为宜，更好是在300～500[dPa·s]。另外，以往，在使用粘度比较高的浆料例如粘度为400～1500[dPa·s]的浆料的情况下，形成稳定的封孔深度是困难的，但是，根据本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法，即使在使用这种粘度比较高的浆料6的情况下，也能够形成适当的封孔部5(参照图1)。另外，例如在浆料6的粘度不满100[dPa·s]的情况下，虽然能够更简便地使浆料6的界面变平坦，但是，由于在作为最终制品的封孔蜂窝结构1(参照图1)的封孔部5(参照图1)上会产生收缩，所以不好。
贮存浆料6的贮存容器7是用于按压配置了封孔部形成用掩模8的蜂窝结构体3的端面并导入浆料6的容器，例如，可优选使用具有比蜂窝结构体3的端面大的开口部的有底筒状容器。另外，在把浆料6贮存在容器中后，在具有不直接向外流出程度的粘度的情况下，也可以作为仅由底面部位构成的盘状贮存容器。
在本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法中，如图2所示，可以使用以往公知的排出机11把浆料6贮存在贮存容器7中，例如，该排出机11最好是单轴螺旋泵。作为该单轴螺旋泵例如可举出单体泵。通过使用单体泵，能够简单地进行浆料6的排出，同时能够使贮存在贮存容器7中的浆料6的界面更平坦。
上述的单体泵由相当于公螺纹的转子和相当于母螺纹的定子构成，是通过使转子一边旋转一边进行往复运动，以无脉动移送填充在空间容积内的高粘度浆料，并且通过控制该转速高精度排出浆料的排出机11，在本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法中可优选使用。
此外，在本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法中，最好增加排出机11中的填充了排出浆料6的箱(未图示)内部的压力。通过这样构成，能够提高浆料6的秤重精度。尤其是在使用了上述的单轴螺旋泵(单体泵)的情况下，其效果更明显。还有，在增加箱(未图示)内部的压力时，最好是增加0.2MPa以上的压力。另外，对于增加的压力的上限没有也特别限制，可考虑浆料的粘度、浆料的供给速度、气泡卷入等来适当决定。
在把浆料6贮存在贮存容器7内时，为了使浆料6的界面的平面度变得更小，最好是一边使贮存容器7旋转一边把浆料6贮存在贮存容器7内。
此外，如图2所示，在使用排出机11贮存浆料6时，最好是使用可在贮存容器7的底面上移动的排出机11，从在贮存容器7的底面上移动的排出机11排出浆料6贮存在贮存容器7内。通过使用这种排出机11，可以进一步减小浆料6的界面相对于应封孔蜂窝结构体的平面度，从而可形成封孔深度更加一致的封孔部5(参照图1)。
此外，在本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法中，如图4(a)及图4(b)所示，最好是通过使排出浆料6的排出机11和贮存容器7的至少一方移动，蜗旋状(参照图4(a))或同心圆状(参照图4(b))地排出浆料6并贮存在贮存容器7内。通过这样构成，排出的浆料6在贮存容器7的底面均匀地扩展，能够使浆料6的界面变平坦。并且，为了使贮存在贮存容器7内的浆料6的界面的平面度有效地减小，最好是使排出机11和贮存容器7双方相对移动来贮存浆料6。
还有，如图4(a)及图4(b)所示，对于使排出浆料6的排出机11和贮存容器7的至少一方移动的场合的移动速度，没有特别限制，可根据排出浆料6的面积，即进行封孔的蜂窝结构体3(参照图3)的端面的大小等适当决定，此外，在本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法中，最好是在向贮存容器7内供给浆料6的过程中以及/或者供给后，对该贮存容器7内的浆料6施加振动而使浆料6的界面平坦化。通过这样构成，能够良好地促进浆料6的界面的平坦化。另外，作为对浆料6施加振动的方法，例如可举出将贮存容器放置在振动机上的方法，或者对贮存容器内的浆料发射超声波的方法等。
对于本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法中的使浆料6的界面平坦的方法，并不限定于上述的方法，例如，如图5所示，使刮刀状的平坦化部件12在贮存于贮存容器7内的浆料6的界面上滑动移动而使浆料6的界面平坦化的方法也可很好地应用。作为刮刀状的平坦化部件12，例如可举出刮浆板等。
如图6所示，将底面平坦的盖部件13按压到贮存于贮存容器7内的浆料6上而来浆料6平坦化也可以。还有，如图7所示，在贮存容器7上预先配设底面平坦的盖部件13，以填满配设了盖部件13的贮存容器7内部的方式贮存浆料6来使浆料6的界面平坦化也可以。这样，在本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法中，只要能使贮存在贮存容器7内的浆料6的界面变得平坦，其方法没有特别限制。此外，即使在使浆料6的界面变平坦的时期也没有特别限制，可以是在把浆料6贮存于贮存容器7的同时使其变平坦，只要是把蜂窝结构体3(参照图3)的端面按压到浆料6之前，则在贮存于贮存容器7之后使浆料6变平坦也可以。在图5、图6、图7中，通过在平坦化部件12、盖部件13的与浆料接触的面上形成憎水性高的材质抑制各部件与浆料的粘附也可以。在图6中，从盖部件13的与浆料接触的面喷出空气，在浆料和盖部件13之间形成空气层来抑制浆料的粘附也可以。
还有，例如图8所示，在贮存容器7内的大致中央部分排出浆料6后，如图9所示，使该贮存容器7水平旋转，通过以该旋转生成的离心力把排出到大致中央部分的浆料6匀向外周侧而使贮存容器7内的浆料6的界面平坦化也可以。采用这种方法，不使用上述的平坦化部件或盖部件等也可以使浆料6平坦化。特别是，由于贮存的浆料6不粘附在其他部件上，所以可有效地把浆料6排出到贮存容器7内。这里，图8以及图9是表示本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法中使贮存于贮存容器中的浆料的界面平坦化的其他方法的说明图。
另外，在图9所示的贮存容器7水平旋转时，可通过将贮存容器7载置于类似旋压机的旋转装置14上使其水平旋转来实现。此外，即使在利用图5～图9所示的方法使浆料6的界面变平坦的情况下，在向贮存容器7内供给浆料6的过程中以及/或者供给后，对该贮存容器7内的浆料6施加振动而使浆料6的界面平坦化也可以。
如图8所示，从排出机11的供给喷嘴向贮存容器7内的大致中央部分排出浆料6时，最好是使排出的浆料6尽量平坦地排出。另外，对于排出机11的供给喷嘴的形状或其内径、还有从供给喷嘴的前端至贮存容器7的距离等，可根据封孔蜂窝结构体3的形状或封孔深度等来适当设定。作为喷料嘴，向容器底面扩展地供给排出浆料即可。
此外，对于水平旋转的贮存容器7的转速和旋转时间没有特别限定，例如，可根据所使用的浆料6的粘性来决定。具体地说，利用离心力使排出到贮存容器7内的大致中央部分的浆料6移动时需要足够的旋转力。
还有，转速过慢的话，浆料6的移动缓慢，浆料6有时会滞留在大致中央部分。另一方面，转速过快的话，离心力变大，浆料6会大量地向贮存容器7的外周侧扩展，浆料6的中央部有时反而会凹陷。为此，水平旋转的贮存容器7的转速和旋转时间最好是根据贮存容器7的大小或浆料6的粘性等决定。
另外，作为一例，在使用粘度200dPa·s的浆料的情况下，最好是使贮存容器的转速为230rpm左右(例如200～260rpm)。贮存容器的旋转时间可根据贮存容器的底面的大小或浆料的扩展情况来适当决定。另外，该贮存容器的最佳转速和旋转时间由于随浆料的粘度而变化，所以为了使浆料的粘度确保恒定，上述的操作中最好进行温度管理。
另外，如图10所示，在把浆料6贮存在上方敞开的贮存容器7内，并将配设了封孔部形成用掩模8的蜂窝结构体3的端面向贮存于贮存容器7内的浆料6按压的场合，如果在蜂窝结构体3的外周面和贮存容器7的内侧面之间存在间隙15的话，浆料6有时从该间隙15流出。这样，浆料6从间隙15流出到外部的话，则导入蜂窝结构体3的封孔隔室的浆料6的量变少，特别是存在蜂窝结构体3的外周部分的封孔深度比中央部分更浅的情况。
因此，本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法中，如图11所示，最好是在贮存容器7的内面侧和配设了封孔部形成用掩模8的蜂窝结构体3的外周面的间隙15中，配设用于防止按压蜂窝结构体3的操作中(按压时)浆料6流出的密封材料16，防止浆料6从该间隙15流出。通过这样能够构成，能够在蜂窝结构体3的端面的各隔室中填充等量的浆料6。
还有，作为上述的密封材料16，只要可以密封蜂窝结构体3的外周面和贮存容器7的内侧面的间隙15，则没有特别限制，但最好是如上所述在防止浆料6流出的同时也不妨碍按压蜂窝结构体的操作的部件。例如，作为密封材料16可举出以下材料作为优选例橡胶等具有弹性的材料，或在内部注入空气等可膨胀的管状材料。
另外，在进行蜂窝结构体3(参照图3)的封孔时，如果在所使用的浆料6的内部存在气泡等，则有时会对封孔深度带来恶劣影响。为此，本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法中，最好是对所使用的浆料6进行真空脱气。这样，可去除浆料6内的气泡，从而能够形成封孔深度一致的封孔部5(参照图1)。
该真空脱气只要是在把浆料6导入封孔隔室9(参照图3)的内部之前，在哪个阶段进行都可以，例如，可在混合浆料6的原料、水、助剂等调整浆料时来实施。为了在将所得到的浆料6输送到用于供给的排出机11时也不卷入气泡，以真空吸引状态进行，最好是进行真空脱气。再有，从该排出机11等向贮存容器7供给浆料6时最好也不卷入气泡地供给。通过这样构成，去除大的气泡。另外，虽然没有特别限制，但为了去除更小的气泡最好添加消泡剂并进行真空脱气。
另外，作为贮存浆料6的贮存容器，不仅图2所示的单纯的有底筒状容器，还可适当使用例如图12以及图13所示那样的贮存容器31，该贮存容器31具备实际贮存浆料6的内侧容器35；配置在内侧容器35外侧的外侧容器34；以及用于从外侧对该内侧容器35加压的加压部36。
内侧容器35为其侧部35a由橡胶等具有弹性的材料构成的容器，在将蜂窝结构体3的端面向浆料6按压时，可通过加压部36按压内侧容器35的侧部35a，使内侧容器35的内侧面和蜂窝结构体3的外周面贴紧。这样，内侧容器35的内侧面和蜂窝结构体3的外周面之间可没有间隙，从而可在蜂窝结构体3的端面的各隔室填充等量的浆料6。另外，作为这种加压部36，可适当使用在内部填充空气而膨胀的管状部件。
图12以及图13所示的外侧容器34是，在对加压部36加压而使其膨胀时，用于从外侧保持加压部36并将由该加压部36产生的应力良好地传递给内侧容器35的侧部35a的容器。
此外，图12以及图13所示的贮存容器31在内侧容器35的底部内侧(以下称为底面)配置有脱模贴片37。因此，例如，在把浆料6填充到封孔隔室时，该贮存容31的底面和蜂窝结构体3的端面接触，即使它们贴紧，也可容易地使蜂窝结构体3的端面脱离贮存容器31的底面。
另外，在图13所示的贮存容器31中，内侧容器35的底部35a由具有透气性的材料例如多孔质的材料构成，并且，在外侧容器34的底部形成用于确保从内侧容侧35的底部透气的排气口38。通过这样构成，可容易排出滞留在内侧容器35底侧的空气。另外，如果空气滞留在内侧容器35的底侧，则会妨碍浆料6局部平坦化，所以不好。另外，外侧容器34的底面排气口38与可真空吸引的真空泵等连接也可以。
另外，图13所示的贮存容器31，例如在浆料6的填充结束而拉起蜂窝结构体3的场合，通过从上述排气口38导入逆向空气，蜂窝结构体3的拉起更加容易。
此外，作为其他贮存容器，可举出例如图14所示那样的贮存容器41。该贮存容器41具备以下各部以橡胶制或树脂制、塑料膜、铝箔等形成的内侧容器45；保持该内侧容器45侧部的保持部46；具有吸引内侧容器45底部而使其吸附的真空泵管线48的吸附部47。另外，保持部46具有相对于应内侧容器45的侧部形状的保持部件46a；以及膨胀并抑制保持部件46a的加压用管46b。通过这样构成，可得到与图13所示的贮存容器31同样的效果。还有，将蜂窝结构体3向贮存容器41内按压并填充了浆料6之后，在使该蜂窝结构体3脱离贮存容器41并使封孔部干燥时，也使蜂窝结构体3脱离内侧容器45，然后使蜂窝结构体3的封孔部干燥也可以，使内侧容器45与蜂窝结构体3一起脱离保持部46，以伴随内侧容器45的状态使蜂窝结构体3干燥也可以。以伴随内侧容器45的状态进行干燥的场合，内侧容器45最好是导热性高的材质和形状。
另外，虽然图示中省略了，但在本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法中，在蜂窝结构体的封孔隔室内部导入浆料的过程中以及/或者导入之后，对浆料施加振动也可以。通过这样构成，蜂窝结构体的隔壁和浆料的适应良好，可把浆料均匀且无间隙地导入封孔隔室的内部。另外，作为对浆料施加振动的方法，例如可举出将贮存容器放置在振动机上的方法；对贮存容器内的浆料发射超声波的方法；将蜂窝结构体放置在振动机上的方法；以及将蜂窝结构体放置在超声波振荡器上以使被封孔的端面接触振荡器的方法等。
另外，在本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法中，如图3所示，在蜂窝结构体3的一方端面形成封孔部5(参照图1)之后，在蜂窝结构体3的另一方端面配置封孔部形成用掩模8，对蜂窝结构体3的另一方端面也进行与之同样的工序。然后，通过使导入的浆料6干燥并进行烧成，可得到如图1所示那样的具备封孔部5的蜂窝结构体1，该封孔部5对规定隔室4a的一方开口端部和剩余隔室4b的另一方开口端部进行相互不同的封孔。
实施例以下利用实施例对本发明进行更具体的说明，但本发明并不限定于以下实施例。
作为在实施例、比较例中所使用的蜂窝结构体，准备了由多孔质隔壁划分形成用作流体通路的多个隔室的蜂窝结构体。该蜂窝结构体由堇青石构成，端面形状为190mmф的圆形、长度为170mm的圆筒状，隔室形状为四边形、隔壁厚度为300μm、隔室密度为460000个/m2。所使用的蜂窝结构体的外形尺寸，从不满100mmф的小尺寸直到达到1000mmф的大尺寸均可广泛应用。此外，蜂窝结构体不论在烧成前还是在烧成后或者在半烧成中，都没有特别限制。
上述的蜂窝结构体通过以下方法制造使用具有上述隔室形状、隔壁厚度、隔室密度的盖子将调整成适当粘度的陶瓷坯土挤压成型并干燥后，切断两端面成并成为平滑面。在以下的实施例、比较例中，通过在该蜂窝结构体的规定隔室的一方开口端部和剩余隔室的另一方开口端部形成相互不同的封孔部，制造了封孔蜂窝结构体。
在以下的实施例、比较例中，为了形成封孔部而使用的浆料，作为陶瓷粉末使用堇青石，作为结合剂使用甲基纤维素，作为反絮凝剂使用高分子界面活性剂，将其混合后在其中添加作为分散介质的水，混合30分钟后，调制成300～400[dps·a]的粘度比较高的浆料。
还有，配置在蜂窝结构体端面的封孔部形成用掩模，使用以下掩模，即，将市场销售的粘贴片(聚酯制，厚度0.05mm)粘贴在蜂窝结构体的端面上，从CCD摄像机拍摄该蜂窝结构体的一方端面而得到的表面图像的数据，特别指定应封孔隔室(封孔隔室)以及不需要封孔的隔室(非封孔隔室)的位置，利用激光加工仅在相对于应粘贴片的封孔隔室的部分空出孔。
(实施例1)首先，把上述的浆料填充到排出机的箱中，使用于贮存浆料的贮存容器以每分钟30圈的转速旋转的同时，使排出机移动并排出浆料，以涡旋状贮存在贮存容器中。然后，使贮存了浆料的容器向与其底面垂直的方向振动。贮存在贮存容器中的浆料的界面相对于应封孔的蜂窝结构体的端面的平面度为1.5mm。
其次，将配置了封孔部形成用掩模的蜂窝结构体的端面向该贮存在贮存容器中的浆料上按压，把浆料从封孔部形成用掩模的孔导入封孔隔室。在另一端面也进行与之同样的工序，然后，使导入的浆料干燥并烧成，制造出封孔蜂窝结构体。
所得到的封孔蜂窝结构体，从各封孔部的端面的深度最大有5mm之差，形成有封孔深度一致的封孔部，所以微粒的捕集效率高而且降低了压力损失。
(比较例1)首先，在贮存容器的中央部流下上述的浆料并贮存在贮存容器中。除了浆料因自重而在贮存容器的内部为自然扩展的状态以外，以与实施例1同样的方法，把浆料填充在蜂窝结构体的封孔隔室而制造了封孔蜂窝结构体。
所得到的封孔蜂窝结构体，各封孔部的深度最大有13mm之差。
本发明的封孔蜂窝结构体的制造方法，能够简单地得到封孔蜂窝结构体，该封孔蜂窝结构体具备作为用于捕集从发动机等的内燃机或各种燃烧装置等排出的排气中所含的微粒进行净化的过滤器而优选使用的、由隔壁划分形成用作流体通路的多个隔室的蜂窝结构体，和对该多个隔室的一方开口端部及另一方开口端部进行相互不同地封孔的封孔部。特别是，在本发明的封孔蜂窝结构体的制造方法中，由于可在各隔室开口端部形成封孔深度一致的封孔部，从而能够实现微粒的捕集效率提高以及压力损失降低。
权利要求
1.一种封孔蜂窝结构体的制造方法，通过在由多孔质的隔壁将用作流体通路的多个隔室划分形成蜂窝状的筒状蜂窝结构体中的规定隔室的一方开口端部和剩余隔室的另一方开口端部形成相互不同的封孔部而得到封孔蜂窝结构体，其特征在于，将用作所述封孔部的原料的浆料以使所述浆料的界面变平坦的方式贮存在贮存容器中，将以覆盖所述蜂窝结构体的应封孔隔室(封孔隔室)以外的隔室开口端部的方式配置了封孔部形成用掩模的所述蜂窝结构体的端面按压到贮存在所述贮存容器内的所述浆料上，通过把所述浆料导入所述封孔隔室的内部形成所述封孔部。
2.根据权利要求1所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，其特征在于，以所述浆料的界面相对于应封孔的所述蜂窝结构体的端面的平面度(mm)为对所述封孔蜂窝结构体进行封孔的深度(mm)的1/3以下的值的方式，把所述浆料贮存在所述贮存容器中。
3.根据权利要求1或2所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，其特征在于，以所述浆料的界面相对于应封孔的所述蜂窝结构体的端面的平面度为4mm以下的方式，把所述浆料贮存在所述贮存容器中。
4.根据权利要求3所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，其特征在于，以所述浆料的界面相对于应封孔的所述蜂窝结构体的端面的平面度为2mm以下的方式，把所述浆料贮存在所述贮存容器中。
5.根据权利要求1～4任一项所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，其特征在于，使所述贮存容器水平旋转的同时，把所述浆料贮存在所述贮存容器中。
6.根据权利要求1～5任一项所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，其特征在于，把所述浆料从可移动的排出机排出到所述贮存容器上并贮存在所述贮存容器中。
7.根据权利要求6所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，其特征在于，作为所述排出机，使用单轴螺旋泵。
8.根据权利要求6或7所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，其特征在于，在所述排出机中，对填充了所排出的所述浆料的箱内部的压力进行加压。
9.根据权利要求1～8任一项所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，其特征在于，使刮刀状的平坦化部件在贮存于所述贮存容器中的所述浆料的界面上滑动移动，使所述浆料的界面平坦化。
10.根据权利要求1～8任一项所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，其特征在于，将底面平坦的盖部件按压到贮存在所述贮存容器中的所述浆料上，使所述浆料的界面平坦化。
11.根据权利要求1～8任一项所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，其特征在于，在所述贮存容器上配设底面平坦的盖部件，以填满配设了所述盖部件的所述贮存容器的内部的方式贮存浆料，使所述浆料的界面平坦化。
12.根据权利要求1～8任一项所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，其特征在于，在所述贮存容器内的大致中央部分排出所述浆料后，使所述贮存容器水平旋转，使所述浆料的界面平坦化。
13.根据权利要求1～12任一项所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，其特征在于，使所述浆料的粘度为100～1500[dPa·s]。
14.根据权利要求1～13任一项所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，其特征在于，对所述浆料进行真空脱气。
15.根据权利要求1～14任一项所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，其特征在于，在向所述贮存容器内供给所述浆料的过程中以及/或者供给后，对所述贮存容器内的所述浆料施加振动来使所述浆料的界面平坦化。
16.根据权利要求1～15任一项所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，其特征在于，在把所述浆料导入所述蜂窝结构体的所述封孔隔室的内部的过程中以及/或者导入后，对所述浆料施加振动。
17.根据权利要求1～16任一项所述的封孔蜂窝结构体的制造方法，其特征在于，在所述贮存容器的内面侧和配设了所述封孔部形成用掩模的所述蜂窝结构体的外周面的间隙中，配设用于防止按压时的所述浆料流出的密封材料，将所述蜂窝结构体的端面按压到所述浆料上，把所述浆料导入所述封孔隔室的内部。
全文摘要
本发明的封孔蜂窝结构体的制造方法，将用作封孔部的原料的浆料以使该浆料的界面变平坦的方式贮存在贮存容器中，将以覆盖蜂窝结构体的封孔隔室以外的隔室开口端部的方式配置了封孔部形成用掩模的蜂窝结构体的端面按压到贮存在贮存容器内的浆料上，通过把浆料导入封孔隔室的内部形成封孔部。
文档编号B28B13/02GK101060961SQ20058003946
公开日2007年10月24日 申请日期2005年12月7日 优先权日2004年12月8日
发明者增田政广, 市川结辉人 申请人:日本碍子株式会社