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CN101426626A - 封孔蜂窝结构体的制造方法 - Google Patents

封孔蜂窝结构体的制造方法 Download PDF

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CN101426626A
CN101426626A CNA2007800137958A CN200780013795A CN101426626A CN 101426626 A CN101426626 A CN 101426626A CN A2007800137958 A CNA2007800137958 A CN A2007800137958A CN 200780013795 A CN200780013795 A CN 200780013795A CN 101426626 A CN101426626 A CN 101426626A
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honeycomb structured
honeycomb structure
hole
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CNA2007800137958A
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市川结辉人
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Original Assignee
NGK Insulators Ltd
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Abstract

发明提供一种封孔蜂窝结构体的制造方法,在用于过滤器等的场合,可简单且低成本地制造减少堆积物向其端面的堆积的封孔蜂窝结构体,可使封孔深度均匀化,特别是使在蜂窝结构体外周部的浆状封孔材料形成的封孔深度简单地均匀化。该封孔蜂窝结构体的制造方法是,在用作流体通路的多个隔室被多孔质隔壁划分形成蜂窝状的筒状蜂窝结构体的规定隔室的一方开口端部形成封孔部,通过将预先浸渍了浆状封孔材料(1)的具有柔软性的多孔质部件(2)按压到蜂窝结构体(4)的端面(4a),从而将保持在具有柔软性的多孔质部件(2)中的浆状封孔材料(1)填充到蜂窝结构体(4)的隔室通路内而形成封孔部(4b)。

Description

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。还涉及可简单且低成本地制造在用于过滤器等的场合下减少堆积物向其端面的堆积的封孔蜂窝结构体的封孔蜂窝结构体制造方法。更详细地说,涉及可使蜂窝结构体的封孔深度简单均匀的封孔蜂窝结构体的制造方法。
背景技术
近年来,在以汽车、化学、电力、钢铁、工业废弃物的处理开始的各种领域,作为防止公害等环境对策、从高温气体中回收制品等用途中所使用的集尘用过滤器,使用耐热性、抗腐蚀性优良的陶瓷构成的封孔蜂窝结构体。例如,这种封孔蜂窝结构体作为捕集从柴油机中排出的微粒的柴油机微粒过滤器(DPF)等在高温、腐蚀性气体氛围下使用的集尘用过滤器很好地应用(例如,参照专利文献1—特开2001—300922号公报)。
作为如上所述的集尘用过滤器来使用的封孔蜂窝结构体,如图3所示,具备:筒状的蜂窝结构体23,其具有划分形成用作流体通路的多个隔室24的多孔质隔壁22;封孔部件26,其对规定隔室的一方开口部进行封孔的同时,对剩余的隔室的另一方开口部进行封孔。在图3所示的封孔蜂窝结构体21中,封孔部件26对多个隔室24的入口侧端面B和出口侧端面C进行相互不同的封孔。
如上所述的封孔蜂窝结构体21,在通过挤压成形而得到具有划分形成用作流体通路的多个隔室的多孔质隔壁的筒状未烧成蜂窝结构体后,在得到的未烧成蜂窝结构体或将该未烧成的蜂窝状结构体烧成后的蜂窝结构体的规定隔室的一方开口部和剩余隔室的另一方开口部中,填充含有陶瓷的封孔浆料之后,能够通过烧成来制造。
再有,作为如上所述的集尘用过滤器来使用的封孔蜂窝结构体的制造方法,例如,提出了以下方法:在未烧成的陶瓷干燥体即蜂窝成形体的一方端面粘贴粘合片等,通过利用了图像处理的激光加工等,对与其粘合片等要封孔的隔室(封孔隔室)相对应的部分进行开孔而做成掩模,将粘贴了该掩模的蜂窝成形体的端面浸渍在浆料(陶瓷浆料)中,将浆料填充到蜂窝成形体的封孔隔室中而形成封孔部,对蜂窝成形体的另一方端面也进行与之同样的工序后,通过进行干燥、烧成得到蜂窝结构体(例如,专利文献2—特开2005—270755号公报)。
如上所述的封孔蜂窝结构体的制造方法,为了使封孔部的深度均匀化,要求用含有陶瓷浆料的浆状封孔材料均匀地进行封孔。因此,必需使浆状封孔材料的液面在包含含有陶瓷浆料的浆状封孔材料的容器中水平化。但是,通过使浆状封孔材料的液面水平化的工序,浆状封孔材料也在蜂窝结构体外周部向蜂窝结构体侧扩散,所以,在蜂窝结构体外周部的浆状封孔材料形成的封孔部的深度容易变浅的问题仍未解决。另外,蜂窝结构体外形尺寸越大,越难以使浆状封孔材料在容器内水平化,并存在封孔深度的不均变大之类的问题。
发明内容
本发明者努力研究的结果发现了封孔深度的均匀化特别是使蜂窝结构体圆周部的浆状封孔材料形成的封孔部的深度简便均匀化的工序,从而实现了本发明。
为了完成上述课题,本发明提供了以下封孔蜂窝结构体的制造方法。
(1).一种封孔蜂窝结构体的制造方法,在用作流体通路的多个隔室被多孔质隔壁划分形成蜂窝状的筒状蜂窝结构体的规定隔室的一方开口端部形成封孔部,其特征在于,通过将预先浸渍了浆状封孔材料的具有柔软性的多孔质部件按压到蜂窝结构体的端面,从而将保持在上述具有柔软性的多孔质部件中的浆状封孔材料填充到蜂窝结构体的隔室通路内而形成封孔部。
(2).一种封孔蜂窝结构体的制造方法,在用作流体通路的多个隔室被多孔质隔壁划分形成蜂窝状的筒状蜂窝结构体的规定隔室的一方开口端部形成封孔部,其特征在于,通过将预先浸渍了浆状封孔材料的具有柔软性的多孔质部件按压到以覆盖上述蜂窝结构体的封孔隔室以外的隔室的开口端部的方式配置了封孔部形成用掩模的上述蜂窝结构体的端面,从而将保持在上述具有柔软性的多孔质部件中的浆状封孔材料填充到蜂窝结构体的隔室通路内而形成封孔部。
(3).根据上述(1)或(2)所述的封孔蜂窝结构体的制造方法,其特征在于,上述具有柔软性的多孔质部件向蜂窝结构体的端面的按压机构是滚轮,在保持在该滚轮的表面上的上述具有柔软性的多孔质部件中预先浸渍有浆状封孔材料。
(4).根据上述(1)~(3)任一项所述的封孔蜂窝结构体的制造方法,其特征在于,上述具有柔软性的多孔质部件是布状或海绵状的多孔质性部件、或吸水性部件。
(5).一种封孔蜂窝结构体,在用作流体通路的多个隔室被多孔质隔壁划分形成蜂窝状的筒状蜂窝结构体的规定隔室的一方开口端部形成封孔部,其特征在于,上述封孔部沿着隔室通路方向以多层形成。
(6).根据上述(5)所述的封孔蜂窝结构体,其特征在于,上述封孔部沿着隔室通路方向以多层形成,至少一个层的材质与其他层的材质不同。
根据本发明的制造方法,具有以下效果。
一种封孔蜂窝结构体的制造方法,在用作流体通路的多个隔室被多孔质隔壁划分形成蜂窝状的筒状蜂窝结构体的规定隔室的一方开口端部形成封孔部,在该方法中,通过由具有柔软性的多孔质部保持浆状封孔材料的工序,使封孔深度均匀化变得容易,完成了本发明所要解决的课题。再有,能够根据保持浆状封孔材料的具有柔软性的多孔质部件的压缩变形量来自由地调整封孔深度。另外,浆状封孔材料在蜂窝结构体的外周部不会向蜂窝结构体侧面逃逸,从而完成了防止在蜂窝结构体外周部的封孔深度变浅之类的本发明所要解决的课题。再有,在对蜂窝结构体在使其轴成水平的状态下进行封孔的方法中,由于浆料被保持在具有柔软性的多孔质部件内,所以浆料不滴流地进行封孔,且不会损伤蜂窝结构体端面,并能够防止封孔深度不均匀。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的模式图。
图2是表示本发明的其他实施方式的模式图。
图3是表示封孔蜂窝结构体的结构的截面图。
图4是带掩模的封孔蜂窝结构体的一例的截面图。
图5是表示本发明的其他实施方式的模式图。
图6是表示本发明的其他实施方式的模式图。
图7是表示本发明的其他实施方式的模式图。
图8是表示本发明的其他实施方式的模式图。
图9是表示用本发明形成的封孔部结构的一个实施方式的模式图。
图10是表示用本发明形成的封孔部结构的其他实施方式的模式图。
图中:
1—浆状封孔材料,2—具有柔软性的多孔质部件,3—贮藏容器,4—蜂窝结构体,4a—蜂窝结构体的开口部,4b—封孔部,5—叶片板,6—浆状封孔材料,7—滚轮,8—具有柔软性的多孔质部件,9—蜂窝结构体,9a—蜂窝结构体9的上端面,10—封孔部,12—未烧成蜂窝结构体,15a—规定隔室,15c—规定隔室以外的隔室(剩余隔室),17a—未烧成蜂窝结构体的一个端面,19—掩模,20—带掩模的蜂窝结构体,21—封孔蜂窝结构体,22—多孔质的隔壁,23—蜂窝结构体,24—隔室,26—封孔部件,B—多个隔室的入口侧端面,C—多个隔室的出口侧端面,31—浆状封孔材料,32—具有柔软性的多孔质部件,33—贮藏容器,34—蜂窝结构体,35—传送带,52—具有柔软性的多孔质部件,54—蜂窝结构体,54a—蜂窝结构体的上端面,55—传送带,64—蜂窝结构体的下端面,65—传送带,67—滚轮,68—把持机构,70—封孔部件,71—第一层,72—第二层,73—第三层,74—第四层,75—第五层,76—封孔部里面,77—封孔部表面,78—隔室隔壁,79—蜂窝结构体端面。
具体实施方式
以下参照图1和图2所示的实施本发明的具体方式,对本发明的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处的解释,在不脱离本发明的范围内,基于本行业人员的知识可实施各种变更、修改、改良。
用作流体通路的多个隔室由多孔质的隔壁划分形成蜂窝状的筒状蜂窝结构体,例如用专利文献2记载的方法的制造。例如将含有陶瓷的成形原料挤出成形,可得到筒状的未烧成蜂窝结构体,该筒状的未烧成蜂窝结构体具有划分形成用作流体通路的多个隔室的多孔质隔壁。含有陶瓷的成形原料,可适当使用在堇青石、莫来石、氧化铝、尖晶石、碳化硅、氮化硅、锂铝硅酸盐、钛酸铝等陶瓷粉末中添加粘结剂或分散剂并混合的原料。作为挤出成形的方法没有特别限定,例如可使用利用了真空挤出成形机的挤出成形等原来公知的方法。
浆状封孔材料向具有柔软性的多孔质部件的浸渍,例如通过在具有柔软性的多孔质部件上均匀地喷出浆状封孔材料而使其浸渍。或者通过具有柔软性的多孔质材料以压缩状态被按压到浆状封孔材料的液面上,敞开具有柔软性的多孔质材料的压缩状态,浆状封孔材料被浸渍到具有柔软性的多孔质材料中。本发明的浆状封孔材料向具有柔软性的多孔质材料的浸渍法并不限定于这些方法的解释,在不脱离本发明的范围内,基于本行业人员的知识可实施各种变更、修改、改良。
其次,对由具有柔软性的多孔质材料保持浆状封孔材料而对蜂窝结构体进行封孔的工序进行详细说明。
作为具有柔软性的多孔质材料并没有特别限定,但是优选布状或海绵状的多孔质性部件或吸水性部件。所谓布是用纤维编织的编织物,可举出织布、无纺布等。作为纤维有天然纤维和人造纤维、铜氨纤维等再生纤维、醋酸纤维、维尼纶、富有弹性和伸缩性的聚氨脂合成纤维或利用毛细管现象提高吸水性的聚酯纤维等有机高分子纤维、无机纤维、非结晶金属纤维,其材质没有限定。各种纤维可单独或组合来使用。另外,本发明中的多孔质部件的多孔质是指具有利用吸水性来保持浆状封孔材料的功能的意思。在不是多孔质的部件的表面上具有可保持封孔材料的多个凹凸或多个小孔的部件也包含在多孔质部件中。例如,通过在用橡胶材料形成的部件表面上形成多个小的凹凸或小孔从而提高橡胶部件表面保持封孔材料的功能。部件表面的凹凸或小孔的尺寸根据想要保持在部件表面上的封孔材料的量可在数μm至数mm的较大范围内适当选定。再有,通过将部件自身作为多孔质材料并在其表面形成凹凸或小孔,从而可提高将封孔材料保持在表面上的功能。另外,即使部件材质为硬质的材料,通过在部件表面上形成多个细小的凹凸或小孔,也可使其具有保持封孔材料的功能来利用,但是,由于蜂窝结构体由薄的隔壁构成,机械强度低,所以在将部件按压到端面上时有在蜂窝结构体端面损伤隔壁的可能性。另外,若蜂窝结构体端面的平面度在整个端面范围内都非常良好的话,部件表面和端面的间隔在整个端面范围内以规定的间隔保持,封孔材料向端面所有隔室内稳定地供给,但是若没有确保足够的平面度则部件表面和端面的间隔发生变动,结果封孔材料难以向端面所有隔室内稳定地供给,封孔深度的不均增大。蜂窝结构体外径尺寸越大,损伤端面、封孔深度不均变大的可能性就越大。因此,最好使多孔质部件具有柔软性。
另外,所谓海绵一般是指,成为连续气泡结构且在单位气泡的隔壁上开有孔穴而相互连续的形状,具有气泡构造。可在该气泡构造中保持含有陶瓷浆料的浆状封孔材料。作为海绵原材料,一般有聚氯乙烯、聚乙烯、维尼纶、黏胶丝、尼龙、氟树脂、合成橡胶、苯酚树脂、尿素树脂、软质聚氨酯等构成的材料,但本发明并不限定于这些,可使用任意原材料来作为海绵状部件。本发明所使用的海绵部件既可以在例如图1(a)(b)那样的被固定的平面上的容器中使用海绵状部件,也可以如图2所示固定在旋转滚轮的表面上来使用。图1(a)(b)是模式地表示本发明的一个实施方式的图,图2是模式地表示本发明的其他实施方式的图。海绵状部件由于为连续气泡结构且在单位气泡的隔壁上开有孔穴而相互连续,所以吸水性能优良,可保持多量的封孔材料,能够一次向蜂窝结构体的隔室内供给多量的封孔材料,所以适合用于形成比较深的封孔部的场合。
在本发明的实施中,对于浆状封孔材料所使用的浆料用陶瓷粉末的种类没有特别限制,例如,既可以使用与挤压蜂窝结构体而成形的成形原料所含的陶瓷粉末相同的粉末,也可以使用不同的粉末。
在本发明的实施中,可优选使用在陶瓷粉末、例如堇青石粉末中添加粘结剂和分散剂等并混合的材料来作为浆状封孔材料。例如,可在堇青石粉末中加入水、粘结剂、甘油调制而成为浆状封孔材料。
另外,对于本发明的蜂窝结构体的材质,根据强度、耐热性等观点,最好是从堇青石、碳化硅、氧化铝、莫来石、铝榍石以及LAS(锂铝硅酸盐)组成的群中选择任意一种作为主结晶相。另外,若使浆状封孔材料的浆料与蜂窝结构体相同,则具有两者的热膨胀率一致的效果。
其次,对图1(a)(b)所示的方法进行详细说明。还有,在以下的方法中,将具有柔软性的多孔质部件简称为“海绵状部件”。
如图1(a)所示,浆状封孔材料1向开口海绵部件2的浸渍,是通过将海绵状部件2浸渍在储藏了浆状封孔材料1的贮藏容器3内进行的。并且,如图1(b)所示,通过在浆状封孔材料1的贮藏容器3内配置海绵状部件2,并在浸渍了浆状封孔材料1的海绵状部件2上压入蜂窝结构体4的开口端部4a,从而在蜂窝结构体4的开口端部4a形成封孔部4b,制造了本发明的蜂窝结构体。
利用图1(a)(b)的方法,根据浆状封孔材料1的压入量(海绵状部件的厚度)调整封孔深度,可达到封孔深度的均匀化之类本发明的目的。另外,由于浆状封孔材料1通过海绵状部件2而难以在容器3内移动,所以,压入时浆状封孔材料1在蜂窝结构体4的外周部不会向蜂窝结构体4的侧面逃逸。
如图2、图7~图8所示,海绵状部件既可以是平面状也可以是圆筒面状,在形成于滚轮表面一边旋转一边进行封孔的方法中可实现高速化。另外,就一次封孔而言,形成得较浅,即使将其重复几次的方法也可以,如果采用该方法,则封孔深度(封孔深度较浅)的均匀化变得容易。或者将一个蜂窝结构体端面用一个海绵状部件重复几次进行封孔的方法也可以。列举以下方式作为优选方式,如图5所示,将多个平面状的海绵状部件(多孔质部件)32以排成一列状的方式配置,并使其在传送带35上移动并贯通多段的方式、或者配置成旋转状使其旋转的方式等。根据本发明,如图9以及图10的模式图所示,作为封孔部70可得到沿着隔室通路方向由多层(第一层71至第五层75)形成的封孔部结构。另外,如果改变在各层的封孔材料特性(密度、材质等),则可能形成异层封孔部。在DPF中,由于对柴油机微粒进行燃烧再生时产生的热而容易在封孔部的进深面侧(里侧)76高温化。因此,最好在封孔部进深面76上用高耐热且高热容量的材质形成封孔部层。另外,在排气入口侧,由于排气中所含的异物随排气流以高速飞来并与DPF入口端面冲突,所以有时发生腐蚀现象。这种场合,最好在封孔部入口侧(表面侧)77上形成高耐热且高硬度的材质的封孔部层。再有,根据本发明,不仅在封孔部表面而且在整个端面范围内能够高速且容易地形成厚度均匀的高硬质保护膜。通过使封孔部在整个深度范围细密质,提高了封孔部的刚性,由于存在热应力变高,导致与隔壁之间的热应力集中的情况,所以,作为不同种材质的层叠构造最好是根据需要具有柔软性。还有,在图9以及图10中,78是隔室隔壁,79是蜂窝结构体端面。
另外,如图6所示,也可以采用平面状的海绵状部件(多孔质部件)42配置在蜂窝结构体44的上侧而压入的方式。再有,也可以是将蜂窝结构体配置成贯通孔方向为横向(水平),且平面状的海绵状部件(多孔质部件)也与之对应而横向配置的方式。既可以用一个平面状部件对蜂窝结构体端面整体进行封孔,也可以将蜂窝结构体端面整体分割后用多个平面状部件进行封孔。例如,首先,用一个平面状部件对蜂窝结构体端面的中央部进行封孔,接着,用别的平面状部件对蜂窝结构体端面剩余的外周部进行封孔。此时,对外周部进行封孔的平面状部件也可以采用环状,并将环状的端面的平面部推压到蜂窝结构体端面上。通过这样做,可分别设定中央部和外周部的封孔深度。同样,通过进行规定的分割,能够自由地设定任意的位置的封孔深度。
再有,如图7所示,通过在滚轮57的表面形成具有柔软性的多孔质部件52并使其一边旋转一边按压到蜂窝结构体54的上端面54a从而进行封孔的方式,从能够实现高速封孔方面来看较为理想。还有,55是传送带,载置蜂窝结构54以规定速度移动。图8表示将滚轮67配置在蜂窝结构体64的下侧并按压蜂窝结构体64的下端面64a而压入的方式,即使在该实施方式中也能够与图7的实施方式同样地实现高速封孔。在图8中,65是传送带,由把持机构68把持蜂窝结构体64且以规定速度移动。还有,也可以是将蜂窝结构体载置成贯通孔方向为横向(水平),且滚轮也与之对应而横向配置的方式。另外,虽然滚轮其剖面为圆形在部件制作方面比较容易,但是并限定于圆形,也可以是椭圆形、长圆形、三角形等多边形形状。再有,平面状部件或滚轮部件其自身具有柔软性,而且在其表面保持封孔材料也可以。例如,通过对橡胶制的平板或滚轮状部件的表面进行喷沙处理或腐蚀处理,在其表面形成细小的凹凸,能够使其具有保持封孔材料的能够。
本发明的浆状封孔材料,若其水分多的话,则粘性降低,由于浆状封孔材料易于浸渍在海绵状部件中,所以特别好。另外,为了防止浆状封孔材料因浆料粘性低下而从海绵状部件内部泄漏,在使低粘性的浆状封孔材料渗入到海绵状部件中后,通过使海绵状部件干燥而使水分蒸发,适当提高浆状封孔材料的粘性为宜。
在海绵状部件被推压到蜂窝结构体上时,以覆盖蜂窝结构的封孔隔室以外的隔室的开口端部的方式配置封孔部成形用掩模也对于均匀化特别好。例如,如图4所示,在未烧成蜂窝结构体12的一方端面17a上,设置覆盖规定隔室15a以外的隔室(剩余隔室)15c的开口部的掩模19而得到带掩模蜂窝结体20后,通过推压如上所述浸渍了浆状封孔材料的海绵状部件,浸渍在压缩变形的海绵状部件中的浆状封孔材料被填充到蜂窝结构体的隔室通路内,形成封孔部。向海绵供给浆状封孔材料的方法没有特别限制,例如可举出:用喷雾器等向海绵表面喷射封孔材料的方法、从海绵里侧输送封孔材料的方法、向放入了封孔材料的容器推压海绵而使封孔材料被吸取到海绵中的方法等。
这里,配置在未烧成蜂窝结构体或蜂窝结构体的一方端面上的掩模,通过覆盖规定隔室以外的隔室的开口部,仅在规定的隔室导入浆状封孔材料,可适当地使用现有的制造蜂窝结构体时所使用的掩模。具体地说,可举出,例如在未烧成的陶瓷干燥体即蜂窝成形体的一方端面粘贴粘合片等,通过图像处理对与规定的隔室相对应的规定部位进行开孔而形成的掩模。
作为使浆状封孔材料干燥的方法没有特别限制,例如可使用以下方法:将为了抑制封孔材料表面收缩而在配置了具有在密封了封孔部表面的状态下使其迅速干燥并固化的功能的端面密封部件的带掩模蜂窝结构体的一方端面放置在热板等之上进行干燥的方法,或吹热风等进行干燥的热风干燥、微波干燥、过热水蒸汽干燥、远红外线干燥、真空干燥、冷冻干燥等。再有,作为端面密封部件,在使用了铝制片材或铜制片材等的场合,对端面密封部件通电或介质加热而使端面密封部件自身发热,并利用该热使浆状封孔材料干燥也可以。通过在封孔材料中配合环氧树脂、苯酚树脂、黑色素树脂、尿素树脂等热硬化剂或放射线硬化剂,从而在将封孔材料填充到隔室内之后,使其迅速固化而形成封孔层也可以。
按压海绵状部件得到的封孔蜂窝结构前躯体,通过烧成得到封孔蜂窝结构体。对于烧成封孔蜂窝结构前躯体的方法没有特别限制,可按照原来公知的封孔蜂窝结构体的制造方法中的烧成工序来进行。采用这种封孔蜂窝结构体的制造方法,例如,在用于DPF等的场合,能够简便且低成本地制造降低了堆积物向其端面的堆积的封孔蜂窝结构体。
另外,在本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法中,可以使用由可燃性物质构成的封孔部形成用掩模和端面密封部件。该场合,在烧成封孔蜂窝结构前躯体时,使端面密封部件消失也可以。通过这样构成,由于不必去除封孔部形成用掩模或端面密封部件,所以可简化制造工序。特别是,在利用烧成使端面密封部件消失的场合,作为端面密封部件,最好是在干燥时不存在消失或变形,在烧成时刻消失的可燃性物质构成的部件,例如,可举出由聚氯乙烯等构成的端面密封部件作优选例。
另外,在本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法中,在烧成封孔蜂窝结构前躯体时,使覆盖规定隔室以外的隔室的开口部的掩模消失也可以。这样一来,通过使端面密封部件和掩模在烧成时同时消失,去除掩模的工序也可省略,从而可简化制造工序。
另外,在本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法中,对于由上述方法得到的封孔蜂窝结构体,可以使催化剂保持在其隔壁的内表面以及/或者其内部。例如,使用封孔蜂窝结构体作为DPF的场合,最好在隔壁保持具有促进被捕捉的堆积物(颗粒状物质)燃烧的这种功能的催化剂。作为这种催化剂,例如可举出贵金属系的Pt、Pd、Rh等或非金属系的钙钛矿型催化剂等作为优选例。对于保持催化剂的方法,可按照原来的在DPF等过滤器中保持催化剂的方法来进行。
其次,对图2的方法进行说明。在该方法中,首先,将两张叶片板5之间所保持的浆状封孔材料6以重力或加压供给到形成于滚轮7表面的海绵状部件8的内部气孔内。其次,通过将配置浸渍了该浆状封孔材料6的海绵状部件滚轮7一边以规定速度旋转,一边按压蜂窝结构体9的上端面9a,将浸渍在海绵状部件8中的浆状封孔材料6连续地供给蜂窝结构体9,从而形成封孔部10。根据图2的方法,由于通过海绵状部件8保持浆状封孔材料6,所以,通过将蜂窝结构体垂直放置并将海绵状部件按压到其上端面,从而可对蜂窝结构体的上端面进行封孔。在蜂窝结构体较大且重的情况下,可不上下移动蜂窝结构体,而是移动海绵状部件较轻的一方,所以,装置的结构上变得简单,还可防止蜂窝结构体的损伤。再有,与图1的方法相比较,还具有可连续地制造的特征。向滚轮7表面的部件8浆料供给方法并不限定于图2所示的方法,可以利用各种方法。例如,通过别的滚轮并利用滚轮之间的转印从浆料贮藏容器中向滚轮7表面的部件8供给的方法也可以。
然后,将蜂窝结构体水平放置,通过同时向其两方的端面推压海绵状部件,浸渍在海绵状部件中的浆状封孔材料同时被供给到蜂窝结构体的两方的端面,由于在两方端面同时形成封孔部,所以封孔作业迅速进行。在这种方法中,有必要使放入了浆状封孔材料的容器垂直,若不存在海绵,则浆状封孔材料因自重而滴流,封孔深度不均匀,但是通过封孔材料浸渍在海绵部件中,消除了封孔材料滴流,能够很容易地使封孔深度均匀化。
实施例
以下,对本发明的封孔蜂窝结构体的制造方法的具体实施结果进行说明。
(实施例1)
例如,作为原料,在以上述的滑石、高岭土、氧化铝为主原料的堇青石化原料中,调和水和粘结剂,将分散混合、混炼的成形原料利用练泥机呈圆柱状压出,利用挤压成形机将其挤压成形,得到蜂窝结构成形体。在使用这样得到的成形体制造蜂窝结构体的场合,使得到的成形体干燥后按规定的长度切断,得到干燥体,将该干燥体两端面的隔室组交错封孔后烧成,得到烧成体。其次,将该得到的烧成体的外周壁以及离最外周约1~3隔室部分的隔壁磨削去除后,通过在外周涂敷陶瓷涂层材料形成外周壁,可得到堇青石质的蜂窝结构体。利用这种方法,可制造例如隔室的截面形状为四边形、隔壁厚度为0.3mm、标准隔室密度为300cpsi(45.5个/cm2)、外周涂层后的蜂窝结构体的外形为圆柱状(外径:191mm、长度:203mm)、封孔深度10mm的蜂窝结构体。
在原来的封孔方法中,封孔深度为10±5mm的精度,但是用图1(a)(b)的方法得到了10±2mm的精度。同样,尽管隔室的截面形状为四边形、隔壁厚度为0.3mm、标准隔室密度为200cpsi(31个/cm2)、外周涂层后的蜂窝结构体的外形为圆柱状(外径:229mm、长度:305mm)的蜂窝结构体、外周涂层后的蜂窝结构体的外形为圆柱状(外径:460mm、长度:500mm),也可得到与上述同等的封孔深度的精度。这些蜂窝结构体的特性是,气孔率45~90%、平均细孔经为5~50μm、40~800℃下轴向的平均热膨胀系数约为0.1~1.0×10-6/℃。
另外,使用相同的原料,制造了具有隔室的截面形状为八边形和四边形的组合、隔室厚度为0.41mm、标准隔室密度为300cpsi(45.5个/cm2)的、外径从191mm至460mm的尺寸的蜂窝结构体。并且,可制造不进行外周加工的一体成形的外形为圆柱状(外径:144mm、长度:152mm)、封孔深度为3mm的蜂窝结构体。在原来的封孔方法中,封孔深度为3±2mm的精度,但用图1(a)(b)的方法得到了3±1mm的精度。这样,可以使封孔深度进一步浅至1~2mm。在该蜂窝结构体的外周部,隔室与外壁相接,形成不完全隔室,并交错封孔至这些不完全隔室。在垂直进行封孔的场合,如果是原来的方法,封孔深度的精度比水平时更差,但是用本方法即使是垂直也不会恶化。
(实施例2)
如图5所示,通过将多个平面状的具有柔软性的多孔质部件32配置成一列状,使其在传送带35上移动并在多段进行封孔的方式,在与实施例1同样的蜂窝结构体上进行三种封孔。为了方面,用剖面图表示蜂窝结构体。第一封孔是在容纳了浆状封孔材料31的容器33内将多个多孔质(厚度大约相当于0.5mm)32配成一列状,进行六次封孔,可达到大约3mm的封孔深度。第二封孔是在容纳了浆状封孔材料31的容器33内将多个多孔质(厚度大约相当于0.2mm)32配成一列状,进行六次封孔,可达到大约1.5mm的封孔深度。第三封孔是在容纳了浆状封孔材料31的容器33内将多个多孔质(厚度大约相当于0.15mm)32配成一列状,进行六次封孔,可达到大约1mm的封孔深度。
(实施例3)
如图7所示,利用在滚轮57的表面形成具有柔软性的多孔质部件52一边使其旋转一边进行封孔的方法,在与实施例1同样的蜂窝结构体上进行三种封孔。第一封孔是通过使在表面上形成了浸渍了浆状封孔材料的多孔质部件(厚度大约相当于0.5mm)52的滚轮57一边旋转一边按压到蜂窝结构体54的上端面,进行六次封孔,可达到大约3mm的封孔深度。第二封孔是通过使在表面上形成了浸渍了浆状封孔材料的多孔质部件(厚度大约相当于0.2mm)52的滚轮57一边旋转一边按压到蜂窝结构体54的上端面,进行六次封孔,可达到大约1.5mm的封孔深度。第三封孔是通过使在表面上形成了浸渍了浆状封孔材料的多孔质部件(厚度大约相当于0.05mm)52的滚轮57一边旋转一边按压到蜂窝结构体54的上端面,进行六次封孔,可达到大约1mm的封孔深度。
(实施例4)
如图7所示,利用在滚轮57的表面形成具有柔软性的多孔质部件52一边使其旋转一边进行封孔的方法,封孔部成为沿着隔室通路方向由六层薄的层形成的构造。例如,在第一封孔中,厚度大约为0.5mm的层重叠六层而形成具有大约3mm的封孔深度的封孔部。根据本发明,通过改变各层的材质可得到沿隔室通路方向具有不同材质的封孔部构造。使最初的第一层至第二层为气孔率10~30%的细密质堇青石,使第三层至第四层为气孔率10~45%,使第五层至第六层为气孔率45~90%,从而使封孔部进深侧成为细密质且高热容量部、而表面侧成为高气孔率且低刚性的构造。第一层至第四层的封孔部件可通过堇青石原料配合比率和各原料粒度分布调整实现细密质。第五层至第六层的材料通过加添适量发泡树脂或吸水性聚合物来增加气孔率。
(实施例5)
与实施例4同样,使最初的第一层至第二层为气孔率45~90%的细密质堇青石,使第三层至第四层为气孔率30~45%,使第五层至第六层为气孔率10~30%,从而使封孔部进深侧成为高气孔率、而表面侧成为细密质且耐腐蚀性优良的构造。
另外,具体的实施结果的说明,虽然用上述那样的堇青石材料的封孔蜂窝结构体(DPF)进行了说明,但采用使用了SiC材料的部分接合结构的所谓SiC制DPF制品当然也可应用。
由以上的实施方式可知,根据本发明的制造方法,由于浆状封孔材料由海绵状部件保持,所以,即使海绵状部件垂直,浆状封孔材料也不会滴流,在使蜂窝结构体处于水平的状态下,即使封孔也可容易地形成深度均匀的封孔部。
再有,通过海绵状部件直接接触蜂窝结构体端面或掩模面,与原来的方法相比较,具有在蜂窝结构体端面或掩模面上剩余的浆状封孔材料难以残留的效果。另外,根据本发明,也可以采用预先在端面全部隔室中填充封孔材料,然后去除不应被封孔的隔室的封孔部的工序。
另外,能够根据海绵状部件的压缩变形量自由调整蜂窝结构体的封孔部深度。通过使压缩变形量根据海绵状部件的部位变化,可使处于对应位置上的蜂窝结构体的隔室的封孔部深度变化。例如,若使封孔部的深度在蜂窝结构体的中央部变深,且使封孔部的深度在外周部变浅,则浆状封孔材料通过海绵状部件难以在容器内移动,所以压入时浆状封孔材料不会向蜂窝体外周部逃逸。
利用本发明的制造方法制造的封孔蜂窝结构体,作为防止公害等的环境对策、从高温气体中回收制品等的用途中所使用的集尘用过滤器,特别是在捕集从柴油机排出的微粒的柴油机微粒过滤器(DPF)等高温、腐蚀性气体氛围下使用的集尘器用过滤器,在产业上极为有意义。

Claims (6)

1.一种封孔蜂窝结构体的制造方法,该封孔蜂窝结构体在用作流体通路的多个隔室被多孔质隔壁划分形成蜂窝状的筒状蜂窝结构体的规定隔室的一方开口端部形成封孔部,其特征在于,
通过将预先浸渍了浆状封孔材料的具有柔软性的多孔质部件按压到蜂窝结构体的端面,从而将保持在上述具有柔软性的多孔质部件中的浆状封孔材料填充到蜂窝结构体的隔室通路内而形成封孔部。
2.一种封孔蜂窝结构体的制造方法,该封孔蜂窝结构体在用作流体通路的多个隔室被多孔质隔壁划分形成蜂窝状的筒状蜂窝结构体的规定隔室的一方开口端部形成封孔部,其特征在于,
通过将预先浸渍了浆状封孔材料的具有柔软性的多孔质部件按压到以覆盖上述蜂窝结构体的封孔隔室以外的隔室的开口端部的方式配置了封孔部形成用掩模的上述蜂窝结构体的端面,从而将保持在上述具有柔软性的多孔质部件中的浆状封孔材料填充到蜂窝结构体的隔室通路内而形成封孔部。
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,
上述具有柔软性的多孔质部件向蜂窝结构体的端面的按压机构是滚轮,在保持在该滚轮的表面上的上述具有柔软性的多孔质部件中预先浸渍有浆状封孔材料。
4.根据权利要求1~3任一项所述的封孔蜂窝结构体的制造方法,其特征在于,
上述具有柔软性的多孔质部件是布状或海绵状的多孔质性部件、或吸水性部件。
5.一种封孔蜂窝结构体,其在用作流体通路的多个隔室被多孔质隔壁划分形成蜂窝状的筒状蜂窝结构体的规定隔室的一方开口端部形成封孔部,其特征在于,
上述封孔部沿着隔室通路方向以多层形成。
6.根据权利要求5所述的封孔蜂窝结构体,其特征在于,
上述封孔部沿着隔室通路方向以多层形成,至少一个层的材质与其他层的材质不同。
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