專利名稱：蜂窩狀結構體及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及蜂窩狀結構體及其制造方法，更具體來說，涉及可以抑制溫度變化引起的變形、裂紋等的蜂窩狀結構體及其制造方法。
背景技術：
考慮到對環(huán)境的影響，越來越有必要從內燃機、鍋爐等的廢氣中除去微粒子和有害物質。尤其是歐美、日本等國傾向于強化關于去除柴油機排出的微粒子(以下、有時稱為 “PM”。)的限制。于是，采用蜂窩狀結構體作為用于去除這種PM的凈化過濾器。以此目的使用的過濾器可以列舉有使用封孔蜂窩狀結構體的蜂窩狀過濾器(例如、參照專利文獻1，2)。這里，封孔蜂窩狀結構體包括分隔形成作為流體(廢氣、凈化氣) 的流路的多個孔格的多孔質的隔壁和位于最外周的外周壁，封孔蜂窩狀結構體在流體(廢氣)的入口側端面中的規(guī)定的孔格的開口部和流體(凈化氣)的出口側端面中的剩余的孔格的開口部具有封孔部。這樣的蜂窩狀過濾器中，廢氣從廢氣的入口側的端面流入孔格內， 并且流入孔格內的廢氣通過隔壁，通過了隔壁的廢氣(凈化氣)從廢氣的出口側端面被排出。廢氣通過隔壁時，廢氣中所含有的PM由隔壁捕集，使廢氣成為凈化氣。現有技術文獻專利文獻專利文獻1日本專利公開2009-40046號公報專利文獻2日本專利公開2006-231162號公報

發(fā)明內容
以往的蜂窩狀過濾器中存在如下情況封孔部的向著蜂窩狀過濾器外側的端面凹陷；在封孔部的內部不規(guī)則地存在大的氣泡；封孔部的封孔深度不均勻。使蜂窩狀過濾器升溫降溫時，熱應力部分集中，可能會導致蜂窩狀過濾器產生破損等。本發(fā)明正是鑒于這樣的現有技術的問題點提出的，提供一種可以抑制溫度變化引起的裂紋、變形等的蜂窩狀結構體及其制造方法。本發(fā)明提供了如下的蜂窩狀結構體及其制造方法。[1] 一種蜂窩狀結構體，包括分隔形成作為流體的流路的多個孔格的多孔質的隔壁和位于最外周的外周壁，在流體的入口側端面的規(guī)定的孔格的開口部和流體的出口側端面的剩余的孔格的開口部具有封孔部，所述封孔部的向著外側的端面平坦，所述封孔部不具有直徑0. 3mm以上的氣泡，所述封孔部的封孔深度的標準偏差除以所述封孔部的平均封孔深度后的值在0. 15以下。[2]如方案[1]所述的蜂窩狀結構體，所述封孔部的深度為3 12mm。[3]如方案[1]或[2]所述的蜂窩狀結構體，所述規(guī)定的孔格和所述剩余的孔格交替排列。[4]如方案[1] [3]所述的蜂窩狀結構體，所述隔壁和所述封孔部的材質為包括從堇青石、莫來石、氧化鋁、碳化硅、和鈦酸鋁所構成的群中選擇出的至少一種的材料。[5] 一種蜂窩狀結構體的制造方法，其制造方案[1] [4]中的任意一項所述的蜂窩狀結構體，包括如下工序掩蔽工序，在具有分隔形成作為流體的流路的多個孔格的多孔質的隔壁和位于最外周的外周壁的蜂窩狀成形體的一個端面貼上片材，在所述片材中的與要形成封孔部的孔格重疊的位置開孔；第1壓入工序，將所述蜂窩狀成形體的貼有所述片材的一側的端部壓入裝有封孔材料的容器內，從所述蜂窩狀成形體的所述一個端面通過形成在所述片材上的孔將封孔材料壓入所述孔格內；第2壓入工序，使壓入工具沿著所述片材的表面移動，所述壓入工具具有加壓構件，該加壓構件的硬度為60 90度，形狀為板狀， 沿著與厚度方向正交的一條邊被倒角，并且具有與所述倒角的面鄰接的平行于厚度方向的面、即平坦面，使所述壓入工具以所述倒角后的面即加壓面和所述片材之間的角度為15 50°的狀態(tài)在所述片材的表面移動，通過所述加壓面將供給到所述片材和所述加壓面之間的封孔材料通過所述片材上形成的孔從所述封孔材料之上壓入到填充有所述封孔材料的孔格內。[6]如方案[5]所述的蜂窩狀結構體的制造方法，所述平坦面在所述加壓構件的厚度方向上的長度為所述加壓構件的厚度的20 40%。[7]如方案[5]或[6]所述的蜂窩狀結構體的制造方法，所述加壓構件的材質為橡膠類。根據本發(fā)明的蜂窩狀結構體，封孔部的向著外側(蜂窩狀結構體的外側)的端面平坦，封孔部中沒有直徑0. 3mm以上的氣泡，進一步地、封孔部的封孔深度的標準偏差除以封孔部的平均封孔深度的值為0. 15以下，因此可以使每個封孔部的熱容、熱膨脹(率)、楊氏模量等的差異變得極小，可以抑制在溫度變化等時產生應力集中的部分，可以抑制在溫度變化等時產生蜂窩狀結構體的裂紋、變形等。根據本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法，在蜂窩狀成形體的孔格內填充了封孔材料之后，在加壓面和片材之間的角度為15 50°的狀態(tài)下，通過使具有形成了加壓面的加壓構件的壓入工具沿著片材的表面移動、進一步填充封孔材料，由此可以制造蜂窩狀結構體，使封孔部的向著外側(蜂窩狀結構體的外側)的端面平坦，封孔部中沒有直徑0. 3mm以上的氣泡，而且，封孔部的封孔深度的標準偏差除以封孔部的平均封孔深度的值為0. 15以下。


圖IA是示意性示出本發(fā)明的蜂窩狀結構體的一實施方式的立體圖。圖IB是示意性示出本發(fā)明的蜂窩狀結構體的一實施方式的俯視圖。圖IC是示出圖IB的A-A’截面的模式圖。圖2A是示出本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式的工序之一的模式圖。圖2B是示出本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式的工序之一的模式圖。圖2C是示出本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式的工序之一的模式圖。
圖2D是示出本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式的工序之一的模式圖。圖2E是示出本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式的工序之一的模式圖。圖2F是示出在本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式中、封孔材料凹陷的情況的蜂窩狀成形體的狀態(tài)的模式圖。圖2G是示出本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式的工序之一的模式圖。圖3A是示出本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式的工序之一的模式圖。圖;3B是示出在本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式中使用的壓入工具的截面的模式圖。圖3C是示出在本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的其它的實施方式中、將壓入工具配置在蜂窩狀成形體的端面(一端的表面)的狀態(tài)的模式圖。圖4A是示意性示出在本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式中使用的制造裝置中的第1壓入裝置的側視圖。圖4B是示意性示出在本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式中使用的制造裝置中的第1壓入裝置的側視圖。圖5是示意性示出在本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式中使用的制造裝置中的使蜂窩狀成形體翻轉的裝置(翻轉裝置)的側視圖。圖6是示意性示出在本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式中使用的制造裝置中的第2壓入裝置的側視圖。圖7是示出在本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式中使用的制造裝置中的干燥裝置的截面的模式圖。圖8A是示意性示出通過本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的其它的實施方式制造的蜂窩狀結構體的俯視圖。圖8B是示意性示出通過本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的其它的實施方式制造的蜂窩狀結構體的立體圖。
具體實施例方式下面，對本發(fā)明的實施方式進行具體說明。本發(fā)明并不僅限于以下的實施方式，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內，基于本領域技術人員的公知常識，對以下的實施方式所進行的適當的變更、改良等，也應理解為在本發(fā)明的保護范圍內。(1)蜂窩狀結構體如圖IA 圖IC所示，本發(fā)明的蜂窩狀結構體的一實施方式中，蜂窩狀結構體構成為包括分隔形成作為流體的流路的多個孔格2的多孔質的隔壁3和位于最外周的外周壁 4，在流體的入口側的端面11的規(guī)定的孔格2的開口部和流體的出口側的端面12的剩余的孔格2的開口部具有封孔部5，封孔部5的向著外側的端面7平坦，封孔部5沒有直徑0. 3mm 以上的氣泡，封孔部5的封孔深度8的標準偏差除以封孔部5的平均封孔深度的值在0. 15以下。這里，封孔部5的“向著外側的端面7”是指如圖IC所示那樣的、封孔部5的端面中向著蜂窩狀結構體100的外側(向外側露出)的端面、面向外部空間的端面。又，封孔部5 的端面中，“向著外側的端面7”的相反側的端面是指如圖IC所示的“向著內側的端面7a”。 又，“封孔部5的向著外側的端面7平坦”是指封孔部5的向著外側的端面7不會形成深于 0. 3mm的凹陷、且也不會形成0. 3mm以上的突起。又，“氣泡”是指形成在封孔部5內的直徑 0. 3mm以上的空間。有無氣泡的判斷方法為對于由含有中心軸的平面切出的、封孔部5的截面，使用顯微鏡放大2倍進行觀察，判斷其是否形成直徑0. 3mm以上的空間。氣泡的直徑是指“由含有中心軸的平面切出的封孔部5的截面”中的氣泡的直徑。氣泡的直徑是在用光學顯微鏡放大2倍的狀態(tài)下測定的值?！坝珊兄行妮S的平面切出的封孔部5的截面中的氣泡的直徑”是指由該截面中氣泡的面積計算出來的相當直徑。“由氣泡的面積計算出來的相當直徑”是指與該截面中氣泡的面積相等的“圓形”的直徑。又，“封孔部5的封孔深度8 的標準偏差”是指選擇任意20個封孔部時，該20個封孔部的封孔深度8的標準偏差。又， “封孔部5的平均封孔深度”是指計算所述“封孔部5的封孔深度8的標準偏差”的20個封孔部的封孔深度的平均值。又，“封孔部5的深度”是指封孔部5的孔格2的延伸方向的長度。圖IA是示意性示出本發(fā)明的蜂窩狀結構體的一實施方式的立體圖。圖IB是示意性示出本發(fā)明的蜂窩狀結構體的一實施方式的俯視圖。圖IC是示出圖IB的A-A’截面的模式圖。這樣，本實施方式的蜂窩狀結構體100中，封孔部5的向著外側(蜂窩狀結構體的外側)的端面7平坦，封孔部5沒有直徑0. 3mm以上的氣泡，進一步地，封孔部5的封孔深度8的標準偏差除以封孔部5的平均封孔深度的值在0. 15以下，因此可以使每個封孔部的熱容、熱膨脹(率)、楊氏模量等的差異變得極小，可以抑制在溫度變化等時產生應力集中的部分，可以抑制在溫度變化等時產生蜂窩狀結構體的裂紋、變形等。本實施方式的蜂窩狀結構體中，封孔部5的向著外側的端面7平坦。由此，再生蜂窩狀結構體時等，蜂窩狀結構體的端面中，“基于封孔部的端面的凹凸的熱的分布(差異)” 變小、耐熱沖擊性提高。通過激光顯微鏡測定蜂窩狀結構體的封孔部5的向著外側的端面 7是否平坦(平坦性)。本實施方式的蜂窩狀結構體中，封孔部5沒有直徑0. 3mm以上的氣泡。由此，封孔部大多為實心構造，再生蜂窩狀結構體時等，蜂窩狀結構體的端面中，封孔部的熱的分布 (差異)變小、耐熱沖擊性提高。本實施方式的蜂窩狀結構體中，“封孔部5的封孔深度8的標準偏差”除以“封孔部5的平均封孔深度”的值在0. 15以下，最好為0. 03 0. 1。由此，再生蜂窩狀結構體時等，蜂窩狀結構體的端面中，封孔部的熱的分布(差異)變小、耐熱沖擊性提高。又，封孔部的深度整體均勻，因此可以容易地控制隔壁的PM捕集面積，可以減少每件制品的蜂窩狀結構體的PM捕集性能的差異。“封孔部5的封孔深度8的標準偏差”除以“封孔部5的平均封孔深度”的值大于0. 15的話，在再生蜂窩狀結構體時等，蜂窩狀結構體的端面中，封孔部的熱的分布(差異)變大、耐熱沖擊性降低。又，封孔部的深度整體不均，因此不能夠容易地控制隔壁的PM捕集面積，每件制品的蜂窩狀結構體的PM捕集性能的差異變大。
本實施方式的蜂窩狀結構體中，封孔部5的深度8優(yōu)選為3 12mm，更優(yōu)選為5 10mm。淺于3mm的話，封孔部5的強度較低。深于12mm的話，隔壁3中捕集PM的面積會變本實施方式的蜂窩狀結構體100中，在流體的入口側的端面11的規(guī)定的孔格2的開口部和流體的出口側的端面12的剩余的孔格2的開口部具有封孔部5。所述規(guī)定的孔格和上述剩余孔格交替配置(交替排列)，入口側的端面11和出口側的端面12中，最好通過封孔部和“孔格的開口部”形成為棋盤格狀。本實施方式的蜂窩狀結構體中，隔壁3和封孔部5的材質優(yōu)選包含從堇青石、莫來石、氧化鋁、碳化硅、和鈦酸鋁構成的群中選擇出的至少一種。又，隔壁3和封孔部5的材質更優(yōu)選是從堇青石、莫來石、氧化鋁、碳化硅、和鈦酸鋁構成的群中選擇出的至少一種，隔壁 3和封孔部5的材質特別優(yōu)選是從堇青石、莫來石、氧化鋁、碳化硅、和鈦酸鋁構成的群中選擇出的一種。又，封孔部5的材質和隔壁3的材質最好相同。本實施方式的蜂窩狀結構體100中，隔壁3的平均細孔徑優(yōu)選為10 40 μ m,更優(yōu)選為10 30 μ m。小于10 μ m的話，即使在粒子狀物質的堆積較少的情況下，也會使壓力損失增大，大于40 μ m的話，蜂窩狀結構體100會變脆容易脫落。隔壁3的平均細孔徑是通過水銀孔隙度計測定的值。本實施方式的蜂窩狀結構體100中，隔壁3的氣孔率優(yōu)選為30 70%，更優(yōu)選為 35 60%。小于30%的話，壓力損失可能會增大，大于70%的話，蜂窩狀結構體100會變脆容易脫落。隔壁3的氣孔率是通過水銀孔隙度計測定的值。本實施方式的蜂窩狀結構體100中，隔壁3的厚度優(yōu)選為200 300 μ m，更優(yōu)選為250 300 μ m。薄于200 μ m的話，蜂窩狀結構體100的強度可能會降低，厚于300 μ m的話，廢氣通過孔格內時的壓力損失可能會變大。本實施方式的蜂窩狀結構體100中，與孔格的延伸方向正交的截面的孔格密度優(yōu)選為46. 5 62. 0孔格/cm2。小于46. 5孔格/cm2的話，蜂窩狀結構體100的強度可能會降低，大于62. 0孔格/cm2的話，壓力損失可能會變大。本實施方式的蜂窩狀結構體100中，孔格形狀并沒有特別地限定，與孔格的延伸方向正交的截面，優(yōu)選為三角形、四邊形、五邊形、六邊形等的多邊形、圓形、或者橢圓形，也可以是其它不規(guī)則形狀。也可以是它們的組合。進一步地，在蜂窩狀結構體100的與孔格的延伸方向正交的截面中，孔格的截面積最好全部相等，但是，在流入側的端面11側具有封孔部5的規(guī)定的孔格2的截面積(與孔格的延伸方向正交的截面的截面積)小于在流出側的端面12側具有封孔部5的剩余的孔格2的截面積(與孔格的延伸方向正交的截面的截面積)的情況也較為理想。本實施方式的蜂窩狀結構體100的外形并沒有特別的限定，可以例舉有圓筒形、 橢圓筒形、“四方筒形等底面為多邊形的筒形”、底面為不規(guī)則形狀的筒形等。又，蜂窩狀結構體100的大小并沒有特別的限定，優(yōu)選形成為蜂窩狀成形體的軸向長度相對于蜂窩狀成形體的外徑的比例(長度/外徑)為0. 1 0.8，更優(yōu)選為0. 1 0.6。又，蜂窩狀結構體 100的形狀為其它的形狀的情況下，其底面面積優(yōu)選與上述圓筒形時的底面面積在同一范圍內。另外，圖1中全部孔格為正方形，且具有相同尺寸，也可以如圖8A、圖8B所示的蜂窩狀結構體200，為了提高PM的捕集容量，蜂窩狀結構體也可以改變相鄰孔格的大小。圖8A、圖8B所示的蜂窩狀結構體200構成為，在與孔格的延伸方向正交的截面中，截面積大的孔格和截面積小的孔格交替排列。圖8A是示意性示出本發(fā)明的蜂窩狀結構體的其它的實施方式的俯視圖。圖8B是示意性示出本發(fā)明的蜂窩狀結構體的其它的實施方式的立體圖。本實施方式的蜂窩狀結構體100中，位于最外周的外周壁可以是在成形時與蜂窩狀成形體一體形成的成形一體壁，也可以是在成形后，將蜂窩狀成形體的外周研磨成規(guī)定形狀，通過水泥等形成外周壁的涂層壁。外周壁為一體成形壁的情況下，外周壁的厚度優(yōu)選為0.5 1.5mm。又，外周壁為涂層壁的情況下也是一樣。又，外周壁為涂層壁的情況下，作為涂層壁的材質，可以列舉為在相同材質的基底上附加玻璃等的熔劑成分的材料等。本實施方式的蜂窩狀結構體100接合其用途，可以在隔壁3的表面載持有燃燒去除粒子狀物質的催化劑、去除廢氣中的NOx等的有害物質的催化劑等。(2)蜂窩狀結構體的制造方法下面，對本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式進行說明。本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法是用于制造上述本發(fā)明的蜂窩狀結構體的方法，根據本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式，可以制造上述本發(fā)明的蜂窩狀結構體的一實施方式。首先，成形含有陶瓷原料的陶瓷成形原料，使包括作為分隔形成流體的流路的多個孔格的隔壁和位于最外周的外周壁的筒狀蜂窩狀成形體成形。作為包含于陶瓷成形原料的陶瓷原料，優(yōu)選包含從堇青石化原料、堇青石、莫來石、氧化鋁、碳化硅、和鈦酸鋁構成的群中選擇出的至少一種，更優(yōu)選是從堇青石化原料、堇青石、莫來石、氧化鋁、碳化硅、和鈦酸鋁構成的群中選擇出的至少一種，特別優(yōu)選是從堇青石化原料、堇青石、莫來石、氧化鋁、碳化硅、和鈦酸鋁構成的群中選擇出的一種。堇青石化原料是指配合成為二氧化硅42 56質量％、氧化鋁30 45質量％、氧化鎂12 16質量％范圍內的化學組分的陶瓷原料，經燒成成為堇青石。又，該陶瓷成形原料優(yōu)選在上述陶瓷原料中混合分散介質、有機粘膠劑、無機粘膠劑、造孔材料、表面活性劑等調制而成。成形陶瓷成形原料時，最好首先混煉成形原料成為坯土，將得到的坯土成形為蜂窩形狀?；鞜挸尚卧闲纬膳魍恋姆椒]有特別的限定，可以列舉例如使用捏合機、真空捏土機等的方法。使坯土成形形成蜂窩狀成形體的方法沒有特別的限定，可以使用擠出成形、 注射成型等以往公知的成形方法?？梢粤信e例如、使用具有所要孔格形狀、隔壁厚度、孔格密度的模具擠出成形形成蜂窩狀成形體的方法等作為理想的實施例。模具的材質最好是耐磨耗的超硬合金。又，可以在上述成形之后，使得到的蜂窩狀成形體干燥。干燥方法沒有特別地限定，可以例具有熱風干燥、微波干燥、電介質干燥、減壓干燥、真空干燥、凍結干燥等，其中優(yōu)選單獨或組合進行電介質干燥、微波干燥或熱風干燥。又，干燥條件最好是干燥溫度80 150°C、干燥時間5分鐘 2小時。然后，優(yōu)選燒成得到的蜂窩狀成形體。又，燒成也可以在蜂窩狀成形體上形成封孔部之后再進行。又，在燒成蜂窩狀成形體(正式燒成)之前，優(yōu)選預燒蜂窩狀成形體。進行預燒是為了脫脂，對其方法并沒有特別的限定，只要能夠去除蜂窩狀成形體中的有機物(有機粘膠劑、分散劑、造孔材料等)即可。一般來說，有機粘膠劑的燃燒溫度為100 300°C左右、造孔材料的燃燒溫度為200 800°C左右，因此，預燒條件最好是在氧化氣氛中，在200 1000°C左右溫度下，加熱3 100小時左右。進行蜂窩狀成形體的燒成(正式燒成)是為了使構成預燒后的成形體的成形原料燒結并致密化、確保規(guī)定的強度。燒成條件(溫度、時間、氣氛)根據成形原料的種類而不同，可以對應其種類選擇適當的條件。例如、使用堇青石化原料的情況下，燒成溫度最好為 1410 1440°C。又，燒成時間最好為4 6小時。然后，在蜂窩狀成形體的流體的入口側端面中的規(guī)定的孔格(第1孔格)的開口部和流體的出口側端面中的剩余的孔格(第2孔格)的開口部填充封孔材料，優(yōu)選得到具有封孔部的上述本發(fā)明的蜂窩狀結構體的一實施方式，該封孔部在流體的入口側端面中的規(guī)定的孔格(第1孔格)的開口部和流體的出口側端面中的剩余的孔格(第2孔格)的開口部。作為向蜂窩狀成形體填充封孔材料的方法列舉如下該方法包括掩蔽工序，在具有分隔形成作為流體的流路的多個孔格的多孔質的隔壁和位于最外周的外周壁的蜂窩狀成形體的一個端面貼上片材，在片材中的與要形成封孔部的孔格重疊的位置開孔；第1 壓入工序，將蜂窩狀成形體的貼有片材的一側的端部壓入裝有封孔材料的容器內，從蜂窩狀成形體的一個端面通過形成在片材上的孔將封孔材料壓入孔格內；第2壓入工序，使壓入工具沿著片材的表面移動，該壓入工具具有“加壓構件，該加壓構件為板狀的，沿著與厚度方向正交的一邊倒角，并且具有與倒角面鄰接的平行于厚度方向的面、即平坦面”，通過倒角了的面即加壓面，將供給到片材和加壓面之間的封孔材料通過片材上形成的孔從封孔材料之上壓入到填充有封孔材料的孔格內。然后，在一個端面形成封孔部之后，以同樣的方法在另一端面也形成封孔部，從而得到本發(fā)明的蜂窩狀結構體。以下，進一步詳細說明對在蜂窩狀成形體填充封孔材料的方法。首先，如圖2A、圖2B所示，在具有分隔形成作為流體的流路的多個孔格的多孔質的隔壁和位于最外周的外周壁的蜂窩狀成形體22的一個端面貼上片材21，在片材21中的與要形成封孔部的孔格重疊的位置開孔觀(掩蔽工序)。圖2A是示出本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式的工序之一的模式圖。圖2B是示出本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式的工序之一的模式圖。片材21的材質優(yōu)選是聚酯系樹脂，更優(yōu)選是PET (聚對苯二甲酸乙二酯)。片材 21的厚度優(yōu)選為30 70μπι。在片材21上形成孔觀時，最好預先通過攝像裝置對蜂窩狀成形體22的端面進行攝像，事先取得確定應該形成封孔部的孔格和不應該形成封孔部的孔格的形狀和位置的圖形數據。然后，基于事先取得了的圖形數據，通過激光在片材的“與應該形成封孔部的孔格重疊的部分”開孔。作為攝像裝置并沒有特別的限定，可以例舉有CCD(電荷耦合器件)照相機、CMOS (互補型金屬氧化物半導體)傳感器等。然后，如圖2C所示，將蜂窩狀成形體22的貼有片材一側的端部壓入裝有封孔材料 24的容器(封孔用容器)23內，從蜂窩狀成形體22的一個端面通過形成在片材上的孔將封孔材料M壓入孔格25內(第1壓入工序)。然后，將封孔材料M壓入孔格25內之后，如圖2D所示，將蜂窩狀成形體從封孔用容器23中拔出。將蜂窩狀成形體22的端部壓入封孔用容器23內之時，最好使蜂窩狀成形體22的端部垂直向下，使蜂窩狀成形體22垂直向下移動。圖2C是示出本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式的工序之一的模式圖。 圖2D是示出本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式的工序之一的模式圖。封孔材料最好使用作為隔壁材料來使用的材料，但最好調整分散介質的量使得 25°C下的粘度為100 300dPa · s。在第1壓入工序中，如圖4A、圖4B所示，最好使用包括裝有封孔材料的封孔用容器23和壓入單元沈的第1壓入裝置31，該壓入單元沈將具有分隔形成作為流體的流路的多個孔格的多孔質的隔壁和位于最外周的外周壁蜂窩狀成形體22的端部壓入裝有封孔材料的封孔用容器23內，從蜂窩狀成形體22的端面向孔格內填充封孔材料。圖4A是示意性示出在本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式中使用的制造裝置中的第1壓入裝置的側視圖。圖4B是示意性示出在本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式中使用的制造裝置中的第1壓入裝置的側視圖。裝有封孔材料的封孔用容器23沒有特別的限定，只要是將蜂窩狀成形體的一個端部插入其中、并將裝在封孔用容器23內的封孔材料填充到孔格內的容器即可。封孔用容器23的材質沒有特別的限定，可以使用不銹鋼等。又，封孔用容器23的深度最好為20 40mm，封孔用容器23的內徑最好是蜂窩狀成形體的端面直徑的101 105%。壓入單元沈最好具有把持蜂窩狀成形體的把持部，和在把持住蜂窩狀成形體的狀態(tài)下在垂直方向(上下方向)移動的加壓機構。然后，最好使用加壓機構將蜂窩狀成形體壓入封孔用容器23內。作為把持部沒有特別的限定，可以例舉有具有在相對的面上配設橡膠等的彈性體的兩塊板，在使得該彈性體與蜂窩狀成形體接觸的狀態(tài)下，由該兩塊板夾持蜂窩狀成形體。又，作為加壓機構可以例舉有通過電動機等使上述把持部在垂直方向 (上下方向)上移動的機構。又，作為第1壓入裝置31，也可以形成為通過壓入單元沈固定蜂窩狀成形體，使封孔用容器23在垂直方向(上下方向)上移動。此時，最好將封孔用容器23載置在平臺上， 通過電動機使該平臺在垂直方向(上下方向)上移動。下面，如圖2E所示，最好使蜂窩狀成形體22翻轉，使得填充有封孔材料M的端面在垂直方向上向上。使蜂窩狀成形體22翻轉的方法沒有特別的限定，可以使用翻轉載置， 也可以手動(人力)進行，但最好使用翻轉裝置。圖2E是示出本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式的工序之一的模式圖。使蜂窩狀成形體翻轉時，最好使用例如圖5所示的翻轉裝置32。翻轉裝置32最好包括把持蜂窩狀成形體22、使其翻轉的翻轉機構32b，和使把持了蜂窩狀成形體22的翻轉機構32b升降的升降機構32a。升降機構3 和翻轉機構32b最好通過電動機等驅動。圖 5是示意性示出在本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式中使用的制造裝置中的使蜂窩狀成形體翻轉的裝置(翻轉裝置)的側視圖。又，使蜂窩狀成形體翻轉，成為封孔材料配置在向著垂直方向的上側的端面的狀態(tài)后，如圖2F所示，在封孔材料的端面(向著垂直方向的上側的端面)形成有凹陷、凹部 27。但是，本實施方式的蜂窩狀結構體的制造方法中，在下面的第2壓入工序中，可以使該凹陷消失。圖2F是示出在本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式中、封孔材料凹陷的情況的蜂窩狀成形體的狀態(tài)的模式圖。然后，如圖2G、圖3A所示，使壓入工具43以上述倒角的面即加壓面42和片材21之間的角度θ 1 (下面有時也稱為“迎角θ 1”。)為15 50°的狀態(tài)沿著片材21的表面移動，通過加壓面42將供給到片材和加壓面之間的封孔材料通過片材21上形成的孔從封孔材料之上壓入到填充有封孔材料的孔格內(第2壓入工序)，這里的壓入工具43具有“加壓構件41，該加壓構件41的硬度為60 90度，形狀為板狀，沿著與厚度方向正交的一邊倒角，并且具有與倒角面鄰接的平行于厚度方向的面、即平坦面45”。這樣，在加壓構件41的加壓面42和片材之間的角度θ 1為15 50°的狀態(tài)下，通過加壓面42填充封孔材料，因此，可以防止在封孔部形成氣泡，或在封孔部的端面形成凹陷。圖2G是示出本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式的工序之一的模式圖。圖3Α是示出本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式的工序之一的模式圖。迎角Θ1為15 50°，最好為30 45°。小于15°的話，在封孔部內形成氣泡， 因此并不理想。大于50°的話，在封孔部內形成氣泡、或在封孔部的端面形成凹陷，因此也不理想。如圖;3Β所示，本實施方式的蜂窩狀結構體的制造方法中，壓入工具43具有“加壓構件41，該加壓構件41的硬度為60 90度，形狀為板狀，沿著與厚度方向正交的一邊(棱線)倒角，并且具有與倒角面(加壓面42)鄰接的平行于厚度方向的面、即平坦面45”。進一步地，壓入工具43還具有支撐部44，該支撐部44支撐該加壓構件41的所述平坦面45的相反側的端面?zhèn)鹊亩瞬?。支撐?4的材質最好是鋁或不銹鋼。這里，“沿著與厚度方向正交的一邊倒角”是指形成為去除該一邊和夾著該邊的兩個面的一部分的狀態(tài)。因此，“沿著一邊倒角”中的“一邊”已經被去除，不存在于加壓構件上。于是，加壓構件通過“去除一邊和夾著該邊的兩個面的一部分”形成“倒角面(加壓面42)”。因此，加壓構件通過“去除一邊和夾著該邊的兩個面的一部分”形成，具有“倒角面(加壓面42)”。又，加壓構件是“沿著與厚度方向正交的一邊倒角”的構件，但這是用于確定倒角的位置的表達，并不表示在制造加壓構件時必然經過“沿著與厚度方向正交的一邊倒角”這一工序。如圖3Β所示，與加壓面42和平坦面45正交的面切出的加壓構件41的的截面形狀為五角形。圖:3Β是示出在本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式中使用的壓入工具的截面的模式圖。加壓構件41的硬度為60 90度，最好為60 80度。低于60度的話，加壓構件較軟，在封孔部形成氣泡、或在封孔部的端面形成凹陷，因此并不理想。高于90度的話，加壓構件較硬，在封孔部的內部形成氣泡、或在封孔部的端面形成凹陷，因此也不理想。加壓構件的硬度為按以JISK6253為基準的方法進行測定的值。又，如圖3Α、圖;3Β所示，壓入工具43的加壓構件41的由與加壓面42和平坦面45 都正交的面切出的截面中，加壓面42相對于平坦部45的傾斜角(較小側的角度)(加壓面傾斜角)θ 2優(yōu)選為15 80°，更優(yōu)選為30 75°。加壓面傾斜角θ 2為將平坦部45向加壓面42側延長的面和加壓面42形成的角度(較小側的角度)。又，加壓構件41的平坦面45的“加壓構件41的厚度方向上的長度B”最好是加壓構件41的厚度的20 40%。短于20%的話，加壓構件的剛性降低，難以向凹部供給封孔材料。長于40%的話，剛性提高，可能會在還殘留有氣泡的狀態(tài)下結束封孔。本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法中，如圖3C所示，沿著貼有蜂窩狀成形體的端面的片材21的表面移動壓入工具時，加壓構件與片材的法線N所成的角度(較小側的角度)(加壓構件傾斜角)θ 3最好在0 30°。通過在上述范圍內調整加壓構件傾斜角θ 3和所述加壓面傾斜角θ 2，最好使迎角θ 1為15 50°。這里，加壓構件傾斜角θ 3是在與加壓面和平坦面雙方正交的截面中，向與厚度方向正交的方向延伸的線(加壓構件基準線C)和片材的法線N所形成的角度，是較小側的角度。如圖3C所示，加壓構件傾斜角Θ3 是加壓構件向著行進方向(形成壓入面的方向)傾倒的角度。加壓構件傾斜角03為0° 的情況下，在平坦面45與片材21接觸的狀態(tài)下，使壓入工具沿著片材21的表面移動。又， 加壓構件傾斜角93大于0°的情況下，在平端面45與加壓面42相接的稜線與片材21接觸的狀態(tài)下，使壓入工具沿著片材21的表面移動。圖3C是示出在本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的其它的實施方式中、將壓入工具配置在蜂窩狀成形體的端面(一端的表面) 的狀態(tài)的模式圖。構成加壓構件41的加壓面42的形狀并沒有特別的限定，最好是長方形。加壓構件41的厚度最好是6 10mm。又，加壓構件41的與加壓面和平坦面雙方正交的截面中，與厚度方向正交的方向(基準線方向)的長度(沒有被支撐部44支撐的部分的長度)最好是15 25mm。又，作為填充封孔材料的對象的蜂窩狀成形體的直徑為D(mm)時，加壓構件 41的與厚度方向和所述基準線方向都正交的方向的長度最好是(D+10) (D+20)mm。加壓面42的大小最好是壓入工具43沿著蜂窩狀成形體的端面移動時通過蜂窩狀成形體的端面整體(垂直方向上)移動的大小。加壓構件41的材質最好是橡膠類，具體來說最好是聚氨酯橡膠、硅橡膠。通過壓入工具43填充封孔材料時，最好一邊通過壓入工具43按壓蜂窩狀成形體的端面，一邊使壓入工具43沿著片材21的表面移動。此時，壓入工具43按壓蜂窩狀成形體的端面的(垂直方向向下)壓力優(yōu)選為0. 2 0. 5MPa、更優(yōu)選為0. 3 0. 5MPa。小于 0. 2MPa的話，封孔材料可能會難以填充。大于0. 5MPa的話，蜂窩狀成形體的端部可能容易被破損。使壓入工具43沿著蜂窩狀成形體22的端面(片材的表面)移動時的移動速度最好為100 400mm/秒。遲于IOOmm/秒的話，封孔材料的供給變少，容易在表面殘留有凹形狀，可能會使蜂窩狀結構體的生產效率降低。快于400mm/秒的話，封孔材料難以均勻地填充在蜂窩狀結構體的各孔格內。在第2壓入工序中使用的封孔材料最好與第1壓入工序中使用的封孔材料相同。在第2壓入工序中，如圖6所示，最好使用壓入裝置34，其包括壓入工具43，該壓入工具43具有形成了加壓面的加壓構件，通過該加壓構件，從填充于蜂窩狀成形體22的孔格內的封孔材料之上，向孔格內進一步壓入封孔材料。又，也可以不使用第2壓入裝置34， 收到實施第2壓入工序。圖6是示意性示出在本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法的一實施方式中使用的制造裝置中的第2壓入裝置的側視圖。如圖6所示，第2壓入裝置34最好包括固定蜂窩狀成形體22的固定用平臺37。 圖6所示的固定用平臺37具有平臺部37a和腳部37b。平臺部37a最好形成有可以插入蜂窩狀成形體的端部的孔。于是，蜂窩狀成形體插入該孔，使蜂窩狀成形體的端面與平臺部 37a的上面(向著垂直方向上側的面)位于同一面上，并在此狀態(tài)下固定，以此狀態(tài)將封孔材料填充到孔格內。使用第2壓入裝置34實施第2壓入工序時，將在一個端面?zhèn)忍畛淞朔饪撞牧系姆涓C狀成形體以該填充了封孔材料的端面?zhèn)裙潭ㄔ谄脚_部37a的狀態(tài)固定于固定用平臺37，然后，使壓入工具以迎角θ 1為15 50°的狀態(tài)沿著片材的表面移動，通過加壓面將供給到片材和加壓面之間的封孔材料通過片材上形成的孔從封孔材料之上壓入到填充有封孔材料的孔格內，這里的壓入工具具有“加壓構件，該加壓構件為板狀，沿著與厚度方向正交的一邊倒角，并且具有與倒角面鄰接的平行于厚度方向的面、即平坦面”。又，壓入工具43最好通過相對于蜂窩狀成形體的端面在垂直方向(鉛直方向上下)上移動的加壓機構和沿著蜂窩狀成形體的端面(片材的表面)移動的驅動機構來移動。加壓機構最好是通過空氣壓、油壓等使加壓構件在鉛直方向上下移動的機構。驅動機構最好是通過電動機等使加壓構件在水平方向移動的機構。然后，最好使填充于蜂窩狀成形體的封孔材料干燥，形成封孔部(干燥工序)。干燥工序中，最好使用如圖7所示的干燥裝置38。圖7是示意性示出在本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造裝置的一實施方式中的干燥裝置38的側視圖。作為干燥裝置可以例舉有熱風干燥裝置、加熱板、遠紅外線干燥機等。干燥溫度最好為150 200°C。干燥時間最好是1 3分。本發(fā)明的蜂窩狀結構體的制造方法中，最好在蜂窩狀成形體的一個端面的規(guī)定的孔格形成封孔部之后，在另一個端面，以相同的方法在剩余的孔格形成封孔部，得到本發(fā)明的蜂窩狀結構體。實施例以下通過實施例對本發(fā)明進行更加具體的說明，但本發(fā)明并不限定于這些實施例。(實施例1)從滑石、高嶺土、預燒高嶺土、氧化鋁、氫氧化鋁、以及二氧化硅中組合多個，以規(guī)定的比例調合堇青石化原料100質量份，使得其中的化學組成為Si&42 56質量％、 Al20330 45質量％、以及MgO 12 16質量％，并向該100質量份的堇青石化原料中添加石墨10 20質量份作為造孔材料。進一步地，將分別添加適當量的甲基纖維素和表面活性劑來調制的坯土，經真空脫氣之后，擠出成形，由此得到具有分隔形成多個孔格的隔壁和外周壁的蜂窩狀成形體。然后，將得到的蜂窩狀成形體在180°C下干燥3分鐘，然后，以1420°C燒成5小時。 得到的蜂窩狀成形體的隔壁厚度為0. 3mm、孔格密度為46. 5孔格/cm2、氣孔率(隔壁的氣效率)為45%、平均細孔徑(隔壁的平均細孔徑)為25μπι。氣孔率和平均細孔徑通過水銀孔隙度計來測定。然后，在得到的蜂窩狀成形體上的兩端面形成封孔部，該封孔部構成為棋盤格狀， 從而得到蜂窩狀結構體。封孔部的形成要適當地使用圖4Α 圖7所示的各裝置(第1壓入裝置31、第2壓入裝置34、翻轉裝置32、干燥裝置38)。第1壓入裝置31具有可保持、移送蜂窩狀成形體的保持部、封孔材料供給機構和加壓機構，第1壓入裝置31以壓入面在下側的狀態(tài)保持蜂窩狀成形體，在容器23內供給需要量的封孔材料之后，對壓入面和相反側的端面加壓以向蜂窩狀成形體中壓入封孔材料。翻轉裝置32具有可保持、移送蜂窩狀成形體的保持部、旋轉機構和驅動機構，由于第2壓入裝置中需要壓入面在鉛直方向上側，因此，翻轉裝置32將蜂窩狀成形體從容器23中取出，再使蜂窩狀成形體旋轉，使壓入面向著鉛直方向上側。又，通過驅動機構可在第2壓入裝置的搬送機構設置蜂窩狀成形體。第2壓入裝置34具有使蜂窩狀成形體定位、保持在所要的位置的定位機構；供給所要的量的封孔材料的供給機構；加壓構件；加壓構件的驅動機構以及搬送機構，第2壓入裝置34通過壓入工具43將封孔材料壓入蜂窩狀成形體形成封孔部。干燥裝置38具有搬送機構和腔室部，是以蜂窩狀成形體的至少封孔部放入到腔室內的狀態(tài)進行干燥的裝置。圖7所示的干燥裝置僅示出了腔室部。也可以具有多個腔室部。形成封孔部時，首先，在蜂窩狀成形體的一個端面貼上片材，在片材中的與要形成封孔部的孔格重疊的位置開孔(掩蔽工序)。片材的材質為PET(聚對苯二甲酸乙二酯)， 厚度為25 μ m。通過激光在片材上開孔。然后，將蜂窩狀成形體的貼有片材一側的端部壓入裝有封孔材料的容器內，從蜂窩狀成形體的一個端面通過形成在片材上的孔將封孔材料壓入孔格內(第1壓入工序)。 作為封孔材料，使用平均粒徑5 μ m的高嶺土 40質量％、平均粒徑40 μ m滑石40質量％、平均粒徑10 μ m的氧化鋁15質量％、平均粒徑5 μ m的二氧化硅5質量％作為主要的無機成分。封孔材料的粘度在25V為250dPa · s。然后，在填充有封孔材料的孔格內，從封孔材料之上進一步壓入封孔材料(第2壓入工序)。第2壓入工序采用如圖6所示的第2壓入裝置34來實施。將在一個端面?zhèn)忍畛淞朔饪撞牧系姆涓C狀成形體以該填充了封孔材料的端面?zhèn)裙潭ㄔ谄脚_部37a的方式固定在固定用平臺37，然后，使壓入工具以迎角θ 1為15 50°的狀態(tài)沿著片材的表面移動，通過加壓面將供給到片材和加壓面之間的封孔材料通過片材上形成的孔從封孔材料之上壓入到填充有封孔材料的孔格內，這里的壓入工具具有“加壓構件，該加壓構件為板狀， 沿著與厚度方向正交的一邊倒角，并且具有與倒角面鄰接的平行于厚度方向的面、即平坦面”。又，使壓入工具沿著片材的表面移動時，一邊由壓入工具按壓蜂窩狀成形體的端面一邊使壓入工具移動。此時的壓力(壓力)為0.4MPa。又，壓入工具的材質為聚氨酯橡膠。 又，加壓構件的硬度為70度、加壓面傾斜角θ 2為45°。于是，加壓構件傾斜角θ 3為5°、 迎角θ 1為40°。又，加壓構件的平坦面的“加壓構件厚度方向的長度”相對于加壓構件的厚度的比率(平端面比率)為30%。加壓構件的硬度是按以JIS Κ6253為基準的方法測定的值。然后，使用干燥裝置使封孔部干燥、得到蜂窩狀結構體。干燥裝置采用熱風干燥機。干燥溫度為180°C、干燥時間為3分鐘。對于得到的蜂窩狀結構體，通過以下的方法“封孔部有無氣泡(直徑0. 3mm以上的氣泡)”、“封孔部的表面(端面)有無凹陷(深度0. 3mm以上的凹陷)”。其結果如表1所示。表1中，“硬度”表示加壓構件的硬度?！皻馀荨北硎痉饪撞坑袩o氣泡?！鞍枷荨北硎痉饪撞康谋砻?端面)有無凹陷。(封孔部有無氣泡)通過“含有封孔部的中心軸的平面”剖切封孔部，并使用顯微鏡將其截面放大2 倍，觀察是否存在直徑0. 3mm以上的氣泡。(封孔部的表面(端面)有無凹陷)通過“含有封孔部的中心軸的平面”剖切封孔部，并使用顯微鏡將其截面放大2 倍，觀察在封孔部的“向著蜂窩狀結構體的外側的端面(表面)”上是否存在深度0. 3mm以上的凹陷。
表1
權利要求
1.一種蜂窩狀結構體，包括分隔形成作為流體的流路的多個孔格的多孔質的隔壁和位于最外周的外周壁，在流體的入口側端面的規(guī)定的孔格的開口部和流體的出口側端面的剩余的孔格的開口部具有封孔部，其特征在于，所述封孔部的向著外側的端面平坦，所述封孔部不具有直徑0. 3mm以上的氣泡，所述封孔部的封孔深度的標準偏差除以所述封孔部的平均封孔深度后的值在0. 15以下。
2.如權利要求1所述的蜂窩狀結構體，其特征在于，所述封孔部的深度為3 12mm。
3.如權利要求1或2所述的蜂窩狀結構體，其特征在于，所述規(guī)定的孔格和所述剩余的孔格交替排列。
4.如權利要求1 3所述的蜂窩狀結構體，其特征在于，所述隔壁和所述封孔部的材質為包括從堇青石、莫來石、氧化鋁、碳化硅、和鈦酸鋁所構成的群中選擇出的至少一種的材料。
5.一種蜂窩狀結構體的制造方法，其制造權利要求1 4中的任意一項所述的蜂窩狀結構體，其特征在于，包括如下工序掩蔽工序，在具有分隔形成作為流體的流路的多個孔格的多孔質的隔壁和位于最外周的外周壁的蜂窩狀成形體的一個端面貼上片材，在所述片材中的與要形成封孔部的孔格重疊的位置開孔；第1壓入工序，將所述蜂窩狀成形體的貼有所述片材的一側的端部壓入裝有封孔材料的容器內，從所述蜂窩狀成形體的所述一個端面通過形成在所述片材上的孔將封孔材料壓入所述孔格內；第2壓入工序，使壓入工具沿著所述片材的表面移動，所述壓入工具具有加壓構件，該加壓構件的硬度為60 90度，形狀為板狀，沿著與厚度方向正交的一條邊被倒角，并且具有與所述倒角的面鄰接的平行于厚度方向的面、即平坦面，使所述壓入工具以所述倒角后的面即加壓面和所述片材之間的角度為15 50°的狀態(tài)在所述片材的表面移動，通過所述加壓面將供給到所述片材和所述加壓面之間的封孔材料通過所述片材上形成的孔從所述封孔材料之上壓入到填充有所述封孔材料的孔格內。
6.如權利要求5所述的蜂窩狀結構體的制造方法，其特征在于，所述平坦面在所述加壓構件的厚度方向上的長度為所述加壓構件的厚度的20 40%。
7.如權利要求5或6所述的蜂窩狀結構體的制造方法，其特征在于，所述加壓構件的材質為橡膠類。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種蜂窩狀結構體，包括分隔形成作為流體的流路的多個孔格的多孔質的隔壁和位于最外周的外周壁，在流體的入口側端面的規(guī)定的孔格的開口部和流體的出口側端面的剩余的孔格的開口部具有封孔部，所述封孔部的向著外側的端面平坦，所述封孔部不具有直徑0.3mm以上的氣泡，所述封孔部的封孔深度的標準偏差除以所述封孔部的平均封孔深度的值在0.15以下。
文檔編號B01D39/20GK102574294SQ20108004256
公開日2012年7月11日 申請日期2010年8月23日 優(yōu)先權日2009年9月29日
發(fā)明者布目卓也, 木村浩二, 藤田修平 申請人:日本礙子株式會社