JPH0655021A - ハニカムフィルターの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 正確かつ短時間で，セラミック閉塞材の閉塞
を行なうことができる，ハニカムフィルターの製造方法
を提供すること。 【構成】 まず第２通路９２の端部を第２セラミック閉
塞材８２により閉塞した後，その内部へ熱硬化性樹脂粉
末を落下堆積させ，上下を逆転させて熱硬化性樹脂粉末
を加熱硬化させて第２セラミック閉塞材８２の反対側の
端部にマスク部を形成する。その後第１通路９１の端部
に第１セラミック閉塞材８１を押入して加熱する。これ
により第１セラミック閉塞材８１を焼結させると共にマ
スク部を焼失させて第１通路９１の通路を開口させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，例えば内燃機関から排
出されるカーボン微粒子等のパティキュレートを捕集す
るために用いる，セラミック製のハニカムフィルターの
製造方法に関する。

【０００２】

【従来技術】従来，上記パティキュレートを捕集するた
めのハニカムフィルターとしては，図６に示すごときセ
ラミック製のハニカムフィルター９が知られている。こ
のハニカムフィルター９は，通気性の濾過壁９３により
区切られた多数の通路を有すると共に，該通路はその片
側面９５（同図上方）をセラミック閉塞材８により閉塞
した第１通路９１と，他側面９６（同図下方）をセラミ
ック閉塞材８により閉塞した第２通路９２とからなる。

【０００３】また，第１通路９１の端部におけるセラミ
ック閉塞材８の内部には，金属線ヒータ７を内蔵させて
いる（後述の図１参照）。そして，内燃機関の排気ガス
は，同図に矢印で示すごとく，第２通路９２から入って
濾過壁９３を通過し，第１通路９１より外部へ流入す
る。このとき排気ガス中のパティキュレートが濾過壁９
３に捕集される。また，フィルターの再生時に，捕集し
たパティキュレートを燃焼除去するため，上記金属線ヒ
ータ７を通電加熱する。また，上記燃焼促進のため，濾
過壁９３にはバナジン酸銀等の触媒を担持させることも
ある。

【０００４】ところで，上記ハニカムフィルターの製造
方法としては，特開昭５７−７２１５号公報，特開昭５
９−５４６８３号公報，特開平３−１６９３１２号公報
に示される方法がある。これらの方法は，閉塞前のフィ
ルター本体の一端面全体にフィルムを貼り，閉塞すべき
通路の該当位置において該フィルムに穴を明け，その穴
よりセラミック閉塞材８を圧入する方法である。

【０００５】

【解決しようとする課題】しかしながら，この従来法に
おいては，金属線ヒータ７を設ける側の端部では，その
端面から金属線ヒータ７が少し突出しているため（後述
の図２参照）上記フィルムを上記端面に平滑に貼ること
が困難である。そのため，セラミック閉塞材を押入する
際に閉塞すべき通路以外の通路に，セラミック閉塞材が
入り込んでしまうこともある。

【０００６】また，金属線ヒータ付ハニカムフィルター
は，再生の際に熱衝撃が加わるため，金属線ヒータを内
蔵させない側のセラミック閉塞材としては，フィルター
本体と同材質のものを用いることが好ましい。一方，金
属線ヒータを内蔵させる側のセラミック閉塞材として
は，フィルター本体と金属線ヒータとの中間の熱膨張係
数を有する材料が好ましい。また，一般的にはフィルタ
ー本体の材質としてはセラミックであるため，その焼成
温度は金属線ヒータの軟化温度よりも高い。

【０００７】それ故，まず一方の端部に金属線ヒータを
配置すると共に，低温焼結セラミック閉塞材で閉塞し，
金属線ヒータを内蔵させている。そして，この閉塞作業
は，一方の端部にフィルムを貼り，閉塞すべき端部に穴
をあけ，それぞれに上記金属線ヒータとセラミック閉塞
材を入れている。

【０００８】しかし，閉塞すべき通路が多数あるため
に，上記フィルムに穴を１個づつ明けることは大変な作
業である。また，多数の通路に対して上記セラミック閉
塞材を押入すべき位置を間違わないようにしなければな
らない。そのため，セラミック閉塞材の閉塞作業は煩雑
であると共に，長時間を要していた。

【０００９】更にまた，フィルムに穴を明けこの部分よ
りセラミック材を押入れているので，フィルム厚だけセ
ラミック材が突き出した形となり，平面度が悪くなって
しまう。そのため，突き出た部分を削り取る作業が必要
となる。本発明は，かかる従来の問題点に鑑み，正確に
かつ短時間で，セラミック閉塞材の閉塞を行うことがで
きる，ハニカムフィルターの製造方法を提供しようとす
るものである。

【００１０】

【課題の解決手段】本発明は，濾過壁により区切られた
多数の通路を有すると共に，これら通路はその片側面を
第１セラミック閉塞材により閉塞した第１通路と，他側
面を第２セラミック閉塞材により閉塞した第２通路とか
らなる，セラミック製ハニカムフィルターを製造するに
当たり，上記閉塞前のフィルター本体を準備し，該フィ
ルター本体の他側面において上記第２通路の端部に第２
セラミック閉塞材を押入し，焼結することにより該端部
を閉塞し，次に，上記閉塞を行なった他側面を下方にし
て上記第２通路内に熱硬化性樹脂粉末を落下させて上記
第２セラミック閉塞材の上に堆積させ，次に，上記他側
面とは反対側の片側面を板状体で仮に覆うと共に該片側
面を下方に逆転させ，上記第２セラミック閉塞材上の上
記熱硬化性樹脂粉末を上記板状体上に落下，堆積させ，
次に，上記熱硬化性樹脂粉末を加熱硬化させて第２通路
の端部にマスク部を形成し，次に，上記片側面において
上記マスク部を形成していない第１通路の端部に第１セ
ラミック閉塞材を押入し，次いで加熱することにより，
上記マスク部を焼失させて第２通路を開口させると共
に，上記第１セラミック閉塞材をフィルター本体と焼結
させて第１通路の端部を閉塞することを特徴とするハニ
カムフィルターの製造方法にある。

【００１１】本発明において最も注目すべきことは，予
め第２通路の他側面の端部を第２セラミック閉塞材によ
り焼成，閉塞しておき，次いで熱硬化性樹脂粉末により
この第２通路の反対側（即ち片側面）の端部にマスク部
を設けて第２通路の両端部を閉塞し，次いで第１通路に
おける閉塞すべき端部に第１セラミック閉塞材を押入
し，その後これらを加熱して該セラミック閉塞材を焼結
してフィルター本体に固定すると共に上記マスク部を焼
失させて第２通路の端部を開口させることである。

【００１２】本発明において，第２通路の端部を閉塞す
る第２セラミック閉塞材は，上記マスク部を形成する前
に，予めフィルター本体に対して焼結固定させておく。
上記熱硬化性樹脂粉末は，上記のごとく第２セラミック
閉塞材によって端部が閉塞された第２通路の中にまず落
下投入し，第２セラミック閉塞材の上に堆積させる。そ
の後，第２通路の開口している端部，即ちフィルター本
体の片側面を板状体で仮被覆して，フィルター本体を上
下逆転させる。これによって，第２通路内の熱硬化性樹
脂粉末は板状体上に堆積する。

【００１３】そこで，上記熱硬化性樹脂粉末を加熱し硬
化させる。これにより，第２通路の端部にマスク部が形
成される。マスク部を形成するための熱硬化性樹脂粉末
としては，エポキシ樹脂，高密度ポリエチレン樹脂，フ
ェノール樹脂などがある。また，該熱硬化性樹脂粉末と
しては，加熱硬化時に発泡体となり，強度が高くなるも
のが好ましい。かかる材料としては，上記樹脂に加熱発
泡剤を混入したものがある。上記板状体としては，金属
板を用いることが好ましい。これにより熱硬化性樹脂粉
末を容易に加熱することができる。また，上記マスク部
は，第１セラミック閉塞材を押入する際に外れない強度
に形成しておく。

【００１４】次に，第１セラミック閉塞材の押入に当た
っては，該当する端部内に従来と同様に高粘度のセラミ
ック閉塞材を圧入する方法，又はセラミック閉塞材のス
ラリー中にフィルター本体端部を浸漬する方法などがあ
る。上記圧入は，上記片側面の端部に対して高粘度のセ
ラミック閉塞材を押し付ける。これにより，マスク部の
ない部分のみに第１セラミック閉塞材が押入される。

【００１５】また，フィルター本体は，主にセラミック
粉末の焼結体を用いるが，最初に閉塞する第２セラミッ
ク閉塞材の押入時には生成形体を用いることもできる。
生成形体を用いる場合には，第２セラミック閉塞材を加
熱焼結する際にフィルター本体も共に焼結される。ま
た，上記第２通路を予め閉塞しておくためのセラミック
閉塞材としては，フィルター本体と同様の材質のコージ
ェライトなどのセラミックス材料を用いる。第１セラミ
ック閉塞材としては，シリカ−アルミナ系等がある。

【００１６】

【作用及び効果】本発明の製造方法においては，フィル
ター本体の他側面において第２通路の端部を第２セラミ
ック閉塞材により閉塞しておき，該第２通路内に熱硬化
性樹脂粉末を落下，堆積させ，その後上下を逆転させ，
これを加熱硬化させて，マスク部を形成している。その
ため，熱硬化性樹脂粉末の投入が容易であると共に，マ
スク部の形成も容易である。

【００１７】また，上記マスク部を形成した側，即ちフ
ィルター本体の片側面において，残っている通路である
第１通路の端部に，第１セラミック閉塞材を押入し，加
熱する。これにより，熱硬化性樹脂のマスク部は焼失し
て第２通路の片側面が開口し，また第１セラミック閉塞
材はそれ自体が焼結すると共にフィルター本体の濾過壁
と焼結し合う。つまり，マスク部を形成した部分が第２
通路の流入口又は流出口となるのである。

【００１８】上記のごとく，本発明においては，第１セ
ラミック閉塞材を押入する部分以外は予めマスク部によ
って閉止されているので，これらを閉塞所望通路にのみ
正確に，しかも短時間に押入することができる。したが
って，本発明によれば，正確かつ短時間で，セラミック
閉塞材の閉塞を行うことができる，ハニカムフィルター
の製造方法を提供することができる。

【００１９】

【実施例】本発明の実施例にかかる，ハニカムフィルタ
ーの製造方法につき，図１〜図５を用いて説明する。ま
ず，本例において製造するハニカムフィルターは，図
１，図２に示すごとく，濾過壁９３によって区切られた
多数の通路を有すると共に，これら通路はその片側面９
５を金属線ヒータ内蔵の第１セラミック閉塞材８１によ
り閉塞した第１通路９１と，他側面９６を第２セラミッ
ク閉塞材８２により閉塞した第２通路９２とからなる。
上記両通路は互いに隣接している。また，図１に示すご
とく，ハニカムフィルターの片側面においては，第１セ
ラミック閉塞材が市松模様に設けてある。一方，他側面
においては，第２セラミック閉塞材が市松模様に設けて
ある。

【００２０】次に，上記ハニカムフィルターを製造する
に当っては，まず図３（Ａ）に示すごとく，閉塞前のフ
ィルター本体９０を準備し，図３（Ｂ）に示すごとく，
フィルター本体９０の他側面９６において，第２通路９
２の端部に第２セラミック閉塞材８２を閉塞する。この
閉塞は，第２セラミック閉塞材８２を上記端部に押入
し，加熱焼結することにより行なう。これにより，第２
セラミック閉塞材８２は，フィルター本体９０に固定さ
れる。

【００２１】次に，図４に示すごとく，上記第１セラミ
ック閉塞材による閉塞を行なった他側面９６を下方にし
て上記第２通路９２内に熱硬化性樹脂粉末４を落下させ
る。このとき，熱硬化性樹脂粉末４はフィルター本体９
０の上方より落下させる。そのため，熱硬化性樹脂粉末
４は第２通路９２内に入ったものは，その中の第２セラ
ミック閉塞材８２の上に堆積し，一方第１通路９１内に
入ったものは通過してしまう。

【００２２】次に，図４（Ｂ）に示すごとく，上記他側
面９６とは反対側の片側面９５を板状体５で仮に覆うと
共に該片側面９５を下方に逆転させる。これにより，同
図に示すごとく，板状体５の上において第２通路９２の
端部に，熱硬化性樹脂粉末４が落下堆積する。そこで，
上記板状体５を電気加熱して，熱硬化性樹脂粉末４を加
熱硬化させて，第２通路９２の端部にマスク部４０を形
成する。

【００２３】次に，図５（Ａ）に示すごとく，上記片側
面９５において，上記マスク部４０を形成していない第
１通路９１の端部に金属線ヒータ７を挿入する。次い
で，該金属線ヒータ７を覆うように上記端部内に第１セ
ラミック閉塞材８１を押入する。次に，これらを，金属
線ヒータ７の融点よりは低く，かつ第１セラミック閉塞
材８１が焼結する温度において加熱する。これにより，
図５（Ｂ）に示すごとく，第１セラミック閉塞材８１が
焼結されてフィルター本体９０の濾過壁９３に固定され
る。また，マスク部４０は，上記加熱により焼失し，第
２通路９２の片側面９５が開口する。

【００２４】以上により，前記図１，図２に示したハニ
カムフィルターが得られる。このハニカムフィルター
は，図２に示すごとく例えば，上記第２通路９２をガス
流入通路とし，第１通路９１をガス排出通路として用い
る。そして，再生時には金属線ヒータ７を加熱し，フィ
ルター本体を高温となして，捕集物の燃焼除去を行な
う。上記第２通路，第１通路はその用途を逆にすること
もできる。なお，図１において，符号７６はハニカムフ
ィルター９を装着するケース，７５は金属線ヒータのタ
ーミナルある。

【００２５】また，本例の製造方法においては，フィル
ター本体９０はコージエライト製で，直径１４０ｍｍ，
長さ１３０ｍｍ，各通路は四角状で一片の長さは１．６
ｍｍ，濾過壁厚みは０．４５ｍｍであった。また，熱膨
張係数は１×１０^-6／℃であった。熱硬化性樹脂粉末と
しては，エポキシ樹脂５５重量部と，高密度ポリエチレ
ン樹脂４５重量部と，発泡剤その他３重量部とよりなる
混合粉末を用いた。この熱硬化性樹脂粉末の加熱硬化
は，約１５０℃において行った。

【００２６】金属線ヒータは，鉄−クロム−アルミ系材
料からなり，線径０．５５ｍｍ，熱膨張係数１１×１０
^-6／℃のものを用いた。また，金属線ヒータを内蔵させ
る第２セラミック閉塞材としては，コージエライト材で
熱膨張係数１×１０^-6／℃のものを用いた。一方，第１
セラミック閉塞材としては，シリカ−アルミナ系材料で
熱膨張係数４×１０^-6／℃のものを用いた。また，両セ
ラミック閉塞材の押入は，スラリー浸漬法により行っ
た。このスラリーは，各セラミック材料１００重量部と
水８０重量部とを混合したものである。また，第２セラ
ミック閉塞材の焼結，熱硬化性樹脂粉末の焼失のための
加熱は，約６００℃で６０分間行った。これにより，目
的とするハニカムフィルターが得られた。

【００２７】上記のごとく，本例においては，フィルタ
ー本体９０の他側面９５において第２通路９２の端部を
第２セラミック閉塞材８２により予め閉塞しておき，こ
の中へ熱硬化性樹脂粉末４を落下堆積させ，上下方向を
逆にして熱硬化性樹脂粉末４を第２通路９２の片側面９
５に堆積させ，これを加熱してマスク部４０を形成して
いる。そのため，熱硬化性樹脂粉末の投入が容易で，ま
たマスク部４０の形成も容易である。

【００２８】また，マスク部４０を形成した片側面９５
において，第１通路９１の端部に金属線ヒータ及び第１
セラミック閉塞材を押入すれば良いので，その押入も容
易である。また，これらを加熱することにより，第１セ
ラミック閉塞材を焼結して閉塞すると共にマスク部４０
を焼失させて開口させることができる。したがって，正
確かつ短時間に，金属線ヒータ７の内蔵，第１，第２セ
ラミック閉塞材８１，８２の閉塞を行なうことができ
る。

【００２９】金属線ヒータとしては鉄−クロム−アルミ
系，ニクロム線などの材料からなる金属線を用いる。該
金属線ヒータの熱膨張係数は，第１セラミック閉塞材と
フィルター本体との中間であることが好ましい。これに
より，前記再生時の加熱によって，フィルター本体，第
１セラミック閉塞材が熱衝撃を受けることがない。ま
た，第１セラミック閉塞材は，金属線ヒータを内蔵させ
た状態で加熱焼結するため，金属線ヒータの融点以下の
温度で焼結する，低温焼成セラミック材料を用いる。

【００３０】また，本発明のハニカムフィルターは，通
常は，金属線ヒータ及び第１セラミック閉塞材を設けた
上記第１通路をガス排出通路として，一方第２通路をガ
ス流入通路として用いる（図２参照）。しかし，これと
は逆に，上記第１通路をガス流入通路に，第２通路をガ
ス流出通路にして用いることもできる。さらに，上記実
施例では，第１セラミック閉塞材に金属線ヒータを内蔵
させたものを採用したが，本発明は，これに限るもので
はなく，金属線ヒータを内蔵しなくてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のハニカムフィルターの平面図。

【図２】実施例のハニカムフィルターの断面説明図。

【図３】実施例のハニカムフィルターの製造工程説明図
で，第１セラミック閉塞材を閉塞する状態の説明図。

【図４】実施例のハニカムフィルターの製造工程説明図
で，熱硬化性樹脂粉末によるマスク部形成の説明図。

【図５】実施例のハニカムフィルターの製造工程説明図
で，金属線ヒータ及び第２セラミック閉塞材の形成の説
明図。

【図６】従来のハニカムフィルターの断面図。

【符号の説明】

４．．．熱硬化性樹脂粉末， ４０．．．マスク部， ５．．．板状体， ７．．．金属線ヒータ， ８．．．セラミック閉塞材， ８１．．．第１セラミック閉塞材， ８２．．．第２セラミック閉塞材， ９．．．ハニカムフィルター， ９０．．．フィルター本体， ９１．．．第１通路， ９２．．．第２通路， ９３．．．濾過壁，

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 濾過壁により区切られた多数の通路を有
   すると共に，これら通路はその片側面を第１セラミック
   閉塞材により閉塞した第１通路と，他側面を第２セラミ
   ック閉塞材により閉塞した第２通路とからなる，セラミ
   ック製ハニカムフィルターを製造するに当たり，上記閉
   塞前のフィルター本体を準備し，該フィルター本体の他
   側面において上記第２通路の端部に第２セラミック閉塞
   材を押入し，焼結することにより該端部を閉塞し，次
   に，上記閉塞を行なった他側面を下方にして上記第２通
   路内に熱硬化性樹脂粉末を落下させて上記第２セラミッ
   ク閉塞材の上に堆積させ，次に，上記他側面とは反対側
   の片側面を板状体で仮に覆うと共に該片側面を下方に逆
   転させ，上記第２セラミック閉塞材上の上記熱硬化性樹
   脂粉末を上記板状体上に落下，堆積させ，次に，上記熱
   硬化性樹脂粉末を加熱硬化させて第２通路の端部にマス
   ク部を形成し，次に，上記片側面において上記マスク部
   を形成していない第１通路の端部に第１セラミック閉塞
   材を押入し，次いで加熱することにより，上記マスク部
   を焼失させて第２通路を開口させると共に，上記第１セ
   ラミック閉塞材をフィルター本体と焼結させて第１通路
   の端部を閉塞することを特徴とするハニカムフィルター
   の製造方法。