JPH0885175A - Method for manufacturing honeycomb-shaped ceramic structure - Google Patents
Method for manufacturing honeycomb-shaped ceramic structureInfo
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- JPH0885175A JPH0885175A JP6248780A JP24878094A JPH0885175A JP H0885175 A JPH0885175 A JP H0885175A JP 6248780 A JP6248780 A JP 6248780A JP 24878094 A JP24878094 A JP 24878094A JP H0885175 A JPH0885175 A JP H0885175A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ハニカム状セラミック
構造体の製造方法に関し、特にセラミックスラリーのス
クリーン印刷法を用いた印刷シートの積層法による自由
設計可能なハニカム構造体の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure, and more particularly to a method for manufacturing a honeycomb structure which can be freely designed by laminating printing sheets using screen printing of a ceramic slurry.
【0002】[0002]
【従来の技術】ハニカム状セラミック構造体の製造方法
としては、押出成形が代表的なものであるがその他に、
特開昭48−66112号では、平板なセラミック素材
シートを凹凸加工し、凹凸シートをセル(凹凸部)の周
方向(断面がハニカムをなす面に平行な方向)に積層又
は巻き込んで焼成し、開孔セルを備えるハニカム状セラ
ミック構造体としていた。2. Description of the Related Art Extrusion molding is a typical method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure.
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 48-66112, a flat ceramic material sheet is processed to have an uneven shape, and the uneven sheet is laminated or rolled in the circumferential direction (direction parallel to the surface forming the honeycomb) of a cell (uneven portion) and baked. It was a honeycomb-shaped ceramic structure provided with open cells.
【0003】また、特開昭48−66112号では、断
面がハニカムを成す面に平行な方向で、開孔セルを形成
する長い管状のパイプを複数、平板なセラミック素材シ
ートに巻き込んで焼成し、開孔セルを備えるハニカム状
セラミック構造体としていた。Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 48-66112, a plurality of long tubular pipes forming open cells are wound around a flat ceramic material sheet and fired in a direction parallel to a plane forming a honeycomb. It was a honeycomb-shaped ceramic structure provided with open cells.
【0004】特開昭57−179060号には、3次元
網目構造を有するセラミック構造体において、可塑性を
有する状態で前記構造体の両端よりロッドによって、単
独及び相互に構造体を貫通しない穴をあけて、この穴と
3次元網目構造により連通する開孔セルを有するセラミ
ック構造体を製造していた。Japanese Patent Laid-Open No. 179060/1982 discloses a ceramic structure having a three-dimensional mesh structure, in which the structure has plasticity, and rods are provided from both ends of the structure so as not to penetrate the structure alone or mutually. Then, a ceramic structure having open cells communicating with the holes by a three-dimensional mesh structure was manufactured.
【0005】特開平2−261652号には、グリーン
シート中の有機結合剤より低温で熱溶融もしくは熱分解
する有機材料等の感光性空孔形成材料を用いて、フォト
レジスト技法によりグリーンシート表面に細線パターン
を形成し、次に前記パターン間にセラミック材料を充填
して、このグリーンシートを複数枚積層、圧着して焼成
し、焼成時に前記細線パターンが焼失した後に空孔が形
成され、空孔形成セラミック焼結体を得ていた。In Japanese Patent Laid-Open No. 2-261652, a photosensitive pore forming material such as an organic material which is melted or decomposed by heat at a lower temperature than the organic binder in the green sheet is used to form a green sheet on the surface of the green sheet by a photoresist technique. A fine wire pattern is formed, and then a ceramic material is filled between the patterns, and a plurality of green sheets are laminated, pressure-bonded and fired, and pores are formed after the fine wire pattern is burned off during firing, A formed ceramic sintered body was obtained.
【0006】特開平2−296779号では、焼成前
に、有機溶剤でもって細線パターンを除去するところの
み前号とは異なっている。Japanese Patent Laid-Open No. 2-296779 differs from the previous publication only in that the fine line pattern is removed with an organic solvent before firing.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、押出成
形では、得られるハニカム形状に限界があった。例え
ば、微細なセル径を形成するためにはセルに対応するダ
イスの筒状部を微細径にしなければならないが、成形材
料の流動圧力に耐えるだけの太さが必要でありマイクロ
メータオーダのセル径を有するセラミック構造体を製造
することはできなかった。However, in extrusion molding, there is a limit to the honeycomb shape that can be obtained. For example, in order to form a fine cell diameter, the cylindrical part of the die corresponding to the cell must have a fine diameter, but it must be thick enough to withstand the flow pressure of the molding material, and the cell of the micrometer order It was not possible to produce a ceramic structure with a diameter.
【0008】さらに、開孔セルの軸方向に肉厚な構造は
成形材料の流動性が低下するために押出にくく、大きな
構造体を得るためには、金型も大きくしなければならな
かった。Furthermore, the axially thick structure of the open cells is difficult to extrude because the fluidity of the molding material is lowered, and the mold must be made large in order to obtain a large structure.
【0009】また、製造工程中、所定の可塑性を有する
状態でのハニカム構造形成工程では、自己保持力の限界
や成形圧力により、ひび、割れ又は破壊が生じ易く、特
に複雑なセル形状、セルパターン、及び微細なセル径を
有するハニカム状セラミック構造体を製造することは困
難であった。Further, during the manufacturing process, in the honeycomb structure forming process in a state of having a predetermined plasticity, cracks, cracks or breakage easily occur due to the limit of the self-holding force and the forming pressure, and particularly complicated cell shapes and cell patterns are formed. It was difficult to manufacture a honeycomb-shaped ceramic structure having a small cell diameter.
【0010】また、セラミックシートをコルゲート法等
により加工して中空の管状体を作成して、それを集合さ
せてハニカム構造体を作る方法では、やはり微細で寸法
精度の誤差の少ないセル形態を製造することが困難であ
り、また管状体を形成する工程が必須であった。Further, in a method in which a ceramic sheet is processed by a corrugated method or the like to form a hollow tubular body and the hollow tubular bodies are aggregated to form a honeycomb structure, a fine cell form with little dimensional accuracy error is produced. It was difficult to do so, and the step of forming a tubular body was essential.
【0011】また、可塑性を有する状態のセラミックに
ロッドで穴をあけ、この穴をセルとする方法も、押出成
形と同じく微細形状のセルは得ることができず、またセ
ルの連通形状も直線的なものに限られてしまう上、決定
的な欠点はセル壁を十分強くできないことである。一方
可塑性を有しないセラミック素材は押出成形できず、押
出成形しようとすれば、高価なバインダーが必要であ
る。Also, in the method of making a hole in a ceramic having a plasticity with a rod and using this hole as a cell, a fine-shaped cell cannot be obtained as in extrusion molding, and the communicating shape of the cell is linear. However, the decisive drawback is that the cell walls cannot be made strong enough. On the other hand, a ceramic material having no plasticity cannot be extruded, and an expensive binder is required for extrusion molding.
【0012】また、フォトレジストによる細線パターン
を作成してセラミック原料をパターン間の空隙層に充填
した後、細線パターンを除去して、細線パターン跡を空
孔(セル)とする細孔を有するセラミック構造体の製造
方法では、感光性樹脂積層、フォトマスク形成、露光及
び現像というような多段階工程が必須であり、工程が複
雑であるという欠点があった。Further, after forming a fine line pattern by a photoresist and filling the void space between the patterns with the ceramic raw material, the fine line pattern is removed and a ceramic having fine pores in which fine line pattern traces are formed as cells (cells). The method of manufacturing a structure requires a multi-step process of laminating a photosensitive resin, forming a photomask, exposing and developing, and has a drawback that the process is complicated.
【0013】また、幅が薄く高さ(厚み)が高い細線パ
ターンをフォトレジスト技法により作成することは困難
であり、そして感光後のエッチングによりパターンのオ
ーバエッチング等による変形が避けられず、あるいは任
意の寸法のセルを形成するには不向きであった。Further, it is difficult to form a fine line pattern having a small width and a high height (thickness) by a photoresist technique, and the pattern after etching is inevitably deformed by over-etching or the like. It was not suitable for forming a cell having a size of.
【0014】本発明の基本的目的は、ハニカムを形成す
るセル構造及びセルパターンをセル形状、セル径、セル
壁の厚さ等を含め自由設計可能で容易に設計変更に対応
することが可能であり、簡易なハニカム状セラミック構
造体の製造方法を提供することである。The basic object of the present invention is that the cell structure and cell pattern forming the honeycomb can be freely designed including the cell shape, cell diameter, cell wall thickness, etc., and it is possible to easily accommodate design changes. There is a simple method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure.
【0015】さらに、本発明の目的は、特に微細な形状
のセル構造を有するハニカム状セラミック構造体の製造
方法を提供することである。Furthermore, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure having a cell structure having a particularly fine shape.
【0016】本発明の他の目的は、簡易かつ大量生産に
適したハニカム状セラミック構造体の製造方法を提供す
ることである。Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure which is simple and suitable for mass production.
【0017】本発明のさらに他の目的は、原料に対する
適用可能性が極めて広いハニカム状セラミック構造体の
製造方法を提供することである。Still another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure having a very wide range of applicability to raw materials.
【0018】本発明は、上記目的、課題の少なくとも一
つを達成するものである。The present invention achieves at least one of the above objects and problems.
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、シート
状基体に、セラミック原料を主成分とするスラリーを印
刷して、所定の印刷パターンを有するセラミック素材シ
ートを形成するパターンシート形成工程と、前記パター
ンシートを少くとも一層含みセラミック素材シートを複
数層に重ね合わせて、前記印刷パターンと前記重ね合わ
されたセラミック素材シートの組み合わせでセルを画成
するシート積層工程を含むことを特徴とするハニカム状
セラミック構造体の製造方法が提供される。シート状基
体とは、スラリーが印刷できるものであればよく、セラ
ミック素材シートとは、スラリーが印刷されたパターン
シートの他に、セラミック質がシート状体の一部又は全
部に付着、含浸等しているものをいい、セラミック紙等
も含まれる。According to the present invention, a pattern sheet forming step of forming a ceramic material sheet having a predetermined printing pattern by printing a slurry containing a ceramic raw material as a main component on a sheet-shaped substrate, A honeycomb including at least one pattern sheet, a plurality of ceramic material sheets being superposed on each other, and forming a cell by a combination of the printed pattern and the superposed ceramic material sheets. A method for manufacturing a ceramic structure is provided. The sheet-shaped substrate may be any one capable of printing the slurry, and the ceramic material sheet is not only the pattern sheet on which the slurry is printed but also the ceramic material adhered or impregnated on a part or all of the sheet-shaped body. It also includes ceramic paper, etc.
【0020】[0020]
【好適な手段】また、前記スラリーの印刷が、所定パタ
ーンに形成したスクリーンを前記シート上に配し、前記
スクリーンを介して前記シート状基体にスラリーを印刷
するスクリーン印刷であることを特徴とする。Preferably, the printing of the slurry is a screen printing in which a screen formed in a predetermined pattern is arranged on the sheet and the slurry is printed on the sheet-shaped substrate through the screen. .
【0021】また、前記セラミック素材シートと前記パ
ターンシートを交互に積層することを特徴とする。Further, the ceramic material sheets and the pattern sheets are alternately laminated.
【0022】また、前記パターンシートを複数層に重ね
合わせることを特徴とする。Further, the above-mentioned pattern sheets are laminated in a plurality of layers.
【0023】また、前記セルが少なくともパターン印刷
面に平行な方向に連通するセルであることを特徴とす
る。Further, the cell is characterized in that it is a cell communicating at least in a direction parallel to the pattern printing surface.
【0024】また、所定パターンの印刷面に垂直な貫通
孔を有する前記パターンシートを積層して、前記貫通孔
がパターン印刷面に垂直な方向に連通するセルを形成す
ることを特徴とする。Further, the pattern sheets having through holes perpendicular to the printing surface of a predetermined pattern are laminated to form cells in which the through holes communicate with each other in a direction perpendicular to the pattern printing surface.
【0025】また、少なくとも1組の前記パターンシー
トの印刷パターンがセラミック素材シートを介して又は
介さずに交差するように積層されていることを特徴とす
る。Further, it is characterized in that the print patterns of at least one set of the pattern sheets are laminated so as to intersect with each other with or without the ceramic material sheet interposed therebetween.
【0026】また、直角に前記印刷パターンが交差して
いることを特徴とする。Further, it is characterized in that the printing patterns intersect at a right angle.
【0027】また、前記印刷パターンが線対称に印刷さ
れていることを特徴とする。Further, the printing pattern is printed in line symmetry.
【0028】また、前記シート状基体の全面に前記スラ
リーを印刷してセラミック層を形成して前記セラミック
素材シートを形成する工程を含むことを特徴とする。Further, the method is characterized by including the step of printing the slurry on the entire surface of the sheet-shaped substrate to form a ceramic layer to form the ceramic material sheet.
【0029】また、前記パターンシート及び前記セラミ
ック素材シートの少なくとも一方が、セラミックと有機
質繊維を主成分とする原料からなっていることを特徴と
する。Furthermore, at least one of the pattern sheet and the ceramic material sheet is made of a raw material containing ceramics and organic fibers as main components.
【0030】また、前記パターンシートの無印刷部が前
記構造体焼成時に焼失して、積層方向にセルが連通する
ことを特徴とする。Further, the non-printed portion of the pattern sheet is burned off during the firing of the structure, so that the cells communicate with each other in the stacking direction.
【0031】また、前記印刷パターンの層の厚さが、5
μm〜2mmであることを特徴とする。Further, the thickness of the layer of the printing pattern is 5
It is characterized in that it is μm to 2 mm.
【0032】また、前記ハニカム状セラミック構造体の
セルの横断面方向の短径が0.01〜2mmであること
を特徴とする。Further, the short diameter of the cells of the honeycomb-shaped ceramic structure in the cross-sectional direction is 0.01 to 2 mm.
【0033】また、同一印刷パターンシート上の、前記
印刷パターンの、形状又は/及び材質が異なっているこ
とを特徴とする。Further, it is characterized in that the print patterns on the same print pattern sheet are different in shape and / or material.
【0034】シート状基体が、有機質を主成分とする紙
又は布からなることを特徴とする。It is characterized in that the sheet-like substrate is made of paper or cloth whose main component is organic matter.
【0035】スラリーが、金属成分を含むことを特徴と
する。It is characterized in that the slurry contains a metal component.
【0036】[0036]
【作用】以下「セラミック」の語はセラミック原料ない
しセラミック質の略称としても用いる。The term "ceramic" is also used as an abbreviation for ceramic raw material or ceramic material.
【0037】本発明のハニカム状セラミック構造体の製
造方法によれば概説すると、シート上にセラミック原料
を主成分とするスラリーを印刷して、セラミック質から
なる所定パターンと無印刷部からなる立体的かつ平面的
な凹凸を有するセラミック印刷(素材)パターンシート
を製造し、この所定パターンの凹凸を有するセラミック
印刷シートを少なくとも一層含みセラミック素材シート
を複数層に重ね合せて、印刷パターンとセラミック素材
シートからなる壁で囲まれたセルを有する所定のハニカ
ム形状を形成する。According to the method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure of the present invention, it will be outlined. A slurry containing a ceramic raw material as a main component is printed on a sheet to form a three-dimensional pattern consisting of a predetermined pattern of ceramic material and a non-printed portion. And, a ceramic printing (material) pattern sheet having planar unevenness is manufactured, and a ceramic material sheet including at least one layer of the ceramic printing sheet having the unevenness of the predetermined pattern is overlaid in a plurality of layers, and the printed pattern and the ceramic material sheet are combined. A predetermined honeycomb shape having cells surrounded by a wall is formed.
【0038】印刷技法により、インクの代わりにセラミ
ックを主成分とするスラリーを印刷することによって、
印字の代わりにセラミックからなるパターンを、僅か5
μm程度以下の誤差でシート状に立体的に厚盛印刷でき
る。このパターンは印刷技法であるため、任意のパター
ンを、例えばスクリーン印刷においてはスクリーンを換
えるだけで、自由に設計・製作できる。By printing a ceramic-based slurry instead of ink by a printing technique,
Only 5 patterns made of ceramic instead of printing
Three-dimensional thick printing can be performed on a sheet with an error of about μm or less. Since this pattern is a printing technique, an arbitrary pattern can be freely designed and manufactured simply by changing the screen in screen printing.
【0039】また、押出成形することができない、可塑
性のないセラミック素材を用いて、本発明の印刷技法に
よりパターン形成することができる。It is also possible to pattern non-extrudable, non-plastic ceramic materials by the printing technique of the invention.
【0040】印刷技法としては、オフセット印刷、スク
リーン印刷等がある。Printing techniques include offset printing and screen printing.
【0041】オフセット印刷は、インクをまず平板又は
ロール状の転写版に転写してから、被印刷物に転写版か
らインクを転写する方法である。勿論本発明ではインク
の代わりにセラミックを主成分とするスラリーが使用さ
れる。この方法は、比較的薄厚のセラミックからなる印
刷パターン形成に適している。Offset printing is a method in which the ink is first transferred to a flat or roll-shaped transfer plate and then the ink is transferred from the transfer plate to the printing medium. Of course, in the present invention, a slurry containing ceramic as a main component is used instead of the ink. This method is suitable for forming a printing pattern made of a relatively thin ceramic.
【0042】一方、スクリーン印刷は、所定の深さ(立
体的形態)と所定のパターン(平面的形態)に形成した
型(枠)を被印刷物(シート状体)の上に設置して、型
の上からスラリーを印刷するものであり、型の無パター
ン部に対応するシート状体の部分にはセラミックが型の
深さに応じた高さで厚盛され、有パターン部にはセラミ
ックは付着しないために、平面的かつ立体的なセラミッ
ク印刷パターンが形成される。On the other hand, in the screen printing, a mold (frame) formed in a predetermined depth (three-dimensional form) and a predetermined pattern (planar form) is set on a material to be printed (sheet-like body), The slurry is printed from above, and the ceramic is adhered to the patterned part on the sheet-shaped part corresponding to the unpatterned part of the mold at a height corresponding to the depth of the mold. Therefore, a two-dimensional and three-dimensional ceramic printing pattern is formed.
【0043】所定パターンに形成されたスクリーンを介
するスクリーン印刷技法においては、前記型を絹又はス
テンレス等の網枠に所定パターンの型紙あるいは感光性
樹脂パターンを付着させて形成し、シート状体に置き、
スラリーを網枠下のシート状体に印刷することができ
る。なお、感光性樹脂は高価であるので特に単価の高い
製品の製造原料として適している。In the screen printing technique using a screen formed in a predetermined pattern, the pattern is formed by attaching a pattern or a photosensitive resin pattern of a predetermined pattern to a mesh frame made of silk or stainless steel, and placing it on a sheet-like body. ,
The slurry can be printed on the sheet-like body under the net frame. Since the photosensitive resin is expensive, it is suitable as a raw material for manufacturing a product having a particularly high unit price.
【0044】所定パターンに形成されているスクリーン
は、切断等により形成することもできるが、寸法精度が
高く、マイクロメータオーダの微細なパターン、又は複
雑な形状のスクリーンを製作するには、写真製版による
スクリーン製作が適している。半導体等の回路パターン
と同様に精度が高く、微細、かつ複雑なパターンが簡単
に作成できる。The screen formed in a predetermined pattern may be formed by cutting or the like, but in order to produce a screen having a high dimensional accuracy and a fine pattern on the order of micrometer or a complicated shape, photoengraving is used. Suitable for screen production. Similar to a circuit pattern of a semiconductor or the like, it has high accuracy, and a fine and complicated pattern can be easily created.
【0045】スクリーンは、テープによるマスキングに
より形成することもできる。The screen can also be formed by masking with tape.
【0046】スラリーをシート状体に付着させる方法に
は、ローラ、ステージ等によるスラリー圧着、スラリー
流下後ドクターブレイドにより余分のスラリーを剥ぎ取
る方法、スラリー中にスクリーンを付着したシート状体
を浸漬する方法、スラリーを吹き付け又は塗布する方法
がある。As the method for adhering the slurry to the sheet-like body, the slurry is pressure-bonded with a roller, a stage, etc., the excess slurry is peeled off by a doctor blade after the slurry flows, and the sheet-like body with the screen attached is immersed in the slurry. There is a method, a method of spraying or applying a slurry.
【0047】また、多色のインクを印刷するように、材
質(性質)の異なるスラリーを用いて各パターンを形成
することが容易である。例えば、外周部に焼成後に緻密
層となるセラミックを含むスラリーを印刷して封止性を
上げ、内周部に焼成後に多孔質となるようなセラミック
を含むスラリーを印刷して触媒担体あるいはセンサーに
適する構造を形成することができる。Further, it is easy to form each pattern by using slurries having different materials (properties) so that multi-color inks are printed. For example, by printing a slurry containing ceramic that becomes a dense layer after firing on the outer peripheral portion to improve sealing property, and printing a slurry containing ceramic that becomes porous after firing on the inner peripheral portion on a catalyst carrier or a sensor. Any suitable structure can be formed.
【0048】ところで、このようなスラリーが印刷され
るシート状基体は、セラミック質材料が付着し、焼成時
にセラミックとの熱収縮歪等の違いにより欠陥が生じな
い材質であれば焼失性のものに限らず任意である。例え
ば、セラミックグリーンシート、シリコン、金属等も使
用可能である。By the way, the sheet-like substrate on which such a slurry is printed is a burnable material as long as it is a material to which a ceramic material adheres and does not cause defects due to a difference in heat shrinkage strain with the ceramic during firing. It is not limited but arbitrary. For example, a ceramic green sheet, silicon, metal or the like can be used.
【0049】ここで、シート状基体が紙又は布であれ
ば、スラリーの印刷性が良好であり、安価であり、さら
に、焼成時には紙又は布の成分である有機質繊維は焼失
して構造体の壁部の材質は多孔質となり、セルの多孔質
壁を、種々の目的に有効に利用できると共に、軽量で構
造的強度が高い構造体となる。また、焼成によるシート
状体のスラリー無印刷部が焼失するので、積層方向(積
層面に垂直方向)貫通孔を設けることができ、格子状に
連通するセルを形成することができる。Here, if the sheet-shaped substrate is paper or cloth, the printability of the slurry is good, the cost is low, and further, the organic fibers, which are components of the paper or cloth, are burnt out during firing, resulting in the structure. The material of the wall portion is porous, and the porous wall of the cell can be effectively used for various purposes, and the structure is lightweight and has high structural strength. Further, since the non-printed portion of the slurry of the sheet-like body is burnt out by firing, it is possible to form through holes in the stacking direction (direction perpendicular to the stacking surface) and to form cells communicating in a grid pattern.
【0050】ところで、印刷されるスラリーはセラミッ
ク質材料を主成分として、印刷時には所定の程度の流動
性と、印刷後から積層、乾燥時まで型崩れしないための
粘度を有し、結合力を生ずることが必要である。By the way, the slurry to be printed has a ceramic material as a main component, has a predetermined degree of fluidity at the time of printing, and has a viscosity so as not to lose its shape from the time of printing to the time of stacking and drying, thereby generating a binding force. It is necessary.
【0051】なお、このスラリーには、金属成分(金属
粉体、繊維等)を含んでもよい。焼成後に、セラミック
と金属の複合体からなる焼結体が得られるので、機械的
強度が上がり、その他添加される金属の特性によって種
々の機能を発揮させることができる。例えば、ステンレ
スやリチウム合金を添加すれば耐食性が特に高い。その
他には、鉄、アルミ合金等の一般に使用されている金属
(合金も含む)も添加できる。The slurry may contain a metal component (metal powder, fiber, etc.). After firing, a sintered body composed of a composite of ceramic and metal is obtained, so that the mechanical strength is increased, and various functions can be exhibited depending on the characteristics of the added metal. For example, if stainless steel or a lithium alloy is added, the corrosion resistance is particularly high. In addition, commonly used metals (including alloys) such as iron and aluminum alloys can be added.
【0052】セラミック原料とは、焼成によってセラミ
ック焼結体を生成する材料をいい、金属の酸化物、その
他の耐熱性化合物又はそれらの複合化合物(酸窒化物、
炭窒化物等)を含む。セラミック原材料はさらに、加熱
又は焼成によりセラミック質を生成する前駆体(金属塩
ないし有機化合物、又はそれらのゾル、ゲルであっても
よく)、これらを一部含んでもよい。代表的にはセラミ
ック原料としては、粒子む粉末状物質を用いることがで
きる。以下は粒子、粉末状の例を中心として述べる。The ceramic raw material means a material which produces a ceramic sintered body by firing, and includes metal oxides, other heat-resistant compounds or their composite compounds (oxynitride,
Carbonitride, etc.) The ceramic raw material may further include a precursor (which may be a metal salt or an organic compound, or a sol or gel thereof) that produces a ceramic material by heating or firing, or a part thereof. As the ceramic raw material, typically, a powdery substance which is crushed can be used. The following is a description centering on particles and powders.
【0053】セラミック原料(粒子、粉末)を分散させ
る溶媒は、通常は水であるが、メタノール、エタノー
ル、その他高級アルコール、メチルエチルケトン、アセ
トン、酢酸エチル、トルエン等の有機溶媒も、セラミッ
クの分散性等を考慮して適宜選択される。The solvent in which the ceramic raw material (particles, powder) is dispersed is usually water, but organic solvents such as methanol, ethanol, other higher alcohols, methyl ethyl ketone, acetone, ethyl acetate, toluene, etc. can also disperse the ceramic. Is selected in consideration of the above.
【0054】溶媒に溶かされたバインダーあるいは溶媒
単独(即ち液状成分)とセラミック粉体の重量比は、液
状成分5〜35:95〜65が適当である。この液状成
分とセラミック粉体の重量比もセラミックの性質、バイ
ンダー及び溶媒の性質により、あるいは印刷パターンの
形状・高さによって適宜選択される。The weight ratio of the binder dissolved in the solvent or the solvent alone (that is, the liquid component) to the ceramic powder is 5 to 35:95 to 65 of the liquid component. The weight ratio of the liquid component to the ceramic powder is also appropriately selected depending on the properties of the ceramic, the properties of the binder and the solvent, or the shape and height of the print pattern.
【0055】さらに、結合剤としてポリビニルアルコー
ル、ポリビニルブチラール、ポリ(メタ)アクリレー
ト、セルロース、デキストリン、ポリエチレンワック
ス、澱粉、カゼイン等の高分子材料、及びジオクチルフ
タレート、ジブチルフタレート、ポリエチレングリコー
ル、各種の多糖類等の可塑剤を適宜選択し添加して、粘
度や硬化性を調節する。Further, as a binder, a polymer material such as polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, poly (meth) acrylate, cellulose, dextrin, polyethylene wax, starch, casein, dioctyl phthalate, dibutyl phthalate, polyethylene glycol and various polysaccharides are used. A plasticizer such as the above is appropriately selected and added to adjust the viscosity and the curability.
【0056】スクリーンの材質は、通常の陶磁器の絵柄
・文様印刷、インク印刷、液晶のカラーフィルタ印刷等
に用いられている合成樹脂膜の他、有機質繊維を主成分
とする紙、布等も用いることができる。As the material of the screen, in addition to the synthetic resin film used for ordinary pattern / pattern printing of ceramics, ink printing, liquid crystal color filter printing, etc., paper or cloth containing organic fibers as a main component is also used. be able to.
【0057】スクリーンは、スラリー印刷工程後に離脱
可能としてもよいが、焼成によって焼失する有機質を主
成分とするもの、例えば紙、布等で作成すれば、離脱工
程が不要となり工程が削減でき、又スクリーン離脱時に
印刷したスラリーが型崩れすることがなく好ましい。The screen may be detachable after the slurry printing step, but if the screen is made of a material whose main component is organic matter that is burned down by firing, such as paper or cloth, the detaching step becomes unnecessary and the number of steps can be reduced. It is preferable that the printed slurry does not lose its shape when the screen is removed.
【0058】なお、本発明とは分野が異なるが、陶芸分
野においては陶磁器の染め付けあるいは上絵に印刷技法
が使用されているが、これらは、顔料を用いて平面的文
様を印刷するものであり、ハニカム構造体の製造とは全
く次元を異にするものである。Although the field is different from that of the present invention, in the ceramics field, printing techniques are used for dyeing or overpainting of ceramics, but these are for printing flat patterns using pigments. The production of a honeycomb structure is completely different in dimension.
【0059】また、電気抵抗体のセラミック抵抗薄膜形
成に印刷技術が応用されているが、印刷された薄膜を立
体的な構造として利用するものではなかった。これらの
技術は印刷手法しては部分的に応用できるものもあろ
う。Although the printing technique is applied to the formation of the ceramic resistance thin film of the electric resistor, the printed thin film is not used as a three-dimensional structure. These techniques may be partially applicable as a printing method.
【0060】このように形成された所定パターンの凹凸
を有するセラミック印刷パターンシートを少なくとも一
層含んでセラミック素材シートを複数層重ね合わせるこ
とによって未焼成の素ハニカム成形物体(素構造体)が
得られる。An unfired raw honeycomb molded body (elemental structure) is obtained by laminating a plurality of ceramic material sheets including at least one ceramic printed pattern sheet having a predetermined pattern of irregularities formed in this way.
【0061】積層の方法は、圧着、接着、溶着、嵌合等
任意である。The laminating method is arbitrary such as pressure bonding, adhesion, welding and fitting.
【0062】積層されるシートは、例えば、印刷パター
ンを有するシートのみを印刷面に垂直な方向で積層する
ことができる。すると、特に厚盛された印刷パターンが
側壁となり、印刷パターンを有する2枚シートに上底壁
となって、セル壁が形成される。この例では、積層は印
刷されたスラリーが可塑性を有する未乾燥ないし半乾燥
状態で行なえば、印刷されたパターン自体が接合剤とな
り、新たな接着剤は不要となる。As the sheets to be laminated, for example, only sheets having a print pattern can be laminated in a direction perpendicular to the printing surface. Then, the thickened print pattern becomes a side wall, and the two sheets having the print pattern become an upper bottom wall to form a cell wall. In this example, if the lamination is performed in an undried or semi-dried state in which the printed slurry has plasticity, the printed pattern itself serves as a bonding agent, and a new adhesive is unnecessary.
【0063】また、例えば、印刷パターンを有するシー
トと平板状のセラミックシートを相互に印刷面に垂直な
方向で積層することができる。すると、厚盛された印刷
パターンが側壁となり、印刷パターンを有するシートが
中間層となり、及び平板状のセラミックシートが上底壁
となって、セル壁が形成される。Further, for example, a sheet having a printing pattern and a flat ceramic sheet can be laminated in a direction perpendicular to the printing surface. Then, the thick printed pattern serves as a side wall, the sheet having the printed pattern serves as an intermediate layer, and the flat ceramic sheet serves as an upper bottom wall to form a cell wall.
【0064】この平板状セラミックシートは、全面にス
ラリーをスクリーン印刷によりベタ刷りして製造するこ
とができる。この場合は簡単に製作でき、一貫した印刷
工程でハニカム状素構造体が製造でき、量産に適してい
る。This flat ceramic sheet can be manufactured by solid-printing the slurry on the entire surface by screen printing. In this case, the honeycomb-shaped element structure can be easily manufactured, and the honeycomb-shaped element structure can be manufactured by a consistent printing process, which is suitable for mass production.
【0065】以上のような、製造方法で作成された素構
造体を焼成することによってハニカム状セラミック構造
体が製造できる。A honeycomb-shaped ceramic structure can be manufactured by firing the element structure manufactured by the manufacturing method as described above.
【0066】焼成条件は、主にセラミック成分、あるい
は添加成分(有機質繊維、無機・有機系結合剤等)によ
って適宜選択される。例えば、コーディエライトの場合
は焼成温度は1000〜1250℃が好ましい。有機質
分を含む場合には、その焼失が不可欠だが、そのために
は通例酸化性雰囲気が好ましい。還元性雰囲気又は不活
性ガス雰囲気の場合には、有機質の除去、焼失工程いわ
ゆる脱脂工程を含む場合がある。なお、セラミック原料
が窒化物、特別の例えば窒化ケイ素等のファインセラミ
ック材料であれば真空炉や不活性ガス雰囲気中で焼成す
る場合がある。The firing conditions are appropriately selected mainly depending on the ceramic component or the additive component (organic fiber, inorganic / organic binder, etc.). For example, in the case of cordierite, the firing temperature is preferably 1000 to 1250 ° C. When the organic matter is contained, it is indispensable to burn it off, but an oxidizing atmosphere is usually preferable for that purpose. In the case of a reducing atmosphere or an inert gas atmosphere, there are cases where an organic matter removing and burning step, a so-called degreasing step is included. If the ceramic raw material is a nitride or a special fine ceramic material such as silicon nitride, it may be fired in a vacuum furnace or an inert gas atmosphere.
【0067】[0067]
<実施例1>図1(a)〜(d)を参照して、本発明の
実施例1であるスクリーン印刷法によるハニカム状セラ
ミック構造体の製造工程を工程模式図を用いて説明す
る。<Example 1> With reference to FIGS. 1A to 1D, a process for producing a honeycomb-shaped ceramic structure by a screen printing method according to Example 1 of the present invention will be described with reference to schematic process diagrams.
【0068】図1(a)に、シート1全面にスラリー2
をベタ刷りするベタ刷り工程を示し、紙シート1及びセ
ラミック素材シート3の上部斜視平面図である。シート
1上には、5μm〜2mmの厚さにスラリー2が厚盛印刷
され、セラミック質がシート1上又は/及び中に積層又
は/及び侵入してシート1はセラミック素材シート3と
なる。なお、厚盛するには、複数回の印刷を積層して行
なうこともでき、積層を繰り返せばさらに厚くすること
もできる。In FIG. 1A, the slurry 2 is spread over the entire surface of the sheet 1.
FIG. 6 is a top perspective plan view of the paper sheet 1 and the ceramic material sheet 3, showing a solid printing step for solid printing. The slurry 2 is overprinted on the sheet 1 to a thickness of 5 μm to 2 mm, and the ceramic material is laminated or / and penetrates into the sheet 1 and / or into the sheet 1, so that the sheet 1 becomes the ceramic material sheet 3. In addition, in order to increase the thickness, it is possible to perform printing by stacking a plurality of times, or it is possible to further increase the thickness by repeating stacking.
【0069】上記の印刷パターンの厚さは、セルを形成
するうえで好ましく、印刷性もよいが、これより薄く又
は厚く印刷厚盛することもできる。The thickness of the above-mentioned print pattern is preferable for forming cells and has good printability, but the print thickness may be thinner or thicker than this.
【0070】図1(b)に、シート1の上に所定パター
ンに作成されたスクリーン4を載せて、スラリー2を面
上に流して、ステージ8でスラリーが厚盛された所定パ
ターンを刷り込み、パターンシート5を形成するパター
ン印刷シート形成工程を示す。In FIG. 1B, a screen 4 formed in a predetermined pattern is placed on the sheet 1, the slurry 2 is flown on the surface, and a predetermined pattern in which the slurry is thickened is imprinted on the stage 8. A pattern printing sheet forming step of forming the pattern sheet 5 will be described.
【0071】シート1には、紙又は布に代表される有機
質繊維あるいはメタクリル酸樹脂等の有機系シートを主
成分とするもの、紙・布等にセラミック質が塗布又は含
浸したもの、セラミックを主成分とするグリーンシー
ト、あるいはセラミック繊維を主成分とするものが好ま
しく用いられるが、スラリーが印刷できるものであれば
材質は特に限定されず、金属材料等も用いることができ
る。The sheet 1 is composed mainly of an organic fiber such as paper or cloth or an organic sheet such as methacrylic acid resin, paper or cloth coated with or impregnated with a ceramic material, and mainly composed of ceramics. A green sheet as a component or a component containing ceramic fiber as a main component is preferably used, but the material is not particularly limited as long as the slurry can be printed, and a metal material or the like can also be used.
【0072】図1(c)に、上記2つの工程で製造され
たセラミック素材シート3及びパターンシート5を、各
シート上下面の法線方向(パターン印刷面に垂直)に積
層するハニカム状セラミック素構造体形成工程を示す。
パターン印刷部5が側面、セラミック素材シート3と無
印刷部7の所定面が上下面となる開孔セルを有するハニ
カム状セラミック素構造体が形成される。FIG. 1 (c) shows a honeycomb-shaped ceramic element in which the ceramic material sheet 3 and the pattern sheet 5 manufactured in the above two steps are laminated in the normal direction of the upper and lower surfaces of each sheet (perpendicular to the pattern printing surface). A structure formation process is shown.
A honeycomb-shaped ceramic element structure having open cells in which the pattern printing portion 5 is a side surface and the predetermined surfaces of the ceramic material sheet 3 and the non-printing portion 7 are upper and lower surfaces is formed.
【0073】図2に、多数の開孔セル10を有するハニ
カム状セラミック素構造体9を示す。これを焼成すれば
ハニカム構造を備えたセラミック構造体が完成する。FIG. 2 shows a honeycomb-shaped ceramic element structure 9 having a large number of open cells 10. When this is fired, a ceramic structure having a honeycomb structure is completed.
【0074】このように多数のセラミック素材シート3
及び所定パターン印刷シート5を、各シートのセラミッ
ク印刷面の法線方向に積層して焼成すれば、印刷面に平
行に(積層方向に垂直に)連通する、多数の開孔セルを
有するハニカム状セラミック構造体が製造できる。As described above, a large number of ceramic material sheets 3
When the predetermined pattern printed sheets 5 are stacked in the normal direction of the ceramic printing surface of each sheet and fired, a honeycomb shape having a large number of open cells that communicate with each other in parallel to the printing surface (perpendicular to the stacking direction) Ceramic structures can be manufactured.
【0075】このような方法によって、従来は困難であ
った前記ハニカム状セラミック構造体のセルの横断面方
向の短径が0.2〜1mmであるような微細径を有する
ハニカム状セラミック構造体が高精度で容易に製造でき
る。セルの横断面方向の短径は通常用途目的に応じて選
択できるが、例えば0.1〜0.3μm程度のものから
1mm程度のもの、あるいはさらに小さな径のものが可
能であり、その選択の自由度が高いという利点がある。By such a method, a honeycomb ceramic structure having a fine diameter such that the short diameter of the cells of the honeycomb ceramic structure in the cross sectional direction is 0.2 to 1 mm, which has been difficult in the past, can be obtained. It is easy to manufacture with high precision. The minor axis of the cell in the cross-sectional direction can be selected according to the intended purpose, but it can be, for example, about 0.1 to 0.3 μm to about 1 mm, or a smaller diameter. It has the advantage of high flexibility.
【0076】なお、上記したようにシート1の材質はセ
ラミックを主成分とするスラリーが印刷できるものであ
れば任意である。例えば、通常の紙及び布、ドクターブ
レイド法で製造されるグリーンシートの原料となるポリ
エステル、ポリエチレン等である。The sheet 1 may be made of any material as long as it can print the slurry containing ceramic as a main component. For example, ordinary paper and cloth, polyester, polyethylene, etc., which is a raw material for green sheets manufactured by the doctor blade method, are used.
【0077】さらに、セラミックシートを用いれば、上
記ベタ刷り工程は省略可能である。前記セラミックシー
トは、セラミックと繊維(有機質又は無機質、及びそれ
らの混合物)を主成分とする通常の湿式抄紙方法で製造
できる(図示は略す)。Further, if a ceramic sheet is used, the above solid printing step can be omitted. The ceramic sheet can be manufactured by a conventional wet papermaking method containing ceramics and fibers (organic or inorganic, and a mixture thereof) as main components (not shown).
【0078】また、図3はカレンダー法(ロール法)に
よるセラミック素材シート3の製造方法を示す模式工程
図である。このロール法においては、セラミックとバイ
ンダの混合体20及び有機質シート21を、加圧ロール
25により圧縮してセラミックが含浸したシート状化
し、さらに加熱ロール26で乾燥成形して、セラミック
素材シート3を製造できる。FIG. 3 is a schematic process diagram showing a method of manufacturing the ceramic material sheet 3 by the calendar method (roll method). In this roll method, the ceramic / binder mixture 20 and the organic sheet 21 are compressed by a pressure roll 25 to form a sheet impregnated with ceramic, and further dry-molded by a heating roll 26 to form a ceramic material sheet 3. Can be manufactured.
【0079】ところで、上記加圧ロール25を輪転機と
して、所定パターンを連続印刷することもできる。特に
大量生産に適している。By the way, the pressure roll 25 may be used as a rotary press to continuously print a predetermined pattern. Especially suitable for mass production.
【0080】また、湿式又は乾式プレスにより有機質繊
維とセラミック原料の混合物をバルク化して、分厚いシ
ート状体(ブロック状体)としてプレス型抜きを行ない
開孔セルを有するハニカム構造を得ることもできる(図
示は略す)。It is also possible to obtain a honeycomb structure having open cells by subjecting the mixture of the organic fiber and the ceramic raw material to a bulk by a wet or dry press and performing press die cutting as a thick sheet-like body (block-like body) ( Illustration is omitted).
【0081】また、印刷インクとしてのスラリー2の組
成の好ましい一例としては重量割合で、セラミック70
%、繊維質、その他添加剤(バインダーないし可塑剤3
0%)であり、液状成分はトルエンであり、セラミック
を主成分とする粉体(固形分)と液状成分の重量比は
7:3である。このような組成であれば、印刷性(速乾
性、広がり性、にじまない等)に優れている。As a preferable example of the composition of the slurry 2 as the printing ink, the ceramic 70 is used in a weight ratio.
%, Fiber quality, other additives (binder or plasticizer 3
0%), the liquid component is toluene, and the weight ratio of the powder (solid content) containing ceramic as a main component to the liquid component is 7: 3. With such a composition, printability (quick-drying property, spreading property, no bleeding, etc.) is excellent.
【0082】さらに、スラリー2及びセラミック素材シ
ート3の原料となる、セラミック、有機質及び無機質繊
維の一例を表1に例示する。なお、表1に記載以外の材
料も原料とすることができる。ニューセラミック系の材
料を続いて表2に示す。Further, Table 1 shows examples of ceramic, organic and inorganic fibers which are raw materials of the slurry 2 and the ceramic material sheet 3. Materials other than those listed in Table 1 can also be used as raw materials. The new ceramic materials are subsequently shown in Table 2.
【0083】[0083]
【表1】 [Table 1]
【0084】[0084]
【表2】 [Table 2]
【0085】さらに、主成分であるセラミックあるいは
セラミックと繊維質に添加材(可塑剤、硬化剤、解膠
剤)が加えられることがある。例えば、セラミックから
なるスラリーに、解膠剤0.3%程度、セルローズパウ
ダー3%を加えて水分36%のスラリーとしたものを用
いることができる。解膠剤の成分としては、燐酸系、ポ
リカルボンアンモニウム酸系、ポリアクリル酸系等があ
る。Further, an additive (plasticizer, curing agent, deflocculant) may be added to the main component of ceramic or ceramic and fiber. For example, it is possible to use a slurry of 36% water by adding about 0.3% of a peptizer and 3% of cellulose powder to a slurry made of ceramics. Examples of the components of the peptizer include phosphoric acid type, polycarboxylic ammonium type, polyacrylic acid type and the like.
【0086】これらセラミックあるいは繊維質との混合
物、又は添加剤を溶媒に溶かす。溶媒としては一般的に
は水であり、アルコール系の有機溶媒も用いることがで
きる。セラミックを主成分とする粉体(固形分)と液状
成分の重量比は、通常粉体60〜80:液状成分40〜
20である。A mixture of these ceramics or fibers or additives is dissolved in a solvent. Water is generally used as the solvent, and an alcoholic organic solvent can also be used. The weight ratio of the powder (solid content) whose main component is ceramic and the liquid component is usually powder 60 to 80: liquid component 40 to
Twenty.
【0087】図1では、シート1に印刷される所定パタ
ーンは直線状であるが、このパターンは印刷によるパタ
ーン形成であるので、設計自由度が高く、目的・用途に
応じて好ましいパターンをシート上に印刷して、好適な
開孔セルの形態を得ることができる。In FIG. 1, the predetermined pattern printed on the sheet 1 is linear, but since this pattern is a pattern formation by printing, there is a high degree of freedom in design, and a preferable pattern can be selected on the sheet according to the purpose and application. Can be printed on to obtain a suitable open cell morphology.
【0088】<実施例2>図4〜図8に、印刷によるパ
ターン形成の自由度を活かして、様々な形態のセラミッ
クパターンが印刷形成された、印刷パターンシート5を
示す。<Embodiment 2> FIGS. 4 to 8 show a print pattern sheet 5 on which various patterns of ceramic patterns are printed by utilizing the degree of freedom of pattern formation by printing.
【0089】図4は、平面に凸凹状にシート1上にパタ
ーン印刷されたパターン印刷シート5であり、(a)は
パターン印刷面である上部平面図、(b)は開孔セル断
面方向の側面図である。FIG. 4 shows a pattern-printed sheet 5 in which a pattern is printed on the sheet 1 in an uneven shape on a plane, (a) is an upper plan view showing a pattern-printed surface, and (b) is a cross-sectional view of the open cell. It is a side view.
【0090】このようなパターン印刷シート5とセラミ
ック素材シートを相互に印刷面の法線方向に積層すれ
ば、開孔セル軸方向にジグザク状の開孔セル10が形成
できる。このジグザグ状の通路は、セルを通過する単位
体積当たりの流体と壁との接触面積が広がり好ましい。By stacking the pattern printing sheet 5 and the ceramic material sheet on each other in the normal direction of the printing surface, the zigzag open cells 10 can be formed in the axial direction of the open cells. This zigzag passage is preferable because the contact area between the fluid and the wall per unit volume passing through the cell is widened.
【0091】図4は、曲線状にパターン印刷されたパタ
ーン印刷シート5であり、(a)はパターン印刷面であ
る上部平面図、(b)は、開孔セル断面方向の側面図で
ある。シート1上にパターン印刷され印刷パターン6が
シート状に付着し、無印刷部は空間となっている。FIG. 4 is a pattern print sheet 5 on which a pattern is printed in a curved line, (a) is an upper plan view which is a pattern print surface, and (b) is a side view in the cross section direction of the open cells. A pattern is printed on the sheet 1 and the print pattern 6 is attached in a sheet shape, and the non-printed portion is a space.
【0092】このようなパターン印刷シート5と平板状
のセラミック素材シート3を相互に積層すれば、開孔セ
ル軸方向に曲線状の開孔セル10が形成できる。この曲
線状の通路は、セルを通過する単位体積当たりの流体と
壁との接触面積が広がり好ましい。By laminating the pattern printing sheet 5 and the flat ceramic material sheet 3 on each other, the curved open cell 10 can be formed in the axial direction of the open cell. The curved passage preferably has a large contact area between the fluid and the wall per unit volume passing through the cell.
【0093】図5は、開孔セル断面が平面的(印刷面と
平行)には曲線状、立体的(印刷面に垂直)には円弧状
にパターン印刷されたパターン印刷シート5であり、
(a)はパターン印刷面である上部平面図、(b)は、
開孔セル断面方向の側面図である。シート1上にパター
ン印刷され印刷パターン6がシート状に付着し、無印刷
部は空間となっている。FIG. 5 shows a pattern print sheet 5 in which the cross section of the open cell is printed in a curved shape in a plane (parallel to the printing surface) and in an arc shape in a three-dimensional shape (perpendicular to the printing surface).
(A) is a top plan view of a pattern printing surface, (b) is
It is a side view of the cross section direction of an open cell. A pattern is printed on the sheet 1 and the print pattern 6 is attached in a sheet shape, and the non-printed portion is a space.
【0094】このように、開孔セル断面形状は直線状に
限られず、スクリーンの立体的パターン(断面形状)を
円弧状に形成することによって、断面が略円状でかつ開
孔セル軸方向に蛇行しているパターンが形成できる。As described above, the cross-sectional shape of the open cell is not limited to the linear shape, but the three-dimensional pattern (cross-sectional shape) of the screen is formed in an arc shape, so that the cross section is substantially circular and the axial direction of the open cell is increased. A meandering pattern can be formed.
【0095】図6は、島状にパターン印刷されたパター
ン印刷シート5の上部平面図である。FIG. 6 is a top plan view of the pattern-printed sheet 5 on which island-shaped patterns are printed.
【0096】このようなパターン印刷シート5とセラミ
ックシートを相互に印刷面の法線方向に積層すれば、図
6中パターン6長手方向に連通する開孔セル10が形成
できる。この通路は、セルを通過する単位体積当たりの
流体と壁との接触面積が広がり、さらに、通過流体の圧
力損失が小さいという利点を有する。By stacking the pattern print sheet 5 and the ceramic sheet on each other in the normal direction of the print surface, the open cells 10 communicating with the longitudinal direction of the pattern 6 in FIG. 6 can be formed. This passage has the advantages that the contact area between the fluid and the wall per unit volume passing through the cell is expanded, and the pressure loss of the passing fluid is small.
【0097】図7は、平面的には三角突状と長方形状の
2種類の形状を有するパターンが印刷されたパターン印
刷シート5の上部平面図である。FIG. 7 is a top plan view of the pattern printing sheet 5 on which patterns having two kinds of shapes, that is, a triangular protrusion shape and a rectangular shape in plan view, are printed.
【0098】このように、複数のパターンを一つの平面
に設けることができ、複合機能を発揮させることが可能
である。形状だけでなく材質も各パターン毎に変えるこ
とが可能であり、例えば瀘過装置においては、多孔質と
緻密質のセラミックパターンを印刷して、微粒子吸着率
と機械的強度を両立させることができる。As described above, a plurality of patterns can be provided on one plane, and a composite function can be exerted. Not only the shape but also the material can be changed for each pattern. For example, in a filtration device, it is possible to print a porous and dense ceramic pattern to achieve both fine particle adsorption rate and mechanical strength. .
【0099】図8は、種々のパターンが印刷されたパタ
ーン印刷シート5の上部平面図を示す。パターン断面が
四角、五角、六角等の多角形、丸、半円、楕円等の略円
状、又は不定形等の任意のパターンが用途・目的に応じ
て印刷される。FIG. 8 shows a top plan view of the pattern printing sheet 5 on which various patterns are printed. An arbitrary pattern such as a polygon such as a square, a pentagon, and a hexagon, a substantially circular shape such as a circle, a semicircle, and an ellipse, or an irregular shape is printed according to the use and purpose.
【0100】また、印刷によるパターン形成により略渦
巻き状のパターンを形成することもできる。例えば、千
鳥状に蛇行するパターンを印刷形成すれば、非常に長い
開孔セル通路を形成することができる。流体が開孔セル
を通過する場合の開孔セル壁との接触面積が大きくなり
好ましい。It is also possible to form a substantially spiral pattern by pattern formation by printing. For example, by printing a zigzag meandering pattern, a very long open cell passage can be formed. When the fluid passes through the open cell, the contact area with the open cell wall becomes large, which is preferable.
【0101】<実施例3>実施例1及び2では、開孔セ
ル(セル軸方向)はパターン印刷された面に平行に形成
されていたが、開孔セルをパターン印刷面に垂直な方向
(法線方向)に形成することができる。<Embodiment 3> In Embodiments 1 and 2, the open cells (cell axial direction) were formed parallel to the surface on which the pattern was printed. Can be formed in the normal direction).
【0102】図9は、パターン印刷シート5に垂直な方
向に開孔セルを形成する工程を示す分解図である。以下
図9に基づいて上記工程を説明する。FIG. 9 is an exploded view showing a process of forming open cells in the direction perpendicular to the pattern printing sheet 5. The above steps will be described below with reference to FIG.
【0103】図9(a)に示すように、まず、焼失性の
有機質繊維からなるシート1に開孔セル10となる部分
を除いた場所に、スラリーを印刷厚盛して、多数の薄厚
の円筒状の空間部(無印刷部)を有するパターン印刷シ
ート5を形成して、次に、このパターン印刷シートを、
円筒状の空間部(無印刷部7)が基板となっているシー
ト1を介して重なり合うように、パターン印刷面に垂直
な方向に積層する。As shown in FIG. 9 (a), first, the slurry is printed and thickened on the sheet 1 made of the burnable organic fiber excluding the portions to be the open cells 10 to make a large number of thin layers. A pattern printed sheet 5 having a cylindrical space portion (non-printed portion) is formed, and then this pattern printed sheet is
The cylindrical space portions (non-printing portions 7) are laminated in the direction perpendicular to the pattern printing surface so that the sheets 1 serving as the substrates overlap each other.
【0104】この積層体を焼成すれば、円筒状の空間部
同士の隔壁となっているシート1部分が焼失して、円筒
状の空間が貫通し、パターン印刷面に垂直な方向を軸方
向とする開孔セル10を有するハニカム状セラミック素
構造体9が製造できる。When this laminate is fired, the portion of the sheet 1 which is a partition between the cylindrical spaces is burned down, the cylindrical space penetrates, and the direction perpendicular to the pattern printing surface is taken as the axial direction. The honeycomb-shaped ceramic element structure 9 having the open cells 10 can be manufactured.
【0105】図9(b)に、パターン印刷面に垂直な方
向を軸方向とする開孔セル10を有するハニカム状セラ
ミック素構造体9を示す。FIG. 9B shows a honeycomb-shaped ceramic element structure 9 having open cells 10 whose axial direction is perpendicular to the pattern printing surface.
【0106】なお、シート1が非焼失性のセラミックシ
ート又は、パターン印刷シート間に全面にベタ刷りした
セラミックシートを挟めば、開孔又は完全に連通してい
ないセルを有する、軽量で構造的強度の高いハニカム状
セラミック構造体が容易に製造できる。If the sheet 1 is a non-burnout ceramic sheet or a solid-printed ceramic sheet is sandwiched between pattern printing sheets, it has open holes or cells that are not in complete communication, and is lightweight and structurally strong. A high honeycomb structure can be easily manufactured.
【0107】図10に、パターン印刷シート5に垂直な
方向に角柱状の開孔セルを形成する工程を示すハニカム
状セラミック素構造体9の分解図を示す。以下図10に
基づいて上記工程を説明する。FIG. 10 is an exploded view of the honeycomb-shaped ceramic element structure 9 showing a step of forming prismatic open cells in the direction perpendicular to the pattern printing sheet 5. The above steps will be described below with reference to FIG.
【0108】図10に示すように、まず、焼失性の有機
質繊維からなるシート1に開孔セル10となる部分を除
いた場所に、スラリーを印刷厚盛して、多数の薄厚の円
筒状の空間部(無印刷部)を有するパターン印刷シート
5を形成して、次に、このパターン印刷シートを、円筒
状の空間部(無印刷部7)が連通してするように、パタ
ーン印刷面に垂直な方向に積層する。As shown in FIG. 10, first, the slurry is printed and thickened on the sheet 1 made of the burnable organic fiber except for the portions to be the open cells 10 to form a large number of thin cylinders. A pattern printing sheet 5 having a space portion (non-printing portion) is formed, and then the pattern printing sheet is formed on the pattern printing surface so that the cylindrical space portion (non-printing portion 7) communicates with the pattern printing sheet. Stack in the vertical direction.
【0109】この積層体を焼成すれば、角柱状の空間部
同士の隔壁となっているシート1部分が焼失して、角柱
状の空間が貫通し、パターン印刷面に垂直な方向を軸方
向とする開孔セル10を有するハニカム状セラミック構
造体が製造できる。When this laminated body is fired, the sheet 1 portion which is the partition wall between the prismatic space portions is burned down, the prismatic space penetrates, and the direction perpendicular to the pattern printing surface is defined as the axial direction. A honeycomb-shaped ceramic structure having the open cells 10 can be manufactured.
【0110】また、図10のようにセラミックパターン
が対称図形で印刷されていることで、乾燥時及び焼成時
に通常生じるセラミック質の収縮による、割れ、ひび、
反り、又は欠け等が生じ難く好ましい。Further, since the ceramic pattern is printed in a symmetrical pattern as shown in FIG. 10, cracks, cracks, and the like due to shrinkage of the ceramic material that normally occurs during drying and firing.
Warpage or chipping is less likely to occur, which is preferable.
【0111】さらに、印刷面に平行及び垂直な2方向
に、ともに連通している開孔セルを形成することも可能
である。Furthermore, it is also possible to form open cells that are in communication with each other in two directions parallel and perpendicular to the printing surface.
【0112】図11に、パターンシート5を復数枚積層
することにより、印刷面に平行な方向及び垂直な方向に
連通するに開孔セル10が形成されたハニカム状セラミ
ック素構造体9の分解図を示す。FIG. 11 shows the decomposition of the honeycomb-shaped ceramic element structure 9 in which the open cells 10 are formed so as to communicate with each other in the direction parallel to the printing surface and the direction perpendicular to the printing surface by stacking several pattern sheets 5 again. The figure is shown.
【0113】角柱状の空孔を有するセラミック素材シー
ト3の上に、スラリーを印刷してセラミック質のパター
ン部6を形成してパターンシート5を作り、これを複数
枚、印刷面に垂直な方向に角柱状の空孔が連通するよう
に積層すれば、印刷面に平行な方向及び垂直な方向に連
通するに開孔セル10が形成されたハニカム状セラミッ
ク素構造体9が製造できる。このようなセル構造は流体
の混合や熱交換機に適している。なお、図9のようにセ
ラミック素材シート3を焼失性のシート1でもよい。On the ceramic material sheet 3 having prismatic holes, the slurry is printed to form the ceramic pattern portion 6 to form the pattern sheet 5, and a plurality of the pattern sheets 5 are formed in the direction perpendicular to the printing surface. By stacking the prismatic pores so that they communicate with each other, it is possible to manufacture the honeycomb-shaped ceramic element structure 9 in which the open cells 10 are formed so as to communicate with each other in the direction parallel to the printing surface and the direction perpendicular to the printing surface. Such a cell structure is suitable for fluid mixing and heat exchangers. The ceramic material sheet 3 may be the burnable sheet 1 as shown in FIG.
【0114】<実施例4>図12に、1組のパターンシ
ート5の印刷パターンがセラミック素材シートを介して
交差するようにパターンシート5が積層されているハニ
カム状セラミック素構造体9の分解図を示す。<Embodiment 4> FIG. 12 is an exploded view of the honeycomb-shaped ceramic element structure 9 in which the pattern sheets 5 are laminated so that the print patterns of the pair of pattern sheets 5 intersect with each other through the ceramic material sheets. Indicates.
【0115】セラミック素材シート3上にスラリーが印
刷され島状のパターン部が縞状に形成され、この同型状
の二つのパターンシート5の印刷パターン部6が、互い
に直角に交差するように一つのパターンシート5を90
゜回転させてパターンシート同士を重ね合わせ、一方の
セラミック素材シート3(パターンシート5)の下面が
上壁、パターン部6が側壁、もう一方のセラミック素材
シート3(パターンシート5)の上面が底壁となってい
て、かつ印刷面に平行に連通する開孔セルが2方向に独
立に形成されているハニカム状セラミック素構造体9が
製造できる。The slurry is printed on the ceramic material sheet 3 to form island-shaped pattern portions in stripes, and the print pattern portions 6 of the two pattern sheets 5 of the same shape are formed so as to intersect each other at right angles. 90 pattern sheet 5
The pattern sheets are superposed on each other by rotating ゜, and the lower surface of one ceramic material sheet 3 (pattern sheet 5) is the upper wall, the pattern portion 6 is the side wall, and the upper surface of the other ceramic material sheet 3 (pattern sheet 5) is the bottom. It is possible to manufacture the honeycomb-shaped ceramic element structure 9 in which the open cells which are walls and communicate with each other in parallel to the printing surface are independently formed in two directions.
【0116】このように2方向に独立に連通する開孔セ
ルを有するハニカム状セラミック素構造体は、乾燥時及
び焼成時に通常生じるセラミック質の収縮による、割
れ、ひび、反り、又は欠け等が生じ難いので好ましく、
さらに両方向からの応力に強く構造材料にも適してい
る。さらに、2種の性質の異なる流体を導通させるよう
な熱交換機に適している。As described above, in the honeycomb-shaped ceramic element structure having the open cells communicating independently in two directions, cracks, cracks, warps, chips, etc. occur due to shrinkage of the ceramic material that usually occurs during drying and firing. It is difficult because it is preferable,
Furthermore, it is resistant to stress from both directions and is suitable for structural materials. Further, it is suitable for a heat exchanger that allows two kinds of fluids having different properties to be conducted.
【0117】<実施例5>図13(a)〜(c)に、種
々のパターンシート5、又はパターンシート5及びセラ
ミック素材シート3の積層によるハニカム状セラミック
素構造体の印刷パターン部6に垂直な方向な方向で切断
した分解断面図を示す。<Embodiment 5> In FIGS. 13A to 13C, various pattern sheets 5 or perpendicular to the print pattern portion 6 of the honeycomb-shaped ceramic element structure by laminating the pattern sheet 5 and the ceramic material sheet 3 are stacked. FIG. 3 is an exploded cross-sectional view taken along a different direction.
【0118】(a)は、印刷パターン部6が互いに印刷
面で接し、(b)ではセラミック素材シート3を介して
接し、(c)では、印刷パターン部6は他方のパターン
シートの無印刷部と接着し、比較的セル径の小さいもの
が得られる。In (a), the print pattern portions 6 are in contact with each other on their printing surfaces, in (b) they are in contact with each other via the ceramic material sheet 3, and in (c), the print pattern portion 6 is the non-print portion of the other pattern sheet. And a cell having a relatively small cell diameter can be obtained.
【0119】<実施例6>本発明の製造方法で製造され
る種々の形態のパターンを有するハニカム状セラミック
構造体は、化学反応装置、特に触媒担体、バイオリアク
タ、浄水器、排水浄化装置に適している。これらの場合
は、表面積を増やすためセル径(ハニカム径)を小さく
することが好ましい。そして、印刷技術であるのでセル
径等の寸法精度が非常に高くできて5μm程度であるの
で、精密部品例えばインクジェトヘッド等にも適してい
る。また、比較的セル径を大きくすることにより強度を
保ちながらも軽量化されるので、建築材料(壁、天井、
間仕切り材等)等にも適している。Example 6 The honeycomb-shaped ceramic structure having various patterns produced by the production method of the present invention is suitable for a chemical reaction device, particularly a catalyst carrier, a bioreactor, a water purifier, a waste water purification device. ing. In these cases, it is preferable to reduce the cell diameter (honeycomb diameter) in order to increase the surface area. Since it is a printing technique, the dimensional accuracy such as the cell diameter can be made very high and is about 5 μm, so that it is suitable for precision parts such as an inkjet head. In addition, the relatively large cell diameter reduces weight while maintaining strength, so building materials (walls, ceilings,
Suitable for partition materials, etc.)
【0120】[0120]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第1に、シート状体に、セラミック原料を主成分とする
スラリーを印刷して、セラミックが厚盛された所定の印
刷パターンを形成するパターンシート形成工程と、前記
パターンシートを少くとも一層含み複数層に重ね合わせ
て、前記厚盛された所定パターンと前記重ね合わされた
シートでセルを画成するシート積層工程を含むことを特
徴とするハニカム状セラミック構造体の製造方法によっ
て、ハニカムを形成するセル構造及びセルパターンが自
由設計可能で、微細で高精度な、簡易かつ大量生産に適
したハニカム状セラミック構造体の製造方法を提供でき
る。As described above, according to the present invention,
First, a pattern sheet forming step of printing a slurry containing a ceramic raw material as a main component on a sheet-like body to form a predetermined print pattern on which ceramic is thickly formed, and a plurality of pattern sheet containing at least one pattern sheet. A cell for forming a honeycomb by a method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure, which includes a step of stacking sheets in a layered manner to define cells by the thickened predetermined pattern and the stacked sheets. It is possible to provide a method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure, which has a fine structure, a highly precise structure, a simple and suitable for mass production, in which the structure and cell pattern can be freely designed.
【0121】第2に、前記スラリーの印刷が、所定パタ
ーンに形成したスクリーンを前記シート上に配し、前記
スクリーンを介して前記シート状基体にスラリーを印刷
するスクリーン印刷であることによって、任意のパター
ンのスラリーの印刷を一層簡易に行なうことができる。Secondly, the printing of the slurry is a screen printing in which a screen formed in a predetermined pattern is arranged on the sheet, and the slurry is printed on the sheet-shaped substrate through the screen. It is possible to more easily print the pattern slurry.
【0122】第3に、前記セラミック素材シートと前記
パターンシートを交互に積層することによって、構造が
安定した素構造体から焼成を行なって簡易にハニカム状
セラミック構造体を製造することができる。Thirdly, by alternately laminating the ceramic material sheets and the pattern sheets, it is possible to easily manufacture a honeycomb-shaped ceramic structure by firing from an element structure having a stable structure.
【0123】第4にパターンシートのみを複数層に重ね
合わせることによっても、簡易にハニカム状セラミック
構造体を製造することができる。Fourthly, the honeycomb-shaped ceramic structure can be easily manufactured by stacking only the pattern sheets in a plurality of layers.
【0124】第5に、前記セルが少なくともパターン印
刷面に平行な方向に連通するセルであることにより、こ
のセルを流体が通過することができ、特に化学反応装置
等の触媒担体として用いることができる。Fifth, since the cells communicate with each other at least in the direction parallel to the pattern-printed surface, the fluid can pass through the cells and can be used particularly as a catalyst carrier for a chemical reaction apparatus or the like. it can.
【0125】第6に、所定パターンの印刷面に垂直な貫
通孔を有する前記パターンシートを積層して、前記貫通
孔がパターン印刷面に垂直な方向に連通するセルを形成
することによって、素構造体の形成後に穴開け等をする
ことなく簡易な方法で連通セルを有するハニカム状セラ
ミック構造体を製造することができる。Sixth, by stacking the pattern sheets having through holes perpendicular to the printing surface of a predetermined pattern and forming cells in which the through holes communicate with each other in the direction perpendicular to the pattern printing surface, It is possible to manufacture a honeycomb-shaped ceramic structure having communicating cells by a simple method without making holes after forming the body.
【0126】第7に、少なくとも1組の前記パターンシ
ートの印刷パターンがセラミック素材シートを介して又
は介さずに交差するように積層されていることによっ
て、多方向からの応力に強い。Seventh, since the printed patterns of at least one set of the pattern sheets are laminated so as to intersect with each other with or without the ceramic material sheet, it is resistant to stress from multiple directions.
【0127】第8に、直角に前記印刷パターンが交差し
ていることによって、多方向からの応力に強く、さら
に、印刷後の乾燥工程時、又は焼成時に、割れ、ひび等
の欠陥が生じ難い。Eighth, since the printing patterns intersect each other at right angles, it is resistant to stress from multiple directions, and further, defects such as cracks and cracks are less likely to occur during the drying step after printing or during firing. .
【0128】第9に、前記印刷パターンが線対称に印刷
されていることによって、印刷後の乾燥工程時、又は焼
成時に、割れ、ひび等の欠陥が生じ難い。Ninth, since the printed pattern is printed in line symmetry, defects such as cracks and cracks are unlikely to occur during the drying step after printing or during firing.
【0129】第10に、シート状基体の全面に前記スラ
リーを印刷してセラミック層を形成して前記セラミック
素材シートを形成する工程を含むことによって、印刷法
を用いた連続工程でハニカム状セラミック構造体の製造
を行なうことができ、特に量産性に優れている。Tenth, by including the step of printing the slurry on the entire surface of the sheet-like substrate to form a ceramic layer to form the ceramic material sheet, the honeycomb-like ceramic structure is formed in a continuous process using a printing method. The body can be manufactured, and it is particularly excellent in mass productivity.
【0130】第11に、前記パターンシート及び前記セ
ラミック素材シートの少なくとも一方が、セラミックと
有機質繊維を主成分とする原料からなっていることによ
って、スラリーの印刷性が良好であり、焼成後は繊維分
が焼失して構造体は多孔質となり表面積が広くなるの
で、このような原料からなるハニカム状セラミック構造
体は特に触媒担体等の化学反応装置に適している。Eleventh, since at least one of the pattern sheet and the ceramic material sheet is made of a raw material containing ceramics and organic fibers as main components, the printability of the slurry is good and the fibers after firing are Since the component is burned off and the structure becomes porous and has a large surface area, the honeycomb ceramic structure made of such a raw material is particularly suitable for a chemical reaction device such as a catalyst carrier.
【0131】第12に、前記パターンシートの無印刷部
が前記構造体焼成時に焼失して、積層方向にセルが連通
することによって、穴開けのない通常の平板なシートを
用いても簡易にセル構造を形成できる。Twelfth, since the non-printed portion of the pattern sheet is burnt down during the firing of the structure and the cells are communicated in the stacking direction, the cells can be easily formed even if a normal flat sheet without holes is used. Can form a structure.
【0132】第13に、前記印刷パターンの層の厚さ
が、5μm〜2mmと可変の範囲広く、用途目的に応じ
て自由に選択できる。また、極めて薄い厚さとすること
もできるので、一つのハニカム状セラミック構造体中に
多くのセルを形成することもでき、その場合、セル表面
積が上がり、特に触媒担体等に適している。Thirteenth, the thickness of the layer of the printing pattern is variable in a wide range of 5 μm to 2 mm and can be freely selected according to the purpose of use. Further, since the thickness can be made extremely thin, a large number of cells can be formed in one honeycomb-shaped ceramic structure, in which case the cell surface area is increased, which is particularly suitable for a catalyst carrier and the like.
【0133】第14に、前記ハニカム状セラミック構造
体のセルの横断面方向の短径が0.01〜2mmである
ような微細なセルを寸法精度良く簡易な方法で製造する
ことができる。このように、セルの横断面径を可変の範
囲広く、用途目的に応じて自由に選択でき、極めて小径
とすることもできるので、一つのハニカム状セラミック
構造体中に多くのセルを形成することもでき、その場
合、セル表面積が上がり、特に触媒担体等に適してい
る。Fourteenth, it is possible to manufacture a fine cell having a short diameter of 0.01 to 2 mm in the cross-sectional direction of the cell of the honeycomb-shaped ceramic structure with high dimensional accuracy and a simple method. In this way, the cross-sectional diameter of the cells can be varied over a wide range, can be freely selected according to the purpose of use, and can be extremely small, so that many cells can be formed in one honeycomb-shaped ceramic structure. In that case, the cell surface area is increased, and it is particularly suitable for a catalyst carrier and the like.
【0134】第15に、同一印刷パターンシート上の、
前記印刷パターンの、形状又は/及び材質が異なってい
ることによって、セルに個別の機能を付与することがで
き、原料及び用途に対する適用可能性が極めて高い。Fifteenth, on the same print pattern sheet,
Due to the different shapes and / or materials of the printing patterns, individual functions can be given to the cells, and the applicability to raw materials and applications is extremely high.
【0135】第16に、シート状基体が、有機質を主成
分とする紙又は布からなることによって、スラリーの印
刷性が良好であり、安価であり、さらに、焼成時には紙
又は布の成分である有機質繊維は焼失して構造体の壁部
の材質は多孔質となり、セルの多孔質壁を、種々の目的
に有効に利用できると共に、軽量で構造的強度が高い構
造体となる。また、焼成によるシート状体のスラリー無
印刷部が焼失するので、積層方向(積層面に垂直方向)
貫通孔を設けることができ、格子状に連通するセルを形
成することができる。Sixteenth, since the sheet-like substrate is made of paper or cloth containing an organic substance as a main component, the slurry has good printability, is inexpensive, and is a component of paper or cloth at the time of firing. The organic fibers are burned down, and the material of the wall of the structure becomes porous, so that the porous wall of the cell can be effectively utilized for various purposes, and the structure becomes lightweight and has high structural strength. In addition, since the unprinted portion of the slurry of the sheet-like body is burned by firing, the stacking direction (direction perpendicular to the stacking surface)
Through holes can be provided, and cells that communicate in a grid can be formed.
【0136】第17に、スラリーが、金属粉体又は金属
繊維(又はこれらの両者)から成る金属成分を含むこと
によって、焼成後に、セラミックと金属の複合体からな
る焼結体が得られるので、機械的強度が上がり、その他
添加される金属成分の特性によって種々の機能を発揮さ
せることができる。例えば、ステンレス鋼やリチウム合
金を添加すれば耐食性が特に高くできる。その他には、
鉄、アルミ合金等の一般に使用されている金属(合金も
含む)も添加できる。Seventeenth, since the slurry contains a metal component composed of metal powder or metal fibers (or both of them), a sintered body composed of a composite of ceramic and metal can be obtained after firing. The mechanical strength is increased, and various functions can be exhibited depending on the characteristics of the added metal component. For example, corrosion resistance can be made particularly high by adding stainless steel or a lithium alloy. Other than that,
Commonly used metals (including alloys) such as iron and aluminum alloys can also be added.
【0137】最後に、以上の製造方法上の多様性に基づ
き、他の方法では、製造不可能ないし困難な構造、寸法
のハニカム状セラミック構造体が得られることも、大き
な利点である。Finally, on the basis of the variety of manufacturing methods described above, it is also a great advantage that a honeycomb-shaped ceramic structure having a structure and dimensions that cannot be manufactured or is difficult to obtain by other methods can be obtained.
【図1】本発明の1実施例であるスクリーン印刷法によ
るハニカム状セラミック構造体の製造工程を説明する上
部斜視平面図である工程模式図であり、(a)に、シー
ト1全面にスラリー2をベタ刷りするベタ刷り工程を、
(b)に、シート1に所定パターン6をスクリーン4を
介して刷り込み、所定パターンシート5を形成する所定
パターン印刷シート形成工程を、(c)に、セラミック
素材シート3及び所定パターン印刷シート5を、各シー
ト上下面の法線方向に積層するハニカム状構造体形成工
程を夫々示す。FIG. 1 is a process schematic diagram that is an upper perspective plan view illustrating a manufacturing process of a honeycomb-shaped ceramic structure by a screen printing method that is an embodiment of the present invention, and in FIG. The solid printing process for solid printing
A predetermined pattern print sheet forming step of forming a predetermined pattern sheet 5 by imprinting the predetermined pattern 6 on the sheet 1 through the screen 4 in (b), and the ceramic material sheet 3 and the predetermined pattern print sheet 5 in (c). Shows the honeycomb structure forming step of stacking the sheets in the normal direction of the upper and lower surfaces of each sheet.
【図2】多数の開孔セルを有するハニカム状セラミック
構造体9を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a honeycomb-shaped ceramic structure 9 having a large number of open cells.
【図3】カレンダー法(ロール法)によるセラミック素
材シート3の製造方法を示す模式工程図である。FIG. 3 is a schematic process diagram showing a method for manufacturing a ceramic material sheet 3 by a calendar method (roll method).
【図4】凸凹状にパターン印刷されたパターン印刷シー
ト5を示し、(a)はパターン印刷面である上部平面
図、(b)は開孔セル断面方向の側面図である。4A and 4B show a pattern-printed sheet 5 on which pattern printing is performed in a concavo-convex pattern, in which FIG. 4A is a top plan view of a pattern-printed surface, and FIG.
【図5】開孔セル断面が曲線状(円弧状)にパターン印
刷されたパターン印刷シート5であり、(a)はパター
ン印刷面である上部平面図、(b)は、開孔セル断面方
向の側面図である。FIG. 5 is a pattern print sheet 5 in which a cross section of an open cell is curved (arcuate), (a) is an upper plan view showing a pattern printed surface, and (b) is a cross section direction of the open cell. FIG.
【図6】島状にパターン印刷されたパターン印刷シート
5の上部平面図である。FIG. 6 is a top plan view of a pattern printing sheet 5 on which an island pattern is printed.
【図7】三角突状と長方形状の2種類の形状を有するパ
ターンが印刷されたパターン印刷シート5の上部平面図
である。FIG. 7 is a top plan view of the pattern printing sheet 5 on which patterns having two types of shapes, triangular protrusions and rectangles, are printed.
【図8】種々のパターンが印刷されたパターン印刷シー
ト5の上部平面図を示す。パターン断面が四角、五角、
六角等の多角形、丸、半円、楕円等の略円状、又は不定
形等の任意のパターンが用途・目的に応じて印刷され
る。FIG. 8 is a top plan view of the pattern printing sheet 5 on which various patterns are printed. Pattern cross section is square, pentagon,
An arbitrary pattern such as a polygon such as a hexagon, a circle such as a circle, a semicircle, an ellipse, or an irregular shape is printed according to the use and purpose.
【図9】パターン印刷シート5に垂直な方向に開孔セル
を形成する工程を示す工程模式図である。FIG. 9 is a process schematic diagram showing a process of forming apertured cells in a direction perpendicular to the pattern print sheet 5.
【図10】図10に、パターン印刷シート5に垂直な方
向に角柱状の開孔セルを形成する工程を示すハニカム状
セラミック素構造体9の分解図を示す。FIG. 10 is an exploded view of the honeycomb-shaped ceramic element structure 9 showing the step of forming prismatic open cells in the direction perpendicular to the pattern printed sheet 5.
【図11】図11に、パターンシートを復数枚積層する
ことにより、印刷面に平行な方向及び垂直な方向に連通
するに開孔セル10が形成されたハニカム状セラミック
素構造体9の分解図を示す。FIG. 11 is an exploded view of the honeycomb-shaped ceramic element structure 9 in which the open cells 10 are formed so as to communicate with each other in a direction parallel to the printing surface and a direction perpendicular to the printing surface by stacking several pattern sheets in FIG. The figure is shown.
【図12】1組のパターンシート5の印刷パターンがセ
ラミック素材シートを介して交差するようにパターンシ
ート5が積層されているハニカム状セラミック素構造体
9の分解図を示す。FIG. 12 is an exploded view of the honeycomb-shaped ceramic element structure 9 in which the pattern sheets 5 are laminated so that the printed patterns of the set of pattern sheets 5 intersect with each other with the ceramic material sheets interposed therebetween.
【図13】種々のパターンシート5、又はパターンシー
ト5及びセラミック素材シート3の積層によるハニカム
状セラミック素構造体の印刷パターン部6に垂直な方向
な方向で切断した分解断面図を示し、(a)は、印刷パ
ターン部6が互いに印刷面で接し、(b)ではセラミッ
ク素材シート3を介して接し、(c)では、印刷パター
ン部6は他方のパターンシートの無印刷部と接着する。FIG. 13 is an exploded cross-sectional view taken in a direction perpendicular to the print pattern portion 6 of the honeycomb-shaped ceramic element structure formed by laminating various pattern sheets 5 or the pattern sheet 5 and the ceramic material sheet 3, (a) In (), the print pattern portions 6 are in contact with each other on the print surfaces, in (b) they are in contact with each other via the ceramic material sheet 3, and in (c), the print pattern portions 6 are bonded to the non-print portions of the other pattern sheet.
1 シート 2 スラリー 3 セラミック素材シート 4 スクリーン 5 パターンシート(印刷パターンシート) 6 パターン部(印刷パターン部) 7 無印刷部 8 ステージ 9 ハニカム状セラミック素構造体 10 セル(開孔セル) 1 Sheet 2 Slurry 3 Ceramic Material Sheet 4 Screen 5 Pattern Sheet (Printing Pattern Sheet) 6 Pattern Part (Printing Pattern Part) 7 No Printing Part 8 Stage 9 Honeycomb Ceramic Element Structure 10 Cell (Open Cell)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 修 愛知県犬山市字大門4の1 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Osamu Yamamoto 4-1 Daimon, Inuyama, Aichi Prefecture
Claims (17)
とするスラリーを印刷して、所定の印刷パターンを有す
るセラミック素材シートを形成するパターンシート形成
工程と、 前記パターンシートを少くとも一層含みセラミック素材
シートを複数層に重ね合わせて、前記印刷パターンと前
記重ね合わされたセラミック素材シートの組み合わせで
セルを画成するシート積層工程を含むことを特徴とする
ハニカム状セラミック構造体の製造方法。1. A pattern sheet forming step of forming a ceramic material sheet having a predetermined print pattern by printing a slurry containing a ceramic raw material as a main component on a sheet-shaped substrate, and a ceramic containing at least one pattern sheet. A method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure, comprising a step of stacking material sheets in a plurality of layers and defining cells by a combination of the printed pattern and the stacked ceramic material sheets.
成したスクリーンを前記シート上に配し、前記スクリー
ンを介して前記シート状基体にスラリーを印刷するスク
リーン印刷であることを特徴とする請求項1に記載のハ
ニカム状セラミック構造体の製造方法。2. The printing of the slurry is a screen printing in which a screen formed in a predetermined pattern is arranged on the sheet, and the slurry is printed on the sheet-shaped substrate through the screen. 1. The method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure according to 1.
シートを交互に積層することを特徴とする請求項1又は
2に記載のハニカム状セラミック構造体の製造方法。3. The method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure according to claim 1, wherein the ceramic material sheets and the pattern sheets are alternately laminated.
ることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一に記載の
ハニカム状セラミック構造体の製造方法。4. The method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure according to claim 1, wherein the pattern sheets are laminated in a plurality of layers.
行な方向に連通するセルであることを特徴とする請求項
1〜4のいずれか一に記載のハニカム状セラミック構造
体の製造方法。5. The method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure according to claim 1, wherein the cells are cells communicating with each other at least in a direction parallel to a pattern printing surface.
する前記パターンシートを積層して、前記貫通孔がパタ
ーン印刷面に垂直な方向に連通するセルを形成すること
を特徴とする請求項1〜5のいずれか一に記載のハニカ
ム状セラミック構造体の製造方法。6. A pattern sheet having a through hole perpendicular to a printing surface of a predetermined pattern is laminated to form a cell in which the through hole communicates in a direction perpendicular to the pattern printing surface. The method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure according to any one of 1 to 5.
刷パターンがセラミック素材シートを介して又は介さず
に交差するように積層されていることを特徴とする請求
項1〜6のいずれか一に記載のハニカム状セラミック構
造体の製造方法。7. The print pattern of at least one set of the pattern sheets is laminated so as to intersect with each other with or without the ceramic material sheet interposed therebetween. A method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure according to claim 1.
とを特徴とする請求項7に記載のハニカム状セラミック
構造体の製造方法。8. The method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure according to claim 7, wherein the printed patterns intersect each other at a right angle.
ることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一に記載の
ハニカム状セラミック構造体の製造方法。9. The method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure according to claim 1, wherein the print pattern is printed line-symmetrically.
を印刷してセラミック層を形成して前記セラミック素材
シートを形成する工程を含むことを特徴とする請求項1
〜9のいずれか一に記載のハニカム状セラミック構造体
の製造方法。10. The method according to claim 1, further comprising the step of printing the slurry on the entire surface of the sheet-shaped substrate to form a ceramic layer to form the ceramic material sheet.
10. The method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure according to any one of 9 to 10.
素材シートの少なくとも一方が、セラミックと有機質繊
維を主成分とする原料からなっていることを特徴とする
請求項1〜10のいずれか一に記載のハニカム状セラミ
ック構造体の製造方法。11. The honeycomb according to any one of claims 1 to 10, wherein at least one of the pattern sheet and the ceramic material sheet is made of a raw material containing a ceramic and an organic fiber as a main component. Of manufacturing a ceramic structure.
造体焼成時に焼失して、積層方向にセルが連通すること
を特徴とする請求項1〜11のいずれか一に記載のハニ
カム状セラミック構造体の製造方法。12. The honeycomb-shaped ceramic structure according to claim 1, wherein the non-printed portion of the pattern sheet is burned off during firing of the structure, and the cells are communicated in the stacking direction. Body manufacturing method.
〜2mmであることを特徴とする請求項1〜12のいずれ
か一に記載のハニカム状セラミック構造体の製造方法。13. The layer of the printed pattern has a thickness of 5 μm.
The method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure according to any one of claims 1 to 12, wherein the honeycomb-shaped ceramic structure has a diameter of 2 mm.
の横断面方向の短径が0.01〜2mmであることを特
徴とする請求項1〜13のいずれかに一に記載のハニカ
ム状セラミック構造体の製造方法。14. The honeycomb ceramic structure according to claim 1, wherein the cells of the honeycomb ceramic structure have a minor axis in the transverse direction of 0.01 to 2 mm. Body manufacturing method.
パターンの、形状又は/及び材質が異なっていることを
特徴とする請求項1〜14のいずれか一に記載のハニカ
ム状セラミック構造体の製造方法。15. The manufacture of a honeycomb-shaped ceramic structure according to claim 1, wherein the print patterns on the same print pattern sheet have different shapes and / or materials. Method.
する紙又は布からなることを特徴とする請求項1〜15
のいずれか一に記載のハニカム状セラミック構造体の製
造方法。16. The sheet-shaped substrate is made of paper or cloth containing an organic substance as a main component.
2. The method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure according to any one of 1.
特徴とする請求項1〜16のいずれか一に記載のハニカ
ム状セラミック構造体の製造方法。17. The method for manufacturing a honeycomb-shaped ceramic structure according to claim 1, wherein the slurry contains a metal component.
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1994
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