(57)【要約】【課題】耐熱衝撃性に優れたセラミックスハニカム集合体を提供すること。【解決手段】本発明のハニカム集合体は、多孔質のセラミックスよりなり軸方向にのびる多数のセルが区画された略柱状のハニカム分体と、ハニカム分体を接合する接合材層と、を有し、多数のセルを区画するセル壁をガスが通過するウォールフロー型のハニカム集合体において、多孔質のセラミックスが、ＳｉＣよりなるセラミックス粉末と、セラミックス粉末を構成するＳｉＣ粒子同士を結合するＳｉＣよりなる結合材と、を有し、略柱状のハニカム分体の軸方向の長さ（Ｌ）と、ハニカム分体の軸方向に垂直な断面における断面積（Ｓ）との比（Ｌ／Ｓ）が、０．０１（ｍｍ／ｍｍ２）以上であることを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質のセラミックスよりなり軸方向にのびる多数のセルが区画された略柱状のハニカム分体と、該ハニカム分体を接合する接合材層と、を有し、多数の該セルを区画するセル壁をガスが通過するウォールフロー型のハニカム集合体において、
多孔質の該セラミックスが、ＳｉＣよりなるセラミックス粉末と、該セラミックス粉末を構成するＳｉＣ粒子同士を結合するＳｉＣよりなる結合材と、を有し、
略柱状の該ハニカム分体の軸方向の長さ（Ｌ）と、該ハニカム分体の軸方向に垂直な断面における断面積（Ｓ）との比（Ｌ／Ｓ）が、０．０１（ｍｍ／ｍｍ２）以上であることを特徴とするハニカム集合体。
【請求項２】
多孔質の前記セラミックスは、前記セラミックス粉末と、Ｓｉ３Ｎ４粉末と、Ｃ粉末と、が混合した状態で熱処理が施されてなる請求項１記載のハニカム集合体。
【請求項３】
周方向の外周面上に、０．５ｍｍ以上の厚さの外周材層を有する請求項１〜２のいずれかに記載のハニカム集合体。
【請求項４】
多数の該セルのうち所定のセルの一方の端部を封止する封止材よりなる一端封止部と、
残余の該セルの他方の端部を封止する封止材よりなる他端封止部と、
からなる封止部を有する請求項１〜３のいずれかに記載のハニカム集合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のハニカム分体が接合材層で接合されてなるハニカム集合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、ボイラー、化学反応機器、燃料電池用改質器等の触媒作用を利用する触媒用担体、排ガス中のスス等の微粒子（特にディーゼルエンジンからの排気ガス中の微粒子物質（ＰＭ））の捕集フィルタ（以下、ＤＰＦという）等には、セラミックス製のハニカム構造体が用いられている。
【０００３】
セラミックス製のハニカム構造体は、一般に、多孔質のセラミックスよりなり、流体の流路となる複数のセルをセル壁で区画するハニカム体と、端面が市松模様状を呈するように隣接するセルが互いに反対側となる端部を封止するセラミックスよりなる封止部と、を有している。セラミックス製のハニカム構造体よりなるＤＰＦは、ハニカム体のセルを区画するセル壁を排気ガスが通過するウォールフロー型の触媒として用いられている。ウォールフロー型の触媒は、セル壁に形成された連続した細孔を排気ガスが通過し、細孔を通過できない排気ガス中のＰＭを捕集する。
【０００４】
このＤＰＦを構成可能なセラミックス製のハニカム構造体は、たとえば、特許文献１〜２に開示されている。
【０００５】
特許文献１には、多孔質セラミックスからなる柱状体のハニカム構造体であって、貫通孔（セル）の長手方向に垂直な断面の最長辺の長さｌ（ｍｍ）と、柱状体の長手方向の長さＬ（ｍｍ）とが、６０≦Ｌ／ｌ≦５００であり、かつ、セルの内壁の面粗度Ｒａが、Ｒａ≦１００μｍであるハニカム構造体が記載されている。さらに、特許文献１には、ハニカム構造体のハニカム体を一体で形成すること、及びセラミックス部材（ハニカム分体）を組み合わせてハニカム体を形成すること、が記載されている。
【０００６】
特許文献２には、多孔質セラミックス焼結体からなる複数の柱状ハニカムフィルタ（ハニカム分体）の外周面同士をセラミックス質シール材層を介して接着して一体化してなり、ハニカムフィルタの長さＬと、断面積Ｓとの比Ｌ／Ｓが、０．０６（ｍｍ／ｍｍ２）〜０．７５（ｍｍ／ｍｍ２）であるセラミックスフィルタ集合体（ハニカム集合体）が記載されている。
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の一体で形成されたハニカム構造体は、その製造（成型）が困難であるという問題があった。さらに、熱による体積変化を生じたときに、外周部近傍では軸心部からの体積変化が蓄積されており、体積変化量が大きくなり、クラックが発生しやすくなっていた。
【０００８】
また、引用文献２に記載のハニカム集合体は、ハニカム分体の長さと断面積の範囲が規定されており、断面積の大きなハニカム集合体を製造しようとすると、多数のハニカム分体が必要となり、接合に要するコストが増加するとともに、接合材層が増加してＤＰＦとしての有効面積が小さくなるという問題があった。具体的には、引用文献２の実施例では、２０ｍｍ角の柱状のハニカム分体が記載されており、このサイズのハニカム分体からφ３０．４８ｃｍ（１２インチ）のハニカム集合体を作成するためには、およそ２２５本のハニカム分体が必要となっている。
【０００９】
さらに、引用文献２に記載のハニカム集合体は、ハニカム分体の長さと断面積の範囲を規定することで、それぞれのハニカム分体内での温度ムラの発生が抑えられるが、さらなる特性の向上（ハニカム構造体（集合体）の耐熱衝撃性の向上）も求められている。
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００３−０７４８４８号公報
【特許文献２】特開２００１−９６１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、耐熱衝撃性に優れたハニカム集合体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明者らは、ハニカム分体を接合してなるハニカム集合体に関して検討を重ねた結果本発明をなすに至った。
【００１２】
すなわち、本発明のハニカム集合体は、多孔質のセラミックスよりなり軸方向にのびる多数のセルが区画された略柱状のハニカム分体と、ハニカム分体を接合する接合材層と、を有し、多数のセルを区画するセル壁をガスが通過するウォールフロー型のハニカム集合体において、多孔質のセラミックスが、ＳｉＣよりなるセラミックス粉末と、セラミックス粉末を構成するＳｉＣ粒子同士を結合するＳｉＣよりなる結合材と、を有し、略柱状のハニカム分体の軸方向の長さ（Ｌ）と、ハニカム分体の軸方向に垂直な断面における断面積（Ｓ）との比（Ｌ／Ｓ）が、０．０１（ｍｍ／ｍｍ２）以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のハニカム集合体は、ＳｉＣ粒子を、粒子と同じＳｉＣよりなる結合材が結合した構成となっている。つまり、ＳｉＣ粒子とＳｉＣ結合材とがネックを形成している。つまり、ＳｉＣ粒子が焼結した場合にはＳｉＣ粒子同士の間のネックが異常粒成長の原因となっていたが、本発明ではこのような異常粒成長が生じないために、均一な組織となっている。この結果、本発明のハニカム集合体は、多孔質のセラミックスが強度に優れたものとなり、この結果、耐熱衝撃性に優れたものとなっている。
【００１４】
また、本発明のハニカム集合体は、略柱状のハニカム分体が接合材層で接合されてなる。このような構成となることで、それぞれのハニカム分体で熱による体積変化が生じても、特定のハニカム分体にその体積変化が蓄積されないため、クラックが発生しなくなっている。さらに、ハニカム分体の軸方向の長さ（Ｌ）と、ハニカム分体の軸方向に垂直な断面における断面積（Ｓ）との比（Ｌ／Ｓ）が、０．０１（ｍｍ／ｍｍ２）以上と規定されたことで、フィルタとして十分な性能を確保しつつ、かつ製造性に優れたハニカム集合体となっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明のハニカム集合体は、多孔質のセラミックスよりなり軸方向にのびる多数のセルが区画された略柱状のハニカム分体と、ハニカム分体を接合する接合材層と、を有し、多数のセルを区画するセル壁をガスが通過するウォールフロー型のハニカム集合体である。ウォールフロー型のハニカム集合体は、セルを区画するセル壁の細孔をガスが通過するときに、細孔径よりも大きな粒子が捕捉される。
【００１６】
本発明のハニカム集合体は、ハニカム分体が接合材層で接合されており、大型のハニカム集合体を精度良く製造できる。さらに、本発明のハニカム集合体はハニカム分体が接合材層で接合されており、それぞれのハニカム分体が熱による体積変化を生じたときに、それぞれのハニカム分体の体積変化量が限定され、クラックが発生しなくなる。
【００１７】
そして、本発明のハニカム集合体は、多孔質のセラミックスが、ＳｉＣよりなるセラミックス粉末と、セラミックス粉末を構成するＳｉＣ粒子同士を結合するＳｉＣよりなる結合材と、を有する。
【００１８】
本発明のハニカム集合体は、隣接するＳｉＣ粒子が結合材で固定された構成となっている。このような構成となっていることにより、多孔質セラミックスにおける細孔設計の自由度が向上している。つまり、細孔となるセラミックス粒子間のすき間の大きさ及び分布を容易に制御できる。そして、この細孔を均一な状態でもつ多孔質セラミックスを得ることができる。
【００１９】
本発明のハニカム集合体は、ＳｉＣ粉末をＳｉＣ結合材で結合している。すなわち、粒子と結合材とが同じ材質となっており、ＳｉＣ粒子と結合材との界面での剥離が生じにくくなり、接合性が向上している。すなわち、ハニカム分体を構成する多孔質のセラミックス自身の強度が向上し、耐熱衝撃性に優れたものとなっている。
【００２０】
さらに、本発明のハニカム集合体は、多数の微細な細孔を有しており、この細孔がハニカム集合体の熱膨張（収縮）時の体積変化を緩衝する。これにより、本発明のハニカム集合体は、さらに、セラミックス粒子の体積変化を緩衝することができる。
【００２１】
そして、本発明のハニカム集合体では、略柱状のハニカム分体の軸方向の長さ（Ｌ）と、ハニカム分体の軸方向に垂直な断面における断面積（Ｓ）との比（Ｌ／Ｓ）が、０．０１以上である。ハニカム分体の軸方向の長さと断面積との比が０．０１（ｍｍ／ｍｍ２）以上となることで、耐熱性と製造性とに優れたハニカム集合体となる。なお、略柱状のハニカム分体とは、ハニカム分体の見かけ上の形状である。また、ハニカム分体の軸方向に垂直な断面における断面積とは、見かけ上の断面積であって、軸方向に垂直な断面における外周部の内部の面積を示す。
【００２２】
ハニカム分体のＬ／Ｓが０．０１（ｍｍ／ｍｍ２）未満となる（ハニカム分体の断面積が大きくなる）と、ハニカム分体の断面において部分的に温度差が大きくなり（温度ムラが発生し）、熱衝撃時等にクラックが発生しやすくなる。
【００２３】
ハニカム分体のＬ／Ｓは、０．０１（ｍｍ／ｍｍ２）以上であればよく、その上限が限定されるものではないが、実用上、０．７５（ｍｍ／ｍｍ２）以下であることが好ましい。ハニカム分体のＬ／Ｓが０．７５（ｍｍ／ｍｍ２）を超える（ハニカム分体の断面積が小さくなる）と、所定の断面積のハニカム集合体を得るために要求されるハニカム分体の数が多くなり、ハニカム分体の接合に要するコストが増加する。さらに、フィルタとしての有効面積が小さくなり、微細な粒子を捕集しにくくなる。より好ましいハニカム分体のＬ／Ｓは、０．０３〜０．２５（ｍｍ／ｍｍ２）である。
【００２４】
ハニカム分体のＬ／Ｓは、Ｌが１５０ｍｍ以下の場合には、０．０２〜０．０５（ｍｍ／ｍｍ２）であることが好ましく、０．０３〜０．０５（ｍｍ／ｍｍ２）であることがより好ましい。また、ハニカム分体のＬ／Ｓは、Ｌが１５０ｍｍを超える場合には、０．０１〜０．０４（ｍｍ／ｍｍ２）であることが好ましく、０．０１〜０．０３（ｍｍ／ｍｍ２）であることがより好ましい。
【００２５】
本発明において、ハニカム分体の形状は特に限定されるものではないが、製造の容易さ等から、軸方向に垂直な断面での外形が方形状の角柱状を有することが好ましい。軸方向に垂直な断面での外形が正方形状の角柱状を有することがさらに好ましい。
【００２６】
本発明において、ハニカム集合体が複数の断面形状の異なるハニカム分体を有する場合には、略柱状のハニカム分体の比（Ｌ／Ｓ）は、最も数が多いハニカム分体の断面積、全てのハニカム分体の平均断面積、軸心部に位置するハニカム分体の断面積、のいずれかひとつに基づいて求めることができる。所定の断面積のハニカム分体を複数製造し、それぞれを接合材で接合した後に外周形状を成形する場合には、所定の断面積のハニカム分体から比（Ｌ／Ｓ）を求めることができる。
【００２７】
多孔質のセラミックスは、セラミックス粉末と、Ｓｉ３Ｎ４粉末と、Ｃ粉末と、が混合した状態で熱処理が施されてなることが好ましい。Ｓｉ３Ｎ４粉末のＳｉ３Ｎ４とＣ粉末のＣとが熱処理の熱により反応を生じ、結合材となるＳｉＣを生成する。
【００２８】
各粉末の混合粉末の熱処理温度は限定されるものではないが、ＳｉＣが焼結する温度（２３００℃）よりも低い温度であることが好ましく、１５００〜１８５０℃であることがより好ましい。１５００〜１８５０℃で熱処理を施しても、セラミックス粉末は焼結せずに異常粒成長が生じない。熱処理温度が１５００℃未満では、ＳｉＣの生成反応がほとんど進行せず、１８５０℃を超えるとＳｉＣ粉末の焼結が進行しやすくなる。
【００２９】
本発明において、それぞれのハニカム分体に形成されたセルの大きさ（セル形状）は、同じであっても、異なっていても、いずれでもよい。それぞれのセラミックス分体のセルの大きさ（セル形状）は、同じであることが好ましい。
【００３０】
本発明において、ハニカム分体を接合する接合材層についても、従来公知の接合材を用いて形成することができる。この接合材としては、たとえば、ＳｉＣ系接合材を用いることができる。ハニカム分体を接合材で接合したときにハニカム分体の間に形成される接合材層は、０．５〜５ｍｍの厚さで形成することが好ましい。
【００３１】
本発明のハニカム集合体は、周方向の外周面上に、０．５ｍｍ以上の厚さの外周材層を有することが好ましい。外周材層をもつことで、ハニカム集合体をＤＰＦなどに使用したときに生じる形状変化が抑えられる。具体的には、ハニカム集合体をＤＰＦなどの用途に使用したときに、ハニカム集合体は高熱にさらされる。そして、ハニカム集合体は、熱膨張を生じる。外周材層をもつことでこの熱膨張を抑えることができる。外周材層を構成する材質は、従来公知の材質を用いることができる。たとえば、ＳｉＣ、シリカ系化合物、チタン酸アルミニウムなどのアルミナ系化合物などを用いることができる。
【００３２】
また、外周材層は、ハニカム集合体の形状により異なるため、その厚さが一概に決定できるものではないが、たとえば、０．５ｍｍ以上の厚さで形成することが好ましい。さらに好ましくは、０．５〜５．０ｍｍである。
【００３３】
本発明のハニカム集合体は、ＤＰＦに用いることが好ましい。本発明のハニカム集合体は、隔壁部と封止部とを備えたことで、隔壁部のセルを区画するセル壁を排気ガス（気体）が通過するウォールフロー型のフィルタ触媒として用いることができ、このようなフィルタ触媒のうち特に、ＤＰＦとして用いることが好ましい。
【００３４】
本発明のハニカム集合体をＤＰＦとして用いるときに、少なくとも隔壁部の細孔表面に、アルミナ等よりなる多孔質酸化物、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ等の触媒金属の少なくともひとつを担持したことが好ましい。これらの物質を担持したことで、ＤＰＦとしてパティキュレートなどの浄化性能が向上する。
【００３５】
本発明のハニカム集合体は、その外周形状が特に限定されるものではなく、従来公知の形状とすることができる。たとえば、断面が真円や楕円の略円柱状、断面が方形や多角形の角柱状とすることができ、より好ましくφ１４０ｍｍ、軸方向の長さが１５０ｍｍの円柱形状である。
【００３６】
本発明のハニカム集合体の製造方法は、特に限定されるものではないが、たとえば、以下の製造方法で製造することができる。
【００３７】
まず、軸方向にセルが区画された略角柱状のハニカム分体を、従来公知の製造方法で製造する。そして、焼成したときにハニカム分体を構成するセラミックスを主成分とするセラミックスを形成できる粘土（スラリー）を調製し、この粘土をハニカム分体の接合体のセルの端部に注入する。この粘土の注入は、それぞれの端面が市松模様をなすようになされることが好ましい。このとき、さらに、ハニカム集合体の外周面を区画するセルには、その両端に粘土を注入することが好ましい。
【００３８】
粘土が注入された成形体を加熱焼成して、セルの端部に０．５ｍｍ以上の封止部を形成されたハニカム分体が製造する。
【００３９】
その後、成形体の外周面に従来公知の接合材（たとえば、ＳｉＣ系接合材）を塗布し、塗布面に別のハニカム分体を貼り合わせていき、加熱焼成する。
【００４０】
つづいて、焼成体の周方向の外周面を切削等の手段で成形する。この成形は、両端に封止部が形成されたセルが外周面を形成するようにすることが好ましい。
【００４１】
そして、周方向の外周面に、ＳｉＣを主成分とする外周材スラリーを塗布し、乾燥、焼成して外周材層を形成する。このようにして、本発明のハニカム集合体を製造できる。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例を用いて本発明を説明する。
【００４３】
本発明の実施例として、ＤＰＦ用ハニカム集合体を製造した。
【００４４】
（実施例１）
実施例のＤＰＦ用ハニカム集合体の製造方法を以下に示す。
【００４５】
まず、平均粒径１２μｍのＳｉＣ粉末７５重量部、平均粒径１０μｍのＳｉ３Ｎ４粉末２０重量部、平均粒径１５μｍのＣ粉末５重量部を秤量し、有機バインダとしてメチルセルロースを加えたものに水を加えて適度の粘性にしたものに界面活性剤を加えて混合、混練した。得られた粘土を所定の形状の開口部を備えた型を用いて押出成形法で成形し、乾燥した。この成形体は、断面が正方形の角柱状をなし、かつ断面が正方形状に区画されたセルをもつ。
【００４６】
乾燥後、成形体の製造に用いた粘土を、乾燥させた成形体の両端の端部から所定のセルに注入し、８０℃で乾燥させた。ここで、所定のセルとは、粘土が注入されたセルが市松模様状をなすようにもうけられている。また、セルの一方の端部または他方の端部のみに粘土が注入された。
【００４７】
その後、２３００℃でセルにスラリーが注入された成形体を熱処理して成形体を焼成した。これにより、ハニカム分体２が製造できた。
【００４８】
製造されたハニカム分体２は、軸方向に垂直な断面が１辺：３５ｍｍの正方形状をなし（軸方向に垂直な断面積（Ｓ）：１２２５ｍｍ２）、軸方向長さ（Ｌ）が１５２ｍｍの略角柱状に形成されている。このハニカム分体２のＬ／Ｓは０．１２（ｍｍ／ｍｍ２）である。ハニカム分体２を図１に示した。
【００４９】
図１に示したように、製造されたハニカム分体２は、端面が市松模様状をなすように、封止材３が封入されている。
【００５０】
そして、ハニカム分体２同士をＳｉＣ系接合材で接合した。このＳｉＣ系接合材は、平均粒径（Ｄ５０）が３８μｍのＳｉＣ粉末（粗大粉末）（信濃電気製錬株式会社製、商品名：ＧＰ＃４００）３５重量部、Ｄ５０が１．０μｍのＳｉＣ粉末（微細粉末）（信濃電気製錬株式会社製、商品名：ＳＥＲ−Ａ１０）２９重量部、繊維長が１ｍｍ以下のムライトよりなる無機繊維（新日化サーマルセラミックス株式会社製、商品名：ＳＣ１２６０−Ａ１０）１０重量部、１．５ｗｔ％でカルボキシルメチルセルロース（ＣＭＣ）を含む水溶液よりなる有機バインダ（ダイセル化学工業株式会社製、商品名：ＤＮ４００Ｈ）１０重量部、コロイダルシリカよりなる無機バインダ（日産化学工業株式会社製、商品名：スノーテックスＯ）１６重量部、を秤量し、混練して製造された。
【００５１】
接合材による接合は、厚さが１．０±０．５ｍｍとなるように接合材をハニカム分体２の外周面に塗布した後、別のハニカム分体２をこの面にすりあわせて接合した。この接合を繰り返して、断面が正方形をなすように１６個のハニカム分体２を接合し、８０℃で乾燥した。ハニカム分体２の接合体の端面を図２に示した。
【００５２】
そして、この接合体を電動ノコギリを用いて切削して外周形状を成形した。電動ノコギリによる切削は、両端部に封止材が形成されたセルが外周面を形成する略円柱状をなすようになされた。
【００５３】
つづいて、外周材スラリーを調製した。外周材スラリーは、平均粒径２０μｍのＳｉＣ粉末５０重量部、平均粒径１μｍの球状シリカ粉末１９重量部、バインダとして１．２６ｗｔ％のＣＭＣ溶液２５重量部、及び分散剤としてアニオン系分散剤１重量部、結合剤としてコロイダルシリ力５重量部、を十分に混合して調製された。
【００５４】
そして、研削後の焼成体に調製された外周材スラリーを、切削体の外周面に塗布し、８０℃で乾燥した後に８５０℃で加熱して接合材及びスラリーを固化させた。これにより、外周面上に厚さが１．５ｍｍの外周材層４が形成できた。
【００５５】
以上により、本実施例のハニカム集合体１を製造することができた。本実施例のハニカム集合体１をその端面で図３に示した。
【００５６】
本実施例のハニカム集合体１は、複数の断面正方形の略柱状のハニカム分体２が接合材層５を介して接合され、周方向の外周に外周材層４が形成されてなっている。そして、ハニカム分体２の軸方向の長さ（Ｌ）と、ハニカム分体の軸方向に垂直な断面における断面積（Ｓ）との比（Ｌ／Ｓ）が、０．１２（ｍｍ／ｍｍ２）となっている。
【００５７】
（実施例２）
本実施例は、ハニカム分体２の形状（サイズ）が異なること以外は、実施例１と同様にして製造されたハニカム集合体である。
【００５８】
本実施例に用いられたハニカム分体は、軸方向に垂直な断面が１辺：５０ｍｍの正方形状をなし（軸方向に垂直な断面積（Ｓ）：２５００ｍｍ２）、軸方向長さ（Ｌ）が１５２ｍｍの略角柱状に形成されている。このハニカム分体のＬ／Ｓは０．０６（ｍｍ／ｍｍ２）である。
【００５９】
（実施例３）
本実施例は、ハニカム分体２の形状（サイズ）が異なること以外は、実施例１と同様にして製造されたハニカム集合体である。
【００６０】
本実施例に用いられたハニカム分体は、軸方向に垂直な断面が１辺：１０５ｍｍの正方形状をなし（軸方向に垂直な断面積（Ｓ）：１１０２５ｍｍ２）、軸方向長さ（Ｌ）が１５２ｍｍの略角柱状に形成されている。このハニカム分体のＬ／Ｓは０．０１（ｍｍ／ｍｍ２）である。
【００６１】
（実施例４）
本実施例は、ハニカム分体２の形状（サイズ）が異なること以外は、実施例１と同様にして製造されたハニカム集合体である。
【００６２】
本実施例に用いられたハニカム分体は、軸方向に垂直な断面が１辺：３５ｍｍの正方形状をなし（軸方向に垂直な断面積（Ｓ）：１２２５ｍｍ２）、軸方向長さ（Ｌ）が３０５ｍｍの略角柱状に形成されている。このハニカム分体のＬ／Ｓは０．２５（ｍｍ／ｍｍ２）である。
【００６３】
（実施例５）
本実施例は、ハニカム分体２の形状（サイズ）が異なること以外は、実施例１と同様にして製造されたハニカム集合体である。
【００６４】
本実施例に用いられたハニカム分体は、軸方向に垂直な断面が１辺：５０ｍｍの正方形状をなし（軸方向に垂直な断面積（Ｓ）：２５００ｍｍ２）、軸方向長さ（Ｌ）が３０５ｍｍの略角柱状に形成されている。このハニカム分体のＬ／Ｓは０．１２（ｍｍ／ｍｍ２）である。
【００６５】
（実施例６）
本実施例は、ハニカム分体２の形状（サイズ）が異なること以外は、実施例１と同様にして製造されたハニカム集合体である。
【００６６】
本実施例に用いられたハニカム分体は、軸方向に垂直な断面が１辺：１０５ｍｍの正方形状をなし（軸方向に垂直な断面積（Ｓ）：１１０２５ｍｍ２）、軸方向長さ（Ｌ）が３０５ｍｍの略角柱状に形成されている。このハニカム分体のＬ／Ｓは０．０３（ｍｍ／ｍｍ２）である。
【００６７】
（比較例１）
まず、α型炭化珪素粉末５１．５重量部とβ型炭化珪素粉末２２重量部とを湿式混合し、得られた混合物に有機バインダ（メチルセルロース）と水とをそれぞれ６．５重量部、２０重量部ずつ加えて混練した。次に、混練物に可塑剤と潤滑剤とを少量加えてさらに混練したものを押出成形して、角柱状の成形体を得た。
【００６８】
次に、この成形体をマイクロ波乾燥機を用いて乾燥した後、成形体のセルを多孔質ＳｉＣセラミックス製の封止用ペーストによって封止した。次いで、再び乾燥機を用いて封止用ペーストを乾燥させた。端面封止工程に続いて、この乾燥体を４００℃で脱脂した後、さらにそれを常圧のアルゴン雰囲気下において２２００℃で約３時間焼成した。その結果、多孔質ＳｉＣセラミックス製のハニカム分体を得た。
【００６９】
製造されたハニカム分体は、軸方向に垂直な断面が１辺：３５ｍｍの正方形状をなし（軸方向に垂直な断面積（Ｓ）：１２２５ｍｍ２）、軸方向長さ（Ｌ）が１５２ｍｍの略角柱状に形成されている。このハニカム分体２のＬ／Ｓは０．１２（ｍｍ／ｍｍ２）である。
【００７０】
つづいて、セラミックスファイバ（アルミナシリケートセラミックファイバ、ショット含有率３％、繊維長さ０．１ｍｍ〜１００ｍｍ）２３．３重量部、平均粒径０．３μｍのＳｉＣ粉末３０．２重量部、無機バインダとしてのシリカゾル（ゾルのＳｉＯ２の換算量は３０％）７重量部、有機バインダとしてのＣＭＣ０．５重量部及び水３９重量部を混合・混練した。この混練物を適当な粘度に調整することにより、接合材として使用される接合材ペーストを作製した。
【００７１】
次に、ハニカム分体の外周面に接合材ペーストを厚さが１．０±０．５ｍｍとなるように均一に塗布するとともに、ハニカム分体の外周面同士を互いに密着させた状態で、５０℃〜１００℃×１時間の条件にて乾燥・硬化させる。そして、ハニカム分体同士を厚さ１．５ｍｍの接合材層を介して接着し、ハニカム分体の集合体である本比較例のハニカム集合体が製造された。
【００７２】
上記したように、本比較例は、特許文献２の実施例１に記載の製造方法により製造されたハニカム集合体である。
【００７３】
本比較例のハニカム集合体１は、複数の断面正方形の略柱状のハニカム分体２が接合材層５を介して接合され、周方向の外周に外周材層４が形成されてなっている。そして、ハニカム分体２の軸方向の長さ（Ｌ）と、ハニカム分体の軸方向に垂直な断面における断面積（Ｓ）との比（Ｌ／Ｓ）が、０．１２（ｍｍ／ｍｍ２）となっている。
【００７４】
（比較例２）
本比較例は、ハニカム分体２の形状（サイズ）が異なること以外は、比較例１と同様にして製造されたハニカム集合体である。
【００７５】
本比較例に用いられたハニカム分体は、軸方向に垂直な断面が１辺：１０５ｍｍの正方形状をなし（軸方向に垂直な断面積（Ｓ）：１１０２５ｍｍ２）、軸方向長さ（Ｌ）が１５２ｍｍの略角柱状に形成されている。このハニカム分体のＬ／Ｓは０．０１（ｍｍ／ｍｍ２）である。
【００７６】
（比較例３）
本比較例は、ハニカム分体２の形状（サイズ）が異なること以外は、比較例１と同様にして製造されたハニカム集合体である。
【００７７】
本比較例に用いられたハニカム分体は、軸方向に垂直な断面が１辺：１０５ｍｍの正方形状をなし（軸方向に垂直な断面積（Ｓ）：１１０２５ｍｍ２）、軸方向長さ（Ｌ）が３０５ｍｍの略角柱状に形成されている。このハニカム分体のＬ／Ｓは０．０３（ｍｍ／ｍｍ２）である。
【００７８】
（評価）
各実施例及び比較例のハニカム集合体の評価を行った。
【００７９】
（耐久試験）
まず、各実施例及び比較例のハニカム集合体をＤＰＦとして、実際の車両の排気系に設置し、排気ガスを供給した後のクラックの発生状況を確認した。
【００８０】
具体的には、ＱＤ３２ディーゼルエンジン（日産自動車）を搭載した車両の排気系にハニカム集合体を組み付け、エンジンの回転数を１０００、１５００、２０００、２５００、３０００ｒｐｍにそれぞれ固定した状態でアクセル開度を６０％、８０％、１００％の状態に開き、排気ガスを供給した。一定時間経過した後に集合体を取り出し、目視にてクラックの発生状況を確認した。結果を表１に示した。なお、表１においては、クラックが確認できなかった場合を○、クラックを確認できた場合を×とした。
【００８１】
【表１】
2010024072.tif 000002
【００８２】
表１に示したように、各実施例のハニカム集合体（ＤＰＦ）では、クラックの発生が確認できなかったが、比較例２〜３のハニカム集合体（ＤＰＦ）では、ハニカム分体にクラックの発生が確認された。
【００８３】
（曲げ強度）
次に、実施例１及び比較例１のハニカム分体に、３点曲げ試験を施して、それぞれのハニカム分体の強度を測定した。
【００８４】
３点曲げ試験は、ＪＩＳ  Ｒ１６０１に準拠し、支点間距離４０ｍｍ、クロスヘッドスピード０．５ｍｍ／ｍｉｎで測定した。
【００８５】
実施例のハニカム分体の３点曲げ強度が７２ＭＰａだったのに対し、比較例では５８ＭＰａであった。このように、実施例１のハニカム分体は、比較例１に比べて、強固で堅牢なものであることが確認された。
【００８６】
（ＳＥＭ写真）
次に、実施例１及び比較例１のハニカム分体のＳＥＭ写真を撮影した。ＳＥＭ写真を図４〜５に示した。
【００８７】
実施例１及び比較例１のハニカム基材のＳＥＭ写真に示したように、実施例１のハニカム分体（を構成する多孔質のＳｉＣセラミックス）は、ＳｉＣ粒子が均一に残りながら、結合材によるしっかりとしたネックが形成されているのに対し、比較例１のハニカム分体（を構成する多孔質のＳｉＣセラミックス）では、焼結が進むことによる異常粒成長により、不均一な箇所が存在するのが、ＳＥＭ画像から確認できる。この不均一な箇所は、強度が低く、ハニカム分体（ハニカム集合体）の耐熱衝撃性などの低下の原因となっている。
【００８８】
さらに、実施例１のＳｉＣセラミックスは、ＳｉＣの粒子径が、比較例１の場合よりも小さいことが確認できる。そして、実施例１のハニカム分体は、比較例１のハニカム分体よりも微細な細孔を有していることが確認できる。この微細な細孔により、実施例１は、より微細な粒子を捕捉できるフィルタとなっていることがわかる。
【００８９】
このように、ハニカム分体２の軸方向の長さ（Ｌ）と、ハニカム分体の軸方向に垂直な断面における断面積（Ｓ）との比（Ｌ／Ｓ）が、規定の範囲内にある実施例のハニカム集合体は、フィルタとしての十分な性能を確保しつつ、かつ製造性に優れたハニカム集合体となっている。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】実施例１のハニカム集合体に用いられるハニカム分体を示した図である。
【図２】実施例１のハニカム分体の接合体の端面を示した図である。
【図３】実施例１のハニカム集合体の端面を示した図である。
【図４】実施例１のハニカム集合体のハニカム分体の断面のＳＥＭ写真である。
【図５】比較例１のハニカム集合体のハニカム分体の断面のＳＥＭ写真である。
【符号の説明】
【００９１】
１：ハニカム集合体
２：ハニカム分体
３：封止材
４：外周材層
５：接合材層
【図１】
2010024072.tif 000003
【図２】
2010024072.tif 000004
【図３】
2010024072.tif 000005
【図４】
2010024072.tif 000006
【図５】
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