(57)【要約】【課題】  セラミックハニカムフィルタの端面の隔壁にクラックが生じ難く、目封止部の強度が十分であり、煤捕集性能が低下し難いセラミックハニカムフィルタとその製造方法を得る。【解決手段】  隔壁により囲まれた複数の流通孔が隣接して設けられたセラミックハニカム構造体の、前記流通孔が開口する二つの開口端のうちの一方の開口端が目封止部で目封止され、残余の流通孔が前記一方の開口端とは反対側の開口端が目封止部で目封止されてなるセラミックハニカムフィルタであって、前記目封止部は、焼成済みの目封止部と未焼成の目封止部とで形成されていることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔壁により囲まれた複数の流通孔が隣接して設けられたセラミックハニカム構造体の、前記流通孔が開口する二つの開口端のうちの一方の開口端が目封止部で目封止され、残余の流通孔が前記一方の開口端とは反対側の開口端が目封止部で目封止されてなるセラミックハニカムフィルタであって、前記目封止部は、焼成済みの目封止部と未焼成の目封止部とで形成されていることを特徴とするセラミックハニカムフィルタ。
【請求項２】
前記一端面内の全目封止部に対し、前記未焼成の目封止部の割合が5%以下であることを特徴とする請求項１に記載のセラミックハニカムフィルタ。
【請求項３】
少なくとも、前記一方の開口端において、前記未焼成の目封止部が隔壁を介して隣接して形成されていないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセラミックハニカムフィルタ。
【請求項４】
前記未焼成の目封止部は、セラミック粒子及び非晶質酸化物マトリックスを含有し、前記非晶質酸化物マトリックスはコロイド状酸化物から形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセラミックハニカムフィルタ。
【請求項５】
隔壁により囲まれた複数の流通孔が隣接して設けられたセラミックハニカム構造体の、前記流通孔が開口する二つの開口端のうちの一方の開口端が目封止部で目封止され、残余の流通孔が前記一方の開口端とは反対側の開口端が目封止部で目封止されてなるセラミックハニカムフィルタの製造方法であって、
前記開口端にマスクを備え、前記マスクは、目封止すべき流通孔部のうち、95％以上100％未満の流通孔部が開孔された第１の流通孔に、第１の目封止材スラリーを浸漬させ、前記マスクを除去後、前記第１の目封止材スラリーを乾燥、焼成し、
前記目封止すべき流通孔部の残余の流通孔である第２の流通孔部に、第２の目封止材スラリーを導入し乾燥することを特徴とするセラミックハニカムフィルタの製造方法。
【請求項６】
前記第２の目封止材スラリーは、セラミックス粒子、無機バインダー、及び/または、有機バインダー、及び水を含有することを特徴とする請求項５に記載のセラミックハニカムフィルタの製造方法。
【請求項７】
前記第２の流通孔部に管状部材を挿入して、前記第２の目封止材スラリーを導入することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のセラミックハニカムフィルタの製造方法。
【請求項８】
前記管状部材先端部の外径は、前記第２の流通孔部の開口幅の30%〜80%であることを特徴とする請求項７に記載のセラミックハニカムフィルタの製造方法。
【請求項９】
前記第２の目封止材スラリー中のセラミックス粒子は、平均粒子径D50が30〜100μmであり、150μm以上の粒子を1%以上、15μm以下の粒子を1%以上含むことを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれか１項に記載のセラミックハニカムフィルタの製造方法。
【請求項１０】
前記第２の目封止材スラリー中の無機バインダーは、前記セラミックス粉末に対して質量比で3〜25%であることを特徴とする請求項５乃至請求項９のいずれか１項に記載のセラミックハニカムフィルタの製造方法。
【請求項１１】
前記第２の目封止材スラリー中の有機バインダーは、前記セラミックス粉末に対して質量比で2%以上であることを特徴とする請求項５乃至請求項１０のいずれか１項に記載のセラミックハニカムフィルタの製造方法。
【請求項１２】
前記第２の目封止材スラリー中の無機バインダーが、コロイダルシリカ、もしくは、コロイダルアルミナであることを特徴とする請求項５乃至請求項１１のいずれか１項に記載のセラミックハニカムフィルタの製造方法。
【請求項１３】
前記第２の目封止材スラリー中の有機バインダーが、メチルセルロース、及び/または、ヒドロキシプロピルメチルセルロースであることを特徴とする請求項５乃至請求項１２のいずれか１項に記載のセラミックハニカムフィルタの製造方法。
【請求項１４】
前記第２の目封止材スラリー中の水分は、前記第２の目封止材スラリー全体積の60〜80%であることを特徴とする請求項５乃至請求項１３のいずれか１項に記載のセラミックハニカムフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックハニカムフィルタおよび、その製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの排気ガス中の粒子状物質（Particulate Matters、以下「ＰＭ」という）を捕集するセラミックハニカムフィルタ10は、図４に示すように、多孔質の隔壁1で区画形成される流体を流通する流通孔2a、2bを備え、流通孔の端部が交互に目封止され、流体の流入側端部aが開口されかつ流体の流出側端部bが目封止材3bで目封止された流通孔2aと、流体の流入側端部aが目封止材3aで目封止されかつ流体の流出側端部bが開口された流通孔2bとが交互に配設されてなる構造を有している。セラミックハニカムフィルタの流入側端部aが開口された流通孔2aに流入した排気ガスが、多孔質の隔壁1を通過する際に、排気ガス中のＰＭが捕集される。
捕集されたＰＭが、セラミックハニカムフィルタ内に過度に蓄積されると、セラミックハニカムフィルタの圧力損失が上昇するため、捕集されたＰＭを、電気ヒータやバーナー等外部着火（図示せず）手段を用いて燃焼させたり、隔壁に担持した触媒（図示せず）による触媒反応により燃焼させたりして、セラミックハニカムフィルタの再生が行われている。このため、ＰＭを燃焼させる際の熱衝撃或いはエンジン始動時の熱衝撃に耐えられる耐熱衝撃性を有するセラミックスハニカムフィルタが要求されており、特に目封止材に着目して耐熱衝撃性を改良する技術が以下に開示されている。
【０００３】
特許文献１には、隔壁によって区画された流体の流路となる複数の流通孔を有し、所定の前記流通孔の一方の端部が目封止部材により目封止され、さらに残余の前記流通孔の他方の端部が目封止部材により目封止されてなるハニカム構造体であって、目封止部のヤング率が隔壁のヤング率よりも低いこと、目封止部の気孔率が隔壁の気孔率の97％以上、好ましくは105％以上であることを特徴とするハニカム構造体が記載されている。本発明によれば、ハニカム構造体の端面に応力が加わった時に、隔壁が歪むのと同様に目封止部も歪むことにより、隔壁の部分的な応力集中が緩和され、隔壁にクラックが入るのを防止することができるとしている。
【０００４】
また、特許文献２には、コージェライトを主結晶とする材料からなるセラミックハニカム焼成体の所定の流通孔に目封止部を形成し、該流通孔を区画する多孔質の隔壁に排気ガスを通過せしめることにより、排気ガス中に含まれる微粒子を除去するセラミックハニカムフィルタであって、少なくとも目封止部の一部は、少なくともセラミックス粒子及び、それらの間に存在するコロイド状酸化物から形成された非晶質酸化物マトリックスから構成されていることを特徴とするセラミックハニカムフィルタが記載されている。本発明によれば、隔壁と目封止部の熱膨張係数差を少なくでき、かつ固着温度を下げることができるので、両者の固着に伴う残留応力を小さくすることができ、排気ガスによる熱衝撃や機械的衝撃で、目封止部、または目封止部と隔壁の界面にクラックが発生する問題を回避することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１５４６９２号公報
【特許文献２】特開２００５−１２５３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、実質的に目封止部の強度が隔壁の強度より低いため、熱衝撃により目封止部、または目封止部と隔壁の界面にクラックが発生する問題を防止することは困難であった。目封止部、または目封止部と隔壁の界面にクラックが発生すると、目封止部が剥離して脱落し、未浄化の排気ガスが排出されるという問題に発展することもあった。
【０００７】
近年、セラミックハニカムフィルタでの圧力損失を低減し、より効率的に排気ガスを処理するために、セラミックハニカムフィルタの隔壁の高気孔率化が進んでいるが、特許文献２に記載の発明では、隔壁の高気孔率化が進むに従い、排気ガスによる熱衝撃により、セラミックハニカムフィルタの端面の隔壁にクラックが生じ易い問題があった。
【０００８】
以上説明したように、従来の技術では、熱衝撃によるセラミックハニカムフィルタの端面の隔壁、目封止部、または目封止部と隔壁の界面に発生するクラックを完全に防止することは困難であった。
したがって、本発明は、セラミックハニカムフィルタの端面の隔壁にクラックが生じ難く、目封止部及び目封止部と隔壁間のクラックが生じ難く、煤捕集性能が低下し難いセラミックハニカムフィルタとその製造方法を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のセラミックハニカムフィルタは、隔壁により囲まれた複数の流通孔が隣接して設けられたセラミックハニカム構造体の、前記流通孔が開口する二つの開口端のうちの一方の開口端が目封止部で目封止され、残余の流通孔が前記一方の開口端とは反対側の開口端が目封止部で目封止されてなるセラミックハニカムフィルタであって、前記目封止部は、焼成済みの目封止部と未焼成の目封止部とで形成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明のセラミックハニカムフィルタにおいて、前記一端面内の全目封止部に対し、前記未焼成の目封止部の割合が5%以下であることが好ましい。
【００１１】
本発明のセラミックハニカムフィルタにおいて、少なくとも、前記一方の開口端において、前記未焼成の目封止部が隔壁を介して隣接して形成されていないことが好ましい。
【００１２】
本発明のセラミックハニカムフィルタにおいて、前記未焼成の目封止部は、セラミック粒子及び非晶質酸化物マトリックスを含有し、前記非晶質酸化物マトリックスはコロイド状酸化物から形成されたことが好ましい。
【００１３】
また、本発明のセラミックハニカムフィルタの製造方法は、隔壁により囲まれた複数の流通孔が隣接して平行に設けられたセラミックハニカム構造体の、前記流通孔が開口する二つの開口端のうちの一方の開口端が目封止部で目封止され、残余の流通孔が前記一方の開口端とは反対側の開口端が目封止部で目封止されてなるセラミックハニカムフィルタの製造方法であって、
前記開口端にマスクを備え、前記マスクは、目封止すべき流通孔部のうち、95％以上100％未満の流通孔部が開孔された第１の流通孔に、第１の目封止材スラリーを浸漬させ、前記マスクを除去後、前記第１の目封止材スラリーを乾燥、焼成し、
前記目封止すべき流通孔部の残余の流通孔である第２の流通孔部に、第２の目封止材スラリーを導入し乾燥することを特徴とする。
【００１４】
本発明のセラミックハニカムフィルタの製造方法において、前記第２の目封止材スラリーは、セラミックス粒子、無機バインダー、及び/または、有機バインダー、及び水で形成されることが好ましい。
【００１５】
本発明のセラミックハニカムフィルタの製造方法において、前記第２の流通孔部に管状部材を挿入して、前記第２の目封止材スラリーを導入することが好ましい。
【００１６】
本発明のセラミックハニカムフィルタの製造方法において、前記管状部材先端部の外径は、前記第２の流通孔部の開口幅の30%〜80%であることが好ましい。
【００１７】
本発明のセラミックハニカムフィルタの製造方法において、前記第２の目封止材スラリー中のセラミックス粒子は、平均粒子径D50が30〜100μmであり、150μm以上の粒子を1%以上、15μm以下の粒子を1%以上含むことが好ましい。
【００１８】
本発明のセラミックハニカムフィルタの製造方法において、前記第２の目封止材スラリー中の無機バインダーは、前記セラミックス粉末に対して質量比で3〜25%であることが好ましい。
【００１９】
本発明のセラミックハニカムフィルタの製造方法において、前記第２の目封止材スラリー中の有機バインダーは、前記セラミックス粉末に対して質量比で2%以上であることが好ましい。
【００２０】
本発明のセラミックハニカムフィルタの製造方法において、前記第２の目封止材スラリー中の無機バインダーが、コロイダルシリカ、もしくは、コロイダルアルミナであることが好ましい。
【００２１】
本発明のセラミックハニカムフィルタの製造方法において、前記第２の目封止材スラリー中の有機バインダーが、メチルセルロース、及び/または、ヒドロキシプロピルメチルセルロースであることが好ましい。
【００２２】
本発明のセラミックハニカムフィルタの製造方法において、前記第２の目封止材スラリー中の水分は、前記第２の目封止材スラリー全体積の60〜80%であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、セラミックハニカムフィルタの端面の隔壁にクラックが生じ難く、目封止部の強度が十分であり、煤捕集性能が低下し難いセラミックハニカムフィルタとその製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るセラミックハニカムフィルタを示した模式図
【図２】本発明に係るセラミックハニカムフィルタの製造方法を示した模式図
【図３】本発明に係るセラミックハニカムフィルタの製造方法を示した模式図
【図４】従来技術のセラミックハニカムフィルタを示した模式図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図１、図２、図３を用いて具体的に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基いて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
まず、セラミックハニカムフィルタについて説明する。
本発明のセラミックハニカムフィルタ10は、隔壁により囲まれた複数の流通孔2a、2bが隣接して平行に設けられたセラミックハニカム構造体11の、前記流通孔が開口する二つの開口端5a、5bのうちの一方の開口端5aが目封止部3aで目封止され、残余の流通孔が前記一方の開口端とは反対側の開口端5bが目封止部3bで目封止されてなるセラミックハニカムフィルタ10であって、前記目封止部3a、3bは、焼成済みの目封止部31と未焼成の目封止部32とで形成されていることを特徴とする。
【００２６】
ここで、焼成済みの目封止部31とは、目封止部を構成するセラミックスが焼成され隔壁と一体化された状態のもので、目封止部を構成するセラミックスの種類にも因るが、例えばコーディエライトの場合1000℃を超える温度以上、好ましくは1400℃以上で焼成されたものを言う。一方、未焼成の目封止部32とは、目封止部を構成するセラミックス粒子が焼成されていない状態のものであって、非加熱もしくは、例えば1000℃以下の温度で加熱された状態のものを言い、例えば、セラミックス粒子を無機バインダー、及び/又は有機バインダーで結合したものを言う。
【００２７】
目封止部は、焼成済みの目封止部と未焼成の目封止部とを含むので、排気ガスによる熱応力がハニカム構造体の端面に集中した場合、未焼成の目封止部が隔壁と焼成済みの目封止部の歪みを緩和し、隔壁と目封止部の歪みが過大となり難く、端面の隔壁に生じるクラックの発生を抑制することができる。さらに、未焼成の目封止部が存在することから、熱応力で生じた隔壁の歪みは、未焼成の目封止部で緩和されるため、目封止部が隔壁から脱落し難くなり、煤捕集性能が低下し難くなる。これは、隔壁が50％以上の高気孔率である場合でも、隔壁の端面にクラックの発生を抑制する効果が顕著となる。
【００２８】
ここで、一端面内で目封止された目封止部に対して、未焼成の目封止部の割合が5%以下であることが好ましい。5％を超えると、未焼成の目封止部が多くなり、排気ガスによる熱衝撃により、端面の隔壁にクラックが生じ易くなる場合があるので好ましくない。一方、未焼成の目封止部が少ない場合は、熱応力を緩和する効果が小さくなるため、好ましくは、3％以下0.01％以上であり、さらに好ましくは2%以下0.05％以上である。
【００２９】
少なくとも、前記一方の開口端において、前記未焼成の目封止部が隔壁を介して隣接して形成されていないことで、未焼成の目封止部が隔壁と焼成済みの目封止部の歪みを緩和し、隔壁と目封止部の歪みを過大となり難くなり、端面の隔壁や、目封止部、または目封止部と隔壁の界面にクラックが発生するのを抑制することができる。
ここで、未焼成の目封止部が隔壁を介して隣接して形成されていないとは、一方の開口端に形成された未焼成の目封止部の数に対し、流通孔の対角方向に連続して形成された未焼成の目封止部の数の割合が50％未満であることを言う。
【００３０】
そして、未焼成の目封止部は、セラミック粒子及び非晶質酸化物マトリックスを含有し、前記非晶質酸化物マトリックスがコロイド状酸化物から形成されていることが好ましい。セラミック粒子及び非晶質酸化物マトリックスを含有し、前記非晶質酸化物マトリックスがコロイド状酸化物から形成されていることで、非加熱もしくは、例えば1000℃以下の温度で加熱された状態であっても、コロイド状酸化物が脱水されてセラミックス粒子を強固に結合し、目封止部及び目封止部と隔壁間のクラックが生じ難くなる。
セラミックス粒子は、コーディエライト粒子、コーディエライト化原料、シリカ、ムライト、炭化珪素、窒化珪素、チタン酸アルミ等であることが好ましい。
コロイド状酸化物は、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ、チタニアゾル、水ガラス等が好ましく、なかでも、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナであることが好ましい。
また、未焼成の目封止部を構成する材料は、これら以外にも必要に応じて、セラミックファイバーやセメント、未焼成のセラミック粉末等、さらには、有機バインダー等を含むことができる。
【００３１】
次に、セラミックハニカムフィルタの製造方法について説明する。
まず、隔壁により囲まれた複数の流通孔2a、2bが隣接して設けられたセラミックハニカム構造体11の、前記流通孔が開口する二つの開口端5a、5bに樹脂製のマスク41を貼付する。
セラミックハニカム構造体11の材質としては、コーディエライト、アルミナ、シリカ、窒化珪素、炭化珪素、チタン酸アルミ、ＬＡＳ等を用いることができる。中でもコーディエライトを主結晶相とするセラミックハニカム構造体は、安価で耐熱性に優れ、化学的にも安定なため最も好ましい。
次に、一方の開口端5a及び他方の開口端5bにおいて、目封止すべき流通孔部2a、2ｂのうち、95％以上100％未満の流通孔部である第１の流通孔21に相当するマスクの位置に開孔を形成する。
ここで、マスクに開孔を形成する手段としては、レーザー光や加熱された金属を押し付ける等の方法で行うことができる。
尚、予め、目封止すべき流通孔部のうち、95％以上100％未満の流通孔部である第１の流通孔に相当する位置に開孔が形成されたマスクを開口端に貼付することもできる。この場合、マスクの材質は、樹脂に限らず、金属、非金属等を用いることができる。
【００３２】
次に、図２に示すように、容器6に貯留された第１の目封止材スラリー210に、セラミックハニカム構造体の一方の端面5aを浸漬させ、開孔した第１の流通孔21に導入する。第１の目封止材スラリーは、セラミックス粒子、有機バインダー、水、及び必要に応じて造孔材を添加して形成される。セラミックス粒子としては、コーディエライト粒子、コーディエライト化原料、シリカ、ムライト、炭化ケイ素、チタン酸アルミ等を用いることができる。また、有機バインダーとしては、メチルセルロース、及び/または、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等のセルロースを用いることができる。また、造孔材としては、発泡済み発泡樹脂、グラファイト等を用いることができる。
【００３３】
次に、開孔した第１の流通孔21に第１の目封止材スラリー210を導入した後、マスク41を除去する。さらに、セラミックハニカム構造体の他方の端面5bにおいても同様にして第１の目封止材スラリー210を導入しマスクを除去する。そして、導入された第１の目封止材スラリーを乾燥、焼成し焼成済みの目封止部31とする。乾燥は、80〜150℃の熱風、もしくは、マイクロ波等で行うことができる。マスクを除去する前に、マスクが貼付された状態で電熱板に載置して、目封止されたスラリーを予備乾燥させることが好ましい。予備乾燥させることで、マスクを除去した後で、浸漬された目封止材が第１の流通孔から流出するのを防ぐことができる。焼成は、セラミックス粒子が焼結する温度、例えば、セラミックス粒子がコーディエライト化原料の場合は、1400℃で５時間の焼成を行うことができる。
【００３４】
次に、目封止すべき流通孔2a、2bのうち、第１の目封止材スラリーで目封止されなかった残余の流通孔である第２の流通孔部22に、第２の目封止材スラリー220を導入し乾燥する。第２の目封止材スラリー220は、セラミックス粒子、無機バインダー、及び/または、有機バインダー、及び水を含有する。セラミックス粒子としては、コーディエライト粒子、コーディエライト化原料、シリカ、ムライト、炭化珪素、窒化珪素、チタン酸アルミ等を用いることができる。無機バインダーとしては、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ、チタニアゾル、水ガラス等を用いることができる。また、有機バインダーとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール等を用いることができる。
【００３５】
第２の流通孔部22に、第２の目封止材スラリー220を導入するには、図３に示すように、シリンダ8に接続された管状部材7を第２の流通孔部22に挿入し、シリンダ8を加圧して管状部材7から第２の目封止材スラリー220を第２の流通孔部22に押し出して行う。管状部材7の先端部の外径は、前記第２の流通孔部22の開口幅の30%〜80%である。管状部材7の先端部の外径が流通孔22の開口幅の30%より小さい場合、第２の目封止材スラリーを押出す際に過剰な押出し力を要し、スラリーが固液分離を生じ、スラリーが流動し難くなり流通孔に導入することが難しくなる。一方、管状部材の先端部の外径が流通孔の開口幅の80%より大きいと、流通孔にスラリーを押出す際に、隣接する周囲の流通孔にスラリーが漏洩し、目封止すべきでない流通孔を目封止してしまう場合があるので好ましくない。好ましくは。40〜70％である。
【００３６】
第２の目封止材スラリー中のセラミックス粒子は、平均粒子径D50が30〜100μmであり、150μm以上の粒子を1%以上、15μm以下の粒子を1%以上含むことで、セラミックス粒子のうち、相対的に大きい粒子の間に、相対的に小さい粒子が充填され、乾燥後に、目封止部の収縮が生じ難くなる。そのため、目封止部と隔壁との接合が良好となって目封止部が脱落し難くなり、煤捕集性能が低下する問題が生じ難いので好ましい。
平均粒子径D50が30μm未満の場合、排気ガスによる熱応力がハニカム構造体の端面に集中した場合、熱応力で生じた隔壁の歪みが未焼成の目封止部で緩和され難くなり、端面の隔壁にクラックを生じる場合があるので好ましくない。一方、平均粒子径D50が100μmを超えると、乾燥後に、目封止部が隔壁から脱落し易くなり、煤捕集性能が低下する問題が生じるので好ましくない。
また、セラミックス粒子の150μm以上の粒子が1%未満の場合、セラミックス粒子のうち、相対的に大きい粒子が少なくなるので、乾燥後に目封止部の収縮が大きくなり易く、目封止部が隔壁から脱落し易くなるので好ましくない。一方、150μm以上の粒子が多く存在する場合、目封止部を構成するセラミックス粒子同士の結合が弱くなり、目封止部そのものの強度が低下するので好ましくない。好ましくは1〜20％、さらに好ましくは、2〜10％である。
また、セラミックス粒子の15μm以下の粒子が1%未満の場合、セラミックス粒子のうち、相対的に小さい粒子が少なくなるので、目封止部を構成するセラミックス粒子同士の結合が弱くなり、目封止部そのものの強度が低下するので好ましくない。一方、15μm以下の粒子が多く存在する場合、熱応力で生じた隔壁の歪みが未焼成の目封止部で緩和され難くなり、端面の隔壁にクラックを生じる場合があるので好ましくない。好ましくは1〜15％、さらに好ましくは、2〜10％である。
【００３７】
第２の目封止材スラリー中の無機バインダーは、前記セラミックス粉末に対して質量比で3〜25%であることが好ましい。3%未満の添加では、乾燥後の目封止部の強度が小さくなり、目封止部と隔壁との接合が不十分となり、目封止部が脱落しやすくなり、煤捕集性能が低下する場合がある。一方、25%より多く添加すると、排気ガスによる熱応力が集中した場合に目封止部の熱膨張係数が大きくなって耐熱衝撃性悪化し、端面の隔壁にクラックが生じる場合があるので好ましくない。ここで、無機バインダーは、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ、チタニアゾル、水ガラス等を用いることができ、なかでも、コロイダルシリカ、もしくは、コロイダルアルミナであることが好ましい。
【００３８】
第２の目封止材スラリー中の有機バインダーは、前記セラミックス粉末に対して質量比で2%以上であることが好ましい。2%未満の場合、管状部材から流通孔にスラリーを押出す際に過剰な押出し力を要し、スラリーが固液分離を生じ、スラリーが流動し難くなり流通孔に導入することが難しくなる。但し、有機バインダーの過剰な添加は第２の目封止スラリーの粘度を低下させ、管状部材から押出したスラリーが目封止部として留まることができず流通孔に目封止部を形成し難くなるので20%を超えての添加は好ましくない。有機バインダーは、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等を用いることができ、なかでも、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースであることが好ましい。
【００３９】
第２の目封止材スラリー中の水分は、第２の目封止材スラリー全体積の60〜80%であることが好ましい。60%未満の場合、スラリーの粘度が高くなり、管状部材から流通孔にスラリーを押出す際に過剰な押出し力を要し、スラリーが固液分離を生じ、スラリーが流動し難くなり流通孔に導入することが難しくなる。一方、80%より多く添加すると、第２の目封止材スラリーを乾燥する時に、収縮が大きくなり、目封止部と隔壁との接合が不十分となって、目封止部が脱落し易くなり、煤捕集性能が低下する問題が生じる。
【００４０】
第２の流通孔に導入された第２の目封止材スラリーは、乾燥、必要に応じて加熱される。乾燥は80〜150℃の熱風、もしくはマイクロ波、もしくは自然乾燥によって行うことができる。また。必要に応じて、1000℃以下の温度に加熱しても良い。
【実施例】
【００４１】
（実施例）
カオリン、タルク、シリカ、アルミナなどの粉末を調整して、質量比で、SiO2：48〜52％、Al2O3：33〜37％、MgO：12〜15％を含むようなコーディエライト生成原料粉末とし、これにメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等のバインダー、潤滑剤、造孔材として発泡済み樹脂を添加し、乾式で十分混合した後、規定量の水を添加、十分な混練を行って可塑化したセラミック杯土を作成した。次に、押出し成形用金型を用いて坏土を押出し成形し、切断して、直径270mm×長さ300mmの成形体とした。次に、成形体を、乾燥、焼成させ、セル壁が、厚さ0.3mm、気孔率63％、平均細孔径21μm、セルピッチ1.5mmのコーディエライト質セラミックハニカム構造体10を得た。
【００４２】
次に、セラミックハニカム構造体10の端面5a、5bを研削加工し、両端面にマスク41として、厚さ0.09mmの樹脂製のフィルムを貼付し、目封止すべき流通孔部のうち、第１の流通孔21に相当するフィルム部を市松模様にレーザー光で開孔を形成した。
そして、カオリン、タルク、シリカ、アルミナなどの粉末を調整して、質量比で、SiO2：48〜52％、Al2O3：33〜37％、MgO：12〜15％を含むようなコーディエライト生成原料粉末にメチルセルロース、水を混合した第１の目封止材スラリー210に、セラミックハニカム構造体の一方の端面5aを浸漬し、第１の目封止部31を形成した。
次に、表面温度が120℃の加熱部材（電熱板）の上に、パルプ製の端面保護部材を介して、目封止部が形成されたセラミックハニカム構造体の端面を載置し予備乾燥させ、フィルムを除去した。さらに、セラミックハニカム構造体の他方の端面5bにおいても同様にして第１の目封止部31を形成し予備乾燥させた。そして、両端面5a、5bに第１の目封止部31が形成されたセラミックハニカム構造体を乾燥炉で150℃の温度で２時間目封止部を乾燥させた。
そして、乾燥が完了したセラミックハニカム構造体を焼成炉に入れて、目封止部を1400℃で焼成した。
【００４３】
次に、目封止すべき流通孔のうち、第１の目封止材スラリーで目封止されなかった残余の流通孔である第２の流通孔部22に、表１に示す配合の第２の目封止材スラリー220を、図３に示すシリンダに接続された管状部材を挿入して導入した。そして、第２の目封止材スラリー220が導入された未焼成の目封止部の割合、管状部材先端部の外径を表２に示すように変更し、実施例１〜12のセラミックハニカムフィルタを作製した。
【００４４】
（比較例１）
実施例と同様にセル壁が、厚さ0.3mm、気孔率63％、平均細孔径21μm、セルピッチ1.5mmのコーディエライト質セラミックハニカム構造体を得た。
そして、セラミックハニカム構造体の両端面を研削加工し、両端面にマスクとして、厚さ0.09mmの樹脂製のフィルムを貼付し、目封止すべき流通孔部に相当するフィルム部を市松模様にレーザー光で開孔を形成した。
そして、コーディエライト生成原料粉末にメチルセルロース、造孔材、水を混合した目封止材スラリーに、セラミックハニカム構造体の一方の端面を浸漬し、目封止部を形成した。
次に、表面温度が120℃の加熱部材（電熱板）の上に、パルプ製の端面保護部材を介して、目封止部が形成されたセラミックハニカム構造体の端面を載置し予備乾燥させる。そして、フィルムを除去し、乾燥炉で150℃の温度で２時間目封止部を乾燥させた。さらに、セラミックハニカム構造体の他方の端面においても同様にして目封止部を形成し乾燥した。
そして、乾燥が完了したセラミックハニカム構造体を焼成炉に入れて、目封止部を1400℃で焼成し、比較例１のセラミックハニカムフィルタを作製した。
【００４５】
（比較例２）
実施例と同様にセル壁が、厚さ0.3mm、気孔率63％、平均細孔径21μm、セルピッチ1.5mmのコーディエライト質セラミックハニカム構造体を得た。
そして、セラミックハニカム構造体の両端面を研削加工し、両端面にマスクとして、厚さ0.09mmの樹脂製のフィルムを貼付し、目封止すべき流通孔部に相当するフィルム部を市松模様にレーザー光で開孔を形成した。
そして、コーディエライト粉末100質量部にコロイダルシリカ12質量部、メチルセルロース1.2質量部、水を混合した目封止材スラリーに、セラミックハニカム構造体の一方の端面を浸漬し、目封止部を形成した。
そして、フィルムを除去し、乾燥炉で150℃の温度で２時間目封止部を乾燥させた。さらに、セラミックハニカム構造体の他方の端面においても同様にして目封止部を形成し乾燥した。
次に、乾燥が完了したセラミックハニカム構造体を加熱炉に入れて、目封止部を800℃に加熱し、比較例２のセラミックハニカムフィルタを作製した。
【００４６】
実施例、比較例で作製したセラミックハニカムフィルタの端面の隔壁及び目封止部、目封止部と隔壁間でのクラックの発生状況、煤捕集性能の評価を行った。
（クラックの発生状況）
セラミックハニカムフィルタ端面の隔壁及び目封止部、目封止部と隔壁間でのクラックの発生状況は、端面及び目封止部、目封止部と隔壁間を目視確認し、
クラックが生じていないものを「優（◎）」、
クラックが１個所生じていたものを「良（○）」、
クラックが2〜3個所生じていたものを「可（△）」、
クラックが4個所以上生じていたものを「不可（×）」
として評価し、表２に示した。
【００４７】
（煤捕集性能）
煤捕集率の測定は、圧力損失テストスタンドにて、セラミックハニカムフィルタに空気流量10Nm3/minで、粒径0.042μmのカーボン粉を3g/hの投入速度で投入しながら、1分毎にハニカムフィルタに流入するカーボン粉の粒子数とハニカムフィルタから流出するカーボン粉の粒子数をSMPS(Scanning Mobility Particle Sizer)を用いて計測した。カーボン粉の粒子数の計測は、TIS社製モデル3936を用いた。投入開始3分から4分までのハニカムフィルタに流入するカーボン粉の粒子数Nin、及びハニカムフィルタから流出するカーボン粉の粒子数Noutから、捕集効率を式：（Nin−Nout）／Nin
により求めた。その結果、捕集率が、
98%以上の場合を（◎）、
95%以上98%未満の場合を（○）、
90%以上95%未満の場合を（△）、
90%未満の場合を（×）、
として捕集効率を評価し、表２に示した。
【００４８】
【表１】
2014069158.tif 000003
【００４９】
【表２】
2014069158.tif 000004
【００５０】
表１、表２から、本発明の実施例１〜１２のセラミックハニカムフィルタは、目封止部が、焼成済みの目封止部と未焼成の目封止部とで形成されているので、端面の隔壁に生じるクラックの発生が抑制され、封止部が隔壁から脱落し難くなり、煤捕集性能が良好であることがわかる。一方、比較例１は、目封止部が、焼成済みの目封止部のみで形成されているので、目封止部と隔壁の界面にクラックが生じ易く、目封止部が隔壁から脱落し、煤捕集性能が低下することがわかる。比較例２は、目封止部が、未焼成の目封止部のみで形成されているので、端面の隔壁にクラックが生じ易いことがわかる。
【符号の説明】
【００５１】
１：隔壁
２ａ、２ｂ：流通孔
３ａ、３ｂ：目封止部
１０：セラミックハニカムフィルタ
１１：セラミックハニカム構造体
２１：第１の流通孔
２２：第２の流通孔
３１：焼成済みの目封止部
３２：未焼成の目封止部
４１：マスク
５ａ：流入側端部（開口端）
５ｂ：流出側端部（開口端）
６：容器
７：管状部材
８：シリンダ
２１０：第１の目封止材スラリー
２２０：第２の目封止材スラリー
【図１】
2014069158.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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