(57)【要約】【課題】本発明は、気孔率と平均細孔径が共に大きく、しかも細孔径の小さい気孔が少ない気孔分布を有し、低圧力損失でＤＰＦとして好適な窒化ケイ素質フィルタの製造法を提供する。【解決手段】金属ケイ素粒子３５〜５８質量％と、有機高分子粒子３０〜６２．５質量％と、有機物残炭防止剤である無機粒子Ａと、窒化ケイ素の焼結助剤である無機粒子Ｂとを含む成形体を、窒素中で熱処理することにより実質的に金属ケイ素を窒化ケイ素とする窒化ケイ素質フィルタの製造法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ケイ素粒子３５〜５８質量％と、有機高分子粒子３０〜６２．５質量％と、下記無機粒子Ａを前記有機高分子粒子の含有量に対して０．３〜１０質量％と、下記無機粒子Ｂを前記金属ケイ素粒子の含有量に対して１〜１５質量％とを含む成形体を、窒素中で熱処理することにより金属ケイ素を実質的に窒化ケイ素とする窒化ケイ素質フィルタの製造法。
無機粒子Ａ；Ｓｉ、ＴｉおよびＣｅからなる群から選ばれる元素の、酸化物、水酸化物および塩からなる群から選ばれる１種以上の無機粒子。
無機粒子Ｂ；Ｍｇ、Ｙ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｙｂ、ＣａおよびＦｅからなる群から選ばれる元素の、酸化物、水酸化物および塩からなる群から選ばれる１種以上の無機粒子。
【請求項２】
成形体中、前記無機粒子ＡおよびＢを合量で０．５〜１２質量％含む請求項１記載の窒化ケイ素質フィルタの製造法。
【請求項３】
無機粒子ＡまたはＢにおいて前記塩が硝酸塩および／または炭酸塩である請求項１または２記載の窒化ケイ素質フィルタの製造法。
【請求項４】
前記金属ケイ素粒子の平均粒子直径が１〜３０μｍ、前記無機粒子Ａの平均粒子直径が０．０１〜１０μｍ、前記無機粒子Ｂの平均粒子直径が０．０１〜１０μｍ、である請求項１、２または３記載の窒化ケイ素質フィルタの製造法。
【請求項５】
前記熱処理条件が、成形体を温度１０００〜１４００℃の窒素雰囲気中で、４〜２４時間保持して第１段階の熱処理を行った後、さらに温度１４５０〜１８００℃で１〜１２時間保持して第２段階の熱処理を行うものである請求項１〜４のいずれかに記載の窒化ケイ素質フィルタの製造法。
【請求項６】
前記窒化ケイ素質フィルタの水銀圧入法で測定される平均細孔直径が１０〜３０μｍ、気孔率が５０〜８０％である請求項１〜５のいずれかに記載の窒化ケイ素質フィルタの製造法。
【請求項７】
前記窒化ケイ素質フィルタ中の窒化ケイ素が実質的にβ型窒化ケイ素からなる請求項１〜６のいずれかに記載の窒化ケイ素質フィルタの製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温排気ガス中に含まれる粉塵等を除去するために好適な、気孔率と平均細孔直径がともに大きく、しかも細孔直径の小さい気孔が少ない多孔構造を有する窒化ケイ素質フィルタの製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化ケイ素は、耐熱性、耐食性、耐薬品性、機械的強度等に優れた特性を有しており、高温や腐食性環境下での集塵、脱塵用フィルタやディーゼルエンジンから排出される微粒子（以下、パティキュレートという）の浄化用フィルタ（以下、ＤＰＦという）として期待されている。このような窒化ケイ素質フィルタの製造法は、出発原料で大別すると窒化ケイ素粒子を出発原料とする製造法と金属ケイ素粒子を出発原料とする製造法（特許文献１〜３）とに分けられる。金属ケイ素粒子を出発原料とし、直接窒化により窒化ケイ素とする製造法は、一般に、窒化ケイ素粒子を出発原料とする製造法に比べて原料費用が安価であるため製造原価の点で優れる特徴がある。
【０００３】
金属ケイ素を出発原料とする製造法の従来技術としては、細かい金属ケイ素粉末を用いた成形体を窒化処理して窒化ケイ素多孔体を得る方法が提案されている（特許文献１）。しかし、気孔率の高い多孔体を得るためには成形体密度が低い金属ケイ素成形体を窒化処理する必要があり、その場合、表面や内部に微細な窒化ケイ素ファイバが生成し、平均細孔直径（以下、細孔直径を細孔径と略す）が小さな多孔体となるおそれがある。
【０００４】
このような問題を解決する手段として、金属ケイ素を主成分とする成形体を調製し、得られた成形体を窒化させる前に、雰囲気制御することにより金属ケイ素の表面酸化物を除去し、その後に、窒素ガスを導入して金属ケイ素を窒化させて窒化ケイ素多孔体を得る方法が提案されている（特許文献２）。しかし、この方法では気孔率や平均細孔径が充分に大きな窒化ケイ素多孔体を得ることが難しいほか、金属ケイ素の窒化処理前に雰囲気制御するため、量産性に優れた連続焼成炉が使用できないなど生産性の点でも問題がある。
【０００５】
また、金属ケイ素を主成分とし、２族、ランタノイド元素を含む３族、４族および１３族からなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含有してなる化合物を含む成形体を窒化させるとともに、窒化温度よりも高い温度で高温加熱処理を施すことにより窒化ケイ素多孔体を得る方法が提案されている（特許文献３）。
【０００６】
この方法は、高温で液相を形成することが可能な助剤となる粉末を金属ケイ素粉末に添加し、高温に曝し、形成された液相中に、Ｓｉ３Ｎ４のファイバを溶解析出させて平均細孔径が３μｍ以上の窒化ケイ素多孔体を得るものである。さらに、でんぷんやセルロース等の気孔形成剤を加えることにより１０μｍを超える大きな細孔径、５０％を超える高い気孔率の窒化ケイ素多孔体の製造が可能であるとしている。しかし、でんぷんやセルロースなどの有機高分子粒子は熱処理の過程で炭素として残留し、金属ケイ素と反応して炭化ケイ素を生成するため、窒化ケイ素の特徴である低熱膨張性や優れた耐熱衝撃性を損なうおそれがある。また、炭素の残留を抑制するために空気中で充分な熱分解処理を行うと、脱脂後の成形体強度が小さくなるため、ハニカム形状の成形体などではハンドリングが著しく困難になるなどの問題がある。
【０００７】
【特許文献１】特開昭５２−１２１６１３号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開２００２−２８４５８５号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】特開２００２−２８４５８６号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、気孔率と平均細孔径が共に大きく、しかも細孔径の小さい気孔が少ない気孔分布を有し、低圧力損失でＤＰＦとして好適な窒化ケイ素質フィルタの製造法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、金属ケイ素粒子３５〜５８質量％と、有機高分子粒子３０〜６２．５質量％と、下記無機粒子Ａを前記有機高分子粒子の含有量に対して０．３〜１０質量％と、下記無機粒子Ｂを前記金属ケイ素粒子の含有量に対して１〜１５質量％とを含む成形体を、窒素中で熱処理することにより金属ケイ素を実質的に窒化ケイ素とする窒化ケイ素質フィルタの製造法。
無機粒子Ａ；Ｓｉ、ＴｉおよびＣｅからなる群から選ばれる元素の、酸化物、水酸化物および塩からなる群から選ばれる１種以上の無機粒子。
無機粒子Ｂ；Ｍｇ、Ｙ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｙｂ、ＣａおよびＦｅからなる群から選ばれる元素の、酸化物、水酸化物および塩からなる群から選ばれる１種以上の無機粒子。
【発明の効果】
【００１０】
本製造法により、脱塵や除塵に適した窒化ケイ素質フィルタを容易に製造できる。本発明によって得られる窒化ケイ素質フィルタは、形状精度に優れ、強度も高く、かつパティキュレートなどの捕集に適し、しかも圧力損失の低減が可能な平均細孔径、気孔率を有することから、フィルタ、特に、強度、耐熱性、耐食性、耐久性等が要求されるＤＰＦとして好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の窒化ケイ素質フィルタの製造法（以下、本製造法という）の特徴は、成形体の構成に以下のような特徴がある。すなわち、成形体中に、窒化されて窒化ケイ素粒子となる金属ケイ素粒子を含有すること、気孔形成剤として有機高分子粒子を含有すること、前記有機高分子粒子が熱処理過程で炭素として残留するの防止する機能を持つ無機粒子Ａを含有すること、窒化されて生成した窒化ケイ素粒子の焼結を促進する機能をもつ無機粒子Ｂを含有することを特徴とする。
【００１２】
すなわち、本製造法では、金属ケイ素粒子３５〜５８質量％と、有機高分子粒子３０〜６２．５質量％と、下記無機粒子Ａを前記有機高分子粒子の含有量に対して０．３〜１０質量％と、下記無機粒子Ｂを前記前記金属ケイ素粒子の含有量に対して１〜１５質量％とを含む成形体を、窒素中で熱処理することにより金属ケイ素を実質的に窒化ケイ素とする窒化ケイ素質フィルタである。
【００１３】
ただし、無機粒子Ａ；Ｓｉ、ＴｉおよびＣｅからなる群から選ばれる元素の、酸化物、水酸化物および塩からなる群から選ばれる１種以上の無機粒子。無機粒子Ｂ；Ｍｇ、Ｙ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｙｂ、ＣａおよびＦｅからなる群から選ばれる元素の、酸化物、水酸化物および塩からなる群から選ばれる１種以上の無機粒子。
【００１４】
本明細書において、成形体中の含有量は特にことわりがない限り固形分換算とする。すなわち、成形体中の含有量は、成形体中の水分などの液体分を除いて表すものとする。
【００１５】
本製造法において、成形体は金属ケイ素粒子を３５〜５８質量％含む。成形体中の金属ケイ素粒子の含有量が３５質量％未満であると、フィルタとしての強度が充分に確保されず、一方、成形体中の金属ケイ素粒子の含有量が５８質量％を超えるとフィルタの気孔を充分に確保できず、圧力損失が上昇しフィルタとしての特性を損なうため好ましくない。成形体中、金属ケイ素粒子を４０〜５５質量％含むと好ましく、成形体中、金属ケイ素粒子を４５〜５０質量％含むとさらに好ましい。なお、金属ケイ素粒子の純度としては特に限定されないが、９５質量％以上であると、焼結後の多孔体の高温特性を阻害しないので好ましい。
【００１６】
本発明において、金属ケイ素粒子の平均粒子直径（以下、粒子直径を粒径と略す）としては１〜３０μｍであると好ましい。金属ケイ素粒子の平均粒径が１μｍ未満であると、フィルタ機能に寄与しない閉気孔が数多く形成されたり、細孔径が小さくなりすぎたりするために、フィルタ機能の低下や圧力損失の増加をもたらすおそれがある。一方、金属ケイ素粒子の平均粒径が３０μｍを超えると、焼結体内部に窒化されない金属ケイ素粒子が残留しやすくなり、フィルタの隔壁の変形や強度低下をもたらすおそれがある。金属ケイ素粒子の平均粒径が５〜２０μｍであると成形体の安定性、フィルタの機械的強度の点から好ましい。なお、本明細書において、粒径はレーザー回折式粒度分布測定装置で測定した体積基準の値をいうものとする。
【００１７】
本製造法において、成形体は有機高分子粒子を３０〜６２．５質量％含む。有機高分子粒子としては、熱処理時に分解などして飛散し、気孔を形成するものであれば特に制限されない。好ましくは、熱分解時に残留する炭素（以下、残炭という）が少ないものが好ましい。その点、有機高分子粒子の組成としては炭素、水素、窒素、酸素以外の原子ができるだけ少ない方が好ましい。
【００１８】
具体的には、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、セルロース、セルロースエーテル、セルロースエステル、ポリカーボネート、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などが好ましいものとして挙げられる。アクリル樹脂粒子を気孔形成剤とすると熱分解しやすく、残炭量が少ないため特に好ましい。
【００１９】
また、本製造法において、有機高分子粒子が成形体中で粒子のまま残存する場合、その平均粒径は１０〜１００μｍであると好ましい。成形体中に粒子として残存する有機高分子粒子の平均粒径が１０μｍ未満であると、気孔形成への寄与が低下し、形成される細孔も目的の直径より小さくなり、フィルタ特性である圧力損失を上昇させるおそれがあり好ましくない。一方、成形体中に粒子として残存する有機高分子粒子の平均粒径が１００μｍを超えると得られるフィルタの強度が不充分となるおそれがあるため好ましくない。成形体中に粒子として残存する有機高分子粒子の平均粒径が２０〜８０μｍであると、特に、ＤＰＦとして好ましい。
【００２０】
本製造法において、有機高分子粒子の含有量は３０〜６２．５質量％である。含有量が３０質量％未満では、フィルタ機能を果たす気孔の割合が充分でなく、一方、含有量が６２．５質量％を超えるとフィルタの気孔率が大きくなるものの、充分な強度が得られないおそれがあるほか、熱処理の昇温段階で充分に熱分解されず、炭素として残留しやすくなる。有機高分子が炭素として残留すると、それが窒化の過程で炭化ケイ素の生成源となり、フィルタの特性を劣化させるおそれがある。成形体中、有機高分子粒子を３３〜５０質量％含むと好ましく、成形体中、有機高分子粒子を３６〜４５質量％含むとさらに好ましい。
【００２１】
本製造法において、成形体中に、熱処理過程で前記有機高分子粒子の熱分解を促進させ残炭を防止する機能を有する無機粒子Ａを含む。なお、無機粒子Ａは、前記残炭を防止する機能以外に他の機能を有していてもよい。
【００２２】
無機粒子Ａは、Ｓｉ、ＴｉおよびＣｅからなる群から選ばれる元素の、酸化物、水酸化物および塩からなる群から選ばれる１種以上の無機粒子である。前記酸化物とは、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、またはＣｅＯ２である。前記水酸化物としては、Ｓｉ（ＯＨ）４が、前記塩としてはＣｅ（ＮＯ３）３、Ｃｅ２（ＣＯ３）３などが例示されるが、これらに限定されるものではない。酸化物以外の水酸化物、塩の場合、酸化物に換算して量を表すものとし、以下の無機粒子Ｂの同様とする。
【００２３】
無機粒子Ａの平均粒径としては、０．０１〜１０μｍであると好ましい。無機粒子Ａの平均粒径が０．０１μｍ未満であるとハンドリングが難しいうえに、均一に成形体内に分布させるのが困難になるため好ましくなく、無機粒子Ａの平均粒径が１０μｍを超えると炭素成分を効果的に除去できなくなるおそれがある。
【００２４】
本製造法において、成形体中に、熱処理過程で窒化反応により生成した窒化ケイ素粒子に対して焼結促進の機能を有する無機粒子Ｂを含む。なお、無機粒子Ｂは、前記窒化ケイ素粒子の焼結促進機能以外に他の機能を有していてもよい。
【００２５】
無機粒子Ｂは、Ｍｇ、Ｙ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｙｂ、ＣａおよびＦｅからなる群から選ばれる元素の、酸化物、水酸化物および塩からなる群から選ばれる１種以上の無機粒子である。前記酸化物とは、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＦｅＯまたはＦｅ３Ｏ４である。前記水酸化物としては、Ｍｇ（ＯＨ）２が、前記塩としては炭酸塩や硝酸塩があり、具体的には、Ｍｇ（ＮＯ３）２、ＭｇＣＯ３などが例示されるが、これらに限定されるものではない。
【００２６】
無機粒子Ｂとしては、ＭｇＯとＹ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３とＮｄ２Ｏ３、ＭｇＯとＹｂ２Ｏ３、ＭｇＯとＹ２Ｏ３、ＭｇＯとＦｅ２Ｏ３、などのように２種以上の無機粒子とすると、より低温から効果的に焼結を促進するため好ましい。無機粒子Ｂの平均粒径としては、０．０１〜１０μｍであると好ましい。無機粒子Ｂの平均粒径が０．０１μｍ未満であるとハンドリングが難しいうえに、成形体内に均一に分布させるのが困難となるため好ましくなく、無機粒子Ｂの平均粒径が１０μｍを超えると焼結を促進する効果を損なうおそれがある。
【００２７】
成形体中、無機粒子Ａおよび無機粒子Ｂを合量で０．５〜１２質量％含むと好ましい。成形体中、無機粒子Ａと無機粒子Ｂとを合量で０．５質量％未満含む場合には、焼結助剤や残炭防止の充分な効果が得られないおそれがあり、一方、無機粒子Ａと無機粒子Ｂとを合量で１２質量％超含むと成形体中の金属ケイ素粒子や気孔形成剤が少なくなりすぎ所望のフィルタが得られないおそれがある。成形体中、無機粒子Ａと無機粒子Ｂとを合量で２〜１１質量％含むとより好ましく、成形体中、無機粒子Ａと無機粒子Ｂとを合量で３〜１０質量％含むと特に好ましい。
【００２８】
また、充分な残炭防止効果を得るためには、成形体中の、前記有機高分子粒子の含有量に対する前記無機粒子Ａの含有量の割合、すなわち、（無機粒子Ａの含有量）／（有機高分子粒子の含有量）（以下、この比を無機粒子Ａの含有比という）は、０．３〜１０質量％である。無機粒子Ａの含有比が０．３質量％未満であると、残炭量が多くなり、最終的な窒化ケイ素質フィルタ中に炭化ケイ素が多く生成し、耐熱衝撃性や強度の低下を招くため好ましくない。また、無機粒子Ａの含有比が１０質量％を超えると、窒化ケイ素以外の生成物が多く形成され、得られた窒化ケイ素質フィルタの熱膨張率が高くなるため好ましくない。無機粒子Ａの含有比が、０．８〜９質量％であるとより好ましく、１〜８．５質量％であると特に好ましい。
【００２９】
同様に、充分な焼結助剤の効果を得るためには、成形体中の、前記金属ケイ素粒子の含有量に対する前記無機粒子Ｂの含有量の割合、すなわち、（無機粒子Ｂの含有量）／（金属ケイ素粒子の含有量）（以下、この比を無機粒子Ｂの含有比という）は、１〜１５質量％である。無機粒子Ｂの含有比が１質量％未満であると、得られるフィルタの強度が充分に確保されない。また、生成する液相の量も少ないため、窒化ケイ素粒子間に形成された細孔の再編が促進されず、結果的に得られたフィルタの細孔径が小さくなり圧力損失を増大させるため好ましくない。また、高温特性に優れるβタイプの窒化ケイ素の結晶が完全に析出せず、高温特性に劣るαタイプの結晶と混在したフィルタとなり、結果的に耐熱性を損ねるために好ましくない。
【００３０】
一方、無機粒子Ｂの含有比が１５質量％を超えると、焼結が充分に進むため、室温の機械的強度は高くなるが、焼結助剤に起因する液相量が多くなりすぎ高温の機械的強度は低下し、熱膨張係数も大きくなり好ましくない。無機粒子Ｂの含有比が２〜１２質量％であるとより好ましく、３〜１０質量％であると特に好ましい。
【００３１】
なお、成形体中、前記金属ケイ素粒子と前記高分子粒子と前記無機粒子Ａおよび前記無機粒子Ｂは、合量で９０質量％以上である。該合量が９０質量％未満であると、フィルタとして充分な特性をもつものが得られないおそれがある。
【００３２】
本製造法において、金属ケイ素粒子と、有機高分子粒子と、無機粒子Ａと、無機粒子Ｂとを混合するには、ボールミルやミキサなどの一般的な混合手段が使用できる。ハニカム成形体を作成する方法としては、前記混合原料に水、有機溶媒、有機バインダ等の成形助剤を適宜添加して混練、坏土とし押出成形等で成形する。
【００３３】
なお、このような有機バインダとしては、ポリビニルアルコールまたはその変成物、デンプンまたはその変成物、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、アクリル樹脂またはアクリル系共重合体、酢酸ビニル樹脂または酢酸ビニル系共重合体、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等の有機物を使用できる。なお、本明細書において、有機バインダはその固形分を、気孔形成剤である前記有機高分子粒子に含めて量関係を表すものとする。
【００３４】
前記有機バインダ等の成形助剤は、脱脂により除去される。脱脂は金属ケイ素の溶融温度より低い温度で実施することが好ましく、温度３００〜９００℃で保持することが好ましい。脱脂の雰囲気は大気中などの酸化雰囲気でも、窒素ガスやＡｒガスなどの不活性雰囲気でもよいが、大気中で行う場合には、金属ケイ素粒子や窒化ケイ素粒子の表面が過剰に酸化しないようにする。なお、脱脂は後述する第１段の熱処理と別工程としてもよいが、第１段の熱処理の昇温中に脱脂されるようにしてもよい。
【００３５】
成形体の熱処理に際して第１段の熱処理条件としては、窒素雰囲気下で１０００〜１４００℃の温度で４〜２４時間保持することが好ましい。温度が１０００℃未満であると金属ケイ素の窒化が充分に進まず、一方温度が１４００℃を超えると金属ケイ素の融点（１４１０℃）付近で金属ケイ素粒子が融解し、焼結体の形状を保持できないために好ましくない。また温度保持時間が４時間未満であると金属ケイ素粒子の窒化が不充分となり好ましくなく、また温度保持時間が２４時間を超えると窒化反応の進行が遅くなり、運転費用がかさむため好ましくない。なお、途中で脱脂する場合には、脱脂終了後、一度温度を下げてもよく、またそのまま温度を下げずに実施してもよい。
【００３６】
第２段の熱処理条件としては、窒素雰囲気下で１４５０〜１８００℃で１〜１２時間保持することが好ましい。温度が１４５０℃未満であると、金属ケイ素粒子が窒化して形成された窒化ケイ素粒子の結合が充分に進まず、フィルタの強度が不充分であるために好ましくなく、一方１８００℃を超えると、窒化ケイ素粒子が分解するので好ましくない。
【００３７】
また、温度保持時間が１時間未満であると窒化ケイ素粒子同士の結合が充分に進行しないために好ましくなく、一方１２時間を超えると、特に高温では窒化ケイ素が分解しやすくなり好ましくない。なお、第１段の熱処理と第２段の熱処理は、中間で温度をいったん下げても、または温度を下げることなく連続で実施してもよい。
【００３８】
熱処理時の昇温速度は、成形体の大きさ、形状等により適宜選択されるが、脱脂工程は分解したガスが大量に発生するため、２０〜２００℃／ｈで行うのが好ましい。ここで窒素雰囲気とは、実質的に窒素のみを含み酸素を含まない雰囲気をいうが、他の不活性気体や水素を含んでいてもよい。窒素分圧は５０ｋＰａ以上が好ましい。
【００３９】
本製造法で得られる窒化ケイ素質フィルタの気孔率は、５０〜８０％であると好ましい。気孔率が５０％未満であると圧力損失が大きくなるため好ましくなく、また気孔率が８０％を超えると強度が低いため好ましくない。気孔率が５５〜７５％であるとより好ましい。
【００４０】
本製造法で得られる窒化ケイ素質フィルタの水銀圧入法で測定された平均細孔直径は、１０〜３０μｍであると好ましい。平均細孔直径が１０μｍ未満であるとフィルタ使用時の圧力損失が大きくなり好ましくない。平均細孔直径が３０μｍを超えるとディーゼルパティキュレートのような排気微粒子の捕捉除去がしにくくなるため好ましくない。平均細孔径が８〜２８μｍであるとより好ましく、１０〜２７μｍであると特に好ましい。
【実施例】
【００４１】
以下に本発明の実施例（例１〜例８）と比較例（例９〜１２）を示す。
［原材料］
金属ケイ素粒子として、平均粒径２０μｍ、純度９８．５質量％（ＥＬＫＥＭ社製、商品名；ＳＩＬＧＲＡＩＮ）を使用した。また、気孔形成剤としては、平均粒径１５０μｍのアクリル系高分子粒子（クラレ社製、商品名；ＳＳ−１０００Ｐ）、平均粒径５ｍｍのＰＥＴ樹脂粒子（クラレ社製、商品名；ＫＳ７１０Ｂ）、を粉砕機にかけ、平均粒径７５μｍの高分子粒子として使用した。フェノール樹脂粒子は平均粒径７０μｍ（ＡＰＭ社製  ＢＪＯ−８０４０）を使用した。
【００４２】
無機粒子Ａとして、平均粒径０．１５μｍ、純度９３質量％のシリカ粒子（巴工業社製）、平均粒径０．０２μｍ、純度９５質量％の酸化チタン粒子（石原産業社製、商品名；ＭＣ−９０）、平均粒径１μｍ、純度９９．９質量％の酸化セリウム粒子（信越化学工業社製）、を使用した。
【００４３】
無機粒子Ｂとして、平均粒径１．３μｍ、純度９９．９質量％の酸化イットリウム粒子（信越化学工業社製、商品名；ＲＵ−Ｐ）、平均粒径１μｍ、純度９９．９９質量％の酸化ランタン粒子（信越化学工業社製）、平均粒径４μｍ、純度９９．５質量％の酸化ネオジウム粒子（エヌ・エヌケミカル社製）、平均粒径１μｍ、純度９９．９質量％の酸化イッテルビウム粒子（日本イットリウム社製）、平均粒径１μｍ、純度９９．９質量％の酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）粒子（高純度化学社製）を使用した。
【００４４】
酸化マグネシウムの代用として、純度９８質量％の炭酸マグネシウム（神島化学社製、商品名；＃２００）を、また酸化カルシウムの代用として、炭酸カルシウム（神島化学社製、商品名；軽微性炭酸カルシウム）を、それぞれ使用した。
【００４５】
これらの原料を表１、表２に示すような組成内訳の混合粉末とし、前記混合粉末１００質量部に対してメチルセルロース１５質量部、水４３質量部、さらに、潤滑剤としてグリセリンを２．８質量部添加して混練機により混合、押出成形用原料とした。これをスクリュータイプの連続押出成形機でハニカム構造体（２．５４ｃｍ×２．５４ｃｍに２００セル）に成形した。得られたハニカムを５００℃まで、２℃／分で昇温、１時間保持し、成形助剤を除去後、１３５０℃まで２℃／分で昇温、３時間保持し、その後、１７００℃まで５℃／分で昇温、３時間保持し、焼結体を得た。評価結果を表１、表２に併せて示す。
【００４６】
［特性評価法］
なお、細孔特性は、水銀ポロシメータ（ユアサアイオニクス社製、商品名：ＡｕｔｏＳＣＡＮ−３３）で測定し、熱膨張係数は室温から１０００℃までの範囲で示差熱型熱膨張測定機（リガク社製、商品名：ＴＡＳ−１００）で測定した。結晶相はＸ線回折法により同定した。
【００４７】
圧縮強度は、ハニカム体からサイズ１０×１０×１０ｍｍの試験片を切り出し、圧縮方向と貫通穴とが平行になるように強度測定装置（島津社製、商品名；オートグラフＡＧＳ―１０ＫＮＪ）にセットして測定した。以下の表中、結晶相でβＳＮとあるのは、β相のＳｉ３Ｎ４結晶相が、ＳｉＣとあるのはＳｉＣ結晶相が、それぞれ同定されたことを示す。
【００４８】
【表１】
2006102631.tif 000002
【００４９】
【表２】
2006102631.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明によって、脱塵や除塵に適した窒化ケイ素質フィルタを容易に製造できる。本発明によって得られる窒化ケイ素質フィルタは、形状精度に優れ、強度も高く、かつパティキュレートなどの捕集に適し、しかも圧力損失の低減を可能にする。