(57)【要約】【課題】使用時に缶とフィルタとの隙間からガスが漏れにくいハニカムフィルタを提供する。【解決手段】ハニカムフィルタ１００は、複数の流路１１０を有する多孔質ハニカム構造体１２０と、複数の流路１１０の内の一部の流路１１０ａの一端、及び、複数の流路１１０の内の残部の流路１１０ｂの他端を閉じる複数の封口部１３０と、を備える。そして、多孔質ハニカム構造体１２０の気孔率が５５〜７０％であり、多孔質ハニカム構造体１２０はコージェライトを主成分として含み、多孔質ハニカム構造体１２０の４０〜８００℃の間の平均熱膨張係数は１．４×１０−６〜２．１×１０−６／Ｋである。【選択図】図１
2018183710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の流路を有する多孔質ハニカム構造体と、
前記複数の流路の内の一部の流路の一端、及び、前記複数の流路の内の残部の流路の他端を閉じる複数の封口部と、を備え、
前記多孔質ハニカム構造体の気孔率が５５〜７０％であり、
前記多孔質ハニカム構造体はコージェライトを主成分として含み、
前記多孔質ハニカム構造体の４０〜８００℃の間の平均熱膨張係数は１．４×１０−６〜２．１×１０−６／Ｋである、ハニカムフィルタ。
【請求項２】
アルミニウム源、マグネシウム源、ケイ素源、及び、造孔材を含むコージェライト原料を成形して、複数の流路を有するグリーンハニカム構造体を得る工程と、
前記グリーンハニカム構造体を焼成して多孔質ハニカム構造体を得る工程と、
前記グリーンハニカム構造体又は前記多孔質ハニカム構造体の前記複数の流路それぞれのいずれかの端部を封口する工程と、を備え、
前記アルミニウム源は、アルミナ及びカオリンの少なくとも一方と、水酸化アルミニウムと、を含み、
前記アルミニウム源に含まれる全アルミニウム元素の質量に対する、水酸化アルミニウムに含まれるアルミニウム元素の質量の比が１５〜９５％であり、
水酸化アルミニウムに含まれるアルミニウム元素の質量に対する、アルミナに含まれるアルミニウム元素の質量の比が０〜０．４又は１．０〜５．０であり、
水酸化アルミニウムに含まれるアルミニウム元素の質量に対する、カオリンに含まれるアルミニウム元素の質量の比が０〜１．１又は１．５〜３．５である、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、ハニカムフィルタ及びハニカムフィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジン排ガスのフィルタとして、コージェライトを主成分とするセラミック製のハニカムフィルタが知られている。ハニカムフィルタは、複数の流路を有する多孔質ハニカム構造体と、複数の流路の内の一部の流路の一端、及び、前記複数の流路の内の残部の流路の他端を閉じる複数の封口部と、を備える。このようなハニカムフィルタは、金属製の缶に収容されて使用され、缶とフィルタとの間には無機繊維シートが介在される場合が多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００３−５３４２２９号公報
【特許文献２】特表２００６−５１６５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のコージェライト製のハニカムフィルタは、使用時に缶とフィルタとの隙間からガスが漏れることがあった。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、使用時に缶とフィルタとの隙間からガスが漏れにくいハニカムフィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るハニカムフィルタは、複数の流路を有する多孔質ハニカム構造体と、
前記複数の流路の内の一部の流路の一端、及び、前記複数の流路の内の残部の流路の他端を閉じる複数の封口部と、を備える。そして、
前記多孔質ハニカム構造体の気孔率が５５〜７０％であり、
前記多孔質ハニカム構造体はコージェライトを主成分として含み、
前記多孔質ハニカム構造体の４０〜８００℃の間の平均熱膨張係数は１．４×１０−６〜２．１×１０−６／Ｋである。
【０００７】
本発明に係るハニカムフィルタの製造方法は、アルミニウム源、マグネシウム源、ケイ素源、及び、造孔材を含むコージェライト原料を成形して、複数の流路を有するグリーンハニカム構造体を得る工程と、
前記グリーンハニカム構造体を焼成して多孔質ハニカム構造体を得る工程と、
前記グリーンハニカム構造体又は前記多孔質ハニカム構造体の前記複数の流路それぞれのいずれかの端部を封口する工程と、を備える。
前記アルミニウム源は、アルミナ及びカオリンの少なくとも一方と、水酸化アルミニウムと、を含む。
前記アルミニウム源に含まれる全アルミニウム元素の質量に対する、水酸化アルミニウムに含まれるアルミニウム元素の質量の比が１５〜９５％であり、
水酸化アルミニウムに含まれるアルミニウム元素の質量に対する、アルミナに含まれるアルミニウム元素の質量の比が０〜０．４又は１．０〜５．０であり、
水酸化アルミニウムに含まれるアルミニウム元素の質量に対する、カオリンに含まれるアルミニウム元素の質量の比が０〜１．１又は１．５〜３．５である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、使用時に缶とフィルタとの隙間からガスが漏れにくいハニカムフィルタ、及び、その製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の１実施形態に係るハニカムフィルタの軸方向に沿う断面図である。
【図２】図２は、本発明の１実施形態に係るハニカムフィルタの軸に直交する方向の断面図である。
【図３】図３は、本発明の他の実施形態に係るハニカムフィルタの軸に直交する方向の断面図である。
【図４】図４は、ハニカムフィルタが缶に収容された状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を参照して、本発明の実施形態に係るハニカムフィルタ１００を説明する。図１に示すように、ハニカムフィルタ１００は、多孔質ハニカム構造体１２０、及び、封口部１３０を有する。
【００１１】
多孔質ハニカム構造体１２０は、柱状形状を有し、入口端面（一端）１００ａ及び出口端面（他端）１００ｂを有する。また、多孔質ハニカム構造体１２０は、複数の流路１１０を有する。一部の流路１１０の出口端面１００ｂ側の端部にはそれぞれ封口部１３０が設けられており、これらの一部の流路１１０は、入口端面１００ａが開口され出口端面１００ｂが封口された入口流路１１０ａを形成する。残りの流路１１０の入口端面１００ａ側の端部にはそれぞれ封口部１３０が設けられており、これら残りの流路１１０は、入口端面１００ａが封口され出口端面１００ｂが開口された出口流路１１０ｂを形成する。
【００１２】
入口流路１１０ａ及び出口流路１１０ｂの断面形状は、例えば、円形、楕円形、四角形、六角形、八角形であることができる。多孔質ハニカム構造体１２０において、各入口流路１１０ａは少なくとも１つの出口流路１１０ｂと隔壁Ｗを介して隣接している。
【００１３】
多孔質ハニカム構造体における入口流路１１０ａと出口流路１１０ｂとの配列は特に限定されない。入口流路１１０ａが少なくとも１つの出口流路１１０ｂと隣接していればよく、入口流路１１０ａが他の入口流路と隣接していたり、出口流路１１０ｂが他の出口流路と隣接していてもよい。
【００１４】
具体的には、例えば、図２に示すように、１つの入口流路１１０ａが３つの他の入口流路１１０ａと隣接し、かつ、３つの出口流路１１０ｂと隣接するように、入口流路１１０ａ及び出口流路１１０ｂが規則的に配置されていることができる。この場合、１つの出口流路１１０ｂは６つの入口流路１１０ａと隣接し、他の出口流路１１０ｂとは隣接しない。各流路は、合計６つの他の流路とそれぞれ隔壁Ｗを介して隣接している。隔壁Ｗの集合体が多孔質ハニカム構造体１２０を構成する。
【００１５】
また、図３に示すように、１つの入口流路１１０ａが４つの他の入口流路１１０ａと隣接し、かつ、２つの出口流路１１０ｂと隣接するように、入口流路１１０ａ及び出口流路１１０ｂが規則的に配置されていることもできる。１つの出口流路１１０ｂは６つの入口流路１１０ａと隣接し、他の出口流路１１０ｂとは隣接しない。従って、各流路は合計６つの他の流路に隣接している。
【００１６】
各隔壁Ｗの厚みは、５〜１２ｍｉｌ、すなわち、０．１２５〜０．３０ｍｍが好ましい。隔壁Ｗの厚みの下限は、６ｍｉｌ、すなわち、０．１５ｍｍとすることができる。また、隔壁Ｗの厚みの上限は、１０ｍｉｌ、すなわち、０．２５ｍｍとすることができ、８ｍｉｌ、すなわち、０．２０ｍｍとすることもできる。
【００１７】
セル密度、すなわち、多孔質ハニカム構造体の軸に直交する断面における流路（セル）の密度は、例えば、１５０〜３５０ｃｐｓｉとすることができる。
【００１８】
多孔質ハニカム構造体１２０の主成分すなわち最大成分はコージェライトである。多孔質ハニカム構造体１２０が、コージェライトを５０質量％以上含むことが好ましく、７０質量％以上含むことが好ましく、８０質量％以上含むことがより好ましく、９０質量％含むことがより一層好ましい。
【００１９】
コージェライトとは、約４８％〜約５２重量％のＳｉＯ２成分、約３２％〜約３６重量％のＡｌ２Ｏ３成分、および約１２％〜約１５重量％のＭｇＯ成分から構成される化合物であり、通常結晶相を形成する。
【００２０】
本実施形態において、多孔質ハニカム構造体１２０の気孔率は５５〜７０％である。この気孔率の下限は、５７％以上であることができ、６０％以上であることもできる。この気孔率の上限は、６９％以下であることができ、６８％以下であることもできる。
【００２１】
多孔質ハニカム構造体１２０の気孔率は、水銀圧入法（接触角：１３０°、表面張力：４８５ｄｙｎｅ／ｃｍ）により測定することができる。
【００２２】
多孔質ハニカム構造体１２０の４０〜８００℃の間の平均熱膨張係数は１．４×１０−６〜２．１×１０−６／Ｋである。この平均熱膨張係数の下限は、１．４５×１０−６／Ｋであることができる。この平均熱膨張係数の上限は、２．０５×１０−６／Ｋであることができる。
【００２３】
この平均熱膨張係数は、多孔質ハニカム構造体１２０から切り出したサンプルを４０℃から８００℃まで昇温させ、４０℃の時の長さをＬ０、８００℃の時の長さをＬ１としたときに、（Ｌ１−Ｌ０）／（Ｌ０・７６０）［１／Ｋ］で求められる。
【００２４】
封口部１３０の材料は特に限定されないが、セラミック材料で有ることが好ましく、多孔質ハニカム構造体１２０と同様にコージェライトを主成分とするセラミックであることができる。封口部１３０は多孔質であることができ、多孔質ハニカム構造体と同様の細孔径分布を有することができる。
【００２５】
続いて、このようなハニカムフィルタ１００の使用態様の一例を図４を参照して説明する。ハニカムフィルタ１００は、金属製の筒状の缶１０内に収容される。缶の材質の例は、ステンレス、鋼などの金属材料である。
【００２６】
缶１０とハニカムフィルタ１００との間には、シール材２０が配置されている。シール材の例は、無機繊維製の不織布マットである。無機繊維の材料の例は、アルミナ、シリカアルミナ、ガラスである。缶１０の両端には、テーパー管１１、１２が接続されている。
【００２７】
このようにしてハニカムフィルタを使用する際、ハニカムフィルタには高温の排ガスが流入する。流入する排ガスの温度は、例えば、１５０〜６５０℃程度になる場合がある。これによって、ハニカムフィルタ１００は１０００℃程度にまで加熱され、断熱材としても機能するシール材２０を挟んで配置される缶１０は２００℃程度にまで加熱され、それぞれ熱膨張する。
【００２８】
ここで、金属材料の０〜６５０℃の間の平均熱膨張係数は、例えば、鋼等では約１２×１０−６／Ｋである。そして、従来のコージェライトを主成分とするハニカムフィルタの４０〜８００℃の間の平均熱膨張係数は１．２×１０−６／Ｋ程度である。この場合、使用時にはハニカムフィルタ１００よりも缶１０がより膨張するため、シール材に隙間が生じ、排ガスがリークする場合がある。
【００２９】
しかしながら、本実施形態に係るハニカムフィルタ１００によれば、４０〜８００℃の間の平均熱膨張係数は１．４×１０−６〜２．１×１０−６／Ｋであって従来のコージェライトを主成分とするハニカムフィルタよりも高いので、使用時に缶１０との隙間が生じにくく、シール材からのガスのリークを抑制できる。また、隙間が少ないと、振動等によるフィルタの缶からのずれや破損の抑制効果もある。
【００３０】
なお、缶１０の内面の単位面積当たりのシール材２０の質量をＷとし、ハニカムフィルタ１００と缶１０とのギャップをＧ［ｍ］としたときに、Ｗ／Ｇで与えられるギャップバルク密度は、隙間の大きさに関する指標となり、大きければガスリークやずれ等を起こしやすくなる。
【００３１】
また、平均熱膨張係数が上記範囲を上回る場合、熱膨張が大きくなりすぎて、排ガス温度や排ガス量の変動が起こった場合にクラックが生じる場合がある。
【００３２】
また、平均気孔率が５５〜７０％であるので、圧力損失を低くできて、燃費性能を向上できる。
【００３３】
このようなハニカムフィルタは、例えば、ガソリンエンジン用のガソリン粒子フィルタ、（ＧＰＦ）、ディーゼルエンジン排ガス用の用のディーゼル粒子フィルタ（ＤＰＦ）として使用することができる。
【００３４】
（ハニカムフィルタの製造方法）
次に、ハニカムフィルタの製造方法の一実施形態について説明する。ハニカムフィルタの製造方法は、例えば、コージェライトの構成元素を含む無機原料粉や添加剤を含むコージェライト原料を調製する原料調製工程と、原料混合物を成形して複数の流路を有するグリーンハニカム構造体を得る成形工程と、グリーンハニカム構造体を焼成する焼成工程と、を備え、成形工程と焼成工程の間、又は、焼成工程の後に、各流路のいずれか端部を封口する工程と、を備える。
【００３５】
（原料調製工程）
原料調製工程では、コージェライトの構成元素を含む各種無機原料粉と添加剤とを混合した後に混練してコージェライト原料を調製する。
【００３６】
コージェライトの構成元素を含む無機原料粉は、マグネシウム源、アルミニウム源、及び、ケイ素源を含む混合物である。
【００３７】
（マグネシウム源）
上記混合物に含まれるマグネシウム源の例は、酸化マグネシウム、タルク（Ｍｇ３Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）２）である。また、空気中、単独で焼成することによりマグネシアに導かれる化合物も挙げられる。かかる化合物としては、例えばマグネシウム塩、マグネシウムアルコキシド、水酸化マグネシウム、窒化マグネシウム、金属マグネシウムなどが挙げられる。
【００３８】
マグネシウム塩として具体的には、塩化マグネシウム、過塩素酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、ピロりん酸マグネシウム、蓚酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、クエン酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム、サリチル酸マグネシウム、ミリスチン酸マグネシウム、グルコン酸マグネシウム、ジメタクリル酸マグネシウム、安息香酸マグネシウムなどが挙げられる。
【００３９】
（アルミニウム源）
アルミニウム源は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）及びカオリン（Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４）の少なくとも一方と、水酸化アルミニウムＡｌ（ＯＨ）３と、を含む。
【００４０】
アルミナの結晶型としては、γ型、δ型、θ型、α型などが挙げられ、アモルファスであってもよい。アルミナとして好ましくはα型のアルミナである。
【００４１】
水酸化アルミニウムの結晶型としては、例えばギブサイト型、バイヤライト型、ノロソトランダイト型、ベーマイト型、擬ベーマイト型などが挙げられ、不定形（アモルファス）であってもよい。アモルファスの水酸化アルミニウムとしては、例えばアルミニウム塩、アルミニウムアルコキシドなどのような水溶性アルミニウム化合物の水溶液を加水分解して得られるアルミニウム加水分解物も挙げられる。
【００４２】
アルミニウム源に含まれる全アルミニウム元素の質量に対する、水酸化アルミニウムに含まれるアルミニウム元素の質量の比は１５〜９５％である。この比の上限は９２％であることができる。
【００４３】
水酸化アルミニウムに含まれるアルミニウム元素の質量に対する、アルミナに含まれるアルミニウム元素の質量の比が０〜０．４又は１．０〜５．０である。
【００４４】
さらに、水酸化アルミニウムに含まれるアルミニウム元素の質量に対する、カオリンに含まれるアルミニウム元素の質量の比が０〜１．１又は１．５〜３．５である。
【００４５】
水酸化アルミニウムの添加が、熱膨張率の向上に寄与していると思われるが、水酸化アルミニウムを含みつつも、カオリン及びアルミナに対する比が特定の範囲となると平均熱膨張率が高くならない理由は不明である。
【００４６】
アルミニウム源として、上述以外のアルミニウム源を含んでもよい。他のアルミニウム源の例は、空気中、単独で焼成することによりアルミナに導かれる化合物も挙げられる。かかる化合物としては、例えばアルミニウム塩、アルミニウムアルコキシド、金属アルミニウムなどが挙げられる。
【００４７】
アルミニウム塩は、無機酸との無機塩であってもよいし、有機酸との有機塩であってもよい。アルミニウム無機塩として具体的には、例えば硝酸アルミニウム、硝酸アンモニウムアルミニウムなどのアルミニウム硝酸塩、炭酸アンモニウムアルミニウムなどのアルミニウム炭酸塩などが挙げられる。アルミニウム有機塩としては、例えば蓚酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、ステアリン酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、ラウリン酸アルミニウムなどが挙げられる。
【００４８】
アルミニウムアルコキシドとして具体的には、例えばアルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムエトキシド、アルミニウムｓｅｃ−ブトキシド、アルミニウムｔｅｒｔ−ブトキシドなどが挙げられる。
【００４９】
（ケイ素源）
ケイ素源としては、酸化ケイ素(石英、アモルファスシリカ)、タルク（Ｍｇ３Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）２）、カオリン（Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４）である。また、空気中、単独で焼成することによりシリカに導かれる化合物の粉末も挙げられる。かかる化合物としては、例えばケイ酸、炭化ケイ素、窒化ケイ素、硫化ケイ素、四塩化ケイ素、酢酸ケイ素、ケイ酸ナトリウム、オルトケイ酸ナトリウム、ガラスフリットなどが挙げられる。
【００５０】
また、コージェライトの構成元素を含む無機原料粉は、一部又は全部がコージェライト粉であってもよい。
【００５１】
各成分の配合量は、ＳｉＯ２成分、Ａｌ２Ｏ３成分、およびＭｇＯ成分が上述のコージェライト組成の範囲となるように適宜調節される。コージェライトの構成元素を含む無機原料粉の粒径Ｄ５０は、１〜３０μｍであることができる。
【００５２】
添加剤としては、例えば、造孔材（孔形成剤）、バインダ、潤滑剤、可塑剤、溶媒が挙げられる。
【００５３】
造孔材としては、焼成工程において成形体を脱脂・焼成する温度以下で消失する素材によって形成されたものを使用することができる。脱脂や焼成において、造孔材を含有する成形体が加熱されると、造孔材は燃焼等によって消滅する。これにより、造孔材が存在した箇所に空間ができると共に、この空間同士の間に位置する無機原料粉末が焼成の際に収縮することにより、流体を流すことができる連通孔を隔壁内に形成することができる。
【００５４】
造孔材は、例えば、有機物粉、炭素粉、ドライアイス粉である。有機物粉の例は、トウモロコシ澱粉、大麦澱粉、小麦澱粉、タピオカ澱粉、豆澱粉、米澱粉、エンドウ澱粉、ポテト澱粉（馬鈴薯デンプン）である。樹脂粉の例は、ポリエチレン粉、中空樹脂粉（熱可塑性樹脂を外殻とし、その内部に該熱可塑性樹脂の軟化点以下の温度でガス化し、かつ塩素、臭素を含有しないエーテル構造を有する化合物を発泡剤として含有する熱膨張性微小球）である。炭素粉の例は、黒鉛である。造孔材の含有量は、例えば、無機原料粉末１００質量部に対して１０〜５０質量部であり、２０〜４０質量部が好ましい。
【００５５】
造孔材のＤ５０は１０〜３０μｍであってもよい。
【００５６】
バインダは、例えば、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロースなどのセルロース類；ポリビニルアルコールなどのアルコール類；リグニンスルホン酸塩等の塩；パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等のワックスである。原料混合物におけるバインダの含有量は、例えば、無機原料粉末１００質量部に対して２０質量部以下である。
【００５７】
潤滑剤または可塑剤は、例えばグリセリン等のアルコール類；カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラギン酸、オレイン酸、ステアリン酸等の高級脂肪酸；ステアリン酸Ａ１等の高級脂肪酸金属塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルである。原料混合物における潤滑剤または可塑剤の含有量は、例えば無機原料粉末１００質量部に対して１０質量部以下である。
【００５８】
溶媒としては、例えば水やアルコールが挙げられる。水は不純物が少ない点で、イオン交換水が好ましい。原料混合物が溶媒を含有する場合、溶媒の含有率は、例えば、無機原料粉末１００質量部に対して１０〜１００質量部である。
【００５９】
（成形工程）
成形工程では、上記コージェライト原料を用いて複数の流路を有したハニカム構造を備えるグリーンハニカム構造体を得る。コージェライト原料を成形する工程には、例えば、通常用いられているものと同様の一軸プレス機、押出成形機などの成形装置を用いて、目的とするハニカム構造体の形状に成形すればよい。
【００６０】
（焼成工程）
焼成工程では、成形工程において得られたグリーンハニカム構造体を焼成して焼成された多孔質ハニカム構造体を得る。焼成工程では、成形体の焼成前に、成形体中（コージェライト原料中）に含まれるバインダ等を除去するための仮焼（脱脂）が行われてもよい。成形体の焼成において、焼成温度は、通常１３００℃以上であり、好ましくは１４００℃以上である。また、焼成温度は、通常１５００℃以下であり、好ましくは１４５０℃以下である。昇温速度は特に限定されるものではないが、通常１〜５００℃／時間である。造孔材が、有機物粉及び炭素粉である場合には、焼成を酸素含有雰囲気で行うことが好ましい。焼成は、通常、管状電気炉、箱型電気炉、トンネル炉、マイクロ波加熱炉、ロータリー炉、ローラーハース炉、ガス焼成炉などの通常の焼成炉を用いて行われる。焼成時間は、無機原料粉末がコージェライト系結晶に遷移するのに十分な時間であればよく、原料の量、焼成炉の形式、焼成温度、焼成雰囲気等により異なるが、通常は５〜２４時間である。
【００６１】
（封口工程）
封口工程は、成形工程と焼成工程の間、又は、焼成工程の後に行われる。成形工程と焼成工程の間に封口工程を行う場合、成形工程において得られた未焼成のグリーンハニカム構造体の各流路のいずれか一方の端部を封口材で封口した後、焼成工程においてグリーンハニカム構造体と共に封口材を焼成することにより、複数の流路を有する多孔質ハニカム構造体及び各流路のいずれか一方の端部を封口する封口部を備えコージェライトを主成分とするハニカムフィルタが得られる。焼成工程の後に封口工程を行う場合、焼成工程において得られた多孔質ハニカム構造体の各流路のいずれか一方の端部を封口材で封口した後、多孔質ハニカム構造体と共に封口材を焼成することにより、同様のハニカムハニカムフィルタが得られる。封口材としては、上記グリーンハニカム成形体を得るためのコージェライト原料と同様の原料を用いることができる。
【００６２】
本実施形態に係る製造方法によれば、上述の多孔質構造を有するハニカムフィルタを容易に得ることができる。
特に、水酸化アルミニウムは、コージェライトの熱膨張係数を高める役割があると考えられる。
【００６３】
本発明は上記実施形態に限定されず様々な変形態様が可能である。
例えば、上記実施形態では、入口流路１１０ａ及び出口流路１１０ｂが、プラグ状の封口部１３０により閉じられているが、他の封口法を採用してもよい。例えば、多孔質ハニカム成形体の端部の隔壁を、ハニカムフィルタの端面に向かって一方の各流路の断面積が拡大し、かつ、他方の各流路の断面積がゼロになるまで縮小するように変形させ、その後焼成することによって封口部を形成してもよい。
【実施例】
【００６４】
（実施例１）
コージェライト原料（カオリン、アルミナ、水酸化アルミニウム、タルク、シリカ）、造孔材、バインダーを混合し、押出成形機でハニカム成形体を作成した。
【００６５】
各原料の配合量は、表１に示すようにした。各アルミナ源中のＡｌの質量比等を表２に示す。造孔材として馬鈴薯澱粉を用いた。また、押出成形に適する可塑性を与えるために、上記原料の混合物に適量の水及び潤滑剤を添加して成形した。成形されたハニカム成形体は、図２の形状を有し、六角形のセルの密度は２９０ｃｐｓｉであった。外径は２５．４ｍｍであり、高さは１５０．３ｍｍ、壁の厚みは１０．４ｍｉｌであった。
【００６６】
【表１】
2018183710.tif 000003
【００６７】
【表２】
2018183710.tif 000004
得られたハニカム成形体の各流路の一端又は他端を、上記と同じ成形原料を用いて栓詰めにより封口した。その後、封口済のハニカム成形体を大気雰囲気下で焼成して、ハニカムフィルタを得た。
【００６８】
（実施例２〜７、比較例１〜２）
コージェライト原料の組成を、表１に示されるように変更する以外は実施例１と同様にした。
【００６９】
（気孔率及び細孔構造）
得られたハニカムフィルタの気孔率、及び、気孔径のＤ１０、Ｄ５０、Ｄ９０を水銀圧入法により、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ製オートポアＩＩＩを使用して行った。まず、ハニカムフィルタから切出した小片を試験片として測定セル内に収納し、セル内を減圧した後、水銀を導入してから加圧し、このときの圧力と試料内に存在する細孔中に押し込まれた水銀の体積との関係から、細孔径と累積細孔容積の関係を求めた。このとき、水銀を導入する圧力は０．５ｐｓｉ（３．４×１０−３ＭＰａ）とし、圧力から細孔径を算出する際の常数は、接触角＝１３０°、表面張力：４８５ｄｙｎｅ／ｃｍとした。また全細孔容積は、圧力６０，０００ｐｓｉ（４１４ＭＰａ）の時の累積細孔容積とした（細孔径０．００３μｍに相当）。結果を表３に示す。
【００７０】
（熱膨張率）
多孔質ハニカム構造体の各温度間の熱膨張率は、以下のようにして求めた。すなわち、ハニカムフィルタから長さ２０ｍｍ、縦横それぞれ５ｍｍの直方体の小片を切り出した。熱機械的分析装置（ＳＩＩテクノロジー株式会社製  ＩＭＡ６３００）を用い、室温（２５℃）から１０００℃まで６００℃／ｈで昇温させ、４０〜８００℃の温度範囲における小片の膨張率を測定した。結果を表３に示す。
【００７１】
【表３】
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【００７２】
（フィルタ使用時のフィルタと缶間の隙間の拡大量の評価）
４０℃での内径がハニカムフィルタと同一である耐熱鋼（ＳＵＨ４０９Ｌ）製の円筒形状の管内に各ハニカムフィルタを収容し、ハニカムフィルタの温度を８００℃、缶の温度を６５０℃に昇温した場合の、缶とハニカムフィルタ間に形成される隙間の値を計算により求めた。結果を表３に示す。
実施例は、比較例に比較してフィルタと缶との間に形成される隙間を小さくできることが確認された。
【符号の説明】
【００７３】
１００…ハニカムフィルタ、１２０…多孔質ハニカム構造体、１１０…流路、１３０…封口部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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