(57)【要約】本発明の目的は、触媒を付与するときや、排気ガス浄化装置において長期間繰り返し使用したときに、シール材層の交差部にクラック等が発生することのない耐久性に優れる排気ガス浄化用ハニカムフィルタを提供することである。本発明は、多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された角柱形状の多孔質セラミック部材がシール材層を介して複数個結束されてセラミックブロックが構成され、上記セラミックブロックの外周部にもシール材層が形成され、上記貫通孔を隔てる隔壁が粒子捕集用フィルタとして機能するように構成された排気ガス浄化用ハニカムフィルタであって、上記セラミックブロックの上記多孔質セラミック部材の長手方向に垂直な断面における、上記シール材層の交差部の最大幅Ｌ（ｍｍ）が、上記シール材層の最小幅ｌ（ｍｍ）の１．５〜３倍であることを特徴とする排気ガス浄化用ハニカムフィルタである。
2003084640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された角柱形状の多孔質セラミック部材がシール材層を介して複数個結束されてセラミックブロックが構成され、前記セラミックブロックの外周部にもシール材層が形成され、前記貫通孔を隔てる隔壁が粒子捕集用フィルタとして機能するように構成された排気ガス浄化用ハニカムフィルタであって、
前記セラミックブロックの前記多孔質セラミック部材の長手方向に垂直な断面における、前記シール材層の交差部の最大幅Ｌ（ｍｍ）が、前記シール材層の最小幅ｌ（ｍｍ）の１．５〜３倍であることを特徴とする排気ガス浄化用ハニカムフィルタ。
【請求項２】
長手方向の外周面が曲面を有する形状である請求の範囲第１項に記載の排気ガス浄化用ハニカムフィルタ。
【請求項３】
セラミックブロックの多孔質セラミック部材の長手方向に垂直な断面における、全てのシール材層の交差部において、前記シール材層の交差部の最大幅Ｌ（ｍｍ）が、前記シール材層の最小幅ｌ（ｍｍ）の１．５〜３倍である請求の範囲第１又は２項に記載の排気ガス浄化用ハニカムフィルタ。
【請求項４】
多孔質セラミック部材に、触媒担持膜が付与されている請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載の排気ガス浄化用ハニカムフィルタ。
【請求項５】
多孔質セラミック部材に、触媒が付与されている請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載の排気ガス浄化用ハニカムフィルタ。
【請求項６】
シール材層に、触媒担持膜が付与されている請求の範囲第１〜５項に記載の排気ガス浄化用ハニカムフィルタ。
【請求項７】
シール材層に、触媒が付与されている請求の範囲第１〜６項に記載の排気ガス浄化用ハニカムフィルタ。
【発明の詳細な説明】
関連出願の記載
本出願は、２００２年４月９日に出願された日本国特許出願２００２−１０６７７７号を基礎出願として優先権主張する出願である。
技術分野
本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガス中のパティキュレート等を除去するフィルタとして用いられる排気ガス浄化用ハニカムフィルタに関する。
背景技術
バス、トラック等の車両や建設機械等の内燃機関から排出される排気ガス中に含有されるパティキュレートが環境や人体に害を及ぼすことが最近問題となっている。
この排気ガスを多孔質セラミックに通過させ、排気ガス中のパティキュレートを捕集して、排気ガスを浄化することができるセラミックフィルタが種々提案されている。
このようなセラミックフィルタとして、例えば、炭化珪素等からなり、多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム部材が、シール材層を介して複数個結束されてなるハニカムフィルタが知られている（特開２００１−９６１１７号公報、特開２００１−１９０９１６号公報参照）。
このような構成のハニカムフィルタは、極めて耐熱性に優れ、再生処理等も容易であるため、種々の大型車両やディーゼルエンジン搭載車両等に使用されている。
上述のハニカムフィルタが内燃機関の排気通路に設置されると、内燃機関より排出された排気ガス中のパティキュレートは、このハニカムフィルタを通過する際に隔壁により捕捉され、排気ガスが浄化される。また、この排気ガスの浄化作用に伴い、ハニカムフィルタの貫通孔を隔てる隔壁部分には、次第にパティキュレートが堆積し、目詰まりを起こして通気を妨げるようになるので、ハニカムフィルタでは、定期的にヒータ等の加熱手段を用いて目詰まりの原因となっているパティキュレートを燃焼除去して再生する再生処理を行う必要がある。
しかしながら、このような従来のハニカムフィルタを用いて排気ガスの浄化を長期間行うと、排気ガス流入側のハニカムフィルタの端面において、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層が、排気ガスによって風蝕されてしまうことがあった。特に、ハニカムフィルタの排気ガス流入側端面において、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層が交差している部分である交差部は、排気ガスによる風蝕を集中的に受ける傾向があり、この交差部に大きな窪みが形成されてしまうことがあった。
このようにシール材層が風蝕され、特に、シール材層の交差部に大きな窪みが形成されたハニカムフィルタを用いて排気ガスの浄化を行うと、上記シール材層の交差部の大きな窪みに大量のパティキュレートが堆積してしまう。
そして、このような状態のハニカムフィルタの再生処理を行うと、上記窪みに堆積したパティキュレートが燃焼することで、上記シール材層に局部的に大きな熱応力が作用し、上記シール材層にクラック等の致命的な欠陥が発生してしまい、ハニカムフィルタが破壊されてしまうことがあった。
また、特開２００１−２０６７８０号公報には、角柱状のセラミック焼結体セグメントを一体化してなり、上記セグメント間のシール材層の幅を一定でなく、不均等にした角柱状のセラミック構造体が開示されている。
しかしながら、この角柱状のセラミック構造体を用いても、シール材層の交差部における風蝕を防止する効果は充分でなく、また、触媒や触媒担持膜を付与した場合には、シール材層のシール性や接着性が不充分となることがあった。
発明の要約
本発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、触媒を付与するときや、排気ガス浄化装置において長期間繰り返し使用したときに、シール材層の交差部にクラック等が発生することのない耐久性に優れる排気ガス浄化用ハニカムフィルタを提供することを目的とするものである。
本発明の排気ガス浄化用ハニカムフィルタは、多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された角柱形状の多孔質セラミック部材がシール材層を介して複数個結束されてセラミックブロックが構成され、上記セラミックブロックの外周部にもシール材層が形成され、上記貫通孔を隔てる隔壁が粒子捕集用フィルタとして機能するように構成された排気ガス浄化用ハニカムフィルタであって、
上記セラミックブロックの上記多孔質セラミック部材の長手方向に垂直な断面における、上記シール材層の交差部の最大幅Ｌ（ｍｍ）が、上記シール材層の最小幅ｌ（ｍｍ）の１．５〜３倍であることを特徴とするものである。
なお、本発明の排気ガス浄化用ハニカムフィルタにおいて、上記セラミックブロックの上記多孔質セラミック部材の長手方向に垂直な断面における、上記シール材層の交差部の最大幅Ｌが、上記シール材層の最小幅ｌの１．５〜３倍であるとは、各シール材層の交差部における最大幅Ｌを平均して、その平均値が、シール材層の最小幅ｌの１．５〜３倍であることを意味するが、全てのシール材層の交差部において、最大幅Ｌがシール材層の最小幅ｌの１．５〜３倍であることが望ましい。
また、本発明の排気ガス浄化用ハニカムフィルタは、長手方向の外周面が曲面を有する形状であることが望ましい。
また、本発明の排気ガス浄化用ハニカムフィルタには、触媒、触媒担持膜が付与されていることが望ましい。本発明の排気ガス浄化用ハニカムフィルタにおいて、触媒は、多孔質セラミック部材に付与されていてもよく、シール材層に付与されていてもよい。同様に、本発明の排気ガス浄化用ハニカムフィルタにおいて、触媒担持膜は、多孔質セラミック部材に付与されていてもよく、シール材層に付与されていてもよい。
発明の詳細な開示
本発明は、多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された角柱形状の多孔質セラミック部材がシール材層を介して複数個結束されてセラミックブロックが構成され、上記セラミックブロックの外周部にもシール材層が形成され、上記貫通孔を隔てる隔壁が粒子捕集用フィルタとして機能するように構成された排気ガス浄化用ハニカムフィルタであって、
上記セラミックブロックの上記多孔質セラミック部材の長手方向に垂直な断面における、上記シール材層の交差部の最大幅Ｌ（ｍｍ）が、上記シール材層の最小幅ｌ（ｍｍ）の１．５〜３倍であることを特徴とする排気ガス浄化用ハニカムフィルタである。
図１は、本発明の排気ガス浄化用ハニカムフィルタ（以下、単に本発明のハニカムフィルタともいう）の一例を模式的に示した斜視図であり、図２（ａ）は、図１に示したハニカムフィルタを構成する多孔質セラミック部材の一例を模式的に示した斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した多孔質セラミック部材のＡ−Ａ線断面図である。
図１及び図２に示したように、本発明のハニカムフィルタの構造は、従来のハニカムフィルタと略同様のものを挙げることができる。
即ち、多孔質セラミック部材２０がシール材層１４を介して複数個結束されてセラミックブロック１５を構成し、このセラミックブロック１５の周囲にもシール材層１３が形成されている。また、この多孔質セラミック部材２０は、外周の角部に面取り（Ｒ面取り）が施されており、その長手方向に多数の貫通孔２１が並設され、貫通孔２１同士を隔てる隔壁２３がフィルタとして機能するようになっている。
なお、多孔質セラミック部材２０の外周の角部に形成された面取りについては、後述する。
即ち、図２（ｂ）に示したように、多孔質セラミック部材２０に形成された貫通孔２１は、排気ガスの入り口側又は出口側の端部のいずれかが充填材２２により目封じされ、一の貫通孔２１に流入した排気ガスは、必ず貫通孔２１を隔てる隔壁２３を通過した後、他の貫通孔２３から流出されるようになっている。
シール材層１３は、ハニカムフィルタ１０を内燃機関の排気通路に設置した際、セラミックブロック１５の外周部から排気ガスが漏れ出すことを防止する目的で設けられているものである。また、本発明者らは、シール材層１３をセラミックブロックの外周部に形成することにより、ハニカムフィルタの強度等を向上することができるとともに、シール材層１３を形成しない場合に比べ、シール材層の交差部の風蝕を低減することができることを見い出した。これは、セラミックブロックの外周部にシール材層１３が形成されると、ハニカムフィルタ全体に内側への圧縮力が加わり、シール材層の交差部が硬く圧縮されて強固になるため、風蝕、クラックに対する耐久性が向上し、振動にも強くなるためであると推定される。
従って、本発明のハニカムフィルタは、シール材層をセラミックブロックの外周部に形成した場合において、シール材層の交差部の風蝕をより低減するために、シール材層の形成条件を最適化したものである。
本発明のハニカムフィルタは、セラミックブロックの多孔質セラミック部材の長手方向に垂直な断面（以下、単にセラミックブロックの断面ともいう）における、シール材層の交差部の最大幅Ｌ（ｍｍ）が、上記シール材層の最小幅ｌ（ｍｍ）の１．５〜３倍である。
なお、本発明のハニカムフィルタにおいて、上記「シール材層の交差部」とは、本発明のハニカムフィルタのセラミックブロックの断面において、シール材層が、隣り合う多孔質セラミック部材の互いに平行になっている外周によって挟まれている領域以外の領域のことをいう。
上記シール材層の交差部の最大幅Ｌが、上記シール材層の最小幅ｌの１．５倍未満であると、排気ガスが過度に上記交差部に集中し、大きな熱応力が作用しやすくなるため、上記交差部に大きな窪みが生じる。このようなハニカムフィルタを長期間使用すると、この大きな窪みにパティキュレートが大量に堆積し、ハニカムフィルタの再生処理において大きな熱応力が作用してシール材層にクラックが発生する。
また、上記シール材層は、完全な緻密体ではなく、その内部に排気ガスが流入するものであり、上記シール材層の交差部の最大幅Ｌが、上記シール材層の最小幅ｌの３倍を超えると、ハニカムフィルタの使用中に、上記交差部に流入する排気ガスの量が多くなるため、上記交差部に大きな熱応力が作用し、大きな窪みが生じるとともに、クラックが発生しやすくなる。また、上記シール材層の交差部の最大幅Ｌが、上記シール材層の最小幅ｌの３倍を超えるようなハニカムフィルタでは、その端面における排気ガスの浄化が可能な面積が減少してしまい、排気ガスの浄化効率が劣るものとなる。
そこで、本発明のハニカムフィルタは、上記シール材層の交差部の最大幅Ｌを、上記シール材層の最小幅ｌの１．５〜３倍にすることにより、セラミックブロックの外周部にシール材層が形成されていても、上記シール材層の交差部に大きな熱応力が作用することを防止し、風蝕による大きな窪みが生じることを防止したものである。
また、本発明のハニカムフィルタの形状は、図１に示したような円柱状に限定されることはなく、例えば、楕円柱状や角柱状等の任意の形状を挙げることができる。なかでも、円柱状、楕円柱状等の長手方向の外周面が曲面を有する形状であることが特に好ましい。通常、排気ガス浄化用ハニカムフィルタが設置される内燃機関の排気通路は、フィルタの直前で円錐状（テーパー状）に広がった形状をしているため、排気ガスは、フィルタに対して全て平行に流れ込まずに、フィルタの直前の空間で様々な流れを生じてフィルタに流入することになる。このとき、本発明のハニカムフィルタの形状が角柱形状でなく、長手方向の外周面が曲面を有するものであれば、排気ガスの流れは、フィルタの断面方向に渦をまき易くなり、排気ガスをフィルタに対して螺旋状に流入させ易くなるので、パティキュレートを均一捕集しやすくなり、かつ、風蝕を交差部に集中させることなく、全体的に均一にして低減することができると考えられる。また、本発明のハニカムフィルタのシール材層に触媒や触媒担持膜を付与する場合には、後述するように、シール材層が不均一になりやすくシール性や接着性が悪くなることがあるが、長手方向の外周面が曲面を有するフィルタにすれば、角柱状のフィルタに比べ、均一に乾燥することができるので、シール材層が不均一になることを防止することができる。
図６（ａ）は、従来のセラミックブロックの外周部にシール材層を有するハニカムフィルタの一例を模式的に示した部分拡大断面図であり、図６（ｂ）は、従来のセラミックブロックの外周部にシール材層を有するハニカムフィルタの別の一例を模式的に示した部分拡大断面図であり、図６（ｃ）は、従来のセラミックブロックの外周部にシール材層を有するハニカムフィルタのさらに別の一例を模式的に示した部分拡大断面図である。
図６に示したように、従来のセラミックブロックの外周部にシール材層を有するハニカムフィルタにおいては、交差部６１（図６（ａ））、交差部６１０（図６（ｂ））は、セラミックブロックの断面において正方形であり、これらのハニカムフィルタにおける交差部６１及び６１０の最大幅Ｌ′は、常にシール材層の最小幅ｌ′の２１／２倍となり、また、交差部６１１（図６（ｃ））は、セラミックブロックの断面において正三角形であり、このハニカムフィルタにおける交差部６１１の最大幅Ｌ′は、常にシール材層の最小幅ｌ′の１倍となる。
即ち、図６に示した従来のセラミックブロックの外周部にシール材層を有するハニカムフィルタにおける交差部６１、６１０及び６１１は、いずれも、シール材層の交差部の最大幅Ｌ′が、シール材層の最小幅ｌ′の１．５倍未満となり、上述した本発明のハニカムフィルタにおけるシール材層の交差部の最大幅Ｌと、シール材層の最小幅ｌとの関係を満たさないこととなる。
そこで、本発明では、ハニカムフィルタを構成する多孔質セラミック部材の長手方向の断面が、従来のセラミックブロックの外周部にシール材層を有するハニカムフィルタのように正方形、長方形又は正六角形のような形状である場合、図３（ａ）〜（ｃ）に示したように、多孔質セラミック部材の外周の角部に面取りを施し、シール材層の交差部の最大幅Ｌが、シール材層の最小幅ｌの１．５〜３倍となるようにしている。
図３（ａ）は、図１及び図２に示した本発明のハニカムフィルタ１０を構成するセラミックブロック１５の断面の一例を模式的に示した部分拡大断面図であり、（ｂ）は、本発明のハニカムフィルタを構成するセラミックブロックの断面の別の一例を模式的に示した部分拡大断面図であり、（ｃ）は、本発明のハニカムフィルタを構成するセラミックブロックの断面のさらに別の一例を模式的に示した部分拡大断面図である。
なお、以下の図３（ａ）〜（ｃ）の説明では、多孔質セラミック部材の長手方向に垂直な断面において、多孔質セラミック部材の外周に相当する部分のことを、単に外周といい、また、多孔質セラミック部材の長手方向に垂直な断面において、多孔質セラミック部材の外周の角部に形成されたＲ面（Ｃ面）に相当する部分のことを、単にＲ面（Ｃ面）ということとする。
また、図３（ａ）〜（ｃ）において、多孔質セラミック部材に形成された貫通孔や隔壁等は省略している。
図３（ａ）に示した本発明のハニカムフィルタ１０では、多孔質セラミック部材２０の長手方向に垂直な断面形状が、その外周の角部にＲ面取りが施された略正方形又は長方形で、交差部１１は、シール材層１４が隣り合う四つの多孔質セラミック部材２０の互いに平行になっている外周によって挟まれた領域以外の領域、即ち、シール材層１４が、左右方向及び上下方向に隣り合う二つの多孔質セラミック部材２０の外周の角部に形成されたＲ面のうち、近い方のＲ面の端部同士を結んだ線によって区切られた領域となる。
従って、このような交差部１１の最大幅Ｌ１（ｍｍ）は、図３（ａ）に示したように、斜めに隣り合う多孔質セラミック部材２０の対面するＲ面の遠い方の端部間の距離となり、具体的には、シール材層１４の最小幅をｌ１（ｍｍ）、面取りの大きさをＲ１（ｍｍ）とすると、下記の数式１により求めることができる。
2003084640.tif 000003
また、図３（ｂ）に示した本発明のハニカムフィルタでは、多孔質セラミック部材２００の長手方向に垂直な断面形状が、その外周の角部にＣ面取りが施された略正方形又は長方形であり、交差部１１０は、シール材層１４０が隣り合う四つの多孔質セラミック部材２００の互いに平行になっている外周によって挟まれた領域以外の領域、即ち、シール材層１４０が、左右方向及び上下方向に隣り合う二つの多孔質セラミック部材２００の外周の角部に形成されたＣ面のうち、近い方のＣ面の端部同士を結んだ線によって区切られた領域となる。
従って、このような交差部１１０の最大幅Ｌ２（ｍｍ）は、図３（ｂ）に示したように、斜めに隣り合う多孔質セラミック部材２００の対面するＣ面の遠い方の端部間の距離となり、具体的には、シール材層１４０の最小幅をｌ２（ｍｍ）、面取りの大きさをＣ（ｍｍ）とすると、下記の数式２により求めることができる。
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さらに、図３（ｃ）に示した本発明のハニカムフィルタでは、多孔質セラミック部材２０１の長手方向に垂直な断面形状が、その外周の角部にＲ面取りが施された略正六角形であり、交差部１１１は、シール材層１４１が隣り合う３つの多孔質セラミック部材２０１の互いに平行になっている外周によって挟まれた領域以外の領域、即ち、シール材層１４１が、隣り合う二つの多孔質セラミック部材２０１の外周に形成されたＲ面のうち、近い方のＲ面の端部同士を結んだ線によって区切られた領域となる。
従って、このような交差部１１１の最大幅Ｌ３（ｍｍ）は、図３（ｃ）に示したように、隣り合う多孔質セラミック部材２００のＲ面の遠い方の端部間の距離となり、具体的には、シール材層１４１の最小幅をｌ３（ｍｍ）、面取りの大きさをＲ２（ｍｍ）とすると、下記の数式３により求めることができる。
2003084640.tif 000005
このような図３（ａ）〜（ｃ）に示した本発明のハニカムフィルタにおいて、交差部１１、１１０及び１１１の最大幅Ｌ（Ｌ１〜Ｌ３）は、いずれも、シール材層１４、１４０及び１４１の最小幅ｌ（ｌ１〜ｌ３）の１．５〜３倍となるように、面取りの大きさＲ１、Ｃ及びＲ２が調整されている。
例えば、図３（ａ）に示したハニカムフィルタにおいて、上記ｌ１が１．０ｍｍであると、上記数式（１）より、面取りの大きさＲ１を０．０５９〜０．９１ｍｍに調整することで、上記Ｌ１を１．５〜３．０ｍｍにすることができる。
また、図３（ｂ）に示したハニカムフィルタにおいて、例えば、上記ｌ２が１．０ｍｍであると、上記数式（２）より、面取りの大きさＣを０．０５９〜０．９１ｍｍに調整することで、上記Ｌ２を１．５〜３．０ｍｍにすることができる。
さらに、図３（ｃ）に示したハニカムフィルタにおいて、例えば、上記ｌ３が１．０ｍｍであると、上記数式（３）より、面取りの大きさＲ２を０．５〜２．０ｍｍに調整することで、上記Ｌ３を１．５〜３．０ｍｍにすることができる。
また、本発明のハニカムフィルタにおいて、多孔質セラミック部材の長手方向に垂直な断面形状が、その外周の角部に面取りが施された正方形や長方形である場合、上記多孔質セラミック部材は、図３（ａ）又は（ｂ）に示したように、上下方向及び左右方向に均等に整列して結束されている必要はなく、上下方向又は左右方向にずれた状態で結束されていてもよい。
図４（ａ）は、多孔質セラミック部材が左右方向にずらした状態で結束されたハニカムフィルタを構成するセラミックブロックの断面の一例を模式的に示した部分拡大断面図である。
なお、以下の図４（ａ）の説明では、多孔質セラミック部材の長手方向に垂直な断面において、多孔質セラミック部材の外周に相当する部分のことを、単に外周といい、また、多孔質セラミック部材の長手方向に垂直な断面において、多孔質セラミック部材の外周の角部に形成されたＲ面に相当する部分のことを、単にＲ面ということとする。
また、図４（ａ）において、多孔質セラミック部材に形成された貫通孔や隔壁等は省略している。
図４（ａ）に示した本発明のハニカムフィルタでは、多孔質セラミック部材２０２の長手方向に垂直な断面形状が、その外周の角部にＲ面取りが施された略正方形又は長方形であり、交差部１１２は、シール材層１４２が隣り合う三つの多孔質セラミック部材２０２の互いに平行になっている外周によって挟まれた領域以外の領域、即ち、シール材層１４２が、左右方向に隣り合う二つの多孔質セラミック部材２０２の外周に形成されたＲ面のうち、近い方のＲ面の端部同士を結んだ線と、上記Ｒ面の遠い方の端部から隣り合うもう一つの多孔質セラミック部材２０２の外周に向かって下ろした二つの垂線とによって区切られた領域となる。
従って、このような交差部１１２の最大幅Ｌ４（ｍｍ）は、図４（ａ）に示したように、一方の垂線の起点となる多孔質セラミック部材２０２のＲ面の端部から、他方の垂線と多孔質セラミック部材２０２の外周とが接触する点までの距離となり、具体的には、シール材層１４２の最小幅をｌ４（ｍｍ）、面取りの大きさをＲ３（ｍｍ）とすると、下記数式４により求めることができる。
2003084640.tif 000006
このような図４（ａ）に示した本発明のハニカムフィルタにおいて、交差部１１２の最大幅Ｌ４は、シール材層１４２の最小幅ｌ４の１．５〜３倍となるように、面取りの大きさＲ３が調整されている。
具体的には、例えば、上記ｌ４が１．０ｍｍであると、上記数式（４）より、面取りの大きさＲ３を０．０５９〜０．９１ｍｍに調整することで、上記Ｌ４を１．５〜３．０ｍｍにすることができる。
また、本発明のハニカムフィルタにおいて、多孔質セラミック部材の長手方向の断面形状は、図４（ｂ）、（ｃ）に示したように、菱形や三角形であってもよい。
図４（ｂ）は、本発明のハニカムフィルタを構成するセラミックブロックの断面の一例を模式的に示した部分拡大断面図であり、（ｃ）は、本発明のハニカムフィルタを構成するセラミックブロックの断面の別の一例を模式的に示した部分拡大断面図である。
なお、以下の図４（ｂ）、（ｃ）の説明では、多孔質セラミック部材の長手方向に垂直な断面において、多孔質セラミック部材の外周に相当する部分のことを、単に外周ということとする。
また、図４（ｂ）、（ｃ）において、多孔質セラミック部材に形成された貫通孔や隔壁等は省略している。
図４（ｂ）に示した本発明のハニカムフィルタでは、その長手方向に垂直な断面形状が菱形である多孔質セラミック部材２０３がシール材層１４３を介して複数個結束されており、交差部１１３は、シール材層１４３が隣り合う四つの多孔質セラミック部材２０３の互いに平行になっている外周によって挟まれた領域以外の領域、即ち、シール材層１４３が、隣り合う四つの多孔質セラミック部材２０３の外周の角部同士を結んだ線によって区切られた菱形の領域となる。
従って、このような交差部１１３の最大幅Ｌ５（ｍｍ）は、図４（ｂ）に示したように、菱形の交差部１１３の長い方の対角線となり、具体的には、シール材層１４３の最小幅をｌ５（ｍｍ）、多孔質セラミック部材２０３の長手方向に垂直な断面において、鋭角な頂点の角度をαとすると、下記の数式５により求めることができる。
2003084640.tif 000007
このような図４（ｂ）に示したハニカムフィルタにおいて、多孔質セラミック部材２０３の長手方向に垂直な断面における鋭角な頂点の角度αを調整することで、交差部１１３の最大幅Ｌ５を、シール材層１４３の最小幅ｌ５の１．５〜３倍とすることができる。
具体的には、例えば、シール材層１４３の最小幅ｌ５が１．０ｍｍであると、上記数式（５）を変形して得られるｃｏｓα＝１−２ｌ５２／Ｌ５２より、多孔質セラミック部材２０３の鋭角な頂点の角度αを３８．９〜８３．６°に調整することで、交差部１１３の最大幅Ｌ５を１．５〜３．０ｍｍにすることができる。
なお、図４（ｂ）に示したハニカムフィルタにおいて、多孔質セラミック部材２０３の外周の角部は、Ｒ面取りやＣ面取り等の面取りが施されていていることは必須要件ではないが、多孔質セラミック部材２０３の外周の角部が尖っていると、この部分に熱応力が集中的に作用し、クラックが発生しやすくなるため面取りが施されていることが望ましい。
また、図４（ｃ）に示した本発明のハニカムフィルタでは、その長手方向に垂直な断面が三角形である多孔質セラミック部材２０４がシール材層１４４を介して複数個結束されており、交差部１１４は、シール材層１４４が隣り合う六つの多孔質セラミック部材２０４の互いに平行になっている外周によって挟まれた領域以外の領域、即ち、シール材層１４４が、隣り合う六つの多孔質セラミック部材２０４の外周の角部同士を結んだ線によって区切られた正六角形の領域となる。
従って、このような交差部１１４の最大幅Ｌ６（ｍｍ）は、図４（ｃ）に示したように、交差部１１４を介して斜めに対面する多孔質セラミック部材２０４の角部の距離となり、具体的には、シール材層１４４の最小幅をｌ６（ｍｍ）とすると、下記の数式６により求めることができる。
2003084640.tif 000008
このような図４（ｃ）に示したハニカムフィルタにおいて、交差部１１４の最大幅Ｌ６は、常にシール材層１４４の最小幅ｌ６の２倍となる。
具体的には、例えば、シール材層１４４の最小幅ｌ６が１．０ｍｍであると、上記数式（６）より上記Ｌ６は２．０ｍｍとなる。
なお、図４（ｃ）に示したハニカムフィルタにおいて、多孔質セラミック部材２０４の外周の角部は、Ｒ面取りやＣ面取り等の面取りが施されていていることは必須要件ではないが、多孔質セラミック部材２０４の外周の角部が尖っていると、この部分に熱応力が集中的に作用し、クラックが発生しやすくなるため面取りが施されていることが望ましい。
このように、本発明のハニカムフィルタにおいて、多孔質セラミック部材の外周の角部に面取りを施すことは必須要件ではなく、上記多孔質セラミック部材の長手方向に垂直な断面の形状によっては、その外周の角部に面取りを施す必要はない。
ここで、特開２００１−９６１１７号公報においては、ハニカムフィルタの外周面における角部に０．３〜２．５ｍｍのアール面を形成するセラミックフィルタ集合体が開示されている。
また、特開２００１−１９０９１６号公報においては、ハニカムセグメント断面形状の角部が曲率半径０．３ｍｍ以上で丸められているか、または、０．５ｍｍ以上の面取りがされているハニカム構造体が開示されている。
これらの公報に記載されているセラミックフィルタ集合体やハニカム構造体は、ハニカムフィルタやハニカムセグメントの外周の角部を丸くすることや、面取りを施すということについては、上述した本発明のハニカムフィルタと一部共通しているものの、これらの公報には、外周部にシール材層を形成することが記載されておらず、また、ハニカムフィルタを構成するセラミックブロックの断面における、シール材層の交差部の最大幅Ｌと、該シール材層の最小の幅ｌとの関係を規定する記載も全くされていない。
即ち、上記文献に記載の発明と、本発明のハニカムフィルタとは、その構成が異なるものであり、これらの文献により本発明のハニカムフィルタの新規性又は進歩性が何ら阻害されるものではない。
本発明のハニカムフィルタにおいて、セラミックブロックの断面におけるシール材層の交差部の最大幅Ｌ（ｍｍ）としては、特に限定されないが、０．２〜９ｍｍ程度であることが望ましい。０．２ｍｍ未満であると、シール材層の厚さが非常に薄くなり、多孔質セラミック部材同士を好適に結束させることができないことがあり、一方、９ｍｍを超えると、シール材層が非常に厚くなり、ハニカムフィルタの濾過可能面積を充分に確保するためには、ハニカムフィルタを非常に大きくする必要がある。
本発明のハニカムフィルタにおいて、多孔質セラミック部材の材料としては特に限定されず、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミック、炭化珪素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物セラミック、アルミナ、ジルコニア、コージュライト、ムライト等の酸化物セラミック等を挙げることができるが、これらのなかでは、耐熱性が大きく、機械的特性に優れ、かつ、熱伝導率も大きい炭化珪素が望ましい。なお、上述したセラミックに金属珪素を配合した珪素含有セラミック、珪素や珪酸塩化合物で結合されたセラミックも用いることができる。
また、多孔質セラミック部材の気孔率は特に限定されないが、４０〜８０％程度であることが望ましい。気孔率が４０％未満であると、本発明のハニカムフィルタがすぐに目詰まりを起こすことがあり、一方、気孔率が８０％を超えると、多孔質セラミック部材の強度が低下して容易に破壊されることがある。
なお、上記気孔率は、例えば、水銀圧入法、アルキメデス法及び走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による測定等、従来公知の方法により測定することができる。
また、上記多孔質セラミック部材の平均気孔径は５〜１００μｍであることが望ましい。平均気孔径が５μｍ未満であると、パティキュレートが容易に目詰まりを起こすことがある。一方、平均気孔径が１００μｍを超えると、パティキュレートが気孔を通り抜けてしまい、該パティキュレートを捕集することができず、フィルタとして機能することができないことがある。
このような多孔質セラミック部材を製造する際に使用するセラミックの粒径としては特に限定されないが、後の焼成工程で収縮が少ないものが望ましく、例えば、０．３〜５０μｍ程度の平均粒径を有する粉末１００重量部と、０．１〜１．０μｍ程度の平均粒径を有する粉末５〜６５重量部とを組み合わせたものが望ましい。上記粒径のセラミック粉末を上記配合で混合することで、多孔質セラミック部材を製造することができるからである。
本発明のハニカムフィルタでは、このような多孔質セラミック部材がシール材層を介して複数個結束されてセラミックブロックが構成されており、このセラミックブロックの外周にもシール材層が形成されている。
即ち、本発明のハニカムフィルタにおいて、シール材層は、多孔質セラミック部材間、及び、セラミックブロックの外周に形成されており、上記多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層は、複数の多孔質セラミック部材同士を結束する接着剤層として機能し、一方、上記セラミックブロックの外周に形成されたシール材層は、本発明のハニカムフィルタを内燃機関の排気通路に設置した際、セラミックブロックの外周から排気ガスが漏れ出すことを防止するための封止材として機能する。
上記シール材層を構成する材料としては特に限定されず、例えば、無機バインダー、有機バインダー、無機繊維及び無機粒子からなるもの等を挙げることができる。
なお、上述した通り、本発明のハニカムフィルタにおいて、シール材層は、多孔質セラミック部材間、及び、セラミックブロックの外周に形成されているが、これらのシール材層は、同じ材料からなるものであってもよく、異なる材料からなるものであってもよい。さらに、上記シール材層が同じ材料からなるものである場合、その材料の配合比は同じものであってもよく、異なるものであってもよい。
上記無機バインダーとしては、例えば、シリカゾル、アルミナゾル等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。上記無機バインダーのなかでは、シリカゾルが望ましい。
上記有機バインダーとしては、例えば、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等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。上記有機バインダーのなかでは、カルボキシメチルセルロースが望ましい。
上記無機繊維としては、例えば、シリカ−アルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等のセラミックファイバー等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。上記無機繊維のなかでは、シリカ−アルミナファイバーが望ましい。
上記無機粒子としては、例えば、炭化物、窒化物等を挙げることができ、具体的には、炭化珪素、窒化珪素、窒化硼素等からなる無機粉末又はウィスカー等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。上記無機粒子のなかでは、熱伝導性に優れる炭化珪素が望ましい。
また、本発明のハニカムフィルタには、触媒が付与されていることが望ましい。触媒が担持されていることで、本発明のハニカムフィルタは、排気ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタとして機能するとともに、排気ガスに含有される上記ＣＯ、ＨＣ及びＮＯｘ等を浄化するための触媒担持体として機能することができる。
上記触媒としては、排気ガス中のＣＯ、ＨＣ及びＮＯｘ等を浄化することができる触媒であれば特に限定されず、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属等を挙げることができる。また、貴金属に加えて、アルカリ金属（元素周期表１族）、アルカリ土類金属（元素周期表２族）、希士類元素（元素周期表３族）、遷移金属元素が加わることもある。
また、本発明のハニカムフィルタに上記触媒を付与する際には、予めその表面に触媒担持膜を形成した後に、上記触媒を付与することが好ましい。これにより、比表面積を大きくして、触媒の分散度を高め、触媒の反応部位を増やすことができる。また、触媒担持膜によって触媒金属のシンタリングを防止することができるので、触媒の耐熱性も向上する。加えて、圧力損失を下げることを可能にする。
上記触媒担持膜としては高比表面積を有するものであれば特に限定されず、例えば、アルミナ、ジルコニア、チタニア、シリカ等から構成される膜を挙げることができる。
なお、上記触媒は、多孔質セラミック部材に付与されていてもよく、シール材層に付与されていてもよい。同様に、上記触媒担持膜は、多孔質セラミック部材に付与されていてもよく、シール材層に付与されていてもよい。すなわち、上記触媒、及び、上記触媒担持膜は、本発明のハニカムフィルタ全体に付与されていてもよく、本発明のハニカムフィルタ全体に付与されていなくてもよい。
本発明のハニカムフィルタに上記触媒、及び、上記触媒担持膜を付与する方法としては特に限定されず、例えば、スラリー状溶液（分散液）に浸漬して乾燥させる方法又はゾルゲル法等により多孔質セラミック部材に触媒や触媒担持膜を付与した後、該多孔質セラミック部材を用いてセラミックブロックを作製する方法や、スラリー状溶液に浸漬して乾燥させる方法又はゾルゲル法等によりセラミックブロックに触媒や触媒担持膜を付与する方法等を挙げることができる。前者の方法では、シール材層に触媒や触媒担持膜が付与されず、一方、後者の方法では、シール材層に触媒や触媒担持膜が付与されることとなる。
上記スラリー状溶液としては、触媒や触媒担持膜を構成する材料、又は、その原料を含有するものであれば特に限定されず、例えば、アルミナからなる触媒担持膜を形成する場合には、γ−Ａｌ２Ｏ３粉末を溶媒に分散させた分散液等が用いられる。
なお、セラミックブロックに触媒や触媒担持膜を付与する方法を用いて角柱状の本発明のハニカムフィルタを製造すると、シール材層が不均一になりやすくシール性や接着性が悪くなることがある。これは、セラミックブロックが組成の異なる多孔質セラミック部材とシール材層とから構成され、多孔質セラミック部材とシール材層とで溶媒の吸収率等が異なるため、スラリー状溶液に浸漬して乾燥させる方法又はゾルゲル法等における乾燥工程において、角部におけるシール材層の多孔質セラミック部材に接触する部分（表層部）が急激に乾燥し、角部におけるシール材層の多孔質セラミック部材に接触しない部分（内層部）から急激に溶媒が奪い取られる結果、角部においてシール材層の内層部に鬆（す）が生じ、シール材層の密度分布にばらつきが生じやすくなるためと推定される。
上記触媒が担持された本発明のハニカムフィルタは、従来公知の触媒付ＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）と同様のガス浄化装置として機能するものである。従って、ここでは、本発明のハニカムフィルタが触媒担持体としても機能する場合の詳しい説明を省略する。
上述した通り、本発明のハニカムフィルタは、セラミックブロックの多孔質セラミック部材の長手方向に垂直な断面における、シール材層の交差部の最大幅Ｌ（ｍｍ）が、上記シール材層の最小幅ｌ（ｍｍ）の１．５〜３倍の関係を有するものである。
従って、本発明のハニカムフィルタは、使用中に上記シール材層の交差部が排気ガスによって集中的に風蝕を受けることがなく、また、上記交差部に流入する排気ガスの量も少なくなるため、長期間繰り返し使用した場合であっても、上記シール材層の交差部に大きな窪みが形成されたり、該交差部に流入する排気ガス等に起因する熱応力によりクラックが発生したりすることがなく、耐久性に優れたものとなる。
次に、上述した本発明のハニカムフィルタの製造方法の一例について説明する。なお、以下の説明では、本発明のハニカムフィルタを構成する多孔質セラミック部材の長手方向の断面形状を、図３（ａ）に示したような、その外周の角部にＲ面取りが施された略正方形のものとする。従って、以下の説明では適宜図１、図２及び図３（ａ）を参照しながら説明する。
本発明のハニカムフィルタを製造するには、まず、セラミックブロック１５となるセラミック積層体を作製する。
このセラミック積層体は、多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設され、その外周が面取りされた柱状の多孔質セラミック部材２０が、シール材層１４を介して複数個結束された略角柱構造である。
多孔質セラミック部材２０を製造するには、まず、上述したようなセラミック粉末にバインダー及び分散媒液を加えて混合組成物を調製する。
上記バインダーとしては特に限定されず、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコール、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。
上記バインダーの配合量は、通常、セラミック粉末１００重量部に対して、１〜１０重量部程度が望ましい。
上記分散媒液としては特に限定されず、例えば、ベンゼン等の有機溶媒；メタノール等のアルコール、水等を挙げることができる。
上記分散媒液は、混合組成物の粘度が一定範囲内となるように、適量配合される。
これらセラミック粉末、バインダー及び分散媒液は、アトライター等で混合した後、ニーダー等で充分に混練し、押出成形法等により、角柱形状の生成形体を作製する。
次に、上記生成形体を、マイクロ波乾燥機等を用いて乾燥させてセラミック乾燥体とした後、上記セラミック乾燥体の外周に面取り（Ｒ面取り）を施す。
上記面取りの大きさとしては、特に限定されず、製造後のハニカムフィルタの断面において、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部の最大幅Ｌ（ｍｍ）が、上記シール材層の最小幅ｌ（ｍｍ）の１．５〜３倍となるように適宜調整する。なお、上記セラミック乾燥体の外周に面取り処理を施す代わりに、上記生成形体を押出し成形する際に、予め、その外周が面取りされた状態となるように上記生成形体を作製してもよく、また、後述する脱脂、焼成工程を行って焼結体を製造した後、該焼結体の外周の角部に面取りを施してもよい。
次に、上記面取りが施されたセラミック乾燥体の所定の貫通孔に封口材を充填する封口処理を施し、再度、マイクロ波乾燥機等で乾燥処理を施す。
上記封口材としては特に限定されず、例えば、上記混合組成物と同様のものを挙げることができる。
次に、上記封口処理を経た生成形体を、酸素含有雰囲気下、４００〜６５０℃程度に加熱することで脱脂し、バインダー等を揮散させるとともに、分解、消失させ、略セラミック粉末のみを残留させる。
次に、上記脱脂処理を施した後、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下、１４００〜２２００℃程度に加熱することで焼成し、多孔質セラミック部材２０を製造する。
次に、図５に示したように、セラミック積層体を作製する。
即ち、まず、多孔質セラミック部材２０が斜めに傾斜した状態で積み上げることができるように、断面Ｖ字形状に構成された台３０の上に、多孔質セラミック部材２０を傾斜した状態で載置した後、上側を向いた２つの側面２０ａ、２０ｂに、シール材層１４となるシール材ペーストを均一な厚さで塗布してシール材ペースト層３１を形成し、このシール材ペースト層３１の上に、順次他の多孔質セラミック部材２０を積層する工程を繰り返し、所定の大きさの角柱状のセラミック積層体を作製する。この際、セラミック積層体の４隅にあたる多孔質セラミック部材２０には、四角柱形状の多孔質セラミック部材を２つに切断して作製した三角柱状の多孔質セラミック部材２０ｃと、三角柱状の多孔質セラミック部材２０ｃと同じ形状の樹脂部材３２とを易剥離性の両面テープ等で貼り合わせてなるものを使用し、多孔質セラミック部材２０の積層が完了した後に、セラミック積層体の４隅を構成する樹脂部材３２を全て取り除くことによって、セラミック積層体を断面多角柱状にしてもよい。これにより、セラミック積層体の外周部を切削加工してセラミックブロックを作製した後に廃棄されることとなる多孔質セラミック部材からなる廃棄物の量を減らすことができる。
上記図５に示した方法以外であっても、断面多角柱状のセラミック積層体を作製する方法としては、作製するハニカムフィルタの形状に合わせて、例えば、４隅の多孔質セラミック部材を省略する方法、三角柱状の多孔質セラミック部材を組み合わせる方法等を用いることができる。また、もちろん四角柱状のセラミック積層体を作製してもよい。
そして、このセラミック積層体を５０〜１００℃、１時間程度の条件で加熱して上記シール材ペースト層を乾燥、固化させてシール材層１４とし、その後、ダイヤモンドカッター等を用いて上記セラミック積層体の外周部を切削することで、円柱状のセラミックブロック１５を作製する。
シール材層１４を構成する材料としては特に限定されず、例えば、上述したような無機バインダー、有機バインダー、無機繊維及び無機粒子を含む接着剤ペーストを使用することができる。
また、上記シール材ペースト中には、少量の水分や溶剤等を含んでいてもよいが、このような水分や溶剤等は、通常、シール材ペーストを塗布した後の加熱等により殆ど飛散する。
また、上記無機バインダーの含有量の下限は、固形分で、１重量％が望ましく、５重量％がさらに望ましい。一方、上記無機バインダーの含有量の上限は、固形分で、３０重量％が望ましく、１５重量％がより望ましく、９重量％がさらに望ましい。上記無機バインダーの含有量が１重量％未満では、接着強度の低下を招くことがあり、一方、３０重量％を超えると、熱伝導率の低下を招くことがある。
上記有機バインダーの含有量の下限は、固形分で、０．１重量％が望ましく、０．２重量％がより望ましく、０．４重量％がさらに望ましい。一方、上記有機バインダーの含有量の上限は、固形分で、５．０重量％が望ましく、１．０重量％がより望ましく、０．６重量％がさらに望ましい。上記有機バインダーの含有量が０．１重量％未満では、シール材層１４のマイグレーションを抑制するのが難しくなることがあり、一方、５．０重量％を超えると、シール材層１４が高温にさらされた場合に、有機バインダーが焼失し、接着強度が低下することがある。
上記無機繊維の含有量の下限は、固形分で、１０重量％が望ましく、２０重量％がより望ましい。一方、上記無機繊維の含有量の上限は、固形分で、７０重量％が望ましく、４０重量％がより望ましく、３０重量％がさらに望ましい。上記無機繊維の含有量が１０重量％未満では、弾性及び強度が低下することがあり、一方、７０重量％を超えると、熱伝導性の低下を招くとともに、弾性体としての効果が低下することがある。
上記無機粒子の含有量の下限は、固形分で、３重量％が望ましく、１０重量％がより望ましく、２０重量％がさらに望ましい。一方、上記無機粒子の含有量の上限は、固形分で、８０重量％が望ましく、６０重量％がより望ましく、４０重量％がさらに望ましい。上記無機粒子の含有量が３重量％未満では、熱伝導率の低下を招くことがあり、一方、８０重量％を超えると、シール材層１４が高温にさらされた場合に、接着強度の低下を招くことがある。
また、上記無機繊維のショット含有量の下限は、１重量％が望ましく、上限は、１０重量％が望ましく、５重量％がより望ましく、３重量％がさらに望ましい。また、その繊維長の下限は、１ｍｍが望ましく、上限は、１００ｍｍが望ましく、５０ｍｍがより望ましく、２０ｍｍがさらに望ましい。
ショット含有量を１重量％未満とするのは製造上困難であり、ショット含有量が１０重量％を超えると、多孔質セラミック部材２０の壁面を傷つけてしまうことがある。また、繊維長が１ｍｍ未満では、弾性を有するハニカムフィルタを形成することが難しく、１００ｍｍを超えると、毛玉のような形態をとりやすくなるため、無機粒子の分散が悪くなるとともに、シール材層１４の厚みを薄くできない。
上記無機粉末の粒径の下限は、０．０１μｍが望ましく、０．１μｍがより望ましい。一方、上記無機粒子の粒径の上限は、１００μｍが望ましく、１５μｍがより望ましく、１０μｍがさらに望ましい。無機粒子の粒径が０．０１μｍ未満では、コストが高くなることがあり、一方、無機粒子の粒径が１００μｍを超えると、充填率が悪くなり接着力及び熱伝導性の低下を招くことがある。
このシール材ペースト中には、シール材ペーストを柔軟にし、流動性を付与して塗布しやすくするため、上記した無機繊維、無機バインダー、有機バインダー及び無機粒子のほかに、およそ総重量の３５〜６５重量％程度の水分や他のアセトン、アルコール等の溶剤等が含まれていてもよく、このシール材ペーストの粘度は、１５〜２５Ｐａ・ｓ（１万〜２万ｃｐｓ（ｃＰ））が望ましい。
次に、このようにして作製したセラミックブロック１５の周囲にシール材層１３の層を形成するシール材形成工程を行う。
このシール材形成工程においては、まず、セラミックブロック１５をその長手方向で軸支して回転させる。
セラミックブロック１５の回転速度は特に限定されないが、２〜１０ｍｉｎ−１であることが望ましい。
続いて、回転しているセラミックブロック１５の外周部にシール材ペーストを付着させる。上記シール材ペーストとしては特に限定されず、上述したものを挙げることができる。
次に、このようにして形成したシール材ペースト層を１２０℃程度の温度で乾燥させることにより、水分を蒸発させてシール材層１３とし、セラミックブロック１５の外周にシール材層１３が形成された本発明のハニカムフィルタ１０の製造を終了する。
以上、本発明のハニカムフィルタの製造方法として、多孔質セラミック部材の長手方向に垂直な断面形状が図３（ａ）に示したようなものについて説明したが、本発明のハニカムフィルタを構成する多孔質セラミック部材の断面形状はこれに限定されることはなく、例えば、図３（ｂ）、（ｃ）に示したような断面形状を有する多孔質セラミック部材であってもよく、また、図４（ａ）〜（ｃ）に示したような断面形状を有するものであってもよい。
発明を実施するための最良の形態
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
（実施例１）
（１）平均粒径５μｍのα型炭化珪素粉末６０重量％と、平均粒径０．５μｍのβ型炭化珪素粉末４０重量％とを湿式混合し、得られた混合物１００重量部に対して、有機バインダー（メチルセルロース）を５重量部、水を１０重量部加えて混練して混合組成物を得た。次に、上記混合組成物に可塑剤と潤滑剤とを少量加えてさらに混練した後、押出成形を行い、生成形体を作製した。
次に、マイクロ波乾燥機を用いて上記生成形体を乾燥させ、セラミック乾燥体とした後、このセラミック乾燥体の外周の角部を削ることでＲ面取りを施し、各角部にＲ＝０．００５９ｍｍのＲ面を形成した。
その後、上記生成形体と同様の組成のペーストを所定の貫通孔に充填した後、再び乾燥機を用いて乾燥させた後、４００℃で脱脂し、常圧のアルゴン雰囲気下２２００℃、３時間で焼成を行うことにより、その大きさが３３ｍｍ×３３ｍｍ×３００ｍｍで、貫通孔の数が３１個／ｃｍ２、隔壁の厚さが０．３ｍｍの炭化珪素焼結体からなる多孔質セラミック部材を製造した。
（２）繊維長０．２ｍｍのアルミナファイバー３０重量％、平均粒径０．６μｍの炭化珪素粒子２１重量％、シリカゾル１５重量％、カルボキシメチルセルロース５．６重量％、及び、水２８．４重量％を含む耐熱性のシール材ペーストを用いて上記多孔質セラミック部材を、図５を用いて説明した方法により縦５個×横５個結束させ、続いて、ダイヤモンドカッターを用いて切断することにより、直径が１６５ｍｍで円柱形状のセラミックブロックを作製した。
このとき、上記多孔質セラミック部材を結束するシール材層の厚さが０．１ｍｍとなるように調整した。
次に、無機繊維としてアルミナシリケートからなるセラミックファイバー（ショット含有率：３％、繊維長：０．１〜１００ｍｍ）２３．３重量％、無機粒子として平均粒径０．３μｍの炭化珪素粉末３０．２重量％、無機バインダーとしてシリカゾル（ゾル中のＳｉＯ２の含有率：３０重量％）７重量％、有機バインダーとしてカルボキシメチルセルロース０．５重量％及び水３９重量％を混合、混練してシール材ペーストを調製した。
次に、上記シール材ペーストを用いて、上記セラミックブロックの外周部に厚さ１．０ｍｍのシール材ペースト層を形成した。そして、このシール材ペースト層を１２０℃で乾燥して、円柱形状のハニカムフィルタを製造した。
本実施例１に係るハニカムフィルタのセラミックブロックの断面形状は、図３（ａ）と略同様であり、上記セラミックブロックの端面において、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部の最大幅Ｌは０．１５ｍｍ、上記シール材層の最小幅ｌは０．１０ｍｍであり、上記交差部の最大幅Ｌは、上記シール材層の最小幅ｌの１．５倍であった。
（実施例２〜１５、比較例１〜６）
下記表１に示したように、セラミック乾燥体の外周の角部に形成した面取りの大きさＲを設定したこと以外は、実施例１の（１）と同様にして多孔質セラミック部材を製造した。
この多孔質セラミック部材を用いたこと、及び、下記表１に示したように、該多孔質セラミック部材間に形成したシール材層の厚さを設定したこと以外は、実施例１の（２）と同様にしてハニカムフィルタを製造した。
本実施例２〜１５に係るハニカムフィルタのセラミックブロックの断面形状は、図３（ａ）と略同様であった。なお、上記セラミックブロックの端面において、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部の最大幅Ｌ、上記シール材層の最小幅ｌ、及び、上記交差部の最大幅Ｌの上記シール材層の最小幅ｌに対する倍率は、下記表１に示した。
（評価試験１）
実施例１〜１５及び比較例１〜６に係るハニカムフィルタに、触媒を担持させるための下地となるアルミナ層を１ｇ／Ｌの割合で付与し、更に、排気ガス浄化用触媒として白金を２ｇ／Ｌの割合で付与した。なお、実施例１〜１５及び比較例１〜６に係るハニカムフィルタにおける吸水率は、乾燥したシール材１００ｇに対して２５ｇ、乾燥した多孔質セラミック部材１００ｇに対して２３ｇであった。
触媒付与後の実施例１〜１５及び比較例１〜６に係るハニカムフィルタをエンジンの排気通路に設置し、上記エンジンを無負荷状態で、最高回転数（３７００ｒｐｍ、０Ｎｍ）にして１００時間運転した。運転終了後、各ハニカムフィルタを取り出し、排気ガス流入側の端面において、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の風蝕の具合を測定した。
（評価試験２）
評価試験１後の実施例１〜１５及び比較例１〜６に係るハニカムフィルタをエンジンの排気通路に設置し、排気ガスを加熱して流入させることにより、堆積したパティキュレートを燃焼除去する再生処理を行った。再生処理後、各ハニカムフィルタを取り出し、排気ガス流入側の端面において、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層にクラックが発生しているか確認した。
同様の評価試験をアルミナ層の付与量を２０ｇ／Ｌ、６０ｇ／Ｌに変更して行った。なお、アルミナ層の付与量は、γ−Ａｌ２Ｏ３粉末を１，３−ブタンジオールに分散させた分散液のγ−Ａｌ２Ｏ３濃度、及び、分散液へのハニカムフィルタの浸漬回数を変更することにより調整した。
評価試験の結果を下記表１、及び、図７に示す。
なお、図７は、評価試験１の結果に関して、実施例１〜１５及び比較例１〜６に係るハニカムフィルタの、セラミックブロックの断面における、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部の最大幅Ｌの、上記シール材層の最小幅ｌに対する倍率（Ｌ／ｌ）と、上記交差部の風蝕の深さとの関係を示したグラフである。
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表１に示した通り、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部の最大幅Ｌが、シール材層の最小幅ｌの１．５〜３．０倍である実施例１〜１５に係るハニカムフィルタでは、上記シール材層の交差部における風蝕の深さは、いずれも４ｍｍ以下であり、余り窪みが形成されていなかった。
一方、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部の最大幅Ｌが、上記シール材層の最小幅ｌの１．５倍未満、又は、３倍を超える比較例１〜６に係るハニカムフィルタでは、上記シール材層の交差部における風蝕の深さが、いずれも４ｍｍを超えるものであり、上記シール材層の交差部に大きな窪みが形成されていた。
また、実施例１〜１５に係るハニカムフィルタでは、再生処理後に、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層にクラック等は全く発生しなかった。
一方、比較例１〜６に係るハニカムフィルタでは、排気ガス流入側の端面において、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部に形成された窪みを中心にクラックが発生していた。
（実施例１６）
セラミックブロックを作製する際に、多孔質セラミック部材をシール材ペーストにより縦５個×横５個結束させて円柱形状に切断する代わりに、縦３個×横６個結束させて長径１９８ｍｍ、短径９９ｍｍの楕円柱形状に切断したこと以外は、実施例１と同様にして、楕円柱形状のハニカムフィルタを製造した。
本実施例１６に係るハニカムフィルタのセラミックブロックの断面形状は、図３（ａ）と略同様であり、上記セラミックブロックの端面において、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部の最大幅Ｌは０．１５ｍｍ、上記シール材層の最小幅ｌは０．１０ｍｍであり、上記交差部の最大幅Ｌは、上記シール材層の最小幅ｌの１．５倍であった。
（実施例１７〜３０、比較例７〜１２）
下記表２に示したように、セラミック乾燥体の外周の角部に形成した面取りの大きさＲを設定したこと以外は、実施例１６と同様にして多孔質セラミック部材を製造した。
この多孔質セラミック部材を用いたこと、及び、下記表２に示したように、該多孔質セラミック部材間に形成したシール材層の厚さを設定したこと以外は、実施例１６と同様にしてハニカムフィルタを製造した。
本実施例１６〜３０に係るハニカムフィルタのセラミックブロックの断面形状は、図３（ａ）と略同様であった。なお、上記セラミックブロックの端面において、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部の最大幅Ｌ、上記シール材層の最小幅ｌ、及び、上記交差部の最大幅Ｌの上記シール材層の最小幅ｌに対する倍率は、下記表２に示した。
実施例１６〜３０及び比較例７〜１２に係るハニカムフィルタを用いて、上述の評価試験１及び２を行った。
評価試験の結果を下記表２、及び、図８に示す。
なお、図８は、評価試験１の結果に関して、実施例１６〜３０及び比較例７〜１２に係るハニカムフィルタの、セラミックブロックの断面における、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部の最大幅Ｌの、上記シール材層の最小幅ｌに対する倍率（Ｌ／ｌ）と、上記交差部の風蝕の深さとの関係を示したグラフである。
2003084640.tif 000010
表２に示した通り、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部の最大幅Ｌが、シール材層の最小幅ｌの１．５〜３．０倍である実施例１６〜３０に係るハニカムフィルタでは、上記シール材層の交差部における風蝕の深さは、いずれも４．０ｍｍ以下であり、余り窪みが形成されていなかった。
一方、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部の最大幅Ｌが、上記シール材層の最小幅ｌの１．５倍未満、又は、３倍を超える比較例７〜１２に係るハニカムフィルタでは、上記シール材層の交差部における風蝕の深さが、いずれも４．３ｍｍ以上であり、上記シール材層の交差部に大きな窪みが形成されていた。
また、実施例１６〜３０に係るハニカムフィルタでは、再生処理後に、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層にクラック等は全く発生しなかった。
一方、比較例７〜１２に係るハニカムフィルタでは、排気ガス流入側の端面において、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部に形成された窪みを中心にクラックが発生していた。
（比較例１３〜１９）
下記表３に示したように、セラミック乾燥体の外周の角部に形成した面取りの大きさＲを設定したこと以外は、実施例１の（１）と同様にして多孔質セラミック部材を製造した。
この多孔質セラミック部材を用いたこと、該多孔質セラミック部材間に形成したシール材層の厚さを１．０ｍｍとしたこと、及び、セラミックブロックの外周部にシール材ペースト層を形成しなかったこと以外は、実施例１の（２）と同様にしてハニカムフィルタを製造した。
本比較例１３〜１９に係るハニカムフィルタのセラミックブロックの断面形状は、図６（ａ）と略同様であった。なお、上記セラミックブロックの端面において、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部の最大幅Ｌ、上記シール材層の最小幅ｌ、及び、上記交差部の最大幅Ｌの上記シール材層の最小幅ｌに対する倍率は、下記表３に示した。
比較例１３〜１９に係るハニカムフィルタを用いて、上述の評価試験１及び２を行った。
評価試験の結果を下記表３、及び、図９に示す。
なお、図９は、評価試験１の結果に関して、比較例１３〜１９に係るハニカムフィルタの、セラミックブロックの断面における、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部の最大幅Ｌの、上記シール材層の最小幅ｌに対する倍率（Ｌ／ｌ）と、上記交差部の風蝕の深さとの関係を示したグラフである。
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表３に示した通り、セラミックブロックの外周部にシール材ペースト層を形成しなかった比較例１３〜１９に係るハニカムフィルタでは、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部の最大幅Ｌが、シール材層の最小幅ｌの１．５〜３．０倍であるかどうかに関わらず、上記シール材層の交差部における風蝕の深さが、いずれも７．０ｍｍ以上であり、上記シール材層の交差部に大きな窪みが形成されていた。
また、比較例１３〜１９に係るハニカムフィルタでは、排気ガス流入側の端面において、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部に形成された窪みを中心にクラックが発生していた。
すなわち、特開２００１−９６１１７号公報に記載の発明は、クラック等を生じる弱いハニカムフィルタであることが分かった。
（試験例１〜２１）
下記表４に示したように、セラミック乾燥体の外周の角部に形成した面取りの大きさＲを設定したこと以外は、実施例１の（１）と同様にして多孔質セラミック部材を製造した。
この多孔質セラミック部材を用いたこと、下記表４に示したように、該多孔質セラミック部材間に形成したシール材層の厚さを設定したこと、及び、セラミックブロックの外周を切断することなくセラミックブロックの外周部にシール材ペースト層を形成したこと以外は、実施例１の（２）と同様にして、一辺が１６５ｍｍの正方形を底面とする角柱（直方体）形状のハニカムフィルタを製造した。
本試験例１〜２１に係るハニカムフィルタのセラミックブロックの断面形状は、図３（ａ）又は図６（ａ）と略同様であった。なお、上記セラミックブロックの端面において、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部の最大幅Ｌ、上記シール材層の最小幅ｌ、及び、上記交差部の最大幅Ｌの上記シール材層の最小幅ｌに対する倍率は、下記表４に示した。
試験例１〜２１に係るハニカムフィルタを用いて、上述の評価試験１及び２を行った。
評価試験の結果を下記表４、及び、図１０に示す。
なお、図１０は、評価試験１の結果に関して、試験例１〜２１に係るハニカムフィルタの、セラミックブロックの断面における、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部の最大幅Ｌの、上記シール材層の最小幅ｌに対する倍率（Ｌ／ｌ）と、上記交差部の風蝕の深さとの関係を示したグラフである。
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表４に示した通り、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部の最大幅Ｌが、シール材層の最小幅ｌの１．５〜３．０倍である試験例１〜１５に係るハニカムフィルタでは、上記シール材層の交差部における風蝕の深さは、いずれも５．３ｍｍ以下であり、比較的大きな窪みは形成されていなかった。
一方、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部の最大幅Ｌが、上記シール材層の最小幅ｌの１．５倍未満、又は、３倍を超える試験例１６〜２１に係るハニカムフィルタでは、上記シール材層の交差部における風蝕の深さが、いずれも５．５ｍｍ以上であり、上記シール材層の交差部に大きな窪みが形成されていた。
また、試験例１〜１５に係るハニカムフィルタでは、アルミナ層の付与量が１ｇ／Ｌ又は２０ｇ／Ｌの場合には、再生処理後に、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層にクラック等は全く発生しなかった。アルミナ層の付与量が６０ｇ／Ｌの場合には、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部の最大幅Ｌが、シール材層の最小幅ｌの１．６〜２．５倍である試験例２〜４、７〜９、１２〜１４に係るハニカムフィルタでは、再生処理後に、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層にクラック等は全く発生しなかったが、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部の最大幅Ｌが、シール材層の最小幅ｌの１．５倍又は３．０倍である試験例１、５、６、１０、１１、１５に係るハニカムフィルタでは、排気ガス流入側の端面において、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部に形成された窪みを中心にクラックが発生していた。
一方、試験例１６〜２１に係るハニカムフィルタでは、アルミナ層の付与量に関わらず、排気ガス流入側の端面において、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部に形成された窪みを中心にクラックが発生していた。
産業上の利用可能性
本発明の排気ガス浄化用ハニカムフィルタは、上述の通りであるので、触媒を付与するときや、排気ガス浄化装置において長期間繰り返し使用したときに、シール材層の交差部にクラック等が発生することのない耐久性に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の排気ガス浄化用ハニカムフィルタの一例を模式的に示した斜視図である。
図２（ａ）は、図１に示したハニカムフィルタを構成する多孔質セラミック部材の一例を模式的に示した斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した多孔質セラミック部材のＡ−Ａ線断面図である。
図３（ａ）は、図１及び図２に示した本発明のハニカムフィルタを構成するセラミックブロックの断面の一例を模式的に示した部分拡大断面図であり、図３（ｂ）は、本発明のハニカムフィルタを構成するセラミックブロックの断面の別の一例を模式的に示した部分拡大断面図であり、図３（ｃ）は、本発明のハニカムフィルタを構成するセラミックブロックの断面のさらに別の一例を模式的に示した部分拡大断面図である。
図４（ａ）は、本発明の排気ガス浄化用ハニカムフィルタの一例を模式的に示した部分拡大断面図であり、図４（ｂ）は、本発明の排気ガス浄化用ハニカムフィルタの別の一例を模式的に示した部分拡大断面図であり、図４（ｃ）は、本発明の排気ガス浄化用ハニカムフィルタのさらに別の一例を模式的に示した部分拡大断面図である。
図５は、本発明の排気ガス浄化用ハニカムフィルタを製造する様子を模式的に示した側面図である。
図６（ａ）は、従来のセラミックブロックの外周部にシール材層を有するハニカムフィルタの一例を模式的に示した部分拡大断面図であり、図６（ｂ）は、従来のセラミックブロックの外周部にシール材層を有するハニカムフィルタの別の一例を模式的に示した部分拡大断面図であり、図６（ｃ）は、従来のセラミックブロックの外周部にシール材層を有するハニカムフィルタのさらに別の一例を模式的に示した部分拡大断面図である。
図７は、実施例１〜１５及び比較例１〜６に係るハニカムフィルタにおける、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部の最大幅Ｌの、上記シール材層の最小幅ｌに対する倍率（Ｌ／ｌ）と、シール材層の交差部の風蝕の深さとの関係を示すグラフである。
図８は、実施例１６〜３０及び比較例７〜１２に係るハニカムフィルタにおける、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部の最大幅Ｌの、上記シール材層の最小幅ｌに対する倍率（Ｌ／ｌ）と、シール材層の交差部の風蝕の深さとの関係を示すグラフである。
図９は、比較例１３〜１９に係るハニカムフィルタにおける、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部の最大幅Ｌの、上記シール材層の最小幅ｌに対する倍率（Ｌ／ｌ）と、シール材層の交差部の風蝕の深さとの関係を示すグラフである。
図１０は、試験例１〜２１に係るハニカムフィルタにおける、多孔質セラミック部材間に形成されたシール材層の交差部の最大幅Ｌの、上記シール材層の最小幅ｌに対する倍率（Ｌ／ｌ）と、シール材層の交差部の風蝕の深さとの関係を示すグラフである。
符号の説明
１０  ハニカムフィルタ
１１  交差部
１３  シール材層
１４  シール材層
１５  セラミックブロック
２０  多孔質セラミック部材
２１  貫通孔
２２  充填材
２３  隔壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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