(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つ以上の被接合物が接合材層を介して一体化されてなる接合体であって、接合材層の接合面に垂直な方向のヤング率をＥｚ、接合面に平行な方向のヤング率をＥｘとしたとき、０．５＜Ｅｚ／Ｅｘ＜１．５の関係式を満たし、且つ、接合材層の気孔率が２５〜８５％であり、被接合物（Ａ）および被接合物（Ｂ）を厚さｔの接合材層を介して接合する場合、被接合物（Ａ）と接合材層の界面から０．２５ｔの厚さの接合材層を接合材層（１）、被接合物（Ｂ）と接合材層の界面から０．２５ｔの厚さの接合材層を接合材層（３）、接合材層（１）と接合材層（３）の間の厚さ０．５ｔの接合材層を接合材層（２）としたとき、接合材層（１）と（３）の平均の気孔率をε１、接合材層（２）の気孔率をε２とするならば、１．０３＜ε２/ε１＜１．２２の関係式を満たす接合体。
【請求項２】
前記接合材層を形成する接合材組成物に円形度が０．７〜１であるフィラーを、全フィラーに対して４０〜１００体積％含む請求項１に記載の接合体。
【請求項３】
前記接合材層の平均気孔径が、０．５〜５０μｍである請求項１又は２に記載の接合体。
【請求項４】
前記接合材層の０．５〜５０μｍの気孔が全気孔に占める割合が、５０％以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載の接合体。
【請求項５】
前記接合材層のヤング率（Ｅｚ）が、被接合物のヤング率の０．１〜２０％である請求項１〜４のいずれか１項に記載の接合体。
【請求項６】
前記接合材層の平均線熱膨張係数が、被接合物の０．１〜７０％である請求項１〜５のいずれか１項に記載の接合体。
【請求項７】
前記接合材層の熱伝導率が、０．１〜２０Ｗ／ｍＫである請求項１〜６のいずれか１項に記載の接合体。
【請求項８】
前記フィラーが、シリカ、アルミナ、ムライト、ジルコニア、コーディエライト、炭化珪素、シリカ質ガラス、アルミナシリカ質ガラスの群から選択された少なくとも１種以上である請求項１〜７のいずれか１項に記載の接合体。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の接合体に用いられる接合材層を形成するための接合材組成物であって、フィラーと無機接合剤を主成分とする接合材組成物。
【請求項１０】
前記フィラーが、シリカ、アルミナ、ムライト、ジルコニア、コーディエライト、炭化珪素、シリカ質ガラス、アルミナシリカ質ガラスの群から選択された少なくとも１種以上である請求項９に記載の接合材組成物。
【請求項１１】
発泡樹脂を０.１〜２.５質量％含む請求項９又は１０に記載の接合材組成物。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれか１項に記載の接合材組成物により形成される接合材層を有する接合体。
【請求項１３】
請求項９〜１１のいずれか１項に記載の接合材組成物で、複数のハニカムセグメント同士を接合して作製されたハニカムセグメント接合体。
【請求項１４】
請求項１３に記載のハニカムセグメント接合体から作製されたハニカム構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックス部材の複数を接合するセラミックス構造体、特に、ハニカムセグメントの複数を一体的に接合するハニカム構造体に好ましく用いられる接合体、と接合材組成物、及びハニカムセグメント接合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハニカム構造体が、排ガス用の捕集フィルタとして、例えば、ディーゼルエンジン等からの排ガスに含まれている粒子状物質（パティキュレート）を捕捉して除去するために、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）として、ディーゼルエンジンの排気系等に組み込まれて用いられている。【０００３】
このようなハニカム構造体は、例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）等からなる多孔質の隔壁によって区画、形成された流体の流路となる複数のセルが中心軸方向に互いに並行するように配設された構造を有している。また、隣接したセルの端部は、交互に（市松模様状に）目封じされている。すなわち、一のセルは、一方の端部が開口し、他方の端部が目封じされており、これと隣接する他のセルは、一方の端部が目封じされ、他方の端部が開口している。【０００４】
このような構造とすることにより、一方の端部から所定のセル（流入セル）に流入させた排ガスを、多孔質の隔壁を通過させることによって流入セルに隣接したセル（流出セル）を経由して流出させ、隔壁を通過させる際に排ガス中の粒子状物質（パティキュレート）を隔壁に捕捉させることによって、排ガスの浄化をすることができる。【０００５】
このようなハニカム構造体（フィルタ）を長期間継続して使用するためには、フィルタを再生させる必要がある。すなわち、フィルタ内部に経時的に堆積したパティキュレートによる圧力損失の増大を取り除くため、フィルタ内部に堆積したパティキュレートを燃焼させて除去する必要がある。このフィルタ再生時には大きな熱応力が発生し、この熱応力がハニカム構造体にクラックや破壊等の欠陥を発生させるという問題があった。このような熱応力に対する耐熱衝撃性の向上の要請に対応して、複数のハニカムセグメントを接合材層によって一体的に接合することによって熱応力を分散、緩和する機能を持たせた分割構造のハニカム構造体が提案され、その耐熱衝撃性をある程度改善することができるようになった。このような分割構造のハニカム構造体は、それぞれが全体構造の一部を構成する形状を有するとともに、中心軸に対して垂直な方向に組み付けられることによって全体構造を構成することになる形状を有する複数のハニカムセグメントが、接合材層によって一体的に接合されて、中心軸に対して垂直な平面で切断した全体の断面形状が円形等の所定の形状となるように、ハニカムセグメント接合体を成形した後、その外周面をコーティング材により被覆された構造となっている。【０００６】
しかし、近年、フィルタはさらに大型化の要請が高まり、再生時に発生する熱応力も増大することになり、上述の欠陥を防止するため、構造体としての耐熱衝撃性の向上が強く望まれるようになった。中でも、複数のハニカムセグメントを一体的に接合するための接合材層には、優れた応力緩和機能と接合強度とを実現することによって耐熱衝撃性に優れたハニカム構造体を実現することが望まれている。【０００７】
このような問題に対応して、複数のハニカムセグメントを一体的に接合するための接合材として、無機繊維（ファイバー）、有機バインダー、無機バインダー、無機粒子からなり、無機繊維の配向度が７０％以上であるシール剤を用いることにより、フィルター（セラミック構造体）の長手方向に対する伸縮を抑制する効果が得られ、過酷な使用条件の下でもフィルター（セラミック構造体）に加わる熱応力を開放することができることが開示されている（特許文献１参照）。【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示されたシール剤は、無機繊維（ファイバー）のような異方的な形状のフィラーが含有されているため、硬化後のヤング率に異方性が生じる。即ち、上記シール剤は、ハニカムセグメントとの接合面に垂直な方向では低ヤング率であるが、接合面内方向（特に、長手方向）では比較的高ヤング率となる。即ち、ハニカムセグメント間における長手方向に伸縮しようとするモードの熱応力に対して、上記シール剤がハニカムセグメントを拘束しすぎてしまい、その結果、得られたハニカム構造体の端面にクラックが入りやすくなるという問題点があった。【０００９】
また、特許文献１に開示されたシール剤は、接合材であり、その特性をフィラーである無機繊維（ファイバー）の厚さ、幅及び長さで制御することが必要不可欠であるため、高コストであるという問題点があった。【００１０】
更に、特許文献１に開示されたシール剤は、接合材のフィラーとして無機繊維（ファイバー）を用いているため、人体に無害とはいえなかった。
【特許文献１】特開２００２−１７７７１９号公報
【発明の開示】
【００１１】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高コストで且つ人体に無害とはいえない無機繊維（ファイバー）を用いることなく、等方的なフィラーを用いることにより、接合材の硬化後のヤング率の異方性を低減し、ハニカムセグメント間の接合材層における長手方向に伸縮しようとするモードの熱応力に対して、ハニカムセグメントを拘束しすぎることなく、得られたハニカム構造体の端面にクラックが入ることを大幅に抑制することができる接合材組成物及び接合体を提供することにある。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明によれば、下記の接合体、それに用いる接合材組成物、それを用いたハニカムセグメント接合体、並びにそれを用いたハニカム構造体が提供される。
【００１３】
［１］  二つ以上の被接合物が接合材層を介して一体化されてなる接合体であって、接合材層の接合面に垂直な方向のヤング率をＥｚ、接合面に平行な方向のヤング率をＥｘとしたとき、０．５＜Ｅｚ／Ｅｘ＜１．５の関係式を満たし、且つ、接合材層の気孔率が２５〜８５％であり、被接合物（Ａ）および被接合物（Ｂ）を厚さｔの接合材層を介して接合する場合、被接合物（Ａ）と接合材層の界面から０．２５ｔの厚さの接合材層を接合材層（１）、被接合物（Ｂ）と接合材層の界面から０．２５ｔの厚さの接合材層を接合材層（３）、接合材層（１）と接合材層（３）の間の厚さ０．５ｔの接合材層を接合材層（２）としたとき、接合材層（１）と（３）の平均の気孔率をε１、接合材層（２）の気孔率をε２とするならば、１．０３＜ε２/ε１＜１．２２の関係式を満たす接合体。
【００１４】
［２］  前記接合材層を形成する接合材組成物に円形度が０．７〜１であるフィラーを、全フィラーに対して４０〜１００体積％含む［１］に記載の接合体。
【００１５】
［３］  前記接合材層の平均気孔径が、０．５〜５０μｍである［１］又は［２］に記載の接合体。
【００１６】
［４］  前記接合材層の０．５〜５０μｍの気孔が全気孔に占める割合が、５０％以上である［１］〜［３］のいずれかに記載の接合体。
【００１８】
［５］  前記接合材層のヤング率（Ｅｚ）が、被接合物のヤング率の０．１〜２０％である［１］〜［４］のいずれかに記載の接合体。
【００１９】
［６］  前記接合材層の平均線熱膨張係数が、被接合物の０．１〜７０％である［１］〜［５］のいずれかに記載の接合体。
【００２０】
［７］  前記接合材層の熱伝導率が、０．１〜２０Ｗ／ｍＫである［１］〜［６］のいずれかに記載の接合体。
【００２１】
［８］  前記フィラーが、シリカ、アルミナ、ムライト、ジルコニア、コーディエライト、炭化珪素、シリカ質ガラス、アルミナシリカ質ガラスの群から選択された少なくとも１種以上である［１］〜［７］のいずれかに記載の接合体。
【００２２】
［９］  ［１］〜［８］のいずれかに記載の接合体に用いられる接合材層を形成するための接合材組成物であって、フィラーと無機接合剤を主成分とする接合材組成物。
【００２３】
［１０］  前記フィラーが、シリカ、アルミナ、ムライト、ジルコニア、コーディエライト、炭化珪素、シリカ質ガラス、アルミナシリカ質ガラスの群から選択された少なくとも１種以上である［９］に記載の接合材組成物。
【００２４】
［１１］  発泡樹脂を０.１〜２.５質量％含む［９］又は［１０］に記載の接合材組成物。
【００２５】
［１２］  ［９］〜［１１］のいずれかに記載の接合材組成物により形成される接合材層を有する接合体。
【００２６】
［１３］  ［９］〜［１１］のいずれかに記載の接合材組成物で、複数のハニカムセグメント同士を接合して作製されたハニカムセグメント接合体。
【００２７】
［１４］  ［１３］に記載のハニカムセグメント接合体から作製されたハニカム構造体。
【００２８】
以上説明したように、本発明の接合材組成物は、高コストで且つ人体に無害とはいえない無機繊維（ファイバー）を用いることなく、等方的なフィラーを用いることにより、接合材組成物の硬化後のヤング率の異方性を低減し、ハニカムセグメント間の接合材層における長手方向に伸縮しようとするモードの熱応力に対して、ハニカムセグメントを拘束しすぎることなく、得られたハニカム構造体の端面にクラックが入ることを大幅に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るハニカム構造体の一の実施形態（中心軸に対して垂直な平面で切断した全体の断面形状が円形）を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明に係るハニカム構造体の他の実施形態（中心軸に対して垂直な平面で切断した全体の断面形状が正方形）の一部を端面側から見た正面図である。
【図３】本発明に係るハニカム構造体の他の実施形態に用いられるハニカムセグメントを模式的に示す斜視図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１：ハニカム構造体、２：ハニカムセグメント、４：コーティング材、５：セル、６：隔壁、７：充填材、９：接合材層。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明を具体的な実施形態に基づき詳細に説明するが、本発明は、これに限定されて解釈されるもではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。【００３２】
本発明に係る接合体は、二つ以上の被接合物が接合材層を介して一体化されてなる接合体であって、接合材層の接合面に垂直な方向のヤング率をＥｚ、接合面に平行で、接合面の長手方向に平行な方向のヤング率をＥｘとしたとき、０．５＜Ｅｚ／Ｅｘ＜１．５の関係式を満たし、且つ、接合材層の気孔率が２５〜８５％である。【００３３】
ここで、本発明に係る接合体の接合材層においては、０．５＜Ｅｚ／Ｅｘ＜１．５であり、より好ましくは、０．６＜Ｅｚ/Ｅｘ＜１．３である。【００３４】
また、本発明の接合材層は、気孔率が２５〜８５％、より好ましくは、３０〜８０％である。これは、気孔率が２５%未満ではヤング率が高くなりすぎ、被接合物を拘束しすぎるため応力緩和ができなくなり、一方８５％より大きいと強度が不足して接合できないからである。【００３５】
このとき、本発明の接合材層を形成する接合材組成物には、円形度が０．７〜１であるフィラーを、全フィラーに対して４０〜１００体積％（より好ましくは、５０〜１００体積％）含むことが好ましい。これは、円形度が０．７〜１であるフィラーの割合が全フィラーに対して４０体積％未満であると、円形度が０．７未満のフィラーの割合が増え、それらの配向による、特性の異方性が顕著になるためである。【００３６】
また、本発明における接合材層の平均気孔径は、０．５〜５０μｍ（より好ましくは１〜４０μｍ）であることが好ましく、０．５〜５０μｍの気孔が全気孔に占める割合が５０％以上（より好ましくは、６０％以上）であることが好ましい。これは、気孔が大きすぎると強度が低下し、接合できないことがあるためである。【００３７】
更に、本発明の接合体においては、被接合物（Ａ）および（Ｂ）を厚さｔの接合材層を介して接合する場合、被接合物（Ａ）と接合材層の界面から０．２５ｔの厚さの接合材層を接合材層（１）、被接合物（Ｂ）と接合材層の界面から０．２５ｔの厚さの接合材層を接合材層（３）、接合材層（１）と接合材層（３）の間の厚さ０．５ｔの接合材層を接合材層（２）としたとき、接合材層（１）と（３）の平均の気孔率をε１、接合材層（２）の気孔率をε２とするならば、０．９＜ε２/ε１＜１．４（より好ましくは、１≦ε２/ε１＜１．３）の関係式を満たすことが好ましい。これは、０．９以下では、接合面に近いところでクラックが発生しやすくなることがあり、１．４以上では接合材層の中央に気孔が集中し、その面で接合部が破断することがあるからである。【００３８】
本発明における接合材層は、ヤング率（Ｅｚ）が被接合物のヤング率の０．１〜２０％（より好ましくは、０．１５〜１５％）であることが好ましい。【００３９】
また、本発明における接合材層は、平均線熱膨張係数が被接合物の０．１〜７０％（より好ましくは、０．２〜６５％）であることが好ましい。【００４０】
更に、本発明における接合材層は、熱伝導率が０．１〜２０Ｗ／ｍＫ（より好ましくは、０．１５〜１５Ｗ／ｍＫ）であることが好ましい。【００４１】
尚、本発明に係る接合材組成物は、フィラーとマトリックスが主成分であり、有機バインダーや水等の添加物を含有するものである。接合材組成物中に占めるフィラーの割合は、１０〜９５体積％（より好ましくは、２０〜９０体積％）であることが好ましく、マトリックスの割合は、５〜９０体積％（より好ましくは、１０〜８０体積％）であることが好ましい。【００４２】
尚、本発明で用いるフィラーは、酸化物、窒化物、炭化物、金属、の群から選択された少なくとも１種以上であることが好ましいが、中でも、シリカ、アルミナ、ムライト、ジルコニア、コーディエライト、炭化珪素、シリカ質ガラス、アルミナシリカ質ガラスの群から選択された少なくとも１種以上であることがより好ましい。【００４３】
また、本発明で用いるマトリックスは、フィラー粒子同士および被接合物とフィラー間を適度に接合する必要があるため、無機接合剤であることが好ましく、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ、エチルシリケート、水ガラス、シリカポリマー、リン酸アルミニウム、ベントナイト、などが例として挙げられるが、特に、コロイダルシリカであることがより好ましい。これは、接合力、フィラーとのなじみやすさ、化学的安定性、耐熱性等に優れているからである。【００４４】
尚、本発明の接合材組成物は、上記フィラーを混合し、場合によって、有機バインダー（例えば、メチルセルロース（ＭＣ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等）、発泡樹脂及び分散剤を加え、更に、マトリックスとして、無機接合剤（例えば、コロイダルシリカ等）、場合によっては、水を混合し、ミキサーにて、所定時間の混練を行うことにより、接合材組成物（ペースト状の接合材）を作製することができる。【００４５】
本発明の接合材組成物において、発泡樹脂の添加量は０.１〜２.５質量％が好ましく、０.５〜２.０質量％がより好ましい。０.１質量％未満では、十分な気孔率が得られずヤング率が高くなることがあり、２.５質量％を超えると、気孔率が大きくなりすぎて十分な接合強度が得られない場合がある。【００４６】
また、本発明の接合材組成物を用いて被接合物同士を接合させる際、被接合物との接合温度が、１０００℃以下（より好ましくは、５０℃以上９００℃以下、さらに好ましくは１００℃以上８００℃以下）であることが、十分な強度や接合状態を発現できるという観点から望ましい。１０００℃を超過した場合であっても問題なく接合させることができるが、所望の特性（ヤング率や熱膨張係数など）が得られ難くなるため、好ましくない。【００４７】
次に、本発明の接合材組成物（接合材）を適用したハニカム構造体の構造の一例を具体的に説明する。【００４８】
本発明のハニカム構造体１は、図１及び図２に示すように、多孔質の隔壁６によって区画、形成された流体の流路となる複数のセル５がハニカム構造体１の中心軸方向に互いに並行するように配設された構造を有し、それぞれが全体構造の一部を構成する形状を有するとともに、ハニカム構造体１の中心軸に対して垂直な方向に組み付けられることによって全体構造を構成することになる形状を有する複数のハニカムセグメント２が、本発明の接合材組成物（接合材）から形成された接合材層９によって一体的に接合されたハニカムセグメント接合体として構成されてなるものである。【００４９】
ここで、接合材層９によるハニカムセグメント２の接合の後、ハニカム構造体１の中心軸に対して垂直な平面で切断した全体の断面形状が円形、楕円形、三角形、正方形、その他の形状となるように研削加工され、外周面がコーティング材４によって被覆される。このハニカム構造体１をＤＰＦとして用いる場合、ディーゼルエンジンの排気系等に配置することにより、ディーゼルエンジンから排出されるスートを含む粒子状物質（パティキュレート）を捕捉することができる。【００５０】
また、図１においては、一つのハニカムセグメント２においてのみ、セル５及び隔壁６を示している。それぞれのハニカムセグメント２は、図３〜４に示すように、ハニカム構造体１（図１参照）の全体構造の一部を構成する形状を有するとともに、ハニカム構造体１（図１参照）の中心軸に対して垂直な方向に組み付けられることによって全体構造を構成することになる形状を有している。セル５はハニカム構造体１の中心軸方向に互いに並行するように配設されており、隣接しているセル５におけるそれぞれの端部が交互に充填材７によって目封じされている。【００５１】
所定のセル５（流入セル）においては、図３〜４における左端部側が開口している一方、右端部側が充填材７によって目封じされており、これと隣接する他のセル５（流出セル）においては、左端部側が充填材７によって目封じされるが、右端部側が開口している。このような目封じにより、図２に示すように、ハニカムセグメント２の端面が市松模様状を呈するようになる。このような複数のハニカムセグメント２が接合されたハニカム構造体１を排ガスの排気系内に配置した場合、排ガスは図４における左側から各ハニカムセグメント２のセル５内に流入して右側に移動する。【００５２】
図４においては、ハニカムセグメント２の左側が排ガスの入口となる場合を示し、排ガスは、目封じされることなく開口しているセル５（流入セル）からハニカムセグメント２内に流入する。セル５（流入セル）に流入した排ガスは、多孔質の隔壁６を通過して他のセル５（流出セル）から流出する。そして、隔壁６を通過する際に排ガス中のスートを含む粒子状物質（パティキュレート）が隔壁６に捕捉される。このようにして、排ガスの浄化を行うことができる。このような捕捉によって、ハニカムセグメント２の内部にはスートを含む粒子状物質（パティキュレート）が経時的に堆積して圧力損失が大きくなるため、スート等を燃焼させる再生が行われる。なお、図２〜４には、全体の断面形状が正方形のハニカムセグメント２を示すが、三角形、六角形等の形状であってもよい。また、セル５の断面形状も、三角形、六角形、円形、楕円形、その他の形状であってもよい。【００５３】
図２に示すように、接合材層９は、本発明の接合材組成物（接合材）から形成されており、ハニカムセグメント２の外周面に塗布されて、ハニカムセグメント２を接合するように機能する。接合材層９の塗布は、隣接しているそれぞれのハニカムセグメント２の外周面に行ってもよいが、隣接したハニカムセグメント２の相互間においては、対応した外周面の一方に対してだけ行ってもよい。このような対応面の片側だけへの塗布は、接合材層９の使用量を節約できる点で好ましい。接合材層９の塗布する方向は、ハニカムセグメント外周面内の長手方向、ハニカムセグメント外周面内の長手に垂直な方向、ハニカムセグメント外周面に垂直な方向など、特に限定されるものではないが、ハニカムセグメント外周面内の長手方向に向かって塗布するのが好ましい。接合材層９の厚さは、ハニカムセグメント２の相互間の接合力を勘案して決定され、例えば、０．５〜３．０ｍｍの範囲で適宜選択される。【００５４】
本実施の形態に用いられるハニカムセグメント２の材料としては、強度、耐熱性の観点から、炭化珪素（ＳｉＣ）、炭化珪素（ＳｉＣ）を骨材としてかつ珪素（Ｓｉ）を結合材として形成された珪素−炭化珪素系複合材料、窒化珪素、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素−コージェライト系複合材、リチウムアルミニウムシリケート、チタン酸アルミニウム、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系金属からなる群から選択される少なくとも一種から構成された物を挙げることができる。中でも、炭化珪素（ＳｉＣ）又は珪素−炭化珪素系複合材料から構成されてなるものが好ましい。【００５５】
ハニカムセグメント２の作製は、例えば、上述の材料から適宜選択したものに、メチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等のバインダー、界面活性剤、溶媒としての水等を添加して、可塑性の坏土とし、この坏土を上述の形状となるように押出成形し、次いで、マイクロ波、熱風等によって乾燥した後、焼結することにより行うことができる。【００５６】
セル５の目封じに用いる充填材７としては、ハニカムセグメント２と同様な材料を用いることができる。充填材７による目封じは、目封じをしないセル５をマスキングした状態で、ハニカムセグメント２の端面をスラリー状の充填材７に浸漬することにより開口しているセル５に充填することにより行うことができる。充填材７の充填は、ハニカムセグメント２の成形後における焼成前に行っても、焼成後に行ってもよいが、焼成前に行うことの方が、焼成工程が１回で終了するため好ましい。【００５７】
以上のようなハニカムセグメント２の作製の後、ハニカムセグメント２の外周面にペースト状の接合材（接合材組成物）を塗布し、接合材層９を形成し、所定の立体形状（ハニカム構造体１の全体構造）となるように複数のハニカムセグメント２を組み付け、この組み付けた状態で圧着した後、加熱乾燥する。このようにして、複数のハニカムセグメント２が一体的に接合された接合体が作製される。その後、この接合体を上述の形状に研削加工し、外周面をコーティング材４によって被覆し、加熱乾燥する。このようにして、図１に示すハニカム構造体１が作製される。コーティング材４の材質としては、接合材層９と同様のものを用いることができる。コーティング材４の厚さは、例えば、０．１〜１．５ｍｍの範囲で適宜選択される。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例によっていかなる制限を受けるものではない。【００５９】
（実施例１）
（ハニカムセグメントの作製）
ハニカムセグメント原料として、ＳｉＣ粉末及び金属Ｓｉ粉末を８０：２０の質量割合で混合し、これに造孔材、有機バインダー、界面活性剤及び水を添加して、可塑性の坏土を作製した。この坏土を押出成形し、乾燥して隔壁の厚さが３１０μｍ、セル密度が約４６．５セル／ｃｍ２（３００セル／平方インチ）、断面が一辺３５ｍｍの正四角形、長さが１５２ｍｍのハニカムセグメント成形体を得た。このハニカムセグメント成形体を、端面が市松模様状を呈するように、セルの両端面を目封じした。すなわち、隣接するセルが、互いに反対側の端部で封じられるように目封じを行った。目封じ材としては、ハニカムセグメント原料と同様な材料を用いた。セルの両端面を目封じし、乾燥させた後、大気雰囲気中約４００℃で脱脂し、その後、Ａｒ不活性雰囲気で約１４５０℃で焼成して、ＳｉＣ結晶粒子をＳｉで結合させた、多孔質構造を有するハニカムセグメントを得た。【００６０】
（接合材組成物の調製）
表１に示す条件で、各フィラーを混合したものに、分散剤、発泡樹脂及び有機バインダー（ＣＭＣとＭＣ）を添加し、更にマトリックスとしてコロイダルシリカを混合し、ミキサーにて３０分間混練を行い、種類及び組成比の異なるペースト状の接合材（接合材Ｎｏ．１〜１２）をそれぞれ得た。尚、表１では、フィラーとマトリックスの体積％（ｖｏｌ％）は、その合計が１００％となるように表示し、その他の添加剤は、フィラーとマトリックスを１００％としたときの外配の質量％で表示した。【００６１】
（フィラーの円形度測定）
尚、フィラーの円形度は、フロー式粒子像分析装置を用い、フィラー粒子の投影像を解析し、下記式を用いて算出した。その結果を表１に示す。
円形度＝（投影された粒子面積と等しい円の周囲長）／（投影された粒子周囲長）【００６２】
（ハニカム構造体の作製）
ハニカムセグメントの外壁面に、厚さ約１ｍｍとなるように接合材Ｎｏ．１を塗布方向をハニカムセグメントの長手方向としてコーティングして接合材層を形成し、その上に別のハニカムセグメントを載置する工程を繰り返し、４×４に組み合わした１６個のハニカムセグメントからなるハニカムセグメント積層体を作製し、適宜、外部より圧力を加えるなどして、全体を接合させた後、１４０℃、２時間乾燥してハニカムセグメント接合体を得た。得られたハニカムセグメント接合体の外周を円筒状に切断後、その外周面をコーティング材で塗布し、７００℃、２時間、乾燥硬化させ、ハニカム構造体を得た。【００６３】
（接合材層の評価）
ヤング率は、ハニカム構造体の接合材部分を切断して所定の形状のサンプルを切り出し、サンプルに対して所定の圧縮荷重を負荷したときの変位を計測し、その応力-歪線図から算出した。（被接合物のヤング率はＪＩＳ  Ｒ１６０１に準じた３点曲げ試験における荷重−変位曲線から算出した。）また、平均熱膨張係数、気孔率、熱伝導率、平均気孔径は、ハニカム構造体の接合材部分を切断して所定の形状のサンプルを切り出し、ＪＩＳ  Ｒ１６１８に準じた平均線熱膨張係数を、ＪＩＳ  Ｒ１６１１に準じた熱伝導率を、アルキメデス法により気孔率を、水銀ポロシメトリーにより平均気孔径を測定した。また、５〜５０μｍの気孔が全気孔に占める割合は水銀ポロシメトリーによって得られた気孔径分布をもとに算出した。尚、接合材層（１）と（３）の平均の気孔率であるε１、接合材層（２）の気孔率であるε２は、接合材の接合面に対して垂直な断面を電子顕微鏡にて観察し、画像解析により計測した。結果を表２に示す。【００６４】
（ハニカム構造体の評価）
得られたハニカム構造体の接合後の状態を確認するとともに、急速加熱試験（バーナースポーリング試験）を試験温度９００℃、１０００℃にて行った。試験後のハニカム構造体のクラックの発生状況を観察した。結果を表３に示す。【００６５】
［バーナースポーリング試験（急速加熱試験）］
ハニカム構造体にバーナーで加熱した空気を流すことにより中心部分と外側部分との温度差をつくり、ハニカム構造体のクラックの発生しない温度により耐熱衝撃性を評価する試験（温度が高いほど耐熱衝撃性が高い）である。尚、表３の表示では、×の場合、試験温度９００℃でクラック発生あり、○の場合、試験温度９００℃でクラック発生なし、◎の場合、試験温度１０００℃でクラック発生なしを意味する。【００６６】
（実施例２、実施例４〜８、実施例１０〜１２、参考実施例３、９、比較例１〜４）
実施例２、実施例４〜８、実施例１０〜１２、参考実施例３、９は、実施例１において、接合材１を、表１に示す接合材Ｎｏ．２〜１２に変えたこと以外、実施例１と同様に、ハニカム構造体を作製した。また、比較例１〜３は、接合材Ｎｏ．１３〜１５に変えたこと以外は実施例１と同様に、ハニカム構造体を作製した。比較例４は、比較例１において、接合材Ｎｏ．１３のコーティング方法を変えたこと以外は比較例１と同様にハニカム構造体を作製した。それぞれ得られたハニカム構造体（実施例２、実施例４〜８、実施例１０〜１２、参考実施例３、９、比較例１〜４）について、実施例１と同様の評価及び試験を行った。その結果を表２及び表３に示す。
【００６７】
【表１】
0005367363.tif 000002
【００６８】
【表２】
0005367363.tif 000003
【００６９】
【表３】
0005367363.tif 000004
【００７０】
（考察：実施例１〜２、実施例４〜８、実施例１０〜１２、参考実施例３、９、比較例１〜４）
表２及び表３の結果から、実施例１〜２、実施例４〜８、実施例１０〜１２、参考実施例３、は、全フィラー中の円形度０．７〜１のフィラーを全フィラーに対して、４０〜１００体積％含み、且つ添加剤である分散剤、発泡樹脂及び有機バインダーが最適化された接合材組成物を用いているため、接合材層の評価が良好であり、ハニカムセグメント間の接合状態も良好であり、且つ急速加熱試験後であっても、ハニカム構造体の端部及び外周部にクラックが発生することなく、良品であった。特に、実施例１及び２は、Ｅｚ／Ｅｘの値が１に近いため、さらに高温の急速加熱試験であっても、ハニカム構造体の端部にクラックが発生することなく、良品であった。
【００７１】
一方、比較例１では、全フィラー中の円形度０．７〜１のフィラーを全フィラーに対して、４０体積％未満（３３体積％）の接合材組成物を用いているため、Ｅｚ/Ｅｘが０．５未満であるとともに、５〜５０μｍの気孔が全気孔に占める割合が５％と極めて低く、ε２／ε１も１．４を超過（１．６１）しており、急速加熱試験後、ハニカム構造体の端部にクラックが発生していた。また、比較例２では、硬化後の気孔率が８５％を超過しているため、ハニカムセグメント間の接合をすることができなかった。更に、比較例３では、硬化後の気孔率が２５％に満たないため、ハニカムセグメント間の接合状態は良好であったが、急速加熱試験後、ハニカム構造体の端部および外周部にクラックが発生していた。比較例４では、全フィラー中の円形度０．７〜１のフィラーを全フィラーに対して、４０体積％未満（３３体積％）の接合材組成物を用いているため、Ｅｚ／Ｅｘが１．５を越えるとともに、５〜５０μｍの気孔が全気孔に占める割合が６％と極めて低く、急速加熱試験後、ハニカム構造体の外周部にクラックが発生していた。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明の接合材組成物及び接合体は、排ガス用の捕集フィルタ、中でも、ディーゼルエンジンの排ガス中の粒子状物質（パティキュレート）等を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）の作製時に好適に用いることができる。
【図１】
0005367363.tif 000005
【図２】
0005367363.tif 000006
【図３】
0005367363.tif 000007
【図４】
0005367363.tif 000008