(57)【要約】【課題】優れた高温耐熱性を有すると共に温度変化に対する体積変化が小さいハニカムフィルタを得ることが可能な封口材を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係る封口材は、隔壁により仕切られた互いに平行な複数の貫通孔を有するハニカム構造体の当該貫通孔の端部を封口するための封口材であって、チタン酸アルミニウムマグネシウムを含有する第１の粉末と、チタン酸アルミニウム系セラミックスを含有する第２の粉末と、を含み、上記第２の粉末がストロンチウムを含有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔壁により仕切られた互いに平行な複数の貫通孔を有するハニカム構造体の当該貫通孔の端部を封口するための封口材であって、
チタン酸アルミニウムマグネシウムを含有する第１の粉末と、チタン酸アルミニウム系セラミックスを含有する第２の粉末と、を含み、
前記第２の粉末がストロンチウムを含有する、封口材。
【請求項２】
隔壁により仕切られた互いに平行な複数の貫通孔を有するハニカム構造体と、
前記貫通孔の端部を封口する封口部と、を備え、
前記封口部が、チタン酸アルミニウムマグネシウムを含有する第１の粉末と、チタン酸アルミニウム系セラミックスを含有する第２の粉末と、を含む封口材から構成され、
前記第２の粉末がストロンチウムを含有する、ハニカム成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封口材及びハニカム成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハニカム成形体は、グリーン体又は焼成体であるハニカム構造体の貫通孔の端部に封口材を充填することにより得られ、当該ハニカム成形体を焼成することによりハニカムフィルタが得られる。ハニカムフィルタは、被捕集物を含む流体から当該被捕集物を除去するために用いられ、例えば、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関から排気される排気ガスを浄化するための排ガスフィルタとして用いられている。ハニカム成形体を構成するハニカム構造体としては、例えば、下記特許文献１，２に記載の構造体が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２３９６０３号公報
【特許文献２】特開２００１−４６８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ハニカム成形体を焼成して得られるハニカムフィルタを用いて流体中の被捕集物（例えば、排ガス中のすす）を捕集するに際し、流体が高温である場合には、ハニカムフィルタの温度が大きく変化すると共にハニカムフィルタが高温に保持される。この場合、ハニカムフィルタの温度が大きく変化することに伴って生じる体積変化によって、ハニカムフィルタ（例えば、ハニカムフィルタの外周部（外皮など））に割れが生じることがある。また、ハニカムフィルタが高温（例えば１０００℃以上）に保持されると、ハニカムフィルタの構成材料（例えば、封口部の構成材料）が熱分解することがある。これらによりハニカムフィルタのフィルタ特性が劣化し得るため、従来のハニカムフィルタに対しては、高温耐熱性（耐高温分解性）に優れていることに加え、温度変化に対する体積変化が小さいことが要求されている。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、優れた高温耐熱性を有すると共に温度変化に対する体積変化が小さいハニカムフィルタを得ることが可能な封口材、及び当該封口材を用いたハニカム成形体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】
本発明者は、ハニカムフィルタの封口部を得るために用いられる封口材について鋭意検討した結果、特定の２種の粉末を併用した封口材を用いることで上記課題を解決し得ることを見出した。
【０００７】
すなわち、本発明に係る封口材は、隔壁により仕切られた互いに平行な複数の貫通孔を有するハニカム構造体の当該貫通孔の端部を封口するための封口材であって、チタン酸アルミニウムマグネシウムを含有する第１の粉末と、チタン酸アルミニウム系セラミックスを含有する第２の粉末と、を含み、第２の粉末がストロンチウムを含有する。
【０００８】
本発明では、封口材が、チタン酸アルミニウムマグネシウムを含有する第１の粉末と、チタン酸アルミニウム系セラミックスを含有する第２の粉末と、を含み、第２の粉末がストロンチウムを含有する。これにより、本発明に係る封口材を用いてハニカムフィルタを得ることにより、優れた高温耐熱性を有すると共に温度変化に対する体積変化が小さいハニカムフィルタを得ることができる。このようなハニカムフィルタでは、ハニカムフィルタが高温になる場合において封口部が劣化することが抑制されると共に、ハニカムフィルタの温度が変化した場合においてハニカムフィルタに割れが生じることが抑制される。これらにより、本発明では、ハニカムフィルタが高温の流体に曝される場合であっても、ハニカムフィルタのフィルタ特性が劣化することを抑制することができる。
【０００９】
本発明に係るハニカム成形体は、隔壁により仕切られた互いに平行な複数の貫通孔を有するハニカム構造体と、貫通孔の端部を封口する封口部と、を備え、封口部が、チタン酸アルミニウムマグネシウムを含有する第１の粉末と、チタン酸アルミニウム系セラミックスを含有する第２の粉末と、を含む封口材から構成され、第２の粉末がストロンチウムを含有する。
【００１０】
本発明に係るハニカム成形体では、封口部が、チタン酸アルミニウムマグネシウムを含有する第１の粉末と、チタン酸アルミニウム系セラミックスを含有する第２の粉末と、を含む封口材から構成され、第２の粉末がストロンチウムを含有する。これにより、本発明に係るハニカム成形体を用いてハニカムフィルタを得ることにより、優れた高温耐熱性を有すると共に温度変化に対する体積変化が小さいハニカムフィルタを得ることができる。このようなハニカムフィルタでは、ハニカムフィルタが高温になる場合において封口部が劣化することが抑制されると共に、ハニカムフィルタの温度が変化した場合においてハニカムフィルタに割れが生じることが抑制される。これらにより、本発明では、ハニカムフィルタが高温の流体に曝される場合であっても、ハニカムフィルタのフィルタ特性が劣化することを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、優れた高温耐熱性を有すると共に温度変化に対する体積変化が小さいハニカムフィルタを得ることができる。このような本発明では、ハニカムフィルタが高温の流体に曝される場合であっても、ハニカムフィルタのフィルタ特性が劣化することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るハニカム成形体を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【図３】熱膨張特性の測定結果の一例を示す図である。
【図４】熱膨張特性の測定において用いられる試験片を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１４】
＜ハニカム成形体＞
図１は、第１実施形態に係るハニカム成形体を示す斜視図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。ハニカム成形体１は、ハニカム構造体１００と、封口部１３０とを備えており、ハニカム構造体１００及び封口部１３０は未焼成のグリーン体である。ハニカム構造体１００は、図１，２に示すように、互いに平行に配置された複数の貫通孔１１０を有する円柱体である。複数の貫通孔１１０のそれぞれは、ハニカム構造体１００の中心軸に平行に伸びる隔壁１２０により仕切られている。貫通孔１１０は、貫通孔１１０のうちの一部を構成する貫通孔（第１の貫通孔）１１０ａと、貫通孔１１０のうちの残部を構成する貫通孔（第２の貫通孔）１１０ｂとを有している。
【００１５】
貫通孔１１０ａにおけるハニカム構造体１００の一端側の端部は、ハニカム構造体１００の一端面１００ａにおいてガス流入口として開口しており、貫通孔１１０ａにおけるハニカム構造体１００の他端側の端部は、ハニカム構造体１００の他端面１００ｂにおいて封口部１３０により封口されている。一方、貫通孔１１０ｂにおけるハニカム構造体１００の一端側の端部は、一端面１００ａにおいて封口部１３０により封口されており、貫通孔１１０ｂにおけるハニカム構造体１００の他端側の端部は、他端面１００ｂにおいてガス流出口として開口している。
【００１６】
貫通孔１１０ｂは、貫通孔１１０ａに隣接している。ハニカム構造体１００では、貫通孔１１０ａと貫通孔１１０ｂとが交互に配置されて格子構造が形成されている。貫通孔１１０ａ，１１０ｂは、ハニカム構造体１００の両端面に垂直であり、端面から見て正方形配置、すなわち、貫通孔１１０ａ，１１０ｂの中心軸が、正方形の頂点にそれぞれ位置するように配置されている。貫通孔１１０ａ，１１０ｂにおける当該貫通孔の軸方向（長手方向）に垂直な断面は、例えば正方形状である。
【００１７】
貫通孔１１０ａ，１１０ｂの長手方向におけるハニカム構造体１００の長さは、例えば３０〜３００ｍｍである。ハニカム構造体１００が円柱体である場合、ハニカム構造体１００の外径（直径）は、例えば１０〜３００ｍｍである。また、貫通孔１１０ａ，１１０ｂの軸方向に垂直な断面の内径（正方形の一辺の長さ）は、例えば０．５〜１．２ｍｍである。隔壁１２０の平均厚み（セル壁厚）は、例えば０．１〜０．５ｍｍである。
【００１８】
封口部１３０は、貫通孔１１０ａ，１１０ｂの端部に充填された封口材から構成されている。封口材は、互いに異なる第１の粉末及び第２の粉末をセラミックス粉末として含み、必要に応じて、添加剤を更に含む。第１の粉末は、チタン酸アルミニウムマグネシウムを含有している。第２の粉末は、チタン酸アルミニウム系セラミックスを含有しており、チタン酸アルミニウム系セラミックスとしては、例えば、チタン酸アルミニウム、チタン酸アルミニウムマグネシウムが挙げられる。さらに、第２の粉末は、ストロンチウムを構成元素として含有している。なお、封口材は、原料由来の微量成分又は製造工程において不可避的に含まれる微量成分を含有し得る。
【００１９】
第１の粉末を構成する主結晶相は、チタン酸アルミニウムマグネシウム結晶相である。第２の粉末の主結晶相は、チタン酸アルミニウム系結晶相であり、チタン酸アルミニウム結晶相及びチタン酸アルミニウムマグネシウム結晶相のいずれであってもよい。第１の粉末及び第２の粉末は、ケイ素源粉末由来のガラス相を含んでいてもよい。ガラス相は、ＳｉＯ２が主要成分である非晶質相を指す。第１の粉末及び第２の粉末は、チタン酸アルミニウム系結晶相やガラス相以外の結晶相を含んでいてもよい。このような結晶相としては、アルミナ、チタニア、マグネシア、酸化ストロンチウム等の相が挙げられる。また、第１の粉末及び第２の粉末は、チタン酸アルミニウム系結晶相やガラス相等が複合相を形成していてもよい。第１の粉末及び第２の粉末を形成する結晶相は、Ｘ線回折スペクトルにより確認することができる。
【００２０】
第１の粉末におけるチタン酸アルミニウムマグネシウムの組成式は、例えばＡｌ２（１−ｘ）ＭｇｘＴｉ（１＋ｘ）Ｏ５であり、ｘの値は、０．０３以上が好ましく、０．０３〜０．２０がより好ましく、０．０３〜０．１８が更に好ましい。第１の粉末がガラス相を含有している場合、ガラス相の含有量は、例えば２〜４質量％である。
【００２１】
第２の粉末における主な構成元素の含有量は、下記の含有量であることが好ましい。なお、各構成元素の含有量は、例えば、ＸＲＦ（蛍光Ｘ線分析）により得ることができる。
【００２２】
第２の粉末において、Ａｌ２Ｏ３に換算したアルミニウムの含有量は、１０質量％以上が好ましく、２０質量％以上がより好ましい。Ａｌ２Ｏ３に換算したアルミニウムの含有量は、９０質量％以下が好ましく、７０質量％以下がより好ましい。
【００２３】
第２の粉末において、ＴｉＯ2に換算したチタン（チタニウム）の含有量は、１０質量％以上が好ましく、２０質量％以上がより好ましい。ＴｉＯ2に換算したチタンの含有量は、９０質量％以下が好ましく、７０質量％以下がより好ましい。
【００２４】
第２の粉末がケイ素を含有している場合、第２の粉末において、ＳｉＯ２に換算したケイ素の含有量は、３質量％以上が好ましく、１０質量％以上がより好ましい。ＳｉＯ２に換算したケイ素の含有量は、５０質量％以下が好ましく、３０質量％以下がより好ましい。
【００２５】
第２の粉末において、ＳｒＯに換算したストロンチウムの含有量は、主結晶材料の熱膨張特性に効果的に働く観点から、１．０質量％以上が好ましく、３．０質量％以上がより好ましい。ＳｒＯに換算したストロンチウムの含有量は、主結晶材料本来の諸特性を良好に保持する観点から、２０質量％以下が好ましく、１０質量％以下がより好ましい。
【００２６】
第１の粉末の含有量は、封口材の全体を基準として１０質量％以上が好ましく、３０質量％以上がより好ましい。第１の粉末の含有量は、封口材の全体を基準として９０質量％以下が好ましく、７０質量％以下がより好ましい。
【００２７】
第２の粉末の含有量は、封口材の全体を基準として１０質量％以上が好ましく、３０質量％以上がより好ましい。第２の粉末の含有量は、封口材の全体を基準として９０質量％以下が好ましく、７０質量％以下がより好ましい。
【００２８】
封口材において、第１の粉末の含有量に対する第２の粉末の含有量の比率（質量比：第２の粉末の含有量／第１の粉末の含有量）は、０．１以上が好ましく、０．２以上がより好ましい。上記比率は、２０以下が好ましく、１０以下がより好ましい。
【００２９】
封口材に含有される添加剤としては、例えば、造孔剤（孔形成剤）、バインダ、潤滑剤（可塑剤）、分散剤、溶媒が挙げられる。
【００３０】
造孔剤としては、後述する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、造孔剤を含有する成形体が加熱されると、造孔剤は燃焼等によって消滅する。これにより、造孔剤が存在してい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セラミックス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形成することができる。
【００３１】
造孔剤は、例えば、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、サンゴヤシ澱粉、カンナ澱粉、ポテト澱粉（馬鈴薯澱粉）である。造孔剤において、レーザ回折法により測定される体積基準の累積百分率５０％相当粒径（Ｄ５０）は、例えば５〜１００μｍである。封口材が造孔剤を含有する場合、造孔剤の含有量は、例えば、第１の粉末の含有量及び第２の粉末の含有量の合計１００質量部に対して２０質量部以下である。
【００３２】
バインダは、例えば、メチルセルロース、ヒドロ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、カルボキシ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等のセルロース類；ポリビニルアルコール等のアルコール類；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。バインダの含有量は、例えば、第１の粉末の含有量及び第２の粉末の含有量の合計１００質量部に対して０．１〜２質量部である。
【００３３】
潤滑剤は、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Ａｌ等のステアリン酸金属塩；ポリオキシアルキレンアルキルエーテル（例えばポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテル）である。潤滑剤の含有量は、例えば、第１の粉末の含有量及び第２の粉末の含有量の合計１００質量部に対して１〜２０質量部である。
【００３４】
分散剤は、例えば、硝酸、塩酸、硫酸等の無機酸；シュウ酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、乳酸等の有機酸；メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類；ポリカルボン酸アンモニウムである。分散剤の含有量は、例えば、第１の粉末の含有量及び第２の粉末の含有量の合計１００質量部に対して１０質量部以下である。
【００３５】
溶媒は、例えば水であり、不純物が少ない点で、イオン交換水が好ましい。封口材が溶媒を含有する場合、溶媒の含有量は、例えば、第１の粉末の含有量及び第２の粉末の含有量の合計１００質量部に対して１０〜８０質量部である。
【００３６】
隔壁１２０の材質は、特に限定されない。隔壁１２０は、例えば、焼成することによりセラミックスとなる無機化合物粉末を含み、必要に応じて、添加剤を更に含むことができる。セラミックスとしては、例えば、アルミナ、シリカ、ムライト、コーディエライト、ガラス、チタン酸アルミニウム系セラミックス等の酸化物；シリコンカーバイド；窒化珪素が挙げられ、これらの中でも、チタン酸アルミニウム系セラミックスが好ましく、チタン酸アルミニウムやチタン酸アルミニウムマグネシウムがより好ましい。なお、隔壁１２０における添加剤としては、例えば、造孔剤、バインダ、潤滑剤、分散剤、溶媒が挙げられ、上記封口材を構成する添加剤と同様の添加剤を用いることができる。
【００３７】
次に、第２実施形態に係るハニカム成形体について説明する。第２実施形態に係るハニカム成形体は、ハニカム構造体１００が焼成体である点で、第１実施形態に係るハニカム成形体１と異なる。第２実施形態に係るハニカム成形体は、第１実施形態に係るハニカム成形体１と同様の形状を有している。
【００３８】
第２実施形態において、ハニカム構造体の貫通孔を封口する封口材としては、第１実施形態と同様の封口材を用いる。また、隔壁の材質は、特に限定されず、第１実施形態における無機化合物粉末から得られるセラミックスが挙げられ、チタン酸アルミニウム系セラミックスが好ましく、チタン酸アルミニウムやチタン酸アルミニウムマグネシウムがより好ましい。
【００３９】
第２実施形態において隔壁は、多孔質であり、例えば多孔質セラミックス焼結体を含んでいる。隔壁には、流体（例えば、すす等の微粒子を含む排ガス）が通過し得る多数の連通孔（流通経路）が形成されている。隔壁の気孔率（開気孔率）は、例えば１０〜６０体積％である。隔壁の気孔径（細孔直径）は、例えば５〜３０μｍである。隔壁の気孔率及び気孔径は、原料の粒子径、造孔剤の添加量、造孔剤の種類、焼成条件により調整可能であり、水銀圧入法により測定することができる。
【００４０】
なお、ハニカム成形体の形状は必ずしも上述した形状に限定されるものではない。例えば、ハニカム成形体における貫通孔の軸方向に垂直な当該貫通孔の断面は、正方形状等の矩形状であることに限定されず、三角形状、六角形状、八角形状、円形状、楕円形状等であってもよい。また、貫通孔には、径の異なるものが混在していてもよく、断面形状の異なるものが混在していてもよい。また、貫通孔の配置は特に限定されるものではなく、貫通孔の中心軸の配置は、正三角形の頂点に配置される正三角形配置、千鳥配置等であってもよい。さらに、ハニカム成形体は円柱体であることに限られず、楕円柱、三角柱、四角柱、六角柱、八角柱等であってもよい。ハニカム成形体は、ハニカム構造体の外周面を覆う外皮を有していてもよい。
【００４１】
＜ハニカム成形体の製造方法＞
次に、ハニカム成形体の製造方法について説明する。ハニカム成形体の製造方法は、例えば、無機化合物粉末や添加剤を含む原料混合物を調製する原料調製工程と、原料混合物を成形して、貫通孔を有する成形体を得る成形工程と、各貫通孔の一端を封口する封口工程と、を備える。第２実施形態に係るハニカム成形体を得るための製造方法は、成形工程及び封口工程の間に、成形体を焼成する焼成工程を更に備える。以下、隔壁がチタン酸アルミニウム系セラミックスを含むハニカムフィルタを得るためのハニカム成形体を例に、ハニカム成形体の製造方法を説明する。
【００４２】
［原料調製工程］
原料調製工程では、無機化合物粉末と添加剤とを混合した後に混練して原料混合物を調製する。無機化合物粉末は、例えば、α−アルミナ粉末等のアルミニウム源粉末、及び、アナターゼ型やルチル型のチタニア粉末等のチタン源粉末（チタニウム源粉末）を含み、必要に応じて、マグネシア粉末やマグネシアスピネル粉末等のマグネシウム源粉末、及び／又は、酸化ケイ素粉末やガラスフリット等のケイ素源粉末を更に含むことができる。各原料粉末は、１種又は２種以上のいずれでもよい。各原料粉末は、その原料由来あるいは製造工程において不可避的に含まれる微量成分を含有し得る。
【００４３】
ケイ素源粉末としてガラスフリットを用いる場合、得られるチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体の耐熱分解性をより向上させるという観点から、ガラスフリットの屈伏点は、６００℃以上であることが好ましい。本明細書において、ガラスフリットの屈伏点は、熱機械分析装置（ＴＭＡ：Ｔｈｅｒｍｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）を用いて低温からガラスフリットの膨張を測定し、膨張が止まり、次に収縮が始まる温度（℃）と定義される。
【００４４】
ガラスフリットを構成するガラスには、ケイ酸〔ＳｉＯ2〕を主成分（全成分中５０質量％以上）とする一般的なケイ酸ガラスを用いることができる。ガラスフリットを構成するガラスは、その他の含有成分として、一般的なケイ酸ガラスと同様、アルミナ〔Ａｌ2Ｏ3〕、酸化ナトリウム〔Ｎａ2Ｏ〕、酸化カリウム〔Ｋ2Ｏ〕、酸化カルシウム〔ＣａＯ〕、マグネシア〔ＭｇＯ〕等を含んでいてもよい。
【００４５】
各原料粉末について、レーザ回折法により測定される体積基準の累積百分率５０％相当粒径（中心粒径、Ｄ５０）は下記の範囲が好ましい。アルミニウム源粉末のＤ５０は、例えば２０〜６０μｍである。チタン源粉末のＤ５０は、例えば０．１〜２５μｍである。マグネシウム源粉末のＤ５０は、例えば０．５〜３０μｍである。ケイ素源粉末のＤ５０は、例えば０．５〜３０μｍである。
【００４６】
原料混合物にはチタン酸アルミニウムやチタン酸アルミニウムマグネシウムが含まれていてもよい。例えば、原料混合物の構成成分としてチタン酸アルミニウムマグネシウムを使用する場合、チタン酸アルミニウムマグネシウムは、アルミニウム源、チタン源及びマグネシウム源を兼ね備えた原料混合物に相当する。
【００４７】
［成形工程］
成形工程では、ハニカム構造を有するセラミックス成形体を得る。成形工程では、例えば、一軸押出機により原料混合物を混練しながらダイから押出す、いわゆる押出成形法を採用することができる。
【００４８】
［焼成工程］
第２実施形態に係るハニカム成形体を得るための焼成工程では、成形工程において得られたハニカム構造のセラミックス成形体を焼成してハニカム焼成体を得る。焼成工程では、成形体の焼成前に、成形体中（原料混合物中）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１６５０℃以下であり、好ましくは１５５０℃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。焼成時間は、無機化合物粉末がチタン酸アルミニウム系結晶に遷移するのに充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１０分〜２４時間である。
【００４９】
［封口工程］
封口工程に先立って焼成工程を経ることなく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セラミックス成形体の各貫通孔の一方の端部を封口材で封口する。焼成工程の後に封口工程を行う場合、成形工程において得られたハニカム焼成体の各貫通孔の一方の端部を封口材で封口する。封口材としては、上述した第１の粉末及び第２の粉末を混合して得られる封口材を用いる。以上により、ハニカム成形体が得られる。
【００５０】
＜ハニカムフィルタ＞
ハニカムフィルタは、上述したハニカム成形体を焼成することにより得ることが可能であり、ハニカム成形体の形状をほぼ維持した形状を有している。ハニカムフィルタは、ハニカム構造体と、封口部とを備えている。ハニカムフィルタにおけるハニカム構造体は、第２実施形態に係るハニカム成形体のハニカム構造と同様の焼成体である。ハニカムフィルタにおける封口部は、上記ハニカム成形体の封口部（グリーン体）を焼成して得られる焼成体である。
【００５１】
ハニカムフィルタは、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関からの排ガス中に含まれるすす等の被捕集物を捕集するパティキュレートフィルタとして適する。例えば、ハニカムフィルタでは、図２に示すように、一端面１００ａから貫通孔１１０ａに供給されたガスＧが隔壁１２０内の連通孔を通過して隣の貫通孔１１０ｂに到達し、他端面１００ｂから排出される。このとき、ガスＧ中の被捕集物が隔壁１２０の表面や連通孔内に捕集されてガスＧから除去されることにより、ハニカムフィルタはフィルタとして機能する。
【００５２】
本発明者は、チタン酸アルミニウム系セラミックスを含有する隔壁を有するハニカムフィルタについて鋭意検討した結果、このようなハニカムフィルタを昇温及び降温させた場合において、隔壁の熱膨張率が昇温時と降温時において大きく異なる傾向があり、昇温後の降温時において特に温度変化に伴う体積変化が大きくなり易いことを見出した。また、本発明者の知見によれば、チタン酸アルミニウム系セラミックスを含有する隔壁を有するハニカムフィルタを昇温又は降温させた場合において、ハニカムフィルタにおける中心部の温度と外周部の温度とが互いに異なり易く、ハニカムフィルタ内に温度差が生じる傾向がある。このようなハニカムフィルタにおいて上記のとおり温度変化に伴う体積変化が大きいと、ハニカムフィルタを昇温及び降温させた場合に、ハニカムフィルタの中心部と外周部とにおいて体積変化の程度が異なり易くなるため、クラックが生じる等してハニカムフィルタが破損し易くなると推測される。これに対し、本実施形態に係る封口材やハニカム成形体を用いて得られたハニカムフィルタでは、隔壁がチタン酸アルミニウム系セラミックスを含有する場合であっても、温度変化に伴う体積変化を充分に小さくすることができる。
【００５３】
このような温度変化に伴う体積変化は、熱機械的分析装置（例えば、ＳＩＩテクノロジー（株）製のＴＭＡ６３００）を用いて、熱膨張率の測定を行うことにより確認することができる。図３は、熱膨張特性の測定結果の一例を示す図である。最大熱膨張率（％）及び最小熱膨張率（％）の差を「熱膨張率差（ΔＴＭＡ）」として算出した場合において、上記封口材やハニカム成形体を用いて得られたハニカムフィルタでは、ΔＴＭＡの値を小さくすることができる。
【実施例】
【００５４】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５５】
＜実施例１＞
（ハニカム構造体の作製）
下記のアルミニウム源粉末、チタン源粉末、マグネシウム源粉末、ケイ素源粉末、チタン酸アルミニウムマグネシウム粉末及び造孔剤を混合して混合粉末を得た。なお、体積基準の累積百分率５０％相当粒子径（Ｄ５０）は、レーザ回折式粒度分布測定装置（日機装社製「Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ  ＨＲＡ（Ｘ−１００）」）を用いて測定した。
［混合粉末の成分］
（１）アルミニウム源粉末：３７．５質量部
中心粒径（Ｄ５０）が２９μｍの酸化アルミニウム粉末（α−アルミナ粉末）
（２）チタン源粉末：３６．８質量部
Ｄ５０が０．６μｍの酸化チタン粉末（ルチル型結晶）
（３）マグネシウム源粉末：１．９６質量部
Ｄ５０が３．４μｍの酸化マグネシウム粉末
（４）ケイ素源粉末：３．１８質量部
Ｄ５０が８．５μｍのガラスフリット（屈伏点：６４２℃）
（５）造孔剤：１１．７質量部
Ｄ５０が３１μｍの馬鈴薯澱粉粉末
（６）チタン酸アルミニウムマグネシウム粉末：８．８３質量部
チタン酸アルミニウムマグネシウム粉末としては、チタン酸アルミニウムマグネシウムの焼成体を粉砕して得られた粉末を使用した。
【００５６】
混合粉末における各成分の仕込み組成は、アルミナ［Ａｌ２Ｏ３］、チタニア［ＴｉＯ２］、マグネシア［ＭｇＯ］及びシリカ［ＳｉＯ２］換算のモル比で、［Ａｌ２Ｏ３］／［ＴｉＯ２］／［ＭｇＯ］／［ＳｉＯ２］＝３５．１％／５１．３％／９．６％／４．０％であった。また、アルミニウム源粉末、チタン源粉末、マグネシウム源粉末、ケイ素源粉末及びチタン酸アルミニウムマグネシウム粉末の合計量に対するケイ素源粉末の含有量は４．０質量％であった。
【００５７】
上記混合粉末１００質量部に対して、メチルセルロース５．４９質量部、ヒドロキシメチルセルロース２．３５質量部、グリセリン０．４０質量部及びポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテル４．６４質量部を加えた。さらに、水２８．４４質量部を加えた後、混練押出機を用いて混合物を押出成形して、長手方向に多数の貫通孔を有するハニカム構造のセラミックス成形体（成形体の形状：円柱状、貫通孔の断面形状：正方形状、成形体の直径：２５ｍｍ、成形体の高さ：５０ｍｍ、セル密度：３００ｃｐｓｉ、セル壁厚：０．３ｍｍ）を得た。
【００５８】
（封口材の調製）
セラミックス粉末、有機バインダ、潤滑剤及び溶媒を混合して、封口材Ａを調製した。セラミックス粉末としては、２種類の粉末Ａ，Ｂを用意した。
【００５９】
セラミックス粉末Ａは、上記ハニカム構造体の製造過程で得られた屑等を粉砕して得られた粉末を用いた。セラミックス粉末Ａは、チタン酸アルミニウムマグネシウムと、アルミナと、アルミノシリケートガラスとの複合相を有する粉末であった（仕込み時の組成式：４１．４Ａｌ２Ｏ３−４９．９ＴｉＯ２−５．４ＭｇＯ−３．３ＳｉＯ２、式中の数値はモル比を表す）。セラミックス粉末Ａの平均粒径は、２２μｍに調整した。
【００６０】
セラミックス粉末Ｂとしては、市販のチタン酸アルミニウム系セラミックスを乳鉢によって粉砕させて得られた粉末を用いた。セラミックス粉末Ｂの化学組成をＸＲＦ（蛍光Ｘ線分析）により分析したところ、セラミックス粉末Ｂは、Ａｌ２Ｏ３換算でＡｌを３８．４質量％、ＴｉＯ２換算でＴｉを３５．４質量％、ＳｉＯ２換算でＳｉを１６．３質量％、ＳｒＯ換算でＳｒを８．２９質量％含有していることが確認された。
【００６１】
封口材Ａ中のセラミックス粉末、有機バインダ、潤滑剤及び溶媒の配合比は、下記の値に調整した。
［封口材Ａの成分］
セラミックス粉末Ａ：５０質量部
セラミックス粉末Ｂ：５０質量部
有機バインダ：０．４質量部
潤滑剤：６．５質量部
溶媒：４５．５質量部
【００６２】
（試験片の作製）
長さ（貫通孔の長手方向）１３ｍｍ、幅４ｍｍ、厚さ４ｍｍの直方体形状の小片を上記セラミックス成形体から切り出した。次いで、小片の全ての貫通孔の一端から他端にかけて上記封口材Ａを充填した（図４参照）。
【００６３】
次に、封口材Ａを貫通孔に充填した上記小片に対して、バインダを除去する仮焼（脱脂）工程を含む焼成を大気雰囲気下で行い、試験片Ｓ（セル密度：３００ｃｐｓｉ、セル壁厚：０．３ｍｍ、貫通孔の断面内径（正方形の一辺の長さ）：１．０ｍｍ）を得た。焼成時の最高温度は１５００℃であり、最高温度における保持時間は５時間であった。試験片は細孔構造を有しており、試験片の隔壁部分の気孔径は２６μｍであり、開気孔率は４１体積％であった。
【００６４】
乳鉢を用いて試験片Ｓの隔壁部分を解砕して得られた解砕品の組成は、アルミナ［Ａｌ２Ｏ３］、チタニア［ＴｉＯ２］、マグネシア［ＭｇＯ］及びシリカ［ＳｉＯ２］換算のモル比で［Ａｌ２Ｏ３］／［ＴｉＯ２］／［ＭｇＯ］／［ＳｉＯ２］＝３５．１％／５１．３％／９．６％／４．０％であった。
【００６５】
粉末Ｘ線回折法により解砕品の回折スペクトルを測定した。解砕品は、チタン酸アルミニウムマグネシウムの結晶ピークを示した。解砕品のチタン酸アルミニウム化率（ＡＴ化率）は１００％であった。ＡＴ化率は、粉末Ｘ線回折スペクトルにおける２θ＝２７．４°の位置に現れるピーク（チタニア・ルチル相（１１０）面）の積分強度（ＩＴ）と、２θ＝３３．７°の位置に現れるピーク（チタン酸アルミニウムマグネシウム相（２３０）面）の積分強度（ＩＡＴ）とを用いて、下記式に基づき算出した。
ＡＴ化率（％）＝ＩＡＴ／（ＩＴ＋ＩＡＴ）×１００
【００６６】
（熱膨張特性の測定）
熱機械的分析装置（ＳＩＩテクノロジー（株）製、ＴＭＡ６３００）を用いて、室温（２５℃）から１０００℃まで６００℃／ｈで昇温させた後に室温まで降温させた際の試験片Ｓの熱膨張率（ＴＭＡ）を測定した。なお、熱膨張率としては、貫通孔の長手方向に交差する方向の熱膨張率を測定した。次に、最大熱膨張率（％）及び最小熱膨張率（％）の差を「熱膨張率差（ΔＴＭＡ）」として算出した。実施例１のΔＴＭＡは０．２５％であった。
【００６７】
（熱分解率測定）
セラミックス粉末Ａを５０質量％及びセラミックス粉末Ｂを５０質量％含有する粉末をアルミナルツボに仕込み、箱型電気炉にて１０００℃で４８時間保持することで、熱分解率測定用の粉末（チタン酸アルミニウム系セラミックス）を得た。得られた粉末の回折スペクトル（ＸＲＤ）を粉末Ｘ線回折法により測定した。粉末Ｘ線回折スペクトルにおける２θ＝２７．４°の位置に現れるピーク（チタニア・ルチル相（１１０）面）の積分強度（ＩＴ）と、２θ＝３３．７°の位置に現れるピーク（チタン酸アルミニウム相面）の積分強度（ＩＡＴ）とを用いて、下記式に基づき熱分解率を算出した。実施例１の熱分解率は、４０％であった。
熱分解率（％）＝１００−ＩＡＴ／（ＩＴ＋ＩＡＴ）×１００
【００６８】
＜比較例１＞
封口材Ａに代えて下記の封口材Ｂを用いたことを除いて実施例１と同様の方法により、熱膨張特性測定用の試験片を作製した。
［封口材Ｂの成分］
セラミックス粉末Ｂ：１００質量部
有機バインダ：０．４質量部
潤滑剤：６．５質量部
溶媒：４５．５質量部
【００６９】
実施例１と同様の方法により熱膨張率を測定したところ、比較例１のΔＴＭＡは０．２３％であった。また、セラミックス粉末Ｂを実施例１と同様の方法により熱処理した後に、得られた粉末の回折スペクトルを粉末Ｘ線回折法により測定して熱分解率を測定したところ、比較例１の熱分解率は、１００％であった。
【００７０】
＜比較例２＞
封口材Ａに代えて下記の封口材Ｃを用いたことを除いて実施例１と同様の方法により、熱膨張特性測定用の試験片を作製した。
［封口材Ｃの成分］
セラミックス粉末Ａ：１００質量部
有機バインダ：０．４質量部
潤滑剤：６．５質量部
溶媒：４５．５質量部
【００７１】
実施例１と同様の方法により熱膨張率を測定したところ、比較例２のΔＴＭＡは０．３５％であった。また、セラミックス粉末Ａを実施例１と同様の方法により熱処理した後に、得られた粉末の回折スペクトルを粉末Ｘ線回折法により測定して熱分解率を測定したところ、比較例２の熱分解率は、０％であった。
【符号の説明】
【００７２】
１…ハニカム成形体、１００…ハニカム構造体、１１０，１１０ａ，１１０ｂ…貫通孔、１２０…隔壁、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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