(57)【要約】【課題】ハニカム構造体と目封止部との間の熱膨張差に起因する熱衝撃によるクラックの発生を、目封止部の材料選択や気孔率設定の自由度を阻害することなく、また、目封止部におけるＰＭの堆積を助長したり、セル間でＰＭの浄化機能にばらつきを生じさせたりすることなく、抑制する。【解決手段】ハニカム構造体１０および目封止部１３は、それぞれの縦横の熱膨張係数の差が共に０．５×１０-6／℃未満であり、互いの縦横の熱膨張係数の差は３．５×１０-6／℃未満である。また、ハニカム構造体１０および目封止部１３における縦横の熱膨張係数をそれぞれベクトルと仮定した場合のそれらの合成ベクトルである膨張ベクトルＺｈ、Ｚｍが軸方向と成す角θｈ、θｍの差を１５度未満とする。【選択図】図１
2013202532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セル壁によって区画されることで形成された一方向に延伸するセルを複数有した焼成体よりなるハニカム構造体を備え、上記複数のセルの延伸方向の一端部が目封止部にて目封止されてなるハニカムフィルタであって、
上記ハニカム構造体および目封止部は、それぞれの上記延伸方向およびこれに直交する方向の熱膨張係数の差が共に０．５×１０-6／℃未満であると共に、互いの上記延伸方向の熱膨張係数の差および上記延伸方向と直交する方向の熱膨張係数の差が共に３．５×１０-6／℃未満であり、
さらに、上記ハニカム構造体における、上記延伸方向を向きとし上記延伸方向の熱膨張係数を大きさとしたベクトルと上記延伸方向に直交する方向を向きとし該直交する方向の熱膨張係数を大きさとしたベクトルとの合成ベクトルが、上記延伸方向と成す角をθｈ、上記目封止部における、上記延伸方向を向きとし上記延伸方向の熱膨張係数を大きさとしたベクトルと上記延伸方向に直交する方向を向きとし該直交する方向の熱膨張係数を大きさとしたベクトルとの合成ベクトルが、上記延伸方向と成す角をθｍとし、θｈとθｍとの差が１５度よりも小さいことを特徴とするはハニカムフィルタ。
【請求項２】
上記目封止部における上記セルの中央部側の端面位置の標準偏差が３．２％以下であることを特徴とする請求項１に記載のハニカムフィルタ。
【請求項３】
上記ハニカム構造体の気孔率が５０〜８０％であり、上記目封止部の気孔率が２〜１０％であることを特徴とする請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
【請求項４】
上記目封止部の主たる構成材料が、ハニカム構造体の主たる構成材料とは異なることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のハニカムフィルタ。
【請求項５】
上記ハニカム構造体の主たる構成材料が窒化珪素であり、上記目封止部の主たる構成材料が、酸化カルシウム含有セラミックス系骨材と無機バインダーとの反応物を含むことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のハニカムフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃エンジン、特に、ディーゼルエンジンの排気ガスに含有される粒子状物質を除去する排気ガス浄化用フィルタとして用いられるハニカムフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気通路に備えられ、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタとして、多孔性のセラミック材料を用いた排気ガス浄化用フィルタが広く用いられている。特に、ディーゼル車両の排気ガス中に含まれる粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）については、窒素酸化物（ＮＯｘ）とともに、その排出規制が日米欧において段階的に強化されている。かかる規制に適合させるため、粒子状物質を捕集するためのディーゼルパーティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）の開発が盛んに進
められてきている。現在、ＤＰＦとしては、主に、ハニカム構造を有するウォールフロータイプのものが用いられている。
【０００３】
このようなハニカムフィルタは、貫通孔からなる多数のセルが、ハニカムフィルタの軸方向を延伸方向として規則的に形成されたハニカム構造体を有する。ハニカム構造体は多孔質セラミック焼成体よりなる。各セルにおけるハニカムフィルタの軸方向（セルの延伸方向）のいずれかの端面は目封止部にて目封じされている。目封じは、隣り合うセル同士で異なる端面になされている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、フィルタ部（ハニカム構造体）と目封止部との間に熱膨張差があり、熱衝撃によってフィルタ部と目封止部との境界に応力が集中して境界部分にクラックが発生することを防止すべく、目封止厚さを不均一にする構成が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、目封止部が緻密化された充填材であると、柱状体（ハニカム構造体）と目封止部の熱膨張率が異なるものとなり、焼成時に柱状体と目封止部との間に大きな熱応力が作用して隙間やクラックが生じることを防止すべく、柱状体の気孔率が２０〜８０％である場合に、目封止部の気孔率を９０％以下かつ柱状体の気孔率の０．１５〜４倍にする構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許３０１２１６７号明細書
【特許文献２】特許４３８６８３０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術では、目封止厚さを不均一にしているので、フィルタ機能をなすセルの軸方向の長さがハニカムフィルタを構成する複数のセルにおいて異なることとなる。その結果、セル間でＰＭの浄化機能にばらつきが生じ、ハニカムフィルタとして浄化品質の安定性が十分でないという問題がある。
【０００８】
なお、フィルタ部と目封止部の材質を同材にして、両者の熱膨張差をなくすことも考えられる。しかしながら、その場合、目封止部の気孔率がフィルタ部と同じ気孔率になるため、目封止部の材料選択について設計の自由度が取れなくなる。
【０００９】
一方、特許文献２の技術では、目封止部の気孔率が柱状体の気孔率により規制される。
例えば、柱状体の気孔率が８０％の場合、目封止部の気孔率は１２（＝８０×０．１５）％以上にする必要がある。目封止部の気孔率が柱状体の気孔率によって制限を受けることで、目封止部の気孔率について設計の自由度が取れなくなる。
【００１０】
また、目封止部の気孔率が比較的大きくなるため、ＰＭの浄化処理によって、目封止部の気孔にも排気ガスのＰＭが侵入して堆積する。目封止部に堆積したＰＭは、ハニカムフィルタの再生加熱時に燃焼するため、目封止部の温度が上昇し、目封止部と柱状体との熱膨張差が大きくなって、耐熱衝撃性が阻害されるおそれがある。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑み成されたもので、その目的は、ハニカム構造体と目封止部との間の熱膨張差に起因する熱衝撃によるクラックの発生を、目封止部の材料選択や気孔率設定の自由度を阻害することなく、また、目封止部におけるＰＭの堆積を助長したり、セル間でＰＭの浄化機能にばらつきを生じさせたりすることなく、抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記目的を達成すべく、鋭意検討を重ねた結果、ハニカム構造体、目封止部をそれぞれ構成する物質の縦横の熱伝導率の差に着眼した。つまり、ハニカム構造体、目封止部をそれぞれ構成する物質間にたとえ熱膨張係数の差があっても、それぞれの物質において、縦横の熱膨張係数の差が小さければ、ハニカム構造体と目封止部との接合面における熱膨張差による滑りが生じにくいものとなり、熱膨張に起因する製造時、または使用時の熱衝撃によるクラック発生を抑制できることを見出し、本願発明に至った。
【００１３】
本発明のハニカムフィルタは、上記課題を解決するために、セル壁によって区画されることで形成された一方向に延伸するセルを複数有した焼成体よりなるハニカム構造体を備え、上記複数のセルの延伸方向の一端部が目封止部にて目封止されてなるハニカムフィルタであって、上記ハニカム構造体および目封止部は、それぞれの上記延伸方向およびこれに直交する方向の熱膨張係数の差が共に０．５×１０-6／℃未満であると共に、互いの上記延伸方向の熱膨張係数の差および上記延伸方向と直交する方向の熱膨張係数の差が共に３．５×１０-6／℃未満であり、さらに、上記ハニカム構造体における、上記延伸方向を向きとし上記延伸方向の熱膨張係数を大きさとしたベクトルと上記延伸方向に直交する方向を向きとし該直交する方向の熱膨張係数を大きさとしたベクトルとの合成ベクトルが、上記延伸方向と成す角をθｈ、上記目封止部における、上記延伸方向を向きとし上記延伸方向の熱膨張係数を大きさとしたベクトルと上記延伸方向に直交する方向を向きとし該直交する方向の熱膨張係数を大きさとしたベクトルとの合成ベクトルが、上記延伸方向と成す角をθｍとし、θｈとθｍとの差が１５度よりも小さいことを特徴としている。ここで、延伸方向およびこれに直交する方向の熱膨張係数は、縦横の熱膨張係数に相当する。
【００１４】
上記構成では、ハニカム構造体および目封止部は共に、延伸方向およびこれに直交する方向の熱膨張係数の差が０．５×１０-6／℃未満に設定されている。つまり、ハニカム構造体および目封止部は、縦横の熱膨張係数が小さい物質より構成されている。また、ハニカム構造体および目封止部は共に、互いの延伸方向の熱膨張係数の差および延伸方向と直交する方向の熱膨張係数の差が共に３．５×１０-6／℃未満に設定されている。つまり、ハニカム構造体および目封止部は、縦横の熱膨張係数が互いに近い物質より構成されている。
【００１５】
さらに、上記構成では、ハニカム構造体における縦横の熱膨張係数の合成ベクトルが延伸方向と成す角θｈと、目封止部における縦横の熱膨張係数の合成ベクトルが延伸方向と成す角θｍとの差が１５度よりも小さく設定されている。つまり、ハニカム構造体と目封止部の縦横の熱膨張係数の合成ベクトルは、ほぼ同じ方向を向いている。このような構成とすることで、ハニカム構造体および目封止部を構成する物質間に、縦横の熱膨張係数に
差が上記範囲であったとしても、熱衝撃に対してより強くできる。
【００１６】
これにより、ハニカム構造体と目封止部との間の熱膨張差に起因する熱衝撃によるクラックの発生を、特許文献１，２とは別の手法で、抑制することができる。したがって、目封止部の材料選択や気孔率設定の自由度を阻害することなく、また、目封止部におけるＰＭの堆積を助長したり、セル間でＰＭの浄化機能にばらつきを生じさせたりすることもない。
【００１７】
本発明のハニカムフィルタにおいては、さらに、上記目封止部における上記セルの中央部側の端面位置の標準偏差が３．２％以下とする構成が好ましい。
【００１８】
これによれば、セル間でＰＭの浄化機能が均一になり、ハニカムフィルタとして浄化品質の安定性を十分なものとできる。
【００１９】
本発明のハニカムフィルタにおいては、さらに、上記ハニカム構造体の気孔率が５０〜８０％であり、上記目封止部の気孔率が２〜１０％であることがより好ましい。
【００２０】
ハニカム構造体の気孔率が比較的高いものであっても、目封止部の気孔率を小さくしているので、目封止部における気孔率が高い場合のように目封止部にＰＭが堆積することを抑制でき、ハニカムフィルタの再生加熱時において、耐熱衝撃性が阻害されることを抑制できる。
【００２１】
本発明のハニカムフィルタにおいては、さらに、上記目封止部の主たる構成材料が、ハニカム構造体の主たる構成材料とは異なることが好ましい。
【００２２】
ハニカム構造体と目封止部との構成材料を異ならせることで、目封止部の材料選択における自由度を広げることができる。
【００２３】
本発明のハニカムフィルタにおいては、さらに、上記ハニカム構造体の主たる構成材料が窒化珪素であり、上記目封止部の主たる構成材料が酸化カルシウム含有セラミックス系骨材と無機バインダーとの反応物を含む構成とすることもできる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明により、ハニカム構造体と目封止部との間の熱膨張差に起因する熱衝撃によるクラックの発生を、目封止部の材料選択や気孔率設定の自由度を阻害することなく、また、目封止部におけるＰＭの堆積を助長したり、セル間でＰＭの浄化機能にばらつきを生じさせたりすることなく、抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１に係るハニカムフィルタの模式図である。
【図２】図１に示すハニカムフィルタの要部の断面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）共に、膨張ベクトル、膨張ベクトルが軸方向と成す角θを示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るハニカムフィルタの模式図である。
【図５】図４に示すハニカムフィルタのハニカム構造体を構成するハニカムセグメント体の模式図である。
【図６】図５に示すハニカムセグメント体が複数、接合部で互いに接合されてなるセグメント接合体の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［実施の形態１］
本発明の一実施形態を、図１、２に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００２７】
図１は、本実施の形態のハニカムフィルタの模式図である。図１に示すように、本ハニカムフィルタ１は、ハニカム構造体１０と、目封止部１３と、外周被覆層１５とを備えている。
【００２８】
ハニカム構造体１０は、円柱状をなし、貫通孔からなる多数のセル１１が、ハニカムフィルタ１の軸方向、すなわちＡ方向に沿って規則的に形成されてなる１つの多孔質セラミック焼成体よりなる。ハニカムフィルタ１は、セル１１の延伸方向でもあるＡ方向が排気ガスの流れと平行となるように配置される。
【００２９】
セル１１は、軸方向に垂直な方向の断面形状が、略正方形であり、多孔性の材料からなるセル壁１２によって仕切られることによって形成されている。ハニカム構造体１０は、排気ガスに含まれる粒子状物質（以下、ＰＭ）の捕集部材としの機能と、ハニカムフィルタ１の構造体としての機能を有する。
【００３０】
目封止部１３は、セル１１の一端を目封じするものである。各セル１１は、ハニカムフィルタ１における排気ガスの流れる方向の上流側あるいは下流側のいずれかの端面において目封じされている。目封じは、隣り合うセル１１同士で異なる端面になされており、各端面において目封止部１３は、図１に示すように市松模様を形成する。
【００３１】
外周被覆層１５は、ハニカム構造体１０の外周部を覆うものである。外周被覆層１５は、セラミック層からなり、ハニカム構造体１０の外周部に塗布された外周被覆材が焼成されることで形成されている。
【００３２】
このような構成を有するハニカムフィルタ１において、排気ガスはその上流側の端面において目封じされていないセル１１から流入し、多孔性のセル壁１２の微細孔を通過して、隣り合うセル１１から流出する。このとき、排気ガスに含まれるＰＭは、排気ガスがセル壁１２の微細孔を通過する際に、セル壁１２で捕集されることとなる。なお、捕集されたＰＭは、ハニカムフィルタ１に再生加熱処理が施されることで、ハニカムフィルタ１より除去される。
【００３３】
図１においては、ハニカム構造体１０として、ハニカムフィルタ１の軸方向に垂直な方向の断面形状が円形をなす円柱状のものを例示したが、該断面形状は特に限定されるものではない。例えば、楕円形、正方形、長方形、多角形であってもよい。また、ハニカムフィルタ１の断面の大きさはエンジンの排気量によってその最適値が決定される。ハニカム構造体１０の成型は、押出機を用いて所望する形状に予め成型することができる。
【００３４】
セル１１の断面形状としては、略正方形であることが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではなく、他の形状であってもよい。セル壁１２の厚さも特に限定されるものではないが、例えば、０．２〜０．４ｍｍである。また、単位面積中のセル数も特に限定されるものではないが、例えば、２００〜３００ｃｐｓｉである。外周被覆層１５の厚さも特に限定されないが、概して０．３ｍｍ〜１．０ｍｍである。
【００３５】
ハニカムフィルタ１における各部の材料としては、従来からある既存の材料を用いることができる。例えば、ハニカム構造体１０は、ハニカム構造体１０を構成する主要構成材と、従来公知の焼結助剤、従来公知の各種バインダー等を含んでいる組成物を焼結、または反応焼結等をすることによって形成することができる。主要構成材としては、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素および窒化チタン等の窒化物セラミック、窒化珪素、ア
ルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカおよびムライト等の酸化物セラミック、炭化珪素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタルおよび炭化タングステン等の炭化物セラミック、などを挙げることができる。中でも、強度、耐熱性の観点から、窒化珪素が好ましい。なお、窒化珪素の珪素と窒素の一部をそれぞれアルミニウムと酸素で置換したサイアロンも窒化珪素質に含まれる。
【００３６】
目封止部１３としては、チタン酸アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、アルミナ、コーディライト、ムライトなどのセラミック坏土；またはセメント材料を使用することができる。これらは単独で使用してもよいし、複数種類を併用してもよい。中でも、目封止部１３としては、酸化カルシウム含有セラミックス系骨材と無機バインダーとの反応物を含む構成が好ましい。なお、封止材料の濃度を調整するために、水などの希釈剤が使用される。
【００３７】
外周被覆層１５はセラミック層よりなり、窒化珪素等のハニカムの主原料に無機バルーン、コロイダルシリカ、ベントナイト配合してなる。
【００３８】
そして、本ハニカムフィルタ１において、注目すべき構成は、ハニカム構造体１０、目封止部１３において、熱膨張係数が以下の(1)〜(3)の条件を満たしている点である。
(1)ハニカム構造体１０および目封止部１３は、それぞれの軸方向およびこれに直交する
方向の熱膨張係数の差が共に０．５×１０-6／℃未満である。つまり、ハニカム構造体１０における軸方向の熱膨張係数をαｈ、これに直交する軸⊥方向の熱膨張係数をαｈ⊥とすると、αｈとαｈ⊥との差である｜αｈ−αｈ⊥｜が０．５×１０-6／℃未満である。同様に、目封止部１３における軸方向の熱膨張係数をαｍ、軸⊥方向の熱膨張係数をαｍ⊥とすると、αｍとαｍ⊥との差である｜αｍ−αｍ⊥｜が０．５×１０-6／℃未満である。
(2)ハニカム構造体１０および目封止部１３は、互いの上記延伸方向の熱膨張係数の差お
よび上記延伸方向と直交する方向の熱膨張係数の差が共に３．５×１０-6／℃未満である。つまり、αｈとαｍとの差である｜αｈ−αｍ｜、およびαｈ⊥とαｍ⊥との差である｜αｈ⊥−αｍ⊥｜が３．５×１０-6／℃未満である。
(3)ハニカム構造体１０における、軸方向を向きとし軸方向の熱膨張係数を大きさとした
ベクトルと軸⊥方向を向きとし該軸⊥方向の熱膨張係数を大きさとしたベクトルとの合成ベクトルが、軸方向と成す角をθｈ、目封止部１３における、軸方向を向きとし軸方向の熱膨張係数を大きさとしたベクトルと軸⊥方向を向きとし該軸⊥方向の熱膨張係数を大きさとしたベクトルとの合成ベクトルが、軸方向と成す角をθｍとし、θｈとθｍとの差が１５度よりも小さい。
【００３９】
図３（ａ）（ｂ）      は、上記(3)の条件に含まれる合成ベクトル、合成ベクトルが
軸方向と成す角度θを示す説明図である。図３（ａ）に示すように、ベクトルＸは、軸方向を向きとし軸方向の熱膨張係数を大きさとしている。ベクトルＹは、軸⊥方向を向きとし該軸⊥方向の熱膨張係数を大きさとしている。これらベクトルＸとベクトルＹとの合成ベクトルＺが軸方向との間に形成する角度が成す角θである。以下、合成ベクトルを膨張ベクトルと称する。
【００４０】
また、θｈとθｍとの差は、図３（ｂ）に示すように、ハニカム構造体１０および目封止部１３それぞれの膨張ベクトルＺｈ，Ｚｍと軸方向とが成す角θｈ，θｍ間の差である。
【００４１】
ハニカム構造体１０および目封止部１３は、上記した軸方向、軸⊥方向の熱膨張係数の条件を満たすように、材料およびその配合が調整されている。軸方向および軸⊥方向の熱膨張係数は、縦横の熱膨張係数に相当する。
【００４２】
上記(1)の条件により、ハニカム構造体１０および目封止部１３はそれぞれ、縦横の熱
膨張係数が小さい物質より構成されている。また上記(2)の条件により、ハニカム構造体
１０および目封止部１３はそれぞれ、縦横の熱膨張係数が互いに近い物質より構成されている。そして、さらに上記(3)の条件により、ハニカム構造体１０の膨張ベクトルＺｈと
目封止部１３の膨張ベクトルＺｍとがほぼ同じ方向を向くこととなり、ハニカム構造体１０および目封止部１３を構成する物質間に、縦横の熱膨張係数に差があったとしても（上記範囲内の差）、熱衝撃に対してより強くできる。
【００４３】
これにより、ハニカム構造体１０と目封止部１３との間の熱膨張差に起因する熱衝撃によるクラックの発生を、特許文献１，２とは別の手法で、抑制することができる。したがって、目封止部１３の材料選択や気孔率設定の自由度を阻害することなく、また、目封止部１３におけるＰＭの堆積を助長したり、セル１１間でＰＭの浄化機能にばらつきを生じさせたりすることもない。これについて、より詳細に説明する。
【００４４】
本ハニカムフィルタ１においては、特許文献１のように、目封止部の厚さを不均一にしなくても、クラックが境界部に発生するのを防止できる。その結果、壁フローフィルタ機能をなすセル１１の軸方向の長さを、ハニカムフィルタ１を構成する複数のセル１１において同じにできる。
【００４５】
より具体的には、ハニカムフィルタ１においては、目封止部１３における、セル１１の中央部側の端面位置の標準偏差が３．２％以下とすることが好ましい。このような構成とすることで、セル間１１でＰＭの浄化機能が均一になり、ハニカムフィルタ１として浄化品質の安定性を十分なものとできる。
【００４６】
また、本ハニカムフィルタ１においては、ハニカム構造体１０と目封止部１３とでは、主たる構成材料を異ならせることができるので、目封止部１３の材料選択における自由度を広げることができる。
【００４７】
また、本ハニカムフィルタ１においては、特許文献２のように、目封止部の気孔率がハニカム構造体の気孔率にて規制しなくても、クラックが境界部に発生するのを防止できる。その結果、目封止部１３の気孔率も自由に設定できる。
【００４８】
より具体的には、本発明のハニカムフィルタ１においては、ハニカム構造体１０の気孔率は５０〜８０％、目封止部１３の気孔率は２〜１０％とすることが好ましい。ハニカム構造体１０の気孔率は５０〜７０％とすることがより好ましい。目封止部１３の気孔率は、２〜８．５％とすることがより好ましく、さらに好ましくは５〜８％とすることである。
【００４９】
ハニカム構造体１０の気孔率が、５０％以上と比較的高くても、目封止部１３の気孔率を、１０％以下（好ましくは８．５％以下、さらに好ましくは８％以下）と小さくしているので、目封止部１３における気孔率が高い場合のように目封止部１３にＰＭが堆積することを抑制することができ、ハニカムフィルタ１の再生加熱時において、耐熱衝撃性が阻害されることを抑制できる。
【００５０】
また、本ハニカムフィルタ１においては、さらに、ハニカム構造体１０の主たる構成材料が窒化珪素であり、目封止部１３の主たる構成材料が、酸化カルシウム含有セラミックス系骨材と無機バインダーとの反応物を含む構成とすることがより好ましい。
【００５１】
［実施の形態２］
本発明のその他の実施形態について図４〜図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施の形態１で用いた部材と同じ機能を有する部材には同じ符号を付して説明を省略する。
【００５２】
実施の形態１のハニカムフィルタ１は、ハニカム構造体１０が１つの多孔質セラミック焼成体よりなる、いわゆる一体型であった。これに対し、実施の形態２のハニカムフィルタは、角柱状に形成され、各々が多孔質セラミック焼成体であるハニカムセグメント体を、接合部を介して貼り合わせてハニカム構造体とした、いわゆる分割型である。
【００５３】
図４は、本実施の形態のハニカムフィルタの模式図である。本ハニカムフィルタ２０は、図４に示すように、多数のセル１１を有するハニカムセグメント体２１が複数、セル１１の延伸方向であるＡ方向と互いに直交する２方向に積み重ねられると共に、外面同士が接合部２３にて接合されてなるハニカム構造体２５を備える。
【００５４】
図５は、１つのハニカムセグメント体２１の模式図である。図５に示すように、ハニカムセグメント体２１は、ハニカムフィルタ２０の軸方向に垂直な方向の断面形状が正方形である角柱状である。ハニカムセグメント体２１は、複数が組み合わされることで１つのハニカム構造体２５を構成する。したがって、実施の形態１のハニカム構造体１０に比べて軸方向に垂直な断面の形状が小さく形成されている以外は、実施の形態１のハニカム構造体１０と同様の構成を有する。
【００５５】
接合部２３は、ハニカムセグメント体２１同士の外面を接合するもので、接合部２３を構成する材料を混合されてなる接合材が硬化されることで形成されている。
【００５６】
接合部２３を構成する接合材としては、例えば、コージェライト、チタン酸アルミニウム、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、フォルステライト、ジルコニア（ＺｒＯ２）および酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などのセラミックを挙げることができる。
【００５７】
接合部２３の厚みは、従来公知の厚みであり、例えば、０．５〜１０ｍｍであり、１〜５ｍｍであることが好ましく、１〜３ｍｍであることがより好ましい。
【００５８】
図６は、複数のハニカムセグメント体が接合部で互いに接合されてなるセグメント接合体の模式図である。セグメント接合体２７は、図において破線にて示す加工想定曲面２９に沿って、軸方向に垂直な方向の断面形状が円形となるように研削加工される。これにより、円柱状に加工され、その外周面に外周被覆材が塗布され、外周被覆層１５が形成されている。
【００５９】
本ハニカムフィルタ２０においも、各ハニカムセグメント体２１と目封止部１３とが、上記(1)〜(3)の条件を満たしており、また、目封止部１３は、ハニカム構造体２５において、上記した端面位置の標準偏差の条件を満たしている。
【実施例】
【００６０】
実施の形態１のハニカムフィルタ１の実施例について説明する。
【００６１】
（実施例１）
金属シリコン２３重量％（山石金属製）、β型窒化珪素２２重量％（電気化学工業製）、造孔剤（原料：フェノール樹脂）１６重量％（エアウオーター製）、押出成形用バインダー（原料：メチルセルロース）１６重量％（信越化学工業製）、水からなる原料を混合・混練し、押出機でφ１４４×１５０ｍｍ、セルピッチ１．７ｍｍのハニカム状の円柱体を成形した。脱脂後、窒素中で反応焼結を行い、実施例１のハニカム構造体１０を作成し
た。焼成温度は、第１焼成は１０００〜１４５０℃、第２焼成は１７００〜１８００℃で行った。
【００６２】
得られたハニカム構造体１０の気孔率と、熱膨張係数を測定した。気孔率はアルキメデス法の密度計用いて測定し、熱膨張係数αｈ、αｈ⊥は示差熱膨張率測定器を用いて測定した。
【００６３】
測定結果を以下に示す。
気孔率：６０％
軸方向の熱膨張係数αｈ：３．００×１０-6／℃
軸⊥方向の熱膨張係数αｈ⊥：２．９４×１０-6／℃
上記ハニカム構造体１０に、Ａｌ2Ｏ3（昭和電工製）、ＳｉＯ2（キンセイマテック製
）、ＣａＯ、コロイダルシリカ（日産化学工業製）を、表１に示す配合で混合して、目封止部１３となる封止材を作成した。作成した封止材を、上記ハニカム構造体１０の軸方向の端面から５ｍｍの深さまで充填し、乾燥させて目封止部１３を作成した。
【００６４】
【表１】
2013202532.tif 000003
【００６５】
続いて、無機バルーン（電気化学工業製）、窒化珪素粒子（電気化学工業製）、コロイダルシリカ（日産化学工業製）、水、バインダー（原料：ベントナイト、ホージュン製）を混合して、外周被覆層１５となる外周被覆材を作成した。作成した外周被覆材を、０．３〜１ｍｍの厚みで上記ハニカム構造体１０の外面に塗布し、その後、５５０−７５０℃の温度で焼成することで、外周被覆層１５を作成し、実施例１のハニカムフィルタを得た。
【００６６】
また、実施例１のハニカムフィルタにおいて目封止部１３を作成したと同じ条件で、物性測定用のサンプルを作成し、目封止部１３の気孔率と、熱膨張係数を前述と同様の測定方法で測定した。
【００６７】
また、作成した実施例１のハニカムフィルタにおいて、目封止部１３における、セル１１の中央部側の端面位置の準偏差を求めた。端面位置の標準偏差はハニカムを軸方向に平行に切断し目封部をレーザー顕微鏡で撮影し、寸法測定を実施した。
【００６８】
測定結果を以下に示す。
気孔率：８．９％
軸方向の熱膨張係数αｍ：５．５×１０-6／℃
軸⊥方向の熱膨張係数αｍ⊥：５．６×１０-6／℃
端面位置の標準偏差：２．８％
また、測定結果より算出した、αｈとαｈ⊥との差である｜αｈ−αｈ⊥｜、αｍとαｍ⊥との差である｜αｍ−αｍ⊥｜、αｈとαｍとの差である｜αｈ−αｍ｜、αｈ⊥とαｍ⊥との差である｜αｈ⊥−αｍ⊥｜、θｈとθｍとの差である｜θｈ−θｍ｜を算出した結果を以下に示す。
｜αｈ−αｈ⊥｜：０．０６×１０-6／℃
｜αｍ−αｍ⊥｜：０．１×１０-6／℃
｜αｈ−αｍ｜：２．５０×１０-6／℃
｜αｈ⊥−αｍ⊥｜：２．６６×１０-6／℃
｜θｈ−θｍ｜：２度
（実施例２）
炭化珪素粒子６７重量％（屋久島電工製）、窒化珪素微粒子１７重量％（電気化学工業製）、造孔材（フェノール樹脂８重量％（エアウオーター製）押出成形用バインダー（原料：メチルセルロース）８重量％（信越化学工業製）、水からなる原料を混合・混練し、押出機でφ１４４×１５０ｍｍ、セルピッチ１．７ｍｍのハニカム状の円柱体を成形した。脱脂後、アルゴン気流中で１３５０〜１４５０℃で焼結を行い、ハニカム構造体１０を作成した。
【００６９】
得られたハニカム構造体１０の気孔率と、熱膨張係数を前述と同様の方法で測定した。その後、表１に記載された配合に変更した以外は実施例１と同様にして、目封止部１３を作成し、さらに、実施例１と同様にして外周被覆層１５を作成し、実施例２のハニカムフィルタを得た。得られたハニカムフィルタにおいて、実施例１と同様に、目封止部１３における、セル１１の中央部側の端面位置の準偏差を求めた。また、実施例２のハニカムフィルタを作成したと同じ条件で、目封止部１３の物性測定用のサンプルを作成し、目封止部１３の気孔率と、熱膨張係数も測定した。測定した結果、および結果より算出した熱膨張係数の差等も表１に示す。
【００７０】
（実施例３）
酸化チタン粉末２６重量％（堺化学工業製）、アルミナ粉末５０重量％（昭和電工製）、造孔剤（原料：フェノール樹脂）１５重量％（エアウオーター製）、押出成形用バイン
ダー（原料：メチルセルロース）８重量％（信越化学工業製）、水からなる原料を混合・混練し、押出機でφ１４４×１５０ｍｍ、セルピッチ１．７ｍｍのハニカム状の円柱体を成形した。脱脂後、大気中で１３５０〜１４５０℃で焼結を行い、ハニカム構造体１０を作成した。
【００７１】
得られたハニカム構造体１０の気孔率と、熱膨張係数を前述と同様の方法で測定した。その後、表１に記載された配合に変更した以外は実施例１と同様にして、目封止部１３を作成し、さらに、実施例１と同様にして外周被覆層１５を作成し、実施例３のハニカムフィルタを得た。得られたハニカムフィルタにおいて、実施例１と同様に、目封止部１３における、セル１１の中央部側の端面位置の準偏差を求めた。また、実施例３のハニカムフィルタを作成したと同じ条件で、目封止部１３の物性測定用のサンプルを作成し、目封止部１３の気孔率と、熱膨張係数も測定した。測定した結果、および結果より算出した熱膨張係数の差等も表１に示す。
【００７２】
（実施例４）
全て実施例１と同様にしてハニカム構造体１０を作成し、得られたハニカム構造体１０の気孔率と、熱膨張係数を測定した後、実施例１と同様にして、目封止部１３を作成した。この際、実施例１よりもセル１１中央部側の端面位置がばらつくように作成した。その後、実施例１と同様にして、外周被覆層１５を作成し、実施例４のハニカムフィルタを得た。得られたハニカムフィルタにおいて、目封止部１３におけるセル１１の中央部側の端面位置の準偏差を求めた。また、実施例４のハニカムフィルタを作成したと同じ条件で、目封止部１３の物性測定用のサンプルを作成し、目封止部１３の気孔率と、熱膨張係数も測定した。測定した結果、および結果より算出した熱膨張係数の差等も表１に示す。
【００７３】
（比較例１）
珪酸マグネシウム２８重量％（キンセイマテック製）、水酸化アルミニウム３４重量％（昭和電工製）、シリカ１５重量％（キンセイマテック）造孔材（原料：フェノール樹脂）２０重量％（エアウオーター製）、押出成形バインダー（原料：メチルセルロース）８重量％（信越化学工業製）、水からなる原料を混合・混練し、押出機でφ１４４×１５０ｍｍ、セルピッチ１．７ｍｍのハニカム状の円柱体を成形した。脱脂後、大気中で１３５０〜１４５０℃で焼結を行い、ハニカム構造体１０を作成した。
【００７４】
得られたハニカム構造体１０の気孔率と、熱膨張係数を前述と同様の方法で測定した。その後、表１に記載された配合に変更した以外は実施例１と同様にして、目封止部１３を作成し、さらに、実施例１と同様にして外周被覆層１５を作成し、比較例１のハニカムフィルタを得た。得られたハニカムフィルタにおいて、実施例１と同様に、目封止部１３における、セル１１の中央部側の端面位置の準偏差を求めた。また、比較例１のハニカムフィルタを作成したと同じ条件で、目封止部１３の物性測定用のサンプルを作成し、目封止部１３の気孔率と、熱膨張係数も測定した。測定した結果、および結果より算出した熱膨張係数の差等も表１に示す。
【００７５】
（比較例２）
比較例１と同様にしてハニカム構造体１０を作成し、得られたハニカム構造体１０の気孔率と、熱膨張係数を前述と同様の方法で測定した。その後、表１に記載された配合に変更した以外は実施例１と同様にして、目封止部１３を作成し、さらに、実施例１と同様にして外周被覆層１５を作成し、比較例２のハニカムフィルタを得た。得られたハニカムフィルタにおいて、実施例１と同様に、目封止部１３における、セル１１の中央部側の端面位置の準偏差を求めた。また、比較例２のハニカムフィルタを作成したと同じ条件で、目封止部１３の物性測定用のサンプルを作成し、目封止部１３の気孔率と、熱膨張係数も測定した。測定した結果、および結果より算出した熱膨張係数の差等も表１に示す。
【００７６】
そして、このように作製した実施例１〜４、比較例１，２のハニカムフィルタを、６００℃の炉内に２時間保持後空冷する処理を１０回繰り返す熱衝撃試験に供して、目封止部１３にクラックが発生するか否かを確認した。表１に確認結果も示す。
【００７７】
表１に示すように、ハニカム構造体１０および目封止部１３における、気孔率、軸方向および軸⊥方向の熱膨張係数が上記した条件を満足する実施例１〜４のハニカムフィルタについては、試験後、目封止部１３にクラックは発生しなかった。これに対し、上記した条件を満足しない比較例１、２のハニカムフィルタについては、試験後、目封止部１３にクラックが発生した。
【００７８】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するための排気ガス浄化用フィルタとして好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１  ハニカムフィルタ
１０  ハニカム構造体
１１  セル
１２  セル壁
１３  目封止部
１５  外周被覆層
２０  ハニカムフィルタ
２１  ハニカムセグメント体
２３  接合部
２５  ハニカム構造体
２７  セグメント接合体
２９  加工想定曲面
【図１】
2013202532.tif 000004
【図２】
2013202532.tif 000005
【図３】
2013202532.tif 000006
【図４】
2013202532.tif 000007
【図５】
2013202532.tif 000008
【図６】
2013202532.tif 000009