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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024141941
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】ハニカムフィルタ及びハニカムフィルタの製造方法
(51)【国際特許分類】
B01D 39/20 20060101AFI20241003BHJP
B01D 46/00 20220101ALI20241003BHJP
F01N 3/022 20060101ALI20241003BHJP
C04B 38/00 20060101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
B01D39/20 D
B01D46/00 302
F01N3/022 C
C04B38/00 303Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023053829
(22)【出願日】2023-03-29
(71)【出願人】
【識別番号】000000158
【氏名又は名称】イビデン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000914
【氏名又は名称】弁理士法人ＷｉｓｅＰｌｕｓ
(72)【発明者】
【氏名】野田 真梨子
【テーマコード（参考）】
3G190
4D019
4D058
4G019
【Ｆターム（参考）】
3G190AA12
3G190BA01
3G190BA02
3G190BA11
3G190BA43
3G190CA03
3G190CA13
3G190CA30
4D019AA01
4D019BA05
4D019BB06
4D019BD01
4D019BD02
4D019CA01
4D019CB06
4D019CB07
4D058JA32
4D058JA37
4D058JA38
4D058JB06
4D058JB28
4D058SA08
4G019FA12
4G019FA13
(57)【要約】
【課題】 再生時のＰＭの漏れを抑制することができるハニカムフィルタを提供する。
【解決手段】 排ガスの流路となる複数のセルを区画形成する多孔質のセル隔壁を備え、上記セルは、第１端部が封止された第１セルと、前記第１端部と反対側の第２端部が封止された第２セルとを有するハニカムフィルタであり、上記セル隔壁はＳｉＣ多孔体からなり、上記ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子の平均粒子径は１０～５０μｍであり、上記ＳｉＣ粒子の一部は、表面に平均粒子径が１～５μｍのＳｉＣ微粒子が焼結付着することで形成された凹凸を有する凹凸粒子であり、上記ＳｉＣ粒子の２０％以上が上記凹凸粒子である、ことを特徴とするハニカムフィルタ。
【選択図】 図５
【解決手段】 排ガスの流路となる複数のセルを区画形成する多孔質のセル隔壁を備え、上記セルは、第１端部が封止された第１セルと、前記第１端部と反対側の第２端部が封止された第２セルとを有するハニカムフィルタであり、上記セル隔壁はＳｉＣ多孔体からなり、上記ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子の平均粒子径は１０～５０μｍであり、上記ＳｉＣ粒子の一部は、表面に平均粒子径が１～５μｍのＳｉＣ微粒子が焼結付着することで形成された凹凸を有する凹凸粒子であり、上記ＳｉＣ粒子の２０％以上が上記凹凸粒子である、ことを特徴とするハニカムフィルタ。
【選択図】 図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
排ガスの流路となる複数のセルを区画形成する多孔質のセル隔壁を備え、前記セルは、第１端部が封止された第１セルと、前記第１端部と反対側の第２端部が封止された第２セルとを有するハニカムフィルタであり、
前記セル隔壁はＳｉＣ多孔体からなり、
前記ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子の平均粒子径は１０～５０μｍであり、
前記ＳｉＣ粒子の一部は、表面に平均粒子径が１～５μｍのＳｉＣ微粒子が焼結付着することで形成された凹凸を有する凹凸粒子であり、
前記ＳｉＣ粒子の２０％以上が前記凹凸粒子である、ことを特徴とするハニカムフィルタ。
前記セル隔壁はＳｉＣ多孔体からなり、
前記ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子の平均粒子径は１０～５０μｍであり、
前記ＳｉＣ粒子の一部は、表面に平均粒子径が１～５μｍのＳｉＣ微粒子が焼結付着することで形成された凹凸を有する凹凸粒子であり、
前記ＳｉＣ粒子の２０％以上が前記凹凸粒子である、ことを特徴とするハニカムフィルタ。
【請求項2】
前記ハニカムフィルタの平均気孔径は、７～１３μｍである、請求項１に記載のハニカムフィルタ。
【請求項3】
前記ハニカムフィルタの気孔率は、３５～４５％である、請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
【請求項4】
平均粒子径が１０～３０μｍのＳｉＣ粒子を含む原料組成物を押出成形してハニカム成形体を得る工程と、前記ハニカム成形体を焼成する焼成工程とを含む工程により、排ガスの流路となる複数のセルを区画形成する多孔質のセル隔壁を備え、前記セルが、第１端部が封止された第１セルと、前記第１端部と反対側の第２端部が封止された第２セルと、を有し、ＳｉＣ多孔体からなるハニカム焼成体を得る工程と、
前記ハニカム焼成体の前記第１端部及び／又は前記第２端部から、前記セル隔壁の表面及び内部に平均粒子径が１～５μｍのＳｉＣ微粒子を導入する粒子導入工程と、
前記セル隔壁の表面及び内部に前記ＳｉＣ微粒子が導入された前記ハニカム焼成体を、１６００～１９００℃で再焼成する再焼成工程と、を有することを特徴とするハニカムフィルタの製造方法。
前記ハニカム焼成体の前記第１端部及び／又は前記第２端部から、前記セル隔壁の表面及び内部に平均粒子径が１～５μｍのＳｉＣ微粒子を導入する粒子導入工程と、
前記セル隔壁の表面及び内部に前記ＳｉＣ微粒子が導入された前記ハニカム焼成体を、１６００～１９００℃で再焼成する再焼成工程と、を有することを特徴とす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】
排ガス規制強化により、ＤＰＦには高いＰＭ捕集性能が求められている。
【0003】
ＤＰＦのＰＭ捕集性能を高めるための方法として、例えば、特許文献１には、セル隔壁の表面粗さを小さくして、表層のＰＭ層による表層濾過を効率化することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１０－２０１３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１に記載の方法は、ＰＭの捕集性能は高いものの、ＰＭ再生時に、ＰＭ層の一部が燃焼せずに微細な粒子となり、セル隔壁の内部を通過して漏れ出てしまうことがあった。
【0006】
本発明は、上記課題を解決するためになされた発明であり、再生時のＰＭの漏れを抑制することができる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】
【0007】
本発明のハニカムフィルタは、排ガスの流路となる複数のセルを区画形成する多孔質のセル隔壁を備え、上記セルは、第１端部が封止された第１セルと、前記第１端部と反対側の第２端部が封止された第２セルとを有するハニカムフィルタであり、上記セル隔壁はＳｉＣ多孔体からなり、上記ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子の平均粒子径は１０～５０μｍであり、上記ＳｉＣ粒子の一部は、表面に平均粒子径が１～５μｍのＳｉＣ微粒子が焼結付着することで形成された凹凸を有する凹凸粒子であり、上記ＳｉＣ粒子の２０％以上が上記凹凸粒子である、ことを特徴とする。
【0008】
本発明のハニカムフィルタでは、ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子の２０％以上が、ＳｉＣ粒子の表面にＳｉＣ微粒子が焼結付着することで形成された凹凸を有する凹凸粒子となっている。ＳｉＣ多孔体中に含まれる凹凸粒子によって、ＰＭ再生時に生じる微細な粒子がセル隔壁の内部を通過することが妨げられる。その結果、再生時にＰＭが漏れることを抑制することができる。
【0009】
なお、ＳｉＣ粒子に占める凹凸粒子の割合は、セル隔壁を厚さ方向に沿って切断した切断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することにより求めることができる。
具体的には、セル隔壁を厚さ方向に垂直な方向に切断した切断面を、セル隔壁の厚さ方向に３等分して第１部分、第２部分及び第３部分と分割し、それぞれの部分から１００μｍ×１００μｍの領域を３箇所ずつ無作為に選択してＳＥＭ（加速電圧：１５ｋＶ、拡大倍率：１０００倍）で観察する。観察した各視野中のＳｉＣ粒子の数及び凹凸粒子の数を目視でカウントし、全９領域での平均値を求めることで、ＳｉＣ粒子に占める凹凸粒子の割合を求めることができる。
具体的には、セル隔壁を厚さ方向に垂直な方向に切断した切断面を、セル隔壁の厚さ方向に３等分して第１部分、第２部分及び第３部分と分割し、それぞれの部分から１００μｍ×１００μｍの領域を３箇所ずつ無作為に選択してＳＥＭ（加速電圧：１５ｋＶ、拡大倍率：１０００倍）で観察する。観察した各視野中のＳｉＣ粒子の数及び凹凸粒子の数を目視でカウントし、全９領域での平均値を求めることで、ＳｉＣ粒子に占める凹凸粒子の割合を求めることができる。
【0010】
なお、ＳｉＣ多孔体にＳｉＣ微粒子が「焼結付着」しているかどうかは、セル隔壁をＳＥＭにより観察した際に、ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子とＳｉＣ微粒子との間に明確な境界が存在するかどうか、により判断することができる。
ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子とＳｉＣ微粒子とが焼結していると、ＳｉＣ微粒子の一部がＳｉＣ粒子に取り込まれた状態となり、境界が明確ではなくなる。
ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子とＳｉＣ微粒子との間に明確な境界が存在している場合、ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ微粒子はＳｉＣ粒子に焼結付着しているとはいえない。
すなわち、ＳＥＭでの観察によって、観察した表面に１個以上のＳｉＣ微粒子が焼結付着しているＳｉＣ粒子を凹凸粒子と判断し、観察した表面にＳｉＣ微粒子が一切焼結付着していないＳｉＣ粒子を凹凸粒子ではない粒子（すなわち通常のＳｉＣ粒子）と判断する。
ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子とＳｉＣ微粒子とが焼結していると、ＳｉＣ微粒子の一部がＳｉＣ粒子に取り込まれた状態となり、境界が明確ではなくなる。
ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子とＳｉＣ微粒子との間に明確な境界が存在している場合、ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ微粒子はＳｉＣ粒子に焼結付着しているとはいえない。
すなわち、ＳＥＭでの観察によって、観察した表面に１個以上のＳｉＣ微粒子が焼結付着しているＳｉＣ粒子を凹凸粒子と判断し、観察した表面にＳｉＣ微粒子が一切焼結付着していないＳｉＣ粒子を凹凸粒子ではない粒子（すなわち通常のＳｉＣ粒子）と判断する。
【0011】
なお、ＳｉＣ粒子と凹凸粒子の数をカウントする上記視野において、ＳｉＣ粒子とＳｉＣ微粒子とが焼結付着しているかどうかを確認できない場合、当該部分について拡大率を変化させて、ＳｉＣ粒子とＳｉＣ微粒子が焼結付着しているかどうかを確認してもよい。
【0012】
本発明のハニカムフィルタにおいて、上記ハニカムフィルタの平均気孔径は、７～１３μｍであることが好ましい。
ハニカムフィルタの平均気孔径が上記範囲であると、捕集効率を十分に高くすることができる。
ハニカムフィルタの平均気孔径が上記範囲であると、捕集効率を十分に高くすることができる。
【0013】
本発明のハニカムフィルタにおいて、上記ハニカムフィルタの気孔率は、３５～４５％であることが好ましい。
ハニカムフィルタの気孔率が上記範囲であると、捕集効率を十分に高くすることができる。
ハニカムフィルタの気孔率が上記範囲であると、捕集効率を十分に高くすることができる。
【0014】
本発明のハニカムフィルタの製造方法は、平均粒子径が１０～３０μｍのＳｉＣ粒子を含む原料組成物を押出成形してハニカム成形体を得る工程と、上記ハニカム成形体を焼成する焼成工程とを含む工程により、排ガスの流路となる複数のセルを区画形成する多孔質のセル隔壁を備え、上記セルが、第１端部が封止された第１セルと、上記第１端部と反対側の第２端部が封止された第２セルと、を有し、ＳｉＣ多孔体からなるハニカム焼成体を得る工程と、上記ハニカム焼成体の上記第１端部及び／又は上記第２端部から、上記セル隔壁の表面及び内部に平均粒子径が１～５μｍのＳｉＣ微粒子を導入する粒子導入工程と、上記セル隔壁の表面及び内部に上記ＳｉＣ微粒子が導入された上記ハニカム焼成体を、１６００～１９００℃で再焼成する再焼成工程と、を有することを特徴とする。
【0015】
本発明のハニカムフィルタの製造方法では、ハニカム焼成体の第１端部及び／又は第２端部から、セル隔壁の表面及び内部に平均粒子径が１～５μｍのＳｉＣ微粒子を導入する粒子導入工程を行う。この工程によって、ハニカム焼成体を構成するセル隔壁の表面だけでなく、セル隔壁の内部にまでＳｉＣ微粒子が付着する。
そして、続く再焼成工程によって、ＳｉＣ微粒子がＳｉＣ多孔体の表面に焼結付着する。これにより、ＳｉＣ粒子が、その表面にＳｉＣ微粒子が焼結付着して凹凸が形成された凹凸粒子となり、本発明のハニカムフィルタが得られる。
そして、続く再焼成工程によって、ＳｉＣ微粒子がＳｉＣ多孔体の表面に焼結付着する。これにより、ＳｉＣ粒子が、その表面にＳｉＣ微粒子が焼結付着して凹凸が形成された凹凸粒子となり、本発明のハニカムフィルタが得られる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。
【0018】
［ハニカムフィルタ］
本発明のハニカムフィルタは、排ガスの流路となる複数のセルを区画形成する多孔質のセル隔壁を備え、上記セルは、第１端部が封止された第１セルと、前記第１端部と反対側の第２端部が封止された第２セルとを有するハニカムフィルタであり、上記セル隔壁はＳｉＣ多孔体からなり、上記ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子の平均粒子径は１０～５０μｍであり、上記ＳｉＣ粒子の一部は、表面に平均粒子径が１～５μｍのＳｉＣ微粒子が焼結付着することで形成された凹凸を有する凹凸粒子であり、上記ＳｉＣ粒子の２０％以上が上記凹凸粒子である、ことを特徴とする。
本発明のハニカムフィルタは、排ガスの流路となる複数のセルを区画形成する多孔質のセル隔壁を備え、上記セルは、第１端部が封止された第１セルと、前記第１端部と反対側の第２端部が封止された第２セルとを有するハニカムフィルタであり、上記セル隔壁はＳｉＣ多孔体からなり、上記ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子の平均粒子径は１０～５０μｍであり、上記ＳｉＣ粒子の一部は、表面に平均粒子径が１～５μｍのＳｉＣ微粒子が焼結付着することで形成された凹凸を有する凹凸粒子であり、上記ＳｉＣ粒子の２０％以上が上記凹凸粒子である、ことを特徴とする。
【0019】
【0020】
図１に示すハニカムフィルタ２０では、複数個のハニカム焼成体１０が接着材層１５を介して結束されてセラミックブロック１８を構成し、このセラミックブロック１８の外周には、排ガスの漏れを防止するための外周コート層１６が形成されている。なお、外周コート層１６は、必要に応じて形成されていればよい。
【0021】
ハニカムフィルタ２０では、複数個のハニカム焼成体１０が接着材層１５を介して結束されている。そのため、１つのハニカム焼成体１０に応力が生じた場合でも、その応力が接着材層１５により緩和され、他のハニカム焼成体１０に伝わりにくくなる。つまり、ハニカムフィルタ２０に生じた応力を緩和させることができる。その結果、ハニカムフィルタ２０が損傷することを防ぐことができる。
【0022】
接着材層１５は、無機バインダと無機粒子とを含む接着材ペーストを塗布、乾燥させたものである。接着材層１５は、さらに無機繊維及び／又はウィスカを含んでいてもよい。
接着材層１５の厚さは、０．５～２．０ｍｍが好ましい。
接着材層１５の厚さは、０．５～２．０ｍｍが好ましい。
【0023】
外周コート層１６は、内部のセルを機械的に保護する役割を果たす。そのため、ハニカムフィルタ２０は、圧縮強度等の機械的特性に優れる。
なお、外周コート層１６の材料は、接着材層１５の材料と同じであることが好ましい。外周コート層１６の厚さは、０．１～３．０ｍｍが好ましい。
なお、外周コート層１６の材料は、接着材層１５の材料と同じであることが好ましい。外周コート層１６の厚さは、０．１～３．０ｍｍが好ましい。
【0024】
なお、ハニカム焼成体１０は、四角柱形状であるが、図２及び図３に示すように、端面における角部が曲線形状となるように面取りが施されており、これにより角部に熱応力が集中し、クラック等の損傷が発生するのを防止している。上記角部は、直線形状となるように面取りされていてもよい。
【0025】
図２に示すハニカム焼成体１０は、排ガスの流路となる複数のセルを区画形成する多孔質のセル隔壁１３を備え、長手方向に対向する第１端面１０ａ及び第２端面１０ｂを有する。
セル隔壁１３により区画形成されるセルは、第１端面及び第２端面にそれぞれ端部を有しており、第１端部が封止された第１セル１２と、第２端部が封止された第２セル１１とを備えてなる。
セル隔壁１３により区画形成されるセルは、第１端面及び第２端面にそれぞれ端部を有しており、第１端部が封止された第１セル１２と、第２端部が封止された第２セル１１とを備えてなる。
【0026】
なお、本発明のハニカムフィルタでは、第１セル及び排ガス排出セルを目封じする目封止材は、ハニカム焼成体と同じ材料であることが好ましい。
【0027】
ハニカム焼成体１０は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる。炭化ケイ素からなるハニカム焼成体は耐熱性が高い。
【0028】
ハニカムフィルタ２０では、第１セル１２及び第２セル１１の長手方向に垂直方向の断面形状は、目封止部分を除き第１端面１０ａから第２端面１０ｂにかけて、それぞれのセルにおいて同じである。
【0029】
図３に示すように、ハニカム焼成体１０では、第２セル１１の断面形状、及び、第１セル１２の断面形状は同じ形状の正方形であり、これらは、交互に市松模様状に配置されている。
【0030】
ここで、ハニカム焼成体１０に排ガスが流入してＰＭが捕集される場合について、図４を参照して説明する。図４は、図２に示すハニカム焼成体のＡ－Ａ線断面図である。
なお、図４は、ハニカム焼成体１０の第１端面１０ａを排ガス入口側、第２端面１０ｂを排ガス出口側とした場合の例である。
なお、図４は、ハニカム焼成体１０の第１端面１０ａを排ガス入口側、第２端面１０ｂを排ガス出口側とした場合の例である。
【0031】
図４に示すように、第２セル１１に流入した排ガスＧ（図４中、排ガスをＧで示し、排ガスの流れを矢印で示す）は、第１セル１２と第２セル１１とを隔てるセル隔壁１３を通過した後、第１セル１２から流出するようになっている。排ガスＧがセル隔壁１３を通過する際に、排ガス中のＰＭ等が捕集されるため、セル隔壁１３は、フィルタとして機能する。
この場合、排ガスが流入する第２セル１１を排ガス導入セルともいい、排ガスが排出される第１セル１２を排ガス排出セルともいう。
この場合、排ガスが流入する第２セル１１を排ガス導入セルともいい、排ガスが排出される第１セル１２を排ガス排出セルともいう。
【0032】
ただし、第１セル及び第２セルは、それぞれ排ガス排出セル及び排ガス導入セルに限定されない。すなわち、ハニカム焼成体１０の第２端面１０ｂが排ガス入口側、第１端面１０ａが排ガス出口側である場合、第１セル１２が排ガス導入セルとなり、第２セル１１が排ガス排出セルとなる。
【0033】
図５は、図４に破線で示す領域の部分拡大図である。
図５に示すように、セル隔壁１３は、ＳｉＣ粒子３０からなるＳｉＣ多孔体で構成されている。一部のＳｉＣ粒子３０の表面には、ＳｉＣ微粒子４０が焼結付着している。
図５に示すように、セル隔壁１３は、ＳｉＣ粒子３０からなるＳｉＣ多孔体で構成されている。一部のＳｉＣ粒子３０の表面には、ＳｉＣ微粒子４０が焼結付着している。
【0034】
ＳｉＣ粒子３０の表面にＳｉＣ微粒子４０が焼結付着することで、ＳｉＣ粒子３０の表面に凹凸が形成される。ＳｉＣ微粒子４０が表面に焼結付着することにより凹凸が形成されたＳｉＣ粒子３０が、凹凸粒子３５である。
【0035】
凹凸粒子３５は、セル隔壁１３の厚さ方向に分布している。
図５に示すように、セル隔壁１３を厚さ方向に３等分し、第２セル１１に近い側から順に、第１部分１３ａ、第２部分１３ｂ、第３部分１３ｃとした場合に、第１部分１３ａ、第２部分１３ｂ、第３部分１３ｃのいずれの部分にも、凹凸粒子３５が存在している。
図５に示すように、セル隔壁１３を厚さ方向に３等分し、第２セル１１に近い側から順に、第１部分１３ａ、第２部分１３ｂ、第３部分１３ｃとした場合に、第１部分１３ａ、第２部分１３ｂ、第３部分１３ｃのいずれの部分にも、凹凸粒子３５が存在している。
【0036】
ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子のうちの２０％以上が、凹凸粒子である。
ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子のうちの２０％以上が、凹凸粒子であると、凹凸粒子によって、ＰＭ再生時に生じる微細な粒子（ＰＭ小粒子）がセル隔壁の内部を通過することが充分に妨げられ、再生時にＰＭが漏れることを抑制することができる。
ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子のうちの２０％以上が、凹凸粒子であると、凹凸粒子によって、ＰＭ再生時に生じる微細な粒子（ＰＭ小粒子）がセル隔壁の内部を通過することが充分に妨げられ、再生時にＰＭが漏れることを抑制することができる。
【0037】
ＳｉＣ粒子のうち凹凸粒子が占める割合は、セル隔壁の断面をＳＥＭで観察することにより求めることができる。具体的な手順を以下に示す。
【0038】
まず、図５に示すように、セル隔壁を厚さ方向に３等分する。
図５では、第２セル１１に近い側から順に、第１部分１３ａ、第２部分１３ｂ、第３部分１３ｃとなっている。
次に、第１部分１３ａ、第２部分１３ｂ、第３部分１３ｃの各部分から、縦１００μｍ×横１００μｍの領域を無作為に選択してＳＥＭ（加速電圧：１５ｋＶ、拡大倍率１０００倍）で観察する。観察した各領域内でＳｉＣ粒子及びＳｉＣ微粒子並びに凹凸粒子を認定し、領域中に存在する全てのＳｉＣ粒子の数と凹凸粒子の数をカウントし、（凹凸粒子の数）／（ＳｉＣ粒子の数）×１００＝ＳｉＣ粒子に占める凹凸粒子の割合（％）とする。これを各部分につき３領域（合計９領域）で行い、平均値を求めることで、第１部分、第２部分及び第３部分のＳｉＣ粒子に占める凹凸粒子の割合、並びに、セル隔壁全体のＳｉＣ粒子に占める凹凸粒子の割合（以下、単に凹凸粒子の割合ともいう）を求めることができる。
図５では、第２セル１１に近い側から順に、第１部分１３ａ、第２部分１３ｂ、第３部分１３ｃとなっている。
次に、第１部分１３ａ、第２部分１３ｂ、第３部分１３ｃの各部分から、縦１００μｍ×横１００μｍの領域を無作為に選択してＳＥＭ（加速電圧：１５ｋＶ、拡大倍率１０００倍）で観察する。観察した各領域内でＳｉＣ粒子及びＳｉＣ微粒子並びに凹凸粒子を認定し、領域中に存在する全てのＳｉＣ粒子の数と凹凸粒子の数をカウントし、（凹凸粒子の数）／（ＳｉＣ粒子の数）×１００＝ＳｉＣ粒子に占める凹凸粒子の割合（％）とする。これを各部分につき３領域（合計９領域）で行い、平均値を求めることで、第１部分、第２部分及び第３部分のＳｉＣ粒子に占める凹凸粒子の割合、並びに、セル隔壁全体のＳｉＣ粒子に占める凹凸粒子の割合（以下、単に凹凸粒子の割合ともいう）を求めることができる。
【0039】
ただし、セル隔壁の厚さが３００μｍ未満（０．３ｍｍ未満）の場合、セル隔壁方向に各部分の全体が入るように、縦１００μｍ×横１００μｍの領域を選択して、同様にＳＥＭ観察から各部分のＳｉＣ粒子に占める凹凸粒子の割合を求める。このとき、例えば第１部分のＳＥＭ像には一部第２部分も入ることになるが、観察範囲全体でＳｉＣ粒子の数と凹凸粒子の数をカウントし、凹凸粒子の割合を算出することとする。
【0040】
なお、第１部分、第２部分及び第３部分において、凹凸粒子の割合は、それぞれ同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。
例えば、セル隔壁全体の凹凸粒子の割合が２０％以上であれば、第１部分、第２部分及び第３部分の１つ又は２つの部分における凹凸粒子の割合が２０％未満であってもよい。
例えば、セル隔壁全体の凹凸粒子の割合が２０％以上であれば、第１部分、第２部分及び第３部分の１つ又は２つの部分における凹凸粒子の割合が２０％未満であってもよい。
【0041】
凹凸粒子の割合は、２０％以上、６０％以下であることが好ましい。
【0042】
焼結付着とは、付着した界面で焼結が進行していることを指す。
本発明のハニカムフィルタにおいては、ＳｉＣ微粒子がＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子の表面に付着した界面で焼結が進行していることを指す。
焼結が進行した界面をＳＥＭで観察した場合、ＳｉＣ微粒子の一部がＳｉＣ粒子に取り込まれた状態となり、境界が明確ではなくぼやけた状態として観察される。
従って、界面が明確であるかどうかを確認することにより、焼結付着の有無を確認することができる。
本発明のハニカムフィルタにおいては、ＳｉＣ微粒子がＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子の表面に付着した界面で焼結が進行していることを指す。
焼結が進行した界面をＳＥＭで観察した場合、ＳｉＣ微粒子の一部がＳｉＣ粒子に取り込まれた状態となり、境界が明確ではなくぼやけた状態として観察される。
従って、界面が明確であるかどうかを確認することにより、焼結付着の有無を確認することができる。
【0043】
【0044】
図６は、ＳｉＣ微粒子がＳｉＣ多孔体の表面に焼結付着する様子を示すＳＥＭ写真である。
図７は、ＳｉＣ微粒子がＳｉＣ多孔体の表面に焼結付着していない様子を示すＳＥＭ写真である。
図６に示すように、ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子３０に焼結付着するＳｉＣ微粒子４０では、ＳｉＣ粒子３０にＳｉＣ微粒子４０が食い込んでいるように見え、ＳｉＣ粒子３０とＳｉＣ微粒子４０の界面が明確ではない。
これに対して、図７では、ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子３０と、焼結付着していないＳｉＣ微粒子４０’との間の境界が明確となっている。
図７は、ＳｉＣ微粒子がＳｉＣ多孔体の表面に焼結付着していない様子を示すＳＥＭ写真である。
図６に示すように、ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子３０に焼結付着するＳｉＣ微粒子４０では、ＳｉＣ粒子３０にＳｉＣ微粒子４０が食い込んでいるように見え、ＳｉＣ粒子３０とＳｉＣ微粒子４０の界面が明確ではない。
これに対して、図７では、ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子３０と、焼結付着していないＳｉＣ微粒子４０’との間の境界が明確となっている。
【0045】
図６に示すＳｉＣ微粒子４０が焼結付着しているＳｉＣ粒子３０は、凹凸粒子を構成するＳｉＣ粒子である。
一方、図７に示す、焼結付着していないＳｉＣ微粒子４０’に接触しているＳｉＣ粒子３０は、凹凸粒子を構成するＳｉＣ粒子ではない。
一方、図７に示す、焼結付着していないＳｉＣ微粒子４０’に接触しているＳｉＣ粒子３０は、凹凸粒子を構成するＳｉＣ粒子ではない。
【0046】
ＳｉＣ微粒子は、粒子径が１～５μｍのＳｉＣの粒子である。
従って、ＳｉＣ微粒子の平均粒子径は１～５μｍである。
これに対して、セル隔壁を構成するＳｉＣ多孔体は、平均粒子径が１０～５０μｍのＳｉＣの粒子からなるため、両者は明確に区別できる。
従って、ＳｉＣ微粒子の平均粒子径は１～５μｍである。
これに対して、セル隔壁を構成するＳｉＣ多孔体は、平均粒子径が１０～５０μｍのＳｉＣの粒子からなるため、両者は明確に区別できる。
【0047】
ＳｉＣ微粒子の平均粒子径は、ＳＥＭ（加速電圧：１５ｋＶ、拡大倍率：１００００倍）により測定することができる。具体的には、セル隔壁の切断面のＳＥＭ画像を撮影し、無作為に抽出した５つのＳＥＭ画像から、視野中の全てのＳｉＣ微粒子を判定するとともに、各ＳｉＣ微粒子の投影面積を求める。投影面積相当円の直径を当該ＳｉＣ微粒子の粒子径とし、その平均値を、ＳｉＣ微粒子の平均粒子径とする。
【0048】
ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子の平均粒子径は、ＳＥＭ（加速電圧：１５ｋＶ、拡大倍率：１０００倍）により測定することができる。具体的には、セル隔壁の表面又は切断面のＳＥＭ画像を撮影し、無作為に抽出した５つのＳＥＭ画像から、視野中の全てのＳｉＣ粒子を判定するとともに、各ＳｉＣ粒子の投影面積を求める。投影面積相当円の直径を当該ＳｉＣ粒子の粒子径とし、その平均値を、ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子の平均粒子径とする。なお、選択したＳｉＣ粒子が凹凸粒子である場合、当該凹凸粒子を構成するＳｉＣ粒子に焼結付着するＳｉＣ微粒子の投影面積も考慮するものとする。
【0049】
ＳｉＣ粒子と凹凸粒子の区別について、図８及び図９を参照しながら説明する。
図８は、ＳｉＣ粒子の表面にＳｉＣ微粒子が焼結付着して凹凸粒子を形成している例を示すＳＥＭ写真である。図９は、ＳｉＣ粒子の表面にＳｉＣ微粒子が焼結付着していない例を示すＳＥＭ写真である。
図８に示すように、凹凸粒子３５は、ＳｉＣ粒子３０の表面にＳｉＣ微粒子４０が焼結付着することで凹凸が形成されている。
図９に示すように、ＳｉＣ粒子３０の表面にＳｉＣ微粒子が焼結付着していない場合、当該ＳｉＣ粒子は凹凸粒子ではない。
図８は、ＳｉＣ粒子の表面にＳｉＣ微粒子が焼結付着して凹凸粒子を形成している例を示すＳＥＭ写真である。図９は、ＳｉＣ粒子の表面にＳｉＣ微粒子が焼結付着していない例を示すＳＥＭ写真である。
図８に示すように、凹凸粒子３５は、ＳｉＣ粒子３０の表面にＳｉＣ微粒子４０が焼結付着することで凹凸が形成されている。
図９に示すように、ＳｉＣ粒子３０の表面にＳｉＣ微粒子が焼結付着していない場合、当該ＳｉＣ粒子は凹凸粒子ではない。
【0050】
なお、図８に示すＳＥＭ画像において、視野中に存在するＳｉＣ粒子の数は５０個であり、このうち表面にＳｉＣ微粒子が焼結付着しているものの数は１７個である。
従って、図８では、５０個あるＳｉＣ粒子のうち１７個が凹凸粒子であるといえる。
そのため、図８に示すセル隔壁では、ＳｉＣ粒子の３４％が凹凸粒子であるといえる。
従って、図８では、５０個あるＳｉＣ粒子のうち１７個が凹凸粒子であるといえる。
そのため、図８に示すセル隔壁では、ＳｉＣ粒子の３４％が凹凸粒子であるといえる。
【0051】
ハニカムフィルタの平均気孔径は、７～１３μｍであることが好ましい。
ハニカムフィルタの気孔率は、３５～４５％であることが好ましい。
ハニカムフィルタの気孔率は、３５～４５％であることが好ましい。
【0052】
ハニカムフィルタの「平均気孔径」及び「気孔率」は、水銀圧入法で求めることができる。ただし、接触角を１３０°、表面張力を４８５ｍＮ／ｍとする。
【0053】
セル隔壁の厚さは、０．１６～０．４６ｍｍであることが好ましい。
【0054】
ハニカム焼成体の断面におけるセルの単位面積当たりの数は、３１～９３個／ｃｍ２（２００～６００個／ｉｎｃｈ２）であることが好ましい。
【0055】
［ハニカムフィルタの製造方法］
本発明のハニカムフィルタの製造方法は、平均粒子径が１０～３０μｍのＳｉＣ粒子を含む原料組成物を押出成形してハニカム成形体を得る工程と、上記ハニカム成形体を焼成する焼成工程と、を含む工程により、排ガスの流路となる複数のセルを区画形成する多孔質のセル隔壁を備え、上記セルが、第１端部が封止された第１セルと、上記第１端部と反対側の第２端部が封止された第２セルと、を有し、ＳｉＣ多孔体からなるハニカム焼成体を得る工程と、上記ハニカム焼成体の上記第１端部及び／又は上記第２端部から、上記セル隔壁の表面及び内部に平均粒子径が１～５μｍのＳｉＣ微粒子を導入する粒子導入工程と、上記セル隔壁の表面及び内部に上記ＳｉＣ微粒子が導入された上記ハニカム焼成体を、１６００～１９００℃で再焼成する再焼成工程と、を有することを特徴とする。
本発明のハニカムフィルタの製造方法は、平均粒子径が１０～３０μｍのＳｉＣ粒子を含む原料組成物を押出成形してハニカム成形体を得る工程と、上記ハニカム成形体を焼成する焼成工程と、を含む工程により、排ガスの流路となる複数のセルを区画形成する多孔質のセル隔壁を備え、上記セルが、第１端部が封止された第１セルと、上記第１端部と反対側の第２端部が封止された第２セルと、を有し、ＳｉＣ多孔体からなるハニカム焼成体を得る工程と、上記ハニカム焼成体の上記第１端部及び／又は上記第２端部から、上記セル隔壁の表面及び内部に平均粒子径が１～５μｍのＳｉＣ微粒子を導入する粒子導入工程と、上記セル隔壁の表面及び内部に上記ＳｉＣ微粒子が導入された上記ハニカム焼成体を、１６００～１９００℃で再焼成する再焼成工程と、を有することを特徴とする。
【0056】
（ハニカム成形体を得る工程）
まず、炭化ケイ素粒子とバインダを含む湿潤混合物を押出成形することによってハニカム成形体を作製する成形工程を行う。
具体的には、まず、平均粒子径が１０～３０μｍの炭化ケイ素粒子と、有機バインダと、液状の可塑剤と、潤滑剤と、水とを混合することにより、ハニカム成形体製造用の湿潤混合物を調製する。
まず、炭化ケイ素粒子とバインダを含む湿潤混合物を押出成形することによってハニカム成形体を作製する成形工程を行う。
具体的には、まず、平均粒子径が１０～３０μｍの炭化ケイ素粒子と、有機バインダと、液状の可塑剤と、潤滑剤と、水とを混合することにより、ハニカム成形体製造用の湿潤混合物を調製する。
【0057】
上記湿潤混合物には、必要に応じて酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーンや、球状アクリル粒子、グラファイト等の造孔剤を添加してもよい。
バルーンとしては特に限定されず、例えば、アルミナバルーン、ガラスマイクロバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン（ＦＡバルーン）、ムライトバルーン等が挙げられる。これらの中では、アルミナバルーンが好ましい。
バルーンとしては特に限定されず、例えば、アルミナバルーン、ガラスマイクロバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン（ＦＡバルーン）、ムライトバルーン等が挙げられる。これらの中では、アルミナバルーンが好ましい。
【0058】
続いて、湿潤混合物を押出成形機に投入し、押出成形することにより所定の形状のハニカム成形体を作製する。この際、図２に示すセル構造（セルの形状及びセルの配置）を有する断面形状が作製されるような金型を用いてハニカム成形体を作製する。
【0059】
（封止工程）
ハニカム成形体を所定の長さに切断し、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機、凍結乾燥機等を用いて乾燥させた後、所定のセルに封止材となる封止材ペーストを充填して上記セルを目封止する封止工程を行う。
ここで、封止材ペーストとしては、上記湿潤混合物を用いることができる。
封止工程により、第１端部が封止され第２端部が開口した第１セルと、第２端部が封止され第１端部が開口した第２セルとが形成される。
ハニカム成形体を所定の長さに切断し、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機、凍結乾燥機等を用いて乾燥させた後、所定のセルに封止材となる封止材ペーストを充填して上記セルを目封止する封止工程を行う。
ここで、封止材ペーストとしては、上記湿潤混合物を用いることができる。
封止工程により、第１端部が封止され第２端部が開口した第１セルと、第２端部が封止され第１端部が開口した第２セルとが形成される。
【0060】
（焼成工程）
焼成工程ではハニカム成形体を焼成する。
ハニカム成形体を焼成することにより、ハニカム焼成体が得られる。
焼成工程ではハニカム成形体を焼成する。
ハニカム成形体を焼成することにより、ハニカム焼成体が得られる。
【0061】
焼成温度は、１６００～２２００℃であることが好ましい。
焼成時間は、１～６時間であることが好ましい。
昇温速度は、５～６０℃／ｍｉｎであることが好ましい。
焼成雰囲気は、不活性雰囲気とすることが好ましい。
焼成時間は、１～６時間であることが好ましい。
昇温速度は、５～６０℃／ｍｉｎであることが好ましい。
焼成雰囲気は、不活性雰囲気とすることが好ましい。
【0062】
焼成に先立って、ハニカム成形体を脱脂する脱脂工程を行ってもよい。脱脂工程は、例えば３００～６５０℃の温度でハニカム成形体を加熱することで行われる。
【0063】
切断、乾燥、目封止、脱脂、焼成の条件は、従来からハニカム焼成体を作製する際に用いられている条件を適用することができる。
【0064】
（粒子導入工程）
粒子導入工程では、ハニカム焼成体の第１端部及び／又は第２端部から、セル隔壁の表面及び内部に平均粒子径が１～５μｍのＳｉＣ微粒子を導入する。
ＳｉＣ微粒子の導入は、ハニカム焼成体の第１端面だけから行ってもよいし、第２端面だけから行ってもよいし、第１端面及び第２端面の両方から行ってもよい。
粒子導入工程では、ハニカム焼成体の第１端部及び／又は第２端部から、セル隔壁の表面及び内部に平均粒子径が１～５μｍのＳｉＣ微粒子を導入する。
ＳｉＣ微粒子の導入は、ハニカム焼成体の第１端面だけから行ってもよいし、第２端面だけから行ってもよいし、第１端面及び第２端面の両方から行ってもよい。
【0065】
導入されたＳｉＣ微粒子は、ハニカム焼成体を構成するセル隔壁の表面だけでなく、セル隔壁の内部にも侵入し、セル隔壁を構成するＳｉＣ粒子（ＳｉＣ多孔体）の表面に付着する。
【0066】
（再焼成工程）
再焼成工程では、セル隔壁の表面及び内部にＳｉＣ微粒子が導入されたハニカム焼成体を、１６００～１９００℃で再焼成して、ハニカム焼成体を得る。
上記条件で再焼成することで、粒子導入工程によりセル隔壁の表面及び内部に導入されたＳｉＣ微粒子が、ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子と焼結し、焼結付着して凹凸粒子が形成される。
再焼成工程では、セル隔壁の表面及び内部にＳｉＣ微粒子が導入されたハニカム焼成体を、１６００～１９００℃で再焼成して、ハニカム焼成体を得る。
上記条件で再焼成することで、粒子導入工程によりセル隔壁の表面及び内部に導入されたＳｉＣ微粒子が、ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子と焼結し、焼結付着して凹凸粒子が形成される。
【0067】
焼成時間は、１～３時間であることが好ましい。
昇温速度は、５～６０℃／ｍｉｎであることが好ましい。
焼成雰囲気は、不活性雰囲気とすることが好ましい。
昇温速度は、５～６０℃／ｍｉｎであることが好ましい。
焼成雰囲気は、不活性雰囲気とすることが好ましい。
【0068】
以上の工程により、本発明のハニカムフィルタを構成するハニカム焼成体が得られる。
【0069】
なお、再焼成工程で得られるハニカム焼成体は、前述の焼成工程で得られるハニカム焼成体とは異なる。焼成工程により得られるハニカム焼成体と再焼成工程により得られるハニカム焼成体を区別する場合、前者を「ハニカム焼成体（再焼成前）」、後者を「ハニカム焼成体（再焼成後）」とする。
本発明のハニカムフィルタを構成するハニカム焼成体は、「ハニカム焼成体（再焼成後）」である。
本発明のハニカムフィルタを構成するハニカム焼成体は、「ハニカム焼成体（再焼成後）」である。
【0070】
本発明のハニカムフィルタは、１つのハニカム焼成体からなる、いわゆる一体型ハニカムフィルタであってもよいが、後述する、複数のハニカム焼成体が集合して形成された、いわゆる集合型のハニカムフィルタであってもよい。
【0071】
集合型のハニカムフィルタは、例えば以下の工程により得ることができる。
【0072】
（結束工程）
支持台上で複数個のハニカム焼成体を接着材ペーストを介して順次積み上げて結束し、ハニカム焼成体が複数個積み上げられてなるハニカム集合体を作製する。
支持台上で複数個のハニカム焼成体を接着材ペーストを介して順次積み上げて結束し、ハニカム焼成体が複数個積み上げられてなるハニカム集合体を作製する。
【0073】
接着材ペーストとしては、無機バインダと有機バインダと無機粒子とからなるものを使用する。また、上記接着材ペーストは、さらに無機繊維及び／又はウィスカを含んでいてもよい。
【0074】
接着材ペーストに含まれる無機粒子としては、例えば、炭化物粒子、窒化物粒子等が挙げられる。具体的には、炭化ケイ素粒子、窒化ケイ素粒子、窒化ホウ素粒子等が挙げられる。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。無機粒子の中では、熱伝導性に優れる炭化ケイ素粒子が好ましい。
【0075】
接着材ペーストに含まれる無機繊維及び／又はウィスカとしては、例えば、シリカ－アルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等からなる無機繊維及び／又はウィスカ等が挙げられる。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。無機繊維の中では、アルミナファイバが好ましい。また、無機繊維は、生体溶解性ファイバであってもよい。
【0076】
さらに、上記接着材ペーストには、必要に応じて造孔材を添加してもよい。接着材ペーストに添加する造孔材としては、ハニカム成形体を得るために準備される湿潤混合物に添加される造孔材と同じものを用いることができる。
【0077】
次にハニカム集合体を加熱することにより接着材ペーストを加熱固化して接着材層とし、四角柱状のセラミックブロックを作製する。
【0078】
接着材ペーストの固化条件は、従来からハニカムフィルタを作製する際に用いられている条件を適用することができる。
【0079】
続いて、セラミックブロックに切削加工を施す切削加工工程を行い、外周が略円柱形状に加工されたセラミックブロックを作製する。
【0080】
略円柱形状のセラミックブロックの外周面に外周コート材ペーストを塗布し、乾燥固化して外周コート層を形成する外周コート層形成工程を行う。
【0081】
外周コート材ペーストとしては、上記接着材ペーストを使用することができる。なお、外周コート材ペーストとして、上記接着材ペーストと異なる組成のペーストを使用してもよい。
【0082】
なお、外周コート層は必ずしも設ける必要はなく、必要に応じて設ければよい。
【0083】
外周コート層を設けることによって、セラミックブロックの外周の形状を整えて、円柱状のハニカムフィルタとすることができる。
【0084】
本明細書には以下の発明が記載されている。
【0085】
本開示（１）は、排ガスの流路となる複数のセルを区画形成する多孔質のセル隔壁を備え、前記セルは、第１端部が封止された第１セルと、前記第１端部と反対側の第２端部が封止された第２セルとを有するハニカムフィルタであり、
前記セル隔壁はＳｉＣ多孔体からなり、
前記ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子の平均粒子径は１０～５０μｍであり、
前記ＳｉＣ粒子の一部は、表面に平均粒子径が１～５μｍのＳｉＣ微粒子が焼結付着することで形成された凹凸を有する凹凸粒子であり、
前記ＳｉＣ粒子の２０％以上が前記凹凸粒子である、ことを特徴とするハニカムフィルタである。
前記セル隔壁はＳｉＣ多孔体からなり、
前記ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子の平均粒子径は１０～５０μｍであり、
前記ＳｉＣ粒子の一部は、表面に平均粒子径が１～５μｍのＳｉＣ微粒子が焼結付着することで形成された凹凸を有する凹凸粒子であり、
前記ＳｉＣ粒子の２０％以上が前記凹凸粒子である、ことを特徴とするハニカムフィルタである。
【0086】
本開示（２）は、前記ハニカムフィルタの平均気孔径は、７～１３μｍである、本開示（１）に記載のハニカムフィルタである。
【0087】
本開示（３）は、前記ハニカムフィルタの気孔率は、３５～４５％である、本開示（１）又は（２）に記載のハニカムフィルタである。
【0088】
本開示（４）は、平均粒子径が１０～３０μｍのＳｉＣ粒子を含む原料組成物を押出成形してハニカム成形体を得る工程と、前記ハニカム成形体を焼成する焼成工程とを含む工程により、排ガスの流路となる複数のセルを区画形成する多孔質のセル隔壁を備え、前記セルが、第１端部が封止された第１セルと、前記第１端部と反対側の第２端部が封止された第２セルと、を有し、ＳｉＣ多孔体からなるハニカム焼成体を得る工程と、
前記ハニカム焼成体の前記第１端部及び／又は前記第２端部から、前記セル隔壁の表面及び内部に平均粒子径が１～５μｍのＳｉＣ微粒子を導入する粒子導入工程と、
前記セル隔壁の表面及び内部に前記ＳｉＣ微粒子が導入された前記ハニカム焼成体を、１６００～１９００℃で再焼成する再焼成工程と、を有することを特徴とするハニカムフィルタの製造方法である。
前記ハニカム焼成体の前記第１端部及び／又は前記第２端部から、前記セル隔壁の表面及び内部に平均粒子径が１～５μｍのＳｉＣ微粒子を導入する粒子導入工程と、
前記セル隔壁の表面及び内部に前記ＳｉＣ微粒子が導入された前記ハニカム焼成体を、１６００～１９００℃で再焼成する再焼成工程と、を有することを特徴とするハニカムフィルタの製造方法である。
【0089】
［実施例］
以下、本発明をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
以下、本発明をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【0090】
（実施例１）
平均粒子径が２２μｍである炭化ケイ素粒子の粗粉末５４．６重量％と、平均粒子径０．５μｍの炭化ケイ素の微粉末２３．４重量％とを混合し、得られた混合物に対して、有機バインダ（メチルセルロース）４．４重量部、潤滑剤（日油社製 ユニルーブ）２．６重量部、グリセリン１．２重量部、及び、水１３．８重量部を加えて混練して湿潤混合物を得た後、押出成形する成形工程を行った。
本工程では、図２～図４に示したハニカム焼成体１０と同様の形状であって、セルの目封止をしていない生のハニカム成形体を作製した。
平均粒子径が２２μｍである炭化ケイ素粒子の粗粉末５４．６重量％と、平均粒子径０．５μｍの炭化ケイ素の微粉末２３．４重量％とを混合し、得られた混合物に対して、有機バインダ（メチルセルロース）４．４重量部、潤滑剤（日油社製 ユニルーブ）２．６重量部、グリセリン１．２重量部、及び、水１３．８重量部を加えて混練して湿潤混合物を得た後、押出成形する成形工程を行った。
本工程では、図２～図４に示したハニカム焼成体１０と同様の形状であって、セルの目封止をしていない生のハニカム成形体を作製した。
【0091】
次いで、マイクロ波乾燥機を用いて上記生のハニカム成形体を乾燥させることにより、ハニカム成形体の乾燥体を作製した。
【0092】
続いて、ハニカム成形体の乾燥体の一部のセルの第１端面に封止材となる封止材ペーストを充填してセルの目封止を行うとともに、第１端面を封止していないセルに対して、第２端面に封止材となる封止材ペーストを充填してセルの目封止を行った。
具体的には、第１端面が封止されたセルと第２端面が封止されたセルとが交互に市松模様状に並ぶように、セルの目封止を行った。
具体的には、第１端面が封止されたセルと第２端面が封止されたセルとが交互に市松模様状に並ぶように、セルの目封止を行った。
【0093】
続いて、セルの目封止を行ったハニカム成形体の乾燥体を４００℃で脱脂する脱脂処理を行い、さらに、常圧のアルゴン雰囲気下２２００℃、３時間の条件で焼成工程を行い、ハニカム焼成体を得た。
【0094】
次いで、ハニカム焼成体の第１端面及び第２端面から平均粒子径１～５μｍのＳｉＣ微粒子を導入し、セル隔壁の表面及び内部にＳｉＣ微粒子を付着させた。
導入したＳｉＣ微粒子の量は、合計で、ハニカム焼成体１Ｌあたり１６ｇとした。
導入したＳｉＣ微粒子の量は、合計で、ハニカム焼成体１Ｌあたり１６ｇとした。
【0095】
続いて、ＳｉＣ微粒子を導入したハニカム焼成体を、アルゴン雰囲気下１８００℃、３時間の条件で加熱し、再焼成工程を行った。
これにより、実施例１に係るハニカム焼成体を作成した。
得られた実施例１に係るハニカム焼成体のサイズは、３４．３ｍｍ×３４．３ｍｍ×１２５ｍｍであり、平均気孔径は１０μｍ、気孔率は３８％であった。
これにより、実施例１に係るハニカム焼成体を作成した。
得られた実施例１に係るハニカム焼成体のサイズは、３４．３ｍｍ×３４．３ｍｍ×１２５ｍｍであり、平均気孔径は１０μｍ、気孔率は３８％であった。
【0096】
出来上がったハニカム焼成体を、ＳｉＣ粒子、シリカゾル、アルミナファイバの混合物からなる接着材ペーストを用いて複数個結束させ、外周を加工し、外周に接着材ペーストと同じ材料からなるコート層を設けて、φ１４３．８ｍｍ×１２５ｍｍの円筒状のハニカムフィルタを作製した。
【0097】
実施例１に係るハニカムフィルタのセル隔壁の厚さは０．１７ｍｍ、セル密度は３００個／ｉｎｃｈ２であった。
【0098】
（実施例２）
ハニカム焼成体に導入したＳｉＣ微粒子の量を、合計で、ハニカム焼成体１Ｌあたり５ｇに変更したほかは、実施例１と同様の手順で実施例２に係るハニカムフィルタを得た。
ハニカム焼成体に導入したＳｉＣ微粒子の量を、合計で、ハニカム焼成体１Ｌあたり５ｇに変更したほかは、実施例１と同様の手順で実施例２に係るハニカムフィルタを得た。
【0099】
（比較例１）
ハニカム成形体にＳｉＣ微粒子を導入する粒子導入工程と再焼成工程を行わなかったほかは、実施例１と同様の手順で比較例１に係るハニカムフィルタを作製した。
ハニカム成形体にＳｉＣ微粒子を導入する粒子導入工程と再焼成工程を行わなかったほかは、実施例１と同様の手順で比較例１に係るハニカムフィルタを作製した。
【0100】
（凹凸粒子の割合の測定）
実施例１～２及び比較例１に係るハニカム焼成体につき、セル隔壁を厚さ方向に切断した切断面をＳＥＭにより撮影した。
切断面を厚さ方向に３等分して第１部分、第２部分及び第３部分とし、各部分について無作為に抽出した３つの領域でＳｉＣ粒子の数及び凹凸粒子の数をカウントし、第１部分、第２部分及び第３部分における凹凸粒子の割合、並びに、セル隔壁全体の凹凸粒子の割合を求めた。結果を表１に示す。
実施例１～２及び比較例１に係るハニカム焼成体につき、セル隔壁を厚さ方向に切断した切断面をＳＥＭにより撮影した。
切断面を厚さ方向に３等分して第１部分、第２部分及び第３部分とし、各部分について無作為に抽出した３つの領域でＳｉＣ粒子の数及び凹凸粒子の数をカウントし、第１部分、第２部分及び第３部分における凹凸粒子の割合、並びに、セル隔壁全体の凹凸粒子の割合を求めた。結果を表１に示す。
【0101】
（再生時のＰＭ捕集性能の測定）
実施例１～２及び比較例１に係るハニカム焼成体について、再生時のＰＭ捕集性能の測定を行った。
再生時のＰＭ捕集性能は、図１０に示すようなＰＭの捕集性能測定装置を用いて行った。図１０は、ＰＭの捕集性能測定装置を模式的に示す断面図である。
ＰＭの捕集性能測定装置１４０は、１．６Ｌのコモンレール式ディーゼルエンジン１４１の排ガス管１４２に、排ガス浄化装置１３０のガス入口側１３３を配置している。排ガス浄化装置１３０の排ガス出口側１３４には、排ガス浄化装置１３０内を通過した排ガスを外部に排出する排出管が接続される。
排ガス浄化装置１３０は、ハニカム焼成体１１０と、ハニカム焼成体１１０を収容するケーシング１３１と、ハニカム焼成体１１０とケーシング１３１の間に配置され、ハニカム焼成体１１０をケーシング１３１内に保持する保持マット１３２からなる。
さらに、ＰＭの捕集性能測定装置１４０は、ハニカム焼成体１１０を流通する前の排ガスをサンプリングするサンプラー１４３と、ハニカム焼成体１１０を流通した後の排ガスをサンプリングするサンプラー１４４と、サンプラー１４３又は１４４によりサンプリングされた排ガスを希釈する希釈器１４５と、希釈された排ガスに含まれるパティキュレートの量を測定するＰＭカウンタ１４６（ＴＳＩ社製、凝集粒子カウンタ３０２２Ａ－Ｓ）とを備えており、走査型モビリティ粒径分析装置（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｅｒ ＳＭＰＳ）として構成されている。
なお、ＰＭの捕集性能の測定は、測定時間が短縮され、また、精度良く測定することができるように、排ガス中のＰＭ含有量が多いディーゼルエンジンを用いて行った。
エンジンを回転数３１００ｍｉｎ－１、トルク５０Ｎｍで４．５時間運転し、５ｇ／Ｌのパティキュレートを捕集した。その後、エンジンを回転数２０００ｍｉｎ－１、トルク１９０Ｎｍ、ハニカム焼成体に流入するガスの温度を４５０℃にすることによってパティキュレート（ＰＭ）を燃焼させる再生処理を行った。再生開始２．５分後のハニカム焼成体１１０を通過した後の総ＰＭ粒子数（再生時の総粒子数）を算出した。結果を表１に示す。
実施例１～２及び比較例１に係るハニカム焼成体について、再生時のＰＭ捕集性能の測定を行った。
再生時のＰＭ捕集性能は、図１０に示すようなＰＭの捕集性能測定装置を用いて行った。図１０は、ＰＭの捕集性能測定装置を模式的に示す断面図である。
ＰＭの捕集性能測定装置１４０は、１．６Ｌのコモンレール式ディーゼルエンジン１４１の排ガス管１４２に、排ガス浄化装置１３０のガス入口側１３３を配置している。排ガス浄化装置１３０の排ガス出口側１３４には、排ガス浄化装置１３０内を通過した排ガスを外部に排出する排出管が接続される。
排ガス浄化装置１３０は、ハニカム焼成体１１０と、ハニカム焼成体１１０を収容するケーシング１３１と、ハニカム焼成体１１０とケーシング１３１の間に配置され、ハニカム焼成体１１０をケーシング１３１内に保持する保持マット１３２からなる。
さらに、ＰＭの捕集性能測定装置１４０は、ハニカム焼成体１１０を流通する前の排ガスをサンプリングするサンプラー１４３と、ハニカム焼成体１１０を流通した後の排ガスをサンプリングするサンプラー１４４と、サンプラー１４３又は１４４によりサンプリングされた排ガスを希釈する希釈器１４５と、希釈された排ガスに含まれるパティキュレートの量を測定するＰＭカウンタ１４６（ＴＳＩ社製、凝集粒子カウンタ３０２２Ａ－Ｓ）とを備えており、走査型モビリティ粒径分析装置（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｅｒ ＳＭＰＳ）として構成されている。
なお、ＰＭの捕集性能の測定は、測定時間が短縮され、また、精度良く測定することができるように、排ガス中のＰＭ含有量が多いディーゼルエンジンを用いて行った。
エンジンを回転数３１００ｍｉｎ－１、トルク５０Ｎｍで４．５時間運転し、５ｇ／Ｌのパティキュレートを捕集した。その後、エンジンを回転数２０００ｍｉｎ－１、トルク１９０Ｎｍ、ハニカム焼成体に流入するガスの温度を４５０℃にすることによってパティキュレート（ＰＭ）を燃焼させる再生処理を行った。再生開始２．５分後のハニカム焼成体１１０を通過した後の総ＰＭ粒子数（再生時の総粒子数）を算出した。結果を表１に示す。
【0102】
【表1】
【0103】
表１の結果より、実施例１及び実施例２に係るハニカム焼成体では、再生初期にハニカムフィルタを通過するＰＭの数が少ないことがわかった。従って、実施例１及び２に係るハニカム焼成体では、ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子の２０％以上を占める凹凸粒子が抵抗となって、再生初期に発生するＰＭ小粒子の通過を抑制できたと推定される。
一方、比較例１に係るハニカム焼成体では、再生初期にハニカムフィルタを通過するＰＭの数が多く、ＰＭ小粒子の通過を充分に抑制できなかった。
以上より、本発明のハニカムフィルタは、再生時のＰＭの漏れを抑制することができることを確認した。
一方、比較例１に係るハニカム焼成体では、再生初期にハニカムフィルタを通過するＰＭの数が多く、ＰＭ小粒子の通過を充分に抑制できなかった。
以上より、本発明のハニカムフィルタは、再生時のＰＭの漏れを抑制することができることを確認した。
【符号の説明】
【0104】
１０ ハニカム焼成体
１０ａ 第１端面
１０ｂ 第２端面
１１ 第２セル
１２ 第１セル
１３ セル隔壁
１３ａ 第１部分
１３ｂ 第２部分
１３ｃ 第３部分
１４ 封止部
１５ 接着材層
１６ 外周コート層
１８ セラミックブロック
２０ ハニカムフィルタ
３０ ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子
３５ 凹凸粒子
４０ ＳｉＣ微粒子
４０’ 焼結付着していないＳｉＣ微粒子
１１０ ハニカム焼成体
１３０ 排ガス浄化装置
１３１ ケーシング
１３２ 保持マット
１３３ 排ガス浄化装置の排ガス入口側
１３４ 排ガス浄化装置の排ガス出口側
１４０ ＰＭ捕集性能測定装置
１４１ コモンレール式ディーゼルエンジン
１４２ 排ガス管
１４３、１４４ サンプラー
１４５ 希釈器
１４６ ＰＭカウンタ
１０ａ 第１端面
１０ｂ 第２端面
１１ 第２セル
１２ 第１セル
１３ セル隔壁
１３ａ 第１部分
１３ｂ 第２部分
１３ｃ 第３部分
１４ 封止部
１５ 接着材層
１６ 外周コート層
１８ セラミックブロック
２０ ハニカムフィルタ
３０ ＳｉＣ多孔体を構成するＳｉＣ粒子
３５ 凹凸粒子
４０ ＳｉＣ微粒子
４０’ 焼結付着していないＳｉＣ微粒子
１１０ ハニカム焼成体
１３０ 排ガス浄化装置
１３１ ケーシング
１３２ 保持マット
１３３ 排ガス浄化装置の排ガス入口側
１３４ 排ガス浄化装置の排ガス出口側
１４０ ＰＭ捕集性能測定装置
１４１ コモンレール式ディーゼルエンジン
１４２ 排ガス管
１４３、１４４ サンプラー
１４５ 希釈器
１４６ ＰＭカウンタ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】