JP2000102709A

JP2000102709A - セラミック構造体及びその製造方法

Info

Publication number: JP2000102709A
Application number: JP11086687A
Authority: JP
Inventors: Norihiko Yamamura; 範彦山村; Mitsuru Fujisawa; 充藤沢; Hideaki Matsubara; 英昭松原
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1998-07-28
Filing date: 1999-03-29
Publication date: 2000-04-11
Anticipated expiration: 2019-03-29
Also published as: JP3736986B2

Abstract

(57)【要約】【課題】排気ガスの通路となる部材の内部に設置し、
長期間使用した場合においても排気ガスの漏れ等を防止
することができ、フィルタとして良好に機能するセラミ
ック構造体を提供する。【解決手段】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接着層を
介して複数個結束されてセラミックブロックを構成し、
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セラミック構造体であって、前
記フィルタブロックの外周部が少なくとも無機繊維、無
機バインダー、有機バインダー及び無機粒子を含むシー
ル材によりコーティングされているセラミック構造体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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セラミック構造体及びその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車、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
を通過させるたとにより、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セラミックフィルタが
種々提案されている。

【０００３】これらのセラミックフィルタを構成するセ
ラミック構造体は、通常、一方向に多数の貫通孔が並設
され、貫通孔同士を隔てる隔壁がフィルタとして機能す
るようになっている。すなわち、セラミック構造体に形
成された貫通孔は、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により目封じされ、一の貫通孔に
流入した排気ガスは、必ず貫通孔を隔てる隔壁を通過し
た後、他の貫通孔から流出するようになっており、排気
ガスがこの隔壁を通過する際、パティキュレートが隔壁
部分で捕捉され、排気ガスが浄化される。

【０００４】このような排気ガスの浄化作用に伴い、セ
ラミック構造体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。このため、このセラミックフィルタ
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
る必要がある。

【０００５】しかし、この再生処理においては、セラミ
ック構造体の均一な加熱が難しく、パティキュレートの
燃焼に伴う局部的な発熱が発生するため、大きな熱応力
が発生する。また、通常の運転時においても、排気ガス
の急激な温度変化が与える熱衝撃等によって、セラミッ
ク構造体の内部に不均一な温度分布が生じ、熱応力が発
生する。その結果、上記セラミック構造体が単一のセラ
ミック部材から構成されている場合には、クラックが発
生し、パティキュレートの捕集に重大な支障を与えると
いった問題点があった。

【０００６】そのため、例えば、特開昭６０−６５２１
９号公報には、セラミック構造体を複数個のセラミック
部材に分割することにより、セラミック構造体に作用す
る熱応力を低減させたパティキュレートトラップが開示
されている。

【０００７】また、実開平１−６３７１５公報には、複
数個のセラミック部材を結束させた際に、各部材の間に
生じる隙間に、非接着性のシール材を介挿させ、セラミ
ック構造体の隙間から排気ガスが漏れるのを防止した微
粒子捕集フィルタが開示されている。

【０００８】しかし、この実開平１−６３７１５公報に
開示された微粒子捕集フィルタでは、熱応力に起因する
クラックの発生や破壊を防止することはできるが、各セ
ラミック部材を強固に接合することができないという問
題点があった。

【０００９】このような問題を解決するため、特開平８
−２８２４６号公報には、各セラミック部材が耐熱性の
無機繊維や無機バインダー等を含むシール材で強固に接
合されたセラミック構造体が開示されている。

【００１０】このセラミック構造体は、耐熱性のセラミ
ックバインダ等によりセラミック部材同士が強固に接合
されており、シールも完全になされているため、セラミ
ック部材間のシール不良に起因する排気ガスの漏れ等は
存在しない。しかしながら、このセラミック構造体は、
セラミック部材を複数結束させたものであり、その周囲
は円柱状等の形状になるように切断されているため、貫
通孔の一部が露出している場合がある。そのため、排気
ガスの通路となる金属部材の内部にセラミック構造体を
設置すると、セラミック構造体の周囲に断熱材等を配置
しても隙間が発生しやすく、この隙間から排気ガスが漏
れるため、排気ガス中のパティキュレートを完全に捕集
することができないという問題があった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】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、排気ガスの通路と
なる金属部材の内部に設置した後、長期間使用した場合
においても排気ガスの漏れ等を防止することができるセ
ラミック構造体及びその製造方法を提供することを目的
とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のセラミック構造
体は、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接着層を介して複
数個結束されてセラミックブロックを構成し、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
うに構成されたセラミック構造体であって、上記セラミ
ックブロックの外周部が少なくとも無機繊維、無機バイ
ンダー、有機バインダー及び無機粒子を含むシール材に
よりコーティングされていることを特徴とするものであ
る。

【００１３】また、本発明のセラミック構造体の製造方
法は、上記セラミック構造体の製造方法であって、シー
ル材によるコーティングは、多孔質セラミック部材が接
着層を介して複数個結束されたセラミックブロックを上
記多孔質セラミック部材の長手方向で軸支して回転さ
せ、上記セラミックブロックの外周部に、少なくとも無
機繊維、無機バインダー、有機バインダー及び無機粒子
を含むシール材ペーストを付着させた後、上記セラミッ
クブロックの外周部近傍に配置した板状部材を上記シー
ル材ペーストと接触させることにより行うものであり、
上記板状部材と上記シール材ペーストとを接触させる
際、上記板状部材の主面を上記セラミックブロックの上
記板状部材との最近接部における略接線方向になるよう
に設定し、かつ、上記板状部材を振動させることを特徴
とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明のセラミック構造体
及びその製造方法の実施形態について、図面に基づいて
説明する。

【００１５】本発明のセラミック構造体は、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接着層を介して複数個結束されてセ
ラミックブロックを構成し、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てお
り、このセラミックブロックの外周部が少なくとも無機
繊維、無機バインダー、有機バインダー及び無機粒子を
含むシール材によりコーティングされている。

【００１６】図１は、上記セラミック構造体の一実施形
態を模式的に示した斜視図であり、図２は上記セラミッ
ク構造体を構成する多孔質セラミック部材を模式的に示
した斜視図である。

【００１７】図２に示したように、セラミック構造体を
構成する多孔質セラミック部材２０には、多数の貫通孔
２１が形成されており、これら貫通孔２１を有する多孔
質セラミック部材２０の一端部は、市松模様に充填材２
２が充填されている。また、図示しない他の端部におい
ては、一端部に充填材が充填されていない貫通孔２１に
充填材が充填されている。

【００１８】図１は、図２に示した多孔質セラミック部
材２０を複数個結束させたセラミック構造体１０を示し
ている。また、図１においては、多孔質セラミック部材
２０に形成された貫通孔２１を省略している。

【００１９】このセラミック構造体１０では、多孔質セ
ラミック部材２０が接着層１１を介して複数個結束され
てセラミックブロック１２を構成し、このセラミックブ
ロック１２の外周部の全体に、少なくとも無機繊維、無
機バインダー、有機バインダー及び無機粒子を含むシー
ル材１３ａがコーティングされてセラミック構造体１０
が構成されている。上記セラミック構造体の形状は特に
限定されず、円柱形状でも角柱形状でも構わないが、通
常、図１に示したように円柱形状のものがよく用いられ
ている。

【００２０】このセラミック構造体１０を構成する多数
の貫通孔２１は、図２に示したように、いずれか一端部
のみに充填材２２が充填されているため、開口している
一の貫通孔２１の一端部より流入した排気ガスは、隣接
する貫通孔２１との間を隔てる多孔質の隔壁を必ず通過
し、他の貫通孔２１を通って流出する。そして、排気ガ
スが隔壁部分を通過する際に、排気ガス中のパティキュ
レートが捕捉されることになる。

【００２１】上記セラミック構造体１０を構成する多孔
質セラミック部材の材質は特に限定されず、種々のセラ
ミックが挙げられるが、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
珪素が好ましい。また、接着層１１を構成する材料も特
に限定されるものではないが、無機繊維、無機バインダ
ー等の耐熱性の材料を含むものが好ましい。この接着層
１１は、シール材１３ａと同じ材料により構成されてい
てもよい。

【００２２】コーティング層を構成するシール材１３ａ
は、無機繊維、無機バインダー、有機バインダー及び無
機粒子を含んでいる。上記無機繊維としては、例えば、
シリカーアルミナ、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。上記無機繊
維のなかでは、シリカーアルミナファイバーが好まし
い。

【００２３】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。上記無
機バインダーのなかでは、シリカゾルが好ましい。

【００２４】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、カルボキシセルロース等が挙げられる。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。
上記有機バインダーのなかでは、カルボキシセルロース
が好ましい。

【００２５】上記無機粒子としては、例えば、炭化物、
窒化物等が挙げられ、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。上記無機粒子のなかでは、熱伝導性に
優れる炭化珪素が好ましい。

【００２６】上記シール材中の上記無機繊維の含有量
は、固形分で、１０〜７０重量％が好ましく、１０〜４
０重量％がより好ましく、２０〜３０重量％がさらに好
ましい。上記無機繊維の含有量が１０重量％未満では、
弾性が低下し、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。

【００２７】上記シール材中の無機バインダーの含有量
は、固形分で、１〜３０重量％が好ましく、１〜１５重
量％がより好ましく、５〜９重量％がさらに好ましい。
上記無機バインダーの含有量が１重量％未満では、接着
強度の低下を招き、一方、３０重量％を超えると、熱伝
導率の低下を招く。

【００２８】上記シール材中の上記有機バインダーの含
有量は、固形分で、０．１〜５．０重量％が好ましく、
０．２〜１．０重量％がより好ましく、０．４〜０．６
重量％がさらに好ましい。上記有機バインダーの含有量
が０．１重量％未満では、シール材のマイグレーション
を抑制するのが難しくなり、一方、５．０重量％を超え
ると、シール材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。

【００２９】上記無機粒子の含有量は、固形分で、３〜
８０重量％が好ましく、１０〜６０重量％がより好まし
く、２０〜４０重量％がさらに好ましい。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き、
一方、８０重量％を超えると、シール材が高温にさらさ
れた場合に、接着強度の低下を招く。

【００３０】上記無機繊維のショット含有量は、１〜１
０重量％が好ましく、１〜５重量％が好ましく、１〜３
重量％がさらに好ましい。また、その繊維長は、１〜１
００ｍｍが好ましく、１〜５０ｍｍがより好ましく、１
〜２０ｍｍがさらに好ましい。

【００３１】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、ジョット含有量が１０重量％を超え
ると、多孔質セラミック部材の壁面を傷つけてしまう。
また、繊維長が１ｍｍ未満では、弾性を有するセラミッ
ク構造体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、シール材の厚みを薄くでき
ないため、多孔質セラミック部材間の熱伝導性の低下を
招く。

【００３２】上記無機粉末の粒径は、０．０１〜１００
μｍが好ましく、０．１〜１５μｍがより好ましく、
０．１〜１０μｍがさらに好ましい。無機粒子の粒径が
０．０１μｍ未満では、コストが高くなり、一方、無機
粒子の粒径が１００μｍを超えると、接着力及び熱伝導
性の低下を招くことになる。

【００３３】シール材中には、上記無機繊維、上記無機
バインダー、上記有機バインダー及び上記無機粒子のほ
かに、少量の水分や溶剤等を含んでいてもよいが、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。

【００３４】本発明のセラミック構造部材は、セラミッ
クブロック１２の外周部が、シール材１３ａによりコー
ティングされているので、排気ガスの通路となる金属部
材の内部に断熱材等を組み合わせて設置すると、金属部
材とセラミック構造体との間に隙間が発生することはな
い。従って、排気ガスが発生した際も、この隙間から排
気ガスが漏れることもなく、排気ガス中のパティキュレ
ートを完全に捕集することができる。また、上記シール
材は、耐熱性に優れているので、高温の排気ガス等にさ
らされても変質したり、クラックが発生したりすること
はなく、機密性を保持する。

【００３５】次に、上記セラミック構造部材の製造方法
について説明する。本発明のセラミック構造体の製造方
法は、上記したセラミック構造体の製造方法であって、
シール材によるコーティングは、多孔質セラミック部材
が接着層を介して複数個結束されたセラミックブロック
を上記多孔質セラミック部材の長手方向で軸支して回転
させ、上記セラミックブロックの外周部に、少なくとも
無機繊維、無機バインダー、有機バインダー及び無機粒
子を含むシール材ペーストを付着させた後、上記セラミ
ックブロックの外周部近傍に配置した板状部材を上記シ
ール材ペーストと接触させることにより行うものであ
り、上記板状部材と上記シール材ペーストとを接触させ
る際、上記板状部材の主面を上記セラミックブロックの
上記板状部材との最近接部における略接線方向になるよ
うに設定し、かつ、上記板状部材を振動させることを特
徴とするものである。

【００３６】図３は、本発明のセラミック構造体の製造
方法を模式的に示した説明図であり、図３においては、
セラミックブロック１２を回転させながら、シール材ペ
ースト１３の層を形成している。

【００３７】本発明のセラミック構造体の製造方法にお
いては、まず、多孔質セラミック部材２０が接着層１１
を介して複数個結束されたセラミックブロック１２を多
孔質セラミック部材２０の長手方向で軸支して回転させ
る。用いるセラミックブロック１２は、上記した本発明
のセラミック構造体を構成するセラミックブロックと略
同様に構成されており、その形状は円柱形状である。セ
ラミックブロック１２を軸支する方法は特に限定されな
いが、例えば、回転軸の先端に回転軸に垂直に平面部材
が配設された２つの回転部材を、セラミックブロック１
２の正面側及び背面側から当接させてセラミックブロッ
ク１２を軸支し、回転させる方法が挙げられる。セラミ
ックブロック１２の回転速度は、２〜１０ｒｐｍが好ま
しい。

【００３８】次に、セラミックブロック１２の外周部
に、少なくとも無機繊維、無機バインダー、有機バイン
ダー及び無機粒子を含むシール材ペースト１３を塗布す
る。このシール材ペースト１３を構成する無機繊維、無
機バインダー、有機バインダー及び無機粒子について
は、上記セラミック構造体において説明したものを用い
ることができる。

【００３９】このシール材ペースト１３中には、シール
材を柔軟にし、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
が含まれている。このシール材ペースト１３の粘度は、
１万〜２万ｃｐｓ（ｃＰ）が好ましい。

【００４０】このシール材ペースト１３を塗布する方法
としては特に限定されず、例えば、シール材ペースト１
３をチューブ等を用いて輸送し、回転しているセラミッ
クブロック１２の上部に上記チューブより流出させてシ
ール材ペースト１３の塊を付着させる方法等が挙げられ
る。

【００４１】次に、セラミックブロック１２の外周部近
傍に、板状部材３１を設置する。このとき、板状部材３
１の主面３１ａを、セラミックブロック１２の板状部材
３１との最近接部における略接線方向になるように設定
する。そして、板状部材３１を振動させながら、シール
材ペースト１３と板状部材３１とを接触させ、シール材
ペースト１３の層を形成する。

【００４２】板状部材３１とシール材ペースト１３とを
接触させることにより、シール材ペースト１３の層が形
成されるが、このシール材ペースト１３の層に凹凸が発
生しないようにするためには、上記したように、板状部
材３１の主面３１ａを、セラミックブロック１２の板状
部材３１との最近接部における略接線方向になるように
設定し、かつ、この板状部材３１をバイブレータ４２等
により振動させる必要がある。板状部材３１の振動数
は、１００００〜１８０００ｖｐｍが好ましい。また、
板状部材３１の材質は特に限定されるものではないが、
３０〜５０程度のゴム硬度を有するポリウレタンが好ま
しい。

【００４３】図３に示したように、板状部材３１の主面
３１ａは、セラミックブロック１２の板状部材３１との
最近接部における接線方向に対し、ほぼ１０°の範囲内
で反時計方向に傾斜していてもよい。

【００４４】板状部材３１としては、左右の幅が、セラ
ミックブロック１２の外周部の幅よりも広く、かつ、下
端部を残して、左右の端面に該端面に対して３０〜６０
°の角度で切り込みが入れられたものを使用することが
望ましい。

【００４５】図４は、上記形状の板状部材を模式的に示
した斜視図である。図４に示したように、この板状部材
３１では、下端部を残して左右の端面３４ａ、３４ｂに
は切り込み部３２ａ、３２ｂが形成されており、切り込
み部３２ａ、３２ｂが形成されていない下端部分の左右
は、ペースト逃がし部３３ａ、３３ｂとなっている。ま
た、この板状部材３１の左右の幅は、３〜１０ｍｍ程度
セラミックブロック１２の外周部の幅よりも広く設定さ
れている。

【００４６】切り込み部３２ａ、３２ｂの端面３４ａ、
３４ｂに対する角度βは、３０〜６０°である。上記角
度が３０°未満であったり、６０°を超えると、シール
剤ペースト１３を左右に逃がしにくくなる。また、板状
部材３１には切り込み部３２ａ、３２ｂが形成されてい
るため、主面３１ａの幅Ｄ自体は、セラミックブロック
１２の外周部の幅と同じか、又は、それよりも狭くなっ
ている。ペースト逃がし部３３ａ、３３ｂの幅ｄは特に
限定されるものではないが、通常、３〜２０ｍｍ程度が
望ましい。

【００４７】この板状部材３１を使用する際には、切り
込み部３２ａ、３２ｂが形成されている主面３１ａをシ
ール材ペースト１３と接触させるほかは、上記した方法
と同様の方法を使用することができる。ただし、板状部
材３１のシール材ペースト１３に対する圧力を弱くし
て、なるべく、セラミックブロック１２の端面にシール
材ペースト１３が付着しないようにすることが望まし
い。

【００４８】単なる板状部材を使用した場合には、シー
ル材ペースト１３と板状部材を接触させた際、余分のシ
ール材ペースト１３がセラミックブロック１２の外周部
よりはみ出し、貫通孔が形成されている端面に付着して
しまうことがある。従って、シール材ペースト１３のセ
ラミックブロック１２の端面への付着を防止するために
は、上記端面にフィルム等を接着させてカバーしておく
必要がある。

【００４９】しかしながら、図４に示した板状部材３１
を使用すると、余分のシール材ペースト１３は、ペース
ト逃がし部３３ａ、３３ｂより左右に分かれ、セラミッ
クブロック１２の端面には殆ど接触せず、下の設置され
たシール材ペースト受け部（図示せず）に落下する。そ
のため、シール材ペースト１３のセラミックブロック１
２端面への付着を防止することができ、セラミックブロ
ック１２端面へフィルムの接着等を行う必要がなくな
る。

【００５０】上記工程において、シール材ペースト１３
の塊をセラミックブロック１２の外周部の上部に付着さ
せた後、シール材ペースト１３と板状部材３１とを接触
させる前に、他の板状部材４１を用いてシール材ペース
ト１３の塊を外周部に擦りつけ、外周部の凹凸部分にし
っかりとシール材ペースト１３を充填しておいてもよ
い。この場合には、図３に示したように、その主面４１
ａがセラミックブロック１２の板状部材４１との最近接
部における接線方向とほぼ４５°（例えば、α＝４５±
５°）の角度をなすように板状部材４１を設置するのが
好ましい。

【００５１】また、この場合には、図３に示した矢印の
方向とは逆の方向にセラミックブロック１２を回転させ
ながら、シール材ペースト１３をセラミックブロック１
２の外周部に付着させ、板状部材４１により外周部の凹
凸部分にシール材ペースト１３を充填する。その後、セ
ラミックブロック１２を図３の矢印方向に回転させ、上
記したように板状部材３１を用いてシール材ペースト１
３の層を形成する。セラミックブロック１２の回転方向
は、板状部材３１、４１の配置場所により決まり、常に
上記した回転方向としなくてもよい。上記工程の後、こ
のシール材ペースト１３の層を１２０℃程度の温度で乾
燥させることにより、水分を蒸発させ、シール材１３ａ
の層とする。

【００５２】本発明のセラミック構造体の製造方法にお
いては、セラミックブロックを回転させ、上記セラミッ
クブロックの外周部に、少なくとも無機繊維、無機バイ
ンダー、有機バインダー及び無機粒子を含むシール材ペ
ーストを付着させた後、上記セラミックブロックの外周
部近傍に板状部材を設置し、その際、上記板状部材の主
面を上記セラミックブロックの上記板状部材との最近接
部における略接線方向になるように設定し、かつ、上記
板状部材を振動させながら、上記シール材ペーストと上
記板状部材とを接触させてシール材ペーストの層を形成
するため、上記板状部材にシール材ペーストが付着せ
ず、凹凸のない均一な厚さのシール材ペーストの層を形
成することができる。

【００５３】また、このシール材ペーストを乾燥させる
ことにより得られるシール材の層は、耐熱性に優れ、長
期間高温の排気ガス等にさらされた場合にも、クラック
等が発生することがないので、得られたセラミック構造
体を排気ガスの通路となる金属部材の内部に設置した際
にも、金属部材とセラミック構造体との間に隙間が発生
することはなく、この隙間から排気ガスが漏れることも
なく、長期間にわたって排気ガス中のパティキュレート
を完全に捕集することができる。

【００５４】

【実施例】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。

【００５５】実施例１炭化珪素粉末に有機バインダー、水等を加えて混練した
後、押し出し成形を行い、ハニカム形状の生成形体を作
製し、続いて、乾燥、脱脂、焼成を行うことにより、図
２に示すような平均気孔径が１〜４０μｍで、孔数が約
１７０個／平方インチ、１平方インチ当たりのセル数が
２００個で、隔壁の厚さが０．３ｍｍの多孔質セラミッ
ク部材を作製した。

【００５６】次に、この多孔質セラミック部材を、無機
繊維や無機粒子等を含む耐熱性の接着剤を用いて多数結
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、図１に示したような円柱形状のセラミッ
クブロック１２を作製した。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 の含有量：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
材ペーストを作製した。

【００５７】次に、板状部材として、図４に示したもの
を用い、上記発明の実施の形態において説明した方法に
より、シール材ペーストの層を形成し、１２０℃で乾燥
して、図１に示したセラミック構造体１０を製造した。
この際、シール剤ペーストのセラミックブロック端面へ
の付着は、殆ど認められなかった。

【００５８】実施例２無機繊維としてムライトからなるセラミックファイバー
（ショット含有率：５％、繊維長：０．１〜１００ｍ
ｍ）２５重量％、無機粒子として平均粒径１．０μｍの
窒化珪素粉末３０重量％、無機バインダーとしてアルミ
ナゾル（ゾル中のＡｌ₂ Ｏ₃ の含有量：２０重量％）７
重量％、有機バインダーとしてポリビニルアルコール
０．５重量％及びアルコール３７．５重量％を用いたほ
かは、実施例１と同様にしてセラミック構造体１０を製
造した。

【００５９】実施例３無機繊維としてアルミナからなるセラミックファイバー
（ショット含有率：４％、繊維長：０．１〜１００ｍ
ｍ）２３重量％、無機粒子として平均粒径１．０μｍの
窒化珪素粉末３５重量％、無機バインダーとしてアルミ
ナゾル（ゾル中のＡｌ₂ Ｏ₃ の含有量：２０重量％）８
重量％、有機バインダーとしてエチルセルロース０．５
重量％及びアセトン３５．５重量％を用いたほかは、実
施例１と同様にしてセラミック構造体１０を製造した。

【００６０】比較例１無機繊維としてアルミナシリカからなるセラミックファ
イバー（ショット含有率：２．７％、繊維長：３０〜１
００ｍｍ）４４．２重量％、無機バインダーとしてシリ
カゾル（ゾル中のＳｉＯ₂ の含有量：３０重量％）１
３．３重量％および水４２．５重量％を用いたほかは、
実施例１と同様にしてセラミック構造体を製造した。本
比較例においては、シール材ペーストの乾燥を行ってい
る際、マイグレーションが発生した。

【００６１】上記実施例１〜３及び比較例１で製造した
セラミック構造体を用い、０〜９００℃のヒートサイク
ル試験を行った。その結果、実施例１〜３において製造
されたセラミック構造体１０の外周部に形成されたシー
ル材には、クラックや破損は観察されなかったが、比較
例１において製造されたセラミック構造体においては、
シール材にクラックが発生していた。

【００６２】また、実施例１〜３において製造されたセ
ラミック構造体を、セラミックファイバーからなる断熱
材を介して実際に排気ガスの通路となる金属部材の内部
に設置し、金属部材とセラミック構造体との間に隙間が
発生していないことを確認した。また、このセラミック
フィルタを用いてパティキュレートの捕集試験を行った
ところ、隙間からの排気ガスの漏れは観察されず、長期
間にわたって排気ガス中のパティキュレートを完全に捕
集することができた。

【００６３】

【発明の効果】本発明のセラミック構造体は、上述の通
りであるので、排気ガスの通路となる金属部材の内部に
設置し、長期間使用した場合においても排気ガスの漏れ
等を防止することができ、長期にわたって排気ガス中の
パティキュレートを完全に捕集することができる。

【００６４】また、本発明のセラミック構造体の製造方
法は、上述の通りであるので、耐熱性に優れ、高温にさ
らされた場合にも、クラックや破損等が発生しないシー
ル材の層をセラミックブロックの周囲に均一に形成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセラミック構造体の一実施形態を模式
的に示した斜視図である。

【図２】本発明のセラミック構造体を構成する多孔質セ
ラミック部材を模式的に示した斜視図である。

【図３】本発明のセラミック構造体の製造方法を模式的
に示した正面図である。

【図４】本発明のセラミック構造体の製造方法に用いる
板状部材の一例を模式的に示した斜視図である。

【符号の説明】

１０セラミック構造体１１接着層１２セラミックブロック１３シール材ペースト１３ａシール材２０多孔質セラミック部材２１貫通孔２２充填材３１板状部材３１ａ主面３２ａ、３２ｂ切り込み部３３ａ、３３ｂペースト逃がし部３４ａ、３４ｂ端面４１板状部材４１ａ主面４２バイブレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松原英昭岐阜県揖斐郡揖斐川町北方１−１イビデン株式会社大垣北工場内Ｆターム(参考） 4D019 AA01 BA05 CA01 CA03 CB01 CB04 CB06 4D058 JA37 JB06 KA03 KA12 KA23 KA27 SA08

Claims

【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接着層を
介して複数個結束されてセラミックブロックを構成し、
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セラミック構造体であって、前
記セラミックブロックの外周部が少なくとも無機繊維、
無機バインダー、有機バインダー及び無機粒子を含むシ
ール材によりコーティングされていることを特徴とする
セラミック構造体。
【請求項２】請求項１記載のセラミック構造体の製造
方法であって、シール材によるコーティングは、多孔質
セラミック部材が接着層を介して複数個結束されたセラ
ミックブロックを前記多孔質セラミック部材の長手方向
で軸支して回転させ、前記セラミックブロックの外周部
に、少なくとも無機繊維、無機バインダー、有機バイン
ダー及び無機粒子を含むシール材ペーストを付着させた
後、前記セラミックブロックの外周部近傍に配置した板
状部材を前記シール材ペーストと接触させることにより
行うものであり、前記板状部材と前記シール材ペースト
とを接触させる際、前記板状部材の主面を前記セラミッ
クブロックの前記板状部材との最近接部における略接線
方向になるように設定し、かつ、前記板状部材を振動さ
せることを特徴とするセラミック構造体の製造方法。
【請求項３】板状部材は、左右の幅が、セラミックブ
ロックの外周部の幅よりも広く、かつ、下端部を残し
て、左右の端面に該端面に対して３０〜６０°の角度で
切り込みが入れられたものであり、前記板状部材のシー
ル材ペーストと接触させる面は、切り込みが入れられた
主面である請求項２記載のセラミック構造体の製造方
法。