WO2003031371A1

WO2003031371A1 - Honeycomb structural body and method of manufacturing the structural body

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Publication number: WO2003031371A1
Application number: PCT/JP2002/009998
Authority: WO
Inventors: Jun Fujita; Yukihisa Wada
Original assignee: Ngk Insulators, Ltd.
Priority date: 2001-10-02
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2003-04-17
Also published as: JPWO2003031371A1; PL360912A1; EP1435348A4; EP1435348B1; PL220346B1; JP4155923B2; EP1435348A1; US20040108056A1

Description

明細書

ハニカム構造体及びその製造方法技術分野

本発明は、内燃機関、ボイラー、化学反応機器及び燃料電池用改質器等の触媒作用を利用する触媒用担体又は排ガス中の微粒子捕集フィルタ一等に用いられるハニカム構造体及びその製造方法に関し、特に寸法精度に優れ、接着部のクラックなどの不良の発生しにくいハニカム構造体及びその製造方法に関する。背景技術

内燃機関、ボイラー、化学反応機器及び燃料電池用改質器等の触媒作用を利用する触媒用担体又は排ガス中の微粒子、特にディーゼル微粒子の捕集フィルタ一等にハニカム構造体が用いられている。

この様な目的で使用される八二カム構造体は、排気ガスの急激な温度変化や局所的な発熱によってハニカム構造内の温度分布が不均一となり、構造体にクラックを生ずる等の問題があった。特にディーゼルエンジンの排気中の粒子状物質を捕集するフィルタ一（以下 D P Fという）として用いられる場合には、たまった力一ボン微粒子を燃焼させて除去し再生することが必要であり、この際に局所的な高温化が避けられないため、大きな熱応力が発生し易く、クラックが発生し易かった。

このため、ハニカム構造体を複数に分割したセグメントを接合材により接合する方法が提案された。例えば、米国特許第 4 3 3 5 7 8 3号公報には、多数の八二カム体を不連続な接合材で接合するハニカム構造体の製造方法が開示されている。また、特公昭 6 1— 5 1 2 4 0号公報には、セラミック材料よりなるハニカム構造のマトリックスセグメントを押出し成形し、焼成後その外周部を加工して平滑にした後、その接合部に焼成後の鉱物組成がマトリックスセグメントと実質的に同じで、かつ熱膨脹率の差が 8 0 0 °Cにおいて 0 . 1 %以下となるセラミツク接合材を塗布し、焼成する耐熱衝撃性回転蓄熱式が提案されている。また、 1 9 8 6年の S A E論文 8 6 0 0 0 8には、コ一ジェライトのハ二カムセグメントを同じくコージエライトセメントで接合したセラミックハニカム構造体が開示されている。更に特開平 8— 2 8 2 4 6号公報には、ハニカムセラミック部材を少なくとも三次元的に交錯する無機繊維、無機バインダー、有機バインダー及び無機粒子からなる弹性質シール材で接着したセラミックハニカム構造体が開示されている。

しかしながら、ハニカム構造体は、一般に金属製の缶体等で囲繞して使用されるが、ハニカム構造体を上述のように分割した場合、分割されたセグメントを一体化し金属製の缶体などに囲繞する必要がある。この際、上述のような従来の接着方法で一体化されたハニカム構造体は、接着層の厚さが不均一となるため、充分な寸法精度を得ることができず、寸法不良や接着部のクラックの原因ともなつていた。発明の開示

本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ハニカムセグメント間の接着層の厚さを所望の厚さとし、かつ均一の厚さとすることにより、ハニカム構造体の接着層の厚さの寸法不良が少ないハニカム構造体及びその製造方法を提供することにある。

本発明は、隔壁により仕切られた軸方向に貫通する多数の流通孔を有する複数のハニカムセグメントが一体化されてなるハニカム構造体であって、前記ハニカムセグメント間にスぺーサ一が配置されていることを特徴とするハニカム構造体を提供するものである。本発明において、スぺ一サ一が、無機物又は有機物から選ばれた 1種又は 2種以上であることが好ましく、更にスぺーサ一の厚さが 0 . 1〜3 . 0 mmであることが好ましい。

本発明は、また、隔壁により仕切られた軸方向に貫通する多数の流通孔を有するハニカムセグメントを製造する工程、及び複数の前記ハニカムセグメントを接着一体化する工程を備えるハニカム構造体の製造方法であって、前記ハニカムセグメントを接着一体化する工程において、スぺ一サーを接着面に介在させることを特徴とする八二カム構造体の製造方法を提供するものである。本発明において、スぺーサ一が無機物又は有機物から選ばれた 1種又は 2種以上であることが好ましく、更にスぺーサ一の厚さが、 0. 1〜3. Ommであることが好ましい。また、ハニカムセグメントを接着一体化する工程が、ハニカムセグメントの接着面にスぺ一サーを形成する工程、八二カムセグメントの接着面に接着剤を施与する工程、及び八二カムセグメントを接着する工程を含むことが好ましく、更に、スぺ—サーを八二カムセグメントの接着面に形成する工程が、接着面上に流動性のスぺーサ一形成剤を配置し、これを固化させることにより行われることが好ましい。更に、接着剤の主成分と、スぺーサ一形成剤の主成分が、同一であることが好ましい。図面の簡単な説明

図 1 (a) 及び（b) は、本発明に係るハニカム構造体の一形態を示す模式図であり、図 1 (a) は斜視図、図 1 (b) は平面模式図である。

図 2は、本発明に係る構造体のほかの形態を示す模式的な断面図である。図 3は、本発明に係るハニカムセグメントの一形態を示す模式的な斜視図である。

図 4 (a) 及び（b) は、本発明に係るハニカムセグメントにスぺーサ一を配置した模式図であり、図 4 (a) は側面図、図 4 (b) は正面図である。

図 5 (a) 及び（b) は、本発明に係るハニカムセグメントにスぺーサーを配置した別の模式図であり、図 5 (a) は側面図、図 5 (b) は正面図である。図 6は、実施例 1〜 3において製造されたハニカムセグメントの側面図に接着層の厚さの測定点を示した説明図である。

図 7は、本発明の製造方法の一例を示す図であり、ハニカムセグメントの接着面にスぺ一サーを形成した状態を示す模式的な斜視図である。

図 8は、本発明の製造方法の一例を示す図であり、ハニカムセグメントの接着面に接着剤を施与した状態を示す模式的な斜視図である。

図 9は、本発明の製造方法の一例を示す図であり、ハニカムセグメントを接着一体化した状態を示す模式的な斜視図である。

図 10は、本発明の製造方法の一例を示す図であり、ハニカムセグメントの接着面に配置されたスぺーサ一形成剤を加熱している状態を示す模式的な斜視図である。発明を実施するための最良の形態

以下、図面にしたがって、本発明の八二カム構造体及びその製造方法の内容を詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、以下において断面とは、特に断りのない限り流通孔の長手方向に対する垂直の断面を意味する。 ' 本発明のハニカム構造体 1は、例えば図 1 ( a ) 及び（b ) に示すように、 X 軸方向に貫通する多数の流逋孔 3を有するハニカム構造からなる複数のハニカムセグメント 1 2がー体ィ匕されてなるものである。

本発明の重要な特徴は、図 2に示すようにハニカムセグメント間にスぺーサ一 1 0が配置されていることである。この様にスぺーサー 1 0が配置されることにより、 1つの接着面 7の面上において、接着層 8の厚さを所望の厚さとすることができ、かつ 1つの接着面 7における接着層 8の厚さのばらつきも少なくなり、良好な寸法精度のハニカム構造体 1とすることができる。この様なハニカム構造体 1は、接着層の高温挙動が安定し、これを金属などの缶体で囲繞する際にハニカムセグメント間の寸法の違いによる応力集中が起きにくくなるため、接着部におけるハニカム構造体のクラックが発生しにくくなることも期待できる。

本発明において、スぺーサー 1 0は、接着層 8の厚さを所定の厚さに保つことができる形状であれば特に形状に制限はなく、例えば断面が一定の厚さを有する板状体のほか、断面が例えば凹凸を有するなど一定の厚さを有していなくても、例えば接着の際に凸部が所定の厚さとなるものなど、接着層の厚さを所定の厚さに保つことができるものであればよい。スぺーサー 1 0の厚さに特に制限はないが、厚すぎると接着層が厚くなりすぎ、ハニカム構造体の圧力損失が大きくなり、薄すぎると本発明の効果が得られにくくなり好ましくない。スぺ一サー 1 0の厚さは、好ましくは 0 . 1〜3 . 0 mm、更に好ましくは 0 . 2〜1 . 5 mm、最も好ましくは 0 . 3〜0 . 8 mmである。ここで、スぺ一サー 1 0の厚さとは、スぺーサ一 1 0に凹凸がある場合は、凸部の厚さ、すなわち 2つのハニカムセグメントを一定距離に保つことのできる部分の厚さをいう。スぺーサ一 1 0の平面形状にも特に制限はなく、図 3に示すような四角形状のほか、三角形、その他の多角形状、円形、楕円形状などあらゆる形状をとることができる。スぺーサー 1 0の大きさや数も特に制限はなく、接着面 7の大きさに合わせて適宜選択することができる。スぺーサー 1 0の接着面 7における設置位置にも特に制限はなく、好ましくはスぺーサー 1 0の大きさや数に合わせて、接着面全体に均等に適宜設置することができる。

スぺ一サ一 1 0の材質に特に制限はなく、例えばポール紙や、木材、プラスチック、ゴム等の有機物、ハニカム構造体やセラミック接着材と同材質のもや、その他のセラミックスを含めた無機物、金属などを用いることができる。また、スぺーサ一として使用される材料は、ハニカム構造体が使用時に高温に晒されることを考慮すれば、有機物と金属は、高温で燃焼もしくは融解もしくは蒸発することによって、ハニカム構造体とセラミック接着材の欠陥や高温物性に影響しないものが好ましく、無機物はハニカム構造体とセラミツク接着材の一方もしくは両方に近い材料組成や高温物性、例えば熱膨張率、熱伝導率などを持つものが八二カム構造体とセラミック接着材の欠陥や高温物性に影響しないので好ましく、更に好ましくはセラミック接着材と同材質のものが、接合後にセラミック接着材と同化するため好ましい。即ち、後述する接着材とスぺ一サ一の材料としての性質が同様のものが好ましく、従って、接着材を構成する成分とスぺーサーを構成する成分の 5 0質量％以上が同一であることが好ましく、さらには 7 0質量％以上、特に 9 0質量％以上が同一であることが好ましく、実質的にすべて同一であることが最も好ましい。

本発明において、接着層 8は、一般的にスぺーサ一 1 0とともに接着材 9を含み、この接着材 9によりハニカムセグメント 1 2同士が接着されている。接着材の種類に特に制限はなく、ハニカムセグメントの材質に合った公知の接着材を用いることができるが、例えばセラミックファイバ一等の無機繊維、セラミック粉等の無機粉体及び有機 ·無機のバインダ一等を混合した接着剤などから形成されたセラミック接着材等が好ましい。更に、 S iゾルなどのゾル状物質を含む接着剤から形成されることも好ましい。また、複数の種類の接着材を用いてもよく、この場合に、接着層を複数の層とすることも好ましい。この様に接着層を複数の層とする場合には、例えば八二カムセグメントと接する接着層の組成をハニカムセグメントの組成に近いものとし、傾斜的に接着層の組成を変化させることも好ましい。ここで、接着材とは、接着層を構成する物質を意味し、接着剤とは接着材を形成する材料を意味する。従って、一般には、接着剤が何らかの変化、例えば乾燥等による成分比の変化や化学変化、をして接着材となるが、接着剤と接着材が同一の場合もありうる。

本発明において、接着層 8の厚さに特に制限はないが、接着層 8の厚さが厚すぎるとハニカム構造体の排気ガス通過時の圧力損失が大きくなりすぎ、薄すぎると接着剤が本来の接着機能を有しなくなる場合があり好ましくない。接着層 8の好ましい厚さの範囲は、 0 . 1〜3 . 0 mm、更に好ましくは 0 . 3〜2 . 0 m m、特に好ましくは 0 . 5〜1 . 5 mmである。

本発明において、ハニカムセグメント 1 2は強度、耐熱性等の観点から、主成分が、炭化珪素、窒化珪素、コージエライト、アルミナ、ムライト、ジルコニァ、燐酸ジルコニウム、アルミニウムチタネート、チタニア及びこれらの組み合わせよりなる群から選ばれる少なくとも 1種のセラミックス、 F e— C r一 A 1系金属、ニッケ^/系金属又は金属 S iと S i Cとからなることが好ましい。ここで、生成分とは成分の 8 0質量％以上を占め、主結晶相となるものを意味する。また、本発明において、ハニカムセグメント 1 2が金属 S iと S i Cからなる場合、 S i / ( S i + S i C) で規定される S i含有量が 5〜 5 0質量％であることが好ましく、 1 0〜4 0質量％であることが更に好ましい。 5質量％未満では S i添加の効果が得られにくく、 5 0質量％を超えると S i Cの特徴である耐熱性、高熱伝導性の効果が得られにくいからである。この場合に、接着材 9も金属 S iか S i Cの一方もしくは両方からなるものを含むことが好ましい。

本発明において、ハニカムセグメント 1 2のセル密度（単位断面積当たりの流通孔 3の数）は、特に制限はないが、セル密度が小さすぎると、幾何学的表面積が不足し、大きすぎると圧力損失が大きくなりすぎるため好ましくない。セル密度は、 0 . 9〜3 1 0セル/ c m² ( 6〜2 0 0 0セルノ平方インチ）であることが好ましい。また、流通孔 3の断面形状（セル形状）は、特に制限はなく、三角形、四角形及び六角形等の多角形状、円形、楕円形状、コルゲート形状などのあらゆる形状をとることができるが、製作上の観点から、三角形、四角形及び六角形ののうちのいずれかであることが好ましい。また、隔壁 2の厚さにも特に制限はないが'、隔壁の厚さが薄すぎると八二カムセグメントとしての強度が不足し、厚すぎると圧力損失が大きくなりすぎ好ましくない。隔壁 2の厚さは 5 0〜2 0 0 0 mの範囲であることが好ましい。

また、ハニカムセグメント 1 2の形状に特に制限はなくあらゆる形状をとることができるが、例えば図 3に示すような四角柱状を基本形状として、これを図 1 ( a ) 及び（b ) に示すように接着一体化させ、八二カム構造体 1の最外周面を構成するハニカムセグメントの形状をハニカム構造体 1の外周形状に合わせることが好ましい。また、各ハニカムセグメント 1 2を扇形状の断面形状とすることもできる。

本発明のハニカム構造体 1の断面形状に特に制限はなく、図 1 ( a ) 及び（b ) に示す円形のほか、楕円形、長円形等、図 2に示す四角形のほか、三角形、五角形等の多角形、及び無定形状等あらゆる形状をとることができる。本発明のハ二カム構造体を触媒担体として、内燃機関、ボイラー、化学反応機器、燃料電池用改質器等に用いる場合、ハニカム構造体が触媒能を有する金属を担持していることも好ましい。触媒能を有する代表的なものとしては P t：、 P d、 R h等が挙げられ、これらのうちの少なくとも 1種をハニカム構造体が担持していることが好ましい。

一方、本発明のハニカム構造体を D P Fのような、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集除去するためのフィル夕一として用いる場合、八二カム構造体の流通孔 3の開口部が交互に目封止されていることが好ましい。流通孔 3の開口部が交互に目封止されていることにより、ハニカム構造体の一端面より粒子状物質を含んだ排気ガスを通すと、排気ガスは当該一端面側の開口部が目封止されていない流通孔 3より八二カム構造体 1の内部に流入し、濾過能を有する多孔質の隔壁 2を通過し、他の端面側の開口部が目封止されていない流通孔 3より排出される。この隔壁を通過する際に粒子状物質が隔壁に捕捉される。なお、捕捉された粒子状物質が隔壁上に堆積してくると、圧損が急激に上昇し、エンジンに負荷がかかり、燃費、ドライバピリティが低下するので、定期的にヒーター等の加熱手段により、粒子状物質を燃焼除去し、フィルター機能を再生させるようにする。この燃焼再生時、燃焼を促進させるため、ハニカム構造体が上述のような触媒能を有する金属を担持していてもよい。

つぎに、本発明のハニカム構造体の製造方法について説明する。

本発明のハニカム構造体の製造方法において、まず、ハニカムセグメント 1 2 を製造する。ハニカムセグメント 1 2の製造工程に特に制限はなく、一般的にハ二カム構造を有するものを製造する方法を用いることができるが、例えば次のような工程で製造することができる。

原料として、例えば炭化珪素、窒化珪素、コ一ジエライト、アルミナ、ムライト、ジルコニァ、燐酸ジルコニウム、アルミニウムチタネート、チタニア及びこれらの組み合わせよりなる群から選ばれる少なくとも 1種のセラミックス、 F e — C r— A 1系金属、ニッケル系金属又は金属 S iと S i C等を用い.、これにメチルセルロース及びヒドロキシプロボキシルメチルセルロース等のバインダ一、界面活性剤及び水等を添加して、可塑性の坏土を作製する。

この坏土を、例えば押出成形し、隔壁 2により仕切られた軸方向に貫通する多数の流通孔 3を有する形状の八二カム成形体を成形する。

これを、例えばマイクロ波及び熱風などで乾燥した後、焼成することにより、図 3に示すようなハニカムセグメント 1 2を製造することができる。ここで製造するハニカムセグメント 1 2は、上述のハニカム構造体の発明の説明において述ベた好ましい形状とすることができる。

本発明において、ハニカムセグメント 1 2を製造した後、これらのハニカムセグメントを接着一体化する。

この工程は、図 4 ( a ) 及び（b ) に示すように 2つの接着面 7の少なくとも一方に接着剤を施与し及び/又はスぺーサ一 1 0の少なくとも 1つの面に接着剤を施与し、スぺーサー 1 0を 2つの接着面の間に介在させた状態で 2つの接着面 7を接着する。この際、接着するハニカムセグメント 1 2を押圧して接着することが簡便で良好な接着力を得ることができるため好ましい。

この工程で用いる接着剤は、上述のハニカム構造体の発明において述べた接着層 8に含まれる好ましい接着材 9を形成する接着剤であることが好ましく、この場合に、接着層を複数の層とするように 2以上の異なる組成の接着剤を 2度以上に分けて施与することも好ましい。この様に接着層を複数の層とする場合には、例えば八二カムセグメントと接する接着層の組成がハニカムセグメントの組成に近いものとなるような接着剤を用い、傾斜的に接着層の組成が変化するような接着剤を用いることも好ましい。また、接着剤の種類によっては、更に乾燥及び/ 又は焼成することによりより強固な接着力を得ることができる。

八二カムセグメントを接着一体化する別の好ましい方法は、例えば図 7に示すように、ハニカムセグメント 1 2の接着面 7上に、スぺーサ一 1 0を形成するェ程と、図 8に示すように接着面 7に接着剤 1 3を施与する工程と、図 9に示すように、 2以上のハニカムセグメント 1 2を接着する工程を含む方法である。スぺーサー 1 0を形成する工程は、接着面 7上にスぺ一サーを固着する工程であり、例えば、スぺーサ一形成剤を、スぺーサーを形成すべき所定の位置に所定量配置し、加熱や乾燥することによりスぺーサ一を接着面 7上に固着することができる。スぺ一サ一形成剤は流動性であることが好ましく、流動性のスぺ一サ一形成剤を所定位置に配置した後、固化させて接着面上に固着することが好ましい。スぺーサ一形成剤を所定位置に配置する方法としては、例えば、一定量だけ排出することができるポンプを用いて、接着面上の所定位置に所定量配置す.る方法が好ましい。配置されたスぺーサ一形成剤を接着面 7上に固着してスぺ一サ一を形成する方法としては、スぺーサ一形成材料を加熱や乾燥することにより固着する方法が好ましく、このためには、一般に用いられる種々の加熱装置、乾燥装置、加熱'乾燥装置を用いることができる。ここで、スぺ一サ一が所定の厚さとなるように、スぺーサ一形成剤を加圧しながら加熱及び Z又は乾燥することが好ましい。

スぺ—サーを接着面上で固化させて、接着面上に固着する方法の一例として図

1 0にホットプレート 1 6を用いた例を示した。図 1 0において、所定厚み、例えば 0 . 5 mm厚みの板 1 5をホットプレート 1 6上に配設し、スぺ一サ一形成剤 1 7が配置された接着面の、スぺ一サ一形成剤が配置された部分以外の部分をその板 1 5上に接触させることにより、スぺーサ一形成剤 1 7が 0 . 5 mmの厚みのスぺ一サ一となるようにホットプレートにより加圧しながら加熱する。この場合、八二カムセグメントの自重、又は上下を逆にした場合にはホットプレートの自重により加圧してもよく、また、加圧装置を用いて加圧してもよい。このような方法により、所定厚みのスぺ一サ一をばらつきなく形成することができる。スぺーサ一形成剤としては、セラミックスを含むスラリーが好ましく、更にハ二カムセグメントの構成成分と共通の成分を含むことが好ましい。例えば、ハニカムセグメントの構成成分と共通のセラミックス粉に、セラミックフアイバー等の無機繊維、有機 ·無機のバインダー及び水などの分散媒を添加ししたものなどが好ましく、更に S iゾルなどのゾル状物質を含むことも好ましい。

スぺーサ—形成剤は、接着層を挟んで対向することとなる 2つの接着面の何れかに配置すればよいが、両方に配置してもよい。スぺーサ一形成剤の量、配置位置、配置数に特に制限はなく、上述のような方法で所望の厚さとなる程度の量を接着層の厚みが均一となるように適宜バランスよく配置することができる。なお、場合により、スぺーサ一形成剤を配置する前に、接着面に下地剤をスプレーなどで塗布してもよい。下地剤を塗布することにより、スぺ一サ一を接着面との接着強度を向上させることができる。但し、下地剤は、ハニカムセグメント同士を接着するものではない。

接着剤を接着面に施与する工程は、上述と同様、接着面の何れか一方又は両方に接着剤を施与することにより行われる。この場合に、スぺーサ一が形成された接着面に施与しても、スぺーサ一が形成されていない接着面に施与しても、両方に施与してもよい。接着剤は、スぺーサ一形成剤と同様にセラミックスを含むスラリーが好ましく、例えば、ハニカムセグメントの構成成分と共通のセラミックス粉に、セラミックファイバ一等の無機繊維、有機 '無機のバインダー及び水などの分散媒を添加ししたものなどが好ましく、更に S iゾルなどのゾル状物質を含むことも好ましい。また、接着剤の主成分とスぺーサ一形成剤の主成分とが同一であること、すなわち、接着剤の構成成分とスぺーサ一形成剤の構成成分の 5 0質量％以上が同一の成分であることが好ましい。但し、粒子径等の形状が異なつていてもよい。更に 7 0質量％以上、特に 9 0質量％以上が同一の成分であることが、接着性を高め、欠陥を作りにくくする観点から好ましい。更に、形成される接着材及びスぺーサ一の構成成分が実質的に同一となるような接着剤とスぺーサ一形成剤であることが好ましい。

このようにスぺーサ一が形成され、接着剤が施与された 2以上のハニカムセグメントを上述と同様に、好ましくは押圧しながら接着し、好ましくは乾燥及びノ又は加熱することにより、 2以上のハニカムセグメントを接着一体化することができ、ハニカム構造体を製造することができる。この際の押圧力に得に制限はないが、 0 . 3〜3 k g f / c m²程度の圧力で押圧することが好ましく、更に 0 . 5〜2 k g f / c m²程度の圧力で押圧する'ことが好ましい。

このような方法で、ハニカム構造体を製造することにより、スぺ一サ一の位置ずれを抑制することができる。また、スぺ一サ一及び接着材をセラミックスとし、主成分を同一とした場合に、予めスぺ一サーを作成しておく必要がなく、上記工程を一連の工程として自動化が可能であり、量産に好適に対応できるという利点も有する。

また、本発明により製造されたハニカム構造体 1をフィルター、特に D P F等に用いる場合には、流通孔 3の開口部を封止材により交互に目封止することが好ましく、更に端面を交互に千鳥模様状になるように目封止することが好ましい。封止材による目封止は、目封止をしない流通孔をマスキングし、原料をスラリー状として、ハニカムセグメントの開口端面に施与し、乾燥後焼成することにより行うことができる。この場合は、上述のハニカムセグメントの製造工程の間、すなわちハニカムセグメントの成形後、焼成前に目封止すると焼成工程が 1回で済むため好ましいが、焼成後に目封止してもよく、成形後であればどの時点で行つてもよい。用いる目封止材の材料は、前述のハニカムセグメントの好ましい原料として挙げた群の中から好適に選ぶことができるが、ハニカムセグメントに用いる原料と同じ原料を用いることが好ましい。

また、本発明において、八二カム構造体に触媒を担持させてもよい。この方法は、当業者が通常行う方法でよく、例えば触媒スラリーをゥォッシュコートして乾燥、焼成することにより触媒を担持させることができる。この工程もハニカムセグメントの成形後であればどの時点で行ってもよい。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。 (実施例及び比較例）

つぎに、実施例に基づき、本発明を更に詳しく説明する。

(八二カムセグメントの製造）

原料として、炭化珪素粉末と珪素粉末を使用し、これにメチルセルロース及びヒドロキシプロボキシルメチルセルロース、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、マイクロ波及び熱風で乾燥した。つぎに、これを大気雰囲気中で加熱脱脂し焼成して、寸法が 5 8 mmX 5 8 mm X I 5 0 mm (高さ）の図 3に示すような四角柱状ハニカムセグメントを得た。

(実施例 1 )

上記製造工程で得られた、ハニカムセグメントを 2つ、スぺ一サ一として寸法が 5 O mmX 1 O mmX 0 . 8 mm (厚さ）のポール紙を 2辺、及び S i C 4 0 質量％、シリカゾル 2 0質量％、無機助剤 1質量％、セラミックファイバー 3 0 質量％、水 9質量％で構成されるセラミックス製接着剤を用意し、図 4 ( a ) 及び（b ) に示すように、ハニカムセグメントの側面、すなわち接着面にセラミツク製接着剤を施与し、ポール紙を該側面の上下 2箇所に配置し、押圧接着して乾燥することにより、 2つのハニカムセグメントが一体化されたハニカム構造体を得た。

(比較例 1 )

スぺ—サ—であるポール紙を用いなかったことを除いて、実施例 1と同様の操作を行い、ハニカム構造体を得た。

(接着層の厚さの測定）

実施例 1及び比較例 1で得られた各々のハニカム構造体について、図 6の接着面 7において、丸で囲った 1〜 1 0の数字で示した 1 0箇所の測定点 1 1における接着層の厚さを測定した。測定結果を表 1に示す。測定点 ① Φ Φ (D ⑥ Φ φ 平均標準偏差実施例 1 (スぺーサーあり） 0.79 0.78 0.78 0.81 0.79 0.81 0.81 0.80 0.80 0.78 0.80 0.013 比較例 1 (スぺーサ一なし） 0.55 0.97 1.01 0.66 0.67 0.84 0.89 0.67 0.75 0.61 0.76 0.157

(単位:

実施例 1で得られたハニカム構造体は、スぺ一サーであるポール紙を介在させることにより、接着層の厚さを、ほぼポール紙の厚さ、すなわち所望の厚さとすることができた。また、測定点間のばらつきも非常に少なく接着層の厚さを一定に保つことができた。

(実施例 2 )

上記製造工程で得られた、ハニカムセグメントを 2つ、スぺ一サ一として寸法が 1 O mmX 1 O mmX 0 . 8 mm (厚さ）で S i C 4 3質量％、シリカゾル 2 3質量％、無機助剤 2質量％、セラミックファイバ一 3 2質量％、で構成される無機材料を 4辺、及び接着剤として S i C 4 0質量％、シリカゾル 2 0質量％、無機助剤 1質量％、セラミックファイバー 3 0質量％、水 9質量％で構成されるセラミックス製接着剤を用意し、図 5 ( a) 及び（b) に示すように、ハニカムセグメントの側面、すなわち接着面にセラミック製接着剤を施与し、無機材料を該側面の上下 4箇所に配置し、押圧接着して乾燥させることにより、 2つのハニカムセグメントが一体化されたハニカム構造体を得た。

(比較例 2 )

スぺ—サ—である無機材料を用いなかったことを除いて、実施例 2と同様の操作を行い、ハニカム構造体を得た。

(接着層の厚さの測定）

実施例 2及び比較例 2で得られた各々のハニカム構造体について、図 6の接着面 7において、丸で囲った 1〜 1 0の数字で示した 1 0箇所の測定点 1 1における接着層の厚さを測定した。測定結果を表 2に示す。

測定点 ② (4) 0 8 ⑨ (10) 平均標準偏差実施例 2 (スぺ一サーあり） 0.79 0.78 0.81 0.78 0.81 0.79 0.80 0.81 0.80 0.81 0.80 0.012

比較例 2 (スぺ一サ一なし） 0.60 0.89 0.70 0.75 0.61 0.55 0.97 1.01 0.66 0.78 0.75 0.160

(単位： mm_»

¾) 実施例 2で得られたハニカム構造体は、スぺーサ一である無機材料を介在させることにより、接着層の厚さを、ほぼ無機材料の厚さ、すなわち所望の厚さとすることができた。また、測定点間のばらつきも非常に少なく接着層の厚さを一定に保つことができた。

(実施例 3 )

上記ハニカムセグメントの製造で得られたハニカムセグメント 2 0個を用意し、実施例 2で用いた接着剤をスぺーサ一形成剤として、定量供給ポンプを用いて、接着面の 4隅近傍の 4箇所に配置した後、図 1 0に示すように、厚さ 0 . 5 m mの鉄板を配設したホットプレート上に置き、約 1 6 0 °Cで約 6秒間加熱して固化させて、図 7に示すように、 Λ二カムセグメントの接着面上に固着された 4個のスぺーサーを形成した。このスぺ一サ一の厚みを測定したところ、 0 . 5 ± 0 . 1 mmの範囲に収まった。

つぎに、スぺ一サ一が形成されたハニカムセグメントの面に、スぺ一サー形成剤と同一のものを接着剤として、図 8に示すように所定量施与した後、 4列 X 4 列の合計 1 6個のハニカムセグメントを一体化するよう接着面同士を接着し、 1 . 0 k g f / c m²の加圧力で押圧した。つぎに、接着面からはみ出した接着剤を除去し、乾燥してハニカム構造体を得た。

(比較例 3 )

スぺ—サーである無機材料を用いなかったことを除いて、実施例 3と同様の操作を行い、ハニカム構造体を得た。

(接着層の厚さの測定）

実施例 3及び比較例 3で得られた各々のハニカム構造体について、図 6の接着面 7において、丸で囲った 1〜 1 0の数字で示した 1 0箇所の測定点 1 1における接着層の厚さを測定した。測定結果を表 3に示す。実施例 3で得られたハニカム構造体は、スぺーサ一である無機材料を介在させることにより、測定点間のばらっきも少なく接着層の厚さを所定の厚さに一定に保つことができた。 (表 3 )

(単位： mm) 産業上の利用可能性

本発明のハニカム構造体は、ハニカムセグメント間にスぺ一サ一が配置されているため、ハニカムセグメント間の接着層の厚さを所望の厚さとし、かつ均一にすることができ、これにより寸法精度の不良が少ないハニカム構造体を得ることができた。また、本発明の製造方法により、上記のような効果を有するハニカム構造体を容易に作ることができた。本発明のハニカム構造体は、内燃機関、ボイラー、化学反応機器及び燃料電池用改質器等の触媒作用を利用する触媒用担体又は排ガス中の微粒子捕集フィルタ一等に好適に用いることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 隔壁により仕切られた軸方向に貫通する多数の流通孔を有する複数のハニカムセグメントが一体化されてなるハニカム構造体であって、前記ハニカムセグメント間にスぺ一サ一が配置されていることを特徴とするハニカム構造体。

2 . 前記スぺーサ一が、無機物又は有機物から選ばれた 1種又は 2種以上であることを特徴とする請求項 1に記載のハニカム構造体。

3 . 前記スぺーサ一の厚さが 0 . 1〜3 . 0 mmであることを特徵とする請求項 1又は 2に記載のハニカム構造体。

4. 隔壁により仕切られた軸方向に貫通する多数の流通孔を有するハニカムセグメントを製造する工程、及び複数の前記ハニカムセグメントを接着一体化する工程を備えるハニカム構造体の製造方法であって、前記ハニカムセグメントを接着一体化する工程において、スぺーサーを接着面に介在させることを特徴とするハニカム構造体の製造方法。

5 . 前記スぺ一サ一が、無機物又は有機物から選ばれた 1種又は 2種以上であることを特徵とする請求項 4に記載のハニカム構造体の製造方法。

6 . 前記スぺーサ一の厚さが、 0 . 1〜3 . 0 mmであることを特徴とする請求項 4又は 5に記載の八二カム構造体の製造方法。

7 . 前記ハニカムセグメントを接着一体化する工程が、ハニカムセグメントの接着面にスぺ一サーを形成する工程、ハニカムセグメントの接着面に接着剤を施与する工程、及びハニカムセグメントを接着する工程を含むことを特徴とする請求項 4〜 6の何れか 1項に記載のハニカム構造体の製造方法。

8 . 前記スぺーサーをハニカムセグメントの接着面に形成する工程が、前記接着面上に流動性のスぺ一サー形成剤を配置し、これを固化させることにより行われることを特徴とする請求項 7に記載のハニカム構造体の製造方法。

9 . 前記接着剤の主成分と、前記スぺーサ一形成剤の主成分が、同一であることを特徴とする請求項 8に記載のハニカム構造体の製造方法。