JP3329798B2

JP3329798B2 - コージェライト質セラミックハニカム構造体

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Publication number: JP3329798B2
Application number: JP2000307901A
Authority: JP
Inventors: 博久諏訪部; 靖彦大坪
Original assignee: 日立金属株式会社
Priority date: 2000-10-06
Filing date: 2000-10-06
Publication date: 2002-09-30
Anticipated expiration: 2020-10-06
Also published as: JP2002121084A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼル機関か
ら排出される微粒子を捕集するフィルタに用いるコージ
ェライト質セラミックハニカム構造体に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼル機関から排出される微粒子を
除去するため、コージェライト質ハニカム構造体の隔壁
を多孔質構造とし、その隔壁に微粒子を含んだ排気ガス
を通過せしめる構造の微粒子捕集用フィルタ（ディーゼ
ルパティキュレートフィルタ）を採用する検討が進めら
れている。このフィルタの特性に関しては、微粒子の捕
集効率、圧力損失（圧損）、微粒子の捕集時間（捕集開
始から一定圧損に達するまでの時間）の３つが重要とさ
れている。中でも、捕集効率と圧損は相反する関係にあ
り、捕集効率を高くしようとすると、圧損が増大し、捕
集時間が短くなり、また圧損を低くすると、捕集時間は
長くできるが、捕集効率が悪くなる。これらの相反する
フィルタの特性を満足するように、コージェライト質ハ
ニカム構造体に対しては、下記のように、その気孔率、
細孔分布を制御し、最適化する技術が従来から検討され
てきた。

【０００３】特開昭６１−１２９０１５号公報では、フ
ィルタ隔壁表面に存在する細孔を、孔径５〜４０μmの
小孔と、孔径４０〜１００μｍの大孔とから構成し、該
小孔の数が該大孔の数の５〜４０倍となるように構成し
た排ガス浄化用フィルタが開示されている。その気孔率
について記載はされていないが、累積細孔容積が０．３
〜０．７ｃｍ^３／ｇであることからコージェライトの真
比重を２．５として気孔率を計算すると気孔率は４２〜
６４％となる。また、特公昭６１−５４７５０号公報に
は、オープンポロシティ（気孔率）と平均細孔径を制御
することによって、高捕集率タイプから低捕集率タイプ
までのフィルタを設計しうることが開示されている。本
公報では気孔率の好ましい範囲は３３〜９０％とされて
いる。一方、特許第２５７８１７６号公報には、気孔率
４０〜５５％で直径２μm以下の細孔容積が０．０１５
ｃｃ／ｇ以下である多孔質セラミックハニカムフィルタ
ーが開示され、直径２μm以下の細孔を一定量以下に抑
えることによって、捕集時間の長いフィルターが開示さ
れている。さらに、特許第２５６２１８６号公報では、
造孔剤として易燃焼性のカーボン粉を使用することによ
って、短い焼成時間で造孔剤の燃え残りや造孔剤の急激
な燃焼に伴う溶け不良のないディーゼルパティキュレー
トフィルターとして好適な多孔質セラミックハニカム構
造体の製法が開示されている。そして、特開平９−７７
５７３号公報には、高捕集率、低圧損を得るため、気孔
率５５〜８０％、平均細孔径が２５〜４０μmであり、
かつ隔壁表面の細孔は５〜４０μmの小孔と４０〜１０
０μmの大孔とよりなり、該小孔の数が該大孔の数の５
〜４０倍であるハニカム構造体が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術では、
ハニカム構造体の隔壁にディーゼルパティキュレート用
のフィルタ機能を持たせるために、ハニカム構造体を構
成するコージェライト質セラミックスの気孔率は、ガソ
リンエンジン用の触媒担体の気孔率３０〜３５％に比べ
て大きな値となっている。しかしながら、多孔質体の強
度は、その気孔率と相反する関係にあることから、ハニ
カム構造体を構成するコージェライト質セラミックスの
気孔率が大きくなれば、必然的にハニカム構造体の強度
は低下することになるのである。しかも上記従来技術に
よれば、気孔を形成するための造孔剤としては、カーボ
ンや黒鉛等の比較的扁平形状をした粉末が主として使用
されていることから、その気孔はアスペクト比の大きい
鋭角部を有する形態となる。このため気孔先端に応力集
中が発生しやすく、ハニカム構造体の強度が低下する原
因になるのである。このような理由から、ディーゼル機
関の微粒子捕集用フィルタとして使用した場合、発生す
る熱応力や熱衝撃応力、組立時の機械的締め付け力や振
動による応力等により破損することなく、長期にわたり
耐久性のあるコージェライト質ハニカム構造体が得られ
ないという問題があった。

【０００５】本発明は、このような問題を解決するため
に、コージェライト質セラミックスの気孔率が５５％以
上の値であっても、ディーゼル機関から排出される微粒
子捕集用フィルタとして長期にわたり安定して使用する
ことのできる、高強度コージェライト質ハニカム構造体
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者は鋭意検討を行った結果、ハニカム構造体
に形成される細孔の形状を従来の鋭角形状から略円形に
することにより、ハニカム構造体の強度が向上すること
見出し、本発明に想到した。すなわち、本第１発明のコ
ージェライト質セラミックハニカム構造体は、主成分の
化学組成がＳｉＯ_２：４２〜５６質量％、Ａｌ_２Ｏ_３：
３０〜４５質量％、ＭｇＯ：１２〜１６％であるコージ
ェライト質セラミックハニカム構造体であって、気孔率
が５５〜８０％、隔壁の任意断面において断面積が１０
００μm^２以上である細孔のうち細孔の断面形状が略円
形状であるものが含まれ、該細孔の真円度が１〜１０で
ある細孔の個数が５０％以上であることを特徴とする。
第２発明のコージェライト質セラミックハニカム構造体
は、主成分の化学組成がＳｉＯ_２：４２〜５６質量％、
Ａｌ_２Ｏ_３：３０〜４５質量％、ＭｇＯ：１２〜１６％
であるコージェライト質セラミックハニカム構造体であ
って、気孔率が５５〜８０％、ハニカム壁の任意断面に
おける断面積が１０００μm^２以上である細孔のうち、
アスペクト比が２以下の細孔の個数が６０％以上である
ことを特徴とする。第３発明のコージェライト質セラミ
ックハニカム構造体は、第１乃至第２のいずれかの発明
において気孔率が６０〜７０％であることを特徴とす
る。第４発明のコージェライト質ハニカム構造体は、第
１乃至第３のいずれかの発明において、細孔の平均細孔
径が１０〜４０μmであることを特徴とする。第５発明
のコージェライト質ハニカム構造体は、第１乃至第４の
いずれかの発明において、隔壁の厚さが０．１〜０．４
５ｍｍ、隔壁の間隔が１〜３．５ｍｍであることを特徴
とする。第６発明のコージェライト質ハニカム構造体
は、第１乃至第５のいずれかの発明において、Ａ軸圧縮
強度が３ＭＰａ以上であることを特徴とする。

【０００７】次に、本発明における作用効果につき説明
する。本発明のハニカム構造体は、気孔率５５〜８０％
の多孔質コージェライト質セラミックス中に存在する比
較的細孔径の大きい細孔、すなわち隔壁の任意断面にお
いて断面積が１０００μｍ^２以上である細孔の中に、細
孔の断面形態が略円形状をした細孔が含まれることによ
り、鋭角的な角部を有する細孔部が少なくなり細孔部角
部への応力集中が発生しにくくなり、ハニカム構造体の
強度の改善が認められるからである。ここで気孔率を５
５〜８０％に限定するのは、気孔率が５５％未満の場合
にはディーゼルパティキュレートフィルターとして使用
した時に、圧損が大きくなってしまい、ディーゼルエン
ジンの排気効率が悪くなり、ディーゼルエンジンの効率
が悪くなるからであり、気孔率が８０％を超える場合、
比較的大きな細孔の形態を略円形状にしても、気孔の割
合そのものが多くなるため強度の改善は認められないか
らであり、さらに、微粒子の捕集効率も悪くなるからで
ある。ここで略円形状とは例えば真円度が１〜１０の円
形を指す。この真円度は（円周長）×（円周長）／（４
×π×（面積））で表した。半径一定の円の場合、真円
度は１となり、細孔の形態が円形からずれるに従い大き
くなる。尚、本発明のハニカム構造体の略円形状をした
細孔は、隔壁の任意断面において断面積が１０００μm
^２以上である細孔のうち細孔の真円度が１〜１０である
細孔の個数が５０％以上であることが望ましい。ここで
真円度は上記した通りである。従って、細孔の形態が略
円形である真円度１〜１０である細孔の個数が増えるこ
とにより、略円形からはずれた破壊の起点となり易い鋭
角部を有する細孔が少なくなるため、ハニカム構造体の
強度の改善がより認められる。

【０００８】また、本発明のハニカム構造体は、気孔率
５５〜８０％の多孔質コージェライト質セラミックス中
に存在する比較的細孔径の大きい細孔、すなわち隔壁の
任意断面における断面積が１０００μｍ^２以上である細
孔のうち、アスペクト比が２以下の細孔の個数を６０％
以上とすることにより、鋭角な角部を有する細孔が少な
くなることから、細孔部への応力集中が発生しにくくな
るため、ハニカム構造体の強度の改善が認められる。こ
こで、気孔率を５５〜８０％に限定するのは、気孔率が
５５％未満の場合にはディーゼルパティキュレートフィ
ルターとして使用した時に、圧損が大きくなってしま
い、ディーゼルエンジンの排気効率が悪くなり、ディー
ゼルエンジンの効率が悪くなるからであり、気孔率が８
０％を超える場合、比較的大きな細孔の形態を略円形状
にしても、気孔の割合そのものが多くなるため強度の改
善は認められないからであり、さらに、微粒子の捕集効
率も悪くなるからである。

【０００９】尚、気孔率の範囲は、上記の理由から、更
に６０〜７０％の間が好ましい。また、本発明のハニカ
ム構造体中に存在する細孔の平均細孔径は１０〜４０μ
ｍが好適としたのは、平均細孔径が１０μｍ未満ではデ
ィーゼルパティキュレートフィルターとして使用した場
合、圧損が大きくなってしまい、ディーゼルエンジンの
効率が悪くなる場合が有るからであり、平均細孔径が４
０μｍを超える場合、比較的大きな細孔の形態を概略円
形状にしても、気孔の大きさ自体が大きくなるため強度
の改善は認められない場合が有るからであり、さらに、
小さな微粒子は捕捉されずにフィルターを通過してしま
い捕集効率も悪くなる場合も有る。また、本発明のハニ
カム構造体の好適な隔壁の厚さを０．１〜０．４５ｍ
ｍ、隔壁の間隔が１〜３．５ｍｍとしたのは、隔壁の厚
さが０．４５ｍｍを越える場合、或いは隔壁の間隔が１
ｍｍ未満の場合ではディーゼルパティキュレートフィル
ターとして使用した場合、圧損が大きくなってしまい、
十分なフィルター特性が得られない場合が有るからであ
り、隔壁ハニカム壁厚が０．１ｍｍ未満の場合、或い
は、隔壁の間隔が３．５ｍｍを越える場合、隔壁を構成
するコージェライト質セラミックス中の細孔の形態を制
御しても、ハニカム構造体の強度の改善は認められない
場合があるからである。

【００１０】また、本発明のハニカム構造体の好適なＡ
軸圧縮強度を３ＭＰａ以上としたのは、Ａ軸圧縮強度が
３ＭＰａ以上あれば、ディーゼル機関の微粒子捕集用フ
ィルタとして使用した場合、発生する熱応力や熱衝撃応
力、組立時の機械的締め付け力や振動による応力等によ
り破損しない、耐久性のあるコージェライト質ハニカム
構造体を提供できるからである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実際の実施例を説
明する。（実施例１）本発明のディーゼル微粒子捕集フィルター用コージェラ
イト質ハニカム構造体を製造するには、まずコージェラ
イト組成すなわちＳｉＯ_２が４２〜５６質量％、Ａｌ_２
Ｏ_３が３０〜４５質量％、ＭｇＯが１２〜１６質量％と
なるようにカオリン、仮焼カオリン、アルミナ、水酸化
アルミニウム、シリカ、タルク、及び球状造孔剤の所定
量を混合する。次に、この混合物に可塑剤及び粘結剤を
加えて可塑化可能なバッチを作製し、このバッチを公知
の押出成形法により、直径１４３ｍｍ、長さ１５２ｍｍ
の円筒形ハニカム構造体を成形した。次いでこの成形体
を乾燥した上で１３５０〜１４４０℃の温度域で焼成し
て、第１図(ａ)、(ｂ)の正面図及び側面図を示すように
多孔質セラミック隔壁２と貫通孔３からなる各種コージ
ェライト質セラミックハニカム構造体１を得た。ハニカ
ム構造体の製造に当たっては、原料の配合組成、成形条
件或いは焼成条件等々を調整することによって、各種細
孔特性及びハニカム壁構造を有する表１に記載の試験Ｎ
ｏ．１〜４のハニカム構造体を製造した。ハニカム構造
体の気孔率及び平均細孔径の測定にはMicromeritics社
製のオートポアIII９４１０を使用し、水銀圧入法で測
定した。また断面積が１０００μｍ^２以上の細孔の形態
は、ハニカム構造体を試料研磨用埋め込み樹脂に埋め込
んだ後、ハニカム壁の押出方向に垂直な面の研磨を行っ
た上で、ＳＥＭ観察を行い、ＳＥＭ像から目視にて略円
形の細孔の有無を確認した。また、断面積が１０００μ
ｍ^２以上の細孔の真円度の測定は、上記ＳＥＭ観察をし
た画像データに対して市販の画像解析ソフトウェア（メ
ディアサイバネティクス社製イメージプロプラスヴァ
ージョン３．０）により解析を行った。

【００１２】上記の様に作製したハニカム構造体から試
験片を切り出しＡ軸圧縮強度を測定した。Ａ軸圧縮強度
の測定は、社団法人自動車技術会が定める規格Ｍ５０５
−８７「自動車排気ガス浄化触媒用セラミックモノリス
担体の試験方法」に従って行った。

【００１３】その後このセラミックハニカム構造体の端
面を第２図（ａ）、（ｂ）にその正面図及び側面図を示
すように封じ材４により目封じし、多孔質セラミックハ
ニカムフィルターを得た。この得られた多孔質セラミッ
クハニカムフィルターのフィルター特性を、耐破損性、
圧損、捕集効率について評価を行った。その結果を表１
に示す。ここで、耐破損性は、Ａ軸圧縮強度の値で評価
し、これが３ＭＰａ以上の場合は合格とし（○）で、更
に７ＭＰａ以上の好ましい場合は(◎)で、３ＭＰａ未満
の場合には不合格とし（×）で示した。圧損は、圧力損
失テストスタンドにて空気流量７．５Ｎｍ^３／ｍｉｎの
時のハニカムフィルター流入前と流出後の圧力損失で評
価を行ない、３００ｍｍＡｑ以下の圧力損失であれば合
格とし（○）で、更に好ましい２５０Ａｑ以下の場合は
（◎）で、３００ｍｍＡｑを超える圧力損失であれば不
合格とし（×）で示した。捕集効率は、上記ハニカムフ
ィルターを準備し、圧力損失テストスタンドにて空気流
量７．５Ｎｍ^３／ｍｉｎに粒子径０．０４２μｍのカー
ボンを３ｇ／Ｈｒで２Ｈｒ投入後にハニカムフィルター
により捕捉したカーボン量が９０％を越えた場合を合格
とし（○）で、捕捉したカーボン量が９０％未満であれ
ば不合格とし（×）で示した。そして、総合判定とし
て、耐破損性、圧損、捕集効率のいずれも合格であるも
のを（○）、そのうち（◎）判定が一つ以上あった場合
は（◎）、いずれか１つでも不合格であるものを（×）
で評価した。

【００１４】表１に示す結果のうち、試験Ｎｏ．１〜４
に示すハニカム構造体では、断面積が１０００μｍ^２以
上の細孔の形態が略円形状のものを含んでいることか
ら、真円度１〜１０の細孔の割合も高かったため、耐破
損性はいずれも合格した。また圧損、捕集効率について
も、合格し、総合判定は（○）、及び（◎）であった。
以上、表１の結果から明らかなように、微粒子捕集用フ
ィルターとして重要な特性である耐破損性、微粒子の捕
集効率、圧損の結果から総合判定すると、本発明の実施
例である試験Ｎｏ．１〜４のハニカム構造体フィルタは
いずれも耐破損性、捕集効率、圧損特性を満足するフィ
ルタであった。

【００１５】（比較例１）ディーゼル微粒子捕集フィル
ター用コージェライト質ハニカム構造体を製造するた
め、まずコージェライト組成すなわちＳｉＯ_２が４２〜
５６質量％、Ａｌ_２Ｏ_３が３０〜４５質量％、ＭｇＯが
１２〜１６質量％となるようにカオリン、仮焼カオリ
ン、アルミナ、水酸化アルミニウム、シリカ、タルク、
及び黒鉛粉末、カーボン粉末等のアスペクト比の大きい
扁平形状の造孔剤の所定量を混合する。次に、この混合
物に可塑剤及び粘結剤を加えて可塑化可能なバッチを作
製し、このバッチを公知の押出成形法により、直径１４
３ｍｍ、長さ１５２ｍｍの円筒形ハニカム構造体を成形
した。次いで、この成形体を乾燥した上で１３５０〜１
４４０℃の温度域で焼成して、第１図(ａ)、(ｂ)の正面
図及び側面図を示すように多孔質セラミック隔壁３と貫
通孔２からなる各種コージェライト質セラミックハニカ
ム構造体１を得た。ハニカム構造体の製造に当たって
は、原料の配合組成、成形条件或いは焼成条件等々を調
整することによって、表１に示す試験Ｎ０．５、６のハ
ニカム構造体を製造した。以下、実施例１と同様の方法
により、気孔率、平均細孔径、真円度、Ａ軸圧縮強度の
測定を行い、端面の目封じを行った上で、フィルター特
性の測定を行った。

【００１６】表１に記載の本発明の比較例である試験Ｎ
ｏ．５、６のハニカム構造体は、断面積が１０００μｍ
^２以上の細孔の形態が角形状であったことから、必然的
に真円度を計測すること不可能であり、Ａ軸圧縮強度も
３ＭＰａを下回る値となったため、耐破損性はいずれも
不合格となり、総合判定は不合格（×）となった。

【００１７】

【表１】

【００１８】（実施例２）本発明のディーゼル微粒子捕
集フィルター用コージェライト質ハニカム構造体を製造
するには、まずコージェライト組成すなわちＳｉＯ_２が
４２〜５６質量％、Ａｌ_２Ｏ_３が３０〜４５質量％、Ｍ
ｇＯが１２〜１６質量％となるようにカオリン、仮焼カ
オリン、アルミナ、水酸化アルミニウム、シリカ、タル
ク、及び球状造孔剤の所定量を混合する。次に、この混
合物に可塑剤及び粘結剤を加えて可塑化可能なバッチを
作製し、このバッチを公知の押出成形法により、直径１
４３ｍｍ、長さ１５２ｍｍの円筒形ハニカム構造体を成
形した。次いでこの成形体を乾燥した上で１３５０〜１
４４０℃の温度域で焼成して、第１図(ａ)、(ｂ)の正面
図及び側面図を示すように多孔質セラミック隔壁３と貫
通孔２からなる各種コージェライト質セラミックハニカ
ム構造体１を得た。ハニカム構造体の製造に当たって
は、原料の配合組成、成形口金の寸法、成形条件或いは
焼成条件等々を調整することによって、各種細孔特性及
びハニカム壁構造を有する表２記載の試験Ｎｏ．７〜２
０のハニカム構造体を製造した。ハニカム構造体の気孔
率及び平均細孔径の測定にはMicromeritics社製のオー
トポアIII９４１０を使用し、水銀圧入法で測定した。
また、断面積が１０００μｍ^２以上の細孔の形態は、ハ
ニカム構造体を試料研磨用埋め込み樹脂に埋め込んだ
後、ハニカム壁の押出方向に垂直な面の研磨を行った上
で、ＳＥＭ観察を行い、ＳＥＭ像から目視にて略円形の
細孔の有無を確認した。また、断面積が１０００μｍ^２
以上の細孔の真円度の測定は、上記ＳＥＭ観察をした画
像データに対して市販の画像解析ソフトウェア（メディ
アサイバネティクス社製イメージプロプラスヴァージ
ョン３．０）により解析を行った。

【００１９】上記の様に作製したハニカム構造体から試
験片を切り出しＡ軸圧縮強度を測定した。Ａ軸圧縮強度
の測定は、社団法人自動車技術会が定める規格Ｍ５０５
−８７「自動車排気ガス浄化触媒用セラミックモノリス
担体の試験方法」に従って行った。

【００２０】その後このセラミックハニカム構造体の端
面を第２図（ａ）、（ｂ）にその正面図及び側面図を示
すように封じ材４により目封じし、多孔質セラミックハ
ニカムフィルターを得た。この得られた多孔質セラミッ
クハニカムフィルターのフィルター特性を、耐破損性、
圧損、捕集効率について評価を行った。その結果を表２
に示す。ここで、耐破損性は、Ａ軸圧縮強度の値で評価
し、これが３ＭＰａ以上の場合は合格とし（○）で、更
に７ＭＰａ以上の好ましい場合は(◎)で、３ＭＰａ未満
の場合には不合格とし（×）で示した。圧損は、圧力損
失テストスタンドにて空気流量７．５Ｎｍ^３／ｍｉｎの
時のハニカムフィルター流入前と流出後の圧力損失で評
価を行ない、３００ｍｍＡｑ以下の圧力損失であれば合
格とし（○）で、更に好ましい２５０Ａｑ以下の場合は
（◎）で、３００ｍｍＡｑを超える圧力損失であれば不
合格とし（×）で示した。捕集効率は、上記ハニカムフ
ィルターを準備し、圧力損失テストスタンドにて空気流
量７．５Ｎｍ^３／ｍｉｎに粒子径０．０４２μｍのカー
ボンを３ｇ／Ｈｒで２Ｈｒ投入後にハニカムフィルター
により捕捉したカーボン量が９０％を越えた場合を合格
とし（○）で、捕捉したカーボン量が９０％未満であれ
ば不合格とし（×）で示した。そして、総合判定とし
て、耐破損性、圧損、捕集効率のいずれも合格であるも
のを（○）、そのうち（◎）判定が一つ以上あった場合
は（◎）、いずれか１つでも不合格であるものを（×）
で評価した。

【００２１】表２に示す結果のうち、耐破損性について
は、試験Ｎｏ．７〜試験Ｎｏ．２０のハニカム構造体で
は、３ＭＰａ以上のＡ軸圧縮強度が得られたことから合
格した。中でも、試験Ｎｏ．９、１１、１５、１８、１
９のハニカム構造体では、７ＭＰａ以上のＡ軸圧縮強度
が得られた。試験Ｎｏ．９、１８では、隔壁の肉厚が厚
かったため、試験Ｎｏ．１１では気孔率が小さめであっ
たため、試験Ｎｏ．１５では平均細孔径が小さめであっ
たため、試験Ｎｏ．１９では隔壁のピッチが小さめであ
ったため、Ａ軸圧縮強度の極めて高いハニカム構造体が
得られた。

【００２２】次に、圧損については、試験Ｎｏ．７〜２
０のハニカム構造体はいずれも合格したが、中でも試験
Ｎｏ．１２、１６、１７、２０のハニカム構造体は優れ
た圧損を示した。試験Ｎｏ．１２では、気孔率が大きめ
であったため、試験Ｎｏ．１６では平均細孔径が大きめ
であったため、試験Ｎｏ．１７は隔壁の厚さが薄かった
ため、試験Ｎｏ．２０では隔壁のピッチが大きめであっ
たため、圧損が特に小さかった。また、捕集効率につい
ては、試験Ｎｏ．７〜２０のハニカム構造体は、すべて
合格であった。

【００２３】以上、表２の結果から明らかなように、微
粒子捕集用フィルターとして重要な特性である耐破損
性、微粒子の捕集効率、圧損の結果から総合判定する
と、本発明の実施例である試験Ｎｏ．７〜２０のハニカ
ム構造体フィルタはいずれも耐破損性、捕集効率、圧損
特性を満足するフィルタであった。

【００２４】（比較例２）ディーゼル微粒子捕集フィル
ター用コージェライト質ハニカム構造体を製造するた
め、まずコージェライト組成すなわちＳｉＯ_２が４２〜
５６質量％、Ａｌ_２Ｏ_３が３０〜４５質量％、ＭｇＯが
１２〜１６質量％となるようにカオリン、仮焼カオリ
ン、アルミナ、水酸化アルミニウム、シリカ、タルク、
及び黒鉛粉末、カーボン粉末等アスペクト比の大きい扁
平形状の造孔剤の所定量を混合する。次に、この混合物
に可塑剤及び粘結剤を加えて可塑化可能なバッチを作製
し、このバッチを公知の押出成形法により、直径１４３
ｍｍ、長さ１５２ｍｍの円筒形ハニカム構造体を成形し
た。次いでこの成形体を乾燥した上で１３５０〜１４４
０℃の温度域で焼成して、第１図(ａ)、(ｂ)の正面図及
び側面図を示すように多孔質セラミック隔壁３と貫通孔
２からなる各種コージェライト質セラミックハニカム構
造体１を得た。ハニカム構造体の製造に当たっては、原
料の配合組成、成形条件或いは焼成条件等々を調整する
ことによって、表２に示す試験Ｎ０．２１〜２４のハニ
カム構造体を製造した。以下、実施例２と同様の方法に
より、気孔率、平均細孔径、真円度、Ａ軸圧縮強度の測
定を行い、端面の目封じを行った上で、フィルター特性
の測定を行った。

【００２５】表２に記載の本発明の比較例である試験Ｎ
ｏ．２１、２２のハニカム構造体は、断面積が１０００
μｍ^２以上の細孔のうちアスペクト比が２以下の細孔の
個数が６０％を下回ったことから、Ａ軸圧縮強度が３Ｍ
Ｐａを下回る値となったため、耐破損性はいずれも不合
格となり、総合判定は不合格（×）となった。一方試験
Ｎｏ．２３のハニカム構造体は、気孔率が５５％を下回
ったため、圧損が不合格となり、総合判定は不合格
（×）となった。また、試験Ｎｏ．２４のハニカム構造
体では、気孔率が８０％を上まわったため、アスペクト
比２以上の個数割合が６０％以上であるにも拘わらず、
３ＭＰａ以上のＡ軸圧縮強度が得られず、耐破損性が不
合格となり、また捕集効率も不合格となったことから、
総合判定は不合格（×）となった。

【００２６】

【表２】

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、ハニカム構造体フィル
ターを構成するコージェライト質セラミックス中の断面
積１０００μｍ^２以上の細孔の形態を略円形状のものが
含まれるようにしているため、或いは断面積１０００μ
ｍ^２以上の細孔のうちアスペクト比２以下の細孔の個数
割合を６０％以上としているため、気孔率が５５〜８０
％の高い値であっても、ディーゼルパティキュレートフ
ィルターとして使用した際に発生する熱応力や熱衝撃応
力、組立時の機械的締め付け力や振動による応力に対し
ても破損しない、耐久性に優れたコージェライト質セラ
ミックハニカム構造体が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれハニカム構造体の
一例を示す正面図及び側面図である。

【図２】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれハニカム構造体を
使用したフィルターの一例を示す正面図及び側面図であ
る。

【符号の説明】

１セラミックハニカム構造体、２隔壁、３貫
通孔、４セラミックハニカムフィルタ、５封じ材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C04B 38/00 303 B01D 39/20 C04B 35/195

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】主成分の化学組成がＳｉＯ_２：４２〜５
６質量％、Ａｌ_２Ｏ_３：３０〜４５質量％、ＭｇＯ：１
２〜１６％であるコージェライト質セラミックハニカム
構造体であって、気孔率が５５〜８０％、隔壁の任意断
面において断面積が１０００μm^２以上である細孔のう
ち細孔の断面形状が略円形状であるものが含まれ、該細
孔の真円度が１〜１０である細孔の個数が５０％以上で
あることを特徴とするコージェライト質セラミックハニ
カム構造体。
【請求項２】主成分の化学組成がＳｉＯ_２：４２〜５
６質量％、Ａｌ_２Ｏ_３：３０〜４５質量％、ＭｇＯ：１
２〜１６％であるコージェライト質セラミックハニカム
構造体であって、気孔率が５５〜８０％、隔壁の任意断
面において断面積が１０００μm^２以上である細孔のう
ち、アスペクト比が２以下の細孔の個数が６０％以上で
あることを特徴とするコージェライト質セラミックハニ
カム構造体。
【請求項３】気孔率が６０〜７０％であることを特徴
とする請求項１乃至請求項２のいずれかに記載のコージ
ェライト質セラミックハニカム構造体。
【請求項４】細孔の平均細孔径が１０〜４０μmであ
ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の
コージェライト質セラミックハニカム構造体。
【請求項５】隔壁の厚さが０．１〜０．４５ｍｍ、隔
壁の間隔が１〜３．５ｍｍであることを特徴とする請求
項１乃至４のいずれかに記載のコージェライト質セラミ
ックハニカム構造体。
【請求項６】Ａ軸圧縮強度が３ＭＰａ以上であること
を特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のコージ
ェライト質セラミックハニカム構造体。