ハニカムセグメント接合体
【課題】耐熱衝撃性に優れるハニカムセグメント接合体を提供すること。
【解決手段】多孔質の隔壁６によって区画形成されるとともに互いに平行に配設される流体の流路となる複数のセル５を持ったセル構造体と、セル構造体の外周に配設される外壁と、を有するハニカムセグメント２を複数備え、複数のハニカムセグメント２のそれぞれの外壁同士が接合層９を介して接合されてなるものであり、セルの流路方向と直交する切断面における重心の近傍に位置する接合層の厚み方向の圧縮ヤング率（Ｍ１）と、その最外周に位置するハニカムセグメントの外壁を接合する接合層の厚み方向の圧縮ヤング率（Ｍ２）が、Ｍ１＜Ｍ２の関係を満たすハニカムセグメント接合体１。
【解決手段】多孔質の隔壁６によって区画形成されるとともに互いに平行に配設される流体の流路となる複数のセル５を持ったセル構造体と、セル構造体の外周に配設される外壁と、を有するハニカムセグメント２を複数備え、複数のハニカムセグメント２のそれぞれの外壁同士が接合層９を介して接合されてなるものであり、セルの流路方向と直交する切断面における重心の近傍に位置する接合層の厚み方向の圧縮ヤング率（Ｍ１）と、その最外周に位置するハニカムセグメントの外壁を接合する接合層の厚み方向の圧縮ヤング率（Ｍ２）が、Ｍ１＜Ｍ２の関係を満たすハニカムセグメント接合体１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハニカムセグメント接合体に関し、更に詳しくは、耐熱衝撃性に優れるハニカムセグメント接合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
排ガス用の捕集フィルター、例えば、ディーゼルエンジン等からの排ガスに含まれている粒子状物質（以下、「ＰＭ」ともいう）を捕集して除去するためのディーゼルパティキュレートフィルター（以下、「ＤＰＦ」ともいう）として、ハニカム構造体が広く使用されている。
【０００３】
このようなハニカム構造体は、通常、炭化珪素（ＳｉＣ）等からなる多孔質の隔壁によって区画形成された流体の流路となる複数のセルが、流路方向に互いに平行に配設される構造を有している。また、隣接するセルの端部は、相互に市松模様を呈するように目封止されている。即ち、一のセルは、一方の端部が開口し、他方の端部が目封止されており、これと隣接する他のセルは、一方の端部が目封止され、他方の端部が開口している。
【０００４】
このように目封止されていることにより、排ガスは、一方の端部から所定のセル（流入セル）に流入し、多孔質の隔壁を通過した後、流入セルに隣接するセル（流出セル）を経由して流出する。隔壁を通過する際に、排ガス中のＰＭは隔壁に捕集されるので、排ガスが浄化される。
【０００５】
このようなハニカム構造体を長期間継続して使用するためには、定期的に再生処理を施す必要がある。即ち、フィルター内部に経時的に堆積するＰＭにより増大する圧力損失を低減し、フィルター性能を初期状態に戻すために、フィルター内部に堆積したＰＭを燃焼して除去する必要がある。このフィルターを再生する際に大きな熱応力が発生し、ハニカム構造体にクラックや破壊等の欠陥を発生させるという問題があった。この熱応力に対する耐熱衝撃性の向上の要請に対応すべく、セル構造体を複数のハニカムセグメントに分割し、それらを接合層を介して接合した接合体で構成することにより、熱応力を分散、緩和する機能を持たせた分割構造のハニカム構造体が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら、近年、フィルターの再生限界の向上の要請は更に高まっている。フィルターの再生限界を向上する場合、再生処理を施すまでに堆積するＰＭの量が増えるため、再生時に発生する熱応力も増大することになり、開示されたハニカム構造体では耐熱衝撃性の向上が十分ではなかった。耐熱衝撃性の向上を実現するため、複数のハニカムセグメントを一体的に接合するための接合層には、優れた応力緩和機能と接合強度が求められている。こうした接合層の改善による耐熱衝撃性の向上を目的として、ハニカムセグメントを接合するための接合層材質のヤング率を、ハニカムセグメント材質の２０％以下としたハニカム構造体が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
また、所定の材料からなる接合材層のヤング率を３ＧＰａ以上とすることで、熱歪による被接合物の変形を抑制するとともに、応力による接合材層の破断を抑制することにより、耐熱衝撃性を向上させたハニカム構造体が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第４３３５７８３号明細書
【特許文献２】特開２００１−１９０９１６号公報
【特許文献３】特開２００８−１７９５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、耐熱衝撃性に優れるハニカムセグメント接合体を提供することにある。
【００１０】
本発明者らは上記課題を達成すべく、接合部位における接合層のヤング率が応力に与える影響を調査した結果、ハニカムセグメントの変形がより大きい中心部付近では、従来どおり接合層のヤング率を低くしたほうが応力低減の効果があるが、中心部付近の変形を受けて応力が集中する外周部付近では、逆にヤング率を高くすることによって隣り合うハニカムセグメントに応力が分散され、結果的に応力をより低減できることがわかった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような知見から、中心部付近のハニカムセグメントを接合する接合層のヤング率を低くするとともに、外周部付近のハニカムセグメントを接合する接合層のヤング率を高くすることにより、接合層の応力緩和機能の向上が更に期待でき、結果、ハニカム構造体の耐熱衝撃性を更に向上させることが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
即ち、本発明によれば、以下に示すハニカムセグメント接合体が提供される。
【００１３】
［１］多孔質の隔壁によって区画形成されるとともに互いに平行に配設される流体の流路となる複数のセルを持ったセル構造体と、前記セル構造体の外周に配設される外壁と、を有するハニカムセグメントを複数備え、複数の前記ハニカムセグメントのそれぞれの前記外壁同士が接合層を介して接合されてなるものであり、前記セルの流路方向と直交する切断面における重心の近傍に位置する前記接合層の厚み方向の圧縮ヤング率（Ｍ１）と、その最外周に位置する前記ハニカムセグメントの前記外壁を接合する前記接合層の厚み方向の圧縮ヤング率（Ｍ２）が、Ｍ１＜Ｍ２の関係を満たすハニカムセグメント接合体。
【００１４】
［２］前記圧縮ヤング率（Ｍ１）と、前記圧縮ヤング率（Ｍ２）が、Ｍ２／Ｍ１≧１．０１の関係を満たす前記［１］に記載のハニカムセグメント接合体。
【００１５】
［３］前記圧縮ヤング率（Ｍ１）と、前記圧縮ヤング率（Ｍ２）が、Ｍ２／Ｍ１≧１．１の関係を満たす前記［１］に記載のハニカムセグメント接合体。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のハニカムセグメント接合体は、耐熱衝撃性に優れるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のハニカムセグメント接合体の一実施形態を示す斜視図である。
【図２Ａ】本発明のハニカムセグメント接合体のセルの流路方向と直交する切断面の一例を示す断面図である。
【図２Ｂ】本発明のハニカムセグメント接合体のセルの流路方向と直交する切断面の他の例を示す断面図である。
【図２Ｃ】本発明のハニカムセグメント接合体のセルの流路方向と直交する切断面の更に他の例を示す断面図である。
【図３】本発明のハニカムセグメント接合体を構成するハニカムセグメントの一例を示す斜視図である。
【図４】図３に示すハニカムセグメントのＡ−Ａ切断面を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
【００１９】
本発明のハニカムセグメント接合体は、多孔質の隔壁によって区画形成されるとともに互いに平行に配設される流体の流路となる複数のセルを持ったセル構造体と、セル構造体の外周に配設される外壁と、を有するハニカムセグメントを複数備え、複数のハニカムセグメントのそれぞれの外壁同士が接合層を介して接合されてなるものであり、セルの流路方向と直交する切断面における重心の近傍に位置する接合層の厚み方向の圧縮ヤング率（Ｍ１）と、その最外周に位置するハニカムセグメントの外壁を接合する接合層の厚み方向の圧縮ヤング率（Ｍ２）が、Ｍ１＜Ｍ２の関係を満たすものである。
【００２０】
また、圧縮ヤング率（Ｍ１）と、圧縮ヤング率（Ｍ２）が、Ｍ２／Ｍ１≧１．０１の関係を満たすものであることが好ましく、Ｍ２／Ｍ１≧１．１の関係を満たすものであることが更に好ましい。このような関係を満たすものであることで、接合層及びハニカムセグメントに生ずる熱応力を更に緩和することができ、結果、ハニカムセグメント接合体の耐熱衝撃性を更に向上させることができる。
【００２１】
本発明のハニカムセグメント接合体は上記の関係を満たすものであることで、接合層の応力低減が実現可能である。そのため、ハニカムセグメント接合体のサイズ、セル構造、隔壁を構成する材質、断面形状等は接合層の応力低減に影響するものではなく、任意に設定することができる。
【００２２】
１ ハニカムセグメント接合体
本発明のハニカムセグメント接合体の一実施形態について、図面を用いて説明する。図１は、本発明のハニカムセグメント接合体の一実施形態を示す斜視図である。図１において、ハニカムセグメント接合体１は、多孔質の隔壁６によって区画形成されるとともに互いに平行に配設される流体の流路となる複数のセル５を持ったセル構造体と、セル構造体の外周に配設される外壁と、を有するハニカムセグメント２を複数備え、複数のハニカムセグメント２のそれぞれの外壁同士が接合層９を介して接合されている。なお、図１において、ハニカムセグメント接合体１は、円柱状の形状であるが、本発明のハニカムセグメント接合体の形状は円柱状に限定されるものではない。
【００２３】
ハニカムセグメント接合体を構成するハニカムセグメントの個数は特に限定されるものではなく、通常、９〜１００個程度である。本発明のハニカムセグメント接合体は、複数のハニカムセグメントのそれぞれの外壁どうしが接合層を介して接合されてなるものであることで、熱応力が緩和され、排ガスの急激な温度変化や局所的な発熱にさらされ、内部に不均一な温度分布が生じた場合のクラックの発生を抑制することができる。
【００２４】
また、ハニカムセグメント接合体は、その外周部を切削加工したものであっても良く、切削加工していないものであっても良い。切削加工していないものである場合は、例えば最外周部の外形形状が予め最終的に必要な外形形状に作製されたハニカムセグメントを用いれば良い。なお、この最外周部の切削加工の有無は、本発明の主旨に影響するものではない。
【００２５】
更に、ハニカムセグメント接合体は、切削加工した後の外周面上に外周コート層が配設されたものであっても良く、外周コート層が配設されていないものであっても良い。外周コート層が配設されていないものである場合は、例えば最外周部の外形形状が予め最終的に必要な外形形状に作製されたハニカムセグメントを用いれば良い。なお、この外周コート層の有無は、本発明の主旨に影響するものではない。
【００２６】
（１） ハニカムセグメント
ハニカムセグメントは、多孔質の隔壁によって区画形成されるとともに互いに平行な流体の流路となる複数のセルを有するセル構造体と、セル構造体の外周に配設された外壁と、を有するものである。多孔質の隔壁によって区画形成された複数のセルは、ハニカムセグメントの二つの端面間を連通している。
【００２７】
ハニカムセグメントの材質は、平均細孔径が５〜４０μｍであり、気孔率が３０〜８５％であることが更に好ましい。より具体的には、強度及び耐熱性の観点から、炭化珪素（ＳｉＣ）、炭化珪素（ＳｉＣ）を骨材とし、かつ珪素（Ｓｉ）を結合材とする珪素−炭化珪素系複合材料、窒化珪素、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素−コージェライト系複合材、リチウムアルミニウムシリケート、チタン酸アルミニウム、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系金属からなる群より選択される少なくとも１種を材質として用いることが好ましい。なお、平均細孔径は、「ＪＡＳＯ 自動車規格 自動車排気ガス浄化触媒セラミックモノリス担体の試験方法 Ｍ５０５−８７の６．３に記載の全細孔容積、メジアン細孔径」の方法で測定された値であり、気孔率は、細孔容積より算出の方法で測定された値である。
【００２８】
多孔質の隔壁によって区画形成されるとともに互いに平行に配設される流体の流路となる複数のセルには、一方の端面と他方の端面において相補的な市松模様を呈するように目封止が形成される。セルにこのような目封止が形成されることで、排ガスが本発明のハニカムセグメント接合体を用いたＤＰＦを流れるときに、連通する端面間をそのまま通過することは無く、隔壁を少なくとも一度は通過しなくてはならない。このときに排ガスに含まれるＰＭが除去される。
【００２９】
隔壁に堆積したＰＭは、適切な時間又は距離の間隔で排ガス温度を上げてやることにより燃焼除去する。ＰＭを燃焼除去する目的で、ハニカムセグメントを構成する多孔質の隔壁に触媒を担持しても良く、担持しなくても良い。触媒を担持する場合、触媒としては、例えば、貴金属元素、周期表ＶＩａ族の元素、及び周期表ＶＩＩＩ族の元素からなる群より選択される少なくとも一種の元素を含む単体又は化合物を用いることができる。より具体的には、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、セリウム（Ｃｅ）、銅（Ｃｕ）、バナジウム（Ｖ）、鉄（Ｆｅ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）等の元素を含む単体又は化合物を挙げることができる。また、ＮＯｘ選択還元型触媒成分やＮＯｘ吸蔵型触媒成分を用いても良い。触媒を担持しない場合は、燃料中にＣｅやＦｅ等の燃料添加剤を投入することにより、それらの触媒作用で排ガスの熱によりＰＭを燃焼することができる。また、触媒も燃料添加剤も使わずにエンジン制御のみで排ガスの温度を上げてＰＭを燃焼することもできる。なお、この触媒担持の有無は、本発明の主旨に影響するものではない。
【００３０】
ここで、ハニカムセグメントについて図面を用いて説明する。図３は、本発明のハニカムセグメント接合体を構成するハニカムセグメントの一例を示す斜視図である。ハニカムセグメント２は、多孔質の隔壁６によって区画形成されるとともに互いに平行に配設された流体の流路となる複数のセル５を有するセル構造体と、セル構造体の外周に配設される外壁８とを有するものであり、ハニカム形状を有している。また、セル５には、一方の端面と他方の端面において相補的な市松模様を呈するように目封止７が形成されている。なお、図３において、ハニカムセグメント２の形状は角柱状であるが、本発明のハニカムセグメント接合体を構成するハニカムセグメントの形状は角柱状に限定されるものではなく、必要に応じて適宣選択することができる。
【００３１】
セル５に、一方の端面と他方の端面において相補的な市松模様を呈するように目封止７が形成されていることで、図４に示すように、本発明のハニカムセグメント接合体をＤＰＦとして用いる場合に、ＰＭを含む排ガスが一方の端面の目封止７が形成されていないセル５から流入し、多孔質の隔壁６を少なくとも一度通過した後、他方の端面の目封止７が形成されていないセル５から排出される。多孔質の隔壁６を通過する際に、排ガスに含まれるＰＭが除去される。
【００３２】
（２） 接合層
接合層は、ハニカムセグメントのそれぞれの外壁同士を接合している。接合層においては、セルの流路方向と直交する切断面における重心の近傍に位置する接合層（以下、「重心近傍接合層」ともいう）の厚み方向の圧縮ヤング率（Ｍ１）と、その最外周に位置するハニカムセグメントの外壁を接合する接合層（以下、「外周接合層」ともいう）の厚み方向の圧縮ヤング率（Ｍ２）が、Ｍ１＜Ｍ２の関係を満たしており、Ｍ２／Ｍ１≧１．０１の関係を満たすことが好ましく、Ｍ２／Ｍ１≧１．１の関係を満たすことが更に好ましい。
【００３３】
ここで、先ず、「セルの流路方向と直交する切断面における重心の近傍に位置する接合層」について、図面を用いて説明する。図２Ａ〜２Ｃは、本発明のハニカムセグメント接合体のセルの流路方向と直交する切断面の一例を示す断面図である。図２Ａに示すように、切断面３の重心Ｇが接合層９ａ上に位置する場合には、重心近傍接合層とは、重心Ｇを含む接合層９ａをいう。また、図２Ｂに示すように、切断面１３の重心Ｇがハニカムセグメント１２の中心に位置する場合には、重心近傍接合層とは、ハニカムセグメント１２と他のハニカムセグメントを接合している接合層１９ａをいう。更に、図２Ｃに示すように、切断面２３の重心Ｇが接合層９上及びハニカムセグメント２２の中心に位置しない場合には、重心近傍接合層とは、重心Ｇから最も近い距離にある接合層２９ａをいう。
【００３４】
次に、「最外周に位置するハニカムセグメントの外壁を接合する接合層」について、図面を用いて説明する。外周接合層とは、図２Ａ〜２Ｃに示すように、切断面３，１３，２３の最外周に位置するハニカムセグメント２を接合している接合層９ｂ，１９ｂ，２９ｂをいう。
【００３５】
なお、「厚み方向の圧縮ヤング」は、両端面間の任意の一断面のみで測定した圧縮ヤングとしても良いが、例えば、一方の端面の近傍における一の切断面と、他方の端面の近傍における他の切断面と、両端面間の中央における更に他の切断面と、の３点で測定した厚み方向の圧縮ヤング率の平均値とすることが好ましい。なお、「端面の近傍」とは、端面から１５ｍｍ〜５０ｍｍ程度の端面の目封じ部を除いた位置をいう。
【００３６】
厚み方向の圧縮ヤング率は次のように算出することができる。所定の寸法（１０×１０ｍｍ〜３０×３０ｍｍ、厚み０．５〜３ｍｍ）の試料を切り出し、厚み方向の圧縮試験を行う。なお、試料には基材がついていてもかまわない。厚み方向の圧縮ヤング率は、荷重を０〜３ＭＰａまで試料に加えたときの応力−ひずみ曲線における傾きとして、下記式より算出することができる。
【００３７】
【数１】
（式中、Ｅは、厚み方向の圧縮ヤング率（ＭＰａ）を示し、Ｗは、荷重（Ｎ）を示し、Ｓは、試料面積（ｍｍ２）を示し、ｔは、試料厚み（ｍｍ）を示し、Δｔは、試料厚みの変化量（ｍｍ）を示す。）
【００３８】
接合層の構成成分としては、通常、無機繊維を含むが、含まなくとも良い。これ以外にも、例えば、無機バインダー、有機バインダー、無機粒子、発泡粒子等を含むことがある。無機繊維として、具体的には、アルミノシリケート、アルミナ、ＳｉＯ２−ＭｇＯ系及びＳｉＯ２−ＣａＯ−ＭｇＯ系等の酸化物繊維、その他の繊維（例えば、ＳｉＣ繊維）等を挙げることができる。また、無機バインダーとして、具体的には、シリカゾル、アルミナゾル、粘土等を挙げることができる。更に、有機バインダーとして、具体的には、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、カルボキシメチルセルローズ（ＣＭＣ）、メチルセルロース（ＭＣ）等を挙げることができる。また、無機粒子として、具体的には、炭化珪素、窒化珪素、コージェライト、アルミナ、ムライト等のセラミックスを挙げることができる。
【００３９】
これらの構成成分の比率を、重心近傍接合層と外周接合層で変えることにより、接合材料自体の剛性や、接合材料の気孔率及び気孔分布を変えることができ、その結果、重心近傍接合層と外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率を任意に変えることができる。また、接合層を形成する際に使用する接合材スラリーの水分比を重心近傍接合層と外周接合層で変えることによって、重心近傍接合層と外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率を変えることもできる。ここで、接合層は、通常、ハニカムセグメント同士を接着する機能を有しているが、接合する機能を有していなくても、ハニカムセグメント同士を弾性的に介する材料によって熱応力を緩和する機能さえ有していれば、接合層及びハニカムセグメントの応力緩和機能は発現できるため、本発明の主旨に含まれる。
【００４０】
接合層の厚み方向の圧縮ヤング率は、特に限定されるものではないが、１．５ＧＰａ以下であることが好ましい。１．５ＧＰａ超であると、ハニカムセグメントの膨らみによって隣接するハニカムセグメントに与えられる応力が、接合層で十分に緩和されなくなり、その結果、ＤＰＦとして使用する場合に、再生時の局所的な過昇温により、高温部が膨らんだハニカムセグメントに隣接するハニカムセグメントが破損する場合がある。
【００４１】
本発明のハニカムセグメント接合体を製造する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、「（１） ハニカムセグメント」に記載のハニカムセグメントと接合材スラリーを用い、特開２００８−１６２８７９号公報の段落００７２と段落００７６に記載の方法で製造する事が出来る。また、例えば最外周部を構成するハニカムセグメントの外形形状を、予め最終的に必要な外形形状になるように作製したハニカムセグメントを用いれば、ハニカムセグメントの複数個を接合した後、外周部を切削加工する必要はなく、所望の外形形状のハニカムセグメント接合体を得ることができる。
【００４２】
接合材スラリーは、接合層の構成成分に、必要に応じて有機バインダー（例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルロース等）、分散剤、水等を加え、それをミキサー等の混練機を使用して混合・混練してペースト状にすることで調製することができる。なお、接合層の構成成分は、「接合層」にて記載した構成成分である。
【実施例】
【００４３】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」及び「％」は、特に断らない限り質量基準である。また、各種物性値の測定方法、及び諸特性の評価方法を以下に示す。
【００４４】
［クラック有無の評価］：ディーゼルエンジンにてスート再生試験を行った。試験条件としては、エンジン回転数：２０００ｒｐｍ、エンジントルク：９０Ｎｍに保った状態で、ポストインジェクションを入れ、ハニカムセグメント接合体前後の圧力損失が落ち始めたところでポストインジェクションを切り、エンジン状態をアイドルに切り替える。試験後におけるハニカムセグメント接合体の円周方向のクラック発生を目視にて判断し、クラックが発生した場合を「有り」と評価し、クラックが発生していない場合を「無し」と評価した。
【００４５】
［ハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力（ＭＰａ）］：上記したスート再生試験条件で応力解析を実施した際、ハニカムセグメント接合体の円周方向のクラックの起因となるハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力を、特開２００５−２４２６７９号公報に記載されている方法にて算出した。
【００４６】
［応力低減率（％）］：実施例１〜６については、比較例１のハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力を基準として算出した。実施例７〜１２については、比較例２のハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力を基準として算出した。実施例１３〜１８については、比較例３のハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力を基準として算出した。実施例１９〜２４については、比較例４のハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力を基準として算出した。実施例２５〜３０については、比較例５のハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力を基準として算出した。実施例３１〜３６については、比較例６のハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力を基準として算出した。
【００４７】
（実施例１）
その断面形状が、一辺が約３６ｍｍの正方形であり、その長さが約２５４ｍｍであるハニカムセグメント１６個のそれぞれの外壁同士を、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）が、１．０１となるように、それぞれ異なるヤング率の接合材スラリーを用いて接合し、外部より圧力を加え、１４０℃、２時間乾燥してハニカム積層体を得た。このハニカム積層体の外周を円筒状に切削加工した後、外周コート材を塗布し、７００℃、２時間乾燥硬化させて、外径が約１４４ｍｍであり、長さが約２５４ｍｍの図２Ａに示すような切断面を有するハニカムセグメント接合体を製造した。製造したハニカムセグメント接合体を用いて、スス量８．１ｇ／Ｌの条件でスート再生試験を行ったところ、クラック有無の評価は「無し」であり、ハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力は１９ＭＰａであり、応力低減率は５％であった。なお、ハニカムセグメントは、その気孔率が５２％であり、曲げ強度が２０ＭＰａである珪素−炭化珪素系複合材料を用いた。また、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）は２０．０ＭＰａであり、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）は２０．２ＭＰａである。
【００４８】
（実施例２〜６及び比較例１）
重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）が、表１に示す値となるように、それぞれ異なるヤング率の接合材スラリーを用いて接合し、スート再生試験で、スス量の条件を表１に記載した条件にしたこと以外は、実施例１と同様にして各ハニカムセグメント接合体を製造した。
【００４９】
【表１】
【００５０】
表１に示すように、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）を、１．０１以上にすることで、応力を低減することができ、ハニカムセグメント接合体の耐熱衝撃性を向上させることができることがわかる。特に、実施例３の結果から、Ｍ２／Ｍ１を１．１以上とすることで、その効果が顕著であることがわかる。
【００５１】
（実施例７）
その断面形状が、一辺が約３６ｍｍの正方形であり、その長さが約２５４ｍｍであるハニカムセグメント１６個のそれぞれの外壁同士を、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）が、１．０１となるように、それぞれ異なるヤング率の接合材スラリーを用いて接合し、外部より圧力を加え、１４０℃、２時間乾燥してハニカム積層体を得た。このハニカム積層体の外周を円筒状に切削加工した後、外周コート材を塗布し、７００℃、２時間乾燥硬化させて、外径が約１４４ｍｍであり、長さが約２５４ｍｍの図２Ａに示すような切断面を有するハニカムセグメント接合体を製造した。製造したハニカムセグメント接合体を用いて、スス量１０．１ｇ／Ｌの条件でスート再生試験を行ったところ、クラック有無の評価は「無し」であり、ハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力は４４ＭＰａであり、応力低減率は４％であった。なお、ハニカムセグメントは、その気孔率が４１％であり、曲げ強度が４５ＭＰａである珪素−炭化珪素系複合材料を用いた。また、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）は２０．０ＭＰａであり、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）は２０．２ＭＰａである。
【００５２】
（実施例８〜１２及び比較例２）
重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）が、表２に示す値となるように、それぞれ異なるヤング率の接合材スラリーを用いて接合し、スート再生試験で、スス量の条件を表２に記載した条件にしたこと以外は、実施例７と同様にして各ハニカムセグメント接合体を製造した。
【００５３】
【表２】
【００５４】
表２に示すように、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）を、１．０１以上にすることで、応力を低減することができ、ハニカムセグメント接合体の耐熱衝撃性を向上させることができることがわかる。特に、実施例９の結果から、Ｍ２／Ｍ１を１．１以上にすることで、その効果が顕著であることがわかる。
【００５５】
（実施例１３）
その断面形状が、一辺が約３６ｍｍの正方形であり、その長さが約２５４ｍｍであるハニカムセグメント１６個のそれぞれの外壁同士を、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）が、１．０１となるように、それぞれ異なるヤング率の接合材スラリーを用いて接合し、外部より圧力を加え、１４０℃、２時間乾燥してハニカム積層体を得た。このハニカム積層体の外周を円筒状に切削加工した後、外周コート材を塗布し、７００℃、２時間乾燥硬化させて、外径が約１４４ｍｍであり、長さが約２５４ｍｍの図２Ａに示すような切断面を有するハニカムセグメント接合体を製造した。製造したハニカムセグメント接合体を用いて、スス量７．２ｇ／Ｌの条件でスート再生試験を行ったところ、クラック有無の評価は「無し」であり、ハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力は１５ＭＰａであり、応力低減率は６％であった。なお、ハニカムセグメントは、その気孔率が５８％であり、曲げ強度が１７ＭＰａである珪素−炭化珪素系複合材料を用いた。また、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）は２０．０ＭＰａであり、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）は２０．２ＭＰａである。
【００５６】
（実施例１４〜１８及び比較例３）
重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）が、表３に示す値となるように、それぞれ異なるヤング率の接合材スラリーを用いて接合し、スート再生試験で、スス量の条件を表３に記載した条件にしたこと以外は、実施例１３と同様にして各ハニカムセグメント接合体を製造した。
【００５７】
【表３】
【００５８】
表３に示すように、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）を、１．０１以上にすることで、応力を低減することができ、ハニカムセグメント接合体の耐熱衝撃性を向上させることができることがわかる。特に、実施例１５の結果から、Ｍ２／Ｍ１を１．１以上にすることで、その効果が顕著であることがわかる。
【００５９】
（実施例１９）
その断面形状が、一辺が約３６ｍｍの正方形であり、その長さが約２５４ｍｍであるハニカムセグメント１６個のそれぞれの外壁同士を、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）が、１．０１となるように、それぞれ異なるヤング率の接合材スラリーを用いて接合し、外部より圧力を加え、１４０℃、２時間乾燥してハニカム積層体を得た。このハニカム積層体の外周を円筒状に切削加工した後、外周コート材を塗布し、７００℃、２時間乾燥硬化させて、外径が約１４４ｍｍであり、長さが約２５４ｍｍの図２Ａに示すような切断面を有するハニカムセグメント接合体を製造した。製造したハニカムセグメント接合体を用いて、スス量９．９ｇ／Ｌの条件でスート再生試験を行ったところ、クラック有無の評価は「無し」であり、ハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力は４１ＭＰａであり、応力低減率は５％であった。なお、ハニカムセグメントは、その気孔率が４３％であり、曲げ強度が４４ＭＰａである炭化珪素を用いた。また、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）は２０．０ＭＰａであり、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）は２０．２ＭＰａである。
【００６０】
（実施例２０〜２４及び比較例４）
重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）が、表４に示す値となるように、それぞれ異なるヤング率の接合材スラリーを用いて接合し、スート再生試験で、スス量の条件を表４に記載した条件にしたこと以外は、実施例１９と同様にして各ハニカムセグメント接合体を製造した。
【００６１】
【表４】
【００６２】
表４に示すように、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）を、１．０１以上にすることで、応力を低減することができ、ハニカムセグメント接合体の耐熱衝撃性を向上させることができることがわかる。特に、実施例２１の結果から、Ｍ２／Ｍ１を１．１以上にすることで、その効果が顕著であることがわかる。
【００６３】
（実施例２５）
その断面形状が、一辺が約３６ｍｍの正方形であり、その長さが約３０５ｍｍであるハニカムセグメント４９個のそれぞれの外壁同士を、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）が、１．０１となるように、それぞれ異なるヤング率の接合材スラリーを用いて接合し、外部より圧力を加え、１４０℃、２時間乾燥してハニカム積層体を得た。このハニカム積層体の外周を円筒状に切削加工した後、外周コート材を塗布し、７００℃、２時間乾燥硬化させて、外径が約２２９ｍｍであり、長さが約３０５ｍｍの図２Ｂに示すような切断面を有するハニカムセグメント接合体を製造した。製造したハニカムセグメント接合体を用いて、スス量８．２ｇ／Ｌの条件でスート再生試験を行ったところ、クラック有無の評価は「無し」であり、ハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力は２０ＭＰａであり、応力低減率は５％であった。なお、ハニカムセグメントは、その気孔率が５２％であり、曲げ強度が２０ＭＰａである珪素−炭化珪素系複合材料を用いた。また、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）は２０．０ＭＰａであり、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）は２０．２ＭＰａである。
【００６４】
（実施例２６〜３０及び比較例５）
重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）が、表５に示す値となるように、それぞれ異なるヤング率の接合材スラリーを用いて接合し、スート再生試験で、スス量の条件を表５に記載した条件にしたこと以外は、実施例２５と同様にして各ハニカムセグメント接合体を製造した。
【００６５】
【表５】
【００６６】
表５に示すように、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）を、１．０１以上にすることで、応力を低減することができ、ハニカムセグメント接合体の耐熱衝撃性を向上させることができることがわかる。特に、実施例２７の結果から、Ｍ２／Ｍ１を１．１以上にすることで、その効果が顕著であることがわかる。
【００６７】
（実施例３１）
その断面形状が、一辺が約３６ｍｍの正方形であり、その長さが約３０５ｍｍであるハニカムセグメント２８個のそれぞれの外壁同士を、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）が、１．０１となるように、それぞれ異なるヤング率の接合材スラリーを用いて接合し、外部より圧力を加え、１４０℃、２時間乾燥してハニカム積層体を得た。このハニカム積層体の外周を切削加工した後、外周コート材を塗布し、７００℃、２時間乾燥硬化させて、長さが約３０５ｍｍの図２Ｃに示すような切断面を有するハニカムセグメント接合体を製造した。製造したハニカムセグメント接合体を用いて、スス量６．０ｇ／Ｌの条件でスート再生試験を行ったところ、クラック有無の評価は「無し」であり、ハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力は１８ＭＰａであり、応力低減率は５％であった。なお、ハニカムセグメントは、その気孔率が５２％であり、曲げ強度が２０ＭＰａである珪素−炭化珪素系複合材料を用いた。また、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）は２０．０ＭＰａであり、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）は２０．２ＭＰａである。
【００６８】
（実施例３２〜３６及び比較例６）
重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）が、表６に示す値となるように、それぞれ異なるヤング率の接合材スラリーを用いて接合し、スート再生試験で、スス量の条件を表６に記載した条件にしたこと以外は、実施例３１と同様にして各ハニカムセグメント接合体を製造した。
【００６９】
【表６】
【００７０】
表６に示すように、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）を、１．０１以上にすることで、応力を低減することができ、ハニカムセグメント接合体の耐熱衝撃性を向上させることができることがわかる。特に、実施例３３の結果から、Ｍ２／Ｍ１を１．１以上にすることで、その効果が顕著であることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明のハニカムセグメント接合体は、自動車用エンジン、建設機械用エンジン、産業機械用定置エンジン等の内燃機関、その他の燃焼機器等から排出される排気ガス中の粒子状物質を排気ガス中から除去するために利用することが出来る。
【符号の説明】
【００７２】
１：ハニカムセグメント接合体、２，１２，２２：ハニカムセグメント、３，１３，２３：切断面、５：セル、６：隔壁、７：目封止、８：外壁、９：接合層、９ａ，１９ａ，２９ａ：セルの流路方向と直交する切断面における重心の近傍に位置する接合層、９ｂ，１９ｂ，２９ｂ：最外周に位置するハニカムセグメントの外壁を接合する接合層、Ｇ：重心。
【技術分野】
【０００１】
本発明はハニカムセグメント接合体に関し、更に詳しくは、耐熱衝撃性に優れるハニカムセグメント接合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
排ガス用の捕集フィルター、例えば、ディーゼルエンジン等からの排ガスに含まれている粒子状物質（以下、「ＰＭ」ともいう）を捕集して除去するためのディーゼルパティキュレートフィルター（以下、「ＤＰＦ」ともいう）として、ハニカム構造体が広く使用されている。
【０００３】
このようなハニカム構造体は、通常、炭化珪素（ＳｉＣ）等からなる多孔質の隔壁によって区画形成された流体の流路となる複数のセルが、流路方向に互いに平行に配設される構造を有している。また、隣接するセルの端部は、相互に市松模様を呈するように目封止されている。即ち、一のセルは、一方の端部が開口し、他方の端部が目封止されており、これと隣接する他のセルは、一方の端部が目封止され、他方の端部が開口している。
【０００４】
このように目封止されていることにより、排ガスは、一方の端部から所定のセル（流入セル）に流入し、多孔質の隔壁を通過した後、流入セルに隣接するセル（流出セル）を経由して流出する。隔壁を通過する際に、排ガス中のＰＭは隔壁に捕集されるので、排ガスが浄化される。
【０００５】
このようなハニカム構造体を長期間継続して使用するためには、定期的に再生処理を施す必要がある。即ち、フィルター内部に経時的に堆積するＰＭにより増大する圧力損失を低減し、フィルター性能を初期状態に戻すために、フィルター内部に堆積したＰＭを燃焼して除去する必要がある。このフィルターを再生する際に大きな熱応力が発生し、ハニカム構造体にクラックや破壊等の欠陥を発生させるという問題があった。この熱応力に対する耐熱衝撃性の向上の要請に対応すべく、セル構造体を複数のハニカムセグメントに分割し、それらを接合層を介して接合した接合体で構成することにより、熱応力を分散、緩和する機能を持たせた分割構造のハニカム構造体が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら、近年、フィルターの再生限界の向上の要請は更に高まっている。フィルターの再生限界を向上する場合、再生処理を施すまでに堆積するＰＭの量が増えるため、再生時に発生する熱応力も増大することになり、開示されたハニカム構造体では耐熱衝撃性の向上が十分ではなかった。耐熱衝撃性の向上を実現するため、複数のハニカムセグメントを一体的に接合するための接合層には、優れた応力緩和機能と接合強度が求められている。こうした接合層の改善による耐熱衝撃性の向上を目的として、ハニカムセグメントを接合するための接合層材質のヤング率を、ハニカムセグメント材質の２０％以下としたハニカム構造体が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
また、所定の材料からなる接合材層のヤング率を３ＧＰａ以上とすることで、熱歪による被接合物の変形を抑制するとともに、応力による接合材層の破断を抑制することにより、耐熱衝撃性を向上させたハニカム構造体が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第４３３５７８３号明細書
【特許文献２】特開２００１−１９０９１６号公報
【特許文献３】特開２００８−１７９５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、耐熱衝撃性に優れるハニカムセグメント接合体を提供することにある。
【００１０】
本発明者らは上記課題を達成すべく、接合部位における接合層のヤング率が応力に与える影響を調査した結果、ハニカムセグメントの変形がより大きい中心部付近では、従来どおり接合層のヤング率を低くしたほうが応力低減の効果があるが、中心部付近の変形を受けて応力が集中する外周部付近では、逆にヤング率を高くすることによって隣り合うハニカムセグメントに応力が分散され、結果的に応力をより低減できることがわかった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような知見から、中心部付近のハニカムセグメントを接合する接合層のヤング率を低くするとともに、外周部付近のハニカムセグメントを接合する接合層のヤング率を高くすることにより、接合層の応力緩和機能の向上が更に期待でき、結果、ハニカム構造体の耐熱衝撃性を更に向上させることが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
即ち、本発明によれば、以下に示すハニカムセグメント接合体が提供される。
【００１３】
［１］多孔質の隔壁によって区画形成されるとともに互いに平行に配設される流体の流路となる複数のセルを持ったセル構造体と、前記セル構造体の外周に配設される外壁と、を有するハニカムセグメントを複数備え、複数の前記ハニカムセグメントのそれぞれの前記外壁同士が接合層を介して接合されてなるものであり、前記セルの流路方向と直交する切断面における重心の近傍に位置する前記接合層の厚み方向の圧縮ヤング率（Ｍ１）と、その最外周に位置する前記ハニカムセグメントの前記外壁を接合する前記接合層の厚み方向の圧縮ヤング率（Ｍ２）が、Ｍ１＜Ｍ２の関係を満たすハニカムセグメント接合体。
【００１４】
［２］前記圧縮ヤング率（Ｍ１）と、前記圧縮ヤング率（Ｍ２）が、Ｍ２／Ｍ１≧１．０１の関係を満たす前記［１］に記載のハニカムセグメント接合体。
【００１５】
［３］前記圧縮ヤング率（Ｍ１）と、前記圧縮ヤング率（Ｍ２）が、Ｍ２／Ｍ１≧１．１の関係を満たす前記［１］に記載のハニカムセグメント接合体。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のハニカムセグメント接合体は、耐熱衝撃性に優れるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のハニカムセグメント接合体の一実施形態を示す斜視図である。
【図２Ａ】本発明のハニカムセグメント接合体のセルの流路方向と直交する切断面の一例を示す断面図である。
【図２Ｂ】本発明のハニカムセグメント接合体のセルの流路方向と直交する切断面の他の例を示す断面図である。
【図２Ｃ】本発明のハニカムセグメント接合体のセルの流路方向と直交する切断面の更に他の例を示す断面図である。
【図３】本発明のハニカムセグメント接合体を構成するハニカムセグメントの一例を示す斜視図である。
【図４】図３に示すハニカムセグメントのＡ−Ａ切断面を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
【００１９】
本発明のハニカムセグメント接合体は、多孔質の隔壁によって区画形成されるとともに互いに平行に配設される流体の流路となる複数のセルを持ったセル構造体と、セル構造体の外周に配設される外壁と、を有するハニカムセグメントを複数備え、複数のハニカムセグメントのそれぞれの外壁同士が接合層を介して接合されてなるものであり、セルの流路方向と直交する切断面における重心の近傍に位置する接合層の厚み方向の圧縮ヤング率（Ｍ１）と、その最外周に位置するハニカムセグメントの外壁を接合する接合層の厚み方向の圧縮ヤング率（Ｍ２）が、Ｍ１＜Ｍ２の関係を満たすものである。
【００２０】
また、圧縮ヤング率（Ｍ１）と、圧縮ヤング率（Ｍ２）が、Ｍ２／Ｍ１≧１．０１の関係を満たすものであることが好ましく、Ｍ２／Ｍ１≧１．１の関係を満たすものであることが更に好ましい。このような関係を満たすものであることで、接合層及びハニカムセグメントに生ずる熱応力を更に緩和することができ、結果、ハニカムセグメント接合体の耐熱衝撃性を更に向上させることができる。
【００２１】
本発明のハニカムセグメント接合体は上記の関係を満たすものであることで、接合層の応力低減が実現可能である。そのため、ハニカムセグメント接合体のサイズ、セル構造、隔壁を構成する材質、断面形状等は接合層の応力低減に影響するものではなく、任意に設定することができる。
【００２２】
１ ハニカムセグメント接合体
本発明のハニカムセグメント接合体の一実施形態について、図面を用いて説明する。図１は、本発明のハニカムセグメント接合体の一実施形態を示す斜視図である。図１において、ハニカムセグメント接合体１は、多孔質の隔壁６によって区画形成されるとともに互いに平行に配設される流体の流路となる複数のセル５を持ったセル構造体と、セル構造体の外周に配設される外壁と、を有するハニカムセグメント２を複数備え、複数のハニカムセグメント２のそれぞれの外壁同士が接合層９を介して接合されている。なお、図１において、ハニカムセグメント接合体１は、円柱状の形状であるが、本発明のハニカムセグメント接合体の形状は円柱状に限定されるものではない。
【００２３】
ハニカムセグメント接合体を構成するハニカムセグメントの個数は特に限定されるものではなく、通常、９〜１００個程度である。本発明のハニカムセグメント接合体は、複数のハニカムセグメントのそれぞれの外壁どうしが接合層を介して接合されてなるものであることで、熱応力が緩和され、排ガスの急激な温度変化や局所的な発熱にさらされ、内部に不均一な温度分布が生じた場合のクラックの発生を抑制することができる。
【００２４】
また、ハニカムセグメント接合体は、その外周部を切削加工したものであっても良く、切削加工していないものであっても良い。切削加工していないものである場合は、例えば最外周部の外形形状が予め最終的に必要な外形形状に作製されたハニカムセグメントを用いれば良い。なお、この最外周部の切削加工の有無は、本発明の主旨に影響するものではない。
【００２５】
更に、ハニカムセグメント接合体は、切削加工した後の外周面上に外周コート層が配設されたものであっても良く、外周コート層が配設されていないものであっても良い。外周コート層が配設されていないものである場合は、例えば最外周部の外形形状が予め最終的に必要な外形形状に作製されたハニカムセグメントを用いれば良い。なお、この外周コート層の有無は、本発明の主旨に影響するものではない。
【００２６】
（１） ハニカムセグメント
ハニカムセグメントは、多孔質の隔壁によって区画形成されるとともに互いに平行な流体の流路となる複数のセルを有するセル構造体と、セル構造体の外周に配設された外壁と、を有するものである。多孔質の隔壁によって区画形成された複数のセルは、ハニカムセグメントの二つの端面間を連通している。
【００２７】
ハニカムセグメントの材質は、平均細孔径が５〜４０μｍであり、気孔率が３０〜８５％であることが更に好ましい。より具体的には、強度及び耐熱性の観点から、炭化珪素（ＳｉＣ）、炭化珪素（ＳｉＣ）を骨材とし、かつ珪素（Ｓｉ）を結合材とする珪素−炭化珪素系複合材料、窒化珪素、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素−コージェライト系複合材、リチウムアルミニウムシリケート、チタン酸アルミニウム、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系金属からなる群より選択される少なくとも１種を材質として用いることが好ましい。なお、平均細孔径は、「ＪＡＳＯ 自動車規格 自動車排気ガス浄化触媒セラミックモノリス担体の試験方法 Ｍ５０５−８７の６．３に記載の全細孔容積、メジアン細孔径」の方法で測定された値であり、気孔率は、細孔容積より算出の方法で測定された値である。
【００２８】
多孔質の隔壁によって区画形成されるとともに互いに平行に配設される流体の流路となる複数のセルには、一方の端面と他方の端面において相補的な市松模様を呈するように目封止が形成される。セルにこのような目封止が形成されることで、排ガスが本発明のハニカムセグメント接合体を用いたＤＰＦを流れるときに、連通する端面間をそのまま通過することは無く、隔壁を少なくとも一度は通過しなくてはならない。このときに排ガスに含まれるＰＭが除去される。
【００２９】
隔壁に堆積したＰＭは、適切な時間又は距離の間隔で排ガス温度を上げてやることにより燃焼除去する。ＰＭを燃焼除去する目的で、ハニカムセグメントを構成する多孔質の隔壁に触媒を担持しても良く、担持しなくても良い。触媒を担持する場合、触媒としては、例えば、貴金属元素、周期表ＶＩａ族の元素、及び周期表ＶＩＩＩ族の元素からなる群より選択される少なくとも一種の元素を含む単体又は化合物を用いることができる。より具体的には、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、セリウム（Ｃｅ）、銅（Ｃｕ）、バナジウム（Ｖ）、鉄（Ｆｅ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）等の元素を含む単体又は化合物を挙げることができる。また、ＮＯｘ選択還元型触媒成分やＮＯｘ吸蔵型触媒成分を用いても良い。触媒を担持しない場合は、燃料中にＣｅやＦｅ等の燃料添加剤を投入することにより、それらの触媒作用で排ガスの熱によりＰＭを燃焼することができる。また、触媒も燃料添加剤も使わずにエンジン制御のみで排ガスの温度を上げてＰＭを燃焼することもできる。なお、この触媒担持の有無は、本発明の主旨に影響するものではない。
【００３０】
ここで、ハニカムセグメントについて図面を用いて説明する。図３は、本発明のハニカムセグメント接合体を構成するハニカムセグメントの一例を示す斜視図である。ハニカムセグメント２は、多孔質の隔壁６によって区画形成されるとともに互いに平行に配設された流体の流路となる複数のセル５を有するセル構造体と、セル構造体の外周に配設される外壁８とを有するものであり、ハニカム形状を有している。また、セル５には、一方の端面と他方の端面において相補的な市松模様を呈するように目封止７が形成されている。なお、図３において、ハニカムセグメント２の形状は角柱状であるが、本発明のハニカムセグメント接合体を構成するハニカムセグメントの形状は角柱状に限定されるものではなく、必要に応じて適宣選択することができる。
【００３１】
セル５に、一方の端面と他方の端面において相補的な市松模様を呈するように目封止７が形成されていることで、図４に示すように、本発明のハニカムセグメント接合体をＤＰＦとして用いる場合に、ＰＭを含む排ガスが一方の端面の目封止７が形成されていないセル５から流入し、多孔質の隔壁６を少なくとも一度通過した後、他方の端面の目封止７が形成されていないセル５から排出される。多孔質の隔壁６を通過する際に、排ガスに含まれるＰＭが除去される。
【００３２】
（２） 接合層
接合層は、ハニカムセグメントのそれぞれの外壁同士を接合している。接合層においては、セルの流路方向と直交する切断面における重心の近傍に位置する接合層（以下、「重心近傍接合層」ともいう）の厚み方向の圧縮ヤング率（Ｍ１）と、その最外周に位置するハニカムセグメントの外壁を接合する接合層（以下、「外周接合層」ともいう）の厚み方向の圧縮ヤング率（Ｍ２）が、Ｍ１＜Ｍ２の関係を満たしており、Ｍ２／Ｍ１≧１．０１の関係を満たすことが好ましく、Ｍ２／Ｍ１≧１．１の関係を満たすことが更に好ましい。
【００３３】
ここで、先ず、「セルの流路方向と直交する切断面における重心の近傍に位置する接合層」について、図面を用いて説明する。図２Ａ〜２Ｃは、本発明のハニカムセグメント接合体のセルの流路方向と直交する切断面の一例を示す断面図である。図２Ａに示すように、切断面３の重心Ｇが接合層９ａ上に位置する場合には、重心近傍接合層とは、重心Ｇを含む接合層９ａをいう。また、図２Ｂに示すように、切断面１３の重心Ｇがハニカムセグメント１２の中心に位置する場合には、重心近傍接合層とは、ハニカムセグメント１２と他のハニカムセグメントを接合している接合層１９ａをいう。更に、図２Ｃに示すように、切断面２３の重心Ｇが接合層９上及びハニカムセグメント２２の中心に位置しない場合には、重心近傍接合層とは、重心Ｇから最も近い距離にある接合層２９ａをいう。
【００３４】
次に、「最外周に位置するハニカムセグメントの外壁を接合する接合層」について、図面を用いて説明する。外周接合層とは、図２Ａ〜２Ｃに示すように、切断面３，１３，２３の最外周に位置するハニカムセグメント２を接合している接合層９ｂ，１９ｂ，２９ｂをいう。
【００３５】
なお、「厚み方向の圧縮ヤング」は、両端面間の任意の一断面のみで測定した圧縮ヤングとしても良いが、例えば、一方の端面の近傍における一の切断面と、他方の端面の近傍における他の切断面と、両端面間の中央における更に他の切断面と、の３点で測定した厚み方向の圧縮ヤング率の平均値とすることが好ましい。なお、「端面の近傍」とは、端面から１５ｍｍ〜５０ｍｍ程度の端面の目封じ部を除いた位置をいう。
【００３６】
厚み方向の圧縮ヤング率は次のように算出することができる。所定の寸法（１０×１０ｍｍ〜３０×３０ｍｍ、厚み０．５〜３ｍｍ）の試料を切り出し、厚み方向の圧縮試験を行う。なお、試料には基材がついていてもかまわない。厚み方向の圧縮ヤング率は、荷重を０〜３ＭＰａまで試料に加えたときの応力−ひずみ曲線における傾きとして、下記式より算出することができる。
【００３７】
【数１】
（式中、Ｅは、厚み方向の圧縮ヤング率（ＭＰａ）を示し、Ｗは、荷重（Ｎ）を示し、Ｓは、試料面積（ｍｍ２）を示し、ｔは、試料厚み（ｍｍ）を示し、Δｔは、試料厚みの変化量（ｍｍ）を示す。）
【００３８】
接合層の構成成分としては、通常、無機繊維を含むが、含まなくとも良い。これ以外にも、例えば、無機バインダー、有機バインダー、無機粒子、発泡粒子等を含むことがある。無機繊維として、具体的には、アルミノシリケート、アルミナ、ＳｉＯ２−ＭｇＯ系及びＳｉＯ２−ＣａＯ−ＭｇＯ系等の酸化物繊維、その他の繊維（例えば、ＳｉＣ繊維）等を挙げることができる。また、無機バインダーとして、具体的には、シリカゾル、アルミナゾル、粘土等を挙げることができる。更に、有機バインダーとして、具体的には、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、カルボキシメチルセルローズ（ＣＭＣ）、メチルセルロース（ＭＣ）等を挙げることができる。また、無機粒子として、具体的には、炭化珪素、窒化珪素、コージェライト、アルミナ、ムライト等のセラミックスを挙げることができる。
【００３９】
これらの構成成分の比率を、重心近傍接合層と外周接合層で変えることにより、接合材料自体の剛性や、接合材料の気孔率及び気孔分布を変えることができ、その結果、重心近傍接合層と外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率を任意に変えることができる。また、接合層を形成する際に使用する接合材スラリーの水分比を重心近傍接合層と外周接合層で変えることによって、重心近傍接合層と外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率を変えることもできる。ここで、接合層は、通常、ハニカムセグメント同士を接着する機能を有しているが、接合する機能を有していなくても、ハニカムセグメント同士を弾性的に介する材料によって熱応力を緩和する機能さえ有していれば、接合層及びハニカムセグメントの応力緩和機能は発現できるため、本発明の主旨に含まれる。
【００４０】
接合層の厚み方向の圧縮ヤング率は、特に限定されるものではないが、１．５ＧＰａ以下であることが好ましい。１．５ＧＰａ超であると、ハニカムセグメントの膨らみによって隣接するハニカムセグメントに与えられる応力が、接合層で十分に緩和されなくなり、その結果、ＤＰＦとして使用する場合に、再生時の局所的な過昇温により、高温部が膨らんだハニカムセグメントに隣接するハニカムセグメントが破損する場合がある。
【００４１】
本発明のハニカムセグメント接合体を製造する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、「（１） ハニカムセグメント」に記載のハニカムセグメントと接合材スラリーを用い、特開２００８−１６２８７９号公報の段落００７２と段落００７６に記載の方法で製造する事が出来る。また、例えば最外周部を構成するハニカムセグメントの外形形状を、予め最終的に必要な外形形状になるように作製したハニカムセグメントを用いれば、ハニカムセグメントの複数個を接合した後、外周部を切削加工する必要はなく、所望の外形形状のハニカムセグメント接合体を得ることができる。
【００４２】
接合材スラリーは、接合層の構成成分に、必要に応じて有機バインダー（例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルロース等）、分散剤、水等を加え、それをミキサー等の混練機を使用して混合・混練してペースト状にすることで調製することができる。なお、接合層の構成成分は、「接合層」にて記載した構成成分である。
【実施例】
【００４３】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」及び「％」は、特に断らない限り質量基準である。また、各種物性値の測定方法、及び諸特性の評価方法を以下に示す。
【００４４】
［クラック有無の評価］：ディーゼルエンジンにてスート再生試験を行った。試験条件としては、エンジン回転数：２０００ｒｐｍ、エンジントルク：９０Ｎｍに保った状態で、ポストインジェクションを入れ、ハニカムセグメント接合体前後の圧力損失が落ち始めたところでポストインジェクションを切り、エンジン状態をアイドルに切り替える。試験後におけるハニカムセグメント接合体の円周方向のクラック発生を目視にて判断し、クラックが発生した場合を「有り」と評価し、クラックが発生していない場合を「無し」と評価した。
【００４５】
［ハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力（ＭＰａ）］：上記したスート再生試験条件で応力解析を実施した際、ハニカムセグメント接合体の円周方向のクラックの起因となるハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力を、特開２００５−２４２６７９号公報に記載されている方法にて算出した。
【００４６】
［応力低減率（％）］：実施例１〜６については、比較例１のハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力を基準として算出した。実施例７〜１２については、比較例２のハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力を基準として算出した。実施例１３〜１８については、比較例３のハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力を基準として算出した。実施例１９〜２４については、比較例４のハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力を基準として算出した。実施例２５〜３０については、比較例５のハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力を基準として算出した。実施例３１〜３６については、比較例６のハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力を基準として算出した。
【００４７】
（実施例１）
その断面形状が、一辺が約３６ｍｍの正方形であり、その長さが約２５４ｍｍであるハニカムセグメント１６個のそれぞれの外壁同士を、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）が、１．０１となるように、それぞれ異なるヤング率の接合材スラリーを用いて接合し、外部より圧力を加え、１４０℃、２時間乾燥してハニカム積層体を得た。このハニカム積層体の外周を円筒状に切削加工した後、外周コート材を塗布し、７００℃、２時間乾燥硬化させて、外径が約１４４ｍｍであり、長さが約２５４ｍｍの図２Ａに示すような切断面を有するハニカムセグメント接合体を製造した。製造したハニカムセグメント接合体を用いて、スス量８．１ｇ／Ｌの条件でスート再生試験を行ったところ、クラック有無の評価は「無し」であり、ハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力は１９ＭＰａであり、応力低減率は５％であった。なお、ハニカムセグメントは、その気孔率が５２％であり、曲げ強度が２０ＭＰａである珪素−炭化珪素系複合材料を用いた。また、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）は２０．０ＭＰａであり、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）は２０．２ＭＰａである。
【００４８】
（実施例２〜６及び比較例１）
重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）が、表１に示す値となるように、それぞれ異なるヤング率の接合材スラリーを用いて接合し、スート再生試験で、スス量の条件を表１に記載した条件にしたこと以外は、実施例１と同様にして各ハニカムセグメント接合体を製造した。
【００４９】
【表１】
【００５０】
表１に示すように、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）を、１．０１以上にすることで、応力を低減することができ、ハニカムセグメント接合体の耐熱衝撃性を向上させることができることがわかる。特に、実施例３の結果から、Ｍ２／Ｍ１を１．１以上とすることで、その効果が顕著であることがわかる。
【００５１】
（実施例７）
その断面形状が、一辺が約３６ｍｍの正方形であり、その長さが約２５４ｍｍであるハニカムセグメント１６個のそれぞれの外壁同士を、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）が、１．０１となるように、それぞれ異なるヤング率の接合材スラリーを用いて接合し、外部より圧力を加え、１４０℃、２時間乾燥してハニカム積層体を得た。このハニカム積層体の外周を円筒状に切削加工した後、外周コート材を塗布し、７００℃、２時間乾燥硬化させて、外径が約１４４ｍｍであり、長さが約２５４ｍｍの図２Ａに示すような切断面を有するハニカムセグメント接合体を製造した。製造したハニカムセグメント接合体を用いて、スス量１０．１ｇ／Ｌの条件でスート再生試験を行ったところ、クラック有無の評価は「無し」であり、ハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力は４４ＭＰａであり、応力低減率は４％であった。なお、ハニカムセグメントは、その気孔率が４１％であり、曲げ強度が４５ＭＰａである珪素−炭化珪素系複合材料を用いた。また、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）は２０．０ＭＰａであり、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）は２０．２ＭＰａである。
【００５２】
（実施例８〜１２及び比較例２）
重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）が、表２に示す値となるように、それぞれ異なるヤング率の接合材スラリーを用いて接合し、スート再生試験で、スス量の条件を表２に記載した条件にしたこと以外は、実施例７と同様にして各ハニカムセグメント接合体を製造した。
【００５３】
【表２】
【００５４】
表２に示すように、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）を、１．０１以上にすることで、応力を低減することができ、ハニカムセグメント接合体の耐熱衝撃性を向上させることができることがわかる。特に、実施例９の結果から、Ｍ２／Ｍ１を１．１以上にすることで、その効果が顕著であることがわかる。
【００５５】
（実施例１３）
その断面形状が、一辺が約３６ｍｍの正方形であり、その長さが約２５４ｍｍであるハニカムセグメント１６個のそれぞれの外壁同士を、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）が、１．０１となるように、それぞれ異なるヤング率の接合材スラリーを用いて接合し、外部より圧力を加え、１４０℃、２時間乾燥してハニカム積層体を得た。このハニカム積層体の外周を円筒状に切削加工した後、外周コート材を塗布し、７００℃、２時間乾燥硬化させて、外径が約１４４ｍｍであり、長さが約２５４ｍｍの図２Ａに示すような切断面を有するハニカムセグメント接合体を製造した。製造したハニカムセグメント接合体を用いて、スス量７．２ｇ／Ｌの条件でスート再生試験を行ったところ、クラック有無の評価は「無し」であり、ハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力は１５ＭＰａであり、応力低減率は６％であった。なお、ハニカムセグメントは、その気孔率が５８％であり、曲げ強度が１７ＭＰａである珪素−炭化珪素系複合材料を用いた。また、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）は２０．０ＭＰａであり、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）は２０．２ＭＰａである。
【００５６】
（実施例１４〜１８及び比較例３）
重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）が、表３に示す値となるように、それぞれ異なるヤング率の接合材スラリーを用いて接合し、スート再生試験で、スス量の条件を表３に記載した条件にしたこと以外は、実施例１３と同様にして各ハニカムセグメント接合体を製造した。
【００５７】
【表３】
【００５８】
表３に示すように、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）を、１．０１以上にすることで、応力を低減することができ、ハニカムセグメント接合体の耐熱衝撃性を向上させることができることがわかる。特に、実施例１５の結果から、Ｍ２／Ｍ１を１．１以上にすることで、その効果が顕著であることがわかる。
【００５９】
（実施例１９）
その断面形状が、一辺が約３６ｍｍの正方形であり、その長さが約２５４ｍｍであるハニカムセグメント１６個のそれぞれの外壁同士を、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）が、１．０１となるように、それぞれ異なるヤング率の接合材スラリーを用いて接合し、外部より圧力を加え、１４０℃、２時間乾燥してハニカム積層体を得た。このハニカム積層体の外周を円筒状に切削加工した後、外周コート材を塗布し、７００℃、２時間乾燥硬化させて、外径が約１４４ｍｍであり、長さが約２５４ｍｍの図２Ａに示すような切断面を有するハニカムセグメント接合体を製造した。製造したハニカムセグメント接合体を用いて、スス量９．９ｇ／Ｌの条件でスート再生試験を行ったところ、クラック有無の評価は「無し」であり、ハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力は４１ＭＰａであり、応力低減率は５％であった。なお、ハニカムセグメントは、その気孔率が４３％であり、曲げ強度が４４ＭＰａである炭化珪素を用いた。また、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）は２０．０ＭＰａであり、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）は２０．２ＭＰａである。
【００６０】
（実施例２０〜２４及び比較例４）
重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）が、表４に示す値となるように、それぞれ異なるヤング率の接合材スラリーを用いて接合し、スート再生試験で、スス量の条件を表４に記載した条件にしたこと以外は、実施例１９と同様にして各ハニカムセグメント接合体を製造した。
【００６１】
【表４】
【００６２】
表４に示すように、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）を、１．０１以上にすることで、応力を低減することができ、ハニカムセグメント接合体の耐熱衝撃性を向上させることができることがわかる。特に、実施例２１の結果から、Ｍ２／Ｍ１を１．１以上にすることで、その効果が顕著であることがわかる。
【００６３】
（実施例２５）
その断面形状が、一辺が約３６ｍｍの正方形であり、その長さが約３０５ｍｍであるハニカムセグメント４９個のそれぞれの外壁同士を、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）が、１．０１となるように、それぞれ異なるヤング率の接合材スラリーを用いて接合し、外部より圧力を加え、１４０℃、２時間乾燥してハニカム積層体を得た。このハニカム積層体の外周を円筒状に切削加工した後、外周コート材を塗布し、７００℃、２時間乾燥硬化させて、外径が約２２９ｍｍであり、長さが約３０５ｍｍの図２Ｂに示すような切断面を有するハニカムセグメント接合体を製造した。製造したハニカムセグメント接合体を用いて、スス量８．２ｇ／Ｌの条件でスート再生試験を行ったところ、クラック有無の評価は「無し」であり、ハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力は２０ＭＰａであり、応力低減率は５％であった。なお、ハニカムセグメントは、その気孔率が５２％であり、曲げ強度が２０ＭＰａである珪素−炭化珪素系複合材料を用いた。また、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）は２０．０ＭＰａであり、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）は２０．２ＭＰａである。
【００６４】
（実施例２６〜３０及び比較例５）
重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）が、表５に示す値となるように、それぞれ異なるヤング率の接合材スラリーを用いて接合し、スート再生試験で、スス量の条件を表５に記載した条件にしたこと以外は、実施例２５と同様にして各ハニカムセグメント接合体を製造した。
【００６５】
【表５】
【００６６】
表５に示すように、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）を、１．０１以上にすることで、応力を低減することができ、ハニカムセグメント接合体の耐熱衝撃性を向上させることができることがわかる。特に、実施例２７の結果から、Ｍ２／Ｍ１を１．１以上にすることで、その効果が顕著であることがわかる。
【００６７】
（実施例３１）
その断面形状が、一辺が約３６ｍｍの正方形であり、その長さが約３０５ｍｍであるハニカムセグメント２８個のそれぞれの外壁同士を、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）が、１．０１となるように、それぞれ異なるヤング率の接合材スラリーを用いて接合し、外部より圧力を加え、１４０℃、２時間乾燥してハニカム積層体を得た。このハニカム積層体の外周を切削加工した後、外周コート材を塗布し、７００℃、２時間乾燥硬化させて、長さが約３０５ｍｍの図２Ｃに示すような切断面を有するハニカムセグメント接合体を製造した。製造したハニカムセグメント接合体を用いて、スス量６．０ｇ／Ｌの条件でスート再生試験を行ったところ、クラック有無の評価は「無し」であり、ハニカムセグメント接合体の流路方向の最大応力は１８ＭＰａであり、応力低減率は５％であった。なお、ハニカムセグメントは、その気孔率が５２％であり、曲げ強度が２０ＭＰａである珪素−炭化珪素系複合材料を用いた。また、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）は２０．０ＭＰａであり、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）は２０．２ＭＰａである。
【００６８】
（実施例３２〜３６及び比較例６）
重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）が、表６に示す値となるように、それぞれ異なるヤング率の接合材スラリーを用いて接合し、スート再生試験で、スス量の条件を表６に記載した条件にしたこと以外は、実施例３１と同様にして各ハニカムセグメント接合体を製造した。
【００６９】
【表６】
【００７０】
表６に示すように、重心近傍接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ１）に対する、外周接合層の厚み方向の圧縮ヤング率の流路方向の平均値（Ｍ２）の比（Ｍ２／Ｍ１）を、１．０１以上にすることで、応力を低減することができ、ハニカムセグメント接合体の耐熱衝撃性を向上させることができることがわかる。特に、実施例３３の結果から、Ｍ２／Ｍ１を１．１以上にすることで、その効果が顕著であることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明のハニカムセグメント接合体は、自動車用エンジン、建設機械用エンジン、産業機械用定置エンジン等の内燃機関、その他の燃焼機器等から排出される排気ガス中の粒子状物質を排気ガス中から除去するために利用することが出来る。
【符号の説明】
【００７２】
１：ハニカムセグメント接合体、２，１２，２２：ハニカムセグメント、３，１３，２３：切断面、５：セル、６：隔壁、７：目封止、８：外壁、９：接合層、９ａ，１９ａ，２９ａ：セルの流路方向と直交する切断面における重心の近傍に位置する接合層、９ｂ，１９ｂ，２９ｂ：最外周に位置するハニカムセグメントの外壁を接合する接合層、Ｇ：重心。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質の隔壁によって区画形成されるとともに互いに平行に配設される流体の流路となる複数のセルを持ったセル構造体と、前記セル構造体の外周に配設される外壁と、を有するハニカムセグメントを複数備え、複数の前記ハニカムセグメントのそれぞれの前記外壁同士が接合層を介して接合されてなるものであり、
前記セルの流路方向と直交する切断面における重心の近傍に位置する前記接合層の厚み方向の圧縮ヤング率（Ｍ１）と、その最外周に位置する前記ハニカムセグメントの前記外壁を接合する前記接合層の厚み方向の圧縮ヤング率（Ｍ２）が、Ｍ１＜Ｍ２の関係を満たすハニカムセグメント接合体。
【請求項２】
前記圧縮ヤング率（Ｍ１）と、前記圧縮ヤング率（Ｍ２）が、Ｍ２／Ｍ１≧１．０１の関係を満たす請求項１に記載のハニカムセグメント接合体。
【請求項３】
前記圧縮ヤング率（Ｍ１）と、前記圧縮ヤング率（Ｍ２）が、Ｍ２／Ｍ１≧１．１の関係を満たす請求項１に記載のハニカムセグメント接合体。
【請求項１】
多孔質の隔壁によって区画形成されるとともに互いに平行に配設される流体の流路となる複数のセルを持ったセル構造体と、前記セル構造体の外周に配設される外壁と、を有するハニカムセグメントを複数備え、複数の前記ハニカムセグメントのそれぞれの前記外壁同士が接合層を介して接合されてなるものであり、
前記セルの流路方向と直交する切断面における重心の近傍に位置する前記接合層の厚み方向の圧縮ヤング率（Ｍ１）と、その最外周に位置する前記ハニカムセグメントの前記外壁を接合する前記接合層の厚み方向の圧縮ヤング率（Ｍ２）が、Ｍ１＜Ｍ２の関係を満たすハニカムセグメント接合体。
【請求項２】
前記圧縮ヤング率（Ｍ１）と、前記圧縮ヤング率（Ｍ２）が、Ｍ２／Ｍ１≧１．０１の関係を満たす請求項１に記載のハニカムセグメント接合体。
【請求項３】
前記圧縮ヤング率（Ｍ１）と、前記圧縮ヤング率（Ｍ２）が、Ｍ２／Ｍ１≧１．１の関係を満たす請求項１に記載のハニカムセグメント接合体。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２３５３３８（Ｐ２０１０−２３５３３８Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８２５６１（Ｐ２００９−８２５６１）
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
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